ES2825601T3 - Galgas extensiométricas con ajuste discreto de la resistencia eléctrica - Google Patents
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Abstract
Una galga extensiométrica de resistencia eléctrica (300) que comprende: un área de cuadrícula de detección de deformación activa (308) que comprende líneas de cuadrícula (314) que tienen una resistencia eléctrica distribuida uniformemente y una longitud de cuadrícula uniforme (304); y una resistencia al ajuste que comprende escalones de ajuste dispuestos dentro del área de la cuadrícula de detección de deformación activa (308), caracterizada porque la resistencia al ajuste comprende una parte adaptada para ser interrumpida de manera que una resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica (300) se modifica discretamente mientras se mantiene la misma área activa de detección de deformación (308).
Description
DESCRIPCIÓN
Galgas extensiométricas con ajuste discreto de la resistencia eléctrica
Referencia cruzada a solicitud relacionada
La presente solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional US con número de acta 61/748.613, presentada el 3 de enero de 2013, que se incorpora como referencia como si estuviera completamente establecida.
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere en general a dispositivos de medición de deformaciones y, más particularmente, a galgas extensiométricas de resistencia eléctrica.
Antecedentes
Se conoce el ajuste discreto de resistencia para galgas extensiométricas de resistencia eléctrica. Las técnicas conocidas para las galgas extensiométricas de ajuste discreto no intentan establecer un diseño de cuadrícula uniforme que rastree fielmente un campo de deformación aplicado e indique una deformación máxima aplicada. Las patentes números US 2.885.524 y 5.227.760, WO 2011/163442, US 2007/013474 y los documentos de patente japonesa 2006-234384 describen galgas extensiométricas que incluyen ajustes discretos sin tener en cuenta el campo de deformación medido.
La Figura 1 ilustra una galga extensiométrica lineal conocida 100 con una cuadrícula de base sinuosa 102 que tiene dos funciones: 1) establecer la resistencia inicial; y 2) detectar el campo de deformación aplicado debajo de él (por ejemplo, desde la muestra a la que está unido).
Para una operación conveniente, las galgas extensiométricas de resistencia eléctrica deben tener un valor de resistencia ajustado a una tolerancia cercana. La cuadrícula de galga extensiométrica 102 se puede ajustar para resistencia eléctrica mediante el adelgazamiento mecánico de la aleación de metal a partir de la cual se produce la galga extensiométrica, o mediante el uso de elementos de resistencia discretos adicionales que se introducen o se quitan del circuito de cuadrícula mediante una operación de ajuste. La resistencia discreta proporcionada por los elementos de ajuste introducidos o eliminados a veces se denomina resistencia de ajuste. La resistencia de la galga extensiométrica lineal 100 se denominará resistencia a granel en esta solicitud para distinguirla de la resistencia al ajuste.
Las galgas extensiométricas eléctricas son integradores físicos. La cuadrícula 102 responde a un campo de deformación aplicado cambiando la resistencia de tal manera que promedie la magnitud de deformación aplicada sobre el área de medición activa 108 definida por la longitud de la cuadrícula 104 y el ancho de la cuadrícula 106. En su forma más simple, esta relación se expresa como:
£ = ÁRIRIF (1)
donde:
s= deformación aplicada
¿R = cambio en la resistencia de la cuadrícula
R = cambio en la resistencia de la cuadrícula
F = coeficiente de transferencia, generalmente llamado factor de galga
Esta relación es engañosamente simple y supone un campo de desplazamiento uniforme aplicado debajo de la cuadrícula 102. En realidad, el campo de desplazamiento aplicado es a menudo una función no uniforme, que la cuadrícula integrará para encontrar el valor promedio impreso en el área de medición activa 108 (longitud de cuadrícula 104 X ancho de cuadrícula 106).
El gráfico 200 de la Figura 2 ilustra un gráfico representativo de la técnica anterior de la deformación 202 frente a la posición X a lo largo de la longitud 104 de la galga extensiométrica 100 para demostrar este fenómeno. Se imprime una función de deformación que varía exponencialmente en el área de medición activa 108 de la galga extensiométrica. La resistencia de la cuadrícula activa (la resistencia del área de medición activa 108) es cambiada por la deformación aplicada de modo que la función se integra sobre el área de medición activa 108 y el cambio en la resistencia de la cuadrícula es proporcional a la magnitud promedio 204 de la función de deformación aplicada, promediado sobre el área de medición activa 108.
