ACella di caricoè un particolare tipo di trasduttore o sensore che converte la forza in un'uscita elettrica misurabile. Un tipico dispositivo a cella di carico è costituito da quattro estensimetri disposti a ponte di Wheatstone. Su scala industriale, questa conversione consiste nella trasformazione di un carico in un segnale elettrico analogico.
Leonardo da Vinci utilizzava le posizioni di contrappesi calibrati su una leva meccanica per bilanciare e determinare pesi sconosciuti. Varianti dei suoi progetti utilizzavano più leve, ciascuna di lunghezza diversa e bilanciata con un singolo peso standard. Prima che le celle di carico a estensimetri idraulici ed elettronici sostituissero le leve meccaniche nelle applicazioni di pesatura industriale, queste bilance a leva meccanica erano ampiamente utilizzate. Venivano utilizzate per pesare di tutto, dalle pillole ai vagoni ferroviari, e lo facevano in modo accurato e affidabile, a condizione che fossero adeguatamente calibrate e sottoposte a manutenzione. Implicavano l'uso di un meccanismo di bilanciamento dei pesi o il rilevamento della forza sviluppata dalle leve meccaniche. I primi sensori di forza, prima dell'avvento degli estensimetri, includevano modelli idraulici e pneumatici.
Nel 1843, il fisico britannico Charles Wheatstone ideò un circuito a ponte in grado di misurare le resistenze elettriche. Il circuito a ponte di Wheatstone è ideale per misurare le variazioni di resistenza che si verificano negli estensimetri. Sebbene il primo estensimetro a filo resistivo legato sia stato sviluppato negli anni '40, solo con l'avvento dell'elettronica moderna la nuova tecnologia divenne tecnicamente ed economicamente fattibile. Da allora, tuttavia, gli estensimetri si sono diffusi sia come componenti di bilance meccaniche che in celle di carico indipendenti. Oggi, fatta eccezione per alcuni laboratori in cui vengono ancora utilizzate bilance meccaniche di precisione, le celle di carico estensimetriche dominano il settore della pesatura. Le celle di carico pneumatiche vengono talvolta utilizzate laddove siano richiesti sicurezza intrinseca e igiene, mentre le celle di carico idrauliche vengono prese in considerazione in luoghi remoti, poiché non richiedono alimentazione. Le celle di carico estensimetriche offrono precisioni comprese tra lo 0,03% e lo 0,25% del fondo scala e sono adatte a quasi tutte le applicazioni industriali.
Come funziona?
I progetti di celle di carico sono classificati in base al tipo di segnale di uscita generato (pneumatico, idraulico, elettrico) o in base al modo in cui rilevano il peso (compressione, tensione o taglio)IdraulicoLe celle di carico sono dispositivi di bilanciamento delle forze che misurano il peso come variazione della pressione del fluido di riempimento interno.PneumaticoAnche le celle di carico funzionano secondo il principio di bilanciamento delle forze. Questi dispositivi utilizzano smorzatori multipli
camere per garantire una precisione maggiore rispetto a quella di un dispositivo idraulico.EstensimetroLe celle di carico convertono il carico che agisce su di esse in segnali elettrici. Gli indicatori stessi sono fissati a una trave o a un elemento strutturale che si deforma quando viene applicato un peso.
Data di pubblicazione: 06-05-2021