2026/08/13
Un trasduttore a trave in cantilever è essenzialmente una trave metallica elastica fissata a un’estremità e libera all’altra. È composto principalmente dai seguenti elementi:
1. Corpo elastico (trave sensibile)
● Materiale: Utilizza tipicamente acciaio legato 40CrNiMoA o acciaio inossidabile 17-4PH, offrendo eccellente elasticità e resistenza alla fatica.
● Forma: Blocco rettangolare o trave a gradini con sezione variabile, generalmente lunga da 50 a 300 mm.
● Progettazione chiave: La sezione centrale della trave presenta di solito un’area assottigliata (zona di deformazione) per concentrare la deformazione, migliorando così la sensibilità.
● Estremità fissa: Montata rigidamente sulla base mediante 2–4 viti.
● Estremità di carico: Presenta una testa di carico (sfera d’acciaio o testina di pressione) nella parte superiore, attraverso la quale il carico viene applicato verticalmente all’estremità della trave.
2. Estensimetri a resistenza
Tipicamente, vengono utilizzati 4 estensimetri per formare un intero ponte di Wheatstone.
Posizioni di montaggio:
● 2 estensimetri montati sulla superficie superiore della trave (zona di trazione).
● 2 estensimetri montati sulla superficie inferiore della trave (zona di compressione).
● In alternativa, possono essere montati in prossimità dell’asse neutro sul lato della trave (modalità di taglio), il che offre una maggiore resistenza ai carichi eccentrici.
● La resistenza nominale è generalmente di 350 Ω, anche se sono disponibili anche versioni da 120 Ω e 700 Ω.
● La lunghezza della griglia è generalmente compresa tra 1 mm e 6 mm, scelta in base alle dimensioni della trave.
3. Compensazione e sigillatura
Contiene resistori interni di compensazione della temperatura (per la compensazione dello zero e della sensibilità).
Utilizza una sigillatura saldata o una sigillatura adesiva, raggiungendo gradi di protezione IP67 o IP68.
Opzioni di cavo: Cavo o connettore con uscita diretta (ad esempio, connettore aeronautico M12).
| Parametro | Valore tipico | DESCRIZIONE |
| Capacità | 5 kg ~ 5 t | Comuni: 100 kg, 500 kg, 1 t, 2 t |
| Prodotto nominale | 2,0 ± 0,002 mV/V | Sensibilità di uscita alla portata massima |
| Accuratezza combinata | Classe C3 (±0,02%) | Disponibile anche nelle classi C2, C4 e C5 |
| Impedenza di ingresso | 380 ± 10 Ω | estensimetro da 350 Ω + resistenza di compensazione |
| Impedenza di uscita | 350 ± 3 Ω | |
| Tensione di eccitazione | 5–15 V CC | Tensione consigliata: 10 V |
| Resistenza di isolamento | ≥ 5000MΩ | A 50 V CC |
| Sovraccarico sicuro | 150% F.S. | Carico massimo senza danneggiamento |
| Sovraccarico massimo | 200 % del valore di fondo scala | Può causare deformazione permanente |
| Temperatura di funzionamento | –30 ~ +70 °C | Intervallo di compensazione: –10 ~ +40 °C |
| Creep | ±0,03 % del valore di fondo scala/30 min | Deriva dell'uscita sotto carico costante |
| Coefficiente di temperatura zero | ±0,002% FS/°C |
Metodi corretti di installazione
L'estremità fissa deve essere fissata rigidamente, con planarità della superficie di montaggio ≤ 0,05 mm.
Tra la testa di carico e l'oggetto da pesare deve essere mantenuto un contatto puntuale o lineare, per evitare forze laterali.
I cavi devono essere fissati e posizionati correttamente per prevenire interferenze sul segnale causate da oscillazioni.
Quando più sensori vengono utilizzati in parallelo (ad esempio una bilancia a piattaforma con 4 punti di appoggio), è essenziale garantire una distribuzione uniforme del carico su tutti i sensori.
Cause comuni di errore
● Errore dovuto a carico eccentrico: Carichi che si discostano dal punto di applicazione generano momenti flettenti aggiuntivi, provocando scostamenti nella lettura.
● Forza laterale / Torsione: Le travi a mensola sono sensibili alle forze laterali; un’installazione errata può causare una deriva dello zero.
● Effetti della temperatura: Le variazioni della temperatura ambiente provocano deriva dello zero e della sensibilità.
● Fluage: Variazioni lente dell’uscita in condizioni di carico massimo prolungato.
● Vibrazione meccanica: In ambienti dinamici sono necessari ammortizzatori o filtraggio digitale.
| Tipo | Gamma di capacità | Precision | Resistenza ai carichi eccentrici | Costo | Applicazioni tipiche |
| Trave a sbalzo | Basso-Medio | Alto | Medio | Bassa | Bilance a piattaforma, Tramogge |
| Tipo di filo | Medio-Alto | Alto | Buono | Medio | Macchine di prova, Presse |
| Tipo Colonna | Alto | Medio | Scarso | Medio | Bilance per camion, Silos |
| Tipo S (trazione/compressione) | Basso-Medio | Alto | Medio | Bassa | Bilance per gru, Prove di forza |
| Punto singolo (trave parallela) | Bassa | Alto | Buono | Bassa | Bilance elettroniche, Bilance per conteggio |
Una bilancia a piattaforma da 1 tonnellata utilizza tipicamente 4 celle di carico a mensola disposte ai quattro angoli:
Capacità per sensore: 500 kg ciascuno (4 × 500 kg = 2 t in totale, con un margine di sicurezza del 50%).
● I 4 sensori sono collegati in parallelo, con i segnali aggregati in un quadro di giunzione.
● Potenziometri regolabili all’interno del quadro di giunzione vengono utilizzati per la correzione degli errori agli angoli.
● L’uscita è inviata a un indicatore di pesatura, che visualizza il peso dopo la conversione A/D e la taratura.
Processo di calibrazione: Impostazione dello zero a vuoto → Applicazione dei pesi di prova standard → Inserimento del valore del peso → L’indicatore calcola automaticamente il coefficiente di taratura.
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