Aquisição e Tratamento de Dados – Teoria (10): Extensómetros – Sensores de Deformação

by admin

Extensómetros

Os extensómetros são os dispositivos mais utilizados para medir forças, ou mais particularmente, deslocamentos/deformações resultantes de forças. O tipo mais comum é o ligado a resistência, que consiste num material resistivo, habitualmente um filme metálico de uns poucos mícrones de espessura, ligado a uma placa traseira de poliéster ou papel.

Extensómetro ligado a resistência típico

O extensómetro funciona baseado no princípio de que quando esticado/deformado, o comprimento, a secção e a resistividade do filme metálico varia, fazendo assim, por consequência, variar também o valor da resistência do condutor. Quando fixado a uma unidade em teste através de um adesivo, ou de outra forma qualquer, o extensómetro sofre o mesmo esticamento/deformação de toda a unidade. A quantidade de esticamento/deformação pode ser medida através da detecção da variação na sua resistência. Sabe-se que variação no comprimento do extensómetro é pequena e que a relação entre resistência e esticamento/deformação é linear.

A relação entre a percentagem de variação na resistência e a percentagem de variação no comprimento, é conhecido como o ‘calibre’ (C) e é uma medida da sensibilidade do extensómetro.

C = (ΔR/R₀) / (ΔL / L₀) = 1 + 2σ + [(Δρ / ρ) / (ΔL / L₀)]

Em que:

R₀ – resistência em ohms

ρ – resistividade em ohms por metro

L₀ – comprimento em metros

ΔR/R0 – variação fraccional da resistência

σ – relação de Poisson

ΔL/L₀– variação fraccional do comprimento

Δρ / ρ– variação fraccional da resistividade

O calibre, fornecido pelos fabricantes para cada modelo de extensómetro, tipicamente encontra-se entre 2 e 4, nos casos dos mais comuns modelos em lâmina metálica, com resistência nominal de 120 ohms, 350 ohms e 1k. Assim, se um extensómetro de 350 ohms com um calibre de 2.0 for esticado em 1%, então a sua resistência variará 2%, ou seja, 0.57 ohms.