La tecnologia di misurazione della forza in tutta la sua diversità
Sensore di forza
Misurazione precisa delle forze
Misura precisa, controllo affidabile: i sensori di misura della forza sono il cuore delle moderne soluzioni di misurazione e automazione. Nell’industria, nella ricerca o nel controllo qualità, forniscono risultati di misura precisi anche in condizioni difficili. Scopri le soluzioni di sensori ad alte prestazioni che combinano la massima precisione, robustezza e flessibilità e rendono le tue applicazioni più efficienti.
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Misurare le forze e tenere d'occhio i limiti
I trasduttori di forza sono spesso chiamati sensori di misurazione della forza – e per una buona ragione. Contengono un elemento sensore che rileva le forze applicate e le converte in un segnale elettrico. Poiché questi segnali grezzi hanno solitamente un’intensità di segnale molto bassa, sono necessari un’amplificazione e un filtraggio a valle. Per questo motivo, le moderne soluzioni di misurazione della forza spesso integrano già componenti di amplificazione ed elaborazione del segnale che convertono i valori misurati in un segnale che può essere ulteriormente elaborato. Un’attenta calibrazione è essenziale per garantire risultati di misura sempre accurati e riproducibili.
Le deviazioni di misura tipiche sono comprese tra lo 0,05 e il 2% del valore di fondo scala (F.S.). In molte applicazioni, tuttavia, l’attenzione non è tanto sul valore esatto della forza quanto sul monitoraggio dei valori limite. Il fattore decisivo è il superamento o il mancato raggiungimento di una determinata forza. È proprio in questo caso che la tecnologia dei sensori di forza mostra la sua forza, poiché consente un monitoraggio affidabile e continuo.
Da queste vanno distinte le celle di carico, che spesso vengono citate insieme ai trasduttori di forza, ma che presentano differenze sostanziali. Si contraddistinguono per una maggiore precisione di misurazione, forniscono un segnale di uscita non amplificato e standardizzato e sono progettati per un carico nominale definito, indicato in unità di peso.
Il sensore di forza adatto per ogni tipo di macchina
Il design dei sensori e la loro integrazione meccanica nella rispettiva macchina possono essere molto flessibili e personalizzati in base all’applicazione. Al contrario, l’integrazione elettrica nel sistema di controllo della macchina segue gli standard industriali consolidati. Di conseguenza, i sensori sono generalmente dotati di segnali di uscita standard, come 0…10 V o 4…20 mA, disponibili anche ridondanti su richiesta. Sono disponibili anche interfacce digitali come il CAN bus (CANopen). Con l’aiuto di appositi moduli per quadri elettrici, i sensori possono essere facilmente integrati in sistemi di comunicazione di livello superiore come ProfiNet, ProfiBus DP, RS-485, Ethernet, Ethernet/IP, DeviceNet o EtherCAT.
Diversi design di sensori per la misurazione della forza.
- I cuscinetti delle forcelle sono spesso dotati di assi di misura che sono noti anche come perni di misurazione del carico e sostituiscono un perno convenzionale con una variante misurabile.
- Per il monitoraggio delle forze di trazione nelle funi di sollevamento sono adatti i seguenti strumenti sensori di forza della fune che sono stati progettati appositamente per questo tipo di carico.
- I trasduttori di forza di taglionoti anche come barre di taglio, sono particolarmente facili da adattare in quanto possono essere montati su un lato con due sole viti.
- Se lo spazio disponibile per l'installazione è minimo le celle di carico sono una soluzione adatta grazie al loro design molto compatto.
- Per applicazioni con forze estremamente elevate, i trasduttori di forza ad anello trasduttori di forza ad anello sono spesso utilizzati.
- Nelle strutture a soffitto o di supporto, ad esempio nella tecnologia dei palcoscenici e degli eventi, vengono utilizzati grilli per la misurazione del carico. grilli per la misurazione del carico che combinano la sospensione del carico e la misurazione della forza in un unico componente.
