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Strain Gages
Karin Saavedra Redlich
Mediciones
 
Contenido
 Conceptos Previos
 Medidores de deformación
 Strain Gage: Materiales
Clasificación
Configuraciones
 Fijación de un Strain Gage
 Circuitos de Medición: Puente de Wheatstone
 Aplicaciones de los Strain Gages. 
 
Primeros conceptos
 Fuerza: Cantidad capaz de 
cambiar la forma, tamaño o 
movimiento de un objeto.
 Cuando una fuerza externa es aplicada a un 
objeto estacionario, se producen esfuerzos y 
deformaciones en el objeto.
 
Esfuerzo σ
 Fuerza por unidad de 
área
 ‘Intensidad’ de la fuerza
=
F
A
[N /m2 ]
 
Deformación ε
 Cantidad de 
deformación por 
unidad de longitud
=
ΔL
L
0
[− ]
 Deformación Mecánica
 Deformación Térmica
 
Ley de Hooke
E : módulo de elasticidad
o módulo de Young
σ=E⋅
 Si queremos determinar una carga usamos un 
material conocido y medimos la deformación.
 Si queremos determinar las propiedades de un 
material usamos una carga conocida y medimos la 
deformación.
 
¿Cómo medir una deformación?
 Medidores de deformación:
 Mecánico
 Óptico
 Eléctrico
 Acústico
 Galgas extensiométricas de resistencia eléctrica 
(económicas, tamaño reducido, precisión, fácil 
construcción e instalación)
 
Variación de la Resistencia
 En 1856 Lord Kelvin notó que 
alambres de cobre y acero 
sujetos a deformación 
mecánica exhibían una 
variación en sus resistencias
R=⋅L
A
ρ resistencia específica (depende del 
material y de la temperatura)
L longitud del conductor
A sección trasversal 
 
Strain Gages o Galgas 
Extensiométricas
 Strain Gages están diseñados para 
convertir movimiento mecánico 
(deformación) en una señal eléctrica. 
 El cambio de resistencia en relación con el 
cambio de longitud es la sensibilidad S o 
factor de galga K (depende del material y 
temperatura).
K=
ΔR/R
0
ΔL /L
0
=
ΔR /R
0

 
Materiales
La resistencia de las galgas están estandarizadas en 
120Ω y 350Ω .También hay de 1000Ω - 5000Ω.
Material Composición % K
Constantan 45 Ni, 55 Cu 2.1
Nichrome V 80 Ni, 20 Cr 2.2
Isoelastic 36 Ni, 8 Cr, 55.5 Fe, 0.5 Mo 3.6
Karma 74 Ni, 20 Cr, 3 Al, 3Fe 2.0
Armour D 70 Fe, 20 Cr, 10 Al 2.0
Alloy 479 92 Pt, 8W 4.1
 También existen materiales semiconductores y 
piezoeléctricos.
 
Clasificación 
 Tipos de Strain Gages:
 ‘despegado’: alambre recto
 ‘pegado’: malla plana o enrollada (papel)
 ‘circuito impreso’ (lámina plástica de 
apoyo)
 
Configuraciones
 Diferentes arreglos en las galgas según sea 
su función 
 
 El Strain Gage debe experimentar la 
misma deformación que el objeto!!
Fijación I
 Selección del adhesivo:
 Temperatura de operación
 Proceso de curado (temperatura, 
contracción)
 Máxima deformación 
 Epoxy
 Cianocrilate 
 Polyester
 Cerámico
 
Fijación II
 Para una correcta medición es necesario una 
buena fijación de la galga en el cuerpo
1. Preparación de la superficie:
Quitar toda materia extraña 
(pintura, óxido, etc).
Limpiar aceites y grasas.
 
