Acella di caricoSi tratta di un particolare tipo di trasduttore o sensore che converte la forza in un segnale elettrico 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 utilizzò la posizione di contrappesi calibrati su una leva meccanica per bilanciare e determinare pesi sconosciuti. Varianti dei suoi progetti prevedevano l'utilizzo di più leve, ciascuna di lunghezza diversa e bilanciata con un singolo peso standard. Prima che le celle di carico a estensimetro idrauliche ed elettroniche sostituissero le leve meccaniche nelle applicazioni di pesatura industriale, queste bilance a leva meccanica erano ampiamente utilizzate. Venivano impiegate per pesare qualsiasi cosa, dalle pillole ai vagoni ferroviari, e lo facevano in modo accurato e affidabile a condizione che fossero correttamente calibrate e manutenute. Il loro funzionamento si basava sull'utilizzo di un meccanismo di bilanciamento dei pesi o sul rilevamento della forza sviluppata dalle leve meccaniche. I primi sensori di forza, precedenti agli 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 sia stato sviluppato negli anni '40, solo con l'avvento dell'elettronica moderna la nuova tecnologia è diventata tecnicamente ed economicamente fattibile. Da allora, tuttavia, gli estensimetri si sono diffusi sia come componenti di bilance meccaniche che come celle di carico indipendenti. Oggi, ad eccezione di alcuni laboratori in cui si utilizzano ancora bilance meccaniche di precisione, le celle di carico a estensimetro dominano il settore della pesatura. Le celle di carico pneumatiche vengono talvolta utilizzate laddove sono richiesti sicurezza intrinseca e igiene, mentre le celle di carico idrauliche sono considerate per le postazioni remote, in quanto non necessitano di alimentazione elettrica. Le celle di carico a estensimetro 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?
Le celle di carico sono classificate in base al tipo di segnale di uscita generato (pneumatico, idraulico, elettrico) o in base al modo in cui rilevano il peso (compressione, trazione o taglio).IdraulicoLe celle di carico sono dispositivi di bilanciamento della forza che misurano il peso come variazione di pressione del fluido di riempimento interno.PneumaticoAnche le celle di carico funzionano secondo il principio dell'equilibrio delle forze. Questi dispositivi utilizzano più smorzatori.
camere per fornire una precisione superiore rispetto a un dispositivo idraulico.estensimetroLe celle di carico convertono il carico che agisce su di esse in segnali elettrici. Gli estensimetri stessi sono fissati a una trave o a un elemento strutturale che si deforma quando viene applicato un peso.
Data di pubblicazione: 6 maggio 2021