Av. Aviación 2814 Of. 201 - San Borja - Lima, 15036 - Lima - Perú
INFORMACIÓN TÉCNICA
Celdas de Carga - Aplicación de Fuerzas en una Celda de Carga
El   entendimiento   de   la   forma   exacta   en   que   una   carga   o   fuerza   debe   ser   aplicada   a   la   celda   de   carga   es   de   vital importancia   para   el   buen   diseño   de   una   balanza   o   sistema   de   peso   en   tanques,   tolvas   y   silos,   permitiendo además una correcta selección del modelo de celda de carga adecuado para su aplicación.   EL IDEAL... Las   especificaciones   técnicas   de   las   celdas   de   cargas han   sido   determinadas   bajo   condiciones   de   laboratorio, aplicando   la   carga   o   fuerza   a   la   celda   bajo   condiciones lo más cercanas posibles a la perfección. En   la   figura   vemos   una   simple   aplicación   con   una   celda de   carga   de   tipo   vega   de   flexión.   Uno   de   los   lados   está firmemente    fijado    a    una    base    rígida,    con    el    extremo opuesto   libre   para   flexionar   de   acuerdo   al   peso   o   carga aplicada.   Bajo   condiciones   ideales,   la   superficie   será perfectamente plana, horizontal y totalmente rígida. La   carga   F   se   introduce   en   forma   vertical   con   un   mínimo de    fuerzas    extrañas    aplicadas.    Las    celdas    de    carga están   preparadas   para   ser   insensibles   en   lo   posible   a todas las fuerzas distintas a la vertical. Lamentablemente,   en   el   mundo   real,   el   montaje   de   las   celdas   y   las   condiciones   de   aplicaciones   de   fuerzas   están generalmente   alejados   del   ideal.   La   incorrecta   aplicación   de   fuerzas   es   muchas   veces   la   causa   encontrada   por   un buen   técnico   en   problemas   de   precisión   de   una   balanza.   Entendiendo   los   problemas   de   aplicación   de   fuerzas descritos   a   continuación   le   permitirá   prevenir   la   mayoría   de   los   problemas   en   la   instalación   de   sus   sistemas   de pesaje.  Aunque   en   este   caso   la   discusión   está   centrada   en   las   celdas   tipo   viga   de   flexión,   la   mayoría   de   estos   principios son igualmente aplicables para otros tipos de celdas.
FUERZAS ANGULARES Esta   es   una   condición   en   que   la   fuerza   F   es   introducida al    orifico    de    recepción    de    carga    en    un    ángulo    en relación   con   el   eje   central.   Esta   fuerza   se   anula   si   el componente   angula   llega   a   los   90°   en   relación   con   el eje   central.   Este   componente   horizontal   es   una   fuerza lateral,    a    la    que    la    celda    de    carga    es    totalmente insensible. Por   ejemplo,   si   la   fuerza   F   está   inclinada   en   4°   en relación    a    al    eje    central,    en    ese    caso    la    fuerza registrada   por   la   celda   de   carga   se   reduce   en   un   0.4° pues se aplica una fuerza lateral de 0.1F Si   esta   dirección   de   la   fuerza   aplicada   es   constante,   la calibración   compensará   este   error   y   la   balanza   será precisa.   En   cambio,   si   este   ángulo   varía   al   aplicar   el peso, se producirá falta de linealidad en la balanza, fricciones en el sistema mecánico y errores por histéresis.. Las   fuerzas   angulares   se   pueden   producir   por   accesorios   de   montaje   no   alineados   debidamente,   una   base   poco rígida, expansión o contracción térmica, deflexión al aplicar la carga, etc.
CARGAS EXCÉNTRICAS   Esta   es   una   condición   en   que   la   fuerza   es   aplicada   a la   celda   en   forma   vertical   pero   la   línea   del   aje   de acción   está   apartado   del   eje   del   orificio   de   carga   de la celda de carga. Esta   condición   no   afectará   el   normal   funcionamiento de   la   balanza   o   sistema   de   pesaje   si   la   posición   es constante, pues al calibrar se compensará el error. En   cambio,   si   este   punto   de   aplicación   varía   durante el   funcionamiento   del   sistema,   se   producirán   errores de linealidad e histéresis. Las   cargas   excéntricas   se   producen   generalmente por     accesorios     de     montaje     defectuosos     o     mal diseñados   y   por   expansión   /   contracción   por   acción térmica.
