Historique des cellules de chargement

Avant que les cellules de charge basées sur la gage de contrainte ne deviennent la méthode de choix pour les applications de pesée industrielle, les échelles de levier mécanique ont été largement utilisées. Les échelles mécaniques peuvent peser, des pilules aux voitures ferroviaires et peuvent le faire avec précision et de manière fiable si elles sont correctement calibrées et entretenues. La méthode de fonctionnement peut impliquer soit l'utilisation d'un mécanisme d'équilibrage du poids, soit la détection de la force développée par des leviers mécaniques. Les premiers capteurs de force de jauge pré-déformation comprenaient des conceptions hydrauliques et pneumatiques. En 1843, le physicien anglais Sir Charles Wheatstone a conçu un circuit de pont qui pourrait mesurer les résistances électriques. Le circuit de pont de blé est idéal pour mesurer les changements de résistance qui se produisent dans les jauges de déformation. Bien que la première gage de contrainte métallique de résistance liée ait été développée dans les années 40, ce n'est que lorsque l'électronique moderne a rattrapé que la nouvelle technologie est devenue techniquement et économiquement possible. Depuis lors, cependant, les jauges de contrainte ont proliféré à la fois en tant que composants à l'échelle mécanique et dans des cellules de charge autonome.

Principes de fonctionnement des cellules de chargement

Les conceptions de cellules de charge peuvent être distinguées selon le type de signal de sortie généré (pneumatique, hydraulique, électrique) ou selon la façon dont ils détectent le poids (flexion, cisaillement, compression, tension, etc.)

Les cellules de charge hydraulique sont des dispositifs de balancement de force, mesurant le poids comme un changement de pression du liquide de remplissage interne. Dans un type de diaphragme roulant hydraulique Lcellule OAD, Une charge ou une force agissant sur une tête de chargement est transférée dans un piston qui à son tour comprime un fluide de remplissage confiné dans une chambre de diaphragme élastomère. À mesure que la force augmente, la pression du liquide hydraulique augmente. Cette pression peut être indiquée ou transmise localement pour une indication ou un contrôle à distance. La sortie est linéaire et relativement non affectée par la quantité du fluide de remplissage ou par sa température. Si les cellules de charge ont été correctement installées et calibrées, la précision peut être à 0,25% à pleine échelle ou mieux, acceptable pour la plupart des applications de pesage de processus. Parce que ce capteur n'a pas de composants électriques, il est idéal pour une utilisation dans les zones dangereuses. Les applications typiques de cellules de charge hydraulique comprennent le réservoir, le bac et la pesée de la trémie. Pour une précision maximale, le poids du réservoir doit être obtenu en localisant une cellule de charge à chaque point de support et en additionnant leurs sorties.

Pneumatique des cellules de charge Opérez également sur le principe de l'équilibre des forces. Ces appareils utilisent plusieurs chambres d'amortisseur pour fournir une précision plus élevée qu'un dispositif hydraulique. Dans certaines conceptions, la première chambre d'amortisseur est utilisée comme chambre de poids tare. Les cellules de charge pneumatique sont souvent utilisées pour mesurer des poids relativement faibles dans les industries où la propreté et la sécurité sont primordiales. Les avantages de ce type de cellule de charge incluent leur preuve intrinsèquement d'explosion et insensible aux variations de température. De plus, ils ne contiennent aucun liquide qui pourrait contaminer le processus si le diaphragme se rompt. Les inconvénients incluent une vitesse de réponse relativement lente et la nécessité d'air propre, sec et régulé.

Jauge de contrainte des cellules de charge Convertissez la charge agissant sur eux en signaux électriques. Les jauges elles-mêmes sont liées à un faisceau ou à un élément structurel qui se déforme lorsque le poids est appliqué. Dans la plupart des cas, quatre jauges de déformation sont utilisées pour obtenir une sensibilité maximale et une compensation de température. Deux des jauges sont généralement en tension et deux en compression et sont câblées avec des ajustements de compensation. Lorsque le poids est appliqué, la déformation modifie la résistance électrique des jauges proportionnellement à la charge. D'autres cellules de charge se fanent dans l'obscurité, car les cellules de charge de la gage de contrainte continuent d'augmenter leur précision et de réduire leurs coûts unitaires.