Nguyên tắc hoạt động của loadcell

Cân điện tử Minh Hoàng 6 năm trước 2312 lượt xem

Load cell là cảm biến hoặc bộ chuyển đổi chuyển đổi tải hoặc lực tác dụng lên nó thành tín hiệu điện tử. Tín hiệu điện tử này có thể là sự thay đổi điện áp, thay đổi hiện tại hoặc thay đổi tần số tùy thuộc vào loại tế bào tải và mạch được sử dụng.

Có nhiều loại cảm biến khác nhau.

Cảm biến tải điện trở hoạt động trên nguyên tắc áp suất điện trở. Khi một tải / lực / căng thẳng được áp dụng cho cảm biến, nó thay đổi sức đề kháng của nó. Sự thay đổi điện trở dẫn đến sự thay đổi điện áp đầu ra khi áp dụng điện áp đầu vào.
Các biếntải điện dung hoạt động theo nguyên tắc thay đổi điện dung, đó là khả năng của một hệ thống để giữ một lượng điện tích nhất định khi điện áp được áp dụng cho nó. Đối với các tụ điện tấm song song chung, điện dung tỷ lệ thuận với lượng chồng chéo của các tấm và điện môi giữa các tấm và tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa các

Loadcell hoạt động như thế nào?

Một tế bào tải được thực hiện bằng cách sử dụng một thành phần đàn hồi (với mô hình lệch độ lặp lại rất cao) mà một số máy đo biến dạng được gắn vào.

Hệ thống thiết bị cân ô tô tải đặc biệt này được hiển thị trong hình trên, có tổng cộng 4 6 8 ... thiết bị cảm biến liên kết với các bề mặt hệ thống cơ khí tạo thành một khối hệ thống cảm biến.

Khi tải được tác dụng một lực lên cảm biến điện trở như được hiển thị ở trên, các thành viên đàn hồi, làm chệch hướng như được hiển thị và tạo ra một chủng tại các địa điểm do áp lực căng thẳng. Kết quả là, hai trong số các máy đo biến dạng được nén, trong khi hai máy đo khác đang bị căng thẳng như trong hình dưới đây.

Trong quá trình đo, trọng lượng hoạt động trên nguyên tố lò xo kim loại của tế bào tải và gây biến dạng đàn hồi.

Biến dạng này (dương hoặc âm) được chuyển thành tín hiệu điện bằng máy đo biến dạng (SG) được lắp đặt trên phần tử lò xo. Loại tải trọng đơn giản nhất là chùm uốn với một máy đo sức căng.

Chúng tôi sử dụng mạch cầu Wheatstone để chuyển đổi sự thay đổi này trong biến dạng / điện trở thành điện áp tỷ lệ với tải trọng.

Sơ đồ mạch cầu Wheatstone:

Bốn máy đo biến dạng được cấu hình trong cấu hình cầu Wheatstone với bốn điện trở riêng biệt được kết nối như được trình bày trong cái gọi là mạng cầu Wheatstone.

Một điện áp kích thích - thường là 10V được áp dụng cho một bộ góc và chênh lệch điện áp được đo giữa hai góc kia. Tại trạng thái cân bằng không có tải trọng được áp dụng, đầu ra điện áp bằng không hoặc rất gần bằng không khi bốn điện trở được kết hợp chặt chẽ trong giá trị. Đó là lý do tại sao nó được gọi là một mạch cầu cân bằng.

Khi các thành phần kim loại mà các máy đo biến dạng được gắn vào, được nhấn mạnh bởi việc áp dụng một lực, kết quả biến dạng - dẫn đến một sự thay đổi trong kháng trong một (hoặc nhiều hơn) của các điện trở. Sự thay đổi này trong điện trở dẫn đến sự thay đổi điện áp đầu ra. Sự thay đổi nhỏ về điện áp đầu ra (thường là khoảng 20 mVolt của tổng thay đổi đáp ứng với tải đầy) có thể được đo và số hóa sau khi khuếch đại cẩn thận các tín hiệu mức milli-volt nhỏ tới tín hiệu 0-5V hoặc 0-10V cao hơn.

Các tế bào tải này đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ nay và có thể cung cấp các bài đọc rất chính xác nhưng đòi hỏi nhiều bước tẻ nhạt trong quá trình sản xuất

Có các thiết kế tế bào tải khác nhau ngoài các dầm uốn. Điều này bao gồm ví dụ: