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Celle di carico

I sensori per gli strumenti che misurano la forza si denominano celle di carico. Queste celle di carico possono sostituire le tradizionali bilance, e per la loro ridotta dimensione, risultano molto più versatili e i dati misurati vengono direttamente registrati sul PC (computer).
Queste celle di carico vengono utilizzate in tutti i campi di impiego quali: Chimico, industriale, laboratorio, meccanico, agricolo, ortofrutticolo, fisico, automazione, magazzini automatici, robotica, farmaceutico, cosmetica.
 La cella di carico esterna ha il vantaggio di potersi trovare a distanza dal punto di misurazione e dal punto di visualizzazione. E ne consente l'uso in luoghi dove lo spazio è ridotto. Alcuni principi di misurazione elettrica consentono di valutare simultaneamente i segnali di varie celle di carico. Tale possibilità si utilizza spesso nella tecnologia di pesatura. La linea guida VDI 2638 regola i parametri delle celle di carico. Secondo il comunicato stampa della VDI, la linea guida consente "al consumatore di assegnare chiaramente le caratteristiche del prodotto e di fare una scelta in base alle proprie esigenze".

Principi di funzionamento della cella di carico:

  • Cella di carico a flessione

 Si può costruire una cella di carico meccanica semplice a partire da molle in metallo a spirale. Tirando la molla a spirale, o si comprime lungo l'asse, la variazione della lunghezza nel range di misura è proporzionale alla forza esercitata

  • Cella di carico idraulica

Un sensore di forza idraulica ha spesso la forma di una cella di carico. Nel modello più comune la forza agisce su un pistone che sporge leggermente, e a sua volta preme sul cilindro riempito di fluido idraulico.

  • Celle di carico estensimetriche

La cella di carico con tecnologia estensimetrica utilizza la deformazione elastica dei fili metallici. Tuttavia, non si misura la variazione di lunghezza, ma quella della resistenza elettrica.

  • Cella di carico con compensazione elettromagnetica

La cella di carico con compensazione, genera un campo magnetico attorno a una bobina sotto corrente.

  • Cella di carico piezoelettriche

Quando si applica un carico si crea sulla superficie dei cristalli piezoelettrici una carica proporzionale alla forza applicata.

Criteri di scelta della cella di carico

Le seguenti domande essenziali possono essere di aiuto nella scelta della cella di carico più adeguata:
- Che tipo di forza deve misurare la cella di carico?
- È richiesto un adattatore speciale per il lavoro di misurazione?
- Quali sono le forze massime?
- Che precisione è richiesta?
- È necessario registrare i valori di misura?
- Si utilizzerà la cella di carico in condizioni ambientali speciali?

Tipi di forza nella cella di carico

Il design della cella di carico si distingue in base al lavoro di misurazione. Un fatto importante è sapere se verranno misurate forze statiche o dinamiche. A partire da qui si distingue tra:
- celle di carico che misurano solo forze di trazione o di compressione
- celle di carico che misurano forze di trazione e compressione in modo bidirezionale
- celle di carico che misurano il momento torcente

Forza massima di una cella di carico

Per ogni cella di carico si specifica una forza massima. Fino a un certo range di forza si applica la precisione specificata. Alcune celle di carico si rompono al superare quel range di una piccola percentuale.

Per altri sensori di forza si specifica un fatto che definisce il sovraccarico che può tollerare la cella di carico senza soffrire danni. Si distingue in genere tra il carico nominale, il carico limite e il carico di rottura. Alcune celle di carico o dinamometri hanno integrata una protezione da sovraccarico per evitare che la cella di carico si danneggi o si rompa.

Precisione della cella di carico

In base al design e al range di misura, la cella di carico può raggiungere differenti precisioni. Dobbiamo sottolineare che una cella di carico ad alta precisione può raggiungere tale precisione solo se vengono rispettate le condizioni ambientali specificate.

Opzioni di memorizzazione per una cella di carico

Per alcune misurazioni può essere sufficiente visualizzare direttamente il risultato sullo schermo, ad esempio quando si pesa la frutta. Tuttavia, se i valori di misura devono essere memorizzati direttamente o devono essere utilizzati per calcoli successivi, offriamo celle di carico per trasmettere i dati. Una semplice cella di carico a molla o una cella di carico idraulica può indicare il valore massimo di una serie di misurazioni tramite un indicatore a lancetta. Ma i sensori di forza elettronici offrono molte più possibilità. Il trasferimento elettronico dei dati all'unità di visualizzazione e valutazione consente di memorizzare, convertire e trasferire i valori di misura. Il segnale di una cella di carico elettrica può essere valutato direttamente e inviato a un dispositivo di allarme, un contatto di commutazione oppure visualizzato e memorizzato in un computer.

