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Apparecchiature per misura di deformazione

Lo strain meter è uno strumento di misura che alimenta estensimetri e trasduttori a estensimetro (celle di carico, trasduttori di pressione e simili) tramite circuiti a ponte di Wheatstone, ricavando la piccola variazione di resistenza sotto forma di deformazione o di tensione. Si distingue principalmente tra strain meter statici, che misurano carichi lentamente variabili e tensioni residue su più punti, e strain meter dinamici, che catturano variazioni rapide come vibrazioni e urti. Gli strain meter dinamici includono il metodo ad amplificazione a portante, che eccita il ponte in corrente alternata, e il metodo ad amplificazione in corrente continua, che eccita il ponte in corrente continua e permette di trattare segnali da DC fino a frequenze elevate. Vengono impiegati nelle prove di resistenza delle strutture, nella misura delle sollecitazioni su componenti meccanici e nell'ispezione e nella taratura dei trasduttori.

Come scegliere Apparecchiature per misura di deformazione

  1. 1. Statico o dinamico: scegliere in base alla banda di frequenza

    Verificare che la risposta in frequenza sia adeguata alla velocità di variazione del fenomeno da misurare. Per carichi statici o variazioni di temperatura è indicato lo strain meter statico, per vibrazioni e urti lo strain meter dinamico. Il metodo ad amplificazione in corrente continua include modelli che coprono da DC fino a 200 kHz, mentre il metodo ad amplificazione a portante è più resistente al rumore ma ha una banda relativamente più stretta.

  2. 2. Compatibilità con la resistenza dell'estensimetro utilizzato

    Gli estensimetri hanno generalmente resistenze di 120 Ω o 350 Ω; verificare che la resistenza rientri nell'intervallo collegabile allo strumento. Se è fuori intervallo, il ponte non può essere bilanciato e la misura non è possibile. Controllare anche che sia possibile impostare il fattore di taratura (gauge factor) del proprio estensimetro.

  3. 3. Stimare l'accuratezza in base al campo di misura e alla non linearità

    Verificare che la deformazione massima prevista rientri nel campo di misura, quindi stimare l'errore in base alla non linearità (per i prodotti in catalogo 0,01–0,1% F.S.). Poiché %F.S. è riferito al fondo scala, misurando deformazioni piccole su un campo ampio l'errore relativo aumenta; occorre tenerne conto.

  4. 4. Tensione del ponte: compromesso tra sensibilità e autoriscaldamento

    Una tensione di ponte più elevata aumenta l'uscita e il rapporto segnale/rumore, ma aumenta anche la deriva dovuta all'autoriscaldamento dell'estensimetro. Scegliere una tensione compatibile con la conducibilità termica del materiale su cui è applicato l'estensimetro, con le dimensioni dell'estensimetro e con la tensione di eccitazione raccomandata dal trasduttore.

  5. 5. Verificare il numero di canali necessari per le misure simultanee

    Se si rilevano simultaneamente distribuzioni di sollecitazione su più punti, un numero insufficiente di canali impedisce di ottenere dati sincronizzati. Verificare se è possibile espanderlo con unità aggiuntive e se ogni canale dispone di un amplificatore indipendente.

  6. 6. Cavi lunghi e facilità d'uso in campo

    Con cavi lunghi la resistenza del cavo riduce la sensibilità; verificare quindi la presenza di una funzione di compensazione della lunghezza del cavo. Scegliere inoltre in base alle condizioni di impiego e al sistema di registrazione: controllo di interruzione dei cavi, tipo portatile o da banco, formato di uscita, comunicazione come RS-232C e tipo di alimentazione.

Questa guida è stata redatta dall'AI sulla base dei documenti e delle specifiche dei prodotti elencati. Verifica la documentazione di ciascun produttore prima dell'adozione.