Galga extensométrica: funcionamiento, compensación de temperatura y celdas de carga

¿Cómo Funciona una Galga Extensométrica?

Las galgas extensométricas son elementos que varían su resistencia interna al ser sometidos a esfuerzos mecánicos. Si consideramos un hilo metálico de longitud (L), sección (A) y resistividad (P), su resistencia eléctrica (R) en ohmios es: R = P * L / A.

Al someterlo a un esfuerzo en dirección longitudinal, cada una de las tres magnitudes que intervienen en el valor de R experimenta un cambio y, por lo tanto, R también varía. Sin embargo, la variación de resistencia en una galga extensométrica no es muy grande.

Materiales de Construcción de las Galgas

Las galgas se construyen con aleaciones metálicas de alta resistividad.

Características Técnicas de las Galgas Extensométricas

Las características técnicas más relevantes son:

• Resistencia de galga: Se define como la resistencia eléctrica medida entre dos terminales de un metal o áreas de contacto diseñadas para la conexión de cables de medición.
• Factor de galga: Es la sensibilidad de la galga, la cual es proporcional al cambio relativo de la resistencia.
• Referencia de temperatura: Es la temperatura para la cual las características técnicas son válidas. Normalmente, se toma como referencia una temperatura de 23°C.
• Características de temperatura: Son los cambios que presenta la resistencia de la galga por la temperatura, debido a los coeficientes de expansión térmica de los materiales.

Compensación de Temperatura en la Medición con Galgas

Una de las técnicas más utilizadas para realizar mediciones con galgas extensométricas es incorporándolas en una configuración de puente de Wheatstone. Esta configuración necesita ser ajustada para proporcionar una lectura más fiel al fenómeno real. Este ajuste se llama compensación.

La compensación de temperatura por medios resistivos garantiza que el puente no se verá afectado por la temperatura en un estado de ausencia de carga, ya que existen diversas razones por las cuales el puente básico puede verse afectado. La primera de ellas es que el comportamiento de las galgas obedece a una curva ligada a la temperatura. El coeficiente de temperatura, aun entre galgas del mismo tipo, nunca es exactamente el mismo.

Celdas de Carga: Funcionamiento y Tipos

Las celdas de carga son transductores que convierten una acción de carga o peso en una señal eléctrica analógica. Las celdas de carga basadas en galgas pueden ser de varios tipos, dependiendo de la forma como realizan la medición de fuerza, es decir, por flexión, por compresión, por tensión o por corriente.

Celdas de Carga Basadas en Transformadores Diferenciales de Variación Lineal (LVDT)

La celda está formada por una pieza cilíndrica solidaria al eje de un LVDT que se deforma por acción de la fuerza de carga ejercida sobre ella. Esta deformación provoca el movimiento del núcleo del transformador y, por lo tanto, la producción de una señal proporcional a la fuerza aplicada.