Belastningsceller

Belastningsceller är sensorer som omvandlar mekanisk last till en elektrisk signal. Den vanligaste principen bygger på deformation där ett strain gauge, fästad på en styv kropp, ändrar resistansen när last appliceras. Denna förändring omvandlas till en elektrisk utsignal som är proportionell mot den applicerade kraften.

En belastningscell kopplas vanligtvis i en Wheatstone-bro för att omvandla resistansändringen till en utsignal. Den resulterande signalen är mycket liten och ligger oftast i spannet millivolt per volt av excitationen (mV/V). För att få användbar information förstärks signalen genom en signalomvandlare eller instrumentation amplifier. Belastningsceller används i olika miljöer, och val av konstruktion påverkar noggrannhet, temperaturstabilitet och hållbarhet.

Vanliga konstruktioner inkluderar böjstångs-/böjceller, kompressions- och dragceller samt skjuvceller. Det finns även specialformer som ringceller och membranceller samt multi-axialceller som mäter last i flera riktningar samtidigt. Användningsområden är breda och inkluderar industriell vägning, processkontroll, laboratorieprovning, fordons- och flygindustrin, samt medicinska instrument.

Prestanda beskrivs vanligtvis av noggrannhet, linearitet och hysteresis samt temperaturkompensation. Temperaturvariationer påverkar mätningen och kan motverkas med temperaturkompenserande konstruktion, kalibrering och korrekt användning av referenser. Utdata kan vara analog mV/V eller digital via integrerad elektronik med kommunikation via SPI eller I2C, beroende på modell och tillämpning.