En 1856 Lord Kelvin descubri que al aplicar una fuerza sobre un hilo conductor o un semiconductor se presenta una variacin en su resistencia elctrica. Este principio permite realizar mediciones de fuerzas muy tenues que provoquen pequeas deformaciones en el conductor. La utilidad de este principio se manifiesta en la construccin de las galgas extensiomtricos. Estos dispositivos son transductores pasivos, que aplicados sobre un espcimen, permiten medir la fuerza ejercida sobre l a partir de la deformacin resultante. As, fuerzas de compresin, traccin o torsin, aplicadas sobre materiales elsticos, generan deformaciones que son transmitidas a la galga, respondiendo sta con una variacin de su propia resistencia elctrica. Las mediciones precisas de fuerzas pueden ser de tres tipos: Estticas: las referidas a soportes y estructuras resistentes sometidas a cargas fijas. Mixtas: cuando se realizan sobre soportes y estructuras sometidas a la accin de cargas de variacin rpida. Dinmicas: realizadas sobre acciones de variacin rpida: fenmenos de vibracin. impacto, etc.Su principio de funcionamiento se basa en el efecto piezorresistivo de metales y semiconductores, segn el cual, su resistividad vara en funcin de la deformacin a la que estn sometidos, el material de que esta hecho y el diseo adoptado.Tipos de strain gage (galga extensiometrica)Galgas metlicas.- Las galgas metlicas se constituyen por una base muy delgada y fina, a la cual se le adhiere un hilo muy fino metlico, puede ser bobinado o plegable, al final las 2 terminales en las que acaba el hilo se une a los transductores. Estas galgas tienen como ventaja un bajo coeficiente de temperatura, ya que se compensa la disminucin de la movilidad de los electrones al aumentar la temperatura con el aumento de su concentracin.Pueden ser: Hilo Metlico, Pelcula Metlica o Metal depositadoGalgas por resistencia.- Este tipo de galga es un conductor elctrico que al ser deformado aumenta su resistencia puesto que los conductores se vuelven ms largos y finos.Galgas por capacitancia.- Estas estn asociadas a caractersticas geomtricas, son usadas para medir esfuerzos y deformacin. Las propiedades elctricas de los materiales usados para deformacin tiene propiedades elctricas despreciables, por lo cual los materiales de las galgas de capacitancia pueden ser calibrados segn los requerimientos mecnicos. Esto les permite tener mejores calibraciones respecto de las de tipo elctrico.Galgas foto-elctricas.- Mediante el uso de un extensmetro podemos amplificar el movimiento del espcimen, mientras un rayo de luz es pasado a travs de una abertura variable, actuando con el extensmetro y directamente con una Clula fotoelctrica. A medida que la galga cambia su abertura tambin lo hace la cantidad de luz que alcanza a la clula, esto conlleva a que la intensidad de la energa generada por la celda presente una variacin, la cual podemos medir, y de esta obtener la deformacin.Galgas semiconductoras.- En las galgas semiconductoras hay un elemento semiconductor en vez del hilo metlico, su gran diferencia respecto a las dems galgas, es su tamao, ya que su tamao es ms reducido. la potencia mxima disipable en galgas semiconductoras es de unos 250 mW. Las galgas semiconductoras son capaces de soportar una alta resistencia su fatiga de vida es ms larga y tiene menor histresis, que es la capacidad de que el material conserve sus propiedades bajo diferentes estmulos.Galga Extensiomtrica de Fibra ptica.- Son unos sensores de fibra ptica diseados especialmente para trabajar integrados en el concreto, ayudan a determinar datos de tensiones de control en elementos estructurales, ya sea de edificaciones, puentes, revestimientos de tneles y como apoyo durante y luego de la construccin.Galga Extensiomtrica de flexin de capas delgadas.- Por ser un dispositivo que no requiere componentes mecnicos, puede resultar bastante eficiente y preciso, en cuanto a la eliminacin de ruidos asociados a la friccin mecnica; tambin posee gran durabilidad a no presentarse degradacin por contacto mecnico.Galga Extensiomtrica a la medida.- Es un dispositivo diseado para tomar medidas tanto de esfuerzos a tensin, como medidas de temperatura. Estos sensores estn adaptados para medir la tensin circunferencial alrededor del dimetro de una superficie a la que est montado.

