La tecnologia di misurazione della forza in tutta la sua diversità
Gli estensimetri sono una parte indispensabile dei sensori della moderna tecnologia di misurazione. Convertono con precisione le deformazioni meccaniche in segnali elettrici e vengono utilizzati nei sensori di forza, nei sensori di pressione e nelle celle di carico. Sia per la misurazione della pressione estensimetrica che per il monitoraggio dei carichi meccanici, i nostri sensori estensimetrici di alta qualità offrono risultati affidabili e sono ideali per le applicazioni industriali.
La maggior parte dei trasduttori di forza utilizzati in tutto il mondo sono prodotti con estensimetri incollati. Tuttavia, verifichiamo sempre se le esigenze dei clienti possono essere soddisfatte meglio da sensori che utilizzano la tecnologia a film sottile o a film spesso.
Gli estensimetri misurano la deformazione meccanica. Sono costituiti da una struttura conduttiva su un materiale portante. Quando il materiale a cui sono legati viene sollecitato, la loro resistenza elettrica cambia in proporzione alla deformazione. Questa variazione viene convertita in un segnale elettrico preciso che riflette la deformazione del materiale. Gli estensimetri sono utilizzati nella tecnologia, nella ricerca e nell’industria per analizzare le sollecitazioni dei materiali e testare i limiti di carico.
Gli estensimetri sono indispensabili per il rilevamento preciso dei carichi meccanici nell’industria. Consentono misurazioni accurate in applicazioni quali sensori di forza, sensori di pressione e celle di carico. Grazie alla loro affidabilità e versatilità, gli estensimetri sono utilizzati in settori come l’ingegneria meccanica, l’industria automobilistica e la tecnologia medica. Aiutano a garantire la sicurezza, a ottimizzare i processi e a monitorare i limiti di carico in tempo reale.
Il 1938 è considerato l’anno di nascita dell’estensimetro. Da allora sono stati costruiti sensori di forza utilizzando queste piccole strisce. Permettono un’ampia varietà di geometrie. Con questa tecnologia è possibile realizzare sensori di forza(celle di carico) con un’elevata precisione.
Il funzionamento di un estensimetro (noto anche colloquialmente come strain gauge) si basa sulla variazione della resistenza elettrica quando viene deformato. L’estensimetro è costituito da un materiale di resistenza sensibile collegato a un supporto. Se il materiale viene allungato o compresso, la striscia si adatta, causando una variazione misurabile della resistenza. Questa variazione viene registrata con precisione tramite un ponte di Wheatstone e tradotta in un segnale elettrico. Il segnale fornisce informazioni dirette sull’entità della sollecitazione meccanica.
I sensori di forza sono principalmente molle di misura che si deformano elasticamente sotto carico. Gli estensimetri sono incollati nelle loro zone di espansione e compressione. Al ponte di Wheatstone si ottiene un segnale di uscita elettrico proporzionale al carico.
Gli estensimetri stessi sono resistenze a forma di meandro che si trovano su un film portante. Sono estremamente flessibili nelle loro applicazioni. Ciò significa che possono essere adattati molto bene alla gamma di materiali per molle in vari acciai e alluminio. Inoltre, non ci sono praticamente restrizioni per quanto riguarda la forma delle molle di misura, in quanto per il rilevamento delle deformazioni si possono utilizzare sia superfici piane che sferiche.
Gli estensimetri offrono numerosi vantaggi. La loro elevata precisione consente di misurare con esattezza forze, pressioni e deformazioni, anche in applicazioni complesse. Grazie ai materiali robusti e alla lavorazione accurata, sono caratterizzati da una lunga durata, anche in presenza di carichi elevati. La loro flessibilità d’uso li rende ideali per applicazioni in sensori di forza, sensori di pressione, celle di carico e test strutturali.
L’utilizzo degli estensimetri presenta diverse sfide. Le influenze della temperatura possono falsare le misurazioni, per cui spesso è necessaria una compensazione della temperatura. La stabilità a lungo termine degli estensimetri dipende dalla qualità dell’adesivo e del materiale. I sovraccarichi meccanici possono danneggiare la striscia o comprometterne la precisione. Inoltre, l’installazione richiede grande attenzione, poiché anche piccoli errori di montaggio possono falsare i risultati della misurazione. Per garantire l’accuratezza è necessaria anche una calibrazione regolare.
Gli estensimetri incollati sono il design più comune e si distinguono per la loro facilità d’uso e l’elevata precisione di misurazione. Vengono incollati direttamente sulla superficie da misurare e forniscono risultati precisi e affidabili. Questo design è ideale per applicazioni in sensori di forza, sensori di pressione, celle di carico e test strutturali.
Gli estensimetri depositati in fase di vapore vengono applicati direttamente sulla superficie in strati sottilissimi. Questo design è estremamente robusto, resistente alle alte temperature e garantisce risultati affidabili anche in condizioni difficili. Viene spesso utilizzato nella ricerca, nell’aviazione, nelle applicazioni ad alte prestazioni e nell’industria.
Gli estensimetri stampati o integrati sono particolarmente stabili e protetti dalle influenze ambientali, il che li rende ideali per le celle di carico e le applicazioni industriali più robuste. Gli estensimetri a filo, una tecnologia più vecchia, utilizzano dei fili come elementi di resistenza. Sono più semplici e meno precisi, ma vengono ancora utilizzati in specifiche applicazioni di nicchia. Gli estensimetri a semiconduttore offrono una sensibilità eccezionalmente elevata, ma sono sensibili alla temperatura e quindi adatti soprattutto alla ricerca e alle misurazioni di precisione. Gli estensimetri a film sottile sono applicati a substrati metallici, sono estremamente robusti e ideali per sensori ad alto carico. Estensimetri a film spessoin cui il materiale resistivo viene stampato su substrati di ceramica, si caratterizzano per la loro durata e versatilità, soprattutto nei sistemi di misura industriali.
Gli estensimetri, noti anche come estensimetri, sono ampiamente utilizzati in settori come l’ingegneria meccanica, l’industria automobilistica, l’aviazione e l’edilizia. Monitorano i carichi, assicurano il controllo della qualità e ottimizzano i sistemi meccanici. La loro capacità di misurare con precisione le deformazioni meccaniche li rende indispensabili per lo sviluppo di prodotti sicuri ed efficienti e per la verifica delle sollecitazioni dei materiali. Grazie alla loro flessibilità, gli estensimetri possono essere utilizzati praticamente ovunque, dalle superfici piane a quelle sferiche, con sensori per carichi nominali che vanno da pochi grammi a centinaia di tonnellate. Se ottimizzati, raggiungono precisioni nell’ordine dei ppm.
Nella misurazione della forza, gli estensimetri sono integrati nelle celle di carico per registrare con precisione le forze meccaniche. Consentono di monitorare le forze di compressione, trazione o taglio e vengono utilizzati nei banchi di prova, nelle macchine e nelle linee di produzione. Grazie alla loro precisione, le celle di carico estensimetriche sono ideali per l’automazione industriale e per il monitoraggio dei limiti di carico in applicazioni sensibili.
I sensori di pressione estensimetrici utilizzano estensimetri per misurare le variazioni di pressione causate dalla deformazione meccanica di un diaframma. Questi segnali vengono convertiti in valori di misura precisi. Le aree di applicazione tipiche sono i sistemi idraulici, la pneumatica, le misurazioni ambientali e i processi industriali in cui è necessario monitorare o regolare la pressione. I sensori di pressione estensimetrici offrono un’elevata precisione e affidabilità.
Gli estensimetri sono utilizzati anche nelle celle di carico per consentire misurazioni precise del peso, ad esempio nelle bilance a piattaforma o nei sistemi di trasporto. Nei test strutturali, misurano i carichi e le deformazioni dei materiali, ad esempio nei ponti o negli aerei, e contribuiscono alla sicurezza. Sono utilizzati anche nella robotica, nella tecnologia medica e nella ricerca, dove la precisione delle misurazioni è fondamentale.
Nonostante carichi nominali che vanno da pochi grammi a diverse centinaia di tonnellate, è possibile ottenere precisioni nell’ordine dei ppm se tutti i componenti sono abbinati in modo ottimale. Tuttavia, per molte applicazioni industriali, lo sforzo richiesto può essere ridotto, poiché i sensori di forza con una precisione dello 0,2% soddisfano i requisiti della maggior parte delle applicazioni.
I modelli tipici di sensori di forza sono gli assi di misura – noti anche come perni di misurazione del carico -, i sensori di forza di trazione, i tipi S o le aste di taglio e flessione, le celle di carico come trasduttori di forza di compressione in forma rotonda o cilindrica e le celle di carico a piattaforma. Puoi ordinare queste versioni standard nel nostro negozio online.
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Un estensimetro è un dispositivo di misura che rileva le deformazioni da stiramento e compressione e cambia la sua resistenza elettrica anche con piccole deformazioni.
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