Balança

Universidade Federal de Minas Gerais Departamento de Engenharia Eletrônica

Laboratório de Controle e Automação I

Instrumentação Balança de Precisão Com Strain Gages

Prof. Anísio R. Braga, CEFET/MG Prof. Fábio G. Jota, DELT/UFMG Prof. José Carlos R. de Oliveira, DELT/UFMG Belo Horizonte, junho de 2002 Revisão: março de 2008

STRAIN GAGES Sensor de Deformação Deformações e fadiga são geradas em componentes, subsistemas e sistemas, devido a peso, temperatura, pressão, vibração ou forças de deslocamento. Um dos métodos mais usuais para realizar estas medições é através do uso de extensômetros metálicos, ou strain gauges ("gages"), conectados em ponte de Wheatstone. O extensômetro baseia-se no princípio de que, quando um condutor está sujeito a um esforço de tensão ou compressão, ocorre uma variação de sua resistência. A amplitude da variação, relacionada com a resistência original, é proporcional à intensidade do esforço aplicado, ou ainda:

E = Esforço (máxima microdeformação) =

var iação do comprimento ∆L = comprimento original L

Em aplicações de extensômetros utiliza-se uma constante de proporcionalidade conhecida como Fator de Calibração (Gage Factor), que varia de 2 a 4 para as ligas mais usuais na fabricação de extensômetros. Este parâmetro é baseado na variação da resistência ocorrida no extensômetro para sua resistência total, relacionada com a variação no comprimento do condutor para seu comprimento unitário, ou ainda:

GF =

∆R ∆L

R L

A tensão de saída do amplificador de um medidor de deformação, com extensômetros em ponte de Wheatstone é dada por: eo = ∆R ∗ Vex ∗ G R onde Vex é a tensão de alimentação da ponte e G é o ganho do amplificador de instrumentação. Exemplo: Uma ponte de extensômetros com G=2 e ∆L =1500µE (dados L ∆R = 2 ∗1500 = 3000µ E . provenientes de catálogo do fabricante), possui R Desta maneira, pode-se calcular a tensão de saída do medidor como sendo:

eo = 3000 ∗ Vex ∗ G .

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BALANÇA DE PRECISÃO