Cella di carico
Una cella di carico è un componente elettronico (trasduttore) impiegato per misurare una forza applicata su un oggetto (in genere un componente meccanico) tramite la misura di un segnale elettrico che varia a causa della deformazione che tale forza produce sul componente. L'applicazione più comune è nei sistemi di pesatura elettronici e nella misura di sforzi meccanici di compressione e trazione.
Cella di carico elettronica
Si tratta di uno strumento che rileva la deformazione meccanica di un oggetto in maniera indiretta, leggendola in millivolt o in V e trasformandola nella corretta unità di misura. Questo componente è generalmente costituito da un corpo metallico (Acciaio inox martensitico o Alluminio). Nel caso dell'acciaio, esso viene indurito con una tempra al fine di ottenere una maggiore rigidezza rispetto all'acciaio di base. Al corpo della cella di carico vengono applicati uno o più estensimetri che leggono la deformazione meccanica di compressione o trazione subita dal materiale tramite la variazione di resistenza elettrica causata dalla deformazione stessa. Per aumentare la sensibilità dello strumento e migliorare così la qualità della misura la scelta più comune è quella di usare quattro estensimetri collegati tra di loro in una configurazione a ponte di Wheatstone, con i due estensimetri adiacenti posti a 90° l'uno rispetto all'altro; questa configurazione permette di aumentare la tensione in uscita dal ponte di circa 2,6 volte (per celle di carico in acciaio) rispetto alla tensione che restituirebbe una configurazione a quarto di ponte, inoltre permette di compensare l'effetto della temperatura che eventualmente comporterebbe errori. Esistono comunque configurazioni più semplici che prevedono l'impiego di uno o due estensimetri. Il segnale elettrico ottenuto (differenziale) è normalmente dell'ordine di pochi millivolt e richiede un'ulteriore amplificazione con un amplificatore da strumentazione prima di essere utilizzato.Il segnale viene poi eventualmente elaborato mediante un algoritmo per calcolare la forza applicata al trasduttore. Sono richieste la correzione delle non linearità, la calibrazione, la compensazione delle variazioni dovute alla temperatura, ecc.
Altre celle di carico
Sebbene la maggior parte delle celle di carico sia di tipo elettronico, ve ne sono anche di altri tipi.Quelle idrauliche (o idrostatiche) seguono per importanza. Questa tecnologia è usata per eliminare alcuni problemi che si presentano con le celle di carico elettroniche. Ad esempio le celle di carico idrauliche non sono soggette a disturbi elettrici per cui sono più facilmente utilizzabili nelle applicazioni all'aperto.
Particolarmente sofisticate sono le celle di carico a compensazione elettromagnetica, vere e proprie bilance che non usano estensimetri e che garantiscono precisione e velocità di pesatura non raggiungibili dalle celle di carico a estensimetro.
Applicazioni
Nel campo della pesatura con celle di carico si va dai microgrammi (milionesimi di grammo) alle tonnellate.
Le applicazioni più comuni sono:
- rilevazione/misura di sforzi meccanici
- pesatura di autocarri, vagoni ferroviari e navi
- pesatura di tramogge e serbatoi
- grandi scale e gru
- dosaggio di prodotti alimentari per confezionamento in ambito industriale
- controllo del peso come verifica qualità (ad esempio in campo farmaceutico)
- carichi su funi
- monitoraggio palificazioni sbancamenti
- automobili, banchi prova, banchi revisioni auto...
- gallerie del vento misurazioni spinte
Voci correlate
- Bilancia elettronica
- Pesatura elettronica
- Estensimetria
- strumenti di misura elettronica
Altri progetti
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