32.184,00 TL
KDV ve Kargo ücreti hariç
Yük Hücresi, kuvvet ölçüm cihazlarında veya kuvvet ölçümü amacıyla kullanılan düzeneklerde sensör olarak görev yapan ölçüm elemanıdır. Yük Hücreleri, uygulama alanına ve ölçüm prensibine bağlı olarak çok farklı şekil ve boyutlarda üretilebilir. Özellikle düz ve silindirik yapıya sahip Yük Hücresi modelleri geçmişte sıklıkla kuvvet ölçüm hücresi olarak adlandırılmıştır. Günümüzde ise kuvvet ölçüm hücresi terimi yalnızca silindirik modeller için değil, farklı tasarımlara sahip çeşitli Yük Hücresi modelleri için de kullanılmaktadır.
Bazı Yük Hücresi modellerinde kuvvet göstergesi sensöre entegre olarak tasarlanırken, bazı modeller farklı kuvvet ölçüm cihazlarına veya kuvvet göstergelerine bağlanabilir. Harici Yük Hücresi kullanımının önemli avantajlarından biri, ölçüm noktası ile gösterge ünitesinin birbirinden fiziksel olarak ayrı konumlandırılabilmesidir. Böylece ölçüm ve görüntüleme işlemleri birbirinden uzakta gerçekleştirilebilir. Harici Yük Hücreleri, özellikle montaj alanının sınırlı olduğu ve dar alanlarda ölçüm yapılması gereken uygulamalarda da önemli avantaj sağlar. Kompakt yapıya sahip sensörlerin, erişimi zor veya kısıtlı alanlara yerleştirilebilmesi sayesinde farklı ölçüm koşullarına kolayca uyarlanabilir.
Bazı elektriksel ölçüm prensiplerinde, birden fazla Yük Hücresi tarafından üretilen sinyaller birlikte değerlendirilebilir. Bu yöntem özellikle tartım teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kütle, yerçekimi ivmesinin bilinen bir değer olması durumunda ağırlık kuvvetinden hesaplanabildiği için Yük Hücresi, çok çeşitli terazi ve tartım sistemlerinde kullanılmaktadır. Özel olarak tasarlanmış Yük Hücresi modelleri, tek bir eksen boyunca birden fazla kuvvet yönünü algılayabilir veya aynı anda birden fazla kuvvet eksenindeki değerleri ölçebilir. Bu özellik, farklı yönlerden gelen kuvvetlerin eş zamanlı olarak izlenmesi gereken uygulamalarda önemli avantaj sağlar.
VDI/VDE/DKD 2638 standardı, Yük Hücreleri için kullanılan teknik tanımları ve karakteristik değerleri düzenler. Güncel standart, Yük Hücreleri için ortak bir terminoloji oluşturarak teknik verilerin karşılaştırılmasını ve ürün özelliklerinin daha anlaşılır şekilde tanımlanmasını sağlar. Böylece kullanıcıların ihtiyaçlarına uygun Yük Hücresini seçmesi ve doğru şekilde kullanması kolaylaşır
Uygun Yük Hücresini seçmeye yardımcı olacak temel sorular şunlardır:
Bazı Yük Hücresi modelleri, özel adaptörlerin bağlanmasına olanak sağlar. S tipi DMS Yük Hücresi, kuvvet göstergesine bağlantı için kullanılan bağlantı noktalarının yanı sıra, üst ve alt kısımlarında metrik dişli delikler bulunur. Bu dişli deliklere, basma kuvvetlerinin ölçülmesi için dairesel, küresel veya konik yüzeye sahip farklı ölçüm uçları takılabilir. Çekme kuvvetlerinin ölçümünde ise numunelerin Yük Hücresine sabitlenmesi amacıyla kanca, halka veya sıkıştırma elemanları kullanılabilir. Böylece Yük Hücresi, farklı ölçüm görevlerine uygun şekilde çeşitli adaptör ve bağlantı elemanlarıyla kullanılabilir.
Her Yük Hücresi ve kuvvet ölçüm sensörü için bir maksimum kuvvet değeri belirtilir. Yük Hücresi, bu değere kadar olan yüklemelerde belirtilen ölçüm doğruluğunu sağlayabilir. Bu nedenle uygulamaya uygun Yük Hücresi seçilirken maksimum kuvvet değerinin dikkate alınması önemlidir. 
