Célula de carga.

[fabim]

Pessoal, estou fazendo um projetinho DIY para um defumador.
Este defumador possui 4 células de carga, onde eu irei fazer a tara do peso mecânico e vou colocando os "treim bão" lá dentro a frio, e depois eu pego a diferença de peso para saber o quando de agua foi perdido.
O que acontece é que o absolute zero, existe um desvio muito maior que o datasheet!!

Estas células são de 1mV/V no fundo de escala, estou as alimentando com 4.096V.

eu tenho 4 células e meu sistema vai possui apenas 4, sendo um em cada extremo do gabinete.

As 7 células sobre a mesa, sem qualquer peso já estão com 400uV, 280uV, 670uV, 280uV, 560uV, 870uV, 220uV.

Detalhe, estas células são novas tiradas da embalagem from China.

O meu prototipo utiliza para cada duas células dois amplificadores instrumentais, onde uma célula faz as vezes de V+ e o outro amplificador faz as vezes de V-, estes por sua vez alimentam a entrada de um ADC diferencial.

O que ocorre é que estas diferenças já estão dando uma boa diferença na tensão que tive que baixar o ganho para o fundo de escala.

Dúvida.
É normal estas células terem um drift de ofset tão grande assim ?
Nas balanças convencionais, como é feito, tipo, existem 4 ADC um para cada célula, ou existe algum tipo de ofset?

Alguém já teve algum contato com algo da área, e poderia me dar umas dicas de como não comprar porcaria ou usar porcaria porém sem crise?

Muito Obrigadim!!

[brasilma]

Olá Fabim,

Muitas respostas necessárias... rsrsrs

Este offset é normal e há outras questões como a curva de carga da célula não ser linear e apresentar histese, isto normalmente é corrigido com calibração de carga e descarga;

Terá de considerar também a variação com a temperatura;

A soma do peso de células (em aplicações rusticas) normalmente é feito pela alimentação.

Já vi este tipo de aplicação porem com apenas uma célula de carga, se precisar para mais de uma (e dependendo da precisão da sua aplicação, talvez tenha de normalizar o peso para cada célula de uma forma como sugeri, e somar os pesos).

[EDSONCAN]

Sugestão:

Primeiro meça sem peso e faça a tara por célula na plataforma, depois, coloque um peso conhecido em cada ponto acima da célula de carga (são 4 pontos);
Você terá 4 equações com 4 incógnitas.
Aplique uma matriz inversa e ache o K de cada célula,
Isso se chama compensação de plataforma e é usada em leitura de peso de caminhão.

Quanto a temperatura, faça a leitura da temperatura em diversos pontos de um peso conhecido, faça equações de reta de compensação, você vera que existem pontos que dão maior erro, diminua o interva-lo ate compensar os erros das células.

Se trocar de celula pode dar m.., portanto se precisa de precisão use células da HBM que são mais confiáveis.

At

[andre_luis]

se precisar para mais de uma (e dependendo da precisão da sua aplicação, talvez tenha de normalizar o peso para cada célula de uma forma como sugeri, e somar os pesos).

Esse realmente parece ser o pulo-do-gato em matéria de algoritmo de calibração. Sabendo que a soma do total dos pesos tem de ser X, posicionando-o alternadamente nos 4 cantos da balança permite saber na média o quanto cada um representa no conjunto. De qualquer modo, meu palpite inicial seria voce conferir alguns fatores ( caso a celula esteja eventualmente sofrendo torção, o peso não esteja sobre a balança por muito tempo, não esteja totalmente nivelada horizontalmente, subdimensionada para a aplicação, etc... ).

[brasilma]

Tudo isso que comentou...

Quando se está buscando precisão tudo afeta.

Peso sobre a célula por tempo prolongado tente a causar uma deformação que toma mais tempo para retornar;

O nível em que uma balança apresenta o peso correto é aquele em que a mesma foi calibrada (não importa qual seja).

[Djalma Toledo]

O ELEMENTO SENSOR da Célula de Carga se chama Strain Gauge.

É em resumo uma Ponte, Quatro Resistores em Ponte
Toda atenção ao comum da alimentação já que o sinal é muito pequeno.

