Desenvolvimento projeto eletronico sistemas de pesagem – Balanças

Requisitos de um projeto de uma balança
Balança gancho BGE WIFI
Balança gado contenção tronco

Desenvolvimento projeto eletronico sistemas de pesagem – balanças.

O desafio de desenvolver uma balança que alia baixo custo, precisão, velocidade e robustez sempre é difícil de alcançar e vemos muitas empresas que acabam falhando gastando tempo e dinheiro em tentativas de certificação que frustram e muitas vezes abandonam uma boa oportunidade de negócio.

Essa dificuldade advém de ter um elemento de indicação de peso que traduz o peso em um sinal elétrico de apenas alguns milivolts (célula de carga ou strain gauge) e em muitos casos em ambientes sujeitos a descargas elétrica e interferências.

A primeira dificuldade é como proteger e filtrar essas interferências sem afetar o sinal medido, sendo que em muitos casos queremos uma precisão de 10.000 divisões e para alcançada precisamos no mínimo o dobro, ou seja, 20.000 divisões.

A segunda dificuldade é como conseguir repetibilidade do sinal medido e em casos como balanças de plataformas em qualquer ponto que se aplique o peso.

A terceira dificuldade em sistemas de indicação de peso é como fazer isso tudo em alta velocidade, muitas vezes medimos algo em uma esteira que exige uma grande velocidade e imunidade a forças radiais, pois a maioria das células de carga responde bem quando temos somente forças axiais.

Sistemas de pesagem o que devemos observar ao projetá-los?
sistema de pesagem montado em silo de armazenagem

Como podemos ver um sistema de pesagem exige além de um bom projeto eletrônico, um bom sistema de aterramento para o caso de ambientes sujeitos a descarga elétrica e um bom projeto mecânico, principalmente se tratando de balanças dinâmicas e plataformas.

Como fazer um bom projeto eletrônico de uma balança exige alguma experiência sobre sistemas de controle de interferência eletromagnética conduzida e irradiada aliado a sua aplicação e a escolha da célula de carga apropriada.

Alguns anos atras nos deparamos com um sistema de pesagem de silo de armazenagem no Paraná com 4 células de carga do tipo Beam colocado em cada pé do silo que fazia parte de um sistema alemão que foi investido perto de dois milhões de reais.

O sistema foi projetado para ficar em area coberta e abrigada do vento, mas foi colocado ao ar livre em uma região de forte vento, ninguém sabia explicar o motivo de tantas leituras malucas de peso, mas a leitura tinha um componente proporcional ao vento e no final torceu a célula de carga levando a troca e construção de um abrigo.

Conversor analogico digital para balanças.
Conversor analogico digital sigma delta

Os circuitos integrados usados para pesagem geralmente são conversores sigma-dela de 24 bits, que conforme se aumenta a velocidade da pesagem menos precisão oferecem por exemplo, um sistema de leitura a cada 5 segundos consegue funcionar entre 22 e 20 bits de precisão, se aumentarmos para um leitura por segundo de 18 a 20 bits, uma leitura a cada 0,5 segundos de 18 a 16 bits.
Esses conversores tem filtros que podem ser ajustados nos registradores de configuração além de diversos outros parâmetros como inversão de polaridade e etc.
Sempre bom prever uma capacidade de processamento que permita usar um filtro digital fir ou iir, se precisar de muita precisão é bom usar ponto flutuante, nesse caso recomendamos um DSP.
Na ECK usamos o MATLAB que tem um módulo de filtros que permite simular é uma ferramenta bastante interessante para esse tipo de aplicação.

Desenvolvimento projeto eletronico sistemas de pesagem – Balanças

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