Células de carga del fabricante

Existen muchos tipos diferentes de células de carga dependiendo de la aplicación para la que están diseñadas. Las células de carga de viga de flexión o de cizallamiento se utilizan a menudo, por ejemplo, en básculas de plataforma. Por otra parte, las células de carga de compresión se instalan normalmente bajo una estructura (contenedor, silo, etc.) que se carga con un peso desde arriba y que a menudo se diseñan para cargas más altas. En cambio, en el caso de las células de carga tensoras, se fija un peso a la célula de carga. Las células de carga son el componente más importante de una báscula, ya sea una báscula de plataforma, báscula de suelo o báscula de mesa.

Además de los diferentes tipos de células de carga, éstas se diferencian en los materiales de fabricación utilizados, principalmente aluminio y acero inoxidable. Además del material, también se debe tener en cuenta el entorno en el que se utiliza la célula: Especialmente las temperaturas ambientales son un factor importante: Cada material cambia debido al calor o al frío, lo que también se aplica a las células de carga y a los galgas extensométricas. Para visualizar el peso exacto, la célula de carga debe ser capaz de compensar las interferencias externas.

La precisión es especialmente importante en el pesaje: las células de carga se clasifican en diferentes clases de precisión. Estos se dividen en clases A a D, donde A es la mejor clase posible. Las células de carga de galgas extensométricas se fabrican principalmente en las clases C y D. Dependiendo del campo de aplicación, los requisitos para la precisión requerida varían: Por ejemplo, la industria farmacéutica requiere diferentes precisiones e incertidumbres de medición de procesos que la industria alimentaria. Minebea Intec también ofrece soluciones especiales para requerimientos especiales.

También se pueden requerir células de carga válidas para metrología legal,  para su uso en el sector comercial, en todas las aplicaciones legales para el comercio para asegurar que la tecnología de pesaje utilizada también cumple con los requisitos legales.

La estructura de una célula de carga monopunto se caracteriza por dos eslabones denominados de paralelogramo, que se fijan a ambos lados del cuerpo base. En cada uno de los paralelogramos se pegan dos galgas extensométricas. Las puntas finas deforman los eslabones en forma de S: la forma rectangular básica se convierte en un paralelogramo. Esta estructura de paralelogramo garantiza que las cargas descentradas se compensen y que la carga se aplique siempre verticalmente. De este modo, con una sola célula de carga se pueden realizar escalas de plataforma de hasta cierto tamaño. 

Para las células de carga monopunto no existe ninguna especificación del ensayo para medir el error de esquinas en la norma OIML R60 ya que las células de carga se ensayan aquí con aplicación de carga puntual. Por este motivo el tamaño máximo de la plataforma se especifica en la ficha técnica de una célula de carga monopunto de acuerdo con la norma OIML R76, es decir, la especificación de ensayo para instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático. 

Sin embargo, para las básculas con células de carga de un solo punto, es necesario realizar una comprobación de la carga en las esquinas. Este procedimiento es independiente del número de células de carga bajo la plataforma y se realiza de acuerdo con la norma OIML R76.  

La prueba se realiza con una carga de un tercio del rango de medida. La excentricidad se define dividiendo un plato de carga rectangular en cuatro cuadrantes iguales y colocando el peso en el centro de cada uno de estos cuadrantes. El error de medición debe permanecer por debajo de un dígito del valor de calibración. Si la prueba de esquinas muestra que se superan los límites de error, debe sustituirse la célula de carga. 

Es práctica habitual encapsular las galgas extensométricas de las células de aluminio con silicona para protegerlas de las influencias ambientales. Este encapsulado se aplica sobre una gran superficie en el respectivo eslabón de la guía de paralelogramo. Sin embargo, la silicona tiene el inconveniente de ser permeable al vapor de agua. La mayoría de las películas portadoras (como la resina acrílica, la resina epoxi, la resina fenólica o la poliamida) son higroscópicas, al igual que algunos de los adhesivos utilizados. La película portadora se hincha cuando absorbe agua, lo que provoca una dilatación y, por tanto, un error de medición.  

Una forma de mejorar esto es encapsular las galgas extensométricas en metal. Esto puede realizarse en la zona de los eslabones del paralelogramo o con un cuerpo de deformación adicional. Se conocen aquí células que tienen un anillo interno acoplado para la absorción y fijación de la carga y dispuestas dentro de los eslabones del paralelogramo.  

El paralelogramo se encarga de absorber el par bajo carga excéntrica. El cuerpo de deformación está optimizado exclusivamente para las galgas extensométricas y la medición de la deformación. El cuerpo de deformación se suelda y es estanco al vapor de agua gracias a este encapsulado metálico. 

Las células encapsuladas de acero inoxidable están predestinadas para condiciones ambientales con elevados requisitos en cuanto al grado de protección hasta IP69 y medios agresivos. La lámina de las galgas extensométricas está completamente encapsulada en metal, lo que significa que no hay influencia de la humedad en el resultado de la medición. Los cables de conexión suelen conectarse mediante un pasamuros de vidrio para cumplir el requisito de hermeticidad.  

Para el usuario, esto significa que las células de carga de aluminio/acero inoxidable con encapsulado de silicona deben utilizarse principalmente en aplicaciones secas encapsuladas en una carcasa o si la influencia de la humedad desempeña un papel subordinado. Además de la protección IP, también deben tenerse en cuenta los agentes de limpieza que pueden utilizarse; una clase de protección más alta suele indicar limpieza en húmedo con aditivos químicos. Incluso las células de aluminio anodizado sólo ofrecen aquí una protección limitada, ya que determinadas zonas, como los orificios roscados, no pueden anodizarse. 

Ya en 1856, Lord Kelvin descubrió que la resistencia eléctrica de los alambres de cobre y hierro aumenta cuando se someten a esfuerzos de tracción. Sentó así las bases de la tecnología de galgas extensométricas, que es la base de las actuales células de carga monopunto. Sin embargo, Edward E. Simmons y Arthur C. Ruge son considerados los padres de las galgas extensométricas. Dato curioso: Ruge presentó la patente de una galga extensométrica en 1938 al MIT, donde trabajaba. Su decisión: como se consideró que este desarrollo era "comercialmente no rentable", se le permitió reclamar la patente y los ingresos de la misma para él solo. Hoy en día, las galgas extensométricas se consideran en todo el mundo un componente indispensable para todo lo relacionado con el pesaje industrial. 

Nuestras células de carga le permiten determinar valores de peso de forma fiable y con gran precisión. Para que estos valores puedan integrarse eficazmente en sus procesos de producción las señales deben registrarse y transmitirse al sistema de control. Para ello existen diversos indicadores de pesaje: desde transmisores de pesaje hasta indicadores y controladores de peso. Los transmisores de peso, que suelen instalarse en armarios de control, transmiten los valores medidos. Los indicadores de peso, por su parte, también ofrecen una pantalla en la que pueden leerse directamente los valores de peso. Los controladores de peso también permiten controlar y automatizar los procesos de pesaje para optimizar todo el procedimiento.