UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA DEPARTAMENTO DE ELECTRICA Y ELECTRONICA

Informe de Laboratorio

CARRERA CÓDIGO DE LA ASIGNATURA

NOMBRE DE LA ASIGNATURA

Ing. Electrónica e Instrumentación

3404 Instrumentación y Sensores

PRÁCTICA N°

LABORATORIO DE: Electrónica DURACIÓN

(HORAS) 10 TEMA: Galgas extensiométricas 2

1 OBJETIVOS

- Determinar la curva de respuesta de una y dos Galga Extensiométricas colocadas en el puente

de Wheatstone, en función del peso aplicado.

- Analizar el funcionamiento de una y dos Galga Extensiométrica en base al puente

Wheatstone para diferentes pesos aplicados

- Observar el efecto del ruido y la aplicación de un filtro para la atenuación del mismo

- Aplicar correctamente el acondicionamiento de señales

- Aplicar el Amplificador de instrumentación a los terminales del puente

- Observar el efecto de la temperatura sobre los parámetros de la Galga.

2 INSTRUCCIONES

EQUIPO Y MATERIALES NECESARIOS

Galga Extensiométrica.

Módulo de acondicionamiento de señal.

Amplificador de instrumentación

Fuente

Varios

A. TRABAJO PREPARATORIO

GALGAS EXTENSIOMÉTRICAS

Una galga extensiométrica o extensómetro es un sensor, para medir la deformación, presión, carga,

torque, posición, entre otras cosas, que está basado en el efecto piezorresistivo, el cual es la propiedad

que tienen ciertos materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se le somete a ciertos

esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos. Un esfuerzo que deforma la galga

producirá una variación en su resistencia eléctrica, esta variación puede ser por el cambio de longitud,

el cambio originado en la sección o el cambio generado en la resistividad. Inventado por los ingenieros

Edward E. Simmons y Arthur C. Ruge en 1938. La galga extensiométrica hace una lectura directa de

deformaciones longitudinales en cierto punto del material que se está analizando. La unidad que lo

representa es épsilon, esta unidad es adimensional y expresa el cambio de la longitud sobre la longitud

inicial.

En su forma más común, consiste en un estampado de una lámina metálica fijada a una base flexible

y aislante. La galga se adhiere al objeto cuya deformación se quiere estudiar mediante un adhesivo,

como el cianoacrilato. Según se deforma el objeto, también lo hace la lámina, provocando así una

variación en su resistencia eléctrica. Habitualmente una galga extensiométrica consiste en un alambre

muy fino, o más comúnmente un papel metálico, dispuesto en forma de rejilla, que se puede unir por

medio de soldadura a un dispositivo que pueda leer la resistencia generada por la galga. Esta forma de

rejilla permite aprovechar la máxima cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de

su eje principal. Las galgas extensiométricas también pueden combinarse con muelles o piezas

deformables para detectar de forma indirecta los esfuerzos.

El montaje más común utilizado para medir deformaciones mediante galgas es el puente de

Wheatstone. Existen tres tipos de montajes básicos: con una, dos y cuatro galgas. La medida se suele

realizar por deflexión, es decir midiendo la diferencia de tensiones existentes entre los terminales de

salida del sensor.

Una Galga

Este puente de medida se caracteriza por una baja sensibilidad.

Por otro lado al solo haber una galga esta no está compensado en temperatura.

Dos Galgas

Debido a la utilización de dos galgas se consigue duplicar la sensibilidad del puente respecto

al anterior.

Este nos ayuda a tener una mayor señal de salida para una tensión de alimentación dada.

La disposición de las galgas, permiten la compensación en temperatura.

02

04

02202

2

1

00

0

R

R

E

Vab

R

RRR

E

Vab

RRRR

RR

E

Vab

04

0;)02(2

)02(2

02202

2

1

00

0

R

R

E

Vab

RRR

R

E

Vab

RR

RRRR

E

Vab

RRR

RR

E

Vab

Cuatro Galgas

La utilización de cuatro galgas cuadruplica la sensibilidad del puente respecto al puente de

una sola galga.

De igual forma que en el caso anterior, las galgas están compensadas en temperatura.

