La guida definitiva alla cella di carico estensimetrica

Le celle di carico estensimetriche sono durevoli, precise e relativamente economiche. Possono anche essere utilizzati in una varietà di situazioni, dalla misurazione del peso alla misurazione della pressione.

Tuttavia, se non conosci questo tipo di apparecchiature e stai provando a mettere le mani su una cella di carico estensimetrica per la prima volta, può creare confusione. Esistono molti tipi diversi di estensimetri e celle di carico, ciascuno con una serie di vantaggi e svantaggi.

Per aiutarti a semplificarti le cose, abbiamo creato questa guida per conoscere le celle di carico estensimetriche: da come funzionano e quali sono i loro vantaggi rispetto ad altri tipi di celle di carico, fino al tipo di materiali che sono fatto di.

Cella di carico estensimetrica

Cos'è la cella di carico estensimetrica?

Si tratta di sensori di forza che misurano la forza loro applicata. Sono composti da due componenti: un estensimetro e una cella di carico. La cella di carico misura realmente la forza, mentre l'estensimetro rileva le variazioni di lunghezza che indicano quanta forza viene applicata.

Determina la quantità di pressione applicata alla superficie del sensore estensimetrico utilizzando un approccio semplice. La pressione sul sensore ne provoca l'allungamento o la compressione. Questa variazione di lunghezza si traduce in una resistenza elettrica che viene misurata da un sistema elettronico all'interno della cella di carico.

A cosa serve una cella di carico estensimetrica?

Sono spesso usati in industriale ambienti, come impianti di produzione e magazzini, dove possono aiutare le aziende a monitorare il peso di oggetti di grandi dimensioni e garantire che vengano maneggiati correttamente. Le celle di carico estensimetriche possono essere utilizzate anche in altre applicazioni, ad esempio per la pesatura di prodotti nei negozi di alimentari o per determinare quanta forza è necessaria per determinate attività.

Sono tipicamente realizzati in piezoelettrico ceramica e utilizzare un circuito a ponte o un trasduttore estensimetrico.

Gli estensimetri sono spesso utilizzati insieme ad altri tipi di sensori (ad es. sensori di temperatura) in applicazioni industriali quali raffinerie di petrolio, impianti chimici, energia piante, ecc.

Come funziona una cella di carico a compressione?

Funziona misurando le variazioni elettriche corrente man mano che il carico cambia e quindi convertire queste informazioni in digitale dati che possono essere letti e interpretati da a computer o altro dispositivo.

La stessa cella di carico a compressione è composta da due pezzi: un'estremità si attacca all'oggetto da pesare, mentre l'altra ha un peso fisso fissato tramite un meccanismo a molla. Quando un oggetto viene posizionato all'estremità della cella di carico a compressione senza peso, non eserciterà alcuna forza sulla molla. Tuttavia, se aggiungi più peso ad esso, ci sarà più forza esercitata sulla molla, e questo è ciò che provoca un aumento della resistenza elettrica nel tempo fino a quando non viene nuovamente raggiunto l'equilibrio.

Le celle di carico a compressione sono spesso utilizzate in combinazione con altri tipi di bilance e altri dispositivi di misurazione come i sensori di pressione per applicazioni come le bilance industriali per monitorare l'avanzamento durante i progetti di costruzione in cui grandi pezzi di apparecchiature devono essere spostati frequentemente prima di essere installati in modo permanente in posizione in modo che non subiscano danni dovuti a maltrattamento durante il trasporto dovuto all'uso improprio di macchinari pesanti come le pale compatte.

Diversi tipi di celle di carico

Esistono diversi tipi di celle di carico utilizzate per determinare il peso di un oggetto. Ecco alcuni dei più comuni:

Cella di carico in linea

Progettato per essere posizionato al centro di una linea, o stringa, di sensori. Possono essere utilizzati per misurare la forza applicata a un oggetto o una superficie in linea retta, oppure possono essere utilizzati per misurare la forza applicata in più punti su una singola superficie. Questi tipi di celle di carico sono spesso utilizzati insieme ad altri tipi di sensori, come sensori di temperatura e sensori di pressione.

Quando si utilizza una cella di carico in linea per questi scopi, è importante assicurarsi che sia montata correttamente sulla linea in modo che non si muova o venga danneggiata durante l'operazione di produzione.

Carica pulsante

È costituito da una piastra circolare che viene spinta verso il basso su un pistone caricato a molla. La pressione della piastra provoca la compressione del pistone, riducendone l'altezza e provocando un aumento della precisione.

È sensibile alla pressione interruttore utilizzato nelle applicazioni industriali e nei processi di produzione. È un dispositivo semplice ed economico che può essere utilizzato per misurare la forza di gravità o altre forze che agiscono su un oggetto. Utilizzato anche per determinare quanto peso è stato applicato a un oggetto.

Progettato per l'uso con sensori collegati a un computer e in grado di registrare misurazioni nel tempo. I dati possono quindi essere analizzati per determinare le tendenze e gli schemi delle variazioni di pressione nel tempo, il che può aiutare a determinare se si sono verificati cambiamenti durante i processi di produzione. Queste informazioni possono essere confrontate con altri punti dati raccolti da test simili condotti in momenti diversi o da operatori diversi.

Cella di carico S-Beam

Utilizzato in applicazioni di pesatura industriale. Sono anche noti come estensimetri a trave e sono costituiti da un elemento sensibile fissato a una trave metallica. L'elemento sensibile è solitamente costituito da una striscia o bacchetta di silicio o altro semiconduttore Materiale. Questa striscia o asta è messa in tensione dal peso che sostiene, il che la fa espandere leggermente. La quantità di espansione può essere misurata per determinare la quantità di peso supportata dalla cella di carico.

Cella di carico a foro passante

Questo tipo di cella di carico ha un foro che attraversa completamente la piastra e viene utilizzato per fissarla a una piastra di montaggio o a un dispositivo.

Comunemente usato nel industria automobilistica, così come negli impianti di produzione. Sono anche utilizzati nelle industrie agricole e al dettaglio. Foro passante le celle di carico utilizzano un magnete permanente per creare la forza che muove un meccanismo interno. Il peso dell'oggetto da pesare viene trasferito a questo meccanismo interno, che poi trasferisce quel peso attraverso un albero e in una bilancia. Questo tipo di cella di carico può essere utilizzato in applicazioni in cui lo spazio è limitato, ad esempio su macchinari o macchine.

Cella di carico del pancake

Costituito da due lastre di metallo che vengono compresse insieme. La resistenza tra le due piastre viene misurata per determinare il carico sulla cella. Sono in grado di resistere a pressioni elevate, il che li rende ideali per l'uso in ambienti industriali dove possono esserci molte vibrazioni e sbalzi di pressione.

La cella di carico pancake ha un profilo molto basso, quindi può adattarsi a spazi ristretti se necessario. Sono anche molto facili da installare, il che li rende ideali per applicazioni in cui potrebbe essere necessario spostarli frequentemente o sostituirli spesso. Poiché hanno un profilo così basso, hanno anche un alto tasso di precisione rispetto ad altri tipi di celle di carico.

Cella di carico Rod-End

È dotato di un'asta collegata a un dispositivo di misurazione, che si muove al variare del peso. L'asta è collegata a un albero che ha una molla su di esso. Quando il peso aumenta, questa molla si comprime e quando il peso diminuisce, si espande. Questo movimento viene trasferito a un sistema di leve che si muove avanti e indietro ad ogni cambio di peso. Il movimento di questo sistema di leve viene quindi trasferito a un puntatore oa un indicatore che mostra quanto peso gli è stato applicato.

Queste celle di carico sono tipicamente utilizzate nella produzione perché possono sopportare un uso frequente e possono essere installate facilmente nei sistemi esistenti senza richiedere alcuna modifica. Sono anche molto precisi se confrontati con altri tipi di celle di carico come gli estensimetri e le bilance elettroniche che spesso richiedono la calibrazione prima dell'uso

Tipi di estensimetri

Esistono diversi tipi di estensimetri, ciascuno con le proprie caratteristiche.

