Determinando o número de células no projeto de uma balança qualquer
Prof. Celso Marcelo Ribeiro é Físico e Matemático, atende projetos especiais da Weightech BrasilQuando trabalhamos com células de carga analógicas, sempre nos deparamos com as seguintes questões:
marcelo.ribeiro@weightech.com.br
Normalmente, o projetista conta somente com a experiência para responder a estas questões e qualquer clone oriundo de um projeto consagrado, tende a funcionar.
O problema acontece quando surge algo novo, por exemplo:
Precisa-se projetar uma balança com capacidade de 1000kg, divisão de 100g, que precisa suportar a maior quantidade de sobrecarga possível.
O parágrafo acima parece um tanto vago, uma vez que não dispomos do valor da sobrecarga.
Na verdade, o projetista da balança deve pensar o seguinte:
Qual seria a maior capacidade de célula que se pode usar no projeto de uma balança de 4 células para a capacidade e número de divisões solicitados?
Sabemos que quanto maior a capacidade das células, mais sobrecarga a balança suportará, mas qual a carga nominal máxima podemos atribuir a cada uma das células do sistema, sem que a performance da pesagem seja afetada?
A equação abaixo permite solucionar facilmente este problema:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgg60PJsjIrQ_0EdM7_nwlR7i8FAZL6OMlCSfrpJ_6HOICw5dxe05yv_qO29dIlVNND-P731wA4om1VFEhKDm9cQR5oWi_gOerR-BLr6mPpp9h8NQFs448lHc6VfJ_7vLCoEiHZKBRUDas/s1600/image001.png)
nd: número de divisões máximas permitidas (ou desejadas)
ve: tensão de excitação do indicador responsável pela alimentação das células (em Volts)
cp: capacidade nominal da balança (em quilogramas)
sc: sensitividade da célula (em mV/V)
cc: capacidade nominal da(s) célula(s) (em quilogramas)
nc: número de células usadas
si: sensitividade do indicador usado (em µV/divisão)
Outra equação bastante útil que permite o cálculo do número de divisões requisitadas é:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhbjY3VlWm-s1XczUVLEsm89IDuJF9sQm4P9gXClwxqOdqfq0JdDGWHnF_gSLZIlXlEmmf-DUmjwmjletpUnINKwzEkqJCPRC-wIjL56eViENeSE-aR4kol8t5e1KhpHekF6TVrX6U7r7g/s1600/image004.png)
ndr: número de divisões requisitadas
cp: capacidade nominal da balança (em quilogramas)
div: divisão da balança (em quilogramas)
Exemplo de aplicação:
Vamos projetar a balança acima proposta, dados:
Capacidade máxima: 1000 kg
Divisão: 100g (ou 0,1 kg)
Indicador usado: WT21-i (sensitividade do indicador 0,12µV/div e tensão de excitação do Indicador responsável pela alimentação das células igual a 5 Volts) [...]
Numero de células: 4
Sensitividade das células: 2,0 mV/V (este é o valor médio da maioria das células)
O número de divisões requisitadas será:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhmKfP6puEYvcdZiZ2fwkiaOUwAe20g9PtWhR3lhnZs5lUItYOhLGqbY7tT-2slLLZjYb0YctTBTaqP1zdoPDf5M3LFq8BEvthlRZZd1nnfcyl-SIrTUhDrKB-_wVrHGvGdLr6-DQjyGXY/s1600/image005.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhGEPRjJoPBtZCGrLbX4bNAf_Zt6Ofiv1biMaZKtDMS_8PoWzYF5YEKFjuom-PHUPmVrOv3yj2mUy8L4v6JDtkec9FIkh9Bpce5SKnSCck9NecTe1-oD1qgWXxNVu-njomEopVJcoyRba8/s1600/image007.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgbGrUUuN7W1vX83GNzGy5PVs2VEAPkEWHrsLmcr-cmeaMdKunq9swbZwOd_iTnbvZY3cRyDgc0T2kxJ-tDeo0rRKu0YJwHYvR8mhTm_pFX_sHkqslGo3B-SEp8N9YupPzn93ztwc6_roA/s1600/image009.png)
Ou seja, ndr = 10000 divisões (dentro da faixa de operação do WT21-i [...])
