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Medição de Forças
As células de carga são estruturas mecânicas,
planejadas a receber esforços e deformar-se dentro do regime
elástico a que foram planejadas.
São utilizadas para tração ou compressão, medindo esforços em
prensas, cabos,
máquinas de ensaio, dinamômetros e uma infinidade de outras, sempre
que a medição de força for necessária, quer ela seja peso ou não.
Sistemas de Pesagem
Outra aplicação freqüente é na pesagem de tanques ou
silos, que permite um controle muito preciso do material recebido em
estoque e descarregado pelo reservatório. Neste caso especial,
cuidado deve ser tomadas com as escadas, tubulações e eletrodutos;
as primeiras não devem interconectar o reservatório ao solo e as
duas últimas disporem de conexões flexíveis e, se possível, largo
segmento horizontal que assegure a maior elasticidade possível
diante do deslocamento vertical do reservatório. Sempre que
possível, deve-se utilizar três células de carga para uma
distribuição mais uniforme da carga (o quarto apoio é
geometricamente redundante) e, preferencialmente, elas devem estar
situadas acima do centro de gravidade, de forma a tornar o sistema
autocentrante. Finalmente, em muitos casos que exista ação de ventos
ou estruturas muito esbeltas ou existência de agitadores, deve-se
prever tirantes de segurança limitantes ao deslocamento.
Equipamentos de dosagem é outra aplicação importante para células de
carga, em que uma determinada fórmula de mistura é estabelecida
através de set-points na instrumentação, que comandará a
abertura e fechamento das válvulas, cada vez que retirada uma
determinada quantidade de material de cada reservatório. Neste caso,
o princípio da dosagem pode ser "contínuo” (com as células de carga
instaladas em cada reservatório, subtraindo o valor descarregado do
mesmo), ou por "batelada" (em que as células de carga ficam
instaladas em um reservatório auxiliar, no qual os tanques, um de
cada vez, descarregam o material adicionando valores de acordo com
uma fórmula predefinida). Na escolha do método de dosagem contínuo
ou de batelada, deve-se levar em consideração a precisão necessária
do sistema, que é definida como o erro admissível do componente de
menor peso na fórmula. Obviamente que o processo por batelada conduz
a uma maior precisão absoluta, dado que a capacidade nominal das
células de carga que o suportam é menor do que as instaladas nos
reservatórios. Por outro lado, o uso do sistema contínuo permite
acessoriamente o controle do nível dos reservatórios que o compõe.
A aplicação de células de carga em balanças rodoviárias,
principalmente quando associadas a sistemas computadorizados,
permite controle de fluxo de mercadorias a granel nos
estabelecimentos industriais com a memorização do peso vazio dos
veículos e a possibilidade de obtenção de até dez mil divisões da
capacidade nominal da balança. Diversas soluções de dispositivos de
montagem para células de carga de balanças de veículos já foram
desenvolvidas, sendo a mais popular a que utiliza um par de elos,
que permite cinco graus de liberdade de deslocamento para a
plataforma, deixando a célula de carga inteiramente livre para
receber unicamente a força vertical da carga aplicada.
O advento das células de carga do tipo cisalhamento ou shear beam
possibilitou o desenvolvimento de plataformas de pesagem de baixo
perfil, ou seja, balanças com capacidade nominal muito alta (até 4
toneladas), dimensões muito variadas (até 2x2m), muito baixo perfil
(até 100mm de altura) e muito mais leves, se comparadas com suas
congêneres mecânicas ( de 80kg até 200kg de peso próprio). O uso
destas plataformas é bastante facilitado por ser de fácil
deslocamento, de necessitar de rampas ou recessos de baixa altura,
por possibilitar um resultado digitalizável e por, normalmente,
serem à prova de umidade, dada as características dos modelos
shear beam das células de carga empregadas.
Existem outros tipos de aplicações como balanças de guindastes e
pontes rolantes, balanças de fluxo para pesagem dinâmica de correias
transportadoras...
Balanças Eletrônicas
A mais popular aplicação de células de carga é nas
balanças comerciais eletrônicas. Elas utilizam uma célula única,
especialmente desenvolvida para suportar, sem prejuízo de medição,
um esforço de torção, decorrente da carga eventualmente colocada na
extremidade do prato.
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