Calculadora da Ponte de Extensómetros (Saída de Wheatstone, Quarto, Meia e Ponte Completa)

A saída de uma ponte de Wheatstone com extensómetros para uma dada deformação, fator de extensómetro e excitação, em quarto, meia e ponte completa, com a variação de resistência e a não-linearidade do quarto de ponte.

O que faz esta ferramenta

Um extensómetro varia a sua resistência em proporção da deformação: ΔR ÷ R = GF × ε, em que o fator GF ronda 2 nas folhas metálicas. Numa ponte de Wheatstone, um extensómetro ativo (quarto de ponte) dá V_saída ÷ V_exc = x ÷ (4 + 2x) com x = GF × ε; dois em flexão (meia ponte) dão x ÷ 2 e quatro (ponte completa) dão x, sem não-linearidade e com os efeitos da temperatura a anularem-se. A 1000 µε um extensómetro de 350 Ω varia só 0,74 Ω e um quarto de ponte dá cerca de 2,6 mV com 5 V, pelo que quase sempre é preciso um amplificador.

Fórmula

ΔR ÷ R = GF × ε · quarto de ponte: V_saída ÷ V_exc = x ÷ (4 + 2x) · meia ponte: x ÷ 2 · ponte completa: x (x = GF × ε)

Variáveis

Símbolo	Significado	Unidade
`eps`	Deformação	µε
`gf`	Fator do extensómetro	—
`vex`	Tensão de excitação da ponte	V
`cfg`	Montagem da ponte	—
`rg`	Resistência do extensómetro	Ω
`VO`	Tensão de saída da ponte	mV
`SE`	Saída por volt de excitação	mV/V
`DR`	Variação da resistência de um extensómetro ativo	Ω
`NL`	Desvio em relação à aproximação linear	%

Exemplo resolvido

Deformação1000 µε
Fator do extensómetro2,1
Tensão de excitação da ponte5 V
Montagem da ponte1
Resistência do extensómetro350 Ω

Tensão de saída da ponte2,6222 mV
Saída por volt de excitação0,5244 mV/V
Variação da resistência de um extensómetro ativo0,7350 Ω
Desvio em relação à aproximação linear-0,105 %

Limitações

Os rendimentos e consumos variam de produto para produto. Tire os valores da ficha técnica do fabricante do produto que vai mesmo usar.
A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.