celula de carga(extensometro)

[mugangalinux]

Pessoal minha ideia é fazer uma balanca utilizando microcontrolador.
Primeiramente vou precisar de uma celula de carga, checar a resolucao do meu AD.
Minha duvida é com relacao à calibracao da balanca.
Voces conhecem algum sensor/metodo/projeto sobre balanca utilizando microcontroladores?
como dito anteriormente, minha maior duvida esta no processo de calibracao (zerar) antes de iniciar a pesagem.

abraços

muganga

[brasilma]

Olá Muga,

A calibração mais simples é feita em dois pontos apenas, utilisando um peso de referência (massa padrão).

Com o prato da balança descarregado você obtem o valor em mV correspondente ao zero, depois com a massa padrão carregada você obtem o valor em mV correspondente a ela.

Abraços.

[mugangalinux]

brasilma...valeu pela dica...

supondo que minha celula de carga tenha capacidade de 5000 kg. como fazer a calibracao? tem como fazer essa calibracao por meio digital? ou terei que utilizar algum potenciomentro para isso?

Obrigado

muganga

[brasilma]

Como comentei a calibração é feita com uma "massa padrão", sendo interessante utilisar um valor na metade da escala: 2500kg.

[chipselect]

Vários fabricantes de balanças recomendam a calibração com uma massa padrão maior ou igual a 1/3 da capacidade da balança.

Em fábrica, uma calibração inicial é feita utilizando-se referências de zero e de fundo de escala.

O zero nada mais é que um divisor resistivo, ligando as duas entradas a um mesmo ponto de potencial do divisor através de resistores comuns.

A referência de fundo de escala geralmente é um divisor resistivo de precisão que simula uma célula de carga com 2mV/V em carga máxima, ou seja, se você alimentá-la com 10V, você terá 20mV na saída.

A referência padrão de fundo de escala já vi feito com potenciômetro multivolta e resistores (o mais ruim que vi) e feito com strain-gauge colado a placas de alumínio, tudo lacrado num invólucro (o mais preciso que vi).

Em campo eu vi o pessoal utilizar peso padrão de 20Kg, vão colocando pesos até dar o valor de calibração, calibra e depois verifica retirando e colocando vários pesos, pra ver a linearidade da balança.

[mugangalinux]

brasilma

voce nao conhece nenhuma tecnica ou algum modulo eletronico que ja faz essa calibracao automatica?

obrigado

muganga

[brasilma]

Muga,

A calibração é da célula de carga, que de uma para outra gera valores diferentes de mV para um mesmo peso, portanto a única forma que conheço é essa - colocar sobre ela um peso (massa padrão) com valor conhecido e medir quantos mV ela produz.

Abx

[xultz]

Muga, a calibração é feita por software. Ela é feita em duas etapas:
1. com a balança sem carga nenhuma, o software lê a célula de carga. Suponha que tua célula está ligada num AD que vai de 0 a 10.000, ou seja, com 0V na entrada do AD, ele manda pro teu microcontrolador 0, e com a tensão máxima de entrada, ele manda pro teu microcontrolador 10.000 (esses valores são só a título de exemplo, um AD típico de instrumentação tem 16 bits, logo ele manda de 0 a 0xFFFF pro teu microcontrolador). Imagine que, por exemplo, tua balança sem carga responde 129. Esse valor vai ser diferente para cada balança que você fizer, mesmo que use componentes mecânicos e eletrônicos idênticos. Esse valor inclusive varia com a temperatura, umidade, fase da lua, TPM da esposa, mas isso é outra conversa.
2. Coloque na tua balança um peso perto do máximo que ela vai pesar. Por exemplo, se você vai pesar até 20.000g nela, coloca um peso de 20kg, padrão, aferido pelo Inmetro, e preciso. E pega o valor do AD. Suponha que ele mando 9457. Esse é teu fundo de escala.
A partir daí, qualquer peso que colocar em cima da balança, basta pegar o valor do AD e usar uma regra de três:(20000/(9457-129))*(leitura-129) e você tem o resultado em gramas da tua balança.

Isso é a teoria. E funciona. O problema é que na prática existem muitos outros fatores atrapalhantes que você vai encontrar, mas tudo começa por aí. Como já fiz muita balança na vida, conheço a maioria deles, e por isso não trabalho mais com isso, mas não quero fazer você desistir do projeto.

Qualquer outra dúvida, é só perguntar.

[veioloko]

Show

Sanaram a minha dúvida também.

