Sensores Industriales Clave: Galgas Extensiométricas, Termopares y Medidores de Caudal

Galgas Extensiométricas: Principios y Aplicaciones

Las galgas extensiométricas son elementos que varían su resistencia interna al ser sometidos a esfuerzos mecánicos. Si se considera un hilo metálico de longitud (L), sección A y resistividad ρ (rho), su resistencia eléctrica R (en ohmios) es: R = ρ * L / A.

Si se le somete a un esfuerzo en dirección longitudinal, cada una de las tres magnitudes que intervienen en el valor de R experimenta un cambio, y por lo tanto, R también. Aunque la variación de resistencia de una galga extensiométrica es intrínsecamente pequeña, es precisamente esta variación la que se mide para determinar el esfuerzo. Se construyen con aleaciones metálicas de alta resistividad.

Características Técnicas de las Galgas Extensiométricas

• Resistencia de Galga: Se define como la resistencia eléctrica medida entre sus dos terminales o áreas de contacto, diseñadas para la conexión de cables de medición.
• Factor de Galga: Es la sensibilidad de la galga, la cual es proporcional al cambio relativo de la resistencia.
• Referencia de Temperatura: Es la temperatura para la cual las características técnicas son válidas.
• Características de Temperatura: Son los cambios que presenta la resistencia de la galga debido a variaciones de temperatura y a los coeficientes de expansión térmica de los materiales.

Medición y Compensación en Galgas Extensiométricas

Una de las técnicas más utilizadas para realizar mediciones con galgas extensiométricas es incorporándolas en una configuración de puente de Wheatstone. Esta configuración necesita ser ajustada para proporcionar una lectura más fiel al fenómeno real; este ajuste se denomina compensación.

La compensación de temperatura por medios resistivos garantiza que el puente no se vea afectado por la temperatura en un estado de carencia de carga, ya que existen diversas razones por las cuales el puente básico puede verse afectado. La primera de ellas es que el comportamiento de las galgas obedece a una curva ligada a la temperatura. Además, el coeficiente de temperatura, aun entre galgas del mismo tipo, nunca es exactamente el mismo.

Termopares: Sensores de Temperatura

Un termopar es un sensor para medir la temperatura. Se compone de dos metales diferentes, unidos en un extremo. Cuando la unión de los dos metales se calienta o enfría, se produce una tensión que es proporcional a la temperatura. Las aleaciones de termopares están comúnmente disponibles como alambre.

En cuanto a su forma, suelen tener una vaina metálica y en su interior encontrarse el termopar, o bien estar expuestos al aire, lo que permite una respuesta mucho más rápida.

Transductores de Caudal: Medición de Flujo

Los transductores de caudal son dispositivos esenciales para medir el flujo de fluidos en sistemas industriales.

Tipos Comunes de Transductores de Caudal

• Placa Orificio o Diafragma: La tubería por la que circula el fluido se secciona y se introduce una placa orificio que da lugar al estrangulamiento, y se mide la presión antes y después de este.
• Tobera y Tubo Venturi: Consiste en un estrangulamiento situado en el interior de la tubería, que provoca una presión diferencial. Se compone de dos piezas cónicas unidas por su parte más pequeña, lo que provoca un estrechamiento y una diferencia de presión.
• Turbina: Dispositivo rotatorio dentro de la tubería que gira a la misma velocidad que el caudal. Sobre el rotor va un imán que manda unos impulsos cada cierto tiempo, y midiendo ese tiempo, se determina el caudal.
• Sonda Ultrasónica: Consiste en un emisor/receptor de ultrasonidos, acoplados a la tubería cuyo caudal se va a medir. Por el tiempo que tarda en llegar la señal de uno al otro, se calcula el caudal.
• Medidor Térmico: Por el uso de termistores, se coloca uno fuera y otro dentro de la tubería, y por la diferencia de temperatura se puede determinar el caudal de la tubería.