Informacion Tecnica Celdas de Carga Localizacion de Fallas
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6/8/2014 informacion tecnica celdas de carga localizacion de fallas http://www.fralib.com/infotecnica_celdas_de_carga_localizacion_de_fallas.html 1/2 Av. Aviación 2814 Of. 401 - San Borja - Lima, 41 - Perú Tel (511) 224 9809 - (511) 224 9811 Fax (511) 224 2151 CELDAS DE CARGA: LOCALIZACIÓN DE FALLAS. Aquí les ofrecemos una descripción de los pasos a seguir para detectar posibles fallas en sus celdas de carga. Antes de continuar deberá conseguir un buen multímetro digital con una lectura de por lo menos 4 1/2 dígitos. Un test básico debe seguir los siguientes pasos: inspección física, balance del cero, resistente del puente Wheatstone y resistencia a tierra. 1. INSPECCIÓN FÍSICA ¿Cuál es el aspecto de la celda de carga? ¿Está totalmente corroída por el óxido, muestra principios de corrosión y llega el óxido a la zona cubierta del puente Wheatstone? Si el aspecto general es bueno, revise también los sellos metálicos o de silicona y el cable. La celda de carga debe estar herméticamente sellada protegiendo los elementos internos de la contaminación del agua y/o productos químicos. Revise detenidamente los sellos de los puntos A (ver imagen) en busca de puntos abiertos, oxidados o rotos. En caso de que los ellos hayan perdido hermeticidad, es evidente que la zona de los strain gauge está contaminada y estos pueden encontrarse afectados. Si la celda está sellada con silicona, busque posibles entradas de humedad. Revise también la entrada del cable (ver B) en busca d contaminación. Revise también la pieza metálica en busca de rajaduras, principalmente en las zonas soldadas. Una revisión física no será completa, sin revisar detenidamente el cable que debe estar libre de rajaduras o abrasiones. Si el aislamiento presenta roturas, existe la posibilidad de que la humedad pueda ingresar hasta los strain gauge, principalmente si trabaja en zonas con mucha agua, humedad constante o productos químicos. 2. BALANCE DEL CERO Esta prueba es efectiva para determinar si la celda de carga ha sufrido distorsión física, causada probablemente por sobrecargas, golpes o fatiga del material. Antes de la prueba, la celda debe quedar totalmente liberada de carga, siendo conveniente sacarla de la balanza donde se encuentra instalada. Ahora que la celda está sin carga, desconectamos los cables de señal y medimos la señal entre la señal negativa y positiva. La codificación de colores para identificar los cables de señal negativa y positiva lo encontramos en el certificado que acompaña la celda de carga o en el catálogo de la celda. La lectura deberá estar dentro de los parámetros señalados por el fabricante ±1%. Los cables de excitación deberán seguir conectados al mismo indicador que normalmente trabaja con el equipo y la lectura estará aproximadamente en 0.3mV en un sistema con excitación de 10V en una celda de 3mV/V. Una celda podrá tener sin carga una lectura hasta del 10% de la señal máxima a plena carga y trabajar normalmente. Si la señal en cero es inferior al 10% podrá seguir operando y deberá hacer otras pruebas adicionales, pero si supera esta señal, deberá ser reemplazada. Con una celda de 3mv/V y con una excitación de 10V , la señal a carga máxima será de 30mV y el 10% son 3mV. Si la señal en cero es menor a 3mV la celda podrá seguir funcionando. 3. RESISTENCIA DEL PUENTE Antes de revisar la resistencia del puente, desconecte la celda del indicador de peso. Encuentre los cables Excitación negativa y positiva y mida la resistencia de Entrada (Input Resistance). No se alarme si la lectura exceda al rango de la celda de carga. No es raro obtener lecturas de hasta 375Ω para una celda de 350Ω. La diferencia es originada por resistencias de compensación instalados en la línea de entrada para balancear las diferencias en la señal de salida causadas por temperatura o imperfecciones de fabricación. Sin embargo, si la lectura es mayor al 110% del valor normal (385Ω para una celda de 350Ω y 770Ω para una celda de 700Ω ) la celda esta dañada y requiere revisiones adicionales. Si la resistencia de Excitación está dentro de los valores esperados, verifique la resistencia de la