Bazı Yük Hücresi modelleri, nominal yük değerinin yalnızca birkaç yüzde oranında aşılması durumunda dahi hasar görebilir. Diğer Yük Hücresi modellerinde ise sensörün herhangi bir zarar görmeden dayanabileceği aşırı yük miktarını belirleyen bir aşırı yük katsayısı belirtilir. Nominal yük, sınır yükü ve kopma yükü arasında ayrım yapılabilir. Bazı Yük Hücresi veya kuvvet ölçüm cihazlarında, sensörün aşırı yük nedeniyle zarar görmesini önlemek amacıyla ayrı aşırı yük koruma sistemleri bulunur. Bu nedenle Yük Hücresi seçilirken yalnızca öngörülen ölçüm aralığı değil, aynı zamanda kullanım sırasında istem dışı aşırı yük oluşma ihtimali de dikkate alınmalıdır.
Yük Hücresi, yapısına ve ölçüm aralığına bağlı olarak farklı hassasiyet seviyelerine ulaşabilir. Yüksek ölçüm hassasiyetine sahip yük hücrenin, bu hassasiyeti yalnızca belirlenen ortam koşullarına uyulması durumunda sağlayabileceği dikkate alınmalıdır. Ölçüm hassasiyeti ile gösterge çözünürlüğü aynı kavramlar değildir. Bu husus, hem yük hücresi seçiminde hem de elde edilen ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesinde mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır.
Yük Hücresi, bazı ölçümlerde yalnızca doğrudan gösterim için yeterlidir, örneğin meyvelerin kontrol amaçlı tartılmasında anlık değerin görüntülenmesi yeterli olabilir. Ancak ölçüm değerlerinin doğrudan kaydedilmesi veya hesaplamalarda kullanılması gerekiyorsa, verileri aktarabilen yük hücreleri tercih edilmelidir. Basit bir yaylı yük hücresi veya hidrolik kuvvet ölçüm hücresi, bir takip ibresi aracılığıyla bir ölçüm serisindeki maksimum değeri kaydedebilir. Elektronik yük sensörleri ise çok daha kapsamlı imkanlar sunar. Ölçüm ve değerlendirme ünitesine aktardıkları elektriksel büyüklükler sayesinde ölçüm değerleri kaydedilebilir, dönüştürülebilir ve başka sistemlere aktarılabilir. Elektronik yük hücrelerinden gelen sinyaller doğrudan değerlendirilebilir ve alarm cihazlarına veya anahtarlama kontaklarına iletilebilir. Ayrıca ölçüm değerleri bir bilgisayarda görüntülenebilir ve kaydedilebilir. Dinamik kuvvetlerin ölçümünde ise yük hücresinin kuvvetteki değişimleri hangi zaman aralıklarında algılayabildiği dikkate alınmalıdır.
Yük Hücresi, kullanılan ölçüm prensibine bağlı olarak sıcaklık, nem ve elektriksel veya manyetik etkiler açısından belirli ortam koşullarında güvenilir şekilde çalışabilir. Elektriksel büyüklüklerin değerlendirildiği bir yük hücresi, mekanik bir kuvvet ölçüm hücresine kıyasla çevresel etkilere karşı çok daha hassastır. Yük hücreleri ve kuvvet ölçüm hücreleri için kullanılan dijital göstergeler de yalnızca uygun sıcaklık ve nem koşullarında güvenilir şekilde kullanılabilir. Bu nedenle bazı uygulamalarda mekanik ve hidrolik sistemler daha uygun bir çözüm sunabilir.
Yük Hücresi, ölçüm teknolojisinde mekanik kuvvetlerin belirlenmesi amacıyla kullanılan temel ölçüm elemanlarından biridir. Uygulanan kuvveti, makinelerin ve proseslerin analizi ile kontrolünde kullanılabilecek ölçülebilir bir sinyale dönüştürür. Yük Hücrenin çalışma prensibi, farklı fiziksel prensiplere dayanır. Bu prensipler sayesinde farklı kuvvet türlerinin hassas ve güvenilir şekilde ölçülmesi mümkün olur. Yük hücresi seçiminde, uygulamaya uygun farklı çalışma prensiplerinin ve ölçülecek kuvvet türlerinin dikkate alınması gerekir.
