Rice Lake Z6 Single-Ended Beam, SS Welded-seal, IP67, OIML C3 - Manual (Página 12)

Teoría eléctrica de celdas de carga 9
6.0 Teoría eléctrica de celdas de carga
6.1 Alambrado
Una celda de carga puede tener un cable con cuatro o seis
hilos. Una celda de carga con seis hilos, además de tener
líneas de + y - señal y líneas de + y - excitación, también tiene
líneas de + y - sensado. Estas líneas de sensado están
conectadas a las conexiones de sensado del indicador. Estas
líneas comunican al indicador cuál es el voltaje actual en la
celda de carga. A veces hay una caída de voltaje entre el
indicador y la celda de carga. Las líneas de sensado envían
información de vuelta al indicador. El indicador luego ajusta su
voltaje para compensar por la perdida de voltaje o amplifica la
señal devuelta para compensar por la perdida de alimentación
a la celda.
Los hilos de la celda de carga están diferenciados con colores
para ayudar establecer las conexiones correctas. La hoja de
datos de calibración para cada celda de carga contiene la
información sobre la diferenciación por colores para esa
celda. Rice Lake Weighing Systems también provee un guía a
los colores de los hilos de celda de carga en la contracubierta
de nuestra Guía a Celdas de Carga [Load Cell Guide].
6.2 Datos de calibración
La mayoría de las celdas de carga vienen con una hoja de
datos de calibración o un certificado de calibración. Esta hoja
les da los datos pertinentes a su celda de carga. La hoja de
datos está apareada con la celda de carga por el número de
modelo, el número de serie, y su capacidad. Otra información
encontrada en una hoja típica de datos de calibración son: la
salida expresada en mV/V, el voltaje de excitación, la falta de
línealidad, el histéresis, el balance de cero, la resistencia de
entrada, la resistencia de salida, el efecto de la temperatura
sobre la salida y el balance de cero, la resistencia del
aislamiento, y la longitud del cable. La diferenciación de los
alambres por colores también está incluida en la hoja de
datos de calibración.
6.3 Salida
La salida de una celda de carga no solo es determinada por el
peso aplicado, sino también por la fuerza del voltaje de
excitación y su sensibilidad clasificada V/V de la capacidad
entera de la báscula. Una salida típica para una celda de
carga a plena capacidad es de 3 milivoltios/voltio (mV/V). Esto
quiere decir que para cada voltio de voltaje de excitación que
se aplica a su capacidad total, habrán 3 milivoltios de señal de
salida. Si tenemos 100lbs aplicadas a una celda de carga de
100lb con 10 voltios de excitación aplicadas, la fuerza de la
señal será de 30mV. Eso es 10V x 3mV/V=30mV. Ahora
apliquemos solo 50lbs a la celda, manteniendo nuestro voltaje
de excitación en 10 voltios. Dado que 50lbs es 50% o la
mitad de una carga completa, la fuerza de señal de la celda
de carga sería de 15mV.
Figure 6-1. Wheatstone Bridge
El puente de Wheatstone mostrado en la Figura 6-1 es un
diagrama sencillo de una celda de carga. Los reostatos o
r e o s t a t o s m a r c a d o s T
1
y T
2
re p re s e n t a n g a l g a s
extensiométricas que terminan estando en tensión cuando se
aplica una carga a la celda. Los reostatos o reostatos
marcados C
1
y C
2
representan galgas extensiométricas que
terminan estando en compresión cuando se aplica una carga.
Se refiere a los hilos +In y -In como los hilos +Excitación
(+Exc) y -Excitación (-Exc). Se aplica la alimentación a la celda
de carga desde el indicador a través de estos hilos. Los
voltajes de excitación más comunes son de 10VCC y 15VCC,
dependiendo del indicador y las celdas de carga que son
utilizadas. Se refieren a los hilos +Out y -Out como los hilos
+Señal (+Sig) y -Señal (-Sig). La señal obtenida de la celda de
carga es enviada a las entradas de señal del indicador de
peso para ser procesada y representada como un valor de
peso en la pantalla digital del indicador.
Mientras que se aplica peso a la celda de carga, las galgas C
1
y C
2
son comprimidas. El alambre de la galga se vuelve más
corto y su diámetro aumenta. Esto disminuye las resistencias
de C
1
y C
2
. Simultáneamente, las galgas T
1
y T
2
quedan
estiradas. Esto alarga y disminuye el diámetro de T
1
y T
2
,
aumentando sus resistencias. Estos cambios en resistencia
causan que más corriente fluya a través de C
1
y C
2
y menos
corriente fluya a través de T
1
y T
2
. Ahora se detecta una
diferencia potencial entre la salida o los hilos de señal de la
celda de carga.
Tracemos el flujo de corriente a través de la celda de carga.
La corriente o tensión es suplida por el indicador a través del
hilo -In. La tensión fluye de -In a través de C1 y a través de
-Out al indicador. Desde el indicador, la tensión fluye por el
hilo +Out, a través de C2 y de vuelta al indicador, entrando
por +In. Para poder tener un circuito completo, necesitamos
tomar corriente o tensión del lado -In de la fuente de
alimentación (el indicador) y llevarlo al lado +In. Pueden ver
que hemos logrado eso. También necesitamos pasar la
corriente o tensión a través del circuito de lectura de señal del
indicador. Habíamos logrado eso mientras que la corriente
pasaba del hilo -Out a través del indicador y de vuelta a la
celda de carga a través del hilo +Out. A causa de la alta
impedancia (resistencia) interna del indicador, muy poca
tensión o corriente fluye entre -Out y +Out.