I sistemi di acquisizione dati per estensimetria trasformano la variazione di resistenza di un estensimetro in un valore di deformazione affidabile e ripetibile. Il segnale, generato dal ponte di Wheatstone, viene alimentato, condizionato, amplificato e convertito in forma digitale pronta per l'analisi. La sfida tecnica è preservare l'integrità di segnali estremamente deboli, dove pochi microvolt separano una misura valida da un dato compromesso. Le piattaforme disponibili coprono esigenze diverse, dalla singola catena di misura portatile fino ai sistemi multicanale per prove statiche e dinamiche. La scelta dipende dal numero di canali, dalla frequenza di campionamento e dalla necessità di integrare ingressi eterogenei come termocoppie, trasduttori di spostamento o segnali in tensione, accanto agli ingressi estensimetrici.
Un estensimetro varia la propria resistenza elettrica quando la superficie a cui è incollato si deforma. Questa variazione, dell'ordine di pochi milliohm, viene rilevata inserendo l'estensimetro in un ponte di Wheatstone, che la converte in un segnale di tensione proporzionale. Il sistema di acquisizione alimenta il ponte con una tensione stabile, amplifica il segnale risultante e lo digitalizza ad alta risoluzione. La qualità della catena di condizionamento determina direttamente l'accuratezza finale della misura di deformazione.
La misura estensimetrica accompagna lo sviluppo prodotto in tutti i settori dove la sollecitazione meccanica è critica. In ambito aerospaziale e automotive supporta le prove di durata e fatica su componenti strutturali. Nell'ingegneria civile alimenta il monitoraggio di ponti, edifici e grandi strutture. Nei laboratori di ricerca e nelle prove sui materiali fornisce dati su sollecitazioni statiche e dinamiche, mentre nella costruzione di trasduttori di precisione è il cuore di celle di carico e sensori di forza.
La scelta del sistema parte dal numero di canali necessari e dalla loro evoluzione futura. Va poi valutata la frequenza di campionamento: le prove statiche richiedono pochi campioni al secondo, mentre l'analisi dinamica e la fatica impongono frequenze elevate su ogni canale. Conta anche la configurazione del ponte supportata, a quarto, mezzo o ponte intero, e la capacità di gestire ingressi misti, affiancando agli estensimetri termocoppie, trasduttori di spostamento e segnali in tensione nella stessa acquisizione.
La definizione della catena di misura più adatta richiede esperienza applicativa oltre alla conoscenza dello strumento. Gli ingegneri Luchsinger affiancano il cliente nella scelta della configurazione corretta, dalla valutazione dei canali alla compatibilità con i sensori già in uso, fino all'integrazione nel banco prova. Contattaci per definire insieme la soluzione di acquisizione dati estensimetrica più adatta.
Una centralina estensimetrica è un sistema che alimenta il ponte di Wheatstone, condiziona e amplifica il segnale proveniente dagli estensimetri e lo converte in un valore di deformazione. Integra in un'unica unità l'eccitazione del ponte, il filtraggio e la conversione analogico-digitale, restituendo dati pronti per l'analisi. Può gestire da uno a centinaia di canali a seconda della scala dell'applicazione.
Il ponte di Wheatstone è un circuito che converte la piccolissima variazione di resistenza di un estensimetro in un segnale di tensione misurabile. La deformazione genera variazioni dell'ordine di pochi milliohm, troppo piccole per essere lette direttamente. Il ponte le trasforma in uno sbilanciamento di tensione proporzionale, che il sistema di acquisizione amplifica e digitalizza per ottenere la misura.
La differenza sta nella frequenza di campionamento. L'acquisizione statica registra pochi campioni al secondo ed è adatta a carichi che variano lentamente, come il monitoraggio strutturale. L'acquisizione dinamica richiede frequenze elevate, da centinaia a decine di migliaia di campioni al secondo per canale, ed è necessaria per analisi di fatica, vibrazione e fenomeni transitori dove il segnale cambia rapidamente.
Sì, i sistemi multicanale evoluti accettano ingressi eterogenei nella stessa acquisizione. Accanto agli estensimetri è possibile collegare termocoppie, trasduttori di spostamento, accelerometri e segnali in tensione o corrente. Questa capacità permette di correlare la deformazione con temperatura, spostamento e altre grandezze nello stesso istante, semplificando l'analisi e riducendo il numero di strumenti necessari sul banco prova.
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