Cómo medir la deformación mecánica con un sistema de adquisición de datos (DAQ)

+ Sistema de adquisición de datos

Caracterizar la deformación mecánica en los puntos de ensayo

La medición mecánica de la deformación requiere detectar cambios muy pequeños en una galga extensométrica a medida que una estructura se estira, se comprime o se dobla bajo una carga mecánica aplicada. La medición con una galga extensométrica se basa en la relación entre la deformación física y el cambio resultante en la resistencia eléctrica. El cambio medido puede ser pequeño en comparación con la resistencia nominal de la galga, por lo que la prueba debe tener en cuenta el factor de galga, la resistencia del cableado, el desplazamiento inicial, la ubicación del sensor y la dirección mecánica de la deformación aplicada. Cuando se colocan varias galgas en diferentes puntos de una estructura, cada punto de medición puede experimentar una combinación diferente de deformación por tracción, compresión, axial o flexión. La adquisición multicanal de la deformación debe conservar estas respuestas individuales para que los ingenieros puedan comparar la deformación en toda la estructura, en lugar de tratar la muestra como un único punto de medición.

La medición de la deformación mediante puente introduce variables adicionales, ya que la galga extensométrica forma parte de un puente de Wheatstone cuya salida varía a medida que uno o más elementos activos de la galga cambian de resistencia. Las configuraciones de cuarto de puente, medio puente y puente completo producen respuestas eléctricas diferentes en función del número y la orientación de las galgas activas. La tensión de excitación, el equilibrio del puente, los efectos de la temperatura, la resistencia de los cables, el factor de galga y la referencia sin deformación influyen en el resultado medido. En una medición de deformación mediante adquisición de datos (DAQ), es necesario capturar repetidamente pequeños cambios en la salida del puente mientras la carga mecánica varía con el tiempo. Es posible que los ingenieros también necesiten comparar las mediciones de varios extensómetros de forma simultánea o secuencial para determinar cómo se propaga la deformación a través del elemento sometido a ensayo. Por lo tanto, la medición de la deformación mecánica resultante depende de unas condiciones de medición de los extensómetros uniformes, de unos valores de referencia estables y de una adquisición repetible en todos los puntos supervisados.

Solución DAQ para la medición de deformaciones mecánicas

Para realizar una prueba de deformación es necesario conectar galgas extensométricas a los canales de medición, definir los parámetros de las galgas y del puente, establecer una referencia sin deformación y adquirir las mediciones a medida que varía la carga mecánica. Un sistema DAQ de Keysight con un multiplexor compatible proporciona el marco de medición necesario para la medición directa de la deformación y de la deformación en puente en múltiples puntos de prueba. Los ingenieros pueden configurar los canales de medición de las galgas extensométricas para realizar mediciones directas basadas en la resistencia o bien configuraciones de cuarto de puente, medio puente y puente completo, en función de la disposición de los sensores. Para las mediciones en puente, la configuración de ensayo utiliza una tensión de excitación externa y el factor de galga y los parámetros de puente adecuados para convertir la respuesta del puente medida en deformación. El sistema DAQ puede establecer un desplazamiento de deformación que represente la condición sin carga y aplicar esa referencia durante las mediciones posteriores. La adquisición multicanal de la deformación permite entonces a los ingenieros supervisar las respuestas de tracción, compresión, axiales o de flexión en varias ubicaciones, al tiempo que se registran los datos resultantes de la medición de la deformación mecánica.

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Diagrama de bloques de una solución DAQ para la medición de la deformación mecánica

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