Cảm biến Loadcell là một thiết bị đo rất quan trọng giúp cho cân điện tử hoạt động được ổn định, và chính xác. Vậy cảm biến loadcell là gì? Chúng có cấu tạo, nguyên lý và cách kiểm tra cảm biến loadcell như thế nào? Hãy tham khảo bài viết sau đây để biết thêm nhiều thông tin hữu ích nhé.
Cảm biến Loadcell là gì?
Cảm biến loadcell này hay còn được gọi là cảm biến trọng tải, thiết bị này được dùng để thực hiện chức năng chuyển đổi lực mô-men xoắn hoặc chuyển đổi trọng lượng thành các tín hiệu điện.
Các thông số kỹ thuật của cảm biến Loadcell
Cảm biến Loadcell có các thông số kỹ thuật như sau:
Hạn mức cân tối đa
Đơn vị cân chủ yếu là: kg, tấn. Đây là trọng lượng tối đa mà cân có thể cân. Nếu như cân vượt quá hạn mức cho phép của cân điện tử thì sẽ thường cho ra kết quả không chính xác và nếu như tình trạng này diễn ra nhiều lần thì cân sẽ rất dễ bị hư hỏng.
Cấp chính xác
Cân thường có cấp chính xác đạt cấp II hoặc cấp III, đây là tiêu chí để có thể đánh giá được cấp độ hoạt động chính xác của
cảm biến Cân điện tử. Chúng thường được đánh giá theo các tiêu chuẩn của quốc tế như là OIML, hoặc NTEP, ..
- Độ phân giải của cảm biến Loadcell: Độ phân giải thường là 1/30.000, 1/60.000, nó cho biết tốc độ xử lý dữ liệu của các dòng cân điện tử.
- Độ nhạy điện áp xuất (hay còn gọi là tín hiệu phản hồi) có đơn vị là mV/V. Nó thể hiện độ nhạy cảm của cảm biến lực Loadcell
- Combined error ( hay là lỗi toàn diện) có đơn vị là phần trăm (%), đây là sai số được tính bằng tổng đại số sai số không tuyến tính.
- Repeatability (hay gọi Độ lặp lại): Đơn vị là phần trăm (%), được tính bằng cách khi cân liên tục cùng một mức tải tại trong cùng một điều kiện so với cùng với một hướng đặt tải.
Các loại cảm biến Loadcell phổ biến hiện nay
Hiện nay, cảm biến loadcell được phân loại theo nhiều phương diện sau:
- Phân loại cảm biến loadcell dựa trên phương hướng của lực tác dụng có thể phân loại thành các loại cảm biến loadcell như sau:
- Cảm biến Loadcell dạng nén có thể kể đến như loadcell BM14G của hãng zemic hay cảm biến loadcell ZSGB của keli
- Cảm biến Loadcell dạng uốn như là loadcell SQB của hãng keli hay loại loadcell SB của mettler toledo
- Cảm biến Loadcell dạng kéo như loại loadcell PST của keli hay loadcell TSA của hãng mettler toledo
- Phân loại cảm biến loadcell dựa trên hình dạng của loại loadcell đó phân thành các loại sau:
- Loadcell trụ
- Loadcell cầu bi
- Loadcell thanh
- Loadcell chữ Z
- Loadcell xoắn
- Phân loại cảm biến loadcell dựa trên dạng tín hiệu truyền và nhận được phân loại thành:
- Loadcell analog hay còn gọi là tín hiệu tương tự
- Loadcell digital đây chính là tín hiệu số
Hướng dẫn sử dụng cảm biến Loadcell
Cách sử dụng mỗi loại cảm biến loadcell có thể khác nhau tùy theo từng loại loadcell và những ứng dụng của nó. Tuy nhiên, có một số nguyên tắc chung mà tất cả các cảm biến Loadcell cần tuân thủ như sau:
- Cảm biến Loadcell phải được lắp đặt trên cùng một bề mặt cứng, bằng phẳng và không bị rung lắc.
- Cảm biến Loadcell phải được lắp đặt sao cho các lực tác động lên loadcell này phải phù hợp với phương hướng cũng như hình dạng của cảm biến Loadcell.
- Cảm biến Loadcell phải được kết nối với một hộp nối và bộ chỉ thị theo một sơ đồ kết nối do nhà sản xuất chỉ dẫn. Bạn cần chú ý đến các cặp dây có cùng màu sắc hoặc có cùng một ký hiệu để có thể kết nối chính xác nhất.
- Loadcell phải được cấp một nguồn điện ổn định và phù hợp với yêu cầu của từng nhà sản xuất. Nguồn điện này không nên quá cao hoặc không nên quá thấp để tránh làm hỏng cảm biến loadcell hoặc làm sai lệch đi kết quả đo.
- Cảm biến Loadcell phải được hiệu chuẩn trước khi sử dụng để có thể đảm bảo được độ chính xác của từng phép đo. Hiệu chuẩn này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các khối cân chuẩn hoặc là các thiết bị hiệu chuẩn chuyên dụng nhất.
- Các cảm biến Loadcell phải được bảo quản và bảo dưỡng thường xuyên để có thể kéo dài tuổi thọ và giữ cho loadcell này luôn hoạt động ổn định nhất. Cần hạn chế tránh va đập, tránh quá tải, cũng như ẩm ướt, có nhiệt độ cao hoặc các yếu tố gây ăn mòn cho cảm biến loadcell.
Nguyên lý làm việc của cảm biến Loadcell
Một điện áp sẽ được cung cấp tới cho ngõ vào loadcell của cầu điện trở và một điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc khác. Tại trạng thái cân bằng hay là trạng thái không tải, điện áp tín hiệu ra này chính là số không hoặc gần như bằng không nếu như bốn điện trở được gắn phù hợp về giá trị.
Một khi có tải trọng hoặc một lực tác động lên thân cảm biến loadcell thì sẽ làm cho thân loadcell này bị biến dạng (giãn hoặc nén), từ đó dẫn đến sự thay đổi về chiều dài cũng như thay đổi về tiết diện của các sợi kim loại của điện trở từ đó làm thay đổi giá trị điện trở và thay đổi điện áp đầu ra.
Lưu ý: Hành động bất ngờ như đặt đột ngột hay thảy một vật cân có khối lượng cân nặng lên trên bàn cân rất dễ sẽ làm cho thanh kim loại bị biến dạng đột ngột từ đó làm cho việc cân sẽ không được chính xác và nhanh hỏng Strain Gauge. Không nên cân một vật nào đó có khối lượng lớn vượt qua khỏi thang đo của cân.
Cách hiệu chỉnh cảm biến loadcell hiệu quả
Hiệu chuẩn cảm biến loadcell là một quá trình cài đặt để bộ hiển thị của cân có thể hiển thị một cách chính xác giá trị từ cảm biến đo lực. Đây là một bước rất quan trọng để có thể đảm bảo được độ chính xác và sự ổn định của phép đo trọng lượng.
Hiệu chuẩn cảm biến loadcell sẽ giúp phát hiện và khắc phục được các sai số do nhiệt độ, hay nhiễu điện từ, cũng như biến dạng vật liệu, và lão hóa thiết bị, … từ đó giúp tăng tuổi thọ và hiệu suất của cảm biến lực và bộ hiển thị kết quả.
Cách hiệu chuẩn cảm biến loadcell có thể thực hiện theo hai phương pháp chính đó là:
- Hiệu chuẩn Span đây là một phương pháp hiệu chuẩn bằng cách đặt các quả cân có khối lượng chuẩn nhất trên loadcell và cài đặt bộ hiển thị để có thể hiển thị được giá trị khối lượng tương ứng. Phương pháp này có độ chính xác rất cao nhưng điều quan trọng là cần phải có các quả cân và không gian thoáng để đặt quả cân.
- Hiệu chuẩn tương đương là một phương pháp hiệu chuẩn mà dựa trên thông tin điện áp đầu ra của cảm biến loadcell. Điện áp đầu ra này được thể hiện ở bảng thông số kỹ thuật đi kèm với chính loadcell đó. Phương pháp này thì không cần sử dụng quả cân nhưng nó lại có độ chính xác thấp hơn so với hiệu chuẩn Span.
Cách kiểm tra và bảo dưỡng loadcell
Sau đây là cách kiểm tra xem cảm biến loadcell sống hay chết:
Bạn có thể dùng đồng hồ đo vạn năng để đo có thể điện trở ngõ vào và ngõ ra của loadcell, sau đó so sánh với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất đã cung cấp. Nếu như điện trở sai lệch quá nhiều hoặc là không đo được thì cảm biến loadcell này đã bị hỏng.
Ngoài ra, bạn còn có thể dùng bộ chỉ thị để kết nối với cảm biến loadcell và đo tín hiệu ngõ ra sau khi có lực tác động lên loadcell. Nếu như tín hiệu ngõ ra không ổn định, và không tuyến tính hoặc bằng không thì lúc này loadcell cũng đã bị hỏng.
Bạn có thể tham khảo một số cách bảo dưỡng cảm biến loadcell dưới đây:
- Hãy thường xuyên lau chùi và vệ sinh các cảm biến loadcell để tránh được bụi bẩn, ẩm ướt, cũng như bị ăn mòn.
- Hạn chế tránh va đập, không cân quá tải, hay rung lắc, những nơi nhiệt độ cao hoặc có các yếu tố gây biến dạng cho loadcell.
- Bạn cần kiểm tra và thay thế các phụ kiện của cảm biến Loadcell như cáp nối, hộp nối, hay keo dán… khi chúng có dấu hiệu hư hỏng hoặc là bị lão hóa.
- Cần hiệu chuẩn cảm biến loadcell định kỳ để đảm bảo được độ chính xác của phép đo.
Trên đây là tất cả các thông tin của cảm biến Loadcell mà bạn cần nắm rõ để có thể sử dụng, kiểm tra cũng như bảo dưỡng thật đúng cách. Chúc các bạn thành công.
0976.14.34.99