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Estructura interna y principio de funcionamiento del sensor de pesaje/tensión

2025-12-23

Estructura interna y principio de funcionamiento del sensor de pesaje/tensión

Un sensor de pesaje es un dispositivo de medición. Cuando se somete a una fuerza externa, genera una señal eléctrica en su terminal de salida. Los sensores de pesaje tipo galga extensométrica son uno de los tipos más comunes, utilizados para medir el peso. Este artículo presentará el principio de funcionamiento y las especificaciones de los sensores de pesaje.

¿Qué es un sensor de pesaje?

Un sensor de pesaje es un tipo de transductor de fuerza. Un sensor es un dispositivo que convierte una forma de energía en una señal eléctrica legible. Específicamente, un sensor de pesaje convierte la fuerza en un voltaje que puede ser leído por equipos electrónicos. El sensor de pesaje más comúnmente utilizado en la vida diaria es el tipo de galga extensométrica — existe en casi todos los dispositivos de medición de peso.

¿Cómo funciona un sensor de pesaje?

Dentro de un sensor de pesaje, hay un material resistivo extremadamente delgado adherido a un sustrato flexible. Cuando una fuerza externa actúa sobre el cuerpo del sensor, el sustrato flexible se deforma — forzando al material resistivo a deformarse junto con él. A medida que cambian las dimensiones de la tira resistiva, su valor de resistencia también cambia.

Sin embargo, el cambio en la resistencia es extremadamente pequeño en relación con la resistencia total original del material — típicamente del orden de 1:100. Esto hace que la medición directa del valor de resistencia absoluto sea muy difícil.

Para solucionar esto, el material resistivo en el sustrato flexible se organiza en una configuración de circuito llamada puente de Wheatstone (nombrado así por su popularizador, Sir Charles Wheatstone). Este puente es una disposición de resistencias en forma de diamante, con una resistencia en cada lado (como se muestra en el diagrama a continuación).

Cómo funciona el puente de Wheatstone

Se aplica un voltaje de excitación a través de un par de diagonales del puente en forma de diamante, y la señal de voltaje de salida se lee a través del otro par de diagonales:

Cuando no se aplica ninguna fuerza externa: Todas las resistencias tienen el mismo valor. Cada "brazo" del puente actúa como un divisor de voltaje, por lo que el voltaje de salida de cada brazo es igual — lo que resulta en una salida de 0V (ya que los puntos de salida están a medio camino entre los divisores).
Cuando se aplica una fuerza externa: El valor de una resistencia cambia, alterando el voltaje en su brazo. Esto crea una pequeña diferencia de voltaje en los terminales de salida.

Cómo usar un sensor de pesaje

El voltaje de salida del sensor es extremadamente pequeño y proviene de una fuente de alta impedancia (el divisor de resistencias). Para leer este voltaje con precisión, se requiere un acondicionamiento de señal:

El circuito necesita alta impedancia de entrada (para evitar efectos de carga en el divisor).
Necesita alto rechazo de modo común (ya que el voltaje absoluto de cada brazo es la mitad del voltaje de excitación).
Necesita alta ganancia diferencial (para amplificar la pequeña diferencia de voltaje).

Esto se hace típicamente con un amplificador de instrumentación (por ejemplo, AD620 con una ganancia de 100): 1 mV de voltaje de entrada se convierte en 100 mV de salida. Por ejemplo, si la salida de rango completo del puente es ±25 mV, el amplificador emite ±2.5 V.

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