Cella di carico a compressione: come scegliere il tipo

Cella di carico a compressione, trazione, flessione o taglio: i principi di base

La cella di carico a compressione è uno dei trasduttori di forza più diffusi nell’automazione industriale. Tuttavia, scegliere il tipo corretto richiede un’analisi precisa dell’applicazione, della geometria del sistema e delle condizioni operative.

Infatti, esistono quattro principi meccanici principali: compressione, trazione, flessione e taglio. Ciascuno risponde a esigenze diverse.

Pertanto, conoscerne le caratteristiche è il primo passo per una progettazione affidabile.

Cella di carico a compressione: caratteristiche e applicazioni tipiche

La cella di carico a compressione misura forze che agiscono lungo l’asse verticale, schiacciando il corpo elastico. Inoltre, garantisce elevata rigidità e stabilità sotto carichi statici e dinamici.

Questo tipo di cella è adatto a bilance industriali, presse, dosatori e silos. Di conseguenza, la si trova frequentemente nei sistemi di pesatura di serbatoi e tramogge, dove il carico grava direttamente sul sensore.

Tra i vantaggi principali si trovano:

  • Robustezza meccanica elevata
  • Installazione semplice su superfici piane
  • Buona tolleranza ai carichi laterali, specie nelle versioni con piedino di carico
  • Ampia disponibilità in versioni inox o in lega di alluminio
  • Compatibilità con ambienti gravosi e lavaggi frequenti

Tuttavia, la cella di carico a compressione richiede un perfetto allineamento verticale. Carichi eccentrici o momenti flettenti non compensati possono ridurre l’accuratezza della misura.

Quando scegliere la cella di carico a trazione

La cella a trazione misura forze che allungano il corpo elastico. Quindi, la si impiega in applicazioni come pesatura di contenitori sospesi, dinamometri per sollevamento e sistemi con gancio.

Inoltre, è indicata quando il punto di applicazione del carico si trova al di sopra della cella stessa. In questi casi, la forza agisce in senso opposto rispetto alla compressione.

Celle di carico a flessione e a taglio: differenze operative

Le celle a flessione sfruttano la deformazione di una trave a sbalzo o doppiamente incastrata. Di conseguenza, trovano impiego in bilance di precisione, nastri trasportatori e piattaforme di pesatura.

Le celle a taglio, invece, misurano la forza di scorrimento tra le sezioni del corpo elastico. Pertanto, risultano particolarmente adatte a carichi elevati con spazi di installazione ridotti, come nelle piattaforme pesapersone industriali o nei ponti di pesatura.

Le celle a doppio taglio, in particolare, offrono elevata tolleranza ai carichi off-center. Sono quindi preferibili quando non è possibile garantire una distribuzione perfettamente centrata del carico.

Cella di carico a compressione: criteri di scelta rapida

Di seguito uno schema orientativo per abbinare tipologia di cella e applicazione:

  • Compressione: silos, serbatoi, presse, dosatori gravimetrici
  • Trazione: container sospesi, gru, dinamometri a gancio
  • Flessione: bilance a nastro, piattaforme leggere, bilance da banco
  • Taglio singolo / doppio: ponti pesatori, piattaforme industriali, carichi elevati
  • Perno: strutture articolate, carrelli, sistemi di sollevamento

Inoltre, è necessario considerare la classe di precisione richiesta, le condizioni ambientali (temperatura, umidità, presenza di agenti aggressivi) e l’eventuale necessità di certificazione ATEX per ambienti potenzialmente esplosivi.

Fattori tecnici da valutare nella scelta

Oltre alla tipologia meccanica, la scelta di una cella di carico a compressione o di qualsiasi altro trasduttore di forza richiede di verificare alcuni parametri fondamentali.

Innanzitutto, occorre definire la portata nominale con un adeguato margine di sovraccarico. Anche se la portata teorica è sufficiente, le sollecitazioni dinamiche possono superarla temporaneamente.

Inoltre, il segnale di uscita deve essere compatibile con la strumentazione collegata: amplificatori, indicatori di peso, trasmettitori con protocolli come Modbus, Profinet o 4-20 mA. Per approfondire le normative di riferimento per la metrologia legale, è possibile consultare OIML.

Infine, per le applicazioni in zone classificate, il tema della certificazione ATEX richiede un’analisi specifica del rischio e la scelta di componenti idonei.

Supporto tecnico NBC per la selezione della cella di carico

La scelta corretta di una cella di carico a compressione o di qualsiasi altro tipo di trasduttore non si riduce alla sola portata nominale. Pertanto, è essenziale coinvolgere il team di progettazione fin dalle prime fasi del progetto.

NBC Elettronica Group affianca progettisti e costruttori di macchine con competenze tecniche consolidate, dalla selezione del sensore alla progettazione di celle custom, fino alla taratura e all’assistenza. Di conseguenza, anche le applicazioni più complesse trovano una risposta concreta.

Per un confronto tecnico sulla cella di carico a compressione più adatta alla vostra applicazione, contattate direttamente l’ufficio tecnico NBC.