Módulos de Pesagem, Células de Carga e Sensores de Carga

Se olharmos para esta questão em termos simples, isso pode ser facilmente explicado. Simplificando, um módulo de pesagem pega uma estrutura não tradicional e a transforma em uma balança. E uma célula de carga ou sensor de célula de carga é o que é encontrado dentro de cada "escala tradicional" – vamos detalhar isso um pouco mais. 
 
Um módulo de pesagem pega uma estrutura não tradicional, mais comumente um tanque, e a transforma em um dispositivo de pesagem. Isso significa que, quando adicionamos módulos de sensor de pesagem sob as pernas do tanque, o tanque passa de apenas uma estrutura que estava segurando uma substância, para uma estrutura de pesagem que está medindo quanta substância está dentro do próprio tanque. 
 
Uma célula de carga, em termos simples, é o coração de toda escala padrão. As células de carga são encontradas em todas as escalas, desde uma balança de laboratório altamente sensível até uma balança de piso resistente e tudo mais. Os sensores de célula de carga são o que pega uma balança de apenas uma plataforma e a transforma em um dispositivo de pesagem sensível.

A METTLER TOLEDO adota uma abordagem consultiva para todos os projetos. Nossa equipe de técnicos especializados em vendas e serviços trabalha duro para garantir que você obtenha a solução adequada ao seu propósito, com a precisão e durabilidade necessárias para sua aplicação.

O básico da tecnologia de célula de carga é converter uma carga - que é uma força aplicada a qualquer massa no campo gravitacional terrestre - em um sinal elétrico. A maioria das células de carga tem os chamados sensores de célula de carga que convertem uma tensão mecânica em uma mudança resistente. Saiba mais sobre sensores de célula de carga abaixo. A massa aplica uma carga imposta pelo campo gravitacional, essa carga tensiona o corpo da célula de carga e leva à deformação – deformação. O sensor da célula de carga é convertido em mudança resistente e, finalmente, em uma saída de tensão. Essa saída é proporcional à massa aplicada. 
 
Uma célula de carga de balança, ou sensor de célula de carga, é usada em uma variedade de indústrias nas quais medições precisas são necessárias. As células de carga medem com precisão o peso de tanques, embarcações, tremonhas ou transportadores. As células de carga são construídas para suportar as demandas de uma variedade de aplicações industriais robustas. A capacidade das células de carga pode variar muito. Algumas células de carga são mais apropriadas para aplicações laboratoriais, enquanto outras são mais apropriadas para lotes de alta capacidade ou aplicações logísticas. 
 
As células de carga devem atender a todas as aprovações e normas exigidas globalmente. Eles incluem células de carga eletrônicas, células de carga analógicas e células de carga hidráulicas que permitem que você altere sua estrutura em uma escala. As células de carga são usadas em balanças de piso, balanças de correia, sistemas de pesagem, balanças de paletes, balanças de controle de peso, balanças de células de carga e balanças transportadoras. A tecnologia de célula de carregamento da METTLER TOLEDO também apresenta robustez para ambientes agressivos. Estes são normalmente usados em balanças de tanques, pesagem de navios, balanças de silos e pesagem de caminhões.

Sua forma primeiro distingue as células de carga. As células de carga de ponto único são usadas para aplicações de pequeno e médio porte. As células de carga Strain Gauge são usadas para balanças de piso e balanças de tanques de tamanho médio. As células de carga do canister são usadas para aplicações de capacidade pesada. Outro critério de separação para tipos e usos de células de carga é a saída fornecida. As células de carga analógicas precisam de um terminal externo para amplificação e conversão A/D, enquanto as células de carga digitais ou células de carga eletrônicas têm "inteligência" embutida com a vantagem de melhor precisão, transferência de dados muito mais robusta e o potencial de monitorar a condição da célula de carga para ajudar na manutenção. Todas as células de carga têm um preço de célula de carga diferente, dependendo do desempenho necessário. Independentemente do design e preço, você pode comprar células de carga de qualquer tipo na METTLER TOLEDO.