señal de salida en los cables positivos y negativos de señal. Esta es una lectura mas delicada y los valores deben estar dentro del rango de 350Ω ±1% (celda de 350Ω ). Lecturas fuera de este rango de ±1% generalmente están dañadas. Ahora viene la parte más difícil. Inclusive si todas las lecturas de señal de salida son normales, usted podría tener una celda dañada. Muchas veces si una celda está dañada por sobrecargas o golpes, los pares opuestos de resistencia son deformados por la tensión, en forma igual pero en diferentes direcciones. La única forma de determinarlo es verificando cada parte individual del puente. El diagrama del puente Wheatstone que vemos arriba, ilustra un puente de resistencias en una celda de carga y muestra la forma de verificar y los resultados obtenidos en una celda dañada de esta manera. Hemos llamado a las resistencias que están bajo tensión T 1 y T 2 y las resistencias bajo compresión C 1 y C 2. Con el multímetro revisamos cada punto y obtendremos las siguientes lecturas: T 1 (-Señal, +Excitación) = 282Ω C 1 (-Señal, -Excitación) = 278Ω T 2 (+Señal, -Excitación) = 282Ω C 2 (+Señal, +Excitación) = 278Ω Note que si en algunos de los puntos obtiene una lectura de 0Ω o ∞ hay un conductor quebrado o una conexión rota dentro de la celda de carga. En una celda de carga en buen estado, que se encuentra sin carga, todos los puntos nunca tienen la misma resistencia, pero las siguientes relacione se deben mantener: 1. C 1 = T 2 2. T 1 = C 2 3. ( C 1 + T 1 ) = ( T 2 + C 2 ) En la celda dañada del ejemplo, ambos puntos de tensión muestran lecturas 4Ω mayores que los correspondientes puntos de compresión. Siendo el mismo valor se disimula la falla (prueba 3), sin embargo en las pruebas individuales (1 y 2) se determina que la celda debe ser reemplazada. 4. RESISTENCIA A TIERRA Si una celda de carga ha pasado satisfactoriamente todas las pruebas y sin embargo su perfomance no está de acuerdo con sus especificaciones, revise por pérdidas a tierra o cortocircuitos. Las pérdidas a tierra son causadas casi siempre por efectos del agua que ha ingresado al circuito o al cable, como también por un cable dañado o cortado. Los cruces causados por efectos del agua y humedad se detectan fácilmente en la lectura del indicador de peso que se muestra inestable como si la balanza estuviese constantemente en movimiento. Generalmente esta falla se debe al uso de celdas incorrectas en el lugar incorrecto. Normalmente se trata de celdas con protección ambiental (environmentally-protected) diseñadas para ambientes sin agua, debiendo usarse celdas selladas herméticamente (hermetically-sealed) que están diseñadas para operar en ambientes con agua. Otra causa podría ser una soldadura fallada o rota. Una soldadura en mal estado da como resultado lecturas inestables cada vez que se mueve la balanza o plataforma. Si la balanza no se mueve la lectura es estable. Para detectar problemas de falta de aislamiento en la celda use un megohmetro de bajo voltaje. CUIDADO! Un megohmetro de alto voltaje que alimente la celda con más de 50VDC dañará los strain gauges! Haga también una prueba trenzando los cuatro cables y midiéndolos contra el cuerpo metálico de la celda de carga. Si el apantallado del cable no está conectado a la masa, una también el apantallado con los cuatro cables y mídalos contra la masa. Si el resultado no es mayor a 5000MΩ, la corriente se está escapando al cuerpo de la celda por alguna parte. Si la celda no pasa esta prueba, remueva la malla y pruebe únicamente con los cuatro cables y el cuerpo de la celda. Si esta prueba es correcta (mayor a 5000MΩ) usted puede tener una razonable certeza de que no hay fuga de corriente por rotura del aislamiento del cable o dentro de la cavidad de los strain gauges. Algunos problemas menores de infiltración de agua, pueden ser generalmente solucionados. Si usted esta seguro de que ha entrado agua a la celda y esta ha ingresado por el sello del cable, el remedio consiste en sacar la celda de la balanza y dejarla secar por varios días en un ambiente tibio y muy seco. Antes de volver a instalar la celda de carga, selle la entrada del cable con silicona. En esta forma se previene que el agua ingrese nuevamente por este punto.
