Sensor de Fuerza – Información y Características

Los sensores de fuerza pesan la carga en los equipos de fabricación y transporte. También monitorean las cargas en máquinas sujetas a estrictos estándares de seguridad, como elevadores de minas, grúas de construcción, tanques industriales, silos de granos y locomotoras, para garantizar que el equipo no se sobrecargue.

Sensor de Fuerza

El sensor de fuerza puede definirse como un artefacto o dispositivo que tiene la capacidad de convertir en una señal eléctrica una magnitud mecánica que ha medido, esta señal tiene la característica de ser proporcional a la fuerza que la ha generado.

De ellos hay varios tipos y formatos, por lo cual atienden diversas necesidades mecánicas en los sistemas de los cuales forman parte, los cuales también son muy numerosos.

Es por ello la necesidad de conocer en qué consiste un sensor de fuerza y su funcionamiento, esto va a permitir que se elija el más adecuado a los requerimientos de la aplicación o uso que se le quiera dar y obtener un resultado óptimo en el mismo.

Para realizar la elección más adecuada, es importante considerar varios aspectos, entre ellos:

  • El rango más alto de fuerza que se pueda encontrar.
  • El mayor rango de fuerza deseado.
  • La precisión de la medición que se requiere.
  • Las condiciones mecánicas del sistema y sus condicionantes.

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Características

  • VENTAJAS: El sensor flexible tiene las características de un consumo de energía ultrafino, ultrabajo y extremadamente rápido, etc.
  • MATERIAL COMPACTO Y DE ALTA TECNOLOGÍA: de pequeño tamaño, este sensor de presión flexible se basa en nuevos materiales nanométricos sensibles a la presión complementados por un sustrato de película ultrafino.
  • ALTA ESTABILIDAD Y CONSISTENCIA: Este sensor de presión tiene la característica de alta estabilidad, alta consistencia.
  • ALTO SENSIBILIDAD: Los materiales nanométricos flexibles altamente sensibles pueden realizar una detección de presión altamente sensible.
  • RESISTENCIA AUTO-AJUSTABLE: Cuando el sensor detecta la presión externa, la resistencia del sensor cambiará.

Es claro acotar que mientras se requiera un menor rango para la medición y una mayor precisión en la misma, el tipo de sensor de fuerza escogido deberá ser de mayor susceptibilidad ante las interferencias.

En estos casos, para atender esta necesidad, la utilidad de los sensores libres de contacto es superior, debido a que los dispositivos no entran en contacto ni están integrados al flujo de la fuerza que se quiere medir, sus interferencias sobre ellos son nulas.

Sumado a los diferentes tipos y formatos de un sensor de fuerza, su funcionamiento, la salida que genera, los materiales con los cuales son fabricados, sus grados de protección y otras características similares, hacen que exista una amplia gama de dispositivos en el mercado de donde se puede realizar una buena elección.

Sensor de Fuerza Funcionamiento

Como ya se adelantó anteriormente acerca del sensor de fuerza y su funcionamiento, este artefactose encarga de medir la fuerza aplicada sobre él o sobre un objeto para pruebas, en tal sentido pueden tomar la magnitud de una deformación elástica, como la tracción, la compresión y la presión, para luego convertirla en una señal que pueda ser medida.

Tipos

Hay varios formatos de estos sensores:

  • Dinamómetros para la medición de la fuerza en el fresado, torno, chancado y perforado, son muy exactos en las mediciones si se realizan procesos con una gran demanda, esto debido a una muy alta frecuencia natural, a su rigidez y por ser compactos.

Su capacidad anticorrosiva les imprime mayor vida útil, no requieren calibración ya que usan celdas piezoeléctricas, es decir sólo requieren ser conectados para comenzar a utilizarlos.

  • Celdas de carga para la medición de fuerzas axiales con precarga o sin ella, su uso es muy solicitado en los procedimientos para el ensamblaje así como para formar parte integrada en estaciones en serie donde se apliquen fuerzas axiales para distracción o comprensión.

Bien sea con precarga o sin ella, su rango de vida útil es extenso. Suelen usarse en procesos industriales de alta demanda y de larga duración o en pruebas piloto. Su tecnología es libre de roce, así el sensor de fuerza tiene un funcionamiento continuo sin desgastarse de forma prematura.

Es decir, aún cuando su trabajo sea en largos procesos de mezclado o en un generador diesel, tienen la capacidad de mantener su señal de forma continua durante todo el procedimiento evitando el desgaste de sus piezas. 

  • Sensores de torque para medición de las fuerzas en un laboratorio o en el sector industrial; bien sea en movimientos casi estáticos, de baja dinámica o cíclicos en la producción, frecuentemente pueden realizar la medición de partes con movimiento, de resistencias estructurales o de máquinas.
  • Sensores de Deformación para la medición de las fuerzas en los procesos fabriles y en las pruebas para medir resistencias, tienen celdas piezoeléctricas que pueden realizar mediciones en procesos de ensamblaje de fuerza baja o alta, tanto de tensión como de comprensión, para lo cual puede determinar la magnitud del desplazamiento

Requiere un mínimo mantenimiento y además produce menor polución y consume menor cantidad de energía que muchos sistemas neumáticos o hidráulicos

Aplicaciones y Usos

De muchas formas sorprendentes, un sensor de fuerza contribuye a mantener instalaciones, equipos, maquinarias, infraestructuras en un sinfín de áreas, sectores y ámbitos.

En principio el uso de los sensores de fuerza en el campo industrial es prácticamente imprescindible, sobre todo en los procesos de precisa dosificación de la fuerza requerida para el montaje, el prensado o las pruebas que garanticen un óptimo proceso en la línea de producción.

Por otra parte, también son muy útiles ya que con ellos se puede garantizar el cumplimiento de los estándares y valores de mediciones tanto nacionales como internacionales, es decir las medidas de referencia.

La evolución de los sensores de fuerza en el tiempo ha sido notable, hasta alcanzar altos estándares de medición fiable y precisa, gracias a los avances de la tecnología y técnica su uso es destacado en muchas áreas y actividades.

Algunos ejemplos en los cuales se aplica su uso y que demuestran su amplio alcance son:

  • Para controlar los procesos de remachado o de unión, en estos casos es sumamente importante aplicar una correcta presión al prensado para garantizar que el funcionamiento de las piezas de trabajo sean las adecuadas.
  • De la misma forma, en el campo del sector farmacéutico, esta correcta presión es indispensable para el prensado de los ingredientes activos de muchos medicamentos, particularmente los que tienen presentación en forma de pastillas y tabletas.
  • Por otra parte, en muchas fábricas e industrias se requiere que sus cintas o bandas de transportación mantengan una constante tensión.
  • En el área de salud, el campo de trabajo para los sensores de fuerza también es extendido, su uso puede colaborar hasta en los diagnósticos médicos ya que muchos dispositivos de impresión o medición depresión de mano los usan, al igual que muchas balanzas y básculas.
  • También en el sector productivo suelen realizarse pruebas en serie con la intensión de medir la magnitud de la fuerza de precarga más adecuada para las conexiones por tornillo.
  • Igualmente, en la ingeniería del tráfico, son muy útiles para determinar la reacción de los frenos de vórtices de agua, de los frenos en corrientes inducidas y de la capacidad que puede cargar una grúa.

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