Muitas vezes, a precisão e a resolução são usadas de forma intercambiável quando se fala de células de carga. Resolução é quantos dígitos são exibidos, mas mais dígitos não significam melhor precisão. A precisão descreve a veracidade dos resultados da pesagem (cálculo da precisão da célula de carga e cálculo da capacidade da célula de carga). Por uma boa razão, as células de carga de escala legal para comércio limitam a resolução para eliminar a interpretação dos resultados. Portanto, os melhores benchmarks de precisão são as aprovações legais para comércio. Os sensores de célula de carga normalmente fornecem precisão de 1/3.000d até 1/10.000d (também referido nas especificações da célula de carga). As células de carga que usam restauração de força atingem 1/200.000 ou até melhor. Em condições ideais, que incluem temperatura e umidade constantes, a precisão pode ser de 5 a 10 vezes melhor.

Mas é bastante complicado calcular a precisão final do sistema de uma escala de célula de carga de célula de carga. Muitos impactos como temperatura, tempo, resolução etc. precisam ser considerados. Recomenda-se procurar aconselhamento de fabricantes de células de carga. O Seletor de Componentes de Pesagem fornece esses cálculos de maneira profissional.

As falhas nas células de carga podem ter vários motivos. A fonte mais comum de falhas são caixas de junção em sistemas de células de carga analógicas. Se esse sistema de célula de carga analógica falhar, a solução de problemas pode ser complicada, porque cada cabo de célula de carga, célula de carga e a caixa de junção da célula de carga precisam ser verificados. As células de carga digitais eliminam essa e muitas outras fontes de falhas, fornecendo dados de diagnóstico. Ao processar os dados, você pode ter certeza, seu sistema está funcionando e, no caso de uma célula de carga falhar, o sistema informará qual célula de carga não está respondendo.

As células de carga são usadas para medir o peso de qualquer material possível (por exemplo, com uma célula de carga de 50 kg, célula de carga de 10 toneladas, célula de carga de 50 toneladas, célula de carga de 100 toneladas ou qualquer outra capacidade). Eles atingem desde microgramas em sensores de células de carga até várias células de carga de 100 toneladas em escalas de células de carga de alta capacidade. Baixos pesos são necessários para aplicações farmacêuticas onde frações de um grama podem fazer uma diferença fundamental. As células de carga de tamanho médio são normalmente usadas para processamento e comercialização de materiais (por exemplo, células de carga de 5 toneladas). Grandes capacidades são usadas para aplicações de armazenamento.

Um problema comum para usar células de carga é escolher a proteção errada. As células de carga são muito sensíveis à umidade e à lavagem regular. Apesar de reivindicar uma alta classificação IP, a proteção não é boa para o calor úmido. Quando se trata de alta umidade e mudanças bruscas de temperatura (ambiente frio, lavagem a quente) é aconselhável sempre escolher células de carga hermeticamente seladas de aço inoxidável. Portanto, diferentes parâmetros precisam ser levados em conta quando você compra células de carga.

Os custos de calibração para sistemas de células de carga são frequentemente subestimados. Se o seu sistema de qualidade requer calibrações regulares desses sistemas de pesagem, procure aconselhamento para o método mais eficiente da METTLER TOLEDO. Um método ISO9001 compatível precisa de equipamentos de calibração independentes rastreáveis aos padrões internacionais. Em nenhuma circunstância, pode-se assumir que a calibração nunca está mudando e uma balança de célula de carga não precisa de recalibração. Um método eficiente para calibrar balanças de tanques maiores é o RapidCal™.

A instalação de uma escala de célula de carga é frequentemente subestimada no impacto da precisão. Em qualquer caso, cabos blindados são recomendados, uma vez que o sinal da célula de carga é de tensão muito baixa e facilmente perturbado. Escolha os cabos mais curtos possíveis, pois o cobre muda de resistência em relação à temperatura e quanto menor a resistência do cabo, melhor.

Muitas vezes, a integração de células de carga de escala é complicada e requer conhecimento de engenharia. Veja detalhes sobre como selecionar os módulos de pesagem certos e encontrar a célula de carga certa para venda.  

Strain gauges são componentes de células de carga. As células de carga são uma contraforça que converte carga em tensão. Essa deformação é tomada pelo sensor da célula de carga, que transforma sua resistência em uma quantidade elétrica que pode ser medida e relatada como resultado da pesagem. Este é o mesmo princípio para célula de carga de 10 toneladas e célula de carga de 100 toneladas.

As células de carga medem força, infelizmente não as massas, o que seria ideal. Isso leva ao fato de que qualquer outra força vertical acidental em uma escala de célula de carga tem impacto direto na precisão. Normalmente, as forças de tubulação em uma embarcação, o contato com o solo por exemplo, coleta de detritos, toque de cabos para células de carga e sistemas de pequena capacidade, vibração vertical, etc. são mencionados. Toque na base com um especialista para evitar esses problemas em seu sistema e encontrar a célula de carga certa para venda.

