An investigation on the effect of humidity on the zero signal of a strain gauge measuring system

Una investigación sobre el efecto de la humedad en la señal cero de un sistema de medición de galgas extensométricas

La humedad es uno de los factores ambientales más importantes que influyen en las lecturas de calibración de par. El presente estudio aborda el efecto de la humedad relativa en las lecturas de los dispositivos de amplificación y transducción de par de referencia. Los resultados revelaron un efecto lineal del aumento de la humedad en las lecturas de un amplificador de par DMP40 y un transductor de par a cuatro temperaturas diferentes. Además, los efectos de la humedad fueron menores en el amplificador DMP40 que en el transductor de par en las cuatro temperaturas. Los resultados también mostraron que los efectos sumados de la humedad en las lecturas de calibración del amplificador y el transductor eran mayores cuando cada dispositivo se operaba en diferentes condiciones de humedad y temperatura (es decir, amplificador de par colocado dentro de una cámara de clima controlado y transductor en el exterior, y viceversa); a diferencia de los efectos sumados más pequeños, observados cuando ambos dispositivos se operaron en las mismas condiciones ambientales (es decir, ambos dentro de la cámara). Por lo tanto, se recomienda probar el efecto de la humedad en configuraciones donde los dos dispositivos se encuentran en condiciones de humedad comunes. Es probable que esto reduzca el parámetro de incertidumbre de las lecturas de calibración de par obtenidas y es una consideración útil para las comparaciones entre laboratorios y las pruebas de rendimiento.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de medición de par constan principalmente de un transductor de par y un amplificador de medición y pueden utilizarse en laboratorios o en instalaciones exteriores [1]. En cualquiera de los casos, conocer la influencia de los factores ambientales, como la humedad relativa (HR), en los instrumentos de medición es fundamental para comprender su rendimiento [2, 3]. La investigación del efecto de la humedad relativa en la señal cero de un sistema de medición de par es relevante para determinar cómo contribuye al componente de error y a la deriva de las lecturas del sistema de medición [4]. Esto también puede explicar las diferencias entre las mediciones de calibración realizadas en condiciones de laboratorio y en condiciones industriales in situ [5, 6]. La influencia de la humedad relativa en los transductores de par se ha tenido en cuenta anteriormente para las comparaciones entre laboratorios que utilizan una cabina con control climático [7].

Los transductores de par actuales están aislados del entorno, de modo que el efecto de la HR en el elemento sensor se minimiza [8]. No obstante, los cambios en la RH pueden afectar considerablemente a la sensibilidad del transductor [9]. Hasta ahora, se han utilizado metodologías complicadas y extensas para medir los efectos de la humedad, pero Bruge [8] propuso un enfoque más sencillo para medir este efecto en los transductores de par dentro de los laboratorios de calibración, con menos recursos y a un menor coste. Se sabe que el efecto de la humedad en la señal cero de un transductor de par de referencia varía de + 3,3 a - 9 nV/V % HR, y se ha comprobado que la influencia de la humedad en un amplificador de medición DMP40, estudiado a 22 ◦C, varía de 0,27 a - 1,8 nV/V % HR [9].