Este valor integrado de deformación puede ser mucho más bajo que el valor pico más alto 206 presente bajo la cuadrícula. Para aquellas aplicaciones relacionadas con el diseño estructural, el valor pico más alto 206 es normalmente de mayor interés, porque esa es la magnitud de la deformación que causará la falla de la muestra. Una deformación medida informada por debajo del valor pico puede comprometer el análisis, lo que posiblemente resulte en un diseño estructural inseguro.
Para aquellas aplicaciones relacionadas con el pesaje comercial, la salida máxima de las galgas extensiométricas permite un diseño de fatiga óptimo y la máxima resolución del transductor de pesaje. Si el diseño de la galga extensiométrica reduce de alguna manera la posible salida del transductor, entonces el transductor debe diseñarse con niveles de tensión más altos (comprometiendo la vida útil del ciclo de carga), o se debe aceptar la salida más baja (comprometiendo la resolución de pesaje).
Aunque el área de la cuadrícula principal 108 (por ejemplo, el patrón de líneas sinuosas contiguas) es la zona de detección primaria para la galga extensiométrica 100, cada resistencia contigua conectada entre las lengüetas de soldadura 112 (Fig. 1) para cables conductores (no mostrados) y en contacto con el campo de deformación cambiará proporcionalmente a la deformación aplicada y el valor infinitesimal inicial de resistencia a lo largo de la trayectoria cambiará proporcionalmente. Por lo tanto, todas y cada una de las resistencias conectadas entre las lengüetas de soldadura 112 contribuirán al cambio de resistencia total de la galga 100, que es detectado por la instrumentación (no mostrada) conectada eléctricamente a las lengüetas de soldadura, y se convierte en parte del valor de la deformación promedio total informado (por ejemplo, 204). En la práctica, se minimiza la resistencia auxiliar fuera del área de medición activa 108, para definir la zona de medición como efectivamente solo el área de medición activa 108.
En las galgas extensiométricas de ajuste discreto de la técnica anterior, la resistencia de ajuste se introduce a menudo en el área de medición (definida por la longitud de la cuadrícula 104 y el ancho de la cuadrícula 106) usando líneas de cuadrícula 114 de longitud parcial, a veces con ángulos variables a la dirección de medición principal, y también áreas adicionales de resistencia al ajuste fuera del área de medición primaria, a menudo en diferentes ángulos con respecto a la dirección de medición primaria.
Para lograr una medición más precisa de la deformación máxima aplicada de una galga extensiométrica de resistencia eléctrica, se desea un área de medición 108 que consista en líneas de cuadrícula de longitud uniforme 110 y que contenga toda la resistencia al ajuste, que comprenda elementos de resistencia al ajuste alineados en la dirección de medición principal. La presente invención logra este objetivo incorporando la resistencia al ajuste con la resistencia de la cuadrícula en masa, en lugar de ubicar la resistencia al ajuste fuera del área de la cuadrícula activa y/o introducir líneas de cuadrícula de medición de longitud variable para proporcionar los escalones de ajuste de resistencia requeridos.
Sumario
La galga extensiométrica de resistencia eléctrica óptima tiene una resistencia eléctrica distribuida uniformemente y una longitud de cuadrícula y una resistencia al ajuste que comprende elementos de ajuste dentro del área de la cuadrícula, en donde la resistencia al ajuste está configurada para modificar discretamente una resistencia eléctrica en un circuito de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica mientras se mantiene la misma área de detección de deformación, es decir, la resistencia eléctrica distribuida uniformemente del área de medición activa.
