Loadcell là gì? Tìm hiểu nguyên lý và ứng dụng của Loadcell

Loadcell là gì?  Loadcell cung cấp kết quả đo trọng lượng và lực với độ chính xác cao; giúp các doanh nghiệp đảm bảo được quá trình sản xuất đạt chuẩn; giảm thiểu sai sót và lãng phí. Trong các hệ thống cân điện tử; Loadcell đóng vai trò cốt lõi giúp đo chính xác khối lượng hàng hóa.

Loadcell là gì?

Bạn có bao giờ thắc mắc Cảm biến cân nặng (loadcell) là gì chưa? Đây là thiết bị có khả năng chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện; giúp chúng ta dễ dàng đo lường và quản lý các thông số này. Khi bạn tác động lực lên cảm biến; điện trở trong cầu điện trở sẽ thay đổi và tạo ra tín hiệu điện áp tương ứng với mức độ thay đổi đó.

Với nguyên lý hoạt động dựa trên sự thay đổi áp lực và trở kháng; khi bạn đặt một tải trọng lên Loadcell; cảm biến sẽ phản ứng bằng cách thay đổi trở kháng; và điều này dẫn đến sự thay đổi trong điện áp đầu ra khi có điện áp đầu vào.

Cấu tạo của Loadcell

Loadcell thường bao gồm hai thành phần chính:

Strain Gauge: Đây là một điện trở đặc biệt thay đổi giá trị khi bị nén hoặc kéo dãn.

Thân Loadcell: Là một khối kim loại đàn hồi; thường được làm từ hợp kim nhôm; thép không gỉ hoặc thép hợp kim.

Nguyên lý hoạt động

Khi có lực tác động lên thân loadcell; nó sẽ bị biến dạng. Sự biến dạng này làm thay đổi giá trị điện trở của strain gauge; dẫn đến sự thay đổi trong điện áp đầu ra. Điện áp này sau đó được khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu số để hiển thị lên màn hình.

Loadcell và bộ hiển thị

Bộ Hiển Thị (Indicator)

Bộ hiển thị là thiết bị dùng để hiển thị kết quả đo lường từ loadcell. Nó có thể hiển thị các giá trị như trọng lượng; lực; hoặc các thông số khác tùy thuộc vào ứng dụng. Bộ hiển thị thường bao gồm các thành phần sau:

Màn hình hiển thị: Thường là màn hình LED hoặc LCD để hiển thị kết quả đo lường.

Bộ khuếch đại tín hiệu: Tăng cường tín hiệu từ loadcell để hiển thị chính xác.

Các cổng kết nối: Để kết nối với loadcell và các thiết bị khác như máy tính hoặc PLC3.

Kết nối Loadcell với Bộ Hiển Thị

Kết nối dây: Loadcell thường có bốn dây (Excitation+; Excitation-; Signal+; Signal-). Các dây này sẽ được kết nối với các cổng tương ứng trên bộ hiển thị.

Cấu hình bộ hiển thị: Thiết lập các thông số cần thiết trên bộ hiển thị để nó có thể đọc đúng tín hiệu từ loadcell.

Hiệu chuẩn: Đảm bảo rằng loadcell và bộ hiển thị đo chính xác bằng cách sử dụng các trọng lượng chuẩn2.

Loadcell và bộ chuyển đổi

Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell là gì?

Bộ chuyển đổi tín hiệu là thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu từ loadcell sang dạng tín hiệu mà các thiết bị khác có thể đọc được; như tín hiệu analog (4-20mA; 0-10V) hoặc tín hiệu số (Modbus RTU). Bộ chuyển đổi tín hiệu thường bao gồm các thành phần sau:

Bộ khuếch đại tín hiệu: Tăng cường tín hiệu từ loadcell để đảm bảo độ chính xác.

Bộ chuyển đổi tín hiệu: Chuyển đổi tín hiệu từ loadcell sang dạng tín hiệu mong muốn

Lợi ích của Bộ Chuyển Đổi

Tăng cường tín hiệu: Bộ chuyển đổi giúp khuếch đại tín hiệu yếu từ loadcell; đảm bảo độ chính xác cao.

Chuyển đổi tín hiệu: Chuyển đổi tín hiệu từ loadcell (thường là mV/V) sang các dạng tín hiệu phổ biến như 4-20mA; 0-10V hoặc tín hiệu số như Modbus RTU.

Tích hợp dễ dàng: Giúp tích hợp loadcell vào các hệ thống điều khiển tự động như PLC và SCADA một cách dễ dàng.

Giám sát và điều khiển: Cho phép giám sát và điều khiển các quy trình sản xuất; đảm bảo hiệu suất và an toàn.

Ví dụ về Bộ Chuyển Đổi Tín Hiệu

Z-SG3: Một bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell phổ biến; có khả năng chuyển đổi tín hiệu loadcell sang 4-20mA hoặc 0-10V.

Ứng dụng của Loadcell

Vậy! bạn có bao giờ nghĩ đến tầm quan trọng của cảm biến này chưa?

Nhờ vào khả năng đo lường chính xác và đáng tin cậy; Loadcell đã trở thành một thiết bị không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực khác nhau; từ công nghiệp nặng cho đến các ứng dụng đời sống hàng ngày. Cụ thể; cảm biến này góp phần quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng sản phẩm; tự động hóa quy trình sản xuất và đảm bảo an toàn trong vận hành thiết bị.

Cân điện tử: Sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thương mại để đo trọng lượng sản phẩm.

Kiểm soát quy trình sản xuất: Đo lường và kiểm soát trọng lượng của sản phẩm trong quá trình sản xuất.

Nghiên cứu và phát triển: Đo lường lực trong các thí nghiệm vật lý; hóa học và sinh học.

Y tế: Được sử dụng trong các thiết bị như máy đo huyết áp; giường bệnh có chức năng cân bệnh nhân.

Nông nghiệp: Đo lường trọng lượng của sản phẩm nông nghiệp; kiểm soát lượng phân bón và hạt giống

Hi vọng; những thông tin trên sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về nguyên lí hoạt động loadcell và ứng dụng của nó. Chúc các bạn thành công!