Ponte di Wheatstone

Completamento esterno del ponte in un circuito estensimetrico

Generalmente un ponte di Wheatstone per misure estensimetriche è costituito da:

  1. un estensimetro attivo per la misura della deformazione
  2. resistenze di precisione incorporate nello strumento per completare il circuito

Talvolta il circuito deve essere completato esternamente allo strumento. La ragione più frequente è quando lo strumento di misura non è previsto con resistenze di completamento ponte. Ci possono però essere anche motivazioni legate alla precisione: in alcune prove il completamento esterno del ponte può ridurre il rumore indotto nel sistema di cablaggio o eliminare gli effetti delle resistenze di contatto.

Gli elementi che permettono di completare il ponte sono:

  1. estensimetri incollati
  2. resistenze di precisione
  3. moduli di completamento ponte (BCM)

Esistono differenze fra le varie soluzioni non solo per la configurazione e la tecnica di applicazione, ma anche per vantaggi e svantaggi che ognuna può avere.

Estensimetri incollati

L'applicazione di estensimetri sulla struttura in prova è indicata in presenza di un'ampia variazione di temperatura, in quanto è l'unico metodo di completamento ponte che prevede la compensazione della temperatura. L'installazione è relativamente facile e non costosa; sia l'estensimetro attivo che quello di compensazione devono essere sulla medesima lega, con lo stesso coefficiente di dilatazione termica. Naturalmente la temperatura degli estensimetri adiacenti nel braccio del ponte deve essere identica per avere un'effettiva compensazione della temperatura.

Inoltre è necessario fare attenzione ad installare gli estensimetri di completamento ponte in un’area:

  1. priva di deformazione
  2. che può subire espansioni termiche senza impedimenti meccanici

Resistenza di precisione

Un'alternativa agli estensimetri per il completamento del ponte di Wheatstone sono le resistenze di precisione stabili in temperatura. Questa soluzione è utile quando si utilizzano resistenze di valore non standard e quando è necessario dissipare una potenza elevato nel circuito. Le resistenze di precisione sono insensibili alla temperatura e quindi non possono essere usate per compensare il segnale termico di un estensimetro attivo del circuito.

Normalmente le resistenze di precisione non sono applicate direttamente alla struttura in prova. Per ancorare i terminali delle resistenze, viene generalmente incollata una striscia terminale.

Come per gli estensimetri, bisogna proteggere i collegamenti e le saldature dall'ambiente esterno.

Moduli di completamento ponte

La Micro Measurements dispone di moduli di completamento ponte, serie MR. Benché siano più insensibili alla temperatura rispetto alle resistenze, i moduli MR sono però più facili da installare. Questi circuiti di griglie resistive accoppiate, vengono forniti pronti all'uso con il quarto e/o il mezzo ponte di estensimetri attivi. I punti di saldatura integrali riducono al minimo le saldature di collegamento richieste per completare il circuito, mentre un nastro spugnoso fissa il modulo alla struttura in prova. Questo nastro spugnoso evita che la deformazione sottostante si trasmetta al modulo.

Ulteriori dati concernenti il completamento del ponte di Wheatstone di sono contenuti nelle note tecniche Micro Measurements:

  • TN-504 Thermal output in strain gage
  • TN-501 Noise in strain gage circuits

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