CARGAS LATERALES Esta   es   una   condición   en   que   la   fuerza   F   (   la   que usted   desea   medir)   está   acompañada   por   otra   fuerza R   aplicada   a   90°   en   relación   a   F.   Esta   fuerza   podría ser   constante,   pero   casi   siempre   varia   en   el   tiempo produciendo    errores    de    linealidad    e    histéresis.    La celda   de   carga   ideal   debe   ser   totalmente   insensible   a estas   fuerzas   laterales,   sin   embargo   en   la   práctica   se producen    errores    de    precisión    por    esta    causa    y generalmente no todas las celdas reaccionan de Un    problema    similar    es    la    fuerza    P,    similar    a    la anterior   pero   que   actúa   sobre   el   extremo   de   la   celda de    carga.    Las    fuerzas    laterales    son    causadas    por expansión     7     contracción     térmica,     montajes     no nivelados   y   movimientos   de   los   contenedores   (silos, tanques, tolvas).
FUERZAS GIRATORIAS O DE TORQUE Generalmente,    las    fuerzas    laterales    no    actúan directamente   sobre   un   eje   neutro,   causando   una fuerza   de   torque,   adicional   a   la   fuerza   lateral.   Una celda   puede   ser   afectada   por   fuerzas   de   torque (T)   de   muchas   maneras.   En   la   figura   (a)   se   ilustra una   condición   en   que   la   línea   de   acción   de   la fuerza   lateral,   es   apartada   del   eje   neutro   por   una distancia h resultante del torque sobre Rh. La   figura   (b)   ilustra   una   condición   en   que   el   peso cuelga   del   eje   de   la   celda   por   medio   de3   un   perno. Cualquier    fuerza    lateral    aplicad    a    este    sistema tendrá     un     efecto     de     trorque     mucho     mayor, aumentado   por   la   distancia   h1   en   relación   al   eje de fuerzas.
Finalmente   vemos   una   fuerza   de   torque   de   magnitud   F   y   como causa   de   la   fuerza   aplicada   fuera   del   eje   de   carga   de   la   celda. La   causa   esta   generalmente   determinada   por   accesorios   de montaje     no     nivelados,     expansión     /     contracción     térmica, deflexión    de    las    estructuras    de    soporte,    fuerzas    dinámicas laterales   causadas   por   acción   de   agitadores   o   batidores   en   los tanques, etc. Teniendo    en    cuenta    que    estas    fuerzas    son    generalmente variables,   no   es   posible   predeterminar   la   forma   en   que   pueden degradar la precisión del sistema de pesaje.
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El   entendimiento   de   la   forma   exacta   en   que   una   carga o   fuerza   debe   ser   aplicada   a   la   celda   de   carga   es   de vital   importancia   para   el   buen   diseño   de   una   balanza   o sistema   de   peso   en   tanques,   tolvas   y   silos,   permitiendo además   una   correcta   selección   del   modelo   de   celda   de carga adecuado para su aplicación.   EL IDEAL... Las   especificaciones   técnicas   de   las   celdas   de   cargas han   sido   determinadas   bajo   condiciones   de   laboratorio, aplicando   la   carga   o   fuerza   a   la   celda   bajo   condiciones lo más cercanas posibles a la perfección. En    la    figura    vemos    una    simple    aplicación    con    una celda   de   carga   de   tipo   vega   de   flexión.   Uno   de   los lados   está   firmemente   fijado   a   una   base   rígida,   con   el extremo    opuesto    libre    para    flexionar    de    acuerdo    al peso   o   carga   aplicada.   Bajo   condiciones   ideales,   la superficie     será     perfectamente     plana,     horizontal     y totalmente rígida. La    carga    F    se    introduce    en    forma    vertical    con    un mínimo   de   fuerzas   extrañas   aplicadas.   Las   celdas   de carga    están    preparadas    para    ser    insensibles    en    lo posible a todas las fuerzas distintas a la vertical. Lamentablemente,   en   el   mundo   real,   el   montaje   de   las celdas   y   las   condiciones   de   aplicaciones   de   fuerzas están   generalmente   alejados   del   ideal.   La   incorrecta aplicación    de    fuerzas    es    muchas    veces    la    causa encontrada    por    un    buen    técnico    en    problemas    de precisión   de   una   balanza.   Entendiendo   los   problemas de   aplicación   de   fuerzas   descritos   a   continuación   le permitirá   prevenir   la   mayoría   de   los   problemas   en   la instalación de sus sistemas de pesaje.  Aunque   en   este   caso   la   discusión   está   centrada   en   las celdas    tipo    viga    de    flexión,    la    mayoría    de    estos principios   son   igualmente   aplicables   para   otros   tipos   de celdas.