Sensori di forza
sui paranchi
Un classico campo di applicazione dei trasduttori di forza è la tecnologia di sollevamento. Questa comprende tutti i sistemi con cui i carichi vengono sollevati e spostati liberamente, come gru, piattaforme aeree, ponti di sollevamento o paranchi a fune e a catena. Il sovraccarico di un sistema di sollevamento può causare danni al sistema stesso, al carico trasportato e, in casi estremi, gravi lesioni. L’uso di sensori di misurazione della forza contribuisce in modo significativo a evitare o almeno a minimizzare questi rischi. Nei paranchi vengono spesso utilizzati sensori speciali come grilli di misurazione, tiranti di misurazione della tensione e assi di misurazione, noti anche come perni di misurazione del carico o perni di misurazione.
Sensori di forza nell'industria e nella produzione
Nei moderni impianti industriali, soprattutto nell’industria chimica e di processo, i sensori di misura della forza sono diventati parte integrante di molti processi produttivi. Garantiscono che i processi produttivi siano stabili e riproducibili e che i prodotti fabbricati abbiano una qualità costantemente elevata. Un esempio tipico è la tecnologia di giunzione, in cui diversi componenti vengono uniti in modo permanente. Che si tratti di rivettatura, saldatura, avvitatura, pressatura o crimpatura: in tutti questi processi è necessaria una forza definita con precisione per garantire una connessione resistente e quindi un prodotto finale di alta qualità. I sensori di misurazione della forza registrano e controllano con precisione le forze che agiscono durante il processo.
Inoltre, svolgono un ruolo decisivo nei processi di produzione chimica, ad esempio nella pressatura di pastiglie per lavastoviglie, bricchette o compresse. Solo se la pressione di pressatura viene mantenuta con precisione, tutti i pellet pressati in un lotto avranno la stessa consistenza e compattezza. I valori misurati registrati durante il processo possono essere salvati e archiviati, consentendo una documentazione completa del processo. Ciò significa che i processi produttivi possono essere tracciati, controllati e riprodotti in modo affidabile in qualsiasi momento.
Aree di applicazione versatili
Le aree di applicazione dei sensori di forza sono in continua espansione, soprattutto in un contesto di crescente automazione. Nei veicoli, ad esempio, consentono ai sistemi di controllo di rilevare l’occupazione dei sedili o di monitorare le forze che agiscono durante la chiusura di finestre e porte. Nella robotica, i sensori di forza aiutano a riconoscere il contatto o a rilevare in modo affidabile gli ostacoli. Sono diventati indispensabili anche nella tecnologia ortopedica, ad esempio come componente integrale delle protesi attive.
Primosensor risponde a queste esigenze con un’esperienza innovativa e sviluppa soluzioni personalizzate, sia autonomamente che in stretta collaborazione con i propri clienti. L’obiettivo è quello di realizzare misure di forza affidabili esattamente dove sono necessarie.
Stai cercando il trasduttore di forza giusto? Saremo lieti di aiutarti a scegliere dal nostro portfolio o di consigliarti soluzioni personalizzate.
Trasduttori di forza e sicurezza funzionale
Trasduttore di forza Primosafe
La sicurezza funzionale (FuSi) di un componente nell’ingegneria meccanica e impiantistica è una caratteristica rilevante del prodotto. Richiede un’analisi e una documentazione approfondita fin dalla fase di sviluppo e progettazione, che permetta di determinare le probabilità di guasto di questi componenti per classificarli in base ai livelli di sicurezza previsti dalla norma EN 13849 o EN61508.
Le probabilità di guasto di un componente e le altre cifre chiave che ne derivano sono definite anche dati chiave di sicurezza.
Per i nostri sensori di forza, che possiamo anche progettare in modo ridondante per raggiungere livelli di sicurezza più elevati, forniamo le caratteristiche di sicurezza in conformità con gli standard di sicurezza EN 13849 (= PL) e EN 61508 (= SIL).
Puoi trovare maggiori informazioni su questo argomento qui:
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