Cos'è una cella di carico e come funziona.

2024-07-24

Le celle di carico del tensiometro sono sensori utilizzati per misurareforza di pesoSono generalmente utilizzati nei sistemi di pesatura o nei sistemi per misurare la forza, la compressione e la tensione.

La forza applicata alla cella di carico viene rilevata misurando undeformazioneche il sensore converte in unsegnale elettrico in mV, proporzionale alla deformazione.

Ma come funziona esattamente una cella di carico?

Come si fa

Per comprendere come funziona una cella di carico è prima di tutto necessario considerare come è fatta.

Una cella di carico è composta da due parti:corpo meccanicoe uncircuito elettrico.

Il corpo sostiene il peso o la forza applicata sul sensore.
È generalmente fatto di materiale di alta qualitàacciaioodi alluminioSi tratta di materiali resistenti ma anche elastici, in grado di subire una leggera deformazione sotto carico e di tornare alla posizione iniziale, rispondendo allo stress.
Questi materiali garantiscono quindisicurezza meccanicae una distribuzione uniforme deldeformazione.

Il corpo della cella di carico contienestrumentali di tensione, conduttori elettrici composti da fili metallici molto sottili di costantano disposti in una griglia con un'asse zigzag e applicati su un film di materiale isolante.
Gli estensimetri sono saldamente incollati nell'area di maggiore deformazione del corpo della cella di carico e sono collegati tra loro in unCircuito di Wheatstone Bridge.

La combinazione di alloggiamento meccanico e di estensimetri forma una cella di carico.

Come funziona

Quando unforzaApplicato su una cella di carico, si piega leggermente:il metallo si deformae poi ritorna alla sua forma originaria una volta rimosso il carico.

Ilstrumentali di tensione, interamente integrata con il corpo della cella di carico, si deforma insieme alla sua superficie, allungandosi o contrendosi.

Queste lievi variazioni di dimensioni, espresse in millesimi di millimetro (micrometri o micron), causano un'inquinamentovariazione della resistenza elettricaI conduttori che formano i deformazionometri: quando un conduttore è allungato, la sua resistenza aumenta; quando è compresso, la sua resistenza diminuisce.

Esempio di un ponte Wheatstone completo su una cella di carico a fascio piegante.

La variazione di resistenza viene misurata e convertita in un segnale proporzionale espresso inmV, attraverso il collegamento dei deformazioni in un ponte Wheatstone.

Nel caso di una cella di carico analogica, il segnale in mV della cella di carico è elaborato da untrasmettitoreo da un organismo esternoIndicatore di peso, che lo converte in un segnale digitale e lo visualizza come valore di peso.

Nel caso di una cella di carico digitale, questa conversione avviene direttamente all'interno della cella di carico stessa.

Infine, il valore di peso può essere trasmesso a un PC o a un PLC tramite un'uscita analogica o un bus di campo.

Diversi tipi di celle di carico

Le celle di carico, la cui composizione e funzionamento di base abbiamo brevemente visto, sono sensori estremamente versatili.
Infatti, offrono prestazioni accurate in molteplici applicazioni e sono essenziali in molti settori.Settori:

automazione industriale e automobilistica;
industria chimico-farmaceutica, zootecnica e alimentare;
costruzioni, sistemi di sollevamento, imballaggi, tessuti e carta;
trasporto e movimentazione
vendita al dettaglio (scale per la vendita in peso).

A seconda della specificaApplicazioni, le celle di carico sono progettate con forme, dimensioni ecaratteristiche che possono anche essere molto diversi l'uno dall'altro.