Faça dois furos e corte um pedaço de fio, prepare a superfície, coloque o strain gaude (ou extensômetro) e aperte os dois parafusos no torque especificado, em seguida, defina o ponto zero e, agora a medição das tensões já pode começar.
Se fosse assim tão fácil! Naturalmente, o procedimento descrito para medição de força com strain gauges funcionaria: as tensões atuantes são medidas após a montagem do conjunto ser afixado. Entretanto, se a medição no local determinado está correta, é uma outra questão. Em algumas aplicações, como os suportes de um silo, a seleção do ponto de medição é, obviamente, fácil. Em outras aplicações, como trituradores de impacto, a determinação do ponto de medição é muito mais difícil.
Strain gauge: Uma breve introdução
Primeiro, para resumir, uma breve explicação do termo: Strain gauges também são chamados de transdutores de tensão ou extensômetros e são uma forma especial de sensores de força. Como eles são montados externamente, eles são fáceis e rápidos de serem conectados ao processo. Eles não medem a força diretamente, mas sim indiretamente. No entanto, altas exatidões também podem ser alcançadas.
Os strain gauges são usados quando as deformações devidas a forças externas são detectadas em elementos existentes (principalmente sólidos). Como já descrito, o sensor é anexado ao componente e ajustado de acordo para então começar a agir. A deformação é percebida e transferida por uma conexão por fricção do elemento sólido para o transdutor de tensão. As aplicações para esses sensores são diversas, com dois exemplos apresentados em mais detalhes abaixo.
Exemplo prático 1: Pesagem de silos usando strain gauge
Strain gauge na base de um tanque no sistema de pesagem
Os sistemas de pesagem de silos são normalmente usados para determinar a quantidade de material a ser esvaziada em um caminhão. Muitas vezes também é importante saber quanto material é armazenado em um silo em determinado momento. Se tais sistemas de pesagem forem planejados no início do projeto do silo, o peso do conteúdo pode ser determinado com uma precisão muito alta. Para este propósito, as forças e tensões podem ser coletadas nas bases do silo.
Mas e se o silo ou tanque já estiver montado e o sistema de pesagem ou nível tiver que ser instalado posteriormente? Uma atualização no sistema para medir as tensões e forças pode tornar-se muito cara ou mesmo impossível.
Os strain gauges neste caso, podem ser adaptados para silos ou tanques. Os instrumentos de medição são simplesmente aparafusados aos suportes, uma vez que os extensômetros – conforme descrito – são projetados para aplicações nas quais a deformação por forças externas atuando sobre um componente existente precisa ser medida. Se soubermos a deformação das colunas, fica fácil estimar o nível do silo.
Exemplo prático 2: Uso de strain gauge em trituradores de impacto
Outro exemplo do uso de strain gauges está nos trituradores de impacto. Os trituradores de impacto são máquinas usadas para triturar materiais, como pedras. Estes são quebrados por “esmagamento de impacto” em partes cada vez menores. Como resultado, ocorrem picos de tensão que, por sua vez, deformam o material do recipiente ou da máquina. As deformações resultantes podem ser detectadas usando os strain gauge. Se a tensão se tornar muito grande, por exemplo, se uma pedra ficar presa no fuso, o sistema pode ser desligado automaticamente.
Mais uma vez, o triturador de impacto não precisa ser reprojetado, o strain gauge pode simplesmente ser parafusado no lugar certo e ele subsequentemente detectará as tensões resultantes. Na maioria dos casos, o local onde strain gauge é melhor posicionado é determinado pelo cálculo dos elementos finitos “FE” (de modo que a deformação esteja dentro dos limites especificados).
O “método dos elementos finitos” (MEF) divide corpos sólidos em um grande número de pequenas subdivisões (um número finito de elementos que não são infinitamente pequenos) para a investigação de força e deformação. Seu comportamento individual é mais fácil de calcular do que em um corpo inteiro e complexo. A base para os cálculos é a solução de múltiplas equações diferenciais.
Conclusão
Em resumo, pode-se afirmar que, se alguém pretende fazer um projeto desde o início, existem técnicas de medição mais exatas do que o strain gauge, que mede apenas indiretamente e não diretamente no sentido da força. No entanto, se o sistema ou aplicação já é existente, o strain gauge é uma alternativa viável e econômica, que ainda pode fornecer uma medição confiável. Na própria aplicação, o sensor é rapidamente integrado e é adequado para tarefas estáticas e dinâmicas. Além disso, os strain gauges têm uma alta resistência a choques e vibrações e boa estabilidade a longo prazo. O sinal de saída pode ser fornecido como 4-20 mA, 0-10 V, CAN ou CANopen.
Nota
Você pode encontrar mais informações sobre nosso straing gauge (extensômetro) universal e versátil modelo F9302 e sobre nossas vigas de tensão em nosso site.