Sensori a flessione per tensione del filo

I sensori a flessione per tensione del filo misurano il tiro, cioè la tensione, di un filo, un nastro o un cavo mentre è teso o scorre, senza doverlo tagliare o interrompere. Misurare la tensione di un materiale in tensione è importante in moltissime lavorazioni, dalla tessitura all’avvolgimento di bobine, dalla produzione di cavi alla stampa, perché un tiro sbagliato rovina il prodotto o il processo. Il principio di questi sensori è elegante: invece di misurare direttamente la forza lungo il filo, si devia leggermente il percorso del filo facendolo passare tra alcuni rulli, e si misura la forza laterale che il filo teso esercita su un rullo centrale, forza che è proporzionale alla sua tensione. Capire come funziona questo principio a tre rulli aiuta a comprendere come si misura la tensione di fili e nastri.

Questa pagina spiega perché deviare il filo permette di misurare la tensione, come funziona lo schema a tre rulli, e a cosa serve. È una guida per il tecnico che controlla la tensione dei materiali.

Dalla tensione alla forza laterale

Misurare direttamente la tensione lungo un filo sarebbe difficile senza interromperlo. Il trucco dei sensori a flessione è deviare il filo dal suo percorso rettilineo: quando un filo teso viene costretto a compiere una piccola deviazione, esso preme lateralmente sul punto che lo devia con una forza che dipende dalla sua tensione. Più il filo è teso, più forte è la spinta laterale che esercita per cercare di raddrizzarsi. Questa forza laterale è proporzionale alla tensione del filo, per un dato angolo di deviazione, e si può misurare con un sensore di forza, tipicamente a estensimetri o a flessione. Così, invece di misurare la tensione lungo la direzione del filo, si misura una forza perpendicolare più comoda da rilevare, e da questa si ricava la tensione. È lo stesso principio per cui una corda tesa, se la premiamo di lato, oppone una resistenza tanto maggiore quanto più è tesa. Deviare il filo e misurare la spinta laterale è quindi il modo pratico per misurarne la tensione senza interromperlo.

Lo schema a tre rulli

La realizzazione più comune è lo schema a tre rulli. Il filo passa sopra due rulli esterni fissi e sotto, o sopra, un rullo centrale di misura leggermente sfalsato, che devia il percorso del filo di un angolo definito. Il filo teso preme sul rullo centrale con una forza laterale proporzionale alla sua tensione, e questa forza viene misurata dal sensore su cui è montato il rullo centrale. Lo strumento converte la forza laterale in valore di tensione, tenendo conto della geometria, cioè dell’angolo di deviazione. Esistono tensiometri portatili, in cui l’operatore appoggia lo strumento sul filo teso facendo passare il filo tra i rulli e legge la tensione, molto usati per verifiche rapide; e sensori fissi, installati stabilmente sulla linea di produzione, che misurano in continuo la tensione del materiale che scorre e forniscono il segnale per il controllo automatico del tiro. In entrambi i casi il principio è lo stesso: deviare il filo e misurare la spinta laterale.

Elemento	Ruolo
Rulli esterni	Guidano il filo
Rullo centrale	Devia il filo e riceve la forza
Sensore di forza	Misura la spinta laterale

A cosa serve e la taratura

La misura della tensione è fondamentale in tutte le lavorazioni di materiali in filo o nastro. Nella tessitura e nella produzione tessile un tiro corretto dei fili garantisce la qualità del prodotto ed evita rotture. Nell’avvolgimento di bobine di filo, cavo, carta o film, la tensione controlla la compattezza e la regolarità della bobina. Nella produzione di cavi e fili e nella stampa il tiro corretto è essenziale per il processo. I sensori fissi permettono il controllo automatico, regolando in tempo reale il tiro in base alla misura. Perché la misura sia corretta conta la taratura sul materiale specifico, perché la relazione tra forza laterale e tensione dipende dalla geometria e dal filo, e vanno considerati il diametro e il tipo di materiale. Un buon appoggio sui rulli e l’angolo corretto sono importanti. Con la taratura giusta, i sensori a flessione misurano la tensione di fili e nastri in modo pratico e affidabile, senza interrompere il materiale.

• Deviano il filo e misurano la spinta laterale.
• La forza laterale è proporzionale alla tensione.
• Lo schema a tre rulli è il più comune.
• Esistono tensiometri portatili e sensori fissi.
• Vanno tarati sul materiale specifico.

Affidabilità della misura

Per misure affidabili conta tarare il sensore sul materiale reale, perché la relazione tra forza laterale e tensione dipende dall’angolo di deviazione e dalle caratteristiche del filo, e garantire il corretto passaggio del filo sui rulli. Il sensore va usato entro il suo campo di tensione e mantenuto pulito, perché sporco e usura dei rulli possono influire. Nei sensori fissi conta l’installazione corretta sulla linea. Documentare materiale, taratura e geometria rende le misure confrontabili. Grazie al principio della deviazione e della forza laterale, i sensori a flessione per tensione del filo offrono una misura pratica e non invasiva del tiro dei materiali in movimento o tesi, fondamentale nel controllo dei processi tessili, di avvolgimento e di produzione di cavi.

Dalla tecnologia allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Estensimetria e sensori di forza del ramo Tecnologie e principi di misura, ed è collegato alle celle di carico a estensimetri. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo i tensiometri per fili fanno capo ai tensiometri portatili per fili e nastri, nella famiglia forza, coppia, tensione e banchi prova. Se devi misurare la tensione di fili o nastri, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.