Yük Hücresinde Kuvvet Türleri
Ölçüm görevine bağlı olarak Yük Hücresi tasarımı farklılık gösterir. Ölçülecek kuvvetlerin statik veya dinamik olması önemli bir seçim kriteridir. Buna göre Yük Hücresi aşağıdaki şekilde sınıflandırılır:
Basit mekanik Yük Hücresi, metalik spiral yaylardan üretilebilir. Spiral yay ekseni boyunca sıkıştırıldığında veya çekildiğinde, ölçüm aralığı içerisindeki uzunluk değişimi uygulanan kuvvetle orantılıdır. Yük kaldırıldığında Yük Hücresi, tekrar başlangıçtaki şekline döner. Yaylar, kullanılan malzemeye, malzeme kalınlığına, sarım şekline ve sarım sayısına bağlı olarak farklı ölçüm aralıkları için tasarlanabilir. Yayın hareket mesafesi, bir skala üzerinde kuvvet değeri olarak gösterilir. Bazı Yük Hücresi modellerinde, yük uygulandığında ayrıca ayrı bir takip ibresi de hareket eder. Yük kaldırıldığında bu ibre başlangıç konumuna geri dönmez. Böylece bir ölçüm serisi sırasında ulaşılan maksimum kuvvet değeri kaydedilmiş olur.
Yük Hücresi, hidrolik sistemlerde çoğunlukla kuvvet ölçüm hücresi şeklinde tasarlanır. En yaygın tasarımda kuvvet, genellikle gövdeden bir miktar dışarıya doğru çıkıntı yapan bir pistona etki eder. Bu piston, hidrolik sıvı ile doldurulmuş silindirin içerisine doğru itilir. 
Yük Hücresinin bir mil yardımıyla konumlandırıldığı ve sabitlendiği ölçüm noktaları için özel halka pistonlar kullanılabilir. Sıvılar çok zor sıkıştırılabildiğinden, uygulanan kuvveti sistem içerisinde iletirler. Gösterim örneğin manometreler, basınç transdüserleri veya özel kontaklar aracılığıyla mekanik olarak gerçekleştirilebilir. Hidrolik Yük Hücresi, herhangi bir yardımcı enerjiye ihtiyaç duymaz, dayanıklı bir yapıya sahiptir ve uygun hidrolik sıvının kullanılması durumunda geniş sıcaklık aralıklarında çalıştırılabilir.
Gerinim Ölçer kullanan Yük Hücresi de metal tellerin elastik deformasyonundan yararlanır. Ancak burada telin uzunluğundaki değişim doğrudan ölçülmez, bunun yerine deformasyon sonucunda meydana gelen elektriksel direnç değişimi algılanır. Tel gerildiğinde elektriksel direnci artar, sıkıştırıldığında ise azalır. Taşıyıcı bir folyo üzerine genellikle zikzak (meander) şeklinde yerleştirilen ince tele Gerinim Ölçer adı verilir. Gerinim Ölçer'lerin üzerine yerleştirildiği ana gövde ise elastik olarak deforme olduğu için yay gövdesi olarak adlandırılır. Birden fazla direncin çapraz bağlantılı olarak kullanılması sayesinde enine kuvvetlerden, eğilme momentlerinden ve sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan ölçüm hataları azaltılabilir. Bunun için Wheatstone köprü devresi kullanılır. Bu devrede dört adet Gerinim Ölçer, kuvvet ölçüm hücresinin veya Yük Hücresinin yay gövdesi üzerine, kuvvet uygulandığında ikisi sıkışacak ve ikisi gerilecek şekilde yerleştirilir. Sıcaklık değiştiğinde tüm Gerinim Ölçer'lerin elektriksel direnci değişir. Ancak Gerinim Ölçer'lerin birbirine zıt yönde konumlandırılması sayesinde herhangi bir çıkış gerilimi oluşmaz. Bu devre sayesinde, nispeten düşük maliyetlerle yüksek hassasiyetli kuvvet sensörleri üretilebilir. Ayrıca yay gövdesinin şekli ve kullanılan malzeme değiştirilerek çok farklı ölçüm aralıkları için Yük Hücresi tasarlanabilir.