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6/8/2014 informacion tecnica celdas de carga localizacion de fallas
http://www.fralib.com/infotecnica_celdas_de_carga_localizacion_de_fallas.html 1/2
Av . Av iación 2814 Of. 401 - San Borja - Lima, 41 - PerúTel (511) 224 9809 - (511) 224 9811 Fax (511) 224 2151
CELDAS DE CARGA: LOCALIZACIÓN DE FALLAS.
Aquí les ofrecemos una descripción de los pasos a seguir para detectar posibles fallas en sus celdas de carga. Antes de continuar deberá conseguir un buen multímetrodigital con una lectura de por lo menos 4 1/2 dígitos. Un test básico debe seguir los siguientes pasos: inspección física, balance del cero, resistente del puente Wheatstoney resistencia a tierra.
1. INSPECCIÓN FÍSICA
¿Cuál es el aspecto de la celda de carga? ¿Está totalmente corroída por el óxido, muestra principios de corrosión y llega el óxido a lazona cubierta del puente Wheatstone? Si el aspecto general es bueno, revise también los sellos metálicos o de silicona y el cable. Lacelda de carga debe estar herméticamente sellada protegiendo los elementos internos de la contaminación del agua y/o productosquímicos.Revise detenidamente los sellos de los puntos A (ver imagen) en busca de puntos abiertos, oxidados o rotos. En caso de que los elloshayan perdido hermeticidad, es evidente que la zona de los strain gauge está contaminada y estos pueden encontrarse afectados. Si lacelda está sellada con silicona, busque posibles entradas de humedad.Revise también la entrada del cable (ver B) en busca d contaminación.Revise también la pieza metálica en busca de rajaduras, principalmente en las zonas soldadas.Una revisión física no será completa, sin revisar detenidamente el cable que debe estar libre de rajaduras o abrasiones. Si el aislamientopresenta roturas, existe la posibilidad de que la humedad pueda ingresar hasta los strain gauge, principalmente si trabaja en zonas con mucha agua, humedad constante oproductos químicos.
2. BALANCE DEL CERO
Esta prueba es efectiva para determinar si la celda de carga ha sufrido distorsión física, causada probablemente por sobrecargas, golpes o fatiga del material. Antes de laprueba, la celda debe quedar totalmente liberada de carga, siendo conveniente sacarla de la balanza donde se encuentra instalada. Ahora que la celda está sin carga,desconectamos los cables de señal y medimos la señal entre la señal negativa y positiva. La codificación de colores para identificar los cables de señal negativa y positivalo encontramos en el certificado que acompaña la celda de carga o en el catálogo de la celda.La lectura deberá estar dentro de los parámetros señalados por el fabricante ±1%. Los cables de excitación deberán seguir conectados al mismo indicador que normalmentetrabaja con el equipo y la lectura estará aproximadamente en 0.3mV en un sistema con excitación de 10V en una celda de 3mV/V. Una celda podrá tener sin carga unalectura hasta del 10% de la señal máxima a plena carga y trabajar normalmente. Si la señal en cero es inferior al 10% podrá seguir operando y deberá hacer otras pruebasadicionales, pero si supera esta señal, deberá ser reemplazada.Con una celda de 3mv/V y con una excitación de 10V , la señal a carga máxima será de 30mV y el 10% son 3mV. Si la señal en cero es menor a 3mV la celda podrá seguirfuncionando.
3. RESISTENCIA DEL PUENTE
Antes de revisar la resistencia del puente, desconecte la celda del indicador de peso. Encuentre los cables Excitación negativa ypositiva y mida la resistencia de Entrada (Input Resistance). No se alarme si la lectura exceda al rango de la celda de carga. No esraro obtener lecturas de hasta 375Ω para una celda de 350Ω. La diferencia es originada por resistencias de compensacióninstalados en la línea de entrada para balancear las diferencias en la señal de salida causadas por temperatura o imperfecciones defabricación. Sin embargo, si la lectura es mayor al 110% del valor normal (385Ω para una celda de 350Ω y 770Ω para una celda de700Ω ) la celda esta dañada y requiere revisiones adicionales.Si la resistencia de Excitación está dentro de los valores esperados, verifique la resistencia de la señal de salida en los cablespositivos y negativos de señal. Esta es una lectura mas delicada y los valores deben estar dentro del rango de 350Ω ±1% (celda de350Ω ). Lecturas fuera de este rango de ±1% generalmente están dañadas. Ahora viene la parte más difícil. Inclusive si todas las lecturas de señal de salida son normales, usted podría tener una celda dañada.Muchas veces si una celda está dañada por sobrecargas o golpes, los pares opuestos de resistencia son deformados por la tensión, en forma igual pero en diferentesdirecciones. La única forma de determinarlo es verificando cada parte individual del puente. El diagrama del puente Wheatstone que vemos arriba, ilustra un puente deresistencias en una celda de carga y muestra la forma de verificar y los resultados obtenidos en una celda dañada de esta manera. Hemos llamado a las resistencias queestán bajo tensión T1 y T2 y las resistencias bajo compresión C1 y C2.
