¿Cómo funcionan las celdas de carga?
Una célula de carga funciona convirtiendo la fuerza mecánica en valores digitales que el usuario puede leer y registrar. El funcionamiento interno de una célula de carga varía en función del tipo de célula que se elija: por ejemplo, hay células de carga hidráulicas, neumáticas y con galgas extensométricas. Con su amplia gama de funciones y capacidades, los sensores de carga con galgas extensométricas son los más utilizados de los tres tipos, especialmente para aplicaciones de pesaje, como básculas industriales, básculas médicas e incluso básculas de venta al por menor. Las celdas de carga con galgas extensométricas contienen galgas extensométricas en su interior que envían irregularidades de voltaje cuando están bajo carga. El grado de cambio de voltaje se convierte en una lectura digital como Peso.Cuándo utilizar una célula de carga
Una célula de carga mide la fuerza mecánica, principalmente el peso de los objetos. Hoy en día, casi todas las básculas electrónicas utilizan células de carga debido a la precisión con la que pueden medir el peso. Las células de carga se utilizan en una variedad de campos que exigen exactitud y precisión. Existen diferentes clases de células de carga (clase A, clase B, clase C y clase D) y, con cada clase, hay un cambio tanto en la precisión como en la capacidad.Tipos de células de carga
Las células de carga representaron el primer cambio importante en el diseño de la tecnología de pesaje. En las plantas de procesamiento actuales, los sensores de fuerza electrónicos son los preferidos en la mayoría de las aplicaciones. Los tipos de células de carga se pueden distinguir según el tipo de señal de salida generada (neumática, hidráulica, eléctrica) o según la forma en que detectan el peso (flexión, cizallamiento, compresión, tensión, etc.).Celdas de carga hidráulicas
Célula de carga en miniatura Los sensores de células de carga hidráulicas son dispositivos de equilibrio de fuerzas que miden el peso como un cambio en la presión del líquido de llenado interno. En los sensores de fuerza hidráulicos de diafragma rodante, una carga o fuerza que actúa sobre un cabezal de carga se transfiere a un pistón que, a su vez, comprime un líquido de llenado confinado dentro de una cámara de diafragma elastomérico. A medida que aumenta la fuerza, aumenta la presión del fluido hidráulico. Esta presión puede indicarse localmente o transmitirse para su indicación o control remoto. La salida es lineal y relativamente independiente de la cantidad de líquido de llenado o de su temperatura.
Si las celdas de carga se han instalado correctamente y calibrado, la precisión puede estar dentro del 0,25 % de la escala completa o mejor, lo que es aceptable para la mayoría de las aplicaciones de pesaje de procesos. Dado que este sensor no tiene componentes eléctricos, es ideal para su uso en zonas peligrosas.
Las aplicaciones típicas de las células de carga hidráulicas incluyen el pesaje de depósitos, contenedores y tolvas. Para obtener la máxima precisión, el peso del tanque debe obtenerse colocando un sensor de fuerza en cada punto de apoyo y sumando sus resultados.
Celdas de carga neumáticas
Las celdas de carga neumáticas también funcionan según el principio de equilibrio de fuerzas. Estos dispositivos utilizan múltiples cámaras amortiguadoras para proporcionar una mayor precisión que las celdas de carga hidráulicas. En algunos diseños, la primera cámara amortiguadora se utiliza como cámara de tara.Las celdas de carga neumáticas se utilizan a menudo para medir pesos relativamente pequeños en industrias donde la limpieza y la seguridad son primordiales.
Célula de carga miniatura Las ventajas de este tipo de célula de carga incluyen su resistencia inherente a las explosiones y su insensibilidad a las variaciones de temperatura. Además, no contienen fluidos que puedan contaminar el proceso si se rompe el diafragma. Los inconvenientes incluyen una velocidad de respuesta relativamente lenta y la necesidad de aire limpio, aire limpio, seco y regulado o nitrógeno.
Celdas de carga con galgas extensométricas
Las celdas de carga con galgas extensométricas son un tipo de célula de carga en la que se coloca un conjunto de galgas extensométricas dentro de la carcasa de la célula de carga para convertir la carga que actúa sobre ellas en señales eléctricas. Para medir la deformación, este tipo de células de carga deben conectarse a un circuito eléctrico capaz de medir los cambios mínimos en la resistencia correspondientes a la deformación. Las células de carga con galgas extensométricas suelen emplear cuatro elementos de galgas extensométricas conectados eléctricamente para formar un circuito de puente de Wheatstone (Figura 1).El peso sobre la célula de carga se mide mediante la fluctuación de tensión causada en las galgas extensométricas cuando se deformen.
