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Instrumentos de medicion

 

CELDAS DE CARGA

Las balanzas electrónicas actualmente operan de una forma determinada gracias a la presencia de un sensor. Dicho sensor, por supuesto, funciona de manera electrónica también y es conocido comúnmente con el nombre de celda de carga o bien célula de carga. Se trata de la base que permite el funcionamiento de la báscula en cuestión, en especial porque envía una señal a un sistema de indicador electrónico de lectura. En definitiva, podemos pensar al sensor como un tipo de resorte, al cual es posible medirle las deformaciones que presenta a través de un operativo de índole electrónica.

Forma y funcionamiento de la celda de carga

En lo que respecta a la construcción y operación de la celda de carga, pasemos a determinar en primer término en qué consiste su constitución. Se trata de un trozo de metal, que o bien puede ser de aluminio o bien de acero.

El mismo debe presentar una muy buena calidad, casi óptima, puesto que su función es la de permitir que la balanza comience a realizar sus operaciones. Al trozo de metal que hemos mencionado es imperativo que se le practique una perforación o incisión, justamente para poder debilitar algún punto específico de su estructura general. Luego de llevar a cabo esta tarea, lo que hay realizar es una colocación de pequeños circuitos resistentes a la electricidad, que a su vez padecerán una alteración física o geométrica, más que nada en cuanto a su hilo conductor. Dichos circuitos se adhieren a la carga aplicada, es decir, a los pesos que se colocan sobre los platos de la báscula para obtener los resultados de la medición. celdas-de-carga

Ahora pasemos a determinar cómo es que opera la celda de carga para que la medidora también pueda operar correctamente. Lo que se va a aplicar es la antigua pero todavía extremadamente vigente ley de Ohm. Bajo este punto de vista, la practicidad que se adquiere es innegable

¿Cómo ocurre esto? El conductor es el encargado, como ya se ha adelantado, de transmitir una señal que deberá ser proporcional a la deformación, pero siempre y cuando al circuito se le aplique un voltaje denominado “de excitación”. Los circuitos, por su parte, reciben el nombre de “gages” o bien “strain gages” y pueden presentar numerosas variedades, siempre dependiendo del uso que se les quiera dar. En cuanto a la señal emitida, la misma se encontrará indefectiblemente deformada.

Por esta razón, tendrá que ser posteriormente procesada, tarea que realizará el indicador electrónico. Éste, a su vez, podrá tener características que lo clasifiquen como análogo, así como también rasgos que lo definan como digital. Cualquiera sea el caso, permitirá la obtención de la lectura del peso que queremos obtener. Si hay que aludir al funcionamiento de la celda de carga, entonces es importante determinar su principio básico o fundamental. El mismo está basado en la operación que realizan cuatro galgas extensiométricas, sobre las cuales hemos dicho que son variadas y conocidas como “strain gages”. Veamos más detenidamente en qué consisten. Su configuración es considerada como muy especial y les permite ser electrónicamente resistentes, de ahí la necesidad de su empleo.

celulas-de-carga
El parámetro variable y sujeto a la medida va a ser, justamente, la resistencia que presente la galga. Sin embargo, dicha resistencia no será siempre la misma. Muchas veces puede producirse una variación, que va a depender de la deformación que la galga sufra en determinadas circunstancias. Ahora pasemos a delimitar la función del sensor en el operativo general. Se debe partir de la hipótesis inicial de que este sensor va a sufrir también deformaciones, al igual que la superficie donde está adherido. El mismo se encuentra compuesto por un sostén altamente delgado y no conductor, sobre el cual se va a colocar un hilo de metal muy fino. Esto se debe hacer con el fin de que la mayor parte de su longitud pueda distribuirse de manera paralela a una dirección determinada. El hilo, por su parte, va a tener una resistencia a la electricidad, pero siempre directamente proporcional a su longitud. En definitiva, cuando el hilo se alarga, la resistencia va a aumentar notablemente. Las deformaciones que se van a producir en el objeto sobre el cual se adhiere la galga son las que van a generar una variación de la longitud, que da como consecuencia una variación en la resistencia.

 

Por otro lado, hay otro principio de funcionamiento de las galgas de las celdas de carga, que se va a basar en la deformación de otros elementos: los semiconductores. La alteración, en este caso, va a repercutir no solo en la longitud sino también en la sección. En lo que respecta a estos semiconductores, los mismos poseen un factor de galga mucho más elevado que aquel que estaba constituido por el hilo metálico.

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