2026/08/13
Una celda de carga de viga en voladizo es esencialmente una viga metálica elástica fijada en un extremo y libre en el otro. Principalmente consta de los siguientes componentes:
1. Cuerpo elástico (viga sensible)
● Material: Normalmente utiliza acero aleado 40CrNiMoA o acero inoxidable 17-4PH, que ofrece una excelente elasticidad y resistencia a la fatiga.
● Forma: Bloque rectangular o viga escalonada con sección transversal variable, cuya longitud suele oscilar entre 50 y 300 mm.
● Diseño clave: La sección central de la viga suele presentar un área adelgazada (zona de deformación) para concentrar la deformación y, así, mejorar la sensibilidad.
● Extremo fijo: Montado rígidamente sobre la base mediante 2 a 4 tornillos.
● Extremo de carga: Incorpora una cabeza de carga (bola de acero o cabezal de presión) en su parte superior, mediante la cual se aplica verticalmente la carga al extremo de la viga.
2. Extensómetros de resistencia
Normalmente, se utilizan 4 extensómetros para formar un puente completo de Wheatstone.
Posiciones de montaje:
● 2 extensómetros montados en la superficie superior de la viga (zona de tracción).
● 2 extensómetros montados en la superficie inferior de la viga (zona de compresión).
● Alternativamente, pueden montarse cerca del eje neutro en el lateral de la viga (modo cortante), lo que ofrece una mayor resistencia a cargas excéntricas.
● La resistencia nominal suele ser de 350 Ω, aunque también están disponibles especificaciones de 120 Ω y 700 Ω.
● La longitud de la rejilla generalmente oscila entre 1 mm y 6 mm, seleccionada según las dimensiones de la viga.
3. Compensación y sellado
Incluye resistencias internas de compensación térmica (para compensación del cero y compensación de la sensibilidad).
Emplea sellado por soldadura o sellado con adhesivo, logrando grados de protección IP67 o IP68.
Opciones de cable: Cable o conector de salida directa (por ejemplo, enchufe aeronáutico M12).
| Parámetro | Valor típico | DESCRIPCIÓN |
| Capacidad | 5 kg ~ 5 t | Común: 100 kg, 500 kg, 1 t, 2 t |
| Potencia nominal | 2,0 ± 0,002 mV/V | Sensibilidad de salida a escala completa |
| Precisión combinada | Clase C3 (±0,02 %) | También disponible en clases C2, C4 y C5 |
| Impedancia de entrada | 380 ± 10 Ω | extensómetro de 350 Ω + resistencia de compensación |
| Impedancia de salida | 350 ± 3 Ω | |
| Voltaje de excitación | 5 a 15 V CC | Recomendado: 10 V |
| Resistencia de aislamiento | ≥ 5000 MΩ | A 50 V CC |
| Sobrecarga segura | 150% F.S. | Carga máxima sin daño |
| Sobrecarga máxima | 200 % del valor a fondo de escala | Puede causar deformación permanente |
| Temperatura de funcionamiento | -30 a +70 °C | Rango de compensación: -10 a +40 °C |
| Deslizamiento | ±0,03 % del valor a fondo de escala/30 min | Deriva de salida bajo carga constante |
| Coeficiente térmico nulo | ±0,002 % del rango completo/°C |
Métodos adecuados de instalación
El extremo fijo debe fijarse de forma rígida, con una planicidad de la superficie de montaje ≤ 0,05 mm.
Debe mantenerse un contacto puntual o lineal entre la cabeza de carga y el objeto pesado para evitar fuerzas laterales.
Los cables deben fijarse y canalizarse adecuadamente para evitar interferencias en la señal causadas por oscilaciones.
Cuando se utilizan varios sensores en paralelo (por ejemplo, una báscula de plataforma de cuatro esquinas), es fundamental garantizar una distribución uniforme de la carga en todos los sensores.
Fuentes comunes de error
● Error por carga descentrada: Las cargas que se desvían del punto de aplicación generan momentos flectores adicionales, provocando desviaciones en la lectura.
● Fuerza lateral / Torsión: Las vigas en voladizo son sensibles a las fuerzas laterales; una instalación inadecuada puede provocar una deriva del cero.
● Efectos de la temperatura: Los cambios de temperatura ambiente provocan deriva del cero y de la sensibilidad.
● Fluencia: Cambios lentos de la salida bajo condiciones de carga máxima prolongada.
● Vibración mecánica: Se requieren amortiguadores o filtrado digital en entornos dinámicos.
| Tipo | Rango de capacidad | Precisión | Resistencia a cargas excéntricas | Coste | Aplicaciones típicas |
| Viga en voladizo | Baja-Media | Alto | Promedio | Baja | Balanzas de plataforma, tolvas |
| Tipo de rayos | Medio-Alto | Alto | Buena | Medio | Máquinas de ensayo, prensas |
| Tipo de columna | Alto | Medio | Deficiente | Medio | Balanzas para camiones, silos |
| Tipo S (tracción/compresión) | Baja-Media | Alto | Promedio | Baja | Balanzas para grúas, ensayos de fuerza |
| Punto único (viga paralela) | Baja | Alto | Buena | Baja | Balanzas electrónicas, balanzas de conteo |
Una balanza de plataforma de 1 tonelada suele utilizar 4 células de carga de viga en voladizo dispuestas en las cuatro esquinas:
Capacidad por sensor: 500 kg cada uno (4 × 500 kg = 2 t en total, dejando un margen de seguridad del 50 %).
● Los 4 sensores están conectados en paralelo, con las señales agrupadas en una caja de conexiones.
● Se utilizan potenciómetros ajustables dentro de la caja de conexiones para la corrección de errores por esquina.
● La salida se envía a un indicador de pesaje, que muestra el peso tras la conversión A/D y la calibración.
Proceso de calibración: Ajuste a cero sin carga → Aplicar pesos de prueba estándar → Introducir el valor del peso → El indicador calcula automáticamente el coeficiente de calibración.
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