Selezione della geometria degli estensimetri elettrici a resistenza (ER)
Gli ER si scelgono in base alla loro forma strutturale, alla serie, al tipo di connessione, alla compensazione termica, alla lunghezza attiva della griglia ed alla resistenza elettrica. Dal punto di vista dell’applicazione, la loro geometria (forma strutturale) è uno dei primi criteri di selezione:
Gli ER lineari sono quelli in cui la direzione di misura della deformazione corrisponde a quella della griglia. Un possibile impiego: determinazione del modulo E di barre in trazione e compressione. Dalla deformazione longitudinale misurata nella direzione di sollecitazione principale, e dalla sollecitazione meccanica calcolata mediante la legge di Hook (della proporzionalità), si può determinare il modulo elastico del materiale.
Gli ER doppi si usano quando sono necessarie due griglie lineari parallele ed adiacenti – ad esempio per rilevare la sollecitazione di flessione di una trave. Per compensare le sollecitazioni di trazione / compressione sovrapposte e le deformazioni termiche dovute alla temperatura, vengono generalmente usati 4 ER attivi collegati a ponte di Wheatstone. Altro vantaggio di questo tipo di collegamento rispetto a quello a quarto od a mezzo ponte, è il segnale di misura più elevato.
Le rosette a T sono quelle con due griglie singole disposte a 90° fra di loro sul medesimo supporto. Esse vengono usate nell’analisi sperimentale delle sollecitazioni per determinare lo stato di sollecitazione biassiale con direzioni principali note, e nella costruzione di trasduttori di misura la cui struttura corrisponda ad una barra in trazione / compressione. Inoltre esse trovano impiego nella determinazione del modulo E e del coefficiente di contrazione trasversale (denominato anche coefficiente di Poisson).
Gli ER a spina di pesce (forma a V) possiedono anch’essi due griglie di misura disposte a 90° fra di loro. Essi sono comunemente denominati „ER al taglio“. Il loro tipico impiego è la costruzione di torsiometri o di cosiddetti trasduttori al taglio.
Le rosette a 3 griglie sul medesimo supporto sono disponibili in due forme base, che si distinguono dall’angolo fra le griglie di misura: cosiddette rosette a 0°/45°/90° e rosette a 0°/60°/120°. Il dato sull’angolo si riferisce alla direzione delle 3 griglie di misura. Esse vengono usate per determinare lo stato di sollecitazione biassiale con direzioni principali ignote, sia come entità che direzione.
Gli ER a ponte intero dispongono di quattro griglie di misura già collegate a ponte di Wheatstone. Il loro impiego è molteplice: per esempio per determinare la sollecitazione al taglio di elementi strutturali o determinare il momento torcente di un albero, allorché l’accesso per l’installazione degli ER sia possibile solo da un lato.
Le rosette a membrana vengono usate per la costruzione di trasduttori di pressione a membrana. L’allineamento strutturale della membrana del trasduttore (o della rosetta a membrana) deve far coincidere esattamente le griglie di misura sulle zone di trazione e compressione provocate della bombatura della membrana sotto pressione. Le deformazioni positive e quelle negative, di medesima entità, vengono sommate dal circuito a ponte di Wheatstone.
Le catene di ER su un supporto comune, semplificano l’applicazione di file di più griglie disposte nella stessa direzione, o file di griglie con direzione alternata disposte ad intervalli regolari. Tipiche forme strutturali delle catene di ER sono: direzione delle griglie di misura parallele o normali all’asse della catena, direzione delle griglie di misura alternate parallele o normali all’asse della catena e catene di rosette a 3 griglie (p.es. rosette 0°/60°/120°). Le catene di rosette vengono usate per determinare l’andamento della deformazione o quello della sollecitazione da essa derivante, su certi tratti del l’oggetto in prova oppure per determinare la traslazione dei valori massimi provocata dalla variazione del punto di applicazione della forza.