Fijación III
1. Pegado del Strain Gage
Manipular con pinzas
Aplicar adhesivo 
(lámina de teflón)
1. Cableado del Strain Gage
Soldar los terminales a los cables 
de conexión 
 
Variación de temperatura
 En muchos ensayos, la instalación está sujeta a 
cambios en la temperatura durante el período de 
prueba.
 El factor de galga K del material cambia.
 El material conductor puede expandirse o contraerse.
 El material de apoyo y el adhesivo pueden expandirse o 
contraerse.
 La resistencia de la galga cambia por la influencia de
la temperatura en el coeficiente de resistividad.
 
Circuitos de Medición
 Para lograr medir la 
deformación, el Strain Gage 
debe estar conectado a un 
circuito eléctrico que sea 
capaz de detectar los 
cambios en la resistencia.
 El puente de Wheatstone es 
el más usado: 4 resistencias 
R1, R2, R3, R4 conectadas 
como en la figura.
 Con el Puente de 
Wheatstone se pueden 
compensar variaciones de 
temperatura.
 
Puente de Wheatstone I
V
out
=V
in
⋅[ R3R3R4−
R
2
R
1
R
2 ]
 Si R1= R2=R3=R4=R0 Vout=0 Puente equilibrado
 Si R1=R1+ΔR Vout≠0 Puente desequilibrado
 
 Los Strain Gages pueden ocupar una, dos o 
cuatro ramas del puente. El resto son 
resistencias fijas.
Puente de Wheatstone II
 1 Resistencia activa ¼ Puente
 2 Resistencias activas ½ Puente
 4 Resistencias activas Puente Completo
 
 Las variaciones de resistencias 
se relacionan con el voltaje de 
salida como:
V
OUT
=V
IN
⋅[R2−R1R3−R44⋅R0 ]
Lado izquierdo Lado derecho
Puente de Wheatstone III
 (Cuando R1= R2=R3=R4=R0)
 
Compensación de temperatura
 Para compensar temperatura se conecta a la 
resistencia activa una resistencia inactiva contigua 
que sólo detecta deformación térmica. 
V
OUT
=V
IN
⋅[R2,MECR2,TER−R1,TER4⋅R0 ]
0
(R1= R2=R0)
K=
ΔR/R
0
ΔL /L
0
=
ΔR/R
0
ε
[− ]Recordando ….
Podemos calcular la deformación!!
 
Acondicionamiento de Señal
 El voltaje de salida del puente de Wheatstone 
es en mV.
 
Indicadores directos de 
deformación
 Lectura directa de la 
deformación (micro-
deformaciones)
 
 Ingresar valor de R0
 Ingresar el factor de 
galga K
 Conectar según sea el 
puente.
 
Limitaciones
 El esfuerzo aplicado no debe llevar a la galga fuera 
del margen elástico. 
 Se necesita una buena adhesión al objeto, para 
que la medida de la deformación sea correcta. 
 Un incremento en la temperatura tiene como 
consecuencia una variación de la resistencia.
 Coeficiente de dilatación de la galga parecido al del 
soporte para evitar tensiones mecánicas. 
 Autocalentamiento de la galga por la disipación de 
potencia de la alimentación.
 
Aplicaciones
Situaciones que requieren la medida de fuerzas, 
torque, vibraciones. 
Para determinar propiedades mecánicas de 
materiales.
Muy utilizadas en sensores para la 
monitorización, y en sistemas de control, donde 
constituyen la parte activa de un transductor. 
 
Fuerzas
 Disposición de las galgas para determinar 
fuerzas
 
Ensayo de Tracción
 Ensayo de tracción para determinar 
propiedades de materiales
 
Presión
 Transductor de Presión
 
Celdas de Carga I
 La medida de fuerzas se realiza a partir de unidades 
transductoras estándar que integran funciones sensora y 
transductora. 
 Responden con una señal eléctrica proporcional a la carga 
que actúa en ellas. 
 
 Báscula para pesaje de 
camiones
Celdas de Carga II
 Limitador de carga para grúas
 Sensor de carga para ascensores
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