Las propias galgas extensométricas están unidas a una viga o elemento estructural que se deforma cuando se aplica peso. Las celdas de carga modernas tienen 4 galgas extensométricas instaladas en su interior para aumentar la precisión de la medición. Dos de las galgas suelen estar en tensión y dos en compresión, y están cableadas con ajustes de compensación.
Cuando no hay carga en la célula de carga, la resistencia de cada galga extensométrica será la misma. Sin embargo, cuando hay carga, la resistencia de la galga extensométrica varía, lo que provoca un cambio en el voltaje de salida. El cambio en el voltaje de salida se mide y se convierte en valores legibles utilizando un medidor digital.
Celdas de carga piezorresistivas
Célula de carga en miniatura Similares en su funcionamiento a los medidores de tensión, los sensores de fuerza piezorresistivos generan una señal de salida de alto nivel, lo que los hace ideales para sistemas de pesaje sencillos, ya que pueden conectarse directamente a un medidor de lectura. Sin embargo, la disponibilidad de amplificadores lineales de bajo coste ha disminuido esta ventaja. Una desventaja añadida de los dispositivos piezorresistivos es su salida no lineal. Celdas de carga inductivas y de reluctancia
Ambos dispositivos responden al desplazamiento proporcional al peso de un núcleo ferromagnético. Uno cambia la inductancia de una bobina solenoide debido al movimiento de su núcleo de hierro; el otro cambia la reluctancia de un espacio de aire muy pequeño.Celdas de carga magnetoestrictivas
El funcionamiento de este sensor de fuerza se basa en el cambio de permeabilidad de los materiales ferromagnéticos bajo tensión aplicada. Está construido a partir de una pila de laminados que forman una columna de soporte de carga alrededor de un conjunto de devanados primarios y secundarios de un transformador. Cuando se aplica una fuerza, las tensiones provocan distorsiones en el patrón de flujo, generando una señal de salida proporcional a la carga aplicada.Se trata de un sensor resistente que sigue utilizándose para medir la fuerza y el peso en laminadoras y laminadoras de bandas.
Elija la célula de carga adecuada para su aplicación
Celdas de carga de compresión
Las celdas de carga de compresión suelen tener un diseño con botón integrado. Son ideales para el montaje en espacios reducidos. Ofrecen una excelente estabilidad a largo plazo.
Celdas de carga de compresión/tensión
Las celdas de carga de compresión/tensión se pueden utilizar en aplicaciones en las que la carga puede pasar de tensión a compresión y viceversa. Son ideales para entornos con espacio limitado. Los extremos roscados facilitan la instalación.
Celdas de carga S-Beam
Las celdas de carga S-Beam reciben su nombre por su forma de «S». Los sensores de fuerza S-Beam pueden proporcionar una salida si están sometidos a tensión o compresión. Entre sus aplicaciones se incluyen el nivel de tanques, tolvas y básculas para camiones. Proporcionan un rechazo de carga lateral superior.
Celdas de carga de viga de flexión
Las celdas de carga de viga de flexión se pueden utilizar en múltiples aplicaciones de fuerza, pesaje de depósitos y control de procesos industriales. Cuentan con una construcción de perfil bajo para su integración en áreas restringidas.
Sensores de fuerza de plataforma y de punto único
Los sensores de fuerza de plataforma y de punto único se utilizan en sistemas de pesaje comerciales e industriales. Proporcionan lecturas precisas independientemente de la posición de la carga en la plataforma.
Celdas de carga de cartucho
Las celdas de carga de cartucho se utilizan para aplicaciones de pesaje único y múltiple. Muchas de ellas presentan un diseño totalmente en acero inoxidable y están selladas herméticamente para su uso en zonas húmedas y de lavado.
Celdas de carga de perfil bajo
Las celdas de carga de perfil bajo son básicamente celdas de carga de compresión y tensión/compresión. Los orificios de montaje y las roscas hembra facilitan la instalación. Se utilizan con frecuencia en la investigación de pesaje y en la monitorización de la fuerza en línea.
Aplicaciones de las celdas de carga de pesaje
Las celdas de carga representaron el primer cambio importante en el diseño de la tecnología de pesaje. En las plantas de procesamiento actuales, se prefieren los sensores de fuerza electrónicos en la mayoría de las aplicaciones, aunque todavía se utilizan balanzas mecánicas de palanca si el funcionamiento es manual y el personal de operación y mantenimiento prefiere su simplicidad.En esta página encontrará un diseño de sistema de pesaje con celdas de carga.
DwyerOmega | Blog | ¿Qué es un manómetro?
Escrito por: Dan Schultz
Actualizado el: 30 de octubre de 2025
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Written by: Dan Schultz
Updated on: March 30, 2026