¿Qué debe considerarse antes de comprar una celda de carga?

Cuando su aplicación necesita medir cargas, fuerzas o pesas estáticas o cuasiestáticas, necesitaría usar una celda de carga. A célula de carga es un dispositivo que convierte la fuerza aplicada en una señal electrónica que puede usarse para calcular la magnitud de la fuerza aplicada. Aunque es relativamente simple en concepto, encontrará que hay muchas complejidades que podrían afectar las mediciones cuando realmente implementa su sistema de celdas de carga. Hay que considerar una serie de factores antes de decidir qué celda de carga usar. Éstas incluyen:

1. Magnitud de fuerza/carga/peso que se mide

• Es importante saberlo porque las celdas de carga típicas ofrecen protecciones de sobrecarga de aproximadamente 1,5 veces la capacidad de carga nominal. Si aplica cargas, incluso temporalmente, más allá de esta carga máxima, puede dañar seriamente su celda de carga y es posible que necesite recalibrarla para garantizar lecturas precisas

• Si sospecha que podría haber un aumento ocasional en las condiciones de carga, sea conservador en la elección de una celda de carga con una capacidad adecuada para manejar la condición de carga más alta con al menos el 50% de margen para evitar exceder el límite elástico de la celda de carga.

2. Precisión necesaria para la aplicación

Las precisiones de las celdas de carga generalmente se clasifican como un porcentaje de escala completa. Entonces, una celda de carga con una calificación de precisión del 0.1% para una celda de carga de 100 lb ofrecería +/- 0.1 lb

• precisión, pero para una celda de carga de 1000 lb ofrece una precisión de +/- 1 lb. Por lo tanto, debe elegir la celda de carga de capacidad adecuada para su aplicación

• Ciertas aplicaciones de prueba y medición pueden necesitar la precisión como porcentaje de lectura, por lo que es posible que deba elegir una celda de carga con precisión adecuada para abordar esas aplicaciones

• También debe considerar la precisión del sistema completo, no solo la celda de carga. Dependiendo de cómo planee usar la celda de carga, la precisión del sistema podría ser una función de la celda de carga, el equipo de acondicionamiento de la señal, la resolución del digitalizador, la variación de la potencia que se suministra y otros factores ambientales

3. Condiciones de temperatura de funcionamiento

• Aunque la mayoría de las celdas de carga ofrecen cierto grado de compensación de temperatura, debe considerar las condiciones de funcionamiento antes de elegir una celda de carga.

• ¿Está su aplicación en un entorno bien controlado, a temperatura ambiente o al aire libre y duras con la humedad y la temperatura cambiantes? Si está al aire libre, debe buscar celdas de carga con clasificación IP68

• Incluso con las celdas de carga compensadas de temperatura, podría haber condiciones de temperatura transitorias que afectan las lecturas de la celda de carga. En términos generales, la compensación funciona mejor cuando se usa en condiciones de temperatura constante

4. Duración de la medición - A corto plazo vs. a largo plazo

• Una consideración importante al elegir las celdas de carga correcta es comprender la estabilidad de una celda de carga en condiciones de prueba a corto plazo frente a largo plazo

• La mayoría de las escalas funcionan en el escenario donde alguien

• la celda de carga y luego toma una lectura. Las precisiones son generalmente muy altas para estas aplicaciones, especialmente en condiciones de temperatura ambiente

• Pero cuando las temperaturas están cambiando o cuando se coloca una carga constante en una celda de carga durante mucho tiempo, y uno no puede "Tare " la lectura periódicamente podría haberse deriva o arrastrarse en la lectura de referencia. Si su aplicación no puede tolerar este tipo de deriva, entonces debe comprar una celda de carga con buena estabilidad a largo plazo y baja fuga

• Las aplicaciones de control de procesos que no pueden ser periódicamente y aún requieren resoluciones muy altas y precisión con la temperatura durante largos períodos de tiempo, son algunas de las aplicaciones más exigentes para que se encuentren con una celda de carga.

5. Tasa de actualización de datos

• ¿Qué tan rápido necesitas que sea la lectura? 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz o más rápido?

• Es importante saberlo porque las celdas de carga generalmente hablan dispositivos "cuasi estáticos ". Es decir, no están destinados a medir las fuerzas dinámicas que actúan sobre el sensor, sino solo las cargas estáticas

• Cuando necesita medir fuerzas a una frecuencia muy alta para estudiar la dinámica de un sistema, debe comprar un sensor de fuerza con esos características

• El tiempo de respuesta de una celda de carga es generalmente del orden de 3-5 milisegundos, pero esto no tiene en cuenta la masa del cuerpo unido a la celda de carga. Dependiendo de lo que esté conectado a la celda de carga: el tiempo de respuesta podría ser mucho más lento de lo que espera

• Además, el tiempo de respuesta generalmente se indica como el de la salida analógica de las celdas de carga, y no el del sistema digitalizado completo. Debe considerar la velocidad de datos del sistema de adquisición de datos, la PC o el PLC que se utiliza, etc. para obtener velocidades de datos muy altas

6. Dirección de carga

• Las células de carga generalmente están diseñadas para medir en una dirección, ya sea en tensión o en compresión

• La razón de esto es que los sistemas de calibración y los procesos de calibración están diseñados para una dirección.

• Si su aplicación necesita fuerzas para medir en ambas direcciones, es decir, cargas universales, entonces la precisión del sistema puede ser menor que en una sola dirección.

• Algunas celdas de carga, como las celdas de carga del haz S, son mejores para tales aplicaciones universales y si su aplicación permite la configuración mecánica especial de la celda de carga de haz S, entonces debe considerar usar ese tipo

• Los fabricantes de celdas de carga pueden cobrarle una tarifa adicional por calibrar las celdas de carga en ambas direcciones

7. Opciones de montaje

• ¡Este puede ser uno de los aspectos más frecuentes de las celdas de carga! ¡Los diseñadores, ingenieros o usuarios a menudo eligen una celda de carga y luego descubren que tienen que gastar cientos de dólares más para diseñar accesorios u otros accesorios para usarla realmente en la práctica!

• Preste especial atención a las opciones de montaje que ofrecen las celdas de carga en la parte superior e inferior de la celda de carga. ¡Los agujeros roscados son más fáciles de trabajar y generalmente tienen un perfil más bajo y menos costosos de usar que si tiene que perforar un agujero y pasarlo en su extremo!

• También preste especial atención a las condiciones de carga fuera del centro cuando diseñe su aplicación. Algunas celdas de carga, como panqueques, estilo de botón y otras celdas de carga circular, son más precisas cuando se usan axialmente a lo largo del centro de las celdas de carga. Cuando existen condiciones de carga central, entonces ciertas celdas de carga, como las celdas de carga de punto único en voladizo, ofrecen un mejor rendimiento que otras.

8. Salida requerida (analógica o digital)

Este es uno de los factores más importantes a considerar al elegir una celda de carga, ya que el tipo de salida que desea para su aplicación es uno de los mayores factores determinantes en el costo final de su solución.

• La salida más común disponible de las celdas de carga convencionales es MV/V. Cuando aplica una potencia de CC de 10 V, obtiene aproximadamente 20 milivoltios para salidas de escala completa. Esta es una señal analógica de bajo nivel que no puede ingresarse en DAQ o PLC de propósito general y requiere amplificación antes de que pueda usarse en ese modo. Busque celdas de carga con salidas amplificadas para reducir el dolor de cabeza asociado con este paso y el costo adicional incurrido

• Si la distancia entre la celda de carga y el DAQ/PLC es grande, es posible que necesite usar el tipo de salida analógica de 4-20 mA.

• Mejor aún: si su aplicación funciona con una PC o un DAQ/PLC con entradas digitales, busque celdas de carga con salidas seriales/RS-232/RS-485/USB o inalámbricas

9. Costo total de la propiedad

• El costo de la solución depende de muchos factores:

n Costo de la celda de carga

n Costo del equipo de acondicionamiento de señal necesario

n Costo de los digitalizadores/sistemas de control

n Costo de programación o aplicación de calibración para obtener lecturas en LB/kg/n

n Costo de la recalibración periódica

• Debe considerar el costo total de la solución antes de tomar una decisión sobre qué celda de carga comprar

• Además, podría haber una variación significativa de unidad a unitaria en el rendimiento y Precisión: por lo que debe considerar el costo de calibrar el sistema, si es un OEM que diseña un sistema para ser utilizado por un consumidor promedio

10. Certificaciones necesarias

• Si su aplicación se utilizará comercialmente para realizar transacciones comerciales sobre la base del peso, existen reglas y regulaciones que deberá seguir

• Por ejemplo, si está vendiendo granos de café empaquetados en bolsas de 1 lb, entonces debe usar celdas de carga certificadas NTEP para medir las bolsas de café durante el embalaje

• En Europa y otras áreas, esta certificación se llama "oiml ".

• En general, las aplicaciones de I + D, educación y prueba y medición no requieren tales certificaciones NTEP/OIML, pero puede haber pautas y recomendaciones de la industria que necesita seguir