Transductor de fuerza

Si has dado clic a éste artículo es porque esperas saber qué es un transductor de fuerza y cómo funciona, aparte, te contaremos mucho sobre el funcionamiento de una galga extensométrica.

Ahora bien, te preguntarás por qué hablar de una galga extensométrica. Y es que es sencillo, de antemano te podemos decir que estos transductores encuentran basado su funcionamiento por la composición de éstas.

transductor de fuerza

¿Qué es un transductor de fuerza y cómo funciona?

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La definición de transductor de fuerza nos habla de un sensor que se encuentra basado en el principio de galgas extensométricas. Este tipo de sensor es adecuado para la medición de fuerzas de tracción y compresión bien sean estáticas y cuasi estáticas.

Los transductores de fuerza también pueden ser usados para lo que es el peso y el determino de pares, por lo que sin duda alguna aprenderlos a usar puede tomarse como una necesidad para cualquier profesional que desarrolle sus actividades dentro de éste ámbito, o en uno cercano.

¿Qué es una galga extensométrica?

Si bien es cierto que los transductores son el tema principal de nuestro artículo, es de vital importancia entender cómo funciona una galga extensométrica para seguir el hilo, ya que la gran mayoría de estos las poseen en su interior y son una parte vital.

En caso de que no lo sepas, o no lo recuerdes muy claro ahora mismo, una galga extensométrica es un conductor eléctrico que se encuentre firmemente unido a una película, que a su vez sigue un patrón sinuoso. Cuando se tira de la misma, esta, con los conductores, pasa a alargarse. En el caso contrario lo que hace es acortarse.

Estas variaciones tienen la capacidad de alterar la resistencia de los conductores eléctricos. A partir de esta magnitud de cambio se crea la posibilidad de determinar la deformación, puesto que la resistencia pasa a aumentar en el momento que existe extensión y a reducirse cuando se haya en términos de contracción.

Dentro del cómo fabricar un transductor de fuerza, aparte de estas galgas extensométricas, es necesario un elemento de resorte que se haya fabricado en acero, por ejemplo. Lo que hacen las galgas es adherirse firmemente a este elemento.

Entre los elementos de resortes más básicos que pueden ser nombrados nos encontramos con un cilindro de acero que se puede estirar, o contraer, por defecto de una fuerza. Esta es la que ejerce la tensión mecánica sobre el material que abre la posibilidad de una extensión (teniendo en cuenta que, desde el punto de vista físico, una contracción no es más que una extensión negativa).

En el caso de que este cilindro se contraiga, este mismo gana la capacidad de acortarse y ensancharse. En el caso de que se tire de él en sentido longitudinal, llegará a estrecharse un poco. Su espesor, en todo momento, dependerá de la masa básica del acero.

¿Cómo funciona un transductor de fuerza?

Teniendo ya las nociones básicas de lo anteriormente explicado, podemos pasar a explicar que, por lo general, los transductores de fuerza cuentan con cuatro galgas extensométricas que se conectan a un anillo, por llamarlo de alguna forma, dentro de un circuito de puente de Wheatstone.

Para que puedan funcionar de forma correcta lo que más importa es que las galgas estén fijadas de manera firme al acero del transductor y que, como una consecuencia, sean capaces de experimentar las mismas deformaciones que este.

Como ya te hemos mencionado más arriba en este artículo, en el momento en el que el acero pasa a deformarse, la resistencia de la galga extensométrica gana la capacidad de cambiar. Esto hace que la señal de salida del circuito de puente pueda proporcionar información referente a la magnitud de la deformación que hubo.

Es entonces, a partir de esta señal, donde se gana la posibilidad de calcular la fuerza que se encuentra actuando sobre la galga extensométrica, lo que nos daría la respuesta a cómo funciona un transductor de fuerza cuando se habla de términos generales.

¡Desde el punto de vista de las matemáticas!

Si tomamos esto desde un punto de vista matemático es posible destacar, con un poco de interés en ello, que el transductor de fuerza está basado de forma exclusiva en lo que es el principio de las relaciones lineales. Esto quiere decir que la fuerza es proporcional a la tensión mecánica, por lo que es proporcional a la deformación.

Se puede también señalar el hecho de que el cambio relativo en la resistencia pasa a ser proporcional a la deformación. Y, por último, pero no menos importante, la señal de salida que se obtiene del puente de Wheatstone es linealmente proporcional al cambio relativo que ocurre en la resistencia de la galga extensométrica.

 

Campos de aplicación de los transductores de fuerza

La aplicación de los transductores de fuerza se puede dar prácticamente en todas partes, ya que se cree que su uso es casi ilimitado. Sin embargo, estos son algunos de los campos en donde se utilizan transductores de fuerza:

  • Los ensayos con objetos que tienen la intención de poder determinar la cantidad de fuerza que se encuentra actuando sobre ellos.
  • Las mediciones de referencia que se usan para generar comparabilidad entre valores que son medidos a escala nacional e internacional. Teniendo en cuenta esto, se puede señalar que el uso de los transductores de fuerza es apreciado especialmente por los institutos meteorológicos de todo el mundo para probar sistemas.
  • Los bancos de prueba, ya que el control preciso de la carga material deseada es garantizado por parte de un transductor de fuerza con frecuencia.
  • Las máquinas y sistemas industriales, ya que estas necesitan de forma obligatoria a estos elementos con la finalidad de poder medir fuerzas. Como ejemplo se pueden dar las pruebas de prensas, tanto en líneas de montaje como al final de una línea.

 

¡Esperamos que haya quedado claro el tema!

Sin duda alguna saber qué son los transductores de fuerza y cómo funcionan es cosa de estudio e internalizar un par de cosas, pero hemos intentado ser lo más claros posibles para que tengas el conocimiento la próxima vez que lo necesites.

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