Sensores de fuerza

Un sensor de fuerza es un dispositivo que se utiliza para transformar una magnitud física (temperatura, presión, posición, concentración, etc.) en una señal (a menudo eléctrica) que proporciona información sobre dicha magnitud. Por ejemplo, la presión ejercida por el aire sobre un manómetro de aguja posiciona la aguja en la escala correspondiente a la medición de esta presión. Es importante determinar la diferencia entre un sensor y un instrumento de medida. El sensor es una interfaz entre un proceso físico y la información. Los sensores se adaptan a varios usos en diferentes entornos industriales: mecánicos, de medición, eléctricos

ACRN ofrece las siguientes configuraciones.:

En S : permite realizar mediciones en compresión y en tensión. Estos sensores están diseñados para ser menos sensibles a las fuerzas parásitas.

Con orificio para tornillos : La forma es cilíndrica con una baja altura, estos transductores pueden ser utilizados en compresión y tensión. El orificio central está roscado para facilitar la conexión con el elemento que se está probando. Suelen utilizarse en laboratorios para realizar mediciones estáticas y dinámicas, así como en entornos industriales difíciles. Los transductores de fuerza tipo pancake pueden medir de 25 a 500.000 daN según el modelo elegido.

Tipo de botón : el sensor tiene forma cilíndrica con un cilindro central de menor diámetro al que se aplica una fuerza de compresión. Los transductores de tipo botón se utilizan principalmente para aplicaciones generales de prueba y medición, pero también para la supervisión y el control de máquinas como las de envasado, las de montaje o los equipos de prueba de final de línea. Estos modelos pueden medir desde 0,5 hasta 50.000 daN.

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¿Qué es una célula de carga?

El sensor de fuerza se utiliza para medir los esfuerzos de tracción o empuje ejercidos sobre los objetos. Para ello se utiliza la elasticidad de un cuerpo de prueba que suele ser metálico (aluminio, acero). Por ello, se instrumenta con una (o varias) galga extensométrica que mide la microdeformación en función de las cargas. El sensor también se utiliza para evaluar las tensiones ejercidas sobre un objeto.

¿Cómo funciona?

La conversión de una magnitud mecánica en una señal eléctrica tiene lugar en tres pasos en los transductores de fuerza de galgas extensométricas. El punto de salida de un transductor de fuerza de galgas extensométricas es un cuerpo de prueba sobre el que se ejercen tensiones en la superficie del material mediante cargas externas.
El alargamiento se detecta mediante calibradores aplicados a la superficie del cuerpo de prueba. Las galgas convierten este esfuerzo mecánico en un cambio de resistencia eléctrica y actúan como convertidores meanico-eléctricos. El cambio de resistencia les permite generar un cambio de tensión proporcional a la potencia.
La interconexión inteligente de cada banda extensométrica en un puente de Wheatstone permite detectar incluso las deformaciones más pequeñas.

Principales ventajas de los sensores de fuerza con galgas extensométricas :
• Las galgas extensométricas son una tecnología probada y rentable para los sensores de fuerza
• Alta precisión y excelente comportamiento de linealidad e histéresis
• Posibilidad de medir las cargas estáticas y dinámicas
• Alta resistencia a la fatiga gracias a los materiales del cuerpo del sensor y alta resistencia a las vibraciones de las galgas extensométricas
• Muy buena estabilidad a largo plazo

¿Cuáles son los transductores de fuerza más utilizados?

El transductor de fuerza más conocido es el piezoeléctrico. La palabra « piezo » viene del griego y significa “apretar”. El sensor piezoeléctrico produce una tensión cuando es “apretado” por una fuerza que es proporcional a la fuerza aplicada.

Sin embargo, también existen sensores de galgas extensométricas para medir fuerzas de hasta varias toneladas. Las galgas extensométricas son rejillas cambia cuando se estiran o se comprimen, lo que permite medir la fuerza aplicada a la galga, ya sea en tensión o en compresión. Las galgas extensométricas son especialmente adecuadas para las pruebas de control a largo plazo

¿ Cómo elegir la célula de carga adecuada para sus necesidades ?

Elegir el sensor adecuado para el trabajo no es fácil. Cada tipo de sensor tiene sus propias particularidades.
El rango nominal es uno de los aspectos a tener en cuenta a la horga de elegir une célula de carga.
Determine la capacidad de medición de su equipo.
Por ejemplo, un sensor de 100N tendrá un rango de medición de 100 newtons.

Al comprar un sensor, evaluar el error de medición sigue siendo crucial. Por ejemplo, observe los datos de no linealidad, error de cero, histéresis y error de repetibilidad. El análisas de estas cifras también permite conocer el rendimiento de una célula de carga.

También es importante elegir el dispositivo adecuado parasur necesidades, la sensibilidad del sensor y la tensión de alimentación están por examinar. También hay que comprobar la señal eléctrica, el conector, el número de hilos, la salida del cable etc.

Entre los posibles campos de aplicación se encuentran los bancos de pruebas, por ejemplo para una medición de fuerza para comprobar la calidad de un material y los sistemas automatizados para comprobar las características de calidad durante el procesamiento o el montaje.

ACRN también puede ofrecer estas diferentes configuraciones de sensores bajo petición.

Tipo de anillo: Este transductor cilíndrico tiene un orificio central rodeado por un anillo que permite medir una fuerza de compresión. Esto requiere que la fuerza se aplique uniformemente al anillo central para obtener resultados precisos. Este tipi de sensor se suele utilizar para medir la fuerzas de sujeción. Modelos de sensores que peuden medir la fuerzas de 20 a 20 000 daN.

Tipo cilyndric: este transductor cilíndrico alargado también puede medir altas cargas de compresión. Los sensores cilyndric se utilizan más comúnmente en la industria para medir altas cargas. Dependiendo del modelo, los transductores de fuerza cilyndric tienen capacidades de medición de 1 000 a 150 000 daN.

Tipo “poutre”: estos transductores, generalmente de forma rectangular, se utilizan para medir las fuerzas de flexión o cizallamiento. Son muy sensibles a la fuerzas parásitas (por ejemplo, la fuerza transversal o el par de torsión) y requieren una alineación muy precisa para obtener mediciones exactas. Las células de carga tipo “poutre” pueden medir desde 2 a 50 000 daN. Se suelen utilizar en la industria (plateforma de pesaje).

Tipo “en ligne”: este sensor con dos roscas alineadas peude medir fuerzas de tensión o de tensión/compresión. Tiene una capacidad de medición de 20 a 10 000 daN también se utiliza en la industria de la plataformas de pesaje.