Elektromanyetik dengelemeli Yük Hücresi (kısaca EMFC – Electromagnetic Force Compensation) sisteminde, elektrik akımı verilen bir bobinin çevresinde manyetik alan oluşturulur. Bir konum sensörü, uygulanan kuvvet nedeniyle bobinin aşağı doğru hareket ettiğini algılar. Sensör, bu sinyali bir kontrolöre iletir ve kontrolör, bobin akımını artırarak bobinin başlangıç konumuna yeniden ulaşmasını sağlar. Bu nedenle Yük Hücresinin konumu, yük uygulanmış veya uygulanmamış durumda aynı kalır. Bunun nedeni, uygulanan kuvvetin elektromanyetik olarak dengelenmesidir. EMFC Yük Hücresi, çok küçük kuvvetleri dahi yüksek hassasiyetle ölçebilir. Bobinden geçen akım miktarı, uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır.
Bir kuvvet uygulandığında, piezoelektrik kristallerin yüzeyinde uygulanan kuvvetle orantılı miktarda elektrik yükü oluşur. Polar eksenlere sahip bazı kristallerde gözlemlenen bu etki, 1880 yılında Pierre ve Jacques Curie tarafından keşfedilmiştir. Oluşan elektrik yükü yalnızca kısa bir süre korunabildiğinden, bu prensip özellikle hızlı yük değişimlerinde, kısa süreli yük darbelerinde veya sürekli kayıt alınan dinamik ölçümlerde kullanılır. Piezoelektrik Yük Hücresi ile 100 Hz'e kadar frekansa sahip dinamik yükler dahi ölçülebilir. Birden fazla piezoelektrik bileşenin uygun şekilde konumlandırılmasıyla çok eksenli ölçümler de gerçekleştirilebilir. Genellikle kuvars kristallerinden üretilen bu Yük Hücrenin çıkışına bir yük yükselteci bağlanır. Yük yükselteci, elektrik yükündeki değişimleri algılar, bunları uygun bir sinyale dönüştürür ve göstergelere, arayüzlere veya veri kayıt ortamlarına aktarır. Piezoelektrik Yük Hücresi, dinamik yükleri çok hızlı bir şekilde ve yüksek hassasiyetle ölçebilir.
Mini Boyutlu Yük Hücresi – Özellikleri ve Kullanım Alanları
Miniatür Yük Hücresi, özellikle küçük boyutlarıyla öne çıkan kuvvet sensörleridir. Kompakt yapıları sayesinde makineler, üretim tesisleri ve test düzeneklerine, sınırlı alanın bulunduğu yerlerde dahi büyük bir uyarlama çalışmasına ihtiyaç duyulmadan kolayca entegre edilebilirler. Bu nedenle Yük Hücresi, endüstriyel proseslerin izlenmesi ve kontrolü amacıyla gerçekleştirilen kuvvet ölçümlerinde ve yeni malzeme ile bileşenlerin test edilmesinde sıklıkla kullanılır.
Miniatür Yük Hücresi boyutu, ölçüm aralığı hakkında herhangi bir bilgi vermez. Bu Yük Hücresi, düşük veya yüksek kuvvetlerin ölçülmesi için tasarlanabilir. Örneğin, gövde çapı 25 milimetre olan bir Yük Hücresi, kullanılan ölçüm hücresine bağlı olarak 50 Newton'a kadar veya 5.000 Newton'a kadar olan kuvvetlerin ölçümünde kullanılabilir. Kullanılan ölçüm hücresinin türüne bağlı olarak statik veya dinamik ölçümler gerçekleştirilebilir. Ayrıca yalnızca basma kuvvetleri, yalnızca çekme kuvvetleri veya her iki kuvvet yönü de ölçülebilir.
Miniatür Yük Hücresinin kullanılabilmesi için ölçülecek kuvvetin kontrollü ve hedeflenen şekilde Yük Hücresine aktarılabilmesi gerekir. 
Bu nedenle Miniatür Yük Hücresi, kuvvetin aktarılma şekline göre farklı tasarımlarda ve çeşitli kuvvet iletim seçenekleriyle üretilir. Birçok model disk veya silindir şeklindedir. Bununla birlikte çubuk tipi, eğilme kirişli, kuvvet ölçüm halkası veya S tipi tasarımlar da bulunmaktadır. Kuvvetin Yük Hücresine aktarılması, doğrudan temas yüzeyleri üzerinden veya vida dişleri, delikler ya da halkalar aracılığıyla gerçekleştirilebilir.