Con el multímetro revisamos cada punto y obtendremos las siguientes lecturas:
T1 (-Señal, +Excitación) = 282Ω
C1 (-Señal, -Excitación) = 278Ω
T2 (+Señal, -Excitación) = 282Ω
C2 (+Señal, +Excitación) = 278Ω
Note que si en algunos de los puntos obtiene una lectura de 0Ω o ∞ hay un conductor quebrado o una conexión rota dentro de la celda de carga. En una celda de carga enbuen estado, que se encuentra sin carga, todos los puntos nunca tienen la misma resistencia, pero las siguientes relacione se deben mantener:1. C1 = T2
2. T1 = C2
3. ( C1 + T1 ) = ( T2 + C2 )
En la celda dañada del ejemplo, ambos puntos de tensión muestran lecturas 4Ω mayores que los correspondientes puntos de compresión. Siendo el mismo valor sedisimula la falla (prueba 3), sin embargo en las pruebas individuales (1 y 2) se determina que la celda debe ser reemplazada.
4. RESISTENCIA A TIERRA
Si una celda de carga ha pasado satisfactoriamente todas las pruebas y sin embargo su perfomance no está de acuerdo con sus especificaciones, revise por pérdidas atierra o cortocircuitos. Las pérdidas a tierra son causadas casi siempre por efectos del agua que ha ingresado al circuito o al cable, como también por un cable dañado ocortado. Los cruces causados por efectos del agua y humedad se detectan fácilmente en la lectura del indicador de peso que se muestra inestable como si la balanzaestuviese constantemente en movimiento. Generalmente esta falla se debe al uso de celdas incorrectas en el lugar incorrecto. Normalmente se trata de celdas conprotección ambiental (environmentally-protected) diseñadas para ambientes sin agua, debiendo usarse celdas selladas herméticamente (hermetically-sealed) que estándiseñadas para operar en ambientes con agua. Otra causa podría ser una soldadura fallada o rota. Una soldadura en mal estado da como resultado lecturas inestables cadavez que se mueve la balanza o plataforma. Si la balanza no se mueve la lectura es estable. Para detectar problemas de falta de aislamiento en la celda use un megohmetro de bajo voltaje. CUIDADO! Un megohmetro de alto voltaje que alimente la celda con más de50VDC dañará los strain gauges! Haga también una prueba trenzando los cuatro cables y midiéndolos contra el cuerpo metálico de la celda de carga. Si el apantallado delcable no está conectado a la masa, una también el apantallado con los cuatro cables y mídalos contra la masa. Si el resultado no es mayor a 5000MΩ, la corriente se estáescapando al cuerpo de la celda por alguna parte. Si la celda no pasa esta prueba, remueva la malla y pruebe únicamente con los cuatro cables y el cuerpo de la celda. Siesta prueba es correcta (mayor a 5000MΩ) usted puede tener una razonable certeza de que no hay fuga de corriente por rotura del aislamiento del cable o dentro de lacavidad de los strain gauges.Algunos problemas menores de infiltración de agua, pueden ser generalmente solucionados. Si usted esta seguro de que ha entrado agua a la celda y esta ha ingresadopor el sello del cable, el remedio consiste en sacar la celda de la balanza y dejarla secar por varios días en un ambiente tibio y muy seco. Antes de volver a instalar la celdade carga, selle la entrada del cable con silicona. En esta forma se previene que el agua ingrese nuevamente por este punto.
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