Loadcell Là Gì? Loadcel Cân điện Tử | Cảm Biến Trọng Lượng

Cảm biến lực hay là Loadcell hầu hết được mọi người biết đến là một trong những thiết bị đo cảm biến lực phổ biến hiện nay. Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về Loadcell là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của Loadcell ra sao thì không phải ai cũng nắm rõ.

Loadcell là gì?

Loadcell là một trong những loại đầu dò tải; được sử dụng với mục đích tạo ra tín hiệu điện có lực đang được tác dụng tỉ lệ thuận với cường độ. Hiện nay, loadcell được sản xuất và chế tạo thành các loại phổ biến như: Loadcell Strain Gauge, Loadcell khí nén và Loadcell thủy lực. Vậy nên, tùy thuộc vào từng loại mạch sử dụng và Loadcell khác nhau thì sẽ ảnh hưởng, làm thay đổi đến tín hiệu dòng, điện áp và tín hiệu số.

Các loại loadcell hiện đại

Lưu ý : Bài viết chia sẻ thông tin, bên mình không kinh doanh mặt hàng này, vui lòng không gọi điện, zalo hỏi hàng ! Xin cảm ơn

Hầu hết các loại Loadcell hiện nay chủ yếu sử dụng điện trở Strain Gauge. Kỹ thuật bù lực điện từ và điện dung. Vậy nên, trên thị trường hiện nay loại Loadcell Strain Gauge sử dụng điện trở được sử dụng nhiều nhất, vì nó hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi điện áp có sẵn để có thể hỗ trợ đáp ứng được nhu cầu sử dụng của một tải áp dụng.

Cấu tạo đặc điểm của Loadcell

Sau khi đã hiểu rõ hơn về Loadcell là gì thì việc mọi người nên tìm hiểu kỹ hơn về cầu tạo của loại đầu dò tải này. Hiện nay, với một loại Loadcell được cấu tạo chủ yếu bằng các Strain Gauge (điện trở) được dán trực tiếp vào bề mặt thân của Loadcell. 

Phần thân của Loadcell đơn giản là một khối kim loại có độ đàn hồi vượt trội. Tùy theo mục đích sử dụng hoặc từng loại Loadcell sẽ có kiểu dáng và chế tạo từ những kim loại khác nhau. Điển hình như một số loại Loadcell được cấu tạo từ hợp kim thép, hợp kim nhôm không gỉ,…

Nguyên lý hoạt động của Loadcell như thế nào?

Dựa vào những đặc điểm cấu tạo của Loadcell; thì các mạch điện trở từ R1 – R4 được kết nối trực tiếp với nhau để tạo nên một cầu điện trở Wheatstone, sau đó được dán trực tiếp vào bề mặt thân của một Loadcell. Có thể tham khảo sơ đồ hoạt động của một Loadcell sau đây:

Sơ đồ cấu tạo loacell

Khi ở trạng thái không tải (trạng thái cân bằng) của một Loadcell các phần điện áp tín hiệu ra xấp xỉ bằng 0 hoặc bằng 0 khi bốn điện trở từ R1 – R4 được gắn vào vị trí phù hợp với giá trị tương đương của nó. Vì vậy nên Wheatone cầu điện trở được gọi là một mạch cầu cân bằng trong một Loadcell.

Ngoài ra, mọi người có thể hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của Loadcell là gì trong hình sau đây:

Nguyên lý hoạt động loadcell (Ảnh nguồn : loadcell.com.vn)

Nguyên lý hoạt động Loadcell

Khi bắt đầu có lực tải trọng tiếp xúc trực tiếp lên bề mặt thân của Loadcell sẽ khiến cho nó bị biến dạng có thể nén lại hoặc giãn ra. Với nguyên lý hoạt động này sẽ làm cho các sợi kim loại điện trở Strain Gauge có thể bị thay đổi về tiết diện và chiều dài. Như vậy sẽ dẫn đến tình trạng giá trị của các điện trở bị ảnh hưởng. Sự ảnh hưởng này sẽ dẫn tới sự thay đổi trực tiếp tới phần điện áp đầu ra nhưng rất nhỏ. Vì vậy, nó được chuyển thành số sau khi di chuyển qua bộ phận khuếch đại của đầu cân, hay là bộ chỉ thị cân điện tử.

Loadcell được tạo ra như thế nào?

Quá trình sản xuất Loadcell phải trải qua nhiều giai đoạn khác nhau để có thể đáp cung cấp được; những kết quá chính xác nhất trong lĩnh vực cân đo. Sau đây là một số giai đoạn chế tạo Loadcell cơ bản sẽ giúp mọi người hiểu rõ hơn về quy trình sản xuất Loadcell là gì?

Tiến hành làm sạch và gia công thân Loadcell

Đây là một trong những giai đoạn quan trọng. Và khá phức tạp để có thể tối ưu được các vị trí chính xác để dán điện trở Strain Gauge. Ở bước này, mọi người cần phải kiểm soát được độ nhám của bề mặt thân Loadcell. Đặc biệt ở các vị trí sẽ dán điện trở bằng cách đánh bóng hiệu quả bề mặt để loại bỏ đi phần thô nhám. Với cách làm trên sẽ giúp tăng cường được độ kết dính khi dán điện trở trực tiếp vào thân Loadcell chắc chắn hơn.

