Extensometria - Strain Gauge - Apresentação

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Extensometria
(Strain Gauge)
RA: 52609651 - Douglas Ramo Barros;
RA: 51406618 - Vanderlei José dos Santos Junior;
RA: 51508624 - Murilo Vecchini Fernandes.

 Tópicos
O objetivo deste trabalho é apresentar os seguintes tópicos abaixo
1. Introdução;
2. Estrutura dos Extensometros;
3. Circuito Ponte Wheatstone;
4. Diagrama de Funcionamento e Medição;
5. Tipos de Extensometros;
6. Aplicações;
7. Conclusão;
8. Bibliografia.

1. Introdução
Os projetos mecânicos utilizam métodos de cálculo que avaliam a resistência
do material comparada aos carregamentos/forças aplicadas sobre a peça que muitas
vezes são estimadas.
As avaliações dos esforços baseiam-se nas descobertas de Robert Hooke
(1678), que relacionam os esforços aplicados, através da tensão gerada no material.
𝝈 = 𝑬. 𝜺 (𝑭𝒐𝒓𝒎𝒖𝒍𝒂 𝒅𝒆 𝑯𝒐𝒐𝒌𝒆)
𝜎 = Tensão;
𝐸 = Módulo de Elasticidade;
𝜀 = Deformação Resultante.

1. Introdução
O competitivo mercado atual principalmente o automotivo exige que os projetos reduzam seus
custos e que os produtos tenham uma excelente qualidade. Assim, surgiu a necessidade de uma
avaliação mais elaborada e precisa da amostra ou componente do projeto analisado.
Charles Wheatstone (1875) : Descobriu que com a evolução da eletroeletrônica, que os efeitos da
variação da resistência de um condutor elétrico causada pela aplicação de uma tensão mecânica,
poderiam ser utilizados para esse fim.
William Thomson Kelvin (1907): Conseguiu medir esse efeito através do galvanômetro
Eduard E. Simons (1931) e Artur Claude Ruge (2000): Desenvolveram os primeiros
extensômetros de resistência elétrica ou Strain Gages (sg).
Desde então, esses extensômetros têm contribuído muito nos avanços dos estudos nos campos de
metrologia, análise de tensões e projeto mecânico.

2. Estrutura dos Extensometros
Existem muitos tipos de extensometros entre eles o mais comum é o
extensometro universal que tem uma resina metálica (Elemento de detecção) de 3 a
6μm de espessura que é colocada sobre uma base de um filme fino de plástico (15 a
16μm de espessura) formando um sanduiche com um filme laminado .
Filme laminado
Resina metálica
(Elemento de detecção)
Filme de Plástico (base)

3. Circuito Ponte Wheatstone
A ponte de Wheatstone é um circuito elétrico adequado para detecção de mudanças de
resistência por minuto. Isto é usado para medir as alterações de resistência em um
strain gage. A ponte é configurada pela combinação de quatro resistores.
Sendo assim :
R1 = R2 = R3 = R4 ou R1 x R3 = R2 x R4

A ponte de Wheatstone pode ser montada de diversas formas (¼ de ponte, ½ ponte,
ponte completa e ½ ponte diagonal) dependendo do número de extensômetro
utilizados.
Seja qual for a tensão aplicada à entrada o Saída, e, é zero. Esse status de ponte é
chamado "Equilibrada". Quando a ponte perde o equilíbrio, Produz uma tensão
correspondente à resistência mudança. Conforme ilustrado na figura, um strain gage é
conectado no resistência R1. Quando o gage carrega E inicia uma alteração de
resistência, ΔR, a ponte emite uma tensão correspondente, e.

