Scherstab und Biegestab siind in der Wägetechnik unverzichtbar

“Mano male, non sono aumentato di peso! “: Non sei soddisfatto quando la bilancia te lo dimostra? Probabilmente si, ma in realtà le bilance pesa persone domestiche non misurano il peso direttamente. La cella di carico integrata nella bilancia converte la forza impressa da un peso in un corrispondente valore. Nella maggior parte delle applicazioni industriali, per la misura di un peso vengono spesso utilizzate celle di carico a flessione e a taglio.

Informazioni di base: come si misura un peso?

Che sia una bilancia pesa persone, una bilancia da laboratorio finemente tarata o il controllo gravimetrico del livello di un silos, si tratta in tutti i casi di strumenti di misura che determinano una massa. Di norma, essi misurano la forza generata da un peso. Ma a differenza, ad esempio, di una bilancia a flessione o a molla, le celle di carico determinano la forza del peso in modo indiretto. A tale scopo, questi trasduttori di forza convertono la forza del peso in un corrispondente valore.

Principio: nella cella di carico, la forza impressa deforma la struttura dell’elemento a flessione o a taglio. L’intensità di questa deformazione fornisce quindi informazioni sul peso (più precisamente sulla forza esercitata da quel peso). E con questo, risponde anche alla banale domanda se sia ancora il caso di ordinare un dessert o invece pensare seriamente a iniziare una dieta.

Il “cuore” delle celle di carico a flessione e a taglio

Le diverse fasi di progettazione dei trasduttori di forza nella pesatura: celle di carico a taglio, a flessione, trasduttore di forza off-center e a forma di S.

Le diverse fasi di progettazione dei trasduttori di forza nella pesatura: celle di carico a taglio, a flessione, trasduttore di forza off-center e a forma di S.

Come è possibile determinare di quanto si deformano i corpi di misura di una cella di carico a flessione o a taglio? Per rispondere a questa domanda entrano in gioco speciali estensimetri o sensori a film sottile. Questi sono attaccati o montati nei corpi di misura e, nel corso della rilevazione, agiscono come uno stadio meccanico intermedio.

Esempio di estensimetri: essi sono incollati al corpo di misura. Se quest’ultimo si deforma, questa azione viene trasferita agli estensimetri che convertono proporzionalmente le deformazioni elastiche in segnali elettrici. È quindi possibile misurare queste variazioni di resistenza in modo semplice e con una elevata accuratezza di misura compresa tra lo 0,01% e lo 0,05% di Fnom. La taratura viene fatta in grammi, chilogrammi o tonnellate.

In alternativa a questi estensimetri a lamina incollata, esistono i trasduttori di forza con sensore a film sottile saldato: una tecnologia in cui il gruppo WIKA eccelle e con la quale, nel campo della misura di forza, rappresenta l’unico fornitore sul mercato. La tecnologia a film sottile offre una qualità costantemente elevata, una misura esatta direttamente nel flusso di forza, ottime caratteristiche di temperatura e un’elevata stabilità a lungo termine. Nelle celle di carico a flessione e a taglio, il sensore standardizzato viene saldato nell’elemento di misura mediante un laser, il che consente la produzione di serie automatizzata.

Campi di applicazioni delle celle di carico a flessione e a taglio

Le celle di carico a flessione e a taglio vengono utilizzate nella tecnologia di pesatura per determinare il peso delle navi di piccole e medie dimensioni e sono spesso utilizzate anche nella misura di forza. Questo tipo di celle di carico si trovano di frequente, ad esempio, nell’ingegneria agraria: ad esempio, durante la pesatura del bestiame, il dosaggio di alimenti per animali, il monitoraggio gravimetrico di vasi e silos o la pesatura di balle di paglia o di fieno direttamente nella pressa.

Ma oltre a questi campi di applicazioni, è possibile utilizzare le celle di carico a flessione e a taglio in un’ampia varietà di altri modi: ad esempio, nella costruzione di macchine da pesature tradizionali, piattaforme di pesatura (bilance a piattaforma), nella pesatura da processo e nei sistemi di dosaggio, nelle bilance per serbatoi, gru camion. In particolare, nelle applicazioni per il settore dei materiali da costruzione, le celle di carico a flessione e a taglio vengono spesso installate l’industria chimica, alimentare e nella tecnologia medica.

Esempio pratico: le celle di carico a flessione e a taglio per il monitoraggio di livello

Controllo dei livelli di riempimento tramite la misura del peso del recipiente e del suo contenuto: tramite i dati di misura del monitoraggio di livello gravimetrico è possibile calcolare l’altezza di riempimento di un recipiente o un serbatoio. Questo metodo di misura offre una serie di vantaggi:

  • È possibile misurare contemporaneamente il livello e la massa esatta
  • Non è necessario accedere al serbatoio o al recipiente (questo esclude il contatto con il fluido)
  • La misura è indipendente dal materiale, dalle sue proprietà e dalla geometria del contenitore
  • Se necessario, è possibile sostituire con semplicità la cella di carico a flessione o a taglio.

Nella misura di livello, le celle di carico devono funzionare indipendentemente dalla natura e dalle condizioni del fluido. Liquidi o solidi, aggressivi, conduttivi o non conduttivi, che formino schiuma o polvere, vaporizzati, caldi o freddi, con granulometria piccola o grande, indipendentemente dalla geometria del recipiente e se il fluido nello stesso sia distribuito uniformemente o in modo non uniforme: tali fattori non devono influenzare il risultato di misura e il funzionamento permanente. Ciò vale anche per le applicazioni a temperature critiche e laddove siano richieste robustezza e lunga durata, ad esempio nell’industria dell’acciaio.

Shear beams and bending beams in the agricultural industry

Celle di carico a flessione e a taglio in agricoltura

In un altro esempio pratico, anche l’acciaio inossidabile brilla: nell’industria agricola sono molto richieste le celle di carico a flessione e a taglio. Ad esempio, quando si semina o si concima è possibile risparmiare molto denaro attraverso l’esatta distribuzione della merce. La base per questo, come sempre avviene per l’automazione, sono valori di misura esatti; a questo scopo sono particolarmente adatte le celle di carico a taglio ad alta precisione (che sono anche insensibili ai carichi laterali).


Celle di carico a flessione, a taglio e altre tipologie: risolutori versatili dei problemi

Le celle di carico a flessione e a taglio sono tra le tipologie più comunemente utilizzate. A seconda del campo di applicazione, è possibile utilizzare altri trasduttori di forza. La nostra ampia gamma di prodotti include celle di carico progettate per campi di misura compresi tra 0,3 kg e 300 t.

  • Trasduttori di forza off-center. Questi strumenti utilizzati nella tecnologia di pesatura per bilance a piattaforma di dimensioni piccole e medie. Sono anche indicati come “punti singoli” e sono adatti anche per le introduzioni di carichi eccentrici.
  • Celle di carico a compressione. Proprio come le celle di carico per impieghi heavy-duty, sono adattate alla pesatura di serbatoi e silos di medie e grandi dimensioni. L’introduzione della forza è semplice quanto l’installazione; inoltre, sono caratterizzata da un’esecuzione robusta.
  • Celle di carico a trazione / compressione. Questi strumenti sono principalmente utilizzati per la pesatura di carichi sospesi. La misura viene effettuata direttamente all’interno del percorso della forza; sono inoltre caratterizzate dalla semplice isntallazione.

Per ulteriori informazioni sulla gamma di strumenti per la misura di forza, come ad esempio la cella di carico a flessione F3833 e la cella di carico a taglio F3831, consultare il sito internet WIKA.

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Celle di carico a perno. Definizione e aree di applicazione



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