instrumentação

Circuitos eletrônicos aplicados em extensômetros de resistência elétrica
Como já exporto, os extensômetros de resistência elétrica utilizam pontes de Wheatstone. Este tipo d circuito utiliza a ideia de balancear uma tensão no centro de uma ponte formada por elementos, entre os quais pode haver um ou mais sensores medindo uma determinada grandeza de interesse. A Figura 1, mostra pontes de Wheatstone típicas.
Figura 1
Uma vez que a condição de balanço tenha sido alcançada, tem-se:
R3 = r4*r2/r1
Assim, mudanças em R3 são diretamente proporcionais às mudanças produzidas em r4 para balancear a ponte. Esta condição é obtida independente da fonte de alimentação.
Para sensores remotos, é preciso considerar os fios longos cujas resistências adicionam a resistência do sensor, conforme Figura 2. Quando o extensometro tem que ser conectado a ponte por meio de dois longos cabos podem ocorrer problemas de atenuação do sinal e perda da compensação de temperatura.
Figura 2
O erro causado por este fator pode ser reduzido a menos de 1% se Rcabos/Rextens < 0,005.
O método Siemens ou de três fios resolve o problema da inclusão das resistências dos cabos. Os fios 1 e 3 precisam ser iguais e sofrer a mesma mudança de temperatura. As características do fio 2 são irrelevantes, pois na condição de balanço não existe corrente no braço central da ponte. Na figura 3 podemos ver a aplicação do método de três fios de forma genérica em uma ponte Whetstone.
Figura 3
Muitas vezes é preciso medir a variação da deformação envolvida em vários pontos de uma estrutura. Neste caso é comum a utilização de chaves para conectar diferentes extensômetros a uma única ponte. As chaves para este fim devem apresentar baixas resistências de contato. A maior desvantagem de sistemas chaveados é o frift térmico devido ao aquecimento dos extensômetros e resistores quando a energia é aplicada nos mesmos.
Quando são aplicados extensômetros em equipamentos rotativos, geralmente se utilizam anéis coletores