«El estrés y la ansiedad son problemas comunes en la sociedad actual, pero ¿te has preguntado alguna vez cómo puedes medir tu nivel de tensión? En este artículo te explicaremos qué es exactamente un medidor de tensión y cómo funciona esta herramienta que puede ayudarte a controlar y mejorar tu bienestar mental y emocional. ¡No te lo pierdas!»
Un medidor de tensión Se utiliza para medir el desplazamiento, la presión, la fuerza y el par. Convierte la fuerza y la presión en una señal eléctrica que se puede medir, transmitir y mostrar en la estación remota.
Cuando se ejerce presión sobre el elemento elástico, el elemento tiende a deformar. Podemos convertir fácilmente la deformación del elemento en una señal eléctrica. Es posible convertir la deformación en una señal eléctrica mediante los siguientes dispositivos.
- Medidores de deformación
- Capacitivo
- piezorresistivo
- Magnético
- Resistador
- Piezoeléctrico
El medidores de deformación son adecuados para casi todas las aplicaciones de medición de presión. Por otro lado, los magnéticos, resistivos y piezoeléctricos son adecuados para aplicaciones muy específicas.
En este artículo, discutiremos la medidor de tensión y su principio de funcionamiento.
¿Qué es un medidor de tensión?
Metros basados en smedidores de tren consisten en uno o más bucles de alambres conductores muy finos. Los cables están pegados al elemento elástico (diafragma) del sensor de presión.
Al aplicar la fuerza, el el diafragma se deforma. El hilo conductor unido al diafragma se estira o se contrae, y como resultado, la longitud y el diámetro del hilo se modifican. Finalmente, la resistencia de los alambres conductores cambia con un cambio en sus dimensiones. usamos un puente de resistencia circuito para convertir el cambio en la resistencia en voltaje o corriente.
Medidor de tensión Principio de funcionamiento:
La resistencia del material conductor es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional al área de la sección transversal. A continuación se muestra la relación.
R = ρ L/A
Dónde:
A: Resistencia entre terminales.
ρ: Resistividad específica del material.
L: Longitud entre los terminales del conductor.
A: material conductor de área de sección transversal.
Al estirar un conductor metalico, su longitud aumenta (L3), y su área de sección transversal disminuye transversalmente (A3). Y, como resultado, su resistencia eléctrica aumenta.
Al comprimir un conductor metálico en su dirección longitudinal, su longitud disminuye (L1), y su área de sección transversal aumenta transversalmente (A1). Y, como resultado, su resistencia eléctrica disminuye
La siguiente figura muestra las modificaciones en las dimensiones del cable conductor con una aplicación de fuerza.
La variación de la área transversal de alambre conductor a la deformación del diafragma es muy pequeño. Por lo tanto, la variación de la resistencia también es muy pequeña y, como resultado, la galga extensométrica tiene una baja sensibilidad.
¿Cómo aumentar la sensibilidad de la galga extensiométrica?
Podemos aumentar la sensibilidad del transductor de la galga extensiométrica con la configuración de rejilla en los galgas potenciométricas. La configuración es como se muestra en la siguiente figura. Este patrón de rejilla de la galga extensiométrica maximiza la cantidad de alambre o chapa con respecto a la tensión en la dirección paralela a la misma.
¿Qué es el factor de calibre?
La sensibilidad es el parámetro fundamental de la galga extensiométrica. Se expresa como el factor de calibre (GF). Factor de calibre (GF) se define como el cociente entre el cambio fraccionario de la resistencia eléctrica y el cambio fraccionario de longitud (tensión).
Dónde:
ΔR: Variación de la resistencia eléctrica.
R: Resistencia.
ΔL: Diferencia de longitud.
L: Longitud.
El factor de galga (GF) en galgas extensiométricas metálicas tiene valores típicos cerca de 2
Como se explicó anteriormente, el alambres de plomo debe estar pegado al diafragma como se muestra en la figura anterior. La adherencia entre el calibre y el diafragma es crítica y se encuentra hoy en día una de las principales desventajas de este método.
Compensación térmica de la galga extensiométrica:
Las diferencias entre los coeficientes de expansión térmica de los elementos envueltos (diafragma, pegamento, capa de aislamiento del indicador y el propio indicador) provocan una dependencia de la temperatura de la señal de salida. Por lo tanto, el sistema de medición tiene un error térmico.
¿Unidad de procesamiento de la galga extensiométrica?
Otro elemento importante en este tipo de contadores es el circuito de procesamiento Este circuito de procesamiento amplifica la señal de galgas extensométricas que tiene una magnitud muy baja y entrega la señal amplificada como señal de salida.
Para compensar el efecto de la temperatura en la precisión de la medición del transductor de tipo resistivo, el circuito de procesamiento debe tener un circuito de compensacion Una configuración ampliamente utilizada del circuito de procesamiento es la configuración del puente de Wheatstone, típica de los transductores resistivos.
Cualquier cambio que ocurra en la resistencia del manómetro activo desequilibrará el puente y producirá una tensión distinta a la del equilibrio del puente, como se muestra en la siguiente figura.
Temperatura Compensación y sensibilidad Mejora de galgas extensométricas Puente
Hacemos varias modificaciones a la configuración de este puente para implementar las compensaciones y la sensibilidad aumentan de forma muy sencilla.
Si usamos las cuatro galgas extensométricas como elemento activo, podemos duplicar la sensibilidad. La condición es que dos de los calibres deben aumentar su resistencia y los otros dos calibres deben disminuir su resistencia. Al colocar correctamente los calibres, los dos calibres funcionan en el modo de estiramiento y los otros dos funcionan en el modo de compresión en la aplicación de la tensión.
La siguiente figura muestra la configuración de este tipo de puente.
Una forma de realizar compensación térmica en el mismo puente es colocar dos indicadores iguales en la parte superior del puente. Uno de ellos es activo, es decir, resistente al cambio de presión y el otro es inactivo porque se coloca fuera del diafragma, pero muy cerca de él.
De esta forma, el manómetro activo varía según los cambios de presión y temperatura, y el manómetro inactivo solo es sensible a los cambios de temperatura. Debido a la configuración del puente en sí mismo, la salida será independiente de la temperatura, como se muestra en la siguiente figura.
Ventajas y desventajas del medidor de tensión
Ventajas
- Aquellas aplicaciones que se basan en galgas extensiométricas tienen un rango de temperatura de operación mayor, lo que las hace más apropiadas en algunas aplicaciones.
- Utilizar la tecnología de la microelectrónica, que proporciona costos de producción muy bajos.
Desventajas
- La principal desventaja es el hecho de que la galga extensiométrica tiene que ser pegado al diafragma.
- Otra es su dependencia de las aplicaciones de temperatura.
- Teniendo en cuenta el coste, que tiene un peso muy importante en la selección de los instrumentos de medida.
- Estos medidores son más caros en comparación con capacitiva y piezoresistiva.
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