Una cella di carico è un tipo di trasduttore che converte la forza in energia elettrica. Questa trasformazione avviene in due fasi; la forza viene prima rilevata da un estensimetro quindi viene convertita in un segnale elettrico attraverso l’alterazione della resistenza elettrica di un filo collegato. Le celle di carico vengono generalmente utilizzate in una serie di scenari comuni, tra cui la pesatura elettronica di camion e vagoni ferroviari e persino in bilance elettroniche domestiche più piccole.
Quando la forza viene applicata a una cella di carico, deforma l’estensimetro o gli estensimetri installati all’interno della cella. Un estensimetro è un dispositivo che cambia forma a seconda della quantità di forza applicata. Quando viene applicata più forza all’estensimetro, si deforma sempre di più. Attraverso la sua deformazione, modifica la quantità di elettricità che scorre attraverso la linea collegata; ciò si traduce nella produzione di un maggiore livello di corrente elettrica, generando elettricità dalla forza meccanica iniziale applicata alla cella di carico.
Una bilancia elettronica può fornire un buon esempio di come funziona una cella di carico. Quando un individuo sale sulla bilancia, il suo peso corporeo interrompe gli estensimetri montati sulla bilancia. Questo, a sua volta, interrompe i segnali elettrici che fluiscono attraverso la bilancia. Misurando l’interruzione, ovvero la variazione rispetto al valore di base, la bilancia è in grado di determinare quanto peso viene applicato su di essa, fornendo una lettura accurata di quanto pesa l’utente.
Una cella di carico contiene tipicamente più di un estensimetro. Ciò consente di rilevare e convertire accuratamente la forza anche se l’applicazione della forza non è localizzata in modo coerente al centro di un particolare calibro. In una cella di carico con più estensimetri, questi misuratori sono normalmente disposti in una formazione a diamante nota come formazione del ponte di Wheatstone, che assomiglia a un quadrato bidimensionale che è stato inclinato di 45 gradi su un lato. Ci sono quattro estensimetri in una configurazione a ponte di Wheatstone, con uno degli estensimetri situato al centro di ciascun lato del quadrato.