Exp. 7: Load Cell
Erick R Colón Morales
Jose A. Vázquez González
Luis F. Melendez Quiñones
Alex J. Caceres Silva
Mechanical Engineering Department, Universidad Ana G. Méndez recinto de Gurabo, PR
Abstracto
En este laboratorio nos entregaron unos datos de un componente electromecánico llamado Load
Cell o Célula de Carga , Conector de Carga. Según la información dada debemos investigar para
que sirve este Load Cell, su propósito dentro del laboratorio y dentro del componente en el cuál
pertenece en este objeto del laboratorio Debemos encontrar como podemos utilizar en los
programas de la clase como Labview y que pasos debemos seguir haciendo para poder efectuar o
utilizar correctamente este tipo de equipo en el laboratorio. También debemos añadir su creación
y sus medidas, sobre todo que resultados debemos obtener de este análisis y otros
funcionamientos podemos añadirle o encontrar del mismo.
Introducción
Una celda de carga es un transductor de fuerza. Convierte una fuerza como tensión, compresión,
presión o par en una señal eléctrica que se puede medir 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒 = 𝑓(𝐹𝑜𝑟𝑐𝑒). Los tipos más
comunes de celdas de carga que se utilizan son extensométricas, neumáticas e hidráulicas. Estaa
se fabrican mediante el uso de un miembro elástico (con un patrón de deflexión muy repetible) al
que se unen varias galgas extensométricas.
Cuando la carga se aplica al cuerpo de una celda de carga resistiva como se muestra arriba, el
miembro elástico se desvía como se muestra y crea una tensión en esos lugares debido a la
tensión aplicada. Como resultado, dos de las galgas extensiométricas están en compresión,
mientras que las otras dos están en tensión. Durante una medición, el peso actúa sobre el
elemento de resorte metálico de la celda de carga y provoca una deformación elástica. Esta
tensión (positiva o negativa) se convierte en una señal eléctrica mediante un medidor de tensión
(SG) instalado en el elemento de resorte. El tipo más simple de celda de carga es una viga de
flexión con un medidor de tensión.
Proceso Experimental
El primer paso que se efectua en este laboratorio son las especificaciones del Load Cell. En este
caso seria un Load Cell Sensor, LACE 2 kgf. Sus especificaciones nos dice que podemos utilizar
un cable 0.6 y que sobre todo tiene un balance equivalente ±5. Es decir que esto es práctico para
que podamos medir las masas dentro del laboratorio y que también nos servirá para que podamos
crear un aproximado y podamos calibrar el Load Cell según las especificaciones del laboratorio.
Ahora tenemos el segundo paso que seria ver los instrumentos del laboratorio y en cuál tenemos
un equipo de power que especifica que tiene 10V como pico máximo y eso nos cae
congruentemente con la especificaciones del Load Cell que tiene un máximo de 15V pero que su
nivel óptimo de 10V. Como tercer paso se debe conectar los cables según las seguridades y las
instrucciones dadas. Es decir, primero el cable verde que este caso hace “ground” y el negro hace
de neutro para crear cualquier cambio eléctrico o alguna conexión que se vaya hacer, que este
caso es una conexión de un cable rojo y negro para la conexión de es el power source que
utilizaremos de 10V. Después de esto se utilizaria el equipo de NI 9211 DAQ o sea que todo lo
conectaremos a la computadora para poder utilizarla de monitor y tener una visión más clara del
trabajo que estamos haciendo del laboratorio y para continuar con la calibración del mismo. Ya
que tengamos este paso, se busca el Labview para hacer la medición y el programa de Labview
que va leer los voltajes sobre todo las masas que utilizaremos en el análisis para poder llegar a
una conclusión del mismo y que todo el laboratorio se vaya efectuar perfectamente según las
especificaciones del laboratorio y en sí la calibración del Load Cell por Labview que es el
objetivo principal de este laboratorio. Cuando tenemos la programación hecha que nos ayudará a
medir el voltaje según la masa. Podemos efectuar varios pasos consecuentes, el primero sería
utilizar el objeto dado por el profesor y colocarlo como peso inicial del laboratorio para obtener
la dada que queremos para la data de las tablas que vamos a crear por Excel para si ver el
crecimiento del voltaje según la masa siga aumentando. Esto es parecido a las tablas que
obtuvimos de regresión lineal en el primer laboratorio de la clase.
Mass
(g)
50
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
Voltage
(mV)
0.106039
0.264578
0.329161
0.394039
0.457525
0.521145
0.585709
0.648823
0.713835
0.777626
0.840979
300
250
200
150
100
50
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Analysis
La programación de Labview fue utilizada para el Load Cell, gracias a ella podemos ver
y aprender que todo esto es posible con solo un código. Tras eso debemos resaltar que se hizo un
programa de medición para poder obtener las medidas exactas en una tabla y con esto llegar al
final del laboratorio que fue obtener la gráfica y la fuerza de reacción del suelo o sea la fuerza
que reacción según la masa o el peso en el Load Cell. Pudimos obtener la data para hacer la
gráfica que fue hecha en Excel para poder tener una vista más segura y poder extraer la
información necesaria que queríamos. Que este caso fue la pendiente y el intercepto para con
esto dar por concluido con la medición de Load Cell. Por último, debemos decir que la medición
del Load Cell fue perfectamente congruente y que la calibración fue lo mejor posible, ya que
podemos verlo en la tabla que obtuvimos de la pendiente y del intercepto.
Conclusión
En este laboratorio pudimos que comprobar que calibración de los Load Cells es
dependiente de su descripción, de su funcionamiento. Que a pesar de que todo esto a sido virtual
con los datos dados por el profesor ha sido un laboratorio que se ha podido completar con las
especificaciones del mismo y se ha podido encontrar la programación correcta para llevar acabo
la medición de masa o peso que se efectúa en el Load Cell sin haber tenido que hacer el
experimento ya que por restricciones de COVID se empezaron a trabajar tarde.
Referencias
Instruments, N., 2020. Measuring Strain with Strain Gages. [online] Ni.com. • Company, S. (2020).
What is the Load Cell Calibration Procedure for Weighing Applications? from https://www.omega.com
THE STRAIN GAUGE. (2020). Retrieved 29 November 2020, from
http://web.deu.edu.tr/mechatronics/old/TUR/strain_gauge.htm
Load cell working principle and connections | Wheatstone Bridge | Type of Load cell and App by KEE
SOLUTION. Load cell working principle and connections | Wheatstone Bridge | Type of Load cell and App
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