En algunas realizaciones, una galga extensiométrica de resistencia eléctrica puede comprender un área de cuadrícula que tiene una longitud de cuadrícula, en donde el área de cuadrícula comprende una pluralidad de líneas de cuadrícula internas espaciadas en paralelo que forman una resistencia eléctrica distribuida uniformemente y dos líneas de cuadrícula exteriores; una resistencia al ajuste dentro del área de la cuadrícula, en donde la resistencia al ajuste comprende un elemento conductor que tiene una longitud correspondiente a la longitud de la cuadrícula interdigitada entre líneas de cuadrícula adyacentes, un primer extremo del elemento conductor conectado eléctricamente a un primer extremo de una de las líneas de cuadrícula internas y un segundo extremo del elemento conductor conectado eléctricamente a un segundo extremo de una de las líneas de cuadrícula internas; y uno o más escalones de ajuste dispuestos en una o ambas de las líneas de la cuadrícula exterior, en donde la resistencia de ajuste está configurada para modificar discretamente una resistencia eléctrica en un circuito de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica mientras se mantiene la misma área de detección de deformación y la resistencia eléctrica distribuida uniformemente del área de medición activa, y en donde uno o más escalones de ajuste están configurados para modificar discretamente la resistencia eléctrica en el circuito de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica mientras se mantiene la misma área de detección de deformación y la resistencia eléctrica distribuida uniformemente del área de medición activa.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención puede entenderse con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos y la descripción escrita.
La Figura 1 muestra una vista superior de una galga extensiométrica conocida.
La Figura 2 muestra un gráfico representativo de la deformación frente a la posición a lo largo de la longitud de la galga extensiométrica conocida de la Figura 1.
La Figura 3 muestra una vista superior de una galga extensiométrica de acuerdo con una realización de la presente invención.
La Figura 3 A es una vista despiezada de la parte rodeada por un círculo de la Figura 3.
La Figura 3 B es una vista despiezada de la parte de la Figura 3 dentro del área rectangular.
La Figura 4 muestra una configuración representativa de tres galgas extensiométricas de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada
De acuerdo con una ilustración de la presente invención, la galga extensiométrica de resistencia eléctrica 300 comprende una cuadrícula 302, que tiene una longitud de cuadrícula 304 y un ancho de cuadrícula 306, formando juntas un área de cuadrícula 308. Dos líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b forman los bordes a lo ancho de una o más líneas de cuadrícula interiores 314, formando juntas la cuadrícula 302. Las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b incluyen cada una de ellas una lengüeta de soldadura 312 en los respectivos primeros extremos 313. Los segundos extremos 315 de las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b están conectados eléctricamente a una línea de cuadrícula interior 314. Al menos una de las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b incluyen una o más resistencias de ajuste discreto seleccionables, escalones de ajuste 318a-318f (colectivamente, escalones de ajuste 318), dispuestos en puntos intermedios entre el primer y segundo extremo 313 y 315. Los escalones de ajuste 318 pueden usarse para ajustar discretamente la resistencia eléctrica en la galga extensiométrica 300 sin afectar la longitud o la resistencia eléctrica distribuida uniformemente de las líneas de cuadrícula exteriores 310a, 310b o las líneas de cuadrícula interiores 314, como se describirá con mayor detalle a continuación.
La cuadrícula 302 está formada por las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b y una o más líneas de cuadrícula interiores 314 (5 mostradas en la Figura 3), dispuestas en un patrón (o trayectoria) sinuoso 307. Cada línea de cuadrícula interior 314 está formada por una pluralidad de elementos conductores dispuestos sustancialmente en paralelo y separados entre sí. En la Figura 3A, se muestran tres elementos eléctricamente conductores, los elementos conductores 316a, 316b, 316c, para facilitar la ilustración, aunque pueden usarse otras cantidades. Los elementos conductores 316a-316c se extienden hacia el primer extremo 313 y están unidos eléctricamente en sus extremos terminales inferiores, formando opcionalmente un extremo terminal inferior común, lengüeta 320, como se ilustra en las Figuras 3 y 3B. Cada línea de cuadrícula interior 314 y, en consecuencia, cada elemento conductor 316a, 316b, 316c, tienen una longitud uniforme correspondiente a la longitud de cuadrícula base 304 y una resistencia eléctrica distribuida uniformemente.
