Taratura e compensazione dei sensori

La taratura e la compensazione dei sensori di forza sono le operazioni che trasformano un sensore in uno strumento di misura affidabile. Un sensore, come una cella di carico, produce un segnale elettrico proporzionale alla forza, ma perché quel segnale corrisponda a un valore corretto di forza serve la taratura: si applicano forze note e si regola lo strumento perché legga i valori giusti. Inoltre, poiché fattori come la temperatura possono influenzare la misura, serve la compensazione: tecniche che eliminano o riducono l’effetto di questi disturbi, lasciando solo la risposta alla forza. Insieme, taratura e compensazione garantiscono che la misura sia accurata, stabile e riferibile. Capire come funzionano aiuta a ottenere misure di forza attendibili e a mantenere gli strumenti in ordine nel tempo.

Questa pagina spiega come si tara un sensore con forze note, cosa sono zero e span, e come si compensano i disturbi. È una guida per il tecnico che vuole misure di forza affidabili.

La taratura con forze note

Tarare un sensore di forza significa stabilire la corrispondenza tra il suo segnale e la forza reale, usando forze di valore noto. Si applicano al sensore dei pesi o forze campione, di valore certificato, e si regola lo strumento perché la lettura corrisponda a quei valori. Due passaggi sono fondamentali: l’azzeramento, o zero, che imposta a zero la lettura quando non c’è forza applicata, cioè a vuoto; e la regolazione dello span, o guadagno, che imposta la lettura corretta a fondo scala applicando una forza nota vicina alla portata massima. Regolando zero e span, la retta che lega segnale e forza viene fissata correttamente, e tutte le misure intermedie risultano giuste, purché la risposta sia lineare. La taratura va fatta con riferimenti riferibili, cioè pesi o forze certificati collegati ai campioni nazionali, perché la misura sia non solo precisa ma anche dimostrabile. È la taratura che rende le misure di forza credibili e confrontabili.

Zero, span e verifica

Lo zero e lo span sono i due parametri chiave. Lo zero corregge lo scostamento a vuoto: anche senza forza, un sensore può dare un piccolo segnale, dovuto alla tara, al peso della struttura o a derive, e l’azzeramento lo elimina. Lo span, o guadagno, regola la sensibilità, cioè quanta lettura corrisponde a una data forza, in modo che a fondo scala il valore sia corretto. Impostati zero e span, il sensore è tarato. È buona pratica poi verificare la taratura applicando forze note intermedie e controllando che le letture siano corrette, il che permette di valutare la linearità. La taratura va ripetuta periodicamente, perché i sensori possono derivare nel tempo, e va rifatta se cambiano le condizioni. Molti strumenti permettono di azzerare facilmente la tara prima di ogni misura, un’operazione rapida che elimina l’effetto del peso di eventuali attrezzature. Gestire correttamente zero, span e verifiche è la base di una misura di forza accurata e mantenuta nel tempo.

Operazione	Funzione
Zero	Azzera la lettura a vuoto
Span	Regola la sensibilità a fondo scala
Verifica	Controlla le letture intermedie

La compensazione dei disturbi

Oltre alla taratura, i sensori di forza richiedono la compensazione dei fattori che disturbano la misura. Il più importante è la temperatura: le variazioni termiche possono alterare sia lo zero sia la sensibilità del sensore, facendo derivare la misura. Nelle celle di carico questo effetto viene ridotto già dalla configurazione a ponte, che compensa gran parte della temperatura, e da compensazioni interne aggiuntive. Altri disturbi da gestire sono le forze laterali o fuori asse, che vanno evitate con un buon montaggio, e i disturbi elettrici, schermati e filtrati dall’elettronica. La compensazione può quindi essere sia costruttiva, integrata nel sensore, sia procedurale, cioè legata al modo di installare e usare lo strumento. L’obiettivo comune è fare in modo che il sensore risponda solo alla forza da misurare e non ai fattori esterni. Un sensore ben compensato mantiene la taratura e la stabilità anche al variare delle condizioni, garantendo misure affidabili nel tempo.

• Tarare con pesi o forze certificati e riferibili.
• Regolare zero a vuoto e span a fondo scala.
• Verificare con forze intermedie e ripetere nel tempo.
• Compensare la temperatura, già ridotta dal ponte.
• Evitare forze laterali con un buon montaggio.

Affidabilità della misura

Per misure affidabili la taratura va fatta con riferimenti certificati e ripetuta con la giusta frequenza, azzerando la tara prima delle misure e verificando periodicamente le letture. La compensazione della temperatura e l’attenzione al montaggio evitano i disturbi. Documentare taratura, condizioni e verifiche è parte della qualità della misura, e rende i risultati difendibili e confrontabili. Un sensore mal tarato o non compensato dà letture apparentemente sensate ma sbagliate, quindi la cura di taratura e compensazione è essenziale. Padroneggiare queste operazioni è ciò che distingue una misura di forza professionale da una approssimativa, e completa la conoscenza dei sensori di forza, dalle celle di carico ai trasduttori di coppia.

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 le celle di carico e gli amplificatori tarabili fanno capo alle celle di carico e amplificatori di misura, nella famiglia forza, coppia, tensione e banchi prova. Se devi tarare o compensare sensori di forza, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.