Os quatro braços ou ramos do circuito da ponte são formados pelas resistências R1 a R4. Os pontos de canto 2 e 3 da ponte designam as conexões para a tensão de excitação da ponte Vs ; a tensão de saída da ponte V0 , que é o sinal de medição, está disponível nos pontos de canto 1 e 4.
Nota: Não há regra geralmente aceita para a designação dos componentes e conexões da ponte. Dentro da literatura existente, existem todos os tipos de designações e isso é refletido nas equações da ponte. Portanto, é essencial que as designações e índices utilizados nas equações sejam consideradosjuntamente com suas posições nas redes de pontes, a fim de evitar erros de interpretação.
A excitação da ponte é geralmente uma tensão aplicada, estabilizada direta ou alternada Vs. Se uma tensão de alimentação Vs é aplicada aos pontos de alimentação da ponte 2 e 3, então a tensão de alimentação é dividida nas duas metades da ponte R1 , R2 e R4 , R3 como uma relação das resistências da ponte correspondente , ou seja, cada metade da ponte forma um divisor de tensão.
A ponte pode ser desequilibrada, devido à diferença nas tensões das resistências elétricas em R1, R2 e R3 , R4 .Isto pode ser calculado da seguinte maneira:
Dependendo da tarefa de medição, um ou mais extensômetros são usados no ponto de medição. Embora designações como ponte completa, meia ponte ou ponte de um quarto sejam usadas para indicar tais arranjos, na verdade elas não estão corretas. Na verdade, o circuito usado para a medição é sempre completo e é total ou parcialmente formado pelos strain gauges e pela amostra. É então completado por resistores fixos, que são incorporados nos instrumentos.
Os transdutores geralmente têm que cumprir requisitos de precisão mais rigorosos do que as medidas referentes a testes experimentais. Portanto, os transdutores devem sempre ter um circuito de ponte completo com strain gauges ativos em todos os quatro braços.
Os circuitos de ponte completa ou de meia ponte também devem ser usados para análise de deformação, se diferentes tipos de interferências precisarem ser eliminadas. Uma condição importante é a de que os casos de diferentes tensões possam ser claramente diferenciados, como tensão de compressão ou tração, bem como forças de flexão, cisalhamento ou torção.
A tabela abaixo mostra a dependência da posição geométrica dos strain gauges, o tipo de circuito de ponte usado e o fator de ponte resultante B para forças normais, momentos fletores, torque e temperaturas. As pequenas tabelas fornecidas para cada exemplo especificam o fator de ponte B para cada tipo de grandeza influente. As equações são usadas para calcular a tensão eficaz de saída do sinal de ponte VS/VS.
Nota: Um eixo cilíndrico é assumido para medição de torque nos exemplos 13, 14 e 15. Por razões relacionadas à simetria, a flexão na direção X e Y é permitida. As mesmas condições também se aplicam para a barra com seções transversais quadradas ou retangulares.
Explicações dos símbolos:
T | Temperatura |
Fn | Força normal longitudinal |
Mb | Momento de flexão |
Mbx, Mby | Momento de flexão para direções X e Y |
Md | Torque |
εs | Tensão aparente |
εn | Deformação longitudinal, normal |
εb | Tensão de flexão |
εd | Tensão de torque |
ε | Tensão efetiva no ponto de medição |
ν | Coeficiente de Poisson |
Strain gauge ativo | |
Strain gauge para compensação de temperatura | |
Resistor ou strain gauge passivo |