Os transdutores de strain gauge são dispositivos usados para medir força ou carga, convertendo a deformação mecânica em um sinal elétrico. Calcular a tensão de saída sob carga envolve entender as propriedades do strain gauge e a configuração do circuito. Este guia fornece um método simples para determinar a tensão de saída quando uma carga é aplicada.

Compreender os Princípios Básicos

Um transdutor de strain gauge normalmente opera no princípio de que a deformação provoca uma mudança na resistência elétrica. Esta alteração é medida usando um circuito de ponte de Wheatstone, que converte as variações de resistência em um sinal de tensão. A tensão de saída é proporcional à tensão experimentada pelo medidor.

Calculando a Estreita da Carga

O primeiro passo é determinar a deformação (ε) causada pela carga aplicada. Isto pode ser calculado utilizando a fórmula:

ε = (ΔL) / L

onde ΔL é a alteração do comprimento devido à carga, e L é o comprimento original do material. A deformação é tipicamente muito pequena, muitas vezes na faixa de microstrain.

Calculando a Tensão de Saída

A tensão de saída (V] out) do circuito de strain gauge pode ser calculada utilizando a seguinte relação:

V]fora = (Vex / 4) * GF * ε]

onde Vex é a tensão de excitação fornecida à ponte de Wheatstone, GF é o fator de bitola (propriedade do strain gauge), e ε é a tensão calculada anteriormente.

Cálculo de Exemplo

Suponha que um strain gauge com um fator de gauge de 2.0 é alimentado por uma tensão de excitação de 10V. Se a carga aplicada causa uma deformação de 500 microstrain (0,0005), a tensão de saída é:

Vfora = (10 / 4) * 2.0 * 0,0005 = 2,5 mV[]

Esta tensão representa o sinal elétrico gerado pelo strain gauge sob a carga especificada.