Celle di carico semplificate: cosa sono?

Comprendere la misurazione della forza e i dispositivi utilizzati per essa non è particolarmente difficile. Tutto ciò di cui hai bisogno è una comprensione delle basi delle celle di carico e una guida pratica per darti questa conoscenza. Qui a Michigan Scientific, abbiamo quello che fa per te.

Esploriamo di più sulle celle di carico: cosa sono, come funzionano e quando potresti usarne una.

Le celle di carico possono essere utilizzate per rilevare quando un oggetto esercita una forza. Puoi anche usarli per tenere traccia dei cambiamenti nella forza applicata nel tempo. In alcune applicazioni, le celle di carico vengono utilizzate per rilevare la presenza di una forza misurando la deformazione su una superficie dovuta all'input. La deformazione è una risposta di deformazione su una superficie a causa di un carico applicato. Quando viene applicata una forza, la cella di carico converte questa energia in un segnale elettrico.


Cosa sono le celle di carico?

Le celle di carico sono elementi fisici, noti anche come trasduttori. Trasduttori può convertire una forma di energia in un'altra forma di energia; il che significa che se applichi una forza in una cella di carico, può essere trasformata in un segnale elettrico.

Questo segnale avrà una grandezza direttamente proporzionale alla forza applicata, rendendo più facile la misurazione.

Quali sono i tipi di celle di carico?

Ci sono vari tipi di celle di carico. I tre più comuni sono le celle di carico estensimetriche, idrauliche e pneumatiche. Ciò significa che ci sono tre semplici modi per una cella di carico di tradurre una forza applicata in una lettura misurabile. Michigan Scientific è specializzato sia in celle di carico per estensimetri di serie che in celle di carico per estensimetri personalizzate.

E mentre ci sono altri tipi di celle di carico, sono meno comunemente applicati.

Celle di carico estensimetriche: elemento meccanico

Le celle di carico estensimetriche sono di natura meccanica. Questo elemento meccanico utilizza un estensimetro, o più estensimetri, per rilevare una deformazione causata dalla forza applicata.

Gli estensimetri spesso variano per dimensioni, materiali di produzione e persino configurazione meccanica per adattarsi a carichi diversi. Possono anche avere sensibilità diverse in base allo scopo previsto. Nonostante abbiano design diversi, tutti gli estensimetri lavorano sullo stesso concetto, trasformando la deflessione in un cambiamento di resistenza.

Gli estensimetri comuni sono costituiti da un filo o una lamina molto sottile in uno schema a griglia, in cui un cambiamento lineare nella resistenza elettrica può essere causato dal rilevamento di sollecitazioni dovute a forza, peso o pressione in una direzione specifica. C'è spesso una resistenza di base di 120 , 350 o 1,000 .

Come notato sopra, ogni estensimetro può avere diversi livelli di sensibilità. Questo è espresso come "fattore di misura", o GF, ed è definito come il rapporto tra la variazione frazionaria della resistenza elettrica e la deformazione frazionaria nella direzione in cui viene applicata la forza (o deformazione). 


Fattore di Gauge = GF = (∆R/R)/(∆L/L) = (∆R/R)/ε, dove ε = deformazione


Celle di carico idrauliche: installazione di pistoni e cilindri

Le celle di carico idrauliche, invece, utilizzano disposizioni convenzionali di cilindro e pistone per mostrare la variazione di pressione. Il movimento del pistone può aiutare a determinare il peso dell'oggetto misurando la variazione di pressione su un tubo Bourdon collegato.

Celle di carico pneumatiche: utilizzo della pressione dell'aria

Infine, le celle di carico pneumatiche sfruttano la pressione dell'aria per ottenere gli stessi risultati. La pressione dell'aria viene applicata a un'estremità di un diaframma, che poi fuoriesce attraverso l'ugello situato nella parte inferiore della cella di carico.

Sia le celle di carico idrauliche che quelle pneumatiche funzionano bene in un ambiente di laboratorio con carichi statici. Le celle di carico estensimetriche sono molto utili per i carichi dinamici e le prove sul campo.