FUERZAS ANGULARES Esta    es    una    condición    en    que    la    fuerza    F    es introducida    al    orifico    de    recepción    de    carga    en    un ángulo   en   relación   con   el   eje   central.   Esta   fuerza   se anula    si    el    componente    angula    llega    a    los    90°    en relación     con     el     eje     central.     Este     componente horizontal   es   una   fuerza   lateral,   a   la   que   la   celda   de carga es totalmente insensible. Por   ejemplo,   si   la   fuerza   F   está   inclinada   en   4°   en relación    a    al    eje    central,    en    ese    caso    la    fuerza registrada   por   la   celda   de   carga   se   reduce   en   un   0.4° pues se aplica una fuerza lateral de 0.1F Si   esta   dirección   de   la   fuerza   aplicada   es   constante,   la calibración   compensará   este   error   y   la   balanza   será precisa.   En   cambio,   si   este   ángulo   varía   al   aplicar   el peso,   se   producirá   falta   de   linealidad   en   la   balanza, fricciones    en    el    sistema    mecánico    y    errores    por histéresis.. Las     fuerzas     angulares     se     pueden     producir     por accesorios    de    montaje    no    alineados    debidamente, una     base     poco     rígida,     expansión     o     contracción térmica, deflexión al aplicar la carga, etc.
CARGAS EXCÉNTRICAS   Esta   es   una   condición   en   que   la   fuerza   es   aplicada   a la   celda   en   forma   vertical   pero   la   línea   del   aje   de acción   está   apartado   del   eje   del   orificio   de   carga   de la celda de carga. Esta   condición   no   afectará   el   normal   funcionamiento de   la   balanza   o   sistema   de   pesaje   si   la   posición   es constante, pues al calibrar se compensará el error. En   cambio,   si   este   punto   de   aplicación   varía   durante el   funcionamiento   del   sistema,   se   producirán   errores de linealidad e histéresis. Las   cargas   excéntricas   se   producen   generalmente por     accesorios     de     montaje     defectuosos     o     mal diseñados   y   por   expansión   /   contracción   por   acción térmica.
CARGAS LATERALES Esta   es   una   condición   en   que   la   fuerza   F   (   la   que   usted desea    medir)    está    acompañada    por    otra    fuerza    R aplicada   a   90°   en   relación   a   F.   Esta   fuerza   podría   ser constante,    pero    casi    siempre    varia    en    el    tiempo produciendo   errores   de   linealidad   e   histéresis.   La   celda de   carga   ideal   debe   ser   totalmente   insensible   a   estas fuerzas    laterales,    sin    embargo    en    la    práctica    se producen    errores    de    precisión    por    esta    causa    y generalmente no todas las celdas reaccionan de Un   problema   similar   es   la   fuerza   P,   similar   a   la   anterior pero   que   actúa   sobre   el   extremo   de   la   celda   de   carga. Las   fuerzas   laterales   son   causadas   por   expansión   7 contracción      térmica,      montajes      no      nivelados      y movimientos     de     los     contenedores     (silos,     tanques, tolvas).
FUERZAS GIRATORIAS O DE TORQUE Generalmente,      las      fuerzas      laterales      no      actúan directamente   sobre   un   eje   neutro,   causando   una   fuerza de   torque,   adicional   a   la   fuerza   lateral.   Una   celda   puede ser    afectada    por    fuerzas    de    torque    (T)    de    muchas maneras.   En   la   figura   (a)   se   ilustra   una   condición   en que   la   línea   de   acción   de   la   fuerza   lateral,   es   apartada del   eje   neutro   por   una   distancia   h   resultante   del   torque sobre Rh. La   figura   (b)   ilustra   una   condición   en   que   el   peso   cuelga del   eje   de   la   celda   por   medio   de3   un   perno.   Cualquier fuerza   lateral   aplicad   a   este   sistema   tendrá   un   efecto   de trorque   mucho   mayor,   aumentado   por   la   distancia   h1   en relación al eje de fuerzas.
Finalmente   vemos   una   fuerza   de   torque   de   magnitud F   y   como   causa   de   la   fuerza   aplicada   fuera   del   eje de   carga   de   la   celda.   La   causa   esta   generalmente determinada      por      accesorios      de      montaje      no nivelados,   expansión   /   contracción   térmica,   deflexión de    las    estructuras    de    soporte,    fuerzas    dinámicas laterales    causadas    por    acción    de    agitadores    o batidores en los tanques, etc. Teniendo     en     cuenta     que     estas     fuerzas     son generalmente   variables,   no   es   posible   predeterminar la   forma   en   que   pueden   degradar   la   precisión   del sistema de pesaje.
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