Historia del desarrollo de la celda de carga
Antes de que las células de carga de galgas extensométricas se convirtieran en un método de pesaje común en el pesaje industrial, se utilizaban habitualmente básculas de palanca mecánica. Las básculas mecánicas pueden pesar de todo, desde pastillas hasta vagones de tren, y cuando se calibran y mantienen adecuadamente, pueden garantizar suficiente precisión y confiabilidad. Funciona mediante el uso de un mecanismo de equilibrio-de peso o detectando la fuerza generada por una palanca mecánica. Las primeras células de carga anteriores a las galgas extensométricas incluían diseños tanto hidráulicos como neumáticos. En 1843, el físico británico Sir Charles Wheatstone inventó un circuito puente que podía medir la resistencia. El circuito puente de Wheatstone es ideal para medir cambios de resistencia en galgas extensométricas. Aunque las primeras galgas extensométricas de alambre de resistencia adhesiva se desarrollaron ya en la década de 1940, no fue hasta el auge de la electrónica moderna que la tecnología se volvió técnica y económicamente viable. Desde entonces, las galgas extensométricas se han utilizado ampliamente en básculas mecánicas y-células de carga independientes.
Cómo funciona la celda de carga
El diseño de las células de carga se puede diferenciar por el tipo de señal de salida generada (neumática, hidráulica, eléctrica) o el método de detección del peso (viga de flexión, viga de corte, presión, tensión, etc.).
Una celda de carga hidráulica es un dispositivo de equilibrio de fuerza que mide el peso a través de cambios en la presión del líquido que se encuentra en su interior. En las celdas de carga hidráulicas de diafragma rodante, la carga o fuerza que actúa sobre el acumulador se transfiere al pistón, que a su vez comprime el líquido de relleno encerrado en la cavidad del diafragma elástico. Cuanto mayor es la fuerza, mayor es la presión del fluido hidráulico. Este valor de presión puede indicarse localmente o enviarse a otras ubicaciones para indicación o control remoto. La salida tiene una característica lineal y es relativamente insensible al volumen y la temperatura del líquido de llenado. Si las celdas de carga se instalan y calibran correctamente, pueden tener una precisión de hasta el 0,25 % de la escala completa y son adecuadas para la mayoría de las aplicaciones de pesaje de procesos. Dado que este sensor no utiliza componentes eléctricos, es ideal para su uso en áreas peligrosas. Las aplicaciones típicas de las células de carga hidráulica incluyen el pesaje de tanques, cajas y tolvas. Para obtener la mayor precisión, se debe colocar una celda de carga en cada punto de soporte del tanque y el peso total del tanque se debe obtener sumando las salidas de estos sensores. Obtenga más información sobre los métodos de instalación de células de carga
Las células de carga neumáticas también utilizan el principio de equilibrio de fuerzas. Estos dispositivos emplean múltiples cámaras de amortiguación para lograr una mayor precisión que los dispositivos hidráulicos. En algunos diseños, la primera cámara de amortiguación actúa como cámara de tara. Las células de carga neumáticas se utilizan a menudo en industrias donde la limpieza y la seguridad son fundamentales y miden pesos relativamente pequeños. La insensibilidad a los cambios de temperatura y la capacidad inherente-a prueba de explosiones son dos ventajas principales de este tipo de celda de carga. Además, incluso si el diafragma se rompe, el líquido que contiene no provocará contaminación. La desventaja es que su respuesta es relativamente lenta y requiere nitrógeno o aire acondicionado limpio y seco.
Una celda de carga de galga extensométrica convierte la carga que actúa sobre ella en una señal eléctrica. Las galgas extensométricas están unidas a vigas o miembros estructurales que se deforman cuando se cargan. En la mayoría de los casos, la mayor sensibilidad y compensación de temperatura se obtienen utilizando cuatro galgas extensométricas. Normalmente se utilizan dos galgas extensométricas para medir la tensión y las otras dos para medir la presión, y estas galgas extensométricas se conectan entre sí para realizar un ajuste de compensación (como se muestra en la Figura 7-2). Cuando se carga, el cambio inducido por la tensión en la resistencia del calibre es proporcional a la carga. A medida que la precisión de las celdas de carga de galgas extensométricas continúa mejorando y el costo unitario continúa disminuyendo, otras celdas de carga se están retirando gradualmente del escenario de la historia.
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