SENSORES Y ACTUADORES
PRACTICA 2 MEDICIÓN DE PESO CON GALGA EXTENSIOMETRICA
INGENIERO: VAZQUEZ VILLANUEVA FERMI
ESTUDIANTE:
MATRICULA:
MARTÍNEZ PÉREZ ELIDETH
11-003-1263
TAPIA DE LA CRUZ JORGE EDUARDO
06-003-2287
18/NOVIEMBRE/ 2015 II
OBJETIVO:
Comprobar físicamente el funcionamiento de una galga extensiométrica, sensores especialmente utilizados para la medida de deformaciones.
INTRODUCCIÓN:
Uno de los dispositivos más utilizados para la determinación de deformaciones es el deformímetro de resistencia también conocido como galga extensiométrica. La propiedad utilizada para medir deformaciones es la resistencia eléctrica de un cable puesto que es sabido que existe dependencia entre el valor de la resistencia R y la deformación axial de un cable ε. La deformación en la dirección del cable puede medirse directamente una vez que se ha calibrado.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
El cambio de resistencia en un material sometido a una deformación es consecuencia de la combinación de dos factores: por un lado, el área transversal a la conducción eléctrica varía y, por otro, el propio cambio de la resistividad del material. En general, la deformación produce un incremento en el valor de la resistencia. Para conseguir la máxima modificación en el valor de la resistencia con la mínima deformación, la galga extensiométrica tiene la forma típica de “parrilla”. La razón de cambio en la resistencia debido a la deformación se denomina parámetro k y viene dado por:
EL valor de k en esta práctica es 2.05. Para detectar cambios extremadamente pequeños en la resistencia eléctrica se forma un puente de Wheatstone con una o más galgas extensiométricos dependiendo del experimento a llevar a cabo. Este puente se alimenta con una fuente de alimentación de corriente continua y las diferencias de tensión son amplificadas en los amplificadores operacionales oportunos y luego presentadas a lectura. En la figura 2 se dan los resultados de la deformación despejados a partir de la definición de parámetro k para las distintas configuraciones de puente de Wheatstone que van a usarse. El parámetro µ es el coeficiente de Poisson.
Figura 2
CHIP HX711
Este dispositivo está conformado por una pequeña board con el chip HX711, sencillo de usar, proporcionando un excelente rendimiento, alta sensibilidad con una muy buena velocidad de medición, cuyo principio de funcionamiento es el de convertir los niveles de tensión medidos (variaciones) de la resistencia (carga), a datos digitales mediante este circuito de conversión Este producto es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, mecánica, eléctrica, química, construcción, medicina y muchos otros campos, que se utiliza para medir la fuerza, presión, desplazamiento, presión, par, aceleración entre otros.
LISTA DE MATERIALES:
PIC16F1787
CONVERTIDOR A/D HX711
GALGA EXTENSIOMETRICA
POTENCIOMETRO
TRIPOD 20 Ω
1 RESISTECIA 1K Ω, 10K Ω
1 RESISTENCIA DE 960 Ω
4 CAPACITORES DE 0.1 UF
DISPLAY LCD
DESARROLLO:
PUENTE COMPLETO
Circuito de medición de peso
IMPLEMENTACIÓN Primero comprobamos que la galga extensiómetrica estuviera funcionando, se calibro con una resistencia variable de 20 Ω, metiendo un peso de 5N.
Foto 1. Circuito medición de peso (Con galga extensiómetrica)
Segunda etapa: se hacen 10 mediciones con un peso de 10 newton ≈ 1.019 kg Peso
Voltaje
Tiempo(s)
10 N
0.23mV
5s
10 N
0.21mV
5s
10 N
0.21mV
5s
10 N
0.23mV
5s
10 N
0.21mV
5s
10 N
0.23mV
5s
10 N
0.21mV
5s
10 N
0.21mV
5s
10 N
0.20mV
5s
10 N
0.19mV
5s
(Newton)
Promedio ≈ 0.213mV
FOTO 3. COLOCACIÓN DE PESO EN LA GALGA EXTENSIÓMETRICA
CONCLUSIÓN En esta práctica experimental, con las galgas extensiometricas fue difícil en la calibración de las resistencias de medio puente.
BIBLIOGRAFÍA:
González G. Carlos y Zeleny V. Ramón, Metrología, Editorial, Mc Graw Hill, 2ª edición, México, 2000. Módulo Conversor Analógico/Digital De 24 Bits HX711 http://www.vistronica.com/modulos/modulo-conversor-analogico-digital-de-24-bitshx711-detail.html MEDIDAS DE TENSIÓN Y DEFLEXIÓN MEDIANTE GALGAS EXTENSIOMÉTRICAS visitada el día [20/10/15], encontrada en la página de internet: http://www.ual.es/~aposadas/Practica_05.pdf
