Escolha e tipos de strain gages
De acordo com a tarefa de medição, os strain gages são escolhidos segundo o seu design, série, modo de conexão, adaptação à resposta de temperatura, extensão da grade de medição e resistência elétrica. O design do strain gage, que se escolhe dependendo da aplicação, é um dos primeiros critérios de seleção:
Os strain gages lineares registram a deformação na direção da grade de medição. Uma possível aplicação: a determinação do módulo de elasticidade em barras de tração/compressão. A partir da deformação longitudinal medida na direção principal de carga e da tensão mecânica calculada se pode determinar o módulo de elasticidade do material com a lei de Hooke.
Os strain gages duplos são empregados diante da necessidade de duas grades lineares de medição paralelas uma junto à outra – por exemplo, para registrar a carga de flexão sobre uma barra de flexão. Para compensar as cargas de tração ou compressão sobrepostas, assim como as deformações térmicas devidas à temperatura, são normalmente conectados 4 strain gages ativos no circuito ponte de Wheatstone. Outra vantagem desta modalidade de circuito é o maior sinal de saída em comparação com os circuitos de ¼ de ponte e de meia ponte.
As rosetas de tipo T possuem duas grades de medição colocadas sobre um mesmo suporte em um ângulo de 90°. Elas são empregadas na análise análise experimental de tensões para determinar estados de tensão biaxiais com direções principais conhecidas e na construção de transdutores cujo design corresponde ao de uma barra de tração/compressão. As rosetas de tipo T são também utilizadas para a determinação do módulo de elasticidade e do coeficiente de deformação transversal (conhecido também como coeficiente de tração transversal ou coeficiente de Poisson).
Os strain gages em forma de V também possuem duas grades de medição, que estão colocadas em um ângulo de 90° entre si. Seu campo de aplicação típico é o da construção de eixos para a medição de torque ou os chamados transdutores de cisalhamento.
As rosetas com três grades de medição sobre um mesmo suporte se dividem en dois grupos, dependendo dos ângulos entre suas grades de medição: as rosetas 0°/45°/90° e as rosetas 0°/60°/120°. Os ângulos assinalados se referem às direções das três grades. Estes strain gages são utilizados para a determinação de estados biaxiais de tensão com direções principais desconhecidas.
Os strain gages de ponte completa constam de quatro grades de medição conectadas já em modo de ponte de Wheatstone completa. Seu uso é variado: p.ex., para a determinação de cargas de cisalhamiento em barras de cisalhamiento ou para a determinação do momento de torsão de um eixo, quando se pode ter acesso ao mesmo – para a instalação do strain gage – apenas desde um único lado.
As rosetas diafragma são empregadas na construção de transdutores de pressão com diafragma. Para se colocar a roseta diafragma adequadamente, as quatro grades de medição devem se encontrar – diante do esforço do diafragma e considerando a deformação do mesmo – exatamente nas respectivas zonas deformadas. Os componentes de mesma magnitude – tanto os positivos quanto os negativos – se somam dentro do circuito ponte de Wheatstone.
As cadeias de strain gages reúnem sobre um mesmo suporte uma série de grades idênticas ou que variam em intervalos regulares. Alguns designs típicos de cadeias de strain gages são: grades de medição paralelas ou perpendiculares ao eixo longitudinal da cadeia, grades alternando entre paralelas e perpendiculares ao eixo longitudinal da cadeia e cadeias de rosetas (p.ex., cinco rosetas de tipo 0°/60°/120°). As cadeias de strain gages são utilizadas para determinar o transcurso da carga (deformação ou tensão mecânica) ao largo de uma distância concreta ou para determinar o deslocamento do valor máximo sob a influência de um ponto de carga móvel.