National Instruments é confiável:

http://www.ni.com/white-paper/3642/pt/

Dj.

[eletroinf]

E tem algumas soluções prontas que facilitam:

http://www.ebay.com/itm/10PCS-Weighing- ... xyLN9SegNC

Veja que o preço é para 10 peças.

[fabim]

Meo, que negócio louco.
Eu não estou entendendo absolutamente nada.

Minha mecânica é retangular e eu fiz o circuito da seguinte maneira.



Diferente de uma balança que eu tenho aqui de 10kG, que em qualquer ponto dela 100gramas é 100gramas.

A que eu fiz dependendo onde eu coloco o gancho o peso fica maior ou menor..

Eu fiz a calibração da seguinte forma.

1°- Capturo o offset da do par de células 1 e 2.
2°- Coloco um peso de referencia no centro da tampa, sobre o gabinete.
3°- Capturo a referencia de peso para 10000 gramas.
4°- Fator = 10000 / (Referencia - Offset).
5°- Peso = (Valor binário atual - ofset)*Fator.

O fator = peso@bit.

As células de carga são de 10kG com 1mV/V, e estão alimentadas com 4.096V.

Alguém sabe se existe pulo do gato para estas células?
Se existe algum detalhe para sanar problemas inexplicáveis ou afins?

Obrigado!!

[Red Neck Guy]

Nas balanças de caminhão em que trabalhei Casa célula de carga era calibrada individualmente. O peso total da plataforma é obtido pelo somatório.

[fabim]

Aquino, ora pois pois.
É absolutamente isto que eu estou começando a desconfiar...
O datasheet diz que a repetitividade de curva <= 0,03%f.s... estou começando a desconfiar que é bem maior...
No meu caso, 10kG = fs, 0,03% = 3 gramas....
Hum, sei não eim, acho que tem caroço neste angu,

[Djalma Toledo]

Aquino, ora pois pois.
É absolutamente isto que eu estou começando a desconfiar...
O datasheet diz que a repetitividade de curva <= 0,03%f.s... estou começando a desconfiar que é bem maior...
No meu caso, 10kG = fs, 0,03% = 3 gramas....
Hum, sei não eim, acho que tem caroço neste angu,

E o que é 3 Gramas em 10 000 Gramas?

Dj. <Sentindo-se sem noção, como se diz no Face Book>

[fabim]

Então DJ.
Eu vejo as balanças dando 0,2...0,5....1 grama de tolerância de erro, e a anos eu estou tentando aprender como é feito isto, se existe algum algoritmo milenar!!
Por isto estou tão chateado de não conseguir!!

[EDSONCAN]

Já homologuei balanças com 5000, 10.0000 e 15.000 divisões, isso não tem muito segredo, siga o que fabricante do conversor AD recomenda em termos de componentes, EMI, cuidado com variação térmica dos componentes.....

[fabim]

Bem meu primeiro teste foi este conforme abaixo, onde eu quis economizar um dollar no ADC, e não funciona nem lascando, eu desisti!!
A mecânica influencia fodasticamente!!!

https://drive.google.com/open?id=0B_bVf2mb5etDOENfTWtJdUtOZW8


Meu segundo teste agora vai ser o circuito abaixo, onde eu vou calibrar cada uma das células separadamente, e vou utilizar dois ADC's, um de 16bits e outro de 18bits e observar os resultados.

https://drive.google.com/file/d/0B_bVf2mb5etDRFZBVm1TSEdZdmc/view?usp=sharing
Bem, eu fui muito criterioso dentro de custo e necessidade.
Este amplificador instrumental da uXip é sensacional!!
O ADC já tenho bastante experiência.
O layout tomei todos os cuidados possíveis.

Eu bolei uma mecânica onde eu vou colocar um cilindro sobre cada célula para tirar o valor de curva para 5kG, o que me irritou foi ficar tirando material, colocando material no tarugo!! hehehehe
Assim que chegar a placa, eu montar e fazer os testes eu posto o resultado!!

[brasilma]

O esquema para desenvolvimento é este mesmo, ensaios e mais ensaios com massas padrão (cobrindo toda faixa de pesagem).

Lembrar que a curva de carga e descarga das células apresenta uma histerese!