Como se ilustra en la Figura 3A, el elemento conductor 316a está acoplado eléctricamente a la línea de cuadrícula exterior 310a y se extiende hacia la primera porción de extremo (inferior) 313 de la línea de cuadrícula exterior 310a. Se muestran cinco elementos conductores 316a ilustrativos y cinco elementos conductores 316c y funcionan como líneas de cuadrícula tradicionales dispuestas en un patrón sinuoso 307 paralelo y espaciadas como en una galga extensiométrica convencional (por ejemplo, galga extensiométrica lineal 100). Pueden usarse otras cantidades de elementos conductores 316a, 316b. Los elementos conductores 316b están interdigitados entre al menos un par de elementos conductores adyacentes 316a y 316c. En algunas realizaciones, el elemento conductor 316b es paralelo con ambos elementos conductores adyacentes 316a y 316c. El elemento conductor 316b está unido en un extremo terminal superior al elemento conductor 316c mediante un conector eléctrico 322. En realizaciones que comprenden más de una línea de cuadrícula interior 314, los elementos conductores 316c de la primera línea de cuadrícula interior 314 (más a la izquierda como se dibuja) están conectados eléctricamente al primer elemento conductor (correspondiente a 316a) de la línea de cuadrícula interior adyacente 314 para continuar el patrón de líneas paralelas sinuosas que comprenden la cuadrícula 302. El elemento 316c adyacente a la línea de cuadrícula exterior 310b está acoplado eléctricamente al segundo extremo 315 de la cuadrícula exterior la línea de cuadrícula 310b para completar el circuito eléctrico de la cuadrícula 302.
Una o ambas de las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b incluyen uno o más escalones de ajuste 318 que comprenden trayectorias eléctricas de resistencia variable. La línea de cuadrícula exterior 310a y los escalones de ajuste 318a-318d son similares en función a una serie de resistencias conectadas en paralelo. Como se ilustra en la Figura 3, los escalones de ajuste 318a-318d están eléctricamente cortocircuitados por una parte de las líneas de cuadrícula exteriores 310a. Al interrumpir (es decir, romper o cortar) una o más porciones de la línea de cuadrícula exterior 310a cortocircuitando los escalones de ajuste 318a-318d, se introducen uno o más escalones de ajuste en la cuadrícula 302 y la resistencia total del circuito que forma la cuadrícula 302 se puede modificar. La línea de cuadrícula exterior 310b y los escalones de ajuste 318e-318f funcionan de manera similar con resultados similares.
Los escalones de ajuste 310a-310d pueden interrumpirse para modificar la resistencia de la cuadrícula 302 mediante, por ejemplo, uno o más de corte por láser, abrasión, por ejemplo, por polvo abrasivo, corte con cuchilla o grabado por grabado químico. Los procesos utilizados para interrumpir los escalones de ajuste pueden ser un proceso manual o pueden ser un proceso automático, por ejemplo, un proceso controlado por ordenador.
El escalón de ajuste 318 puede tener diferentes configuraciones (por ejemplo, largo, ancho o grosor, o combinaciones de los mismos), por lo que tienen diferentes resistencias eléctricas. Alternativamente, los escalones de ajuste 318 pueden tener todos la misma configuración y pueden tener las mismas o sustancialmente las mismas resistencias eléctricas. Por tanto, al interrumpir una parte de las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b e introducir eléctricamente uno o más escalones de ajuste 318 en la cuadrícula 302, la resistencia de la cuadrícula 302 puede modificarse discretamente sin modificar la longitud de las líneas de cuadrícula exteriores 310a, 310b o las líneas de cuadrícula interior 314.
Cada uno de los escalones de ajuste 318 puede configurarse para modificar la resistencia de la cuadrícula 302 en una cantidad discreta diferente. Alternativamente, cada uno puede configurarse para proporcionar la misma modificación a la resistencia de la cuadrícula 302.
