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Medicion de Esfuerzo y Deformaciones: Celdas de Carga

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by

Wilhelm Rojas

on 21 November 2013

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Medicion de Esfuerzo y Deformaciones: Celdas de Carga
Esfuerzo y deformaciones
El esfuerzo se define como la intensidad de las fuerzas componentes internas distribuidas que resisten un cambio en la forma de un cuerpo. El esfuerzo se define en términos de fuerza por unidad de área. Existen tres clases básicas de esfuerzos: tensivo, compresivo y corte…
La deformación se define como el cambio de forma de un cuerpo, el cual se debe al esfuerzo, al cambio térmico, al cambio de humedad o a otras causas. En conjunción con el esfuerzo directo, la deformación se supone como un cambio lineal y se mide en unidades de longitud…

Conclusión
Tema Principal:
Medición de esfuerzo y deformaciones:
“Principio de las Celdas de Carga aplicados a las Básculas para Camiones”
.

Universidad Tecnologica La Salle
Aprendemos Para Servir
Integrantes:
• Mario José Paiz Ruiz
• Aurelio Martin Jerez Peralta
• Lester Manuel Fonseca Hernández
• Wilhelm Jesús Rojas Baca

Introducción
Los procesos de medición representan un tramo muy importante en la industria puesto que se utiliza para el diseño de instrumentos que cumplan las exigencias que requiere el campo donde se aplique, además la creciente globalización y competitividad imponen condiciones de fabricación cada vez más exigentes en cuanto a la calidad de los instrumentos. Estas condiciones conducen al desarrollo de instrumentos con mayores y mejores prestaciones tanto en aspectos físicos como el control. Los transductores más comúnmente utilizados para captar las deformaciones son del tipo piezoeléctricos o galgas extensiométricas (Strain-gauges). Entre las principales características de los piezoeléctricos se destacan su buena sensibilidad y alta rigidez, lo cual lo hace muy apropiado para la aplicación propuesta. Sin embargo presentan como desventaja no poder medir condiciones estáticas sin un complejo sistema de procesamiento de datos y poseen un mayor costo comparativo respecto de las galgas extensiométricas. Por otro lado los strain-gauges poseen una buena exactitud en mediciones estáticas y permiten una implementación rápida, sencilla y económica. Estas condiciones justifican la selección de estos transductores para la medición de esfuerzo y deformaciones aplicado a las básculas camioneras…

Objetivos
Principales
 
Conocer los diferentes tipos de mediciones que realizan esfuerzos y deformaciones.
Analizar el funcionamiento de las celdas de carga aplicada a las básculas para camiones.
Específicos
Estudiar las características de celdas de carga para explicar el principio de funcionamiento de basculas camioneras
Explicar el funcionamiento de las celdas de carga aplicadas a las basculas camioneras.
Identificar los tipos de celdas utilizadas en las mediciones de esfuerzos y deformaciones.
Definir la manera correcta de conectar e instalar una celda de carga en la estructura de la báscula camionera.
Analizar qué factores que influyen en la instalación de una celda de carga.

Planteamiento del problema
 
Nuestro grupo de estudio, se ha planteado la siguiente investigación para conocer e indagar cuáles pueden ser los factores que influyen en la medición de esfuerzos y deformaciones para explicar el principio de basculas camioneras. Para lograr la explicación de este principio se ha planteado la necesidad de conocer más sobre las celdas de carga, su diseño, estructura y funcionamiento, aplicado a la rama de la instrumentación.

Muchas Gracias por su Atención !!!!
Galgas Extensiométricas
Un extensómetro o strain-gauge, es un dispositivo de medida universal que se utiliza para la medición electrónica de diversas magnitudes mecánicas como puede ser la presión, carga, torque, deformación, posición etc. Se entiende por strain o esfuerzo a la cantidad de deformación de un cuerpo debida a la fuerza aplicada sobre él. En términos matemáticos se define como la fracción de cambio en longitud.
La galga extensiométrica (strain-gauge) más ampliamente utilizado es el confinado en papel metálico o “bonded metalic” strain-gauge. Consiste en un cable muy fino o papel aluminio dispuesto en forma de grilla. Los strain-gauges se encuentran en el mercado con los valores nominales de resistencia de 30 a 3000Ω, con 120, 350 y 1000 Ω como los valores más comunes.
Un parámetro fundamental de las galgas es la sensibilidad al esfuerzo, expresado cuantitativamente como el factor de galga…

Parametros a evaluar

Básicamente, el proceso de selección de la galga consiste en determinar una combinación particular de parámetros que sea lo más compatible con las condiciones ambientales y de operación, y al mismo tiempo, que mejor satisfaga la instalación y requerimientos, estos requerimientos pueden ser:
Precisión
Durabilidad
Estabilidad
Temperatura
Facilidad de instalación
Elongación
Resistencia Cíclica
Resistencia ambiental

Tipos de aleaciones
Constantán es una aleación de cobre y níquel. 
Constantán templado, esta aleación posee una gran ductibilidad.
Aleación Karma, es una aleación importante debido a su gran campo de aplicación Aleación metálica llamada también como nicrom (níquel-cromo) 80 y 20 % respectivamente.
Aleación Isoelástica de cromo y nickel: Se debe usar para medidas dinámicas y de fatiga.
Cobre y hierro.
Platina y silicialista.
Aleación de platino: Medidas a altas temperaturas.
Nitróxido de Titán.
Cobre de doble capa.

Auto compensación

Una importante propiedad compartida tanto por los strain-gauges de constantán y Karma modificado es su respuesta a procesos especiales gracias a su auto compensación de temperatura. Las galgas auto compensadas son diseñadas para producir una salida térmica mínima (la temperatura induce esfuerzos aparentes) sobre un rango de temperatura que va desde los -45°C a los +200°C.
Se debe especificar el número STC. Este número es una aproximación al coeficiente de expansión térmico en ppm/ °F del material estructural sobre el cual mostrará una mínima salida térmica.

Tipos de galgas

Galgas metálicas
Galgas por resistencia
Galgas por capacitancia
Galgas Fotoeléctricas
Galgas semiconductoras

Configuraciones de galgas
1. Uniaxial: En el caso de esfuerzos para una sola dirección es utilizada con frecuencia sensores largos y angostos, los cuales permiten maximizar la deformación sobre las galgas del material en la dirección de interés.
2. Biaxial: Cuando se trabaja en varias direcciones podemos lograr mediciones simultáneas utilizando varias galgas configuradas en las direcciones de interés.
3. Triaxial Una configuración bastante conveniente de galgas puede ser la roseta de deformación en la cual se ubican 3 galgas a 45° Arreglo de 3 galgas utilizado para medir el estado de deformación de un material en un plano (x,y).

Celda de Carga: Doble Viga Al Corte
Tiene un costo de $945.00 con una capacidad de 50,000 lbs.

Síntesis del Trabajo
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