Strain Gage de AStrain Gage de Açço Inoxido Inoxidáável e vel e SilSilííciocio

Bernardo SchaefferBernardo Schaeffer

Orientador: Henri Orientador: Henri BoudinovBoudinov

O que é Strain?O O queque éé Strain?Strain?

L+L+∆∆LL

WW--∆∆WWForceForceForceForceForce

Strain principal: Strain principal: ε =ε = ∆∆LLLL

Strain transversal: Strain transversal: εεRR ==∆∆WWWW

"Strain" "Strain" éé a deformaa deformaçção de um material são de um material sóólido que lido que éé resultado das forresultado das forçças as aplicadas (internas ou externas).aplicadas (internas ou externas).

O O ""Strain Gage Strain Gage "" ééum resistor um resistor queque suasuaresistênciaresistência éé alteradaalteradapelapela deformadeformaççãoão do do seuseu comprimentocomprimento..Os valores dos Os valores dos ""StrainStrain GagesGages ""comerciais comerciais são:120são:120ohmsohms, , 350350ohmsohms, etc., etc.

Grid(electrical resistor)

Backing Film

Copper-platedSolder tabs

O que é um Strain Gage?O O queque éé um Strain Gage?um Strain Gage?

Um tUm tíípico "pico "Strain Strain GageGage" consiste em uma " consiste em uma grade condutiva de grade condutiva de filme metfilme metáálico fino, lico fino, montado em uma base montado em uma base de epde epóóxi ou fibra de xi ou fibra de vidro.vidro.

O que é um Strain Gage?O O queque éé um Strain Gage?um Strain Gage?

A resistência "A resistência "Strain Strain Gage Gage " " éé um sensor um sensor eleléétrico que varia sua trico que varia sua resistência de acordo resistência de acordo com uma funcom uma funçção linear ão linear da forda forçça aplicada sobre a aplicada sobre a superfa superfíície da cie da estrutura que estestrutura que estáácolado. colado.

O que é um Strain Gage?O O queque éé um Strain Gage?um Strain Gage?

Sensibilidade do Strain Gage SensibilidadeSensibilidade do Strain Gage do Strain Gage

GF = =GF = =∆∆R/RR/R∆∆L/LL/L

UmaUma deformadeformaççãoão no no ""strain gage strain gage "" modificamodifica a a resistividaderesistividade do material o do material o queque causacausa umauma variavariaççãoão nanasuasua resistênciaresistência. . EssaEssa sensibilidadesensibilidade éé chamadachamada de Gage de Gage Factor.Factor.

Gage factor: Gage factor:

GF = 2 Para a maioria dos gages de GF = 2 Para a maioria dos gages de filmefilme finofino

∆∆R/RR/Rεε

Modulo de Modulo de CondicionamentoCondicionamento::Wheatstone BridgeWheatstone Bridge

O O ""strain gage strain gage "" éé conectadoconectado comocomo osos 4 4 resistoresresistores nanaPonte de Wheatstone.Ponte de Wheatstone.A Ponte A Ponte converteconverte a a variavariaççãoão de de resistenciaresistencia no no ""strain strain gagegage"" emem umauma sasaíídada de de tensãotensão ((VVoutout) ) queque ééproporcionalproporcional a a forforççaa aplicadaaplicada..

Tipos de Strain GagesTiposTipos de Strain Gagesde Strain Gages

Foil (Foil (FilmeFilme finofino))–– MaisMais comumcomumWire (Wire (FioFio) ) –– AltasAltas temperaturastemperaturasSemiconductorSemiconductor•• High gage factor of approximately 100High gage factor of approximately 100•• High temperature driftHigh temperature drift•• FragileFragile

Tipos de Strain Gages (foil)TiposTipos de Strain Gages de Strain Gages (foil)(foil)

Strain Gage de aStrain Gage de açço inoxido inoxidáávelvelO objetivo do nosso O objetivo do nosso

trabalho trabalho éé projetar e projetar e fabricar protfabricar protóótipos de tipos de ““strain gagestrain gage”” de ade açço o inoxidinoxidáável com vel com deposideposiçção do material ão do material isolante e resistivo por isolante e resistivo por ““sputteringsputtering”” e definie definiçção ão da geometria por da geometria por litografia litografia óóticatica.

EspectroscopiaEspectroscopia do Material do Material ResistivoResistivodo Strain Gagedo Strain Gage

SilicetoSiliceto de de TitânioTitânio

EspectroscopiaEspectroscopia do Material do Material dada Base Base do Strain Gagedo Strain Gage

PreparaPreparaçção da superfão da superfííciecie

Não seria possNão seria possíível fazer o vel fazer o ““strain gagestrain gage””na superfna superfíície do acie do açço inoxido inoxidáável se a vel se a rugosidade for maior que 0,2 rugosidade for maior que 0,2 µµm. m.

PreparaPreparaçção da superfão da superfííciecieO processo de eletrO processo de eletróólise lise éé a melhor maneira de a melhor maneira de realizar esse acabamento. Colocando Chumbo realizar esse acabamento. Colocando Chumbo como ânodo, o acomo ânodo, o açço como co como cáátodo, uma mistura todo, uma mistura de 65% de de 65% de áácido fosfcido fosfóórico e 35% de rico e 35% de áácido cido sulfsulfúúrico (a uma temperatura prrico (a uma temperatura próóxima de 70xima de 70ººC) C) e passando uma corrente continua de e passando uma corrente continua de 100mA/cm100mA/cm²² desenvolvemos o eletropolimento desenvolvemos o eletropolimento do ado açço inoxido inoxidáável AISIvel AISI--304.304.

PreparaPreparaçção da superfão da superfííciecieEletrEletróóliselise

ResultadosResultados

Os resultados da Os resultados da rugosidade obtida rugosidade obtida na eletrna eletróólise são lise são satisfatsatisfatóórios, rios, menores que menores que 0,15 0,15 µµm.m.

PrPróóximos passos para o projetoximos passos para o projeto

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Orientador: Henri Orientador: Henri BoudinovBoudinov