Una de las necesidades del sector industrial es contar con sistemas de pesaje que se caractericen por ser prácticos y ofrecer una alta precisión, y el sensor de peso, también conocido como celda de carga, es el elemento básico fundamental de las básculas o balanzas empleadas en la industria química, farmacéutica, alimenticia, automotriz y del cemento, entre otras.

En términos generales, una celda de carga o sensor es un dispositivo electrónico con una tecnología especial que le permite detectar las variantes en intensidad de fuerza o peso aplicada sobre la báscula y convertirla en una señal eléctrica que transmite al controlador o indicador de peso de dicha báscula.

Para que nuestros visitantes conozcan un poco más acerca de cómo funcionan estos sensores de peso y los diferentes tipos que podrán encontrar disponibles en el mercado, dedicaremos esta publicación en el blog de Byasa a presentar un poco de su historia y sus generalidades de operación, esperando que esta información les sea de utilidad para elegir aquel que se adapte mejor a sus necesidades.

Como acabamos de mencionar, un sensor de peso o celda de carga es un dispositivo electrónico que funciona como transductor, es decir, que convierte la fuerza o peso aplicado sobre una báscula a una señal eléctrica mensurable. Gracias a estos dispositivos los procesos de medición son mucho más rápidos y precisos, en comparación con los utilizados antes de que esta tecnología fuera lanzada al mercado, y hoy en día es posible encontrar una gran variedad de sensores, entre los que funcionan a base de calibrador de tensión son los más usados, aunque los otros tipos pueden resultar más eficientes en el entorno en que se planeen utilizar, según las necesidades específicas de este.

Si bien actualmente las celdas de carga facilitan el pesaje, anteriormente en la medición de peso industrial se utilizaban principalmente básculas con palancas mecánicas. Las básculas de palancas mecánicas se pueden considerar las predecesoras de las que integran los transductores de los que aquí estamos hablando, y aunque resultaban altamente eficientes y útiles para pesar todo tipo de cosas y de ofrecer una alta precisión y fiabilidad, requerían de un mayor esfuerzo pues su funcionamiento implica utilizar mecanismos de equilibrio de peso y el uso de las palancas mecánicas para detectar la fuerza generada por el peso.

Para eliminar esta necesidad de uso de mecanismos de equilibrio de peso mecánicos, en Inglaterra se crearon los primeros circuitos en puente para medir los cambios de resistencia eléctrica que se presentaban en los calibradores de tensión, y con la llegada de la electrónica moderna esta tecnología se volvió más económica y su uso se popularizó. Estos calibradores en la actualidad se integran tanto en básculas mecánicas como en básculas autónomas, y a pesar de que aún se continúan utilizando básculas mecánicas de precisión en un gran número de entornos, principalmente en laboratorios, como ya mencionamos, las celdas de carga de calibrador de tensión son las favoritas de la industria.

Las celdas de carga de calibrador por tensión destacan por ofrecer una alta precisión, y por ser adecuadas para prácticamente todo tipo de aplicación industria. Existen cinco tipos diferentes de estos sensores de peso. Las de carga de viga flexible, con un rango de peso de 10 a 5k lb, una precisión de 0.03%, de bajo costo y construcción sencilla, adecuadas para emplearse en tanques y básculas de plataforma; las de viga cortante, de rango de peso de 10-5k lb, precisión de 0.03%, con un alto rechazo de carga lateral una buena protección por sellado adecuadas para tanques, cargas descentradas y básculas de plataforma. También encontramos las de cartucho con rango de peso de hasta 500k lb, precisión de 0.05% que manejan movimientos de carga por lo que pueden usarse en básculas para camión, riel, tolva y tanque: las de anillo y pastel de rango de peso de 5-500k lb fabricadas en acero inoxidable para tanques, básculas y depósitos; de botón y arandela con rango de peso disponibles con un rango de peso de 0-50k lb o 0-200 lb, una precisión de 1%, integrados a básculas pequeñas.

Por otro lado, las celdas de carga mecánicas pueden ser hidráulicas, con rango de peso de hasta 10, 000,000 lb y una precisión a escala completa de 0.25% con aplicaciones en tanques, tolvas, depósitos y áreas peligrosas gracias a que son resistentes a impactos fuertes y a que no presentan variaciones por la temperatura. Las celdas de carga neumáticas que se usan en la industria alimenticia y áreas peligrosas, sin embargo son de respuesta lenta y requieren de aire seco y limpio para conservarse y funcionar correctamente. Otro tipo de celdas de carga son las helicoidales, con rango de peso de hasta 40 lb y una precisión de 0.2%, las que operan con sobrecargas y cargas fuera del eje y al ser resistentes al impacto se emplean en carga de rueda, en plataformas, en montacargas; las de fibra óptica con una precisión de 0.1% que no presentan variaciones por altas temperaturas ni por interferencias por radiofrecuencia o electromagnetismo, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en monturas en perno o tornillo y en cables de transmisión eléctrica; las celdas de carga piezo-resistivas de una precisión de 0.03% con un alto nivel de señal de salida y muy sensibles, pero bastante costosas.

En cuanto a la operación de un sensor de peso se distinguen variantes como el tipo de su señal de salida y la manera en que detectan el peso. Encontramos así sensores neumáticos, hidráulicos y eléctricos y los que detectan el peso por doblez, cizalla, compresión de tensión, entre otros. Los sensores o celdas de carga hidráulica hacen la medición del peso a partir del cambio de presión que presenta un fluido que se encuentra al interior de ellos. Las celdas de carga neumáticas funcionan a partir del equilibrio de fuerzas y cuentan con cámaras de amortiguación para mayor precisión pero siempre requieren de aire regulado para ofrecer mediciones precisas. Las de calibrador de tensión convierten el peso que reciben en señales eléctricas, como ya hemos descrito y por lo regular cuentan con cuatro calibradores, dos de ellos en tensión y el resto en compresión con un cableado especial para detectar los cambios en la resistencia eléctrica.

Estas son sólo algunas generalidades del sensor de peso. En futuras publicaciones en el blog de Byasa hablaremos a mayor profundidad de las características de los sensores y de sus aplicaciones.

Les recordamos que si están buscando un sensor o celda de carga en Byasa contamos con un extenso catálogo de la más alta calidad. Para conocer a detalle sus características, pueden navegar por nuestro sitio o ponerse en contacto con nosotros, con gusto los atenderemos.

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