Celle di carico

Range di carico

5 N - 2.500 kN (quasi statico)
1 kN - 1.000 kN (dinamico)

Classe di accuratezza

ISO 7500-1
ASTM E4

Comparazione delle celle di carico Requisiti Vantaggi & caratteristiche Caratteristiche di accuratezza Accessori opzionali

Nel campo delle prove materiali, una cella di carico viene utilizzata per caratterizzare le proprietà meccaniche di un materiale misurando la forza necessaria per deformarlo o romperlo. I sensori delle celle di carico convertono la forza fisica in una tensione elettrica che può essere misurata. Le celle di carico possono essere utilizzate per prove di trazione, compressione e flessione, nonché per prove di torsione e cicliche.

Visti i requisiti spesso severi e diversi delle prove materiali, la cella di carico viene considerata il cuore del sistema di prova. Per sua natura, fornisce il prerequisito per risultati di prova affidabili e interpretabili. Per garantire che questo componente centrale sia integrato in modo ottimale nel sistema di prova, ZwickRoell ha sviluppato e prodotto la serie di celle di carico brevettate Xforce, che soddisfano i requisiti più elevati in termini di accuratezza e robustezza.

Celle di carico a confronto
Xforce	Precision P	High-precision HP	High-precision HP+ ¹	K	K+ ¹	High-capacity	Dynamic ^₂
Nominal force F_nom	da 5 N a 150 kN	da 5 N a 10 kN	da 5 N a 10 kN	da 10 kN a 250 kN	da 10 kN a 250 kN	da 330 kN a 2500 kN	da 1 kN a 1000 kN
Grado di accuratezza 1 da 2 % di F_nom	0,4 %	0,2 %	0,1 %	0,2 %	0,1 %	Da 0.2% di Fnom	Da 0.4% di Fnom
Classe di accuratezza 0,5	2 %	1 %	0,1 %	1 %	0,1 %	Da 1% di Fnom	Da 1% di Fnom
Applicazioni	quasi-statiche	quasi-statiche	quasi-statiche	quasi-statiche	quasi-statiche	quasi-statiche	quasi-statiche e test di fatica

¹ Le celle di carico + hanno un campo di misura più ampio in cui la calibrazione è valida.
² La cella di carico dinamica Xforce è dotata di un accelerometro integrato (da 5 kN).

Requisiti celle di carico

Limiti di forza assiale

Limiti di forza assiale sono i limiti e gli intervalli di forza in direzione dell'asse di misura della cella di carico. Una forza eccessiva nella direzione dell'asse di misura della cella di carico può portare a una limitata accuratezza di misura e alla deformazione permanente della cella di carico.

La cella di carico Xforce può sopportare il 300% della forza nominale senza guasti meccanici e fino al 150% senza spostamento del punto zero. Grazie all'esclusivo sistema di identificazione elettronica della cella di carico, il nostro software di prova testXpert identifica automaticamente la cella di carico e le sue proprietà e definisce i limiti di forza e di spostamento appropriati per il test.

Forze trasversali

Le forze trasversali sono forze esterne che agiscono sulla superficie di montaggio dello strain gauge perpendicolarmente all'asse di prova. Queste forze possono influenzare negativamente i risultati delle prove.

Le nostre celle di carico Xforce (HP e K) sono progettate e costruite per prove soggette a forze trasversali. Una forza trasversale pari al 10% della forza nominale causa una deviazione di solo ±0,02% del valore misurato.

Temperatura

Le variazioni di temperatura sulla cella di carico possono provocare deformazioni e influenzare il risultato della prova.

Le nostre celle di carico Xforce HP e K, in particolare, sono dotate di una funzione di compensazione della temperatura integrata.

Momenti flettenti

I momenti flettenti si verificano quando una forza trasversale viene applicata in modo sfalsato da una leva o quando la forza assiale viene applicata in modo sfalsato a causa di un'eccentricità.

Le celle di carico Xforce sono progettate per ridurre al minimo i momenti flettenti. Gli elementi di deformazione presentano un'elevata rigidità di flessione in presenza di forze trasversali, momenti flettenti o torsioni.

Torsione

Se una forza trasversale non colpisce direttamente l'asse di misura, viene generata una torsione. Le torsioni sono generate dal dispositivo di prova o dal provino, come ad esempio nelle prove di compressione delle molle elicoidali.

Per le celle di carico Xforce, la coppia corrisponde allo 0,2% (P e HP) o allo 0,005% (K) della forza nominale per mm per ogni mm di spostamento parallelo.

Video: Celle di carico Xforce

Robuste e altamente accurate. Non basarti solo sulla nostra parola. Guarda tu stesso!

Celle di carico Xforce - brevetto esclusivo ZwickRoell

Vantaggi e caratteristiche delle celle di carico Xforce

Il sistema di configurazione del sistema nel software di prova testXpert III

Funzione esclusiva di auto-identificazione

Tempo risparmiato, errori evitati e protezione della cella garantita

Dopo il collegamento, il tipo di cella di carico e le sue proprietà, compresi i limiti di forza e di corsa, vengono automaticamente importati e identificati dal nostro software di prova testXpert.
Viene così eliminata la necessità di inserire manualmente queste informazioni, evitando possibili errori di inserimento da parte dell'utente.
Informazioni critiche, come le condizioni di sovraccarico del sensore e la data in cui si sono verificate, vengono registrate nella memoria del sistema di identificazione.

Taratura in stabilimento conforme agli standard

Affidati all'accuratezza della tua cella di carico!

Taratura certificata in casa madre secondo ASTM E4 e ISO 7500
Prima della spedizione, viene tarata ogni cella di carico insieme al sistema di prova completo, inclusa l'elettronica di misura e controllo.
Le informazioni sulla taratura sono documentate in un certificato di taratura fornito con la cella di carico.

Scopri di più su ISO 7500-1 / ASTM E4

Linearità eccezionale

Massimizza il valore dei tuoi risultati di prova!

La linearità, o non linearità, rappresenta l'errore di misura della cella di carico sull'intero intervallo operativo.

L'ASTM E4 stabilisce che l'errore di lettura relativo non deve superare l'1% del valore misurato (in genere tra l'1% e il 100% della forza nominale della cella di forza):

Celle di carico Xforce HP e Xforce K: l'errore di lettura massimo è 1% del valore misurato dallo 0,1% della forza nominale e 0,25% del valore misurato dallo 0,4% della forza nominale
Cella di carico Xforce Dynamic: l'errore di lettura massimo è 1% del valore misurato dallo 0,5% della forza nominale e 0,5% del valore misurato dall’1% della forza nominale

La norma ISO 7500-1 prevede classi di accuratezza da 0,5 a 3, con la classe 1 come requisito di taratura più comune per le macchine di prova dei materiali;

Le celle di carico Xforce soddisfano tutti e cinque i requisiti ISO 7500-1, classe di accuratezza 1 e classe di accuratezza 0.5.

Ampio campo di misura con cella di carico

Non è necessario acquistare e tarare più celle di carico!

Con un'unica cella di carico, che offre un campo di misura dallo 0,1% al 100% della forza nominale, si riescono a coprire molteplici requisiti applicativi.
Il campo di misura disponibile non è influenzato dalla configurazione di prova presente o dal peso di un afferraggio, purché sia inferiore al 45% della sua forza nominale.

Robuste e affidabili

Testare in tutta tranquillità!

Protezione da sovraccarico integrata
Il software di prova testXpert consente di impostare limiti di forza ai quali il sistema di prova si arresta automaticamente.
I finecorsa software e hardware limitano il movimento della traversa per proteggere le celle di carico e gli strumenti di prova.
Le celle di carico Xforce possono sopportare il 300% della forza nominale senza guasti e fino al 150% senza spostamento del punto zero. Pertanto, di solito non è necessario prevedere protezioni da sovraccarico come molle precaricate, arresti meccanici o guide per l'assorbimento delle forze laterali.

