Lo esencial
Un transductor convierte una magnitud física en una señal eléctrica proporcional a ella. En una célula de carga, la fuerza deforma el cuerpo, y unas galgas extensométricas cableadas en puente de Wheatstone ven su resistencia variar con esa deformación. La señal del puente se acondiciona y se amplifica antes de llegar al sistema de adquisición de datos. Una célula de carga uniaxial mide una dirección; una célula de carga triaxial mide tres fuerzas perpendiculares; una célula de carga de seis ejes añade los tres momentos.
¿Qué es un transductor?
Un dispositivo que convierte una forma de energía en una señal legible. La salida es eléctrica y proporcional a la magnitud medida: fuerza, par, posición, aceleración o temperatura.
- Los transductores activos no necesitan fuente de alimentación: un termopar es uno de ellos.
- Los transductores pasivos necesitan una fuente de alimentación externa; su salida es una variación de resistencia, capacidad u otro parámetro eléctrico. Una célula de carga con galgas extensométricas o un transductor de par lo es.
¿Cómo mide una fuerza una célula de carga?
La fuerza deforma el cuerpo de la célula de carga. Unas galgas extensométricas en un puente de Wheatstone cambian de resistencia con esa deformación. El puente necesita una excitación; su salida pasa por el acondicionamiento y la amplificación de la señal y sale como una tensión para el sistema de adquisición de datos.
¿Tres ejes o seis?
Tres ejes si el ensayo solo necesita las fuerzas; seis si también necesita los momentos.
- Tres ejes: Fx, Fy y Fz, cada uno sobre un puente completo, en un mismo cuerpo. La serie TR3D va de 1,1 kN por eje (TR3D-B-250) a 444 kN (TR3D-D-100K).
- Seis ejes: las tres fuerzas y el momento alrededor de cada eje, sobre seis puentes. TR6D-C: 71, 89 y 178 kN con 1,4, 4,5 y 9,5 kN·m. TR6D-F, de poca altura: 22 y 45 kN con 1,1 y 3,4 kN·m.
- Cada célula de seis ejes se entrega con un certificado de calibración ISO/IEC 17025 que incluye su matriz de diafonía.
¿Dónde se utilizan las células de carga de seis ejes?
Allí donde actúan juntos fuerzas y momentos y hay que separarlos.
- Biomecánica y ortopedia: simulaciones de articulaciones, prótesis de miembros.
- Robótica: sistemas de prensión y montaje de productos.
- Automoción: ensayos de choque, de frenado y en curva.
- Túneles de viento: sustentación, resistencia y fuerza lateral, con momentos de guiñada, de alabeo y de cabeceo.
¿Pueden utilizarse sobre el terreno?
Sí. Los cuerpos de los TR3D, TR6D-C y TR6D-F son estancos y compensados en temperatura, utilizables de −40 a 149 °C, para la adquisición de datos sobre el terreno así como para los ensayos en laboratorio. Cuando ningún modelo del catálogo se adapta, la célula de carga se fabrica a medida o la propia pieza se equipa con galgas extensométricas.
Lo esencial
- Una célula de carga con galgas extensométricas es un transductor pasivo: necesita una alimentación y un amplificador.
- Tres ejes dan las fuerzas; seis ejes añaden los momentos.
- Ningún modelo del catálogo se adapta: la propia pieza puede convertirse en el transductor.