O que é e como funciona uma célula de carga.
Vamos descobrir como é feita e como mede a força peso.
As células de carga extensométricas são sensores utilizados para a medição da força peso. São utilizadas geralmente nos sistemas de pesagem ou de medição da força, de compressão e de tração.
A leitura da força aplicada à célula de carga é obtida através da detecção de uma deformação de tipo mecânico que o sensor converte em um sinal elétrico em mV, proporcional à deformação.
Mas como funciona exatamente uma célula de carga?
Como é feita
Para entender como funciona uma célula de carga, é necessário antes de mais nada considerar como é feita.
A célula de carga é composta por duas partes: o corpo mecânico e o circuito elétrico.
O corpo é o que suporta o peso ou a força exercida sobre o sensor.
Geralmente é em aço ou em alumínio de alta qualidade, materiais robustos, mas também elásticos capazes de sofrer uma leve deformação sob uma carga e de retornar à posição inicial, respondendo ao esforço.
Portanto, são materiais que garantem confiabilidade mecânica e uma distribuição homogênea da deformação.
Essa característica mecânica denomina-se resiliência: quanto mais alta, maior é a capacidade do material de absorver energia e se deformar sem que a deformação seja permanente.
No corpo da célula de carga são colocados os extensômetros, condutores elétricos constituídos por fios metálicos muito finos de Costantan dispostos em grade com um desenho em zigue-zague estreito e aplicados sobre uma película de material isolante.
Os extensômetros são firmemente colados na zona de deformação máxima do corpo da célula e são ligados entre si em um circuito de ponte de Wheatstone.
A combinação entre o alojamento mecânico e os extensômetros constitui uma célula de carga.
→ Leia também Como é feita uma célula de carga? para conhecer em detalhes o processo construtivo.
Como funciona
Quando se aplica uma força sobre a célula de carga, ela flexiona ligeiramente: o metal se deforma para depois retornar à forma original depois que a carga é removida.
Os extensômetros, totalmente integrais ao corpo da célula, se deformam junto com sua superfície, alongando-se ou contraindo-se.
Essas leves variações dimensionais, expressas em milésimos de milímetro (micrômetros ou mícron), causam uma variação da resistência elétrica dos condutores que compõem os extensômetros: quando um condutor se alonga, sua resistência aumenta; quando é comprimido, sua resistência diminui.
Exemplo de ponte de Wheatstone completo em una célula de carga de flexão.
No caso de uma célula de carga analógica, o sinal em mV da célula de carga é processado por um transmissor ou um indicador de peso externo, que o converte em sinal digital e o exibe com um valor de peso.
No caso de uma célula de carga digital, essa conversão ocorre diretamente dentro da própria célula.
Finalmente, o valor do peso pode ser transmitido a um PC ou PLC através de uma saída analógica ou bus de campo.
Vários tipos de célula de carga
As células de carga, cuja composição e funcionamento básico vimos brevemente, são sensores muito versáteis.
Oferecem um desempenho preciso em várias aplicações diferentes e são essenciais em muitos setores:
- automação industrial e automotiva;
- químico-farmacêutico, zootécnico e alimentício;
- construção, sistemas de içamentos, embalagem, têxtil e de papel;
- transporte e movimentação;
- comercial (balanças para venda por peso).
Dependendo das aplicações específicas, as células de carga são projetadas com formas, dimensões e características bem diferentes entre si.
→ Leia também Os principais tipos de células de carga
→ Leia também Como escolher uma célula de carga? Guia de características técnicas
→ Leia também Como escolher uma célula de carga? Fatores a serem avaliados
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