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Introdução a Sensores de Deformação
Sensores de deformação: O que é um sensor de deformação? O sensor de deformação é um sensor cuja resistência varia de acordo com a força aplicada. A força, pressão, tensão, peso, entre outros, são convertidos em uma alteração na resistência elétrica que pode ser medida.

A deformação e estresse são o resultado de forças externas aplicadas a um objeto estacionário. O estresse é definido como as forças internas de resistência do objeto e a deformação é definida como o deslocamento que ocorre.

O sensor de deformação é uma das ferramentas mais importantes na técnica de medição elé trica aplicada à medição de grandezas mecânicas. Como seu próprio nome indica, ele é utilizado para medir a deformação. Tecninicamente, "deformação" pode ser causada as por tensionamento e por compressão, diferenciados por um sinal positivo ou negativo. Portanto, os sensores de deformação são utilizados para captar expansão e contração.

A deformação de um corpo é sempre causada por influência externa ou por um efeito interno. A deformação pode ser causada por forças, pressões, momentos, calor, alterações estruturais do material e/ou similares. Se determinadas condições forem atendidas, a quantidade ou o valor da grandeza de influência pode ser derivada a partir do valor de deformação medido. Em análise de tensões, esse recurso é amplamente utilizado. A análise de tensões utiliza os valores de deformação medidos na superfície de uma amostra, ou peça estrutural, para indicar a tensão no material e também prever a sua segurança e resistência. Transdutores especiais podem ser projetados para fazer a medição de forças ou de outras grandezas derivadas, por exemplo: momentos, pressões, acelerações, deslocamentos, vibrações, etc. Normalmente, o transdutor possui um diafragma com sensores de deformação conectados a ele.

Sensores de Deformação tipo Película Colada
O primeiro sensor de deformação metálico colado tipo fio foi desenvolvido em 1938. O sensor de deformação metálico tipo película é composto por uma grade de filamento (um resistor) de aproximadamente 0,001 polegadas (0,025 mm) de espessura, colado diretamente à superfície deformada por uma camada fina de resina epóxi. Quando uma carga é aplicada à superfície, a alteração resultante em comprimento da superfície é comunicada ao resistor e a tensão correspondente é medida em termos de resistência elétrica do fio da película, que varia linearmente com a deformação. O diafragma da película e o agente adesivo devem funcionar em conjunto na transmissão da deformação, enquanto o adesivo deve servir também como um isolador elétrico entre a grade da película e a superfície. Ao selecionar o sensor de deformação, além das características de deformação do sensor, devem ser consideradas a estabilidade e sensibilidade em relação à temperatura. Infelizmente, os materiais mais desejados para os sensores de deformação/ também são sensíveis a variações de temperatura e tendem a sofrer alterações na resistência à medida que envelhecem. Para testes de curta duração, isso pode não ser uma preocupação grave, mas para medições industriais contínuas, compensações de temperatura e de desvio devem ser incluídas.

Circuitos de Medição
Para medir esforços com um sensor de deformação tipo resistência colado, é necessário conectá-lo a um circuito elétrico que seja capaz de medir as menores alterações na resistência que correspondam ao esforço. Os transdutores dos sensores de deformação/tensão utilizam quatro elementos sensores de deformação eletricamente conectados para formar um circuito de ponte de Wheatstone (Figura 1). Uma ponte de Wheatstone é um circuito de ponte dividido e utilizado para a medição da resistência elétrica estática e dinâmica. A tensão de saída da ponte de Wheatstone é indicada em saída de milivolts por entrada de volt. O circuito de Wheatstone é adequado para a compensação de temperatura. O número de sensores de deformação que devem estar conectados à ponte depende da aplicação. Por exemplo, pode ser útil conectar sensores que fiquem em lados opostos da viga, um em compressão e o outro em tensão. Nesse arranjo, é possível dobrar efetivamente a saída da ponte para a mesma deformação. Em instalações nas quais todos os braços estão conectados a sensores de deformação, a compensação de temperatura é automática uma vez que a alteração na resistência (em função de variações de temperatura) é a mesma para todos os braços da ponte.

Sensores de Deformação Personalizados
A OMEGA pode produzir sensores de deformação personalizados. Entendemos que os nossos clientes possam precisar de sensores de deformação personalizados que sejam fabricados de acordo com as suas especificações.

Os sensores de deformação personalizados podem ser projetados de modo a simplificar sua instalação, para serem utilizados em uma aplicação específica ou para um ambiente com limitações de espaço. Caso não encontre o que precisa em nossa seleção de sensores padrão, entre em contato conosco. Podemos personalizar o seu sensor de deformação para atender às suas necessidades, inclusive:
  • Modificar um modelo de sensor padrã
  • Criar um modelo de sensor personalizado
  • Inserir diversos sensores em um portador comum
  • Fornecer um comprimento de cabo fora do padrão
  • Utilizar material personalizado
  • Reposicionar blocos de solda ou fornecer pontos para fiação adicionais
  • Produzir dimensões de acabamento ou formas específicas para eliminar obstruções

Podemos fornecer especificações de deformações personalizadas para que sejam compatíveis com o elemento de mola a fim de maximizar o desempenho de seu sensor. Nossa equipe trabalhará com sua empresa para modificar as compensações para mais ou para menos conforme exigido pelos resultados de testes. A OMEGA pode fornecer designs de meia ponte ou ponte de Wheatstone completa ou rosetas personalizadas.

Vamos nos esforçar para facilitar e agilizar a aquisição dos sensores de deformação personalizados. Apenas envie à OMEGA o seu desenho personalizado juntamente com as suas especificações e a quantidade de sensores de deformação exigidas. A equipe da OMEGA trabalhará com sua empresa e fornecerá o orçamento dos sensores de deformação personalizados. Podemos providenciar amostras de prova dos sensores personalizados em apenas 2 semanas. Com as quantidades da produção entregues pouco tempo depois. Um código de produto personalizado será criado para o seu sensor de deformação para facilitar e agilizar seus pedidos futuros.

Gráfico: Perda de pressão do medidor de vazão: Venturi x orifício
Típicos sensores de deformação/tensão de película metálica

(fig. 1)
(fig. 1) Esquema de circuito de ponte de Wheatstone

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