Principios de Funcionamiento de Galgas Extensiométricas y Sensores de Temperatura PT-100

La Galga Extensiométrica: Principio y Aplicación en Medición de Presión

La galga extensiométrica se fundamenta en la variación de longitud y diámetro, y consecuentemente, en la alteración de su resistencia eléctrica, que ocurre cuando un hilo resistivo es sometido a una tensión mecánica inducida por una presión.

Características de las Galgas Laminares

Si la galga es de tipo laminar (con un espesor comparable al de un sello de correos), puede adherirse directamente a la superficie cuya presión se desea cuantificar. Estas galgas laminares también se encuentran disponibles comercialmente montadas sobre soportes cerámicos o plásticos.

En esencia, la galga constituye un circuito eléctrico: al estirarse los conductores, se incrementa la resistencia al flujo de corriente. Cuanto mayor sea la elongación, mayor será la resistencia ofrecida. Este principio permite la medición de la presión.

Integración en el Puente de Wheatstone

La galga forma parte integral de un puente de Wheatstone. Cuando no existe tensión mecánica aplicada, la galga presenta una resistencia eléctrica determinada. En esta condición inicial, se aplica una tensión eléctrica nominal al circuito y se ajusta el puente para estas condiciones de referencia.

Posteriormente, cualquier variación de presión que provoque una deformación en la galga o en su soporte modificará su resistencia. Este cambio desequilibra el puente, generando así una señal eléctrica directamente relacionada con la presión que causó la desestabilización.

• Intervalo de Medida: El rango de medición de estos transductores oscila entre 0 y 3000 bares.
• Precisión: Su precisión se sitúa aproximadamente en $\pm 0.5\%$.

Clasificación de Transductores de Presión

Transductores Mecánicos de Presión

Incluyen los siguientes elementos:

• Tubo Bourdon
• Elemento en espiral
• Diafragma
• Fuelle

Transductores Electromecánicos de Presión

Estos sistemas convierten la deformación mecánica en una señal eléctrica mediante diversos principios:

• Transductores resistivos (incluyendo galgas extensiométricas)
• Transductores magnéticos (de inductancia variable o reluctancia variable)
• Transductores capacitivos
• Transductores piezoeléctricos

El Sensor de Temperatura PT-100 (RTD)

El PT-100 es un sensor de temperatura basado en la variación de resistencia, caracterizado por tener una resistencia de 100 ohmios a $0 \text{ grados Celsius}$. Al aumentar la temperatura, su resistencia eléctrica también se incrementa.

Características y Funcionamiento del PT-100

El PT-100 es el elemento sensible a la temperatura fundamental en cualquier termómetro de resistencia. Sus propiedades específicas definen las capacidades técnicas de medición del sensor.

Relación Temperatura-Resistencia

Este sensor no exhibe un incremento de resistencia perfectamente lineal, pero sí es una función creciente y característica del platino. Por esta razón, es posible determinar la temperatura exacta correspondiente mediante el uso de tablas estandarizadas.

Como elemento extendido, el PT-100 mide el valor promedio de la temperatura a lo largo de toda su longitud activa.

Construcción Industrial

Las sondas PT-100 utilizadas en entornos industriales se fabrican encapsuladas, de manera similar a los termopares, dentro de un tubo protector (generalmente de acero inoxidable u otro material adecuado). El proceso constructivo es el siguiente:

1. En un extremo se ubica el elemento sensible (Sensor RTD: Detector de Temperatura por Resistencia).
2. En el extremo opuesto, los terminales eléctricos de los cables están protegidos dentro de una caja redonda, comúnmente fabricada en aluminio (denominada cabeza).

El principio operativo central del PT-100 reside en la modificación de su resistencia eléctrica en función directa de la temperatura a la que es sometido.