Estensimetro resistivo

Lavora sul principio che la resistività è proporzionale alla deformazione. Man mano che il materiale viene allungato, diventa più sottile e offre meno resistenza a una corrente elettrica che lo attraversa. Questo rende più facile per a voltaggio segnale di passare attraverso il materiale, che un amplificatore di strumentazione o un trasduttore può misurare.

Gli estensimetri resistivi hanno tre componenti principali: l'elemento sensore a film sottile avvolto attorno all'oggetto da misurare, a substrato che trattiene il magro film elemento sensore in posizione e fornisce supporto meccanico per esso, e un assemblaggio elettronico quello include un amplificatore circuito con un resistore di retroazione che fornisce l'amplificazione e il condizionamento del segnale prima di inviare i dati a un computer o altro sistema di acquisizione dati tramite cavo o senza fili opzioni di connessione come Bluetooth tecnologia.

Estensimetro piezoelettrico

Un tipo di estensimetro che utilizza l'effetto piezoelettrico per misurare la quantità di deformazione in un oggetto. Questo tipo di estensimetro è comunemente utilizzato nella produzione di circuiti stampati perché è piccolo, leggero e facilmente integrabile in un progetto. Il materiale piezoelettrico deve essere polarizzato o depolarizzato da un campo elettrico per cambiare forma e generare una tensione.

Sono costituiti da un sottile, materiale flessibile che è rivestito con un sottile film di materiale piezoelettrico, che crea una tensione quando viene deformato.

Gli estensimetri piezoelettrici vengono utilizzati per misurare la flessione e la torsione, che è importante per determinare la qualità dei PCB. Questi misuratori presentano molti vantaggi rispetto ad altri tipi di misuratori, tra cui un costo inferiore e migliori prestazioni ad alte temperature e ambienti umidi.

Estensimetro capacitivo

Misura la variazione di capacità che si verifica quando un materiale è sottoposto a una forza o sollecitazione. La capacità cambia perché le due armature del condensatore sono separate da un isolante e sono avvicinate l'una all'altra da una forza meccanica. Ciò aumenta la loro conducibilità elettrica, consentendo a più corrente di attraversarli.

Viene utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni ed è disponibile in molte dimensioni e configurazioni. Il sensore è costituito da una lamina metallica legata a un substrato dielettrico flessibile, che può essere realizzato con molti materiali diversi. La lamina è collegata a un lato di un condensatore, mentre l'altro lato è collegato a un circuito stampato. L'effetto sandwich tra la lamina metallica e il substrato dielettrico provoca un cambiamento elettrico quando c'è una deformazione fisica del substrato.

Estensimetro capacitivo stampato a getto d'aerosol

Questo particolare estensimetro è un dispositivo resistivo a film sottile che viene applicato al superficie di un circuito stampato utilizzando un processo di stampa a getto di aerosol.

Il film resistivo viene depositato sul PCB per mezzo di una stampante a getto di aerosol con un ugello sottile, che spruzza goccioline di materiale resistivo sulla superficie del PCB. Le goccioline formano percorsi conduttivi sulla superficie del PCB mentre si asciugano dopo essere state spruzzate su di esso.

Conclusione

Riassumendo, poiché questi misuratori rilevano la forza applicata in diverse direzioni, vengono spesso utilizzati insieme a un accelerometro per raccogliere un set di dati completo. La relativa semplicità di questo dispositivo lo rende uno strumento utile per misurare lo sforzo o lo stress umano su un oggetto.

Quindi, ora che hai un'idea fondamentale di cosa sia una cella di carico estensimetrica e di come funzioni, è molto importante trovare un produttore affidabile di celle di carico estensimetriche. Ci sono varie funzionalità con cui vengono fornite e speriamo che questo articolo ti aiuti a decidere quale si adatta meglio alle tue esigenze.