Em aplicações onde tais pares complementares de extensómetros podem ser ligados à
amostra de teste, pode ser vantajoso tornar todos os quatro elementos da ponte "ativos"
para uma sensibilidade ainda maior. Isso é chamado de circuito de ponte total :

4. Diagrama de Funcionamento e Medição

Um exemplo de como um par de extensometros pode ser ligado a uma amostra de
teste de modo a produzir este efeito é ilustrado aqui:

Sem força aplicada à amostra de teste, ambos os strain gauges têm a mesma
resistência e o circuito de ponte esta equilibrado. No entanto, quando uma força para
baixo é aplicada à extremidade livre da amostra, ela dobrará para baixo, esticando o
Strain Gauge # 1 e comprimindo o Strain Gauge # 2 ao mesmo tempo:

5. Tipos de Extensometros
Outros tipos de Extensometros :
Mecânico;
Eletrico;
Piezoeletrico.
Baseado na Montagem :
Extensometro colado;
Extensometro não colado.

Extensometro Mecânico:
Usado para determinar a deformação (variações de comprimento) em espécimes e
estruturas de concreto, estratos de rocha, diferentes partes de uma estrutura, em áreas
remotas e em condições adversas, usando um único instrumento.
O equipamento standard compreende:
- Medidor de tensão (extensómetro) completo com indicador analógico ou digital
graduações de 0,001 mm (ver modelos disponíveis)
- Barra de calibração utilizada também para fixar o disco de referência na estrutura.
- 50 discos de referência.

Extensometro Piezoeletrico:
O Extensor piezoelétrico gera uma tensão elétrica quando existe uma tensão
mecânica aplicada sobre ele. A deformação pode ser calculada a partir da mesma. Os
medidores de tensão piezoelétricos são os dispositivos mais sensíveis e confiáveis.

6. Aplicações.
Medição da compressão em concreto
Compressão em peças Plásticas

6. Aplicações.
Medição da força da compressão do
fechamento de janela

7. Procedimento de Colagem.

8. Conclusão.
A extensometria, como técnica de medição de deformações ocorridas em materiais, é
essencial para monitoramento dinâmico de estruturas sujeitas a carregamentos e tem
no extensômetro elétrico ou strain-gauge seu instrumento principal.Os strain-gauges
têm aplicações tão variadas quanto monitoramento de deformações em pontes, vigas,
medição de vibração em máquinas, medição de pressão, de força, em acelerômetros e
torquímetros. Devido às vantagens e importância dos extensômetros elétricos, estes
aparelhos são indispensáveis a qualquer equipe que se dedique ao estudo experimental
de medições.

9. Bibliografia
[1] BRAADFIELD, Terry. Strain Gauges [online]. Disponível na Internet via URL:
http://arapaho.nsuok.edu/~bradfiel/advlab/strain/. Arquivo capturado em 22/03/2017;
[2] BARRETO Jr. Consultoria Técnica. Extensômetria [online]. Disponível na Internet via URL:
http://www.barretojunior.hpg.com.br/euler/ext_05.htm. Arquivo capturado em 22/03/2017;
[3] MICRO ANÁLISE Indústria Comércio e Serviços Ltda. Metal Foil Strain-Gage Applications [online].
Disponível na Internet via URL: http://www.microanalise.com.br. Arquivo capturado em 22/03/2017;
[4] TECHNI MEASURE. Strain Gauges [online]. Disponível na Internet via URL: http://www.techni-
measure.co.uk/. Arquivo capturado em 22/03/2017;
[5] UNIVERSITY OF HARTFORD Biomedical Engineering Homepage. Electrical Resistance Strain
Gauge [online]. Dis-ponível na Internet via URL:
http://uhavax.hartford.edu/~biomed/gateway/ElectricalResistanceStrainGauge.html. Arquivo capturado em
22/03/2017;
[6] WINDLIN, Fernando Luiz; SOUZA, João José de. Exten-sômetria. Material didático do Curso de
Engenharia Mecânica da Universidade Santa Cecília – USC, disciplina Laboratório em Engenharia Mecânica II,
na área de Resistência dos Materiais com foco na Extensômetria Elétrica. Santos, 1999. Disponível na Internet
via URL: http://usc.stcecilia.br/~mecanica/labmec/joaojose.html. Arquivo capturado em 22/03/2017

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