Factor de calibración

El factor de calibración (GF) o factor de deformación de un extensómetro es la relación entre el cambio relativo en la resistencia eléctrica R y la deformación mecánica ε. El factor de calibración se define como: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle GF={\frac {\Delta R/R}{\Delta L/L}}={\frac {\Delta R/R}{\varepsilon }}=1+2\nu +{\frac {\Delta \rho /\rho }{\varepsilon }}}$

dónde

• ε = deformación =${\displaystyle \Delta L/L_{0}}$
  • ${\displaystyle \Delta L}$= cambio absoluto en la longitud
  • ${\displaystyle L_{0}}$= longitud original
• ν = coeficiente de Poisson
• ρ = resistividad
• ΔR = cambio en la resistencia del extensómetro debido a la deformación axial y lateral.
• R = resistencia sin deformación del extensómetro

Es un error común pensar que el cambio en la resistencia de un extensómetro se basa únicamente, o principalmente, en los términos geométricos. Esto es cierto para algunos materiales (${\displaystyle \Delta \rho =0}$), y el factor de calibración es simplemente:

${\displaystyle GF=1+2\nu }$

Sin embargo, la mayoría de los extensómetros comerciales utilizan resistencias hechas de materiales que demuestran un fuerte efecto piezorresistivo . La resistividad de estos materiales cambia con la deformación, lo que explica la${\displaystyle {\frac {\Delta \rho /\rho }{\varepsilon }}}$término de la ecuación definitoria anterior. En los extensómetros de constantán (los más populares comercialmente), el efecto representa el 20 % del factor de galga, pero en los extensómetros de silicio, la contribución del término piezorresistivo es mucho mayor que la de los términos geométricos. Esto se puede observar en los ejemplos generales de extensómetros que se muestran a continuación:

La definición del factor de calibración no depende de la temperatura; sin embargo, este factor solo relaciona la resistencia con la deformación si no existen efectos de temperatura. En la práctica, cuando existen cambios de temperatura o gradientes de temperatura, la ecuación para derivar la resistencia incluirá un término de temperatura . El efecto total es:

${\displaystyle {\frac {\Delta R}{R}}=GF\varepsilon +\alpha \theta }$

dónde

• α = coeficiente de temperatura
• θ = cambio de temperatura