Los elementos conductores 316a y 316c de la Figura 3 pueden verse como las líneas de cuadrícula sinuosas de una galga extensiométrica tradicional. En la presente invención, los elementos conductores 316b están interdigitados entre pares de elementos conductores 316a y 316c para proporcionar una trayectoria eléctrica en la cuadrícula 302 que puede usarse como una resistencia al ajuste o un escalón de ajuste (similar a 318) para ajustar la resistencia de la galga extensiométrica 300. La trayectoria eléctrica así creada es paralela en un sentido eléctrico (es decir, eléctricamente paralela) a una parte de las líneas de cuadrícula sinuosas formadas por los elementos conductores 316a y 316c. Los caminos provistos por los elementos 3 de cuadrícula 104 por un ancho de cuadrícula 106, que no cambia en la longitud de cuadrícula 104 como resultado de la operación de ajuste, proporcionando así lecturas de deformación consistentes independientemente de la cantidad de ajuste de resistencia, que puede producir ventajosamente una medición más precisa de la deformación máxima aplicada.
Los elementos de ajuste en el presente enfoque miden activamente la misma deformación de la superficie en la misma dirección que las líneas de cuadrícula interiores 314. Por lo tanto, los elementos de ajuste se ven afectados por la deformación de la superficie de la misma manera que las líneas de cuadrícula interiores y miden la deformación de la superficie de la misma manera que el área de la cuadrícula.
Los conectores eléctricos 322 se pueden usar ventajosamente para modificar la resistencia total del circuito que forma la cuadrícula 302 por separado o junto con los escalones de ajuste 318 como se discutió con anterioridad. Como se muestra en la Figura 3A, el conector eléctrico 322 acopla eléctricamente los elementos conductores 316b y 316c, proporcionando dos trayectorias eléctricas desde el extremo del terminal inferior (o lengüeta 320) de las líneas de cuadrícula interiores 314. La interrupción de un conector eléctrico 322 elimina eléctricamente el elemento conductor 316b de la línea de cuadrícula interior 314 del circuito que forma la cuadrícula 302. En consecuencia, la resistencia total de la cuadrícula 302 se modifica o ajusta, mientras que la longitud y la resistencia eléctrica distribuida uniformemente de las líneas de cuadrícula exteriores 310a, 310b y los elementos conductores activos restantes de las líneas de cuadrícula interiores 314 permanecen sin cambios. En este sentido, el elemento conductor 316b puede considerarse un escalón de ajuste como se discutió con anterioridad.
Por ejemplo, interrumpir un conector eléctrico 322 elimina un elemento conductor 316b de la cuadrícula 302 aumentando así la resistencia general de la cuadrícula por la diferencia entre dos elementos conductores paralelos (316b y 316c) y el único elemento conductor 316c que queda después de la interrupción del conector eléctrico 322 (es decir, por un aumento igual a la mitad del valor de resistencia del elemento conductor 316b). Las longitudes y la resistencia uniforme de las líneas de cuadrícula activas (por ejemplo, 310a, 310b, 316a y 316c) que forman el área de cuadrícula 308 no se ven afectadas por el cambio en la resistencia resultante de interrumpir un conector eléctrico 322.
Los conectores eléctricos 322 pueden interrumpirse (es decir, romperse o cortarse) usando los mismos procesos que se usan para interrumpir las líneas de cuadrícula exteriores 310a y 310b como se discutió con anterioridad. El proceso de interrupción de los conectores eléctricos 322 puede ser un proceso manual o puede automatizarse como antes.
Algunas galgas extensiométricas de ajuste discreto conocidas incluyen escalones de ajuste con elementos resistivos que se extienden en varios ángulos con respecto a la dirección deseada para la medición de la deformación. Dado que las galgas extensiométricas promedian la magnitud del campo de deformación presentado debajo del área de medición activa, cualquier resistencia principalmente en una dirección no alineada con la dirección de medición puede detectar deformaciones espurias. La deformación espuria puede influir en el valor de la deformación detectada y dar lugar a lecturas que difieran del valor de la deformación verdadera.
Cuando los elementos de ajuste resistivos están fuera del área de medición activa (longitud de la cuadrícula x ancho de la cuadrícula), el valor de deformación final informado por la galga extensiométrica está influenciado por las
magnitudes de deformación fuera del área de medición detectadas por los elementos resistivos fuera del área de medición activa.
