Los sensores de fuerza, también conocidos como transductores de fuerza, detectan si un asiento de coche está ocupado o libre, evitan que las grúas levanten cargas demasiado pesadas, garantizan una densidad uniforme del material en las pastillas para lavavajillas o, en las prensas, aseguran que se aplique el mismo ciclo de presión sobre la pieza que se va a deformar. Convierten las fuerzas mecánicas en señales eléctricas que se pueden medir.
Los tipos de transductores de fuerza o sensores de fuerza son tan variados como sus campos de aplicación.
Sin embargo, el principio de funcionamiento de los sensores siempre es parecido.
No es casualidad que a los transductores de fuerza se les conozca también como sensores de fuerza en muchos ámbitos. Y es que consisten en un sensor que mide fuerzas y las convierte en una señal eléctrica. Las señales de salida de los sensores de fuerza suelen ser muy débiles y hay que amplificarlas y filtrarlas. Por eso, los sistemas modernos de medición de fuerza suelen incluir amplificadores y unidades de procesamiento de señales que transforman la señal a un formato útil. La calibración también es un paso fundamental para garantizar que las mediciones sean precisas y fiables.
Las desviaciones suelen oscilar entre el 0,05 % y el 2 %. Sin embargo, a menudo lo importante no es saber exactamente cuánta fuerza actúa sobre el sensor de fuerza, sino que esta no supere ni quede por debajo de un valor establecido. En estos casos, los sensores de fuerza desempeñan un papel fundamental, ya que proporcionan datos precisos y, por lo tanto, permiten una supervisión fiable.
El caso es diferente con las células de carga, que a menudo se mencionan junto con los transductores de fuerza: se diferencian de los sensores de fuerza, sobre todo, por una precisión mucho mayor, una señal de salida estandarizada sin amplificar y la indicación de la carga nominal en una unidad de peso.
Un campo de aplicación típico de los sensores de fuerza son los equipos de elevación, es decir, todos los dispositivos que levantan y mueven cargas en suspensión. Entre ellos se incluyen grúas, plataformas elevadoras, puentes grúa o polipastos. Una sobrecarga en un sistema de elevación puede provocar daños en el propio sistema, en las cargas que se están moviendo y, en el peor de los casos, lesiones a las personas. Los sensores de fuerza evitan esto o reducen considerablemente estos riesgos. Los sensores de fuerza típicos que se utilizan en los equipos de elevación son los grilletes de medición, las lengüetas de medición de tracción y los ejes de medición, también conocidos como pernos de medición de carga o pernos de medición.
Hoy en día, los transductores de fuerza son imprescindibles en muchos procesos de fabricación. En ellos, garantizan que los productos fabricados tengan una calidad alta y constante y que los procesos se desarrollen de forma uniforme. Un ejemplo es la técnica de unión, que consiste en unir de forma permanente dos o más componentes. Siempre que los remaches, las soldaduras, los tornillos, las uniones a presión o los engastes mantienen unidas las piezas, se necesita una presión predefinida que garantice una unión estable y, con ello, un producto final de alta calidad. Los sensores de fuerza supervisan y controlan la presión que se aplica a las piezas individuales durante el proceso de fabricación. Por supuesto, esto también juega un papel importante en otros procesos de fabricación, como en la industria química, al prensar pastillas para lavavajillas, briquetas o comprimidos, para que al final todos los productos prensados de un mismo tipo tengan la misma consistencia.
Los datos medidos se pueden guardar y archivar para documentar el proceso. Esto permite comprobarlos y reproducirlos fácilmente.
Las posibilidades de aplicación de los sensores de fuerza no paran de crecer, sobre todo en un mundo cada vez más automatizado. Gracias a ellos, los sistemas de control de los coches, por ejemplo, detectan si los asientos están ocupados o la fuerza con la que se cierran las ventanas y las puertas. Los sensores de fuerza sirven a los robots para detectar el contacto o los obstáculos. Y también las prótesis activas en ortopedia cuentan con sensores de fuerza integrados.
Primosensor afronta estos retos y desarrolla, para los clientes o en colaboración con ellos, soluciones nuevas y optimizadas que permiten medir la fuerza allá donde sea necesario.
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La seguridad funcional (FuSi) de un componente en la construcción de máquinas e instalaciones es una característica importante del producto. Ya desde la fase de desarrollo y diseño, requiere un análisis y una documentación exhaustivos que permitan determinar las probabilidades de fallo de ese componente para clasificarlo según los niveles de seguridad de las normas EN 13849 o EN 61508.
Las probabilidades de fallo de un componente y otros indicadores derivados de ellas también se conocen como «parámetros de seguridad».
Para nuestros sensores de fuerza, que podemos fabricar con configuración redundante para alcanzar niveles de seguridad más altos, proporcionamos los datos de seguridad tanto según la norma de seguridad EN 13849 (= PL) como según la EN 61508 (= SIL).
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