Loadcell là gì? Cách kiểm tra loadcell có hỏng hay không?

Loadcell là thành phần quan trọng trong hệ thống cân điện tử, được sử dụng để đo lường lực tác động lên cân và chuyển đổi thành tín hiệu điện tử. Tuy nhiên, do tác động từ môi trường và thời gian, loadcell có thể gặp phải vấn đề và hỏng hóc. Bài viết này giới thiệu về khái niệm loadcell là gì và cung cấp thông tin về cách kiểm tra xem loadcell có hỏng hay không. Hiểu rõ quy trình kiểm tra loadcell sẽ giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn và đưa ra biện pháp khắc phục kịp thời.

Loadcell là gì?

Loadcell là thiết bị cảm biến đặc biệt chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện. Với tính năng đặc trưng này, loadcell thường được áp dụng để đo lường các lực lớn, bao gồm cả lực tĩnh và lực biến thiên chậm. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể, loadcell có thể được thiết kế để chịu đựng và đo lường các lực tác động mạnh, và điều này sẽ phụ thuộc vào thiết kế và tính năng riêng của từng Loadcell.

Loadcell là một thiết bị cảm biến đặc biệt

Cấu tạo Loadcell là gì?

Loadcell được tạo thành từ hai thành phần chính là "Straingage" và "Load".

• Straingage là loại điện trở đặc biệt, có kích thước nhỏ gọn tương đương với kích thước của một móng tay. Điện trở này sẽ thay đổi khi bị nén hoặc kéo dãn. Để đảm bảo hoạt động ổn định, straingage được cung cấp nguồn điện ổn định và được gắn chính xác lên "Load".
• Load, hay còn được gọi là thanh kim loại chịu tải, là thành phần có tính đàn hồi. Khi có lực được áp dụng lên loadcell, load sẽ chịu tải và uốn cong một cách nhỏ, dẫn đến sự thay đổi đặc biệt trong độ dãn và co của straingage được gắn trên load, tạo ra tín hiệu điện tương ứng với lực hoặc trọng lượng được áp dụng lên loadcell.

Tìm hiểu về cấu tạo loadcell

Tổ hợp giữa straingage và load trong loadcell tạo ra cơ chế chuyển đổi độ chênh lệch điện trở thành tín hiệu điện, làm cho loadcell trở thành thiết bị cảm biến lý tưởng để đo lường lực hoặc trọng lượng một cách chính xác và đáng tin cậy.

Cách đọc thông số Loadcell là gì?

Dưới đây là một số thông số quan trọng của loadcell:

1. Độ chính xác: Đại diện cho mức độ chính xác của phép đo, phụ thuộc vào tính chất phi tuyến tính, độ trễ và độ lặp.
2. Công suất định mức: Là giá trị tối đa mà loadcell có thể đo được.
3. Dải bù nhiệt độ: Là khoảng nhiệt độ mà loadcell có thể hoạt động mà đầu ra vẫn đảm bảo đúng theo yêu cầu kỹ thuật.
4. Cấp bảo vệ: Được xác định bằng hệ thống tiêu chuẩn IP, ví dụ IP65 cho biết loadcell chống được độ ẩm và bụi.
5. Điện áp: Là giá trị điện áp làm việc của loadcell (thường từ 5 - 15V).
6. Độ trễ: Là sự chênh lệch giữa thời gian hiển thị kết quả và thời gian thực tế. Thường được biểu thị dưới dạng phần trăm tải trọng.
7. Trở kháng đầu vào: Được đo thông qua các chân E+ và E-, thường được xác định khi loadcell chưa kết nối hoặc không có tải trọng.
8. Điện trở cách điện: Đo tại dòng điện DC 50V, giá trị cách điện giữa vỏ kim loại của loadcell và thiết bị kết nối dòng điện.
9. Phá hủy cơ học: Là giá trị tải trọng mà loadcell có thể bị hỏng hoặc biến dạng.
10. Giá trị đầu ra: Kết quả đo được (thường được biểu thị bằng mV).
11. Trở kháng đầu ra: Đo giữa S+ và S-, thường khi loadcell không kết nối hoặc không có tải trọng.
12. Quá tải an toàn: Công suất mà loadcell có thể chịu đựng, ví dụ như 125% công suất định mức.
13. Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại diện cho sự thay đổi của công suất loadcell dưới tác động của thay đổi nhiệt độ. Ví dụ: 0.01%/10 độ C có nghĩa là khi nhiệt độ tăng thêm 10 độ C, công suất đầy tải của loadcell sẽ tăng thêm 0.01%.
14. Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: Tương tự như trên, nhưng được đo khi loadcell không có tải trọng.

Hướng dẫn đọc thông số Loadcell

Nguyên lý hoạt động của Loadcell là gì?

Nguyên tắc hoạt động của loadcell dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác động lên loadcell sẽ tương ứng với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu Wheatstone, và từ đó tạo ra tín hiệu điện áp tỉ lệ.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Loadcell

Theo sơ đồ, một điện áp kích thích được cấp cho ngõ vào của loadcell, cũng như cho R1 và R4 trong cầu Wheatstone. Tín hiệu điện áp ra được đo giữa hai đầu R2 và R3.

