Qualsiasi comune pezzo di filo cambia leggermente la resistenza quando viene sottoposto a tensione. I fili disposti in modo da massimizzare questo effetto formano un estensimetro. Gli estensimetri sono tipicamente modelli di lamine incise incollate su una barra di metallo o di altro materiale che può essere messo in tensione.
In una cella di carico, gli estensimetri sono posizionati in modo tale che quando la cella viene caricata, gli estensimetri subiscono una deformazione, modificando la loro resistenza. La variazione di resistenza per unità di deformazione è molto piccola. Per misurare tali piccole variazioni di resistenza o tensione, questi sensori sono quasi sempre utilizzati in una configurazione a ponte con una sorgente di eccitazione di tensione. Il ponte di Wheatstone è costituito da quattro bracci resistivi con una tensione di eccitazione applicata al ponte.
Esistono diverse configurazioni:
– sensore a ponte a punto singolo (un solo resistore cambia, mentre gli altri tre sono fissi);
– sensore a ponte a due punti;
– sensore a ponte a quattro punti (tutti e quattro gli elementi variano).
L’ultimo, chiamato anche “configurazione a ponte intero”, è il tipo di ponte utilizzato negli strumenti SISGEO perché è necessaria un’uscita molto lineare e sensibile.
Quando lo strumento è collegato con un cavo lungo (>50mt) è necessario ridurre gli errori derivanti dalle cadute di tensione nella linea di eccitazione, quindi è necessario cablare 6 fili al lettore/datalogger utilizzando 2 ingressi analogici, uno per misurare la tensione di uscita e l’altro per misurare la tensione di eccitazione. La caduta di tensione viene quindi divisa per la tensione di eccitazione per trovare il rapporto tra le due.