Diseñando con sensores de células de carga multi-ejes

Cuando se diseña una aplicación que requiere medición de fuerza, par y/o aceleración, el desafío principal de un ingeniero es necesario comprender exactamente que será necesario de un sensor. Muchas veces, las células de carga fuera de plataforma son perfectas para el trabajo. Sin embargo, el tamaño, nivel de rendimiento, y los materiales que entran en la célula de carga deben acoplarse al nivel de uso y al ambiente de uso para un ajuste perfecto. Si el sistema no ajusta perfectamente, incluso el mejor diseño de sistema no cumplirá sus propósitos.

Para asegurar un diseño de sistema robusto usando células de carga multi-ejes, un diseñador debe ser capaz de responder a las siguientes cuestiones básicas mecánicas, eléctricas y sobre instrumentación.

Mecánica

• ¿Qué rango de cargas, magnitud y dirección deben medirse?
• ¿Qué combinación de cargas será necesario resistir, incluso si no se miden?
• ¿Qué células de carga de diámetro, espesor y peso pueden acomodarse?
• ¿Puede el sistema proporcionar soporte estructural adecuado para un rendimiento de célula de carga óptimo?

Electricidad

• ¿El sistema requerirá señales de salida analógicas o digitales?
• ¿Cómo adquirir, usar y/o almacenar datos de rendimiento?

Instrumentación

• ¿Qué se requiere para exactitud, resolución y linealidad?
• ¿Si la exactitud, resolución y linealidad son un aspecto crítico, de buena gana se acepta compensación en precio, plazo de entrega y factores de seguridad mecánicos para cumplir las necesidades?
• ¿La célula de carga está sometida a ambientes de demanda únicos?

Este último punto sobre ambiente de demanda es especialmente importante. Para compensar ambientes extremos, puede requerirse circuitería de compensación especial. Si el ambiente de trabajo incluye exposición significativa a radiación, puede ser adecuado colocar electrónica externa al cuerpo de la célula de carga. La exposición a campos magnéticos extremos, tales como las células de carga usadas en equipos MRI médicos, requiere que la célula de carga y todos los componentes estén compuestos solamente de materiales ferreos. En instalaciones que trabajan en zonas sucias, polvorientas o en ambientes agresivos, se pondrá especial atención al uso de células de carga selladas.

Bibliografía: Designing with Multi-axis Load Cell Sensors. Design News September 2010