Miniatür Yük Hücresinin planlanmayan aşırı yüklere maruz kaldığında hemen arızalanmasını önlemek amacıyla, aşırı yük korumasına sahip ve yanal yüklere karşı yüksek dayanım gösteren modeller geliştirilmiştir. Ölçüm yönüne dik olarak ek kuvvetlerin etki ettiği uygulamalarda, yeterli yanal yük dayanımına sahip Miniatür Yük Hücresi mutlaka tercih edilmelidir. Bu Yük Hücresi, uygulanan yanal kuvvetlerin ölçüm hücresine zarar vermeyeceği ve ölçülmek istenen kuvvetin ölçümünü olumsuz etkilemeyeceği şekilde tasarlanmıştır.
Miniatür Yük Hücresinin besleme gerilimi ve sinyal çıkışı için kullanılan bağlantı kablosu da genellikle kuvvet yönüne 90 derece açıyla konumlandırılır. Diğer sensörlerde olduğu gibi bu kablolar yalnızca uzunlukları açısından değil, aynı zamanda damar sayıları bakımından da farklılık gösterir. Yük Hücresinin gövdesi ve kablosu genellikle, yaygın olarak kullanılan işletme sıvıları ve nemden etkilenmeyecek kadar dayanıklı bir yapıda tasarlanır. Bu sayede zorlu ortam koşullarında dahi yüksek güvenilirlik sağlanır.
Hidrolik Yük Hücresi – Türleri ve Kullanım Alanları
“Hidrolik” ve “hidrolik sistem” terimleri, su anlamına gelen Yunanca “hydro” ve boru anlamına gelen “aulos” kelimelerinden türetilmiştir. Teknik alanda bu terimler, kuvvetlerin, sinyallerin ve enerjinin iletilmesi amacıyla sıvıların özelliklerinden yararlanan kapalı sistemleri ifade eder. Birçok uygulamada su yerine özel hidrolik yağlar kullanılmaktadır.
Hidrolik Yük Hücresi, basma kuvvetlerini, uygulanan kuvvetin hidrolik sıvıyı bir yay gövdesine doğru bastırması ve bu sayede yay gövdesinin tasarım gereği belirlenen yönde hareket etmesi prensibiyle ölçer. Uygulanan kuvvet arttıkça yay gövdesi üzerindeki basınç da artar. Bu sayede oluşan basınç, herhangi bir yardımcı enerjiye ihtiyaç duyulmadan ölçülebilir ve gösterilebilir.
Tamamen analog ve skala göstergeli modellerin yanı sıra, Hidrolik Yük Hücresi arasında dijital göstergeli veya arayüz bağlantısına sahip birçok model de bulunmaktadır. Bu modellerde basınç değeri, bir ölçüm dönüştürücü aracılığıyla dijital göstergelerde veya standart arayüzlerde kullanılabilecek elektronik sinyallere dönüştürülür. Analog cihazlar, ölçüm serisi boyunca ulaşılan en yüksek değeri, hareketli bir takip ibresi sayesinde gösterge üzerinde ek olarak görüntüleyebilir. Bu değer, takip ibresi sıfırlanana kadar gösterilmeye devam eder. Buna karşılık, ölçüm dönüştürücüye sahip Hidrolik Yük Hücresi, elektronik bir ölçüm değeri hafızası ile de donatılabilir. Böylece ölçüm değerlerinin elektronik olarak kaydedilmesi ve gerektiğinde tekrar görüntülenmesi mümkün olur.
Hidrolik Yük Hücresi, makinelerdeki basma kuvvetlerinin belirlenmesinde sıklıkla kullanılır. Analog modeller, takım tezgâhları, presler, sıkıştırma düzenekleri ve kaldırma ekipmanlarında kuvvetlerin ayarlanması ve kalibre edilmesi amacıyla gerçekleştirilen tekil ölçümler için uygundur. Ayrıca otomatik kapı ve otomatik geçitlerin kapanma kuvvetlerinin mevzuatta öngörülen kontrollerinde de kullanılabilirler. Ölçüm dönüştürücüye ve elektronik arayüze sahip Hidrolik Yük Hücresi ise proseslerin veya dolum seviyelerinin sürekli olarak izlenmesi için kullanılabilir. Bu tür uygulamalara tarım, endüstriyel üretim ve enerji üretimi gibi alanlar örnek olarak verilebilir.