Giới thiệu cảm biến tải trọng Loadcell

0
2373
Cảm biến tải trọng loadcell

Có thể hiểu rằng cảm biến tải trọng (Loadcell) là một thiết bị đo trọng lượng cần thiết cho cân điện tử hiển thị trọng lượng bằng chữ số. Vậy thực chất loadcell có cấu tạo và nguyên lý hoạt động thế nào? Hãy cùng tôi tìm hiểu bài viết dưới đây

Cảm biến tải trọng 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.

Phân loại

Có thể phân loại loadcells như sau:

  • Phân loại Loadcell theo lực tác động: chịu kéo (shear loadcell), chịunén (compression loadcell), dạng uốn (bending), chịu xoắn (TensionLoadcell) .
  • Phân loại theo hình dạng: dạng đĩa, dạng thanh, dạng trụ, dạng cầu,dạng chữ S
  • Phân loại theo kích thước và khả năng chịu tải: loại nhỏ, vừa, lớn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo

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 hoạt động

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.

Thông số kĩ thuật cơ bản

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: 125% 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.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây