“Ufa, eu não ganhei peso!”: Você não fica aliviado quando a balança mostra isso?
Provavelmente – mas na verdade suas balanças não medem seu peso diretamente. Em vez disso, a célula de carga embutida nela converte a força do peso em um sinal elétrico. Em muitas aplicações industriais, vigas de flexão e vigas de cisalhamento são frequentemente usadas para tais medições.
Contexto: Como o peso é medido?
Quer se trate de balanças domésticas, de uma balança de laboratório finamente calibrada ou do monitor de nível gravimétrico de um silo: em todos os casos, são instrumentos de medição que determinam uma massa. Como regra, eles medem a força de peso que ocorre. Mas, ao contrário, por exemplo, de uma balança de viga ou de uma balança de mola, o Células de carga usado para isso determina a força do peso indiretamente. Para isso, esses transdutores de força convertem a força do peso em um sinal elétrico.
O princípio: na célula de carga, a força do peso deforma uma mola embutida ou uma viga de flexão. A intensidade dessa deformação fornece informações sobre seu peso, por exemplo (mais precisamente sobre sua força de peso).
O “núcleo” das vigas de flexão e vigas de cisalhamento
Os diferentes estágios de projeto dos transdutores de força na tecnologia de pesagem: feixe de cisalhamento, feixe de flexão, ponto único e transdutor de força S
Como você pode determinar até que ponto os corpos de medição de uma célula de carga de viga de flexão ou viga de cisalhamento se deformam? Neste ponto, medidores de tensão especiais ou sensores de filme fino entram em ação. Estes são fixados ou montados nos corpos de medição. No processo de medição, eles atuam como um estágio intermediário mecânico.
Exemplo de extensômetros: Estes são colados ao corpo de medição. Se o corpo de medição se deformar, isso é transferido para os extensômetros. Estes convertem as deformações elásticas proporcionalmente em sinais elétricos. Tais mudanças na resistência podem ser medidas com facilidade e precisão: com uma precisão de medição entre 0,01% e 0,05% FNom. A calibração é feita em gramas, quilogramas ou toneladas.
Como alternativa a esses extensômetros colados, existem transdutores de força com sensores de filme fino soldados: uma tecnologia na qual o Grupo WIKA se destaca e com a qual, no campo da medição de força, é o único fornecedor no mercado. A tecnologia de filme fino oferece uma qualidade consistentemente alta, uma medição exata diretamente no fluxo de força, características de temperatura muito boas e uma alta estabilidade a longo prazo. Com vigas de flexão e vigas de cisalhamento, o sensor padronizado é soldado no elemento de medição usando um laser, o que permite a produção em série automatizada.
Campos de aplicação para vigas de flexão e vigas de cisalhamento
Vigas de flexão e vigas de cisalhamento são usadas na tecnologia de pesagem para determinar o peso de embarcações de pequeno e médio porte e também são frequentemente usadas na medição de força. Na engenharia agrícola, por exemplo, essas células de carga são frequentemente encontradas: por exemplo, na pesagem de gado, dosagem de ração animal, no monitoramento gravimétrico de nível de vasos e silos ou na pesagem de fardos de palha ou feno diretamente na prensa de enfardamento.
Mas também além desses campos de aplicação, vigas de flexão e vigas de cisalhamento podem ser usadas de várias outras maneiras: por exemplo, na construção de máquinas de pesagem tradicionais, pesagem de plataformas (balanças de plataforma), pesagem em processos e sistemas de dosagem, balanças de vasos, balanças de guindastes e balanças de caminhões. Em particular, em aplicações na indústria de materiais de construção, indústria química, indústria alimentícia e tecnologia médica, vigas de flexão e vigas de cisalhamento são frequentemente instaladas.
Exemplo prático: Monitoramento de nível com células de carga de viga de flexão ou viga de cisalhamento
Verificação dos níveis de enchimento medindo o peso do recipiente e do conteúdo: A altura de enchimento de um recipiente ou tanque pode ser calculada a partir dos dados medidos deste monitoramento de nível gravimétrico. Este método de medição oferece uma série de vantagens:
- O nível e a massa exata podem ser medidos ao mesmo tempo.
- O acesso ao tanque ou vaso não é necessário (isso elimina o contato com o meio).
- A medição é independente do material, de suas propriedades e da geometria do recipiente.
- A viga de flexão ou viga de cisalhamento pode ser facilmente substituída, se necessário.
Na medição de nível, as células de carga devem funcionar independentemente da natureza e condição do meio. Líquido ou sólido, agressivo, condutor ou não condutor, formando espuma ou poeira, vaporizado, quente ou frio, com granulometria pequena ou grande, independentemente da geometria do recipiente e se o meio no recipiente está distribuído de maneira uniforme ou desigual: Tais fatores não devem afetar o resultado da medição e a função permanente. Isso também se aplica a aplicações de temperatura crítica e onde robustez e alta durabilidade são necessárias – por exemplo, na indústria siderúrgica.
Vigas de cisalhamento e vigas de flexão na indústria agrícola
Em outro exemplo prático, o aço inoxidável também brilha: na indústria agrícola, as vigas de tensão para pesagem são muito procuradas. Ao semear ou fertilizar, por exemplo, muito dinheiro pode ser economizado com a distribuição exata das mercadorias. A base para isso, como sempre acontece com a automação, são os valores de medição exatos, razão pela qual as vigas de cisalhamento de alta precisão (que também são insensíveis a cargas laterais) são perfeitamente adequadas.
Vigas de flexão, vigas de cisalhamento e outras células de carga: solucionadores de problemas versáteis
As vigas de flexão e cisalhamento estão entre as células de carga mais comumente usadas. Dependendo do campo de aplicação, existem outros transdutores de força que podem ser usados. Nosso programa inclui células de carga projetadas para faixas entre 0,3 kg e 300 t.
- Células de carga de ponto único. Estes são usados na tecnologia de pesagem para balanças de plataforma com tamanhos menores e médios. Eles também são chamados de “pontos únicos” e também são adequados para introduções de carga excêntrica.
- Células de carga de força de compressão. Assim como as células de carga pesadas, elas são adaptadas à pesagem de embarcações e silos de médio e grande porte. A introdução da força é tão fácil quanto a instalação; Além disso, o design é robusto.
- Células de carga de força de tensão/compressão. Estes são usados principalmente para pesar cargas suspensas. A medição é feita diretamente no caminho da força; Além disso, a instalação é descomplicada.
Nota
Mais informações sobre a gama de produtos para medição de força, por exemplo, nossas Vigas de flexão e vigas de cisalhamento, pode ser encontradas no site da WIKA.