3 ACTIVIDADES A DESARROLLAR

3.1

Implemente el circuito en el módulo de laboratorio, tal como se indica en la figuras:

0

02

2

02

0

02

0

R

R

E

Vab

R

R

E

Vab

R

RR

R

RR

E

Vab

Fig. 1 Módulo del circuito que el equipo de prácticas utiliza para el estudio de las galgas extensiométricos.

3.2 Calibrar el acondicionador; para ello colocar en el portapesas una pesa de valor conocido y ajustar

el potenciómetro de ajuste hasta que en la salida del acondicionador se obtenga una tensión de valor

requerido mV/gr x valor del peso.

3.3 Incrementar el peso colocado en el portapesas hasta completar la tabla, anotando el valor de la

señal de salida del acondicionador.

Voltaje de entrada: 2 V

VOLTAJE MEDIDO (Vo)

GANACIA

X10 X100 X1000

(PESO) 1GALGA 2GALGAS 1 GALGA 2GALGAS 1 GALGA 2GALGAS

1 0 0.002 0 0.020 0.02 0.206

2 0.001 0.002 0.005 0.016 0.049 0.161

3 0.001 0.001 0.006 0.011 0.66 0.111

4 0.001 0.001 0.008 0.001 0.083 0.056

5 0.001 0.001 0.010 -0.002 0.102 0.012

6 0.001 0.001 0.012 -0.007 0.113 -0.036

7 0.001 0.000 0.014 -0.011 0.152 -0.83

8 0.002 0.000 0.016 -0.012 0.172 -0.137

9 0.002 -0.001 0.017 -0.016 0.188 -0.174

10 0.002 -0.001 0.020 -0.021 0.213 -0.246

3.4 Observar por medio de un osciloscopio la señal de salida del amplificador de

instrumentación.

3.5 Pase la señal del amplificador de instrumentación al filtro pasa bajos y observe la señal de salida. Analice los resultados

4 RESULTADOS OBTENIDOS

Logramos comprobar el funcionamiento adecuado de las galgas que se tiene cada uno de los módulos de laboratorio verificando así el conocimiento adquirido en clases.

Curva Peso - Voltaje

Ganancia de X10.

Curva Peso - Voltaje Ganancia de X100

0

2

4

6

8

10

12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

21

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

VOLTAJE

Curva Peso - Voltaje Ganancia de X1000

Curva Peso - Voltaje de dos galgas Ganancia de X10.

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

VOLTAJE

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1

VOLTAJE

Curva Peso - Voltaje de dos galgas Ganancia de X100

Curva Peso - Voltaje de dos galgas Ganancia de X1000

5 CONCLUSIONES

Alex Haro

En esta práctica se logró medir mediante la aplicación de peso obtuvimos la variación de

voltaje que nos da la galga comprobándose así la teoría impartida en clases.

Al de aumentar la temperatura se observó que la galga es afectada por la temperatura y esto

se pudo apreciar me mejor manera en la variación de su voltaje.

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1

VOLTAJE

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1

VOLTAJE

Jefferson de la Cruz

Hemos podido concluir que las galgas extensiometricas nos dan una respuesta lineal

respecto a su deformación lo que nos facilita el proceso de cálculo y acondicionamiento.

Esta práctica permitió conocer cómo se produce el funcionamiento de las galgas, se logró

observar la deformación en las mismas y como se duplicaba la ganancia en voltaje al incluir

una segunda galga el circuito empleado.

6 RECOMENDACIONES

Llevar consecutividad en el procedimiento que se va a realizar para calibrar el modulo para

que asi no se tenga valores inadecuados ni erroneos.

Ser lo mas exactos al momento des obtener y registrar los datos obtenidos porque en

ocaciones su variacione en su voltaje es minimo y no se puede observar adecuadamente en

escalas muy grandes.

7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB

[1] https://es.wikipedia.org/wiki/Galga_extensiom%C3%A9trica [2] http://www.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/procesos/apuntes/Strain_Gages_1.pdf [3] http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/tron_p_b/capitulo3.pdf

[4] http://www.unet.edu.ve/~ielectro/GALGAS1.HTM

Latacunga 19 de agosto de 2015

Elaborado por:

Ing. Jose G. Bucheli Andrade

Docente de la asignatura

Aprobado por:

Ing. Edwin Pruna

Jefe de Laboratorio