Aluno: Nestor Bragagnolo Filho 942606-1

Trabalho de Instrumentação Eletrônica (transdutores)

Extensômetro EP-08-031DE-120

A empresa é uma das mais respeitadas fabricantes deste tipo de componente e uma das poucas a ter estoque de seus produtos para pronta entrega.

A dimensão do extensômetro refere-se ao comprimento da grade , que é a parte sensível, conforme é mostrado na figura, no modelo escolhido é de 0.79mm. É a consideração mais importante a ser feita, pois o extensômetro deve ser colado na região de maior deformação e na mesma direção já que o modelo é unidirecional. A figura a seguir apresenta um gráfico da distribuição ao redor de um ponto de elevada concentração de tensão e mostra também o erro cometido na medição da deformação por ter sido utilizado um extensômetro de dimensão maior do que o da região de concentração de tensão.

2- Geometria da Grade

A grade do extensômetro (elemento resistivo) deve ser posicionada de tal modo que a direção da deformação principal coincida com a direção da grade.
Para o caso de medição de deformações em uma só direção, utilizamos o extensômetro simples.

Quando são conhecidas duas direções principais, utilizamos um par de extensômetro denominados de roseta de dois elementos.

Quando as direções principais de deformações não são conhecidas utilizamos a roseta com três extensômetros que aplicados a um ponto, permite que se determine as amplitudes de deformações principais e a direção em que elas ocorrem.

Para transdutores existem extensômetros especiais com modelos de grade que ficam posicionadas na direção da deformação principal.

3- TIPO DO EXTENSÔMETRO

A escolha do tipo do extensômetro refere-se a sua aplicação, por exemplo:

Medidas de deformações estáticas;

Medidas de deformações dinâmicas;

Temperatura de operação;

Limite de deformação;

Capacidade da corrente de excitação;

Auto compensação de temperatura. (o modelo esolhido não possui)

MEDIDAS DE DEFORMAÇÕES DINÂMICAS
O extensômetro deve ter grande sensibilidade longitudinal e confeccionado com materiais resistentes à fadiga.

Deve ser observada à temperatura de trabalho. Existem extensômetros para as mais variadas faixas de trabalho e o limite de temperatura de operação de um extensômetro depende dos componentes que entram na sua composição.

Existem na prática extensômetros para alongamento de até 10%, mas os mais comuns, como o que foi escolhido são para 2% de deformação. Esta propriedade depende da liga do filamento e dos materiais da base e sua colagem e, ainda, da própria fixação do extensômetro.

A corrente suportada pelo extensômetro é de grande importância na sensibilidade do sistema de medida, uma vez que a tensão de saída do aparelho em que está o extensômetro ligado, é diretamente proporcional à corrente de excitação. Mas temos que levar em conta a dissipação do calor gerado pelo efeito Joule nessa resistência que implica na estabilidade ou erro de leitura.
A corrente que deve ser imposta ao circuito é dependente do extensômetro em si, ou seja, do tamanho da grade, do tipo de base e do material em que está colado; os valores práticos, para uma orientação, de maneira geral pode se ter:
Para os extensômetros de base de papel, a corrente suportada é de até 25 mA;
Para os extensômetros de base de baquelita colado em metal pode suportar até 50 mA (caso do extensômetro escolhido para o trabalho);
Para os extensômetros aplicados em materiais de baixo coeficiente de condução térmica, tais como: plásticos, gesso, concreto e outros, é aconselhável não ultrapassar 6 mA de excitação.
Os instrumentos normais para uso em extensometria, funcionam com correntes inferiores a 5 mA.

AUTO COMPENSAÇÃO DE TEMPERATURA
Quando utilizamos extensômetros com coeficiente térmico linear diferente do coeficiente térmico do material onde o extensômetro está aplicado, ao variar a temperatura, o extensômetro estará sujeito a uma deformação aparente que é proveniente unicamente da variação da temperatura.
Os extensômetros auto compensados com a temperatura, são obtidos combinados perfeitamente, o coeficiente de dilatação térmica da liga da grade, com o material em que está aplicado o extensômetro e mantendo o coeficiente de resistividade com a temperatura nula, evidentemente, para um dado intervalo de temperatura.
Atualmente são fabricados extensômetros auto compensado para os diversos tipos de materiais, conforme é mostrado na tabela abaixo

O catálogo fornecido pelos fabricantes de extensometria são bem detalhados e possuem toda informação necessária para que se escolha corretamente o extensômetro.

Cada fabricante adotou um sistema de codificação para facilitar a escolha do tipo de extensômetro, e esses sistemas de codificação possuem uma certa semelhança entre si. Mostramos a seguir para ilustração, a codificação adotada por um dos fabricantes de material para extensometria.

Concluimos que através das comparações feitas anteriormente que o extensômetro EP-08-031-120 pelo seu preço (22 dólares a caixa com 10 unidades) compatível com o mercado, e pela sua ampla gama de aplicação é recomendado para todos os tipos de aplicação de extensômetros exceto as que involvem variações de temperatura, para as quais a compensação de temperatura se faz necessária.

4. Esquema de Ligação

Neste tipo de ligação haverá influência da temperatura nas leituras de deformações.

A medida da deformação será devido ao esforço normal, ao momento fletor e a variação da temperatura.

R2, R3 e R4 são resistores fixos de precisão.

5. Referências e Links relacionados