Khi không có tải trọng, tín hiệu điện áp ra sẽ gần như bằng 0. Khi một vật được đặt lên loadcell, phần thân của loadcell sẽ bị kéo hoặc nén, làm thay đổi điện trở của các điện trở trong straingage. Sự thay đổi này phụ thuộc vào độ dãn và tiết diện của các dây kim loại trong straingage.

Tuy nhiên, biến dạng của thanh kim loại chỉ liên quan đến trọng lượng được đo bởi loadcell. Để xác định khối lượng của vật, cần chia cho gia tốc của trọng trường.

Khi sản xuất cân, các nhà sản xuất thường tích hợp một bộ hiệu chỉnh bên trong cân điện tử để hiệu chỉnh lại cân tại điểm sử dụng, giúp đảm bảo cân luôn đạt độ chính xác mong muốn.

Công dụng của Loadcell là gì?

Cảm biến loadcell được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng cân điện tử để đo trọng lượng.

Ví dụ: Trong hệ thống cân điện tử, loadcell được sử dụng để đo trọng lượng của đồ vật. Khi đồ vật được đặt lên bề mặt của loadcell, nó tạo ra một tải trọng và loadcell sẽ chuyển đổi tải trọng này thành tín hiệu điện.

Cụ thể hơn, khi một hộp hàng đến trên băng chuyền trong ngành công nghiệp thực phẩm, loadcell được đặt dưới sẽ đo trọng lượng của nó. Các thông số kỹ thuật của loadcell, chẳng hạn như độ chính xác, công suất định mức và quá tải an toàn, được xác định để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả cân.

Nếu trọng lượng của hộp hàng đạt đúng trọng lượng chuẩn, hộp hàng sẽ tiếp tục lưu thông trên băng chuyền và chuyển sang giai đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất hoặc đóng gói. Ngược lại, nếu hộp hàng không đạt yêu cầu trọng lượng, nó sẽ được loại bỏ khỏi dây chuyền ngay lập tức để đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Từ đó giúp kiểm soát chất lượng và đảm bảo rằng chỉ những sản phẩm đạt tiêu chuẩn sẽ được gửi đến khách hàng cuối cùng.

Tìm hiểu về công dụng của Loadcell

Cách kiểm tra Loadcell có hỏng hay không?

Quy trình kiểm tra loadcell bao gồm hai bước: kiểm tra nguội và kiểm tra nóng.

Bước 1: Kiểm tra nguội

Sử dụng đồng hồ đo ohm để đo các thông số điện trở của loadcell và xác định tính chính xác của cầu điện trở Wheatstone.

Nếu bạn đã biết các thông số điện trở từ catalogue hoặc thông tin khác, hãy đo giá trị điện trở ngõ vào (+E hoặc +IN và -E hoặc -IN) và giá trị điện trở ngõ ra (+Sig hoặc +OUT và -Sig hoặc -OUT). Nếu sự sai lệch trong biên độ +/- cho phép, cầu điện trở Wheatstone của loadcell được xem là tốt. Nếu không, loadcell có thể đã hỏng.

Trường hợp loadcell không có thông tin về thông số điện trở, model hoặc nhà sản xuất, nếu một trong số 6 giá trị điện trở không đo được hoặc bị đứt, không hiển thị kết quả đo, điều này cho thấy loadcell đã bị hỏng.

Bước 2: Kiểm tra nóng

Kết nối loadcell với bộ chỉ thị để kiểm tra khả năng hoạt động của loadcell. Nếu các thông số điện trở vẫn hoạt động bình thường, cầu điện trở Wheatstone được xem là tốt. Tuy nhiên, cần kiểm tra lớp keo dán liên kết cầu điện trở Wheatstone với bề mặt của loadcell, vì nếu lớp keo bị hỏng hoặc tróc, loadcell có thể bị biến dạng do tác động lực ngoại.

Khi thử tải, loadcell còn tốt sẽ hiển thị số ổn định, không bị trôi và hiển thị tải. Trong hệ thống sử dụng nhiều loadcell, cần so sánh giá trị hiệu số có tải và không tải để xem chúng có đồng đều hay không. Nếu có sự chênh lệch lớn giữa các hệ thống loadcell, thiết bị đã bị hỏng.

Các bước kiểm tra Loadcell

Qua bài viết trên, chúng ta đã tìm hiểu về khái niệm loadcell là gì, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các công dụng chính của thiết bị này. Hiểu rõ về loadcell sẽ giúp người dùng áp dụng hiệu quả loại cảm biến này trong các hệ thống đo lường và quản lý chất lượng sản phẩm. Cân Điện Tử Trí Việt vừa hướng dẫn cách kiểm tra xem loadcell có hỏng hay không thông qua các bước kiểm tra nguội và kiểm tra nóng. Việc kiểm tra định kỳ loadcell sẽ giúp phát hiện sớm những vấn đề tiềm ẩn, duy trì hiệu quả hoạt động của hệ thống và đảm bảo tính chính xác cho kết quả đo lường.