Loadcell
Cảm biến Loadcell là gì ?
- Loadcell là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện.
- Khái niệm“strain gage”: cấu trúc có thể biến dạng đàn hồi khi chịu tác động của lực tạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với sự biến dạng này.
- Loadcell thường được sử dụng để cảm ứng các lực lớn, tĩnh hay các lực biến thiên chậm.
- Một số trường hợp loadcell được thiết kế để đo lực tác động mạnh phụ thuộc vào thiết kế của Loadcell.
loadcell 5kg
- Là dạng loadcell có tải trọng là 5kg.
Cấu tạo cua loadcell
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là “Strain gage” và thành phần còn lại là “Load“.
- Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load”
- Load – một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi.
Nguyên lý làm việc của loadcell
- Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đó trả về tín hiệu điện áp tỉ lệ.
- Cảm biến tải trọng kiểu biến dạng kế là loại được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp. Cảm biến tải trọng loại này đặc biệt cứng, có giá trị cộng hưởng rất tốt, và tuổi thọ sử dụng cao.
- Cảm biến tải trọng kiểu biến dạng kế hoạt động theo nguyên tắc: biến dạng kế (điện trở phẳng) sẽ bị biến dạng khi vật liệu của cảm biến tải trọng bị biến dạng thích hợp.
- Sự biến dạng của biến dạng kế khiến điện trở của nó thay đổi tỷ lệ thuận. Sự thay đổi điện trở của biến dạng kế làm thay đổi giá trị điện (đã được hiệu chuẩn cho tải) đặt trên cảm biến.
- Một cảm biến tải trọng thường bao gồm bốn biến dạng kế được mắc theo sơ đồ cầu Wheatstone. Cảm biến tải trọng dùng một biến dạng kế (cầu một phần tư) hoặc hai biến dạng kế (cầu một nửa) cũng có thể được sử dụng.
- Đầu ra tín hiệu điện thường có giá trị vài milivolt (mV) và cần phải được khuếch đại bởi một bộ khuếch đại trước khi nó có thể được sử dụng.
- Đầu ra của bộ chuyển đổi có thể được khuếch đại để tính toán lực tác dụng lên bộ chuyển đổi. Đôi khi một bộ ADC có độ phân giải cao, thường là 24-bit, có thể được sử dụng trực tiếp.
- Bản thân các biến dạng kế được gắn vào thành một dầm hoặc bộ phận kết cấu mà sẽ biến dạng khi có vật nặng đè lên. Trong hầu hết các trường hợp, bốn biến dạng kế được sử dụng để thu được độ nhạy tối đa và để bù nhiệt độ.
- Hai biến dạng kế thường đo lực căng có thể được ký hiệu là T1 và T2, và hai biến dạng kế dùng để đo lực nén có thể được ký hiệu là C1 và C2, và được đấu nối có bù để điều chỉnh.
- Các cảm biến tải trọng kiểu biến dạng kế về cơ bản là một lò xo được tối ưu hóa để đo độ biến dạng. Biến dạng kế được gắn ở những nơi phân bố độ biến dạng theo dạng nén hoặc dạng căng.
- Khi có vật nặng đè lên các cảm biến tải trọng, các biến dạng kế đo lực nén C1 và C2 sẽ giảm điện trở của chúng. Đồng thời, biến dạng kế T1 và T2 bị kéo giãn làm tăng điện trở của chúng.
- Sự thay đổi điện trở làm tăng dòng điện chạy qua C1 và C2 và làm giảm dòng điện chạy qua T1 và T2. Vì vậy, một sai khác về điện áp sẽ được cảm nhận giữa các đầu ra hoặc đầu tín hiệu của cảm biến tải trọng.
- Các biến dạng kế được gắn trong một cầu sai lệch để tăng cường độ chính xác của phép đo. Khi có trọng lượng đè lên, sự biến dạng làm thay đổi điện trở của các biến dạng kế tỉ lệ thuận với tải trọng.
- Các cảm biến tải trọng khác đang trở nên ít được sử dụng, khi cảm biến tải trọng kiểu biến dạng kế liên tục được tăng độ chính xác và giảm chi phí đơn vị.
Thông số kĩ thuật cơ bản của loadcell
- Độ chính xác: cho biết phần trăm chính xác trong phép đo. Độ chính xác phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp.
- Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo được
- Dải bù nhiệt độ: là khoảng nhiệt độ mà đầu ra Loadcell được bù vào, nếu nằm ngoài khoảng này, đầu ra không được đảm bảo thực hiện theo đúng chi tiết kĩ thuật được đưa ra.
- Cấp bảo vệ: được đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống được độ ẩm và bụi). – Điện áp: giá trị điện áp làm việc của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất 5 – 15 V).
- Độ trễ:hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả. Thường được đưa ra dưới dạng % của tải trọng.
- Trở kháng đầu vào: trở kháng được xác định thông qua S- và S+ khi Loadcell chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chế độ không tải. Điện trở cách điện: thông thường đo tại dòng DC 50V. Giá trị cách điện giữa lớp vỏ kim loại của Loadcell và thiết bị kết nối dòng điện.
- Phá hủy cơ học: giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ hoặc biến dạng.
- Giá trị ra: kết quả đo được (đơn vị: mV).
- Trở kháng đầu ra: cho dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ và EX- trong điều kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải.
- Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell có thể vượt quá (ví dụ: 150% công suất).
- Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại lượng được đo ở chế độ có tải, là sự thay đổi công suất của Load cell dưới sự thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là nếu nhiệt dộ tăng thêm 10°C thì công suất đầy tải của Loadcell tăng thêm 0.01%).
- Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như trên nhưng đo ở chế độ không tải.
Có thể phân loại loadcells như sau:
Các cảm biến tải trọng có một số hình dạng phổ biến như sau:
- Dầm cắt (shear beam), một khối vật liệu thẳng được cố định ở một đầu và chịu tải (đưa tải vào) ở đầu kia
- Dầm cắt đầu đôi (Double-ended shear beam), một khối vật liệu thẳng được cố định ở cả hai đầu và đưa tải vào ở trung tâm
- Cảm biến tải trọng dạng nén, một khối vật liệu được thiết kế để đưa tải vào tại một điểm hoặc vùng chịu nén
- Cảm biến tải trọng loại S, khối vật liệu hình chữ S có thể được sử dụng theo cả dạng nén và dạng kéo (các liên kết tải và cảm biến tải trọng dạng kéo được thiết kế chỉ cho dạng kéo)
- Kẹp dây, một khối gắn liền với một sợi dây thừng và đo độ căng của nó. Kẹp dây được sử dụng phổ biến trong Palăng, cần cẩu và thang máy do dễ dàng lắp đặt; chúng phải được thiết kế với dải tải trọng lớn, bao gồm cả tải cực đại động lực, vì vậy đầu ra cho tải trọng định mức của chúng có xu hướng thấp hơn các loại cảm biến tải trọng khác
- Loadpin, được sử dụng để cảm biến tải trọng trên các trục.
- Phân loại theo hình dạng: dạng đĩa, dạng thanh, dạng trụ, dạng cầu,dạng chữ S
Loadcell hệ thống
- Loadcell hệ thống là những thiết bị loadcell chuyên dụng như loadcell bi, loadcell trụ, loadcell modun,loadcell chống rung, loadcell chống nước, loadcell inox….Tùy từng dự án mà chúng tôi sẽ tư vấn cho quý khách những mẫu loadcell phù hợp nhất.
Những vấn đề thường gặp về loadcell
Lắp đặt Loadcell
- Cảm biến phải được lắp đúng cách. Tất cả các lực tải phải đi qua mà nơi độ biến dạng của nó được cảm nhận phần của cảm biến tải trọng.
- Ma sát có thể gây ra sự chênh lệch hoặc trễ. Việc lắp đặt sai có thể dẫn đến cảm biến báo các lực dọc theo trục không mong muốn, mà vẫn có thể tương quan với tải trọng cảm nhận được, gây nhầm lẫn cho kỹ thuật viên.
Quá tải loadcell
- Trong phạm vi làm việc định mức, các cảm biến tải trọng biến dạng đàn hồi và trở về hình dạng của nó sau khi tải đã rời khỏi.
- Nếu tải trọng đặt lên cao hơn mức chịu đựng tối đa của nó, vật liệu của cảm biến tải trọng có thể bị biến dạng dẻo; điều này có thể dẫn đến sai lệch tín hiệu, mất tính tuyến tính,
- khó hoặc không thể hiệu chuẩn, hoặc thậm chí gây tổn thương cơ học đối với phần tử cảm biến (ví dụ như bị phân tách, vỡ).
Các vấn đề về đấu dây loadcell
- Các dây dẫn nối với cảm biến có thể bị tăng điện trở, ví dụ như do bị ăn mòn. Ngoài ra, dòng rò có thể do sự xâm nhập của độ ẩm. Trong cả hai trường hợp tín hiệu sẽ bị sai lệch (trừ khi tất cả các dây dẫn bị ảnh hưởng như nhau) và độ chính xác sẽ bị mất.
Nguy hiểm về điện của loadcell
- Các cảm biến tải trọng có thể bị hỏng do dòng điện cảm ứng hoặc dòng điện dẫn bị nhiểu.
- Sét đánh vào công trình xây dựng, hoặc hàn hồ quang thực hiện gần các cảm biến, có thể tác động đến các điện trở tốt của biến dạng kế và gây hư hỏng hoặc phá hủy chúng.
- Để hàn gần cảm biến, đề nghị ngắt điện các cảm biến tải trọng và nối đất tất cả các chân của nó. Điện áp cao có thể phá hỏng lớp cách điện giữa đế và biến dạng kế.
Tính phi tuyến của loadcell
- Ở dãi thấp của thang đo, các cảm biến tải trọng có xu hướng phi tuyến.
- Điều này trở nên quan trọng đối với các cảm biến có phạm vi đo rất lớn, hoặc dư thừa lớn khả năng chịu tải để chịu được quá tải tạm thời hoặc những cú sốc (ví dụ như kẹp dây).
Các thương hiệu Loadcell hiện nay
- loadcell cân điện tử là những thiết bị quan trọng không thể thiếu trong ngành cân điện tử.
- Chúng tôi phân phối chính hãng hầu hết tất cả các loadcell từ các thương hiệu nổi tiếng của các hãng trên toàn thế giới như:
Loadcell Zemic Hà Lan
Loadcell Curiotec Hàn Quốc
Mua loadcell ở đâu giá rẻ
– mua loadcell giá rẽ mà chất lượng chính hãng vui lòng gọi 0902444111. Xin cảm ơn quý khách quan tâm và ủng hộ
Đọc tín hiệu của loadcell
Loadcell có hai dạng đọc tín hiệu là analog và digital tùy theo mỗi ứng dụng mà chúng ta lựa chọn phù hợp nhất.