Lavorare in due aree di prova con una cella di carico e codoli di montaggio

Montaggio semplice, rapido e preciso degli afferraggi

Facile sostituzione e allineamento dei dispositivi di prova

Ogni cella di carico è dotata di un codolo di montaggio di precisione, che consente di montare rapidamente gli afferraggi e gli strumenti di prova, senza gioco e con un allineamento ottimale rispetto all'asse di prova.
Le posizioni di riferimento (ad esempio la distanza tra i tool) vengono impostate una sola volta e memorizzate nel software di prova testXpert.
La cella di carico Xforce K è dotata di un secondo codolo di montaggio opzionale per configurazione in due aree di prova.
Le celle di carico dinamiche Xforce sono sempre dotate di connessioni a flangia per garantire la resistenza alla fatica dinamica.

Cambio cella di carico veloce

Riduzione dei tempi grazie all'uso di più celle di carico sulla stessa macchina

Se vengono utilizzate diverse celle di carico o se esiste la necessità frequente di cambi di cella si consiglia l'opzione "collegamento tramite codolo di montaggio". Con il codolo di montaggio, è possibile collegare una seconda cella di carico a quella già presente nel sistema di prova, come si farebbe con un dispositivo da fissare alla cella di carico esistente. Invece di montare la cella di carico ogni volta che è necessario cambiarla, aggiungendo un codolo di montaggio la cella originale rimane in posizione. Questa opzione offre i seguenti vantaggi:

I cavi non sono inutilmente sollecitati dall'avvitamento e dallo svitamento.
Maggiore flessibilità e risparmio di tempo.
Allineamento immediato con l'asse di prova.

Come funziona una cella di carico?

La cella di carico più comunemente utilizzata è lo strain guage. Funziona per mezzo di un elemento di deformazione meccanica al quale sono fissati gli estensimetri sotto forma di ponte di misura.

Quando si applica una forza alla cella di carico, l'elemento meccanico a cui è collegato lo strain guage si deforma elasticamente. La deformazione sotto forma di allungamento e compressione meccanica causa l'allungamento o la compressione dello strain guage. Questa variazione di resistenza legata alla deformazione (e quindi dipendente dalla forza) viene convertita in un segnale elettrico elaborato dall'elettronica di misura.

Una cella di carico a compressione misura le forze di compressione ed è solitamente installata sotto il dispositivo di prova. Una cella di carico a trazione misura le forze di trazione.

Come funziona una cella di carico? Disegno della cella di carico con strain guage in allungamento e compressione — Allungamento / compressione dello strain guage

Accuratezza della cella di carico

L'accuratezza di una cella di carico è determinata dall'applicazione di un errore di misura. Più piccolo è l'errore di misura, più accurata è la cella di carico. La specifica di accuratezza più comune è la linearità (o non linearità).

Rappresentazione grafica della linearità di una cella di carico

Linearità (o non linearità)

¹ Prestazione ² Carico ³ Regolazione dello zero ⁴ Potenza ⁵ Non linearità ⁶ Isteresi

La linearità è una relazione matematica rappresentata da una linea retta. Nel caso di una cella di carico, è la relazione tra la forza applicata e il risultato del sensore. L’accuratezza di una cella di carico è normalmente indicata sotto forma di ±x% del valore visualizzato.

Ad esempio: Una Xforce HP+ da 1000 N è tarata in Classe 0,5. L’accuratezza è pari a ±0,5% del valore visualizzato della cella di carico da 1 N a 1000 N. 1 N può essere misurato con un’accuratezza di ± 0,005N.

Isteresi

L'isteresi è definita come la differenza massima tra due letture della cella di carico per lo stesso carico applicato, dove una lettura è ottenuta aumentando il carico da zero e l'altra è ottenuta diminuendo il carico dal carico nominale massimo della cella di carico.

Ripetibilità

Differenza massima tra le letture delle celle di carico durante applicazioni di carico ripetute nelle stesse condizioni di carico e ambientali.

Variazione della temperatura dell'intervallo e del punto zero

La variazione della potenza o del punto zero è legata alla variazione della temperatura della cella di carico.

Scopri come le nostre celle di carico possono aiutarti a risolvere tutte le tue sfide di prova.

Contatta i nostri esperti: saremo lieti di rispondere alle tue domande.

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Accessori opzionali delle celle di carico

Dispositivo per il controllo giornaliero

Il dispositivo per il controllo giornaliero viene usato per la verifica su celle di carico fino a 500 N attraverso la comparazione dei valori misurati in seguito alla nuova taratura/regolazione. Il dispositivo consiste in due standard di riferimento (master/slave).

