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Uma célula de carga industrial transforma força em uma medição elétrica. Em um projeto extensométrico, a força deforma ligeiramente um elemento elástico, alterando a resistência dos extensômetros colados. Uma ponte converte essa variação de resistência em uma pequena tensão diferencial. Um instrumento fornece excitação, mede a tensão e utiliza a calibração para indicar força ou massa. Assim, a célula precisa de um caminho mecânico de carga definido e de uma entrada elétrica adequada.
Acompanhe uma leitura do dispositivo até a indicação
Considere um dispositivo de teste axial com um sensor entre o atuador e a peça ensaiada. Se as fixações estiverem alinhadas, a força pretendida passa pelo elemento sensor. Os extensômetros respondem à deformação e a tensão da ponte muda. O amplificador mede essa variação em relação à excitação. A calibração associa o resultado a uma carga aplicada conhecida.
O número indicado só tem significado para a força que chega ao sensor. Uma guia com atrito pode desviar parte da carga. Uma conexão deslocada pode introduzir flexão. A rigidez do cabo pode tracionar um dispositivo pequeno. Medir a ponte com mais precisão não permite à eletrônica distinguir esses efeitos da força pretendida.
Em uma balança, a massa indicada é derivada da força que a carga apoiada produz sob a gravidade. Em uma máquina de ensaio, a unidade preferida pode ser o newton. Alterar o rótulo da unidade não substitui a definição da referência de calibração e do sentido de aplicação da carga. Guarde esses ajustes com a configuração do instrumento para preservá-los após uma substituição do controlador.
O que significa mV/V em uma célula de carga industrial
A sensibilidade nominal descreve a variação nominal do sinal na carga nominal para cada volt de excitação. Não é a tensão de alimentação nem um sinal pronto para o PLC. A ponte sem carga pode apresentar desvio; portanto, o cálculo prevê uma variação em relação ao zero, não uma saída absoluta exata.
No METRAVON MV-LC0190, a sensibilidade nominal é 0.5 mV/V na versão de 1 kg e 1 mV/V nas versões de 5, 20 e 50 kg. Com uma excitação ilustrativa de 5 V, esses valores resultam em variações nominais de fundo de escala de 2.5 mV e 5 mV, respectivamente. Cinco volts está dentro da faixa publicada de excitação de 4-12 V. A tolerância real da sensibilidade, o desvio de zero e a calibração do amplificador continuam aplicáveis.
| Verificação | O que informa | O que não comprova |
|---|---|---|
| Excitação no sensor | Se a ponte recebe a alimentação prevista. | Que a carga aplicada ou a montagem está correta. |
| Variação da saída diferencial | Se a ponte responde a uma mudança controlada de carga. | A exatidão final de pesagem sem referência e calibração. |
| Resistência de entrada | A carga elétrica aproximada imposta à fonte de excitação. | Que todos os extensômetros e caminhos de isolamento estão íntegros. |
| Peso recebido pelo PLC | O resultado após condicionamento, conversão de escala e comunicação. | Que o próprio sensor bruto transmite pela interface do PLC. |
Meça conforme as instruções do equipamento e use instrumentos adequados ao baixo nível do sinal. Verificações de resistência devem ser feitas em circuito isolado e desenergizado. Não aplique um testador de isolamento à eletrônica conectada nem use no sensor uma tensão de teste não documentada. Uma resistência aparentemente razoável não descarta dano mecânico ou fuga nas condições de operação.
Por que é necessário um amplificador ou instrumento de pesagem
Uma entrada industrial convencional de corrente não interpreta diretamente um sinal passivo de ponte. Uma entrada de ponte compatível fornece excitação e mede a pequena tensão antes de convertê-la à escala desejada. Um indicador de pesagem pode mostrar o resultado localmente; um transmissor pode fornecer saída analógica ou digital ao controlador. Alguns módulos de pesagem de PLC medem a ponte diretamente, de modo que um transmissor adicional nem sempre é necessário.