A maioria das células de carga fornece uma saída analógica de 2-3 mV/V. Como são dispositivos passivos, eles precisam de uma fonte de energia externa para excitação. O sinal de saída varia em relação à tensão relativa de excitação e à carga de corrente. Assim, é crucial ter uma fonte de excitação muito estável que elimine os efeitos causados pela fonte de energia. Uma célula de carga de 2mV/V fornece apenas 20mV de saída em plena capacidade quando alimentada com saída de 10V. Terminais modernos (leitor de célula de carga) fornecem uma fonte de energia estável e amplificação precisa do sinal de saída para converter resultados em informações digitais. É importante que o sinal execute a fiação adequada da célula de carga.

As células de carga são dispositivos passivos que precisam de uma fonte de alimentação externa para excitação. Relacionada a essa excitação, a tensão pode mudar com base na carga de corrente, causando erros. Portanto, é crucial ter uma fonte de excitação muito estável para eliminar erros causados pela fonte de energia. Os terminais modernos fornecem uma fonte de energia estável, amplificação precisa do pequeno sinal de saída e conversão de resultados em informações digitais.

As células de carga hidráulicas usam o princípio da mudança de pressão ao carregar um fluido fechado. A mudança de pressão é medida por um transdutor de pressão. As células de carga hidráulica não são muito precisas e não são muito comuns nos dias de hoje. A vantagem da robustez que eles ofereciam em tempos em que a eletrônica não era tão precisa já se foi.

Normalmente, as células de carga são muito lineares a 0,03% ou até muito melhores. As escalas hoje são principalmente calibradas apenas em zero e um ponto de extensão máximo indicando que o intervalo intermediário é linear.

Usar menos células de carga do que as pernas do tanque é possível para sistemas de controle de nível de líquido. A chave é garantir que o centro de gravidade no sistema não mude horizontalmente com a carga. A precisão para tal sistema pode não ser a ideal. Não use esse sistema para material a granel.

As células de carga analógicas têm uma interface mV/V que é diferente dos sensores de temperatura passivos, como PT100, PT100, portanto, eletrônica especial é necessária.

Os sensores das células de carga precisam ser calibrados onde serão usados. A principal razão para a calibração no local é que a gravidade muda de acordo com a localização. Uma célula de carga fabricada no local A e usada no local B criaria um erro sem calibração no local. Outra razão pela qual a calibração no local é importante é o desgaste contínuo no próprio dispositivo ao qual todos os instrumentos técnicos estão sujeitos. Dependendo da importância da precisão no processo em que a balança é utilizada, é uma boa prática calibrar uma balança a cada 1-2 anos.

Os sensores das células de carga precisam ser calibrados onde serão usados. A principal razão para a calibração no local é que a gravidade muda de acordo com a localização. Uma célula de carga fabricada no local A e usada no local B criaria um erro sem calibração no local. Outra razão pela qual a calibração no local é importante é o desgaste contínuo no próprio dispositivo ao qual todos os instrumentos técnicos estão sujeitos. Dependendo da importância da precisão no processo em que a balança é utilizada, é uma boa prática calibrar uma balança a cada 1-2 anos.

Uma célula de carga de balança para máquinas de pesagem é usada em uma variedade de indústrias nas quais medições precisas são necessárias. As células de carga para máquinas de pesagem medem com precisão o peso de tanques, embarcações, tremonhas ou transportadores. A tecnologia de célula de carga é construída para suportar as demandas de uma variedade de aplicações industriais robustas. A capacidade das células de carga para máquinas de pesagem pode variar muito. Algumas células de carga são mais apropriadas para aplicações laboratoriais, enquanto outras são mais apropriadas para lotes de alta capacidade ou aplicações logísticas. 
 
As células de carga para máquinas de pesagem devem atender a todas as aprovações e normas exigidas globalmente. Eles incluem células de carga de feixe de extremidade única que permitem que você altere sua estrutura em uma escala. As células de carga de feixe são usadas em múltiplos em balanças de piso, balanças de correia, sistemas de pesagem, balanças de paletes, balanças de controle de peso e balanças transportadoras. A tecnologia de célula de carga de canister/anel também apresenta robustez para ambientes agressivos. Estes são normalmente usados em balanças de tanque, pesagem de navios, balanças de silos e pesagem de caminhões.