Cos’è una cella di carico a flessione e come funziona?
La cella di carico a flessione rappresenta una delle principali categorie o tipi di celle di carico che si trovano comunemente nel settore della pesatura. Altri tipi di celle di carico includono, ad esempio: compressione, trazione e single point. Probabilemente le più comuni nella maggioranza delle applicazioni.
Le celle di carico a flessione funzionano flettendosi leggermente se sottoposti a una forza o peso. In genere sono fissati su un'estremità e liberi sull'altra, comportandosi in modo molto simile a un trampolino. Esistono però anche modelli a doppia flessione dove il carico viene posto al centro della cella. Inoltre, è comune vedere le celle di carico a flessione divise in due sottocategorie, a seconda del modo in cui misurano la forza o il peso. Le celle a flessione misurano la quantità di distorsione di flessione che si verifica mentre le celle di carico misurano la distorsione di taglio da qui deriva anche il nome di celle di carico a taglio.
Le celle di carico a flessione rappresentano il gruppo più ampio e versatile di celle di carico, coprendo una vasta gamma applicazioni, diverse opzioni di montaggio e accessori. Sono spesso utilizzati in combinazione con bilance e sistemi di pesatura di grandi dimensioni dove l'uso di una cella single point diventa impossibile.
Principio di funzionamento
Le celle di carico a flessione, come tutte le altre celle di carico moderne, sono essenzialmente trasduttori che convertono forza o peso in un segnale elettrico mediante estensimetri. Quando viene applicato un carico, il corpo della cella di carico si fletterà a causa delle proprietà elastiche del materiale metallico da cui è costituito. Gli estensimetri collegati, posizionati strategicamente e fissati alla superficie della cella di carico, si allungheranno o comprimeranno lungo il corpo principale. Ciò altera la loro resistenza elettrica e porta a una variazione della tensione attraverso il circuito. Questo effetto è proporzionale alla forza o al peso iniziale, consentendone il calcolo.
Design
Le celle di carico a flessione sono disponibili in numerose forme e dimensioni per soddisfare un'ampia gamma di applicazioni. In genere hanno tutti un profilo verticale relativamente basso rispetto alla loro lunghezza. Diversamente da alcune delle celle di carico a compressione simili a colonne, che spesso hanno il rapporto inverso, essendo più strette di quanto siano alte.
Le celle di carico a flessione sono progettate in modo tale che alcune parti del corpo si pieghino o si curvano in risposta a un carico applicato. Tendono a offrire elevate quantità di sforzo o flessione a forze relativamente basse, adatte anceh ad applicazioni di capacità inferiore.
Gli estensimetri posizionati sulla superficie convessa si allungheranno, mentre quelli posizionati sulla superficie concava si contrarranno. Ciò significa che ci sono sempre due superfici soggette a sforzi uguali e opposti, il che è ideale per implementare un circuito a ponte intero o per la compensazione della temperatura.
Le celle di carico a taglio, sebbene a prima vista possano sembrare simili, funzionano in modo leggermente diverso. Un incavo è lavorato su ciascun lato della cella di carico, lasciando al centro uno spazio verticale relativamente sottile. Ciò conferisce alla cella di carico un aspetto in sezione simile alle travi strutturali viste nella costruzione e, come con esse, la maggior parte della deformazione di taglio è focalizzata in questo spazio verticale più sottile. Gli estensimetri sono montati sulle superfici laterali, ad angoli di 45 gradi per rilevare la deformazione. Allo stesso tempo, le flange superiore e inferiore aiutano a resistere a qualsiasi momento o flessione.
Le celle di carico a taglio sono diventate molto popolari per applicazioni di media e alta capacità, con un'eccellente resistenza alle forze laterali. In genere non sono realizzate per basse capacità a causa della difficoltà di realizzare una fessura abbastanza sottile da ottenere i livelli di deformazione necessari. Celle di carico single point potrebbero essere più adatte in tali casi.
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