Los parmetros dimensionales de los strain gages a tener en cuenta son: ancho de la grilla (Grid Width), ancho total del deformmetro (Overall Width), longitud de deformmetro o longitud de galga (Gage Length), longitud total del deformmetro (Overall Length), longitud del deformmetro incluyendo el soporte (Matrix Length), ancho del deformmetro incluyendo el soporte (Matrix Length). Adicionalmente. se diferencia la parte que capta la deformacin (Gridlines) de la que no; sta ltima corresponde a los extremos de la grilla (Endloops) y a los puntos de conexin (conductors): adems se observa que la direccin en la cual capta la deformacin es la direccin axial del deformmetro y en esa direccin es hacia donde est orientada la grilla (Gridline Direction).

Los parmetros caractersticos de los deformmetros son: el material del alambre, el factor de galga, el material del soporte, el pegante de fijacin, la serie, la longitud y el modelo. A continuacin se hace una breve explicacin de cada uno de estos parmetros.Material del alambre: El componente principal que determina las caractersticas de funcionamiento de un deformmetro es la aleacin sensible a la deformacin usada en la rejilla. El material del alambre del deformmetro debe cumplir las siguientes caractersticas: alta resistividad, baja sensibilidad a la temperatura, alta estabilidad elctrica, elevado punto de fluencia, elevado lmite de fatiga, buena soldabilidad, baja histresis, buena resistencia a la corrosin. El material ms usado es el Constantan, que es una aleacin de Nquel y Cobre; tambin se utilizan las aleaciones lsoelstico y Karma para otras aplicaciones.Factor de galga. Se suele designar como F o GF. Es un valor que indica la sensibilidad del deformmetro y corresponde a la relacin: -1l dR dl L donde R es la resistencia elctrica inicial del deformmetro y dUL es la deformacin unitaria c. en la direccin axial. Este valor est relacionado con el material del alambre de la galga. Los valores para los diferentes materiales son. aproximadamente. los siguientes: Constantan (2,00-2,05). Karma (2,1) e lsoelstico (3.2).Material del soporte del deformimetro. El deformmetro se fija entre lminas soporte que cumplen con funciones como: proporcionar el medio para manipular la galga durante su instalacin, proporcionar una superficie fcilmente adherible para la fijacin en el elemento de prueba, proporcionar el aislante elctrico entre la grilla de metal y el elemento de prueba. El material que sirve de soporte de la grilla debe cumplir ciertas condiciones para que se transmitan las deformaciones del material ensayado al deformmetro, estas condiciones son: mnimo espesor consistente, resistencia mecnica elevada, resistencia dielctrica elevada, buena adherencia al pegante usado, no higroscpico. Los fabricantes suministran deformmetros elctricos con soportes hechos de papel, poliamida y resina epoxi-fenlica.Serie del deformimetro. Las dos caractersticas anteriores. material del alambre y del soporte del deformmetro. junto con otras caractersticas de diseo como son: el pegante requerido para la instalacin, forma de los puntos de cobre dispuestos para soldar los cables de conexin, etc ... determinan la serie del deformimetro, la cual se debe seleccionar adecuadamente para una determinada aplicacin.

La longitud del deformimetro se refiere a la longitud activa, es decir, esa parte del deformmetro que es sensible a deformacin. Los terminales de cobre y las partes extremas de la grilla son insensibles a la deformacin debido a su rea transversal relativamente grande y resistencia elctrica baja.El modelo del deformmetro se refiere bsicamente a su configuracin. el tipo de construccin y la orientacin de las grillas. En cuanto a la configuracin los deformmetros pueden ser uniaxlales, biaxiales o triaxiales. En cuanto al tipo de construccin, se dividen en: Planas y Superpuestas. Las ventajas de la configuracin plana sobre la superpuesta son: mayor flexibilidad, se puede adherir ms fcil en superficies curvas. d1S1pa mejor el calor, mayor estabilidad, mayor facilidad de instalacin ya que hay ms espacio para los cables de conexin. Las ventajas de la configuracin superpuesta son: menor rea superficial por lo tanto es til en espacios reducidos, toma la deformacin en un punto especfico, no hay problema si hay variacin apreciable de la deformacin alrededor del punto, las propiedades de los deformmetros en el arreglo son iguales, mientras que la configuracin plana tiene leves desviaciones en sus caractersticas que pueden dar lugar a errores.A pesar del gran nmero de variables que intervienen en las propiedades del deformimetro, el proceso de seleccin de ste se reduce a unos pasos bsicos como son: longitud, modelo. serie, resistencia, nmero S-T-C. Resistencia del deformimeuo. Se determina si se quieren usar deformimetros de 120 ohm. 350 ohm. 700 ohm y 1000 ohm: esto depende de la instrumentacin que se tenga y de las caracterist1cas de operacin. Los valores de resistencia ms comunes son 120 ohm y 350 ohm.Nmero S-T .C. Este valor significa auto-compensacin de temperatura (self-temperature