Implementazione dei dispositivi e del software su un numero qualsiasi di macchine grazie alla semplicità di installazione e rimozione.
Rilevamento di errori sistematici in direzione di trazione e compressione nella cella di carico.
Risultati di prova affidabili: l’esecuzione di controlli tra le tarature periodiche garantisce l'assenza di errori sistematici nel trasduttore di forza.
I risultati del controllo giornaliero sono documentati in un report TestXpert.
Tracciabilità: Tutti i test critici per la sicurezza hanno requisiti specifici in termini di tracciabilità e documentazione. Con il nostro software di prova ZwickRoell, l'amministratore può specificare cosa deve essere registrato e per quali operazioni ed eventi devono essere aggiunte le relative motivazioni.

Dispositivo per il controllo giornaliero delle celle di carico fino a 500 N

Sistema di misurazione della forza Xforce con unità bypass del carico

Le celle di carico con unità di bypass del carico sono particolarmente adatte quando:

I test vengono eseguiti ad alta velocità, poiché in questo caso c'è il rischio che i limiti di forza impostati non reagiscano abbastanza rapidamente.
I test si svolgono con una piccola separazione tra i tool di prova o con brevi distanze di spostamento; pertanto, sono particolarmente adatte anche per le prove su molle e componenti.

Durante le prove in direzione di compressione, le celle di carico Xforce HP sono tutelate da una protezione meccanica da sovraccarico e da un'unità di bypass del carico integrata .

Il raggiungimento del limite della forza massima consentita viene bloccato dalla protezione meccanica da sovraccarico . In questo modo si evitano danni alla cella di carico dovuti al sovraccarico.
L' unità di bypass del carico integrata protegge l'intera attrezzatura di prova: A partire dalla soglia di forza 120+6/-4% F_nom, la forza esistente viene trasferita a diverse molle. In questo modo, l'intero sistema di prova viene bypassato da un carico. In questo modo si evita l’aumento di forza nella cella di carico che ne comporterebbe un sovraccarico o addirittura la rottura.

Superamento corsa dell'unità di bypass del carico con arresto meccanico

Esempi di macchine di prova che utilizzano celle di carico

Download celle di carico

Product information: Celle di carico Xforce K PDF 3 MB
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Product information: Celle di carico Xforce HP PDF 383 KB
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Product information: Celle di carico Xforce HP+ e Xforce K+ PDF 3 MB
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Product information: Xforce P Load Cell PDF 1 MB
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Product information: Load Cells 330 kN - 2.500 kN PDF 244 KB
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Product information: Celle di carico, dynamics PDF 314 KB
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Product information: Sistema di misurazione della forza Xforce con unità bypass del carico PDF 389 KB
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Controllo giornaliero PDF 750 KB
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FAQ

Come funziona una cella di carico?

La cella di carico funziona per mezzo di un elemento di deformazione meccanica al quale sono fissati strain guage sotto forma di ponte di misura. Quando si applica una forza alla cella di carico, l'elemento meccanico a cui è collegato lo strain guage si deforma elasticamente. La deformazione sotto forma di allungamento e compressione meccanica causa l'allungamento o la compressione dello strain guage. Questa variazione di resistenza legata alla deformazione (e quindi dipendente dalla forza) viene convertita in un segnale elettrico elaborato dall'elettronica di misura.

Cosa fa una cella di carico?

Una cella di carico converte le forze causate da trazione, compressione o torsione in un segnale elettrico che può essere misurato, letto e registrato.

Da cosa è composta una cella di carico?

Il componente principale di una cella di carico è un elemento di deformazione meccanica a cui sono collegati gli strain guage.

Come funziona uno strain guage?

Uno strain guage è un sensore che misura la deformazione generata da una variazione della resistenza elettrica. Nelle prove materiali, gli strain guage sono utilizzati nelle celle di carico.

Cosa misura una cella di carico?

Una cella di carico viene utilizzata per misurare la forza che agisce sul sensore. Vengono utilizzate per determinare le forze di compressione o di trazione, ma sono anche adatte a task di prova dinamici.

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