Requisiti della cella di carico rispetto all'ambiente

In base al principio di misurazione, alcune celle di carico funzionano in modo affidabile solo a certe condizioni di temperatura, umidità, carica elettrica o magnetica. Una cella di carico per la valutazione delle grandezze elettriche, è molto più sensibile di una cella di carico meccanica. I display digitali per i dinamometri e le celle di carico possono essere utilizzati solo se i valori di temperatura e umidità sono adeguati. Per alcune applicazioni sono adeguati i sistemi meccanici e idraulici.

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    Applicazioni:

    Cella di carico a flessione
     Si può costruire una cella di carico meccanica semplice a partire da molle in metallo a spirale. Tirando la molla a spirale, o si comprime lungo l'asse, la variazione della lunghezza nel range di misura è proporzionale alla forza esercitata
    Cella di carico idraulica
    Un sensore di forza idraulica ha spesso la forma di una cella di carico. Nel modello più comune la forza agisce su un pistone che sporge leggermente, e a sua volta preme sul cilindro riempito di fluido idraulico.
    Celle di carico estensimetriche
    La cella di carico con tecnologia estensimetrica utilizza la deformazione elastica dei fili metallici. Tuttavia, non si misura la variazione di lunghezza, ma quella della resistenza elettrica.
    Cella di carico con compensazione elettromagnetica
    La cella di carico con compensazione , genera un campo magnetico attorno a una bobina sotto corrente.
    Cella di carico piezoelettriche
    Quando si applica un carico si crea sulla superficie dei cristalli piezoelettrici una carica proporzionale alla forza applicata.
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    La cella di carico in acciaio inox PCE-C-R13LFC ha un'incertezza di solo 0,5%. Questa cella di carico può essere utilizzata in vari ambiti grazie al diametro di 13 mm e l'altezza di 7 mm.

    Applicazioni:

    Cella di carico a flessione
     Si può costruire una cella di carico meccanica semplice a partire da molle in metallo a spirale. Tirando la molla a spirale, o si comprime lungo l'asse, la variazione della lunghezza nel range di misura è proporzionale alla forza esercitata
    Cella di carico idraulica
    Un sensore di forza idraulica ha spesso la forma di una cella di carico. Nel modello più comune la forza agisce su un pistone che sporge leggermente, e a sua volta preme sul cilindro riempito di fluido idraulico.
    Celle di carico estensimetriche
    La cella di carico con tecnologia estensimetrica utilizza la deformazione elastica dei fili metallici. Tuttavia, non si misura la variazione di lunghezza, ma quella della resistenza elettrica.
    Cella di carico con compensazione elettromagnetica
    La cella di carico con compensazione , genera un campo magnetico attorno a una bobina sotto corrente.
    Cella di carico piezoelettriche
    Quando si applica un carico si crea sulla superficie dei cristalli piezoelettrici una carica proporzionale alla forza applicata.
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  3. PCE Intruments PCE-C-R13LFC 20-H7 cella di carico in acciaio inox portata 20kg altezza 7mm diametro 13mm

    La cella di carico in acciaio inox PCE-C-R13LFC ha un'incertezza di solo 0,5%. Questa cella di carico può essere utilizzata in vari ambiti grazie al diametro di 13 mm e l'altezza di 7 mm.

    Applicazioni:

    Cella di carico a flessione
     Si può costruire una cella di carico meccanica semplice a partire da molle in metallo a spirale. Tirando la molla a spirale, o si comprime lungo l'asse, la variazione della lunghezza nel range di misura è proporzionale alla forza esercitata
    Cella di carico idraulica
    Un sensore di forza idraulica ha spesso la forma di una cella di carico. Nel modello più comune la forza agisce su un pistone che sporge leggermente, e a sua volta preme sul cilindro riempito di fluido idraulico.
    Celle di carico estensimetriche
    La cella di carico con tecnologia estensimetrica utilizza la deformazione elastica dei fili metallici. Tuttavia, non si misura la variazione di lunghezza, ma quella della resistenza elettrica.
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  6. PCE Intruments PCE-C-R19LFC 10-H9 cella di carico in acciaio inox portata 10kg altezza 9mm diametro 19mm

    La cella di carico in acciaio inox PCE-C-R13LFC ha un'incertezza di solo 0,5%. Questa cella di carico può essere utilizzata in vari ambiti grazie al diametro di 19 mm e l'altezza di 9 mm.

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    Cella di carico con compensazione elettromagnetica
    La cella di carico con compensazione , genera un campo magnetico attorno a una bobina sotto corrente.
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