Además, algunas galgas extensiométricas de ajuste discretas conocidas incluyen escalones de ajuste que se "clavan" a la galga fuera del área de medición activa. Es decir, los elementos resistivos agregados pueden formar redes resistivas fuera del área de medición de deformación activa (longitud de la cuadrícula x ancho de la cuadrícula).
El nuevo enfoque descrito mantiene las resistencias de ajuste alineadas con el eje de medición. Es decir, para ajustar las líneas de la cuadrícula interiores, todos los escalones de ajuste tienen elementos resistivos paralelos a la dirección de medición primaria. Además, dado que todos los elementos de ajuste están contenidos dentro del área de la cuadrícula, no hay elementos de ajuste fuera del área de medición prevista delimitada por (longitud de la cuadrícula x ancho de la cuadrícula.
La interrupción selectiva de la combinación apropiada de los escalones de ajuste 318 y los conectores eléctricos 322 puede facilitar el logro de una resistencia prescrita de la galga extensiométrica 300 dentro de una tolerancia de aproximadamente el ±0,20%, por ejemplo, aproximadamente el ±0,15% de la resistencia prescrita. La resistencia deseada de la galga extensiométrica 300 se puede lograr usando cualquier número de escalones de ajuste 318 por separado, cualquier número de conectores eléctricos 322 por separado, o cualquier número de escalones de ajuste 318 y conectores eléctricos 322 en combinación.
En las Figuras 3, 3A y 3B, las líneas de cuadrícula exteriores e interiores se ilustran como líneas lineales solo para facilitar la ilustración. En las áreas de medición activas de otras realizaciones, las líneas de la cuadrícula pueden no ser lineales, por ejemplo, las líneas de la cuadrícula interiores y exteriores pueden ser líneas de cuadrícula arqueadas (no mostradas), paralelas y espaciadas entre sí. Los escalones de ajuste pueden estar interdigitados entre líneas de cuadrícula arqueadas adyacentes y pueden separarse del circuito de cuadrícula como se discutió con anterioridad. Tales galgas extensiométricas pueden ser útiles para medir campos de deformación que no son principalmente lineales (por ejemplo, galgas de diafragma diseñadas para medir los campos de deformación circular de un elemento de resorte de diafragma circular presurizado). Una galga extensiométrica con líneas de cuadrícula arqueadas funcionaría de manera similar a la galga extensiométrica lineal discutida con anterioridad, por lo que las líneas de cuadrícula activas estarían orientadas paralelas a la dirección de medición deseada que, para este caso, estaría en una orientación arqueada.
En la aplicación, la galga extensiométrica 300 puede usarse individualmente para responder a un campo de deformación en una orientación (dirección de alargamiento). Alternativamente, las galgas extensiométricas 300 se pueden usar en grupos de dos o más, respondiendo cada galga extensiométrica 300 a un campo de deformación en una ubicación particular o en una orientación particular (dirección de alargamiento).
Por ejemplo, la Figura 4 representa una matriz ejemplar de tres galgas extensiométricas 400a, 400b y 400c. Como se ilustra, la galga extensiométrica 400b está orientada de manera que las líneas de cuadrícula internas 414b estén alineadas con un eje 424b. La galga extensiométrica 400a se puede orientar de manera que el eje 424a, alineado con las líneas de cuadrícula interiores 414a, esté inclinado en un ángulo A con respecto al eje 424b. De modo similar, la galga extensiométrica 400c se puede orientar de manera que el eje 424c, alineado con las líneas de cuadrícula interiores 414c, esté inclinado en un ángulo A con respecto al eje 424b. El ángulo A y el ángulo B pueden ser iguales en magnitud y opuestos en sentido al eje 424b. Alternativamente, el ángulo A y el ángulo B pueden ser diferentes en magnitud y sentido, o en ambos.
