Loadcell - Cảm Biến Lực Là Gì? Cấu Tạo - Nguyên Lý - Ứng Dụng

Loadcell hay còn gọi là cảm biến lực, đây là thiết bị đo cảm biến lực. Là một thiết bị quan trọng trong các sản phẩm cân điện tử hiện nay. Khi ta đặt một vật lên bàn cân, trọng lực tác dụng lên cảm biến loadcell. Khi đó thiết bị này sẽ chuyển đổi lực đã tác dụng thành tín hiệu điện. Ngõ ra của cảm biến lực loadcell này đa dạng: điện áp, thay đổi tín hiệu dòng, tín hiệu số. Tuy nhiên, phổ biến hiện này là ngõ ra dạng điện áp mV/V.

Loadcell được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp. Từ việc cân đo khối lượng nguyên vật liệu trong các silo, tank, tháp nguyên liệu. Cho tới đời sống hằng ngày như cân điện tử, cân tải trọng ô tô.

Danh mục

• 1 Loadcell là gì ?
  • 1.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
    • 1.1.1 1. Cấu tạo
    • 1.1.2 2. Nguyên lý hoạt động
  • 1.2 Ứng dụng của cảm biến lực Loadcell
  • 1.3 Bộ chuyển tín hiệu Loadcell sang 4-20mA

Loadcell là gì ?

Loadcell là một cảm biến, được sử dụng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu dạng điện. Cụ thể là dạng điện áp mV/V.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

1. Cấu tạo

Trên thị trường đa dạng thiết bị cảm biến lực như này. Tùy vào loại mà có cấu tạo khác nhau. Tuy nhiên, sản phẩm phổ biến rộng rãi hơn hết là loại dựa trên nguyên tắc thay đổi điện trở để đáp ứng với một tải áp dụng. Do đó, trong bài viết này, sẽ giới thiệu về sản phẩm sử dụng điện trở (strain gauge).

Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần chính. Thành phần thứ nhất là “Strain gauge” và thành phần còn lại là “Load“.

• Strain gauge: thưc chất nó là một loại điện trở đặc biệt. Được cấp nguồn điện và giá trị điện trở thay đổi khi bị tác động lực lên nó.
• Load – một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi. Strain gauge được dán lên Load.

2. Nguyên lý hoạt động

Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone.

• Một điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào ở góc 1 và 4 của mạch cầu Wheatstone.
• Điện áp ngõ ra đo ở góc 2 và 3.
• Tại trạng thái cân bằng (không tải). Điện áp ngõ ra có giá trị là  “0”.
• Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm nó có sự thay đổi hình dạng. Khi đó điện trở strain gauges có sự thay đổi giá trị. Sự thay đổi này dẫn tới sự thay đổi trong điện áp đầu ra.

Ứng dụng của cảm biến lực Loadcell

Loadcell tuy cấu tạo đơn giản, nhưng có ứng dụng to lớn nhờ tính chất mạch cầu cân bằng. Các điện trở thay đổi đi có lực tác động. Hãy cùng tím hiểu các ứng dụng cơ bản của nó.

Cân tải trọng ô tô

Các ô tô có tải trọng lớn sẽ được cân bởi hệ thống cân điện tử. Trọng lượng của xe sẽ tác động một lực theo phương thẳng đứng lên bàn cân. Tại đây, hiệu lực từ các cảm biến lực được chuyển về bộ phòng giám sát. Giá trị hiển thị là trọng lượng của các phương tiện giao thông: Xe ô tô, xe tải, xe container…

Cân băng tải

Hình ảnh băng chuyền trong nhà máy, hay các sân bay khá phổ biến. Nó không chỉ làm nhiệm vụ vận chuyển hàng hóa, mà còn được dùng để làm cân điện tử. Hệ thống băng chuyền, băng tải có thể được gắn weigh module. Mỗi cảm biến có giá trị độc lập, thường 1 đến 3 mV/V. Đầu ra kết hợp được tổng hợp của các cảm biến. Tín hiệu sẽ được truyền về PLC hoặc màn để giám sát dưới dạng tín hiệu analog 4-20mA.

Như hình ở trên, tín hiệu ngõ ra của các cảm biến lực là tín hiệu dạng áp mv/V. Trong khi tín hiệu truyền về bộ phân trung tâm xử lý như PLC hay hiển thị là các tín hiệu dạng analo 4-20mA. Vậy làm sao để chuyển đổi tín hiệu mV/V sang 4-20mA dễ dàng và tiện dụng. Hãy cùng tham khảo sản phẩm bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell sang 4-20mA.

Bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell sang 4-20mA, hãng Orbit Merret được nhập khẩu trực tiếp từ châu Âu – Cộng hòa Séc. Dưới đây chỉ là thông tin tóm tắt sản phẩm. Thông tin chi tiết sản phẩm, các bạn có thể xem tại bài viết sau.

Xem thêm: Bộ chuyển tín hiệu Loadcell – OMX380T

Bộ chuyển tín hiệu Loadcell sang 4-20mA

Thiết bị có chức năng chuyển đổi tín hiệu loadcell dạng mV/V sang 4-20mA. Tín hiệu 4-20mA này sẽ được truyền về PLC để giám sát và điều khiển.

Thông số kỹ thuật bộ chuyển tín hiệu loadcell – OMX380T

• Model : OMX380T
• Ngõ vào là các tín hiệu: 1…4mV, 2…8mV/V, 4…16 mV/V
• Ngõ ra cài đặt được : 4-20mA / 0-10VDC
• Nguồn cấp:10…30 V AC/DC hoặc 80…250 V AC/DC
• Sai số: 0.025%
• Nhiệt độ làm việc của bộ chuyển đổi là : -20 đến 60 C,
• Nhiệt độ lưu kho -20…80 C
• Kích thước: 90.5 x 79 x 25mm
• Cách ly chống nhiễu lên đến : 2500 VAC
• Thời gian bảo hành lên đến 18 tháng.
• Xuất xứ : Orbit Merret – Cộng Hoà Séc

Ngoài cấp Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell, chúng tôi còn cấp bộ chuyển đổi Pt100 sang 4-20mA, Bộ chuyển dòng 0-5A sang 4-20mA…Cũng như các cảm biến nhiệt độ, áp suất, cảm biến đo mức siêu âm. Để được tư vấn dùng thiết bị chính xác với ứng dụng. Các bạn hãy liên hệ theo thông tin sau :

Phone – Zalo: 0932 53 43 73 Mr Thống

Email : Thongnv22@Bff-tech.com

Website: doluongtudong.com