Erros de medicoes que podem acontecer com strain gages

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

FÁBIO MASCARENHAS MOREIRA

ERROS DE MEDIÇÕES QUE PODEM ACONTECER COM STRAIN GAGES

Trabalho apresentado como requisito parcial
para a aprovação na disciplina de Metrologia e
Instrumentação
Prof. Eduardo Nabinger

CAXIAS DO SUL
2011

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OBJETIVO

O o bjetivo deste trabalho éestudar possíveis erros que podem acontecer em
medições com Strain Gages, e encontrar possíveis interferências externas e internas que
podem acrescentar erros nas medições, p rincipalmente a temperatura de trabalho, e com isso
achar alternativas para minimizá-los poder realizar medições mais confiáveis.

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EXTENSOMETRIA

Extensometria é a técnica de medição de Tensões nos corpossolicitados
mecanicamente. A medição da Tensão somente é possível através da medição da
microdeformação resultante. Para esta medição lançamos mão do extensômetros elétrico
(Strain Gage). A Extensometria vem sendo empregada nas mais diversas áreas da Engenharia,
para o Monitoramento e Determinação de deformações que efetivamente ocorrem nas
estruturas sob solicitações estáticas e dinâmicas.
Oconhecimento real dos níveis de deformações sob solicitação nas Estruturas, Peças e
Conjuntos é de fundamental importância para os engenheiros, visto que se devem respeitar os
limites estáticos e de Fadiga dos materiais utilizados. Normalmente a Extensometria é
utilizada em conjunto com a Técnica de Elementos Finitos, para correlacionar pontos
complexos e duvidosos do modelo. A Extensometria pode,portanto, ser utilizada desde o
Projeto, Testes com Protótipos e solução de problemas no Campo ou em Laboratórios de
Engenharia e Qualidade Muitas vezes a Extensometria é utilizada em conjunto com outros
Testes e Cálculos p ara trabalhos de Redução de Custos de Peças e Conjuntos. Para a
realização dos testes de Extensometria é necessários a utilização de Strain Gages, bem como
suaInstrumentação apropriada.

2.1

STRAIN GAGE

O S train Gage é um dispositivo resistivo em forma de película aplicada sobre uma
base isolante. Comumente chamado de Gage, ele é aplicado com adesivo a um determinado
ponto de investigação d a peça ensaiada O Gage é formado de uma parte isolante chamada de
Base, onde está d epositada u ma Camada resistiva no formato desejado segundo uma

2determinada aplicação. As seis ou mais marcas inscritas na base do Gage (Orientadores),
servem para facilitar seu posicionamento na peça a ser ensaiada. (Figura 1 ).

Figura 1: Vista superior do Strain Gage – Base isolante - Película resistiva

Os Gages podem ser Uniaxiais e Multiaxiais, mas a Sensibilidade de cada unidade é
sempre na direção das linhas de suas grades (Lines). Um Gage é formado dediversas linhas
de grade ligado em série. Estes interconectores são chamados de Alças (Loop ends), abaixo na
Figura 2 estão demonstradas as partes do Strain Gage. Os Extensômetros são Basicamente
constituídos de uma resistência elétrica delgada, geralmente em forma de lâmina (Foil Strain
Gages) ou de fio (Wire Strain Gages). Os Gages são baseados na propriedade elétrica dos
condutores de quequando submetidos a um Alongamento ou a um Encurtamento de seu
comprimento, variam suas resistências elétricas proporcionais a esta solicitação.

Figura 2: Detalhes Parciais da parte resistiva do Gage e direção da sensibilidade

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2.2

SISTEMA DE MEDIÇÃO

Os sistemas de medição são ferramentas capazes de quantificar fenômenos da
natureza. Existem sistemas para avaliação detemperatura, de esforços, escoamento de fluidos,
composições químicas, entre outras. Na análise de tensões por extensometria, o sistema de
medição é formado basicamente de sensores de deformação, o extensômetro de resistência
variável, que converte deformação mecânica em variação da resistência elétrica. Estes
extensômetros são montados em um circuito elétrico, a ponte de Wheatstone, que é capaz de...
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