Cada galga extensiométrica 400a-400c, según se configura, detecta un campo de deformación alineado con el eje respectivo 424a-424c. En el ejemplo ilustrativo de la Figura 4, se muestra una matriz de tres galgas extensiométricas, aunque se pueden usar matrices que contengan un número menor o mayor de galgas extensiométricas. Las galgas extensiométricas pueden conectarse eléctricamente a la instrumentación (no mostrada) a través de lengüetas de soldadura 412 para comunicar las lecturas de deformación detectadas para su análisis. Por tanto, se han proporcionado en el presente documento realizaciones de galgas extensiométricas de resistencia eléctrica con un ajuste de resistencia mejorado. En algunas realizaciones, la galga extensiométrica de la invención con un ajuste de resistencia mejorado puede proporcionar ventajosamente una deformación promedio más consistente de un campo de deformación aplicado. En algunas realizaciones, la galga extensiométrica de la invención puede proporcionar ventajosamente una representación más consistente de las cargas máximas de un campo de deformación aplicado.
Si bien lo anterior está dirigido a realizaciones de la presente invención, pueden idearse otras realizaciones de la invención sin apartarse del alcance básico de la misma.
Claims (13)
1. Una galga extensiométrica de resistencia eléctrica (300) que comprende:
un área de cuadrícula de detección de deformación activa (308) que comprende líneas de cuadrícula (314) que tienen una resistencia eléctrica distribuida uniformemente y una longitud de cuadrícula uniforme (304); y
una resistencia al ajuste que comprende escalones de ajuste dispuestos dentro del área de la cuadrícula de detección de deformación activa (308), caracterizada porque la resistencia al ajuste comprende una parte adaptada para ser interrumpida de manera que una resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica (300) se modifica discretamente mientras se mantiene la misma área activa de detección de deformación (308).
2. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 1, en la que:
el área de cuadrícula (308) comprende dos líneas de cuadrícula exteriores (310a, 310b), cada una conectada eléctricamente a una o más líneas de cuadrícula interiores (314) dispuestas en un patrón sinuoso; y
la resistencia al ajuste comprende un elemento eléctricamente conductor interdigitado entre el patrón sinuoso (307) de la línea de cuadrícula interior.
3. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 2, en la que:
un primer extremo del elemento conductor de electricidad está acoplado eléctricamente a un primer extremo de la línea de cuadrícula interior (314) mediante un conector eléctrico y un segundo extremo del elemento conductor de electricidad está acoplado eléctricamente a un segundo extremo de la línea de cuadrícula interior (314) formando una trayectoria eléctrica.
4. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 3, en la que un conector eléctrico interrumpido elimina el elemento eléctricamente conductor del circuito y modifica discretamente la resistencia eléctrica en el circuito.
5. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 3, en la que el conector eléctrico puede ser interrumpido por uno o más de corte por láser, abrasión, corte con cuchillo o grabado químico.
6. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 3, en la que el elemento conductor eléctrico es eléctricamente paralelo a una parte de la línea de cuadrícula interior (314).
7. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 2, en la que al menos una de las líneas de cuadrícula exteriores (310a, 310b) comprende uno o más escalones de ajuste discretos seleccionables..
8. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 7, en la que uno o más escalones de ajuste (318) están configurados para modificar discretamente la resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica mientras se mantiene la misma área activa de detección de deformación y longitud uniforme de la cuadrícula.
9. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 7, en la que la resistencia de ajuste y los uno o más escalones de ajuste seleccionables (318) pueden usarse por separado para modificar la resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica (300) mientras se mantiene la misma área de detección de deformación y la longitud uniforme de la cuadrícula.
10. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 9, en la que la resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica puede modificarse dentro de aproximadamente -0,15% a aproximadamente 0,15% de una resistencia prescrita.
11. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 7, en la que la resistencia de ajuste puede usarse en combinación con uno o más escalones de ajuste seleccionables (318) para modificar la resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica mientras se mantiene la misma detección de deformación activa área y la longitud uniforme de la cuadrícula.
12. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 11, en la que la resistencia eléctrica de la galga extensiométrica de resistencia eléctrica puede modificarse dentro de aproximadamente -0,15% a aproximadamente 0,15% de una resistencia prescrita.
13. La galga extensiométrica (300) de la reivindicación 2, en la que el elemento eléctricamente conductor tiene una longitud correspondiente a la longitud de la cuadrícula que no cambia como resultado del ajuste.
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