Escolha a interface no instrumento. Exigir 4-20 mA, RS485 ou Modbus RTU não transforma um sensor bruto de ponte nesse dispositivo. Verifique faixa de entrada, capacidade da fonte de excitação, ruído, taxa de atualização e opção real de saída do instrumento escolhido. Para mapeamento de registros e conversão de escala no controlador, use o artigo sobre a cadeia de sinal até o PLC.
A filtragem também faz parte dessa cadeia. Ela pode estabilizar a leitura calculando a média de valores variáveis, mas atrasa a resposta. Um ajuste adequado a um tanque de armazenamento pode ser lento demais para cortar o enchimento. Observe o peso no momento da decisão do processo, não apenas após a estabilização da indicação.
Várias células sob uma plataforma
Uma plataforma ou vaso frequentemente distribui a carga entre vários sensores. Seus sinais podem ser combinados por hardware de soma compatível ou adquiridos em canais separados. A configuração dos instrumentos determina se as leituras individuais dos apoios continuam disponíveis. Decida isso antes da compra se o diagnóstico de falhas ou o monitoramento da distribuição de carga for importante.
Um valor somado pode parecer correto mesmo com um apoio mal assentado. Verifique as respostas individuais onde houver acesso e aplique uma carga conhecida em posições diferentes. Um ajuste de cantos pode corrigir uma pequena diferença elétrica; não conserta uma plataforma encostada em uma proteção fixa. A estrutura de apoio deve mover-se e retornar de forma consistente antes que a equalização elétrica faça sentido.
Acrescentar células também aumenta a demanda de excitação. Verifique a carga equivalente das pontes, as perdas nos cabos e a capacidade nominal da fonte. A quantidade física de terminais de um indicador não prova que ele possa alimentar qualquer número de sensores em paralelo.
Use o sintoma para escolher a próxima verificação
| Comportamento observado | Primeira comparação | Motivo |
|---|---|---|
| A leitura muda quando uma tubulação ou cabo se move | Repita com a mesma carga enquanto inspeciona a conexão mecânica. | A conexão pode estar transmitindo força ao sensor. |
| A indicação local está correta, mas o PLC está incorreto | Compare unidades, conversão de escala analógica ou interpretação dos registros digitais. | O erro pode ocorrer após a medição correta da ponte. |
| O zero não retorna após retirar a carga | Verifique contatos, folga das restrições e sequência de descarregamento antes de ajustar o zero. | Travamento ou força residual podem simular deriva do sensor. |
Guarde as leituras anteriores ao ajuste. Elas ajudam a distinguir uma mudança mecânica de um ajuste eletrônico alterado durante a manutenção. O procedimento de calibração do sistema instalado detalha as verificações de carregamento e descarregamento.
Perguntas sobre o sinal bruto
Q1. Um sensor sem carga deve produzir exatamente zero milivolt?
Não necessariamente. O equilíbrio inicial da ponte, o peso do dispositivo e a pré-carga de montagem afetam a saída sem carga. Compare-a com os dados fornecidos do sensor e o zero instalado registrado anteriormente. Um novo desvio após uma sobrecarga ou mudança mecânica merece investigação, mesmo que o instrumento consiga eliminá-lo da indicação por tara.
Q2. Inverter os fios de sinal torna uma célula de compressão adequada à tração?
Não. Inverter a polaridade da medição altera apenas o sinal elétrico. Não modifica as superfícies de introdução de carga, as fixações ou o sentido de força permitido. Use um sensor projetado para o modo de carga necessário e verifique tanto a configuração mecânica quanto o sentido de calibração.
Resumo
Uma leitura útil de célula de carga depende de três operações conectadas: aplicar a força pretendida, medir o sinal da ponte e calibrar o resultado. Ao especificar uma instalação METRAVON, envie o desenho do dispositivo ou do apoio junto com a interface necessária de indicação ou de controlador. Isso identifica onde termina o sensor e começa o restante do sistema de medição.