O número de divisões desejadas é igual ao número de divisões requisitadas, ou seja:
nd=ndr
Isolando a capacidade nominal das células, temos:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi03Gyw8Qv9tJuTNKzRpJy1fy6T2L3rVIOoAwGKR6Cieb8wqNtb8vOqGSOEHUU1vb_f8FEK4gfNMf2zVwHg2SUt-iHxgtBJ87FpA0hW7BKeZaujBQgwvRFZxKgc0lcvWel2VK551aOyU0k/s1600/image013.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgHOJ2kLXs4EG4Y_CL1scAER36TuiEM5Jix5zV37Rux44R8cqP7uR_9kJui_hyFx8ywARcxAY1QElXAsoNYD20CWFDbK5tGy8CQrg7CwIuCFZImS3ohIRcX-NvePFMnaz3vVrChLFdBbXk/s1600/image016.png)
Conclusão: uma balança usando como indicador um WT21ii interligado a 4 células com capacidade nominal de 2083,3kg (cada célula), funcionará perfeitamente.
A célula comercial adotada para este projeto, poderia ser a BTBI 2t [...]
Outro exemplo de aplicação:
Vamos verificar se é possível montar uma balança de 5000 kg com divisão de 500 g, usando um WT21 MODBUS interligado com 4 células de 10 toneladas modelo BSB5.
O primeiro passo é levantar os dados do indicador e das células:
INDICADOR: WT21MODBUS [...]
Tensão de excitação: 5 Volts
Sensitividade: 0,12 µV/divisão
Célula: BSB5 de 10 toneladas [...]
Sensitividade: 2,0 mV/V +-0.002
Vamos trabalhar com o pior caso, ou seja, a menor sensitividade de nossa célula será:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjxzDTH0JSq9rX2eXNCfWrjVSW6cwjPtMwRjypUqfdUVI8742tInp_dXizzbqLeUug-AlmFXaga72NSn6vROlTKvLUGLIcCHsq4pZ8nhW89W98j3IWxl9NPheZ19r8MhuD__iSyEbaLWSU/s1600/image019.png)
Vamos calcular o número de divisões solicitadas:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh92DtCODqU9LjAyHeYmKIwlRZdXQyStjcqvIpW7xCB3SZupZ4dN7lJiH-8dxK9YOSNRfeAwP3A6-ydywheaDMdJXEdesEKy5rdFMvH-4ugN2UHtlzdFwTfqT-rbREQYqTMCXyjDFUfy-4/s1600/image006.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjAgCmPzUeXPPuCK4KVBdDGXXSxEAiUqSC_o0mSLNH3Jvb6uFo7wiqCsTNesBDVS0YARjO0GqhP2j7OId9FdT-YkFtzbM85RKfgNhDzyoVqu6tzIfb__GRG_GMEMEgsr3ZgcvK0kB0PNgU/s1600/image022.png)
ndr = 10000 divisões
O WT21MODBUS trabalha com 10000 divisões, portanto o ndr está dentro da faixa de operação.
Vamos verificar agora quantas divisões o WT21MODBUS consegue assimilar com a configuração proposta:
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEit4RZbqs9LJ7PMq47zfeomW-bQeH4aiUQlRyPxOzp_GZElYVsAONKusZSRiEvN77xJoX2pZakLUghxmDz33QHc9yejhm8XBvHZ435iW_CcEIxuvWZvY_qtP5IwCaLSCGXp001NNBpr51A/s1600/image002.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgsgV0lxvwxe_Gr0DhL5qkaENyiarmgw6GpzWYyEnppHZJ7VBCxlGlSNvOgZmNykT8FJSO2ZVJWOBBc6YWKDPK9GiD8kIZYnYz7whRckhCPYeCZJD82FT5P68v8SsFo4QPHuGqhSMjtC9U/s1600/image025.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAL_mA7-ahnP6lBh44VXL4p4saab6mMGK7FsNyYHeAVkgI8pPHoCeH04zYlAlZWL4zUesk_vrAQv8W_Rt7mLbS9oTHgXou9Kh6haQdohmSsuduSkQLjOjGFCDAadBOz4uu0VDFZA5QZYk/s1600/image027.png)
Interpretando os resultados:
Os cálculos demonstram que o WT21MODBUS consegue assimilar na configuração proposta, 10406 divisões. A balança em questão, precisa de 10000 divisões.
Como o número de divisões assimiladas pelo indicador é maior que o número de divisões necessárias, a balança irá funcionar.
Conclusão:
Sendo nd > ndr, a configuração proposta é possível.
Muito boa a Matéria, falando de teoria aplicada a pratica, pouco visto por técnicos e profissionais do seguimento.
ResponderExcluirParabéns pela explanação .
Material muito bom, parabéns!
ResponderExcluir