Làm sạch bóng bề mặt thân Loadcell

Tiến hành nhúng keo vào các tấm điện trở Strain Gauge vào thân Loadcell

Sau khi đã đánh bóng và làm sạch thân Loadcell; sẽ bắt đầu tiến hành phủ một lớp keo dính chuyên dụng để dán các tấm điện trở trực tiếp vào thân. Ở bước này đòi hỏi sự tỉ mỉ cẩn thận; để có thể dán các tấm điện trở vào thân Loadcell chính xác và chắc chắn nhất.

Dán tấm điện trở vào thân Loadcell

Tạo sự kết dính chắc chắn giữa tấm điện trở Strain Gauge với thân Loadcell

Ở trong bước này mọi người sẽ sử dụng khuôn ép để có thể tạo được áp lực giữa thân Loadcell với các tấm điện trở Strain Gauge vừa được dán. Phần khuôn này sẽ được đặt trong môi trường có nhiệt độ cao. Như vậy sẽ giúp hỗ trợ tăng cường sự kết dính của các lớp keo giữa thân Loadcell và các tấm điện trở sẽ chắc chắn hơn.

Hiệu chỉnh lại phần tải trọng ở các vị trí khác nhau của Loadcell

Trong bước này phần Loadcell sẽ được lắp đặt trực tiếp vào một khung của bàn cân. Đặc biệt phân thân của Loadcell phải được mài dũa nhẵn bóng; điều chỉnh làm sao cho đến khi hiển thị được thông số giống nhau, cùng một tải trọng dù có đặt lên bất kỳ góc bàn cân nào thì dừng lại.

Quá trình hiệu chỉnh tải trọng loadcell

Kiểm tra chính xác phần tín hiệu Loadcell theo từng nhiệt độ thay đổi

Đây là một trong những bước quan trọng để biết được Loadcell hoạt động có chính xác hay không. Lúc này, loadcell sẽ được đặt trong một buồng kín cùng nhiệt độ xung quanh; cùng điện áp tín hiệu ngõ ra được điều chỉnh từ thấp lên cao trong một phạm vi nhất định.

Trong trường hợp kết quả tín hiệu của điện áp ngõ ra Loadcell không chính xác. Hoặc không đạt yêu cầu thì phải sử dụng thêm một điện trở; bù trừ nhiệt độ tích hợp cùng với các tấm điện trở Strain Gauge.

Phủ Silicon bảo vệ Loadcell

Đây là bước cuối cùng trong quy trình sản xuất Loadcell. Trong bước này, các bề mặt thân của Loadcell và các tấm điện trở Strain Gauge sẽ được phủ một lớp silicon đặc biệt giúp bảo vệ được hệ thống dây điện tử, mạch điện trở không bị tác động do các yếu tố từ môi trường.

Phủ silicon vào bề mặt Loadcell

Ứng dụng của Loadcell là gì?

Dựa vào nguyên lý hoạt động cùng quy trình sản xuất khắt khe. Nên Loadcell thường được lắp đặt vào hệ thống cân điện tử. Đồng thời, dòng cân điện tử Loadcell được ứng dụng vào rất nhiều ngành nghề khác nhau; có thể dùng để cân do đong đếm liên quan đến một số lĩnh vực phổ biến như:

Loadcell được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, ngành nghề

– Ngành xây dựng: Sản xuất sắt thép, xi măng.

– Ngành giao thông vận tải: Kiểm tra chính xác trọng tải của xe.

– Ngành khoáng sản: Xuất nhập khẩu hàng hóa, chế biến khoáng sản, khai thác than,…

Ngành nông nghiệp: Chế biến nông sản, xuất nhập nguyên liệu nông sản, kiểm tra khối lượng nguyên vật liệu nông sản,…

– Ngành khách sạn, nhà hàng, siêu thị: Thường dùng cân điện tử Loadcell nhằm mục đích cân nguyên vật liệu ra/vào chính xác.

Giá một Loadcell hiện nay bao nhiêu tiền?

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại Loadcell khác nhau. Tùy thuộc vào từng vật liệu cấu thành, kích thước, kiểu dáng, chủng loại, môi trường sử dụng,… sẽ có giá thành khác nhau. Tuy nhiên, giá của một Loadcell hiện nay chỉ giao động trong khoảng từ 300.000 – 5.000.000 VNĐ. Vậy nên, tùy thuộc vào nhu cầu, mục đích sử dụng và tài chính để có thể lựa chọn được loại Loadcell phù hợp nhất.

Loadcell là một trong những ứng dụng vượt trội trong thiết bị cân điện tử hiện nay. Qua những thông tin trên phần nào đó đã giúp mọi người hiểu rõ hơn về Loadcell là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của loại Loadcell trong các lĩnh vực đời sống