Estudo de célula de carga de compressão, com elemento elástico de placa circular com pino central

Abstract

Desenvolveu-se um estudo de célula de carga para medir forças de compressão, a base de extensômetros de resistênçia elétrica, consistindo de urna placa circular, que é o elemento elástico, engastada em um anel e apresentando um pino central para a aplicação da força . É feito um modelo matemático para o cálculo das deformações sobre a placa, levando em consideração as condições de contorno do engaste da placa no anel e engaste quanto ao giro do pino na placa. O modelo permite o dimensionamento da placa , do anel e do pino, que formam uma estrutura inteiriça . Foram feitos dois gráficos para auxílio no dimensionamento preliminar da célula de carga. Estes gráficos fornecem aproximadamente o sinal de saída de uma célula de carga de placa circular sob a ação de urna força . Fez-se urna comparação entre os resultados calculados pel o modelo com os de três células de carga construidas para capacidades de 1000, 3000 e 10000 N, obtendo-se urna diferença de no máximo 10 %. Mostrou- se os procedimentos usados para a construção e aferição das células de carga, sendo que a histerese, a não linearidade e a repetibilidade foram todas menores que 0,5 %.

A load cell's study to measure compression's force with use of resistence strain gage is developed. The load cell consist of a circular flat plate with edges clamped in a heavy ring and having a load button at its center, which is loaded axially. A mathematical model that describes the behavior of strains on the circular flat plate, which is the elastic elementi is done, taking in mind that the plate is clamped on the ring and the button load is clamped on the plate. The model permits the design of the circular flat platel h eavy ring and the load button, forming all together an entire struture. Two graphics were made in orde r to help its previous design and to have a fast idea about the load cell's output signal. A comparison between the model and the experimental data with three load cells for 1000, 3000 and 10000 N showed an agreement better than 10%. It is showed also the steps to make the load cell and doing its calibration curve and having, for the three load cells, the value of the hysteresis, repeatability and nonlinearity less than 0,5 %.