Xultz
Para o projeto da faculdade não vou me preocupar tanto com a variação de temperatura e outros parâmetros para o dosador que estamos fazendo

Supondo um recipiente sobre uma celula de carga de 20kg, e eu calibrando 1 vez por mês por exemplo
quanto eu teria de variação em porcentagem ao final de 1 mês?
Pois se for em um processo industrial não da pra ficar calibrando toda vez.

obrigado

[fabim]

hehehe, temperatura é ?
Porque ? na celula de carga, essas de vocês.
a ponte de wheatstone interna, cada resistor fica esposto a uma temp diferente ?
é o mesmo que dizer que um divisor resistivo sofre uma variação em funçao de temp... lembre-se a constante de condutividade dos dois, vai variar proporcionalmente a uma variação de igual temperatura...

[MOR_AL]

hehehe, temperatura é ?
Porque ? na celula de carga, essas de vocês.
a ponte de wheatstone interna, cada resistor fica esposto a uma temp diferente ?
é o mesmo que dizer que um divisor resistivo sofre uma variação em funçao de temp... lembre-se a constante de condutividade dos dois, vai variar proporcionalmente a uma variação de igual temperatura...

É! Por isso também, costuma-se usar as células em ponte.
MOR_AL

[veioloko]

O que??
Celulas em ponte? rsrs

Fabim na teoria é bonitinho as coisas, na pratica não é bem assim
e tambem a celula de carga varia com a temperatura pois com uma temperatura maior ela fica mais "mole", desta forma vai mostrar uma temperatura diferente de quando esta fria, que estaria mais rigida.

[MOR_AL]

Do site da Wikipedia ...

"Even with strain gauges that are not self-temperature-compensated (such as isoelastic alloy), use of a Wheatstone bridge arrangement allows compensating for temperature changes in the specimen under test and the strain gauge. To do this in a Wheatstone bridge made of four gauges, two gauges are attached to the specimen, and two are left unattached, unstrained, and at the same temperature as the specimen and the attached gauges[2]. (Murphy's Law was originally coined in response to a set of gauges being incorrectly wired into a Wheatstone bridge.[4])

Temperature effects on the lead wires can be cancelled by using a "3-wire bridge"[1] or a "4-wire Ohm circuit"[5] (also called a "4-wire Kelvin connection")."

http://en.wikipedia.org/wiki/Strain_gauge (em 25/06/2010)


... De outro site...

Vide detalhe em "Wheatstone Bridge"

http://www.societyofrobots.com/sensors_ ... rque.shtml (em 25/06/2010)

MOR_AL

[xultz]

Em se tratando de instrumentação, eu aprendi levando muita porrada na cara: a teoria e a prática não andam juntas.
É óbvio que na ponte de extensômetros todos vão estar numa mesma temperatura. E todos vão variar proporcionalmente. O problema é que um extensômetro pode variar, por exemplo, 1% a cada grau, e o outro 1,2% a cada grau. Por que? Sei lá, alguma zica na hora de fabricar o extensômetro, alguma impureza que cai no material, a forma de colar na célula, tudo pode, o que importa é que você está lascado. Outra coisa que influencia é que uma junção de dois metais diferentes forma um par bimetálico que gera corrente quando aplicada uma temperatura nele. E lá vem mais erro.
A coisa é desesperadora, porque uma célula de carga gera em média 10mV/V. Isso quer dizer que alimentando com 5V, no fundo de escala, ela vai gerar 50mV. Imagine uma célula de mercado, geralmente de 20kg de fundo de escala. Agora faça as contas de quantos V ela gera se puser uns 10g em cima. Poisé, bem pouquinho. Agora calcule quantos ela gera para 1g. Poisé, um tico de nada. Esse é o máximo erro que o fdp pode ter. MÁXIMO! Daí você pensa: caramba, se eu tiver um pensamento erótico, gero muito mais inteferência eletromagnética que isso! Poisé, some a isso efeitos de desbalanceamento por temperatura, dezenas de celulares twittando em volta, rede elétrica com fator de potência complexo absurdamente desequilibrado, motores de geladeiras, aspiradores, etc, todos com as escovas pedindo aposentadoria, tudo irradiando em cima da célula.
Daí você desiste dessa vida, joga tudo pro ar e vai vender coco na esquina.

[veioloko]

Hehe sei bem como é balança com celula de carga
Meu ex chefe e hoje amigo desistiu
balancinha de 2kg ...precisava de 200000 divisões hehe

Pra quem quer fazer uma balancinha tem o CI ADS1234 da texas instruments, montei aqui e achei muito bom, isso porque montei em placa padrão, se eu tivesse desenhado uma pci acho que ficaria muito melhor!