Le celle di carico sono dei dispositivi che interessano il campo della pesatura elettronica industriale e hanno una buona versatilità di utilizzo. Semplificando il concetto, un trasduttore elettronico misura una forza che viene applicata meccanicamente e successivamente invia un segnale elettrico variabile a seconda del peso della deformazione.
In estrema sintesi, le celle di carico sono dei sistemi di pesatura industriale (qui alcune celle di esempio), in grado di misurare una forza applicata a un oggetto.
In pratica il principio su cui si basano le celle di carico è quello di rilasciare un segnale che appare direttamente proporzionale al peso caricato, per poi visualizzare su un display un determinato valore numerico, ossia il classico peso espresso nella corretta unità di misura.
All’interno di una cella di carico vi è uno strumento chiamato estensimetro, molto importante per determinare le applicazioni e la portata massima ammissibile e misurabile. Vi sono celle di carico che presentano più estensimetri che possono lavorare di concerto, aumentando portata e precisione. Moltissime celle di carico presentano, inoltre, dei dispositivi di sicurezza in base allo sforzo sopportato.
Le varie tipologie di celle di carico
Esistono varie tipologie di celle di carico, sebbene quelle più utilizzate sono di natura elettronica rispecchianti il funzionamento di cui sopra.
Vi sono poi le celle di carico idrostatiche (o più semplicemente idrauliche) che presentano una tecnologia differente e sono in grado di limitare alcuni problemi tipici delle celle di carico elettroniche, come ad esempio le interferenze, rendendosi più idonee per un utilizzo specifico in determinati ambienti.
Di particolare complicanza sono le celle di carico a compensazione elettromagnetica: esse esulano dall’estensimetro e hanno un processo di misurazione differente, garantendo un’elevatissima precisione in termini di pesatura.
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Gli strumenti maggiormente utilizzati nella pesatura industriale sono dotati di celle di carico a compressione, le quali sono caratterizzate da una certa semplicità d’installazione. La precisione non è però molto elevata in quanto questo genere di tecnologia costruttiva richiede perfetta perpendicolarità e staticità del carico. Per evitare tali problematiche si scelgono solitamente celle di carico a taglio o a doppio taglio. Queste sono di ultima generazione e si presentano molto affidabili, soprattutto quando si rende necessario misurare carichi laterali oppure prodotti non propriamente statici. Inoltre possono sopportare anche grandi carichi, essendo di costruzione compatta e robusta.
Un sistema che consente una pesatura senza che il particolare sia posto perfettamente al centro della cella, è quello denominato Off-Center: tale modello di cella di carico permette una pesatura esatta indipendentemente dalla posizione facilitando e velocizzando i processi.
Un esempio applicativo è il settore packaging oppure quello alimentare. Così facendo è possibile anche costruire una bilancia con un’unica cella di carico, a patto che questa sia off-center.
Esigenze di pesatura particolare possono ricondurre a speciali e inusuali situazioni. Ecco che, in molti di questi casi, l’impiego di celle di carico a trazione viene di buon aiuto.
Ci sono settori industriali che richiedono pesature di carichi sospesi, soprattutto se questi sono ingombranti e di difficile movimentazione. Un gancio serve per appendere il peso e la misurazione avviene mediante una traduzione in numeri della reazione che le celle hanno dalla forza di trazione applicata.
Una siffatta tecnologia può consentire la pesatura anche di decine di quintali.
Moltissime aziende hanno al loro interno la presenza di un carro ponte oppure di una carrucola e spesso può essere opportuno avere indicazioni sul peso sollevato. La soluzione più idonea a tali applicazioni è quella di servirsi di celle di carico a perno.
Esse sono installate sullo strumento (carro ponte o paranco ad esempio) e appartengono allo schema costruttivo del sistema di sollevamento, fungendo da veri e propri perni. In realtà sono degli strumenti di misura in grado di leggere la forza di sollevamento applicata e tramutarla in valore.
Al contrario, è possibile avere la necessità di effettuare pesature di piccole quantità di materiali “leggeri”, per le quali però viene richiesta grande precisione. In questa condizioni trovano spazio le celle di carico a flessione, il cui funzionamento si basa su di un soffietto. Queste vengono solitamente impiegate singolarmente in applicazioni che richiedono l’utilizzo di un’unica cella, oppure è possibile predisporre di più elementi per ottenere una pesatura maggiormente sofisticata e con precisione migliore.
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Esse trovano applicazione nella pesatura di materiali per il carico di tramogge, per il deposito su nastri trasportatori, per riempire piccoli serbatoi oppure vengono poste nei reparti di confezionamento automatico, data la loro versatilità e precisione.
Le celle di carico per applicazioni speciali
Pesare dei prodotti, dei materiali, delle merci, è un fattore fondamentale dell’industria e non solo. A volte si vanno a pesare degli “ingredienti” per ottenere poi, mediante la lavorazione, un prodotto finito. La pesatura di questi elementi deve essere precisa e affidabile sempre, ma ci possono essere fattori esterni che potrebbero influenzare la pesata, inficiando la precisione.
Basti pensare all’utilizzo di sistemi di pesatura in ambienti particolarmente difficili, come potrebbero essere quelli della siderurgia o della fonderia. L’eccessivo calore dei materiali o dei reparti di lavoro può interagire negativamente con il sistema, starandolo o condizionandone il funzionamento, sia a livello elettronico che meccanico.
Per questo vi sono delle celle di carico appositamente pensate per resistere alle alte temperature, diverse quindi dalle normali celle.
Queste celle speciali possono stare in ambienti molto caldi e sono tarate per sopportare temperature di centinaia di gradi (ad esempio si pensi alle condizioni lavoro nelle vicinanze di un altoforno).
Esistono poi sul mercato degli strumenti che presentano delle celle di carico universali. A dispetto della nomenclatura, queste vengono utilizzate per applicazioni speciali in quanto sono in grado di effettuare misurazioni secondo due direzioni. Talvolta vengono richieste diverse modalità di misurazione, magari in momenti temporali differenti e per forze applicate in senso opposto, come ad esempio una fase di compressione e successivamente una di trazione.
Nei laboratori possono esserci macchinari in grado di misurare in maniera precisa le due sollecitazioni e ciò avviene proprio grazie alle celle di carico universali, progettate per dare una misura precisa a forze opposte. Dal punto di vista squisitamente tecnico si dice che questa tipologia di celle di carico genera un segnale caratterizzato da bidirezionalità.
Qualunque sia il sistema di pesatura industriale di cui avete bisogno, probabilmente esiste già una cella di carico adatta allo scopo. Online su www.geass.com o pce-instruments.com potrete approfondire l’argomento.
