Estudo, desenvolvimento e concepção de uma célula de carga

Abstract

In engineering projects, it’s fundamental to determine the active loads in components in order to guarantee acceptable values of safety and reliability according to project specifications. On the other hand, force measurement methods might be very complex and impracticable in some cases and, so that, load cells with eletric resistance strain gages can be applied as a simple and accurate option to measure the required load. The main purpose of this paper is to present the development of a load cell that measures uniaxial forces using electric resistance strain gages without being influenced by the location of the loading in a cantilever beam. For that, it was taken as basis a secondary purpose which is to present a general study of basic and wide concepts about transducers, load cells and extensometers primarily. Information such as: loading and measurements types, characteristics of the presented devices as well as factors that influence its functioning, the most common kinds of Wheatstone bridge links, the main points of a load cell project, cements used to fix extensometers and, finally, the project itself with the tests of the built transducer are presented. By the end of this paper, all the results are shown and analyzed, concluding about the designed load cell and the work itself

Para projetos de engenharia, é fundamental o conhecimento das cargas atuantes em seus componentes a fim de garantir valores aceitáveis para a segurança e a confiabilidade do mesmo de acordo com as especificações determinadas. Por outro lado, os métodos de medição destas cargas podem ser muito complexos e inviáveis em certos casos e, para tanto, pode-se utilizar células de carga com extensômetros de resistência elétrica como uma opção simples e precisa para se medir a força desejada. O objetivo principal do presente trabalho é apresentar o desenvolvimento de um modelo de célula de carga que permita realizar medidas uniaxiais de carga independentes da localização do carregamento em uma viga engastada utilizando extensômetros. Para tanto, tomou-se como base um objetivo secundário, porém fundamental, que é apresentar um estudo geral de conceitos fundamentais e abrangentes sobre transdutores, células de carga e extensômetros primeiramente. Apresentam-se informações como: os tipos de solicitações e medições que podem ser realizadas, algumas características dos dispositivos estudados bem como os fatores que influenciam seus funcionamentos, informações sobre os tipos de ligações em ponte de Wheatstone, os pontos principais de um projeto de uma célula de carga, os tipos de adesivos utilizados para colagem de extensômetros e, por fim, o desenvolvimento e os ensaios do transdutor desenvolvido. Ao final do trabalho, tem-se apresentados e analisados os resultados obtidos a partir dos ensaios, concluindo-se sobre a célula de carga desenvolvida e o trabalho como um todo