Cella di carico
Per determinare la massa viene utilizzata una cella di carico: la forza di peso esercitata dal campione viene convertita dalla cella di carico in un segnale elettrico. Pertanto, le celle di carico sono i componenti più importanti di una bilancia elettronica. Una delle tecnologie più diffuse si basa sulla tecnologia degli estensimetri: una cella di carico analogica è costituita da un elemento di misura (cosiddetto corpo elastico) in acciaio o alluminio, sul quale è montato un estensimetro (ponte di Wheatstone). Ogni bilancia elettronica è dotata di una cella di carico integrata che garantisce la misurazione di un peso. Inoltre, le celle di carico sono utilizzate negli impianti industriali, come gli impianti di riempimento, per la pesatura di silos o per il controllo del livello nei serbatoi.
Le celle di carico DMS sono le più usate, ma esistono altre tecnologie per la determinazione dei pesi nella tecnologia di pesatura, come l'EMFC, compensazione elettromagnetica della forza, in cui la determinazione della massa avviene completamente senza perdite per attrito.
FAQ
Quali tipi di celle di carico ci sono?
Esistono diversi tipi di celle di carico a seconda dell'applicazione per cui sono state progettate. Le celle di carico a flessione o a taglio sono spesso usate, ad esempio, nelle piattaforme di pesatura. Le celle di carico a compressione, invece, sono solitamente installate sotto una struttura (container, silo, ecc.) che viene caricata con un peso dall'alto e sono spesso progettate per carichi superiori. Per le celle di carico a trazione, invece, alla cella di carico viene fissato un peso. Le celle di carico sono il componente più importante di un sistema di pesatura, sia essa una piattaforma, una bilancia a pavimento o una bilancia da tavolo.
Come funziona una cella di carico?
Il materiale del ?corpo della molla“ benché stabile consente un minino di elasticità. Ciò significa che quando un peso viene posizionato sulla bilancia, questa forza agisce sul ?corpo della molla“. Il termine ?corpo della molla“ deriva dal fatto che il materiale si deforma minimamente come risultato di questo effetto, ma ritorna alla sua forma originale - non appena viene rimosso il peso applicato. Si tratta di una deformazione elastica dell'elemento di misura.
Questa variazione viene rilevata dagli estensimetri montati sulla cella di carico. Un estensimetro, o "DMS" in breve, è un conduttore elettrico. Grazie al montaggio stabile sul corpo della molla, qualsiasi forza applicata influisce direttamente sull’estensimetro allungandolo o accorciandolo. La resistenza elettrica aumenta quando il nastro di misura è teso, ma diminuisce quando viene compresso. Questa variazione di resistenza modifica il segnale di uscita della cella di carico e consente di determinare quale forza viene applicata alla cella di carico - cioè, quale peso viene attualmente applicato.
Nella fase successiva, il segnale elettrico viene trasmesso all'elettronica di pesatura o al terminale di pesatura (che possono essere anche dispositivi di valutazione e visualizzazione). Il peso misurato può quindi essere letto sul display di un'unità di visualizzazione, di un indicatore o di un controllore di pesatura.
Importanti proprietà delle celle di carico
Oltre ai vari tipi di celle di carico, queste si differenziano per i materiali di fabbricazione utilizzati, principalmente alluminio e acciaio inossidabile. Oltre al materiale, occorre tener conto anche dell'ambiente in cui viene utilizzata la cella: Soprattutto le temperature ambientali sono un fattore importante: ogni materiale si modifica al variare della temperatura questo vale anche per le celle di carico e gli estensimetri. Per visualizzare correttamente il peso, la cella di carico deve essere in grado di compensare le interferenze esterne.
La precisione è particolarmente importante quando si tratta di pesare: le celle di carico si suddividono in diverse classi di precisione, classi da A a D, dove A è la migliore classe possibile. Le celle di carico estensimetriche sono prodotte principalmente nelle classi C e D.
A seconda del campo di applicazione, i requisiti per la precisione richiesta variano: ad esempio, l'industria farmaceutica richiede precisioni e incertezze di misura di processo diverse rispetto all'industria alimentare. Minebea Intec offre anche soluzioni speciali per esigenze particolari.
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