Wat is een load cell?

Een load cell of weegcel is een elektromechanische sensor die wordt gebruikt om kracht of gewicht te meten. Het ontwerp is eenvoudig maar effectief en is gebaseerd op de bekende relatie tussen een uitgeoefende kracht, materiaalvervorming en elektrische weerstand.

Weegcellen zijn uiterst veelzijdige apparaten die nauwkeurige en betrouwbare prestaties leveren in een breed scala aan toepassingen. Dankzij deze veelzijdigheid zijn ze onmisbaar in tal van industriële en commerciële processen. Ze worden gebruikt in uiteenlopende toepassingen, van geautomatiseerde autoproductie tot het wegen van boodschappen bij de kassa.

Met de snelle technologische vooruitgang vinden weegcellen steeds meer nieuwe en innovatieve toepassingen. Sectoren zoals robotica, haptische technologie en medische protheses, waar nauwkeurige kracht- en gewichtsmetingen essentieel zijn, maken steeds vaker gebruik van deze sensoren. Om aan deze veranderende behoeften te voldoen, worden voortdurend nieuwe soorten weegcellen ontwikkeld, waardoor ze een cruciale rol blijven spelen in een voortdurend evoluerende markt.

Hieronder geven wij een stapsgewijze uitleg over de werking van een load cell

• Bevestiging van de weegcel: Eén zijde van de weegcel wordt meestal bevestigd aan een frame of basis, terwijl de andere zijde vrij is om het gewicht of het dragende element aan te bevestigen.
• Uitoefenen van kracht: Wanneer er kracht op de weegcel wordt uitgeoefend, buigt deze lichtjes door de spanning, vergelijkbaar met een hengel die buigt wanneer een vis wordt gevangen.
• Evenredige buiging: Net zoals een grotere vis de hengel verder doet buigen, zal een grotere kracht op de weegcel zorgen voor een grotere vervorming.
• Detecteren van vervorming: Hoewel de vervorming met het blote oog niet zichtbaar is, wordt deze waargenomen door de rekstroken.
• Meten van de vervorming: De rekstroken zijn stevig bevestigd aan de behuizing van de weegcel op vooraf bepaalde punten, waardoor ze mee vervormen met de structuur.
• Gewichtsmeting: De vervorming verandert de elektrische weerstand van de rekstroken in verhouding tot de aangebrachte kracht. Deze veranderde weerstand levert een nauwkeurige meting van de uitgeoefende belasting of kracht.

Een weegcel, soms een weegsensor of weegceltransducer genoemd, bestaat doorgaans uit twee hoofdcomponenten: de hoofdbehuizing en een aangesloten elektrisch circuit.

Hoofdbehuizing van de weegcel:

• Draagt de belasting of kracht en bepaalt grotendeels de grootte van de weegcel.
• Meestal vervaardigd uit hoogwaardig staal of aluminium, wat zorgt voor mechanische betrouwbaarheid.
• Zorgt voor een voorspelbare en gelijkmatige spanningsverdeling.

Elektrisch circuit binnen de sensor:

• Strak verbonden met de hoofdbehuizing van de weegcel.
• Bevat rekstroken die speciaal zijn ontworpen om de vervormingen van de hoofdbehuizing te detecteren.

Werking van rekstroken:

• Bestaan uit dunne, elektrisch geleidende draden of folie in een strak zigzagpatroon.
• Gevoelig voor rek en compressie langs hun lengte, maar ongevoelig over de breedte.
• Kunnen nauwkeurig worden gepositioneerd om krachten langs specifieke assen te detecteren.
• Bijvoorbeeld: bij een schuifbalkweegcel worden rekstroken onder een hoek van 45 graden geplaatst om de schuifspanning maximaal te detecteren.