Compreender a medição de força e os dispositivos usados para isso não é particularmente difícil. Tudo que você precisa é entender os fundamentos das células de carga e um guia prático para fornecer esse conhecimento. Aqui na Michigan Scientific, temos tudo para você.
Vamos explorar mais sobre as células de carga - o que são, como funcionam e quando você pode usá-las.
As células de carga podem ser usadas para detectar quando um objeto exerce uma força. Você também pode usá-los para rastrear as mudanças na força aplicada ao longo do tempo. Em algumas aplicações, as células de carga são usadas para detectar a presença de uma força medindo a deformação em uma superfície devido à entrada. A deformação é uma resposta de deformação em uma superfície devido a uma carga aplicada. Quando uma força é aplicada, a célula de carga converte essa energia em um sinal elétrico.
O que são células de carga?
As células de carga são elementos físicos, também conhecidos como transdutores. Transdutores pode converter uma forma de energia em outra forma de energia; ou seja, se você aplicar força em uma célula de carga, ela pode ser transformada em um sinal elétrico.
Este sinal terá magnitude diretamente proporcional à força aplicada, facilitando a medição.
Quais são os tipos de células de carga?
Existem vários tipos de células de carga. Os três mais comuns são extensômetro, células de carga hidráulicas e pneumáticas. Isso significa que existem três maneiras fáceis de uma célula de carga traduzir uma força aplicada em uma leitura mensurável. A Michigan Scientific é especializada em células de carga de strain gage padrão e células de carga de strain gage customizadas.
E embora existam outros tipos de células de carga, eles são menos comumente aplicados.
Células de carga de extensômetro: elemento mecânico
As células de carga do extensômetro são de natureza mecânica. Este elemento mecânico faz uso de um extensômetro, ou múltiplos extensômetros, a fim de detectar uma deformação causada pela força aplicada.
Os medidores de tensão geralmente variam em tamanho, materiais de produção e até mesmo configuração mecânica para acomodar diferentes cargas. Eles também podem ter sensibilidades variadas com base na finalidade pretendida. Apesar de terem designs diferentes, todos os medidores de tensão funcionam no mesmo conceito, transformando a deflexão em uma mudança na resistência.
Medidores de tensão comuns são compostos de um fio muito fino ou folha em um padrão de grade, em que uma mudança linear na resistência elétrica pode ser causada pela detecção de tensão devido à força, peso ou pressão em uma direção específica. Geralmente, há uma resistência de base de 120Ω, 350Ω ou 1,000Ω.
Conforme observado acima, cada medidor de tensão pode ter diferentes níveis de sensibilidade. Isso é expresso como o "fator de calibre", ou GF, e é definido como a razão da mudança fracionária na resistência elétrica para a deformação fracionária na direção em que a força é aplicada (ou deformação).
Fator de calibre = GF = (∆R / R) / (∆L / L) = (∆R / R) / ε, onde ε = tensão
Células de carga hidráulica: configuração do pistão e do cilindro
As células de carga hidráulica, por outro lado, fazem uso de arranjos convencionais de cilindro e pistão para mostrar a mudança de pressão. O movimento do pistão pode ajudar a determinar o peso do objeto medindo a mudança na pressão em um tubo Bourdon conectado.
Células de carga pneumáticas: usando pressão de ar
Por último, as células de carga pneumáticas fazem uso da pressão do ar para obter os mesmos resultados. A pressão do ar é aplicada a uma extremidade do diafragma, que então escapa pelo bico localizado na parte inferior da célula de carga.
As células de carga hidráulica e pneumática funcionam bem em um ambiente de laboratório com cargas estáticas. As células de carga extensômetro são muito úteis para cargas dinâmicas e testes em campo.