Tầm quan trọng và ứng dụng của báo tải Loadcell trong cuộc sống

Tầm quan trọng và ứng dụng của báo tải Loadcell trong cuộc sống

1.1.Khái niệm

Trong từ điển, Các LoadCell được định nghĩa như là một “thiết bị đo lường trọng lượng cần thiết để cân điện tử hiển thị trọng lượng thành con số”.
Vì thế, Loadcell hay còn gọi là cảm biến lực, cảm ứng lực, báo tải Loadcell hay cảm biến đo tải trọng là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện.
Khái niệm“strain gage”: cấu trúc có thể biến dạng đàn hồi khi chịu tác động của lực tạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với sự biến dạng này.
Loadcell thường được sử dụng để cảm ứng các lực lớn, tĩnh hay các lực biến thiên chậm.Một số trường hợp loadcell được thiết kế để đo lực tác động mạnh phụ thuộc vào thiết kế của Loadcell.

                                                            Cảm biến lực nén của hãng LMS (UK).

  1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
    2.1. Cấu tạo
    Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là “Strain gage” và thành phần còn lại là “Load”. Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load” – một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi.
    2.2. Nguyên lý hoạt động
    Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đó trả về tín hiệu điện áp tỉ lệ.

Khi lực được tác dụng lên một loadcell, báo tải Loadcell sẽ chuyển đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện. Các LoadCell cũng được biết đến như là “đầu dò tải” (load transducer) bởi vì nó cũng có thể chuyển đổi một tải trọng (lực tác dụng) thành tín hiệu điện.

3. Thông số kĩ thuật cơ bản
– Độ chính xác: cho biết phần trăm chính xác trong phép đo. Độ chính xác phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp.
– Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo được.
– Dải bù nhiệt độ: là khoảng nhiệt độ mà đầu ra Loadcell được bù vào, nếu nằm ngoài khoảng này, đầu ra không được đảm bảo thực hiện theo đúng chi tiết kĩ thuật được đưa ra.
– Cấp bảo vệ: được đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống được độ ẩm và bụi).
– Điện áp: giá trị điện áp làm việc của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất 5 – 15 V).
– Độ trễ:hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả. Thường được đưa ra dưới dạng % của tải trọng.
– Trở kháng đầu vào: trở kháng được xác định thông qua S- và S+ khi Loadcell chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chế độ không tải.
– Điện trở cách điện: thông thường đo tại dòng DC 50V. Giá trị cách điện giữa lớp vỏ kim loại củaLoadcell và thiết bị kết nối dòng điện.
– Phá hủy cơ học: giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ hoặc biến dạng.
– Giá trị ra: kết quả đo được (đơn vị: mV).
– Trở kháng đầu ra: cho dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ và EX- trong điều kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải.
– Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell có thể vượt quá (ví dụ: 125% công suất).
– Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại lượng được đo ở chế độ có tải, là sự thay đổi công suất củaLoadcell dưới sự thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là nếu nhiệt dộ tăng thêm 10°C thì công suất đầy tải của Loadcell tăng thêm 0.01%).
– Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như trên nhưng đo ở chế độ không tải.
4.Phân loại
Có thể phân loại loadcells như sau:
– Phân loại Loadcell theo lực tác động: Load Cells Cảm biến lực nén, Load Cells Cảm biến lực căng, đo lực căng dây cáp, Chốt định vị đo tải, Ma-ní đo tải, dạng uốn (bending), chịu xoắn (Tension Loadcell).
– Phân loại theo hình dạng: dạng đĩa, dạng thanh, dạng trụ, dạng cầu,dạng chữ S
– Phân loại theo kích thước và khả năng chịu tải: loại bé, vừa, lớn.

Load Link ( một dạng cảm biến lực kéo phổ biến hiện nay)

  1. Ứng dụng của Loadcell:

Một ứng dụng khá phổ biến thường thấy của Loadcell là được sử dụng trong các loại cân điện tử hiện nay.

Từ ứng dụng trong những chiếc cân kĩ thuật đòi hỏi độ chính xác cao cho tới những chiếc cân có trọng tải lớn trong công nghiệp như cân xe tải.

Một số ứng dụng khác:

– Trong ngành công nghệ cao:

Với nền khoa học kĩ thuật tiên tiến hiện nay thì loại Loadcell cỡ nhỏ cũng được cải tiến công nghệ và tính ứng dụng cao hơn. Loại Loadcell này được gắn vào đầu của ngón tay robot để xác định độ bền kéo và lực nén tác động vào các vật khi chúng cầm nắm hoặc nhấc lên.

– Phân phối đều trọng lượng trong công nghiệp:

Công nghệ sử dụng:

Các thế báo tải(Loadcell LSB and LCF Series) kết hợp với các thiết bị định hướng và thu thập dữ liệu qua máy tính hoặc PLC

Sơ lược hoạt động:

Các load cell được thiết kế để phù hợp với các ứng dụng tự động hóa trong công nghiệp để phân phối đều trọng lượng sản phẩm. Như thể hiện trong sơ đồ dưới đây, Loadcell được lắp đặt trong dây chuyền tự động hóa, giám sát việc phân phối khối lượng vào từng bao bì một cách chính xác.

 

Hệ thống hoạt động:

+ Một tế bào tải được kết nối với thiết bị đo cần thiết.

+ Khi khối lượng sản phẩm cho phân phối vào thùng đủ yêu cầu, Loadcell sẽ phát ra tín hiệu tới bộ diều khiển băng tải để băng tải ngừng làm việc.

+ Tín hiệu khi băng tải dừng được truyền đến hệ thống phân phối thùng chứa để xuất thùng chứa.

+ Khi thùng chứa được phân phối sẽ phát ra tín hiệu để hệ thống phân phối sản phẩm tiếp tục hoạt động.

– Ứng dụng trong cầu đường

Các Loadcell được sử dụng trong việc cảnh báo độ an toàn cầu treo. Loadcell được lắp đặt trên các dây cáp để đo sức căng của cáp treo và sức ép chân cầu trong các điều kiện giao thông và thời tiết khác nhau. Các dữ liệu thu được sẽ được gửi đến một hệ thống thu thập và xử lí số liệu. sau đó số liệu sẽ được xuất ra qua thiết bị truy xuất như điện thoại, máy tính, LCD. Từ đó có sự cảnh báo về độ an toàn của cầu. Từ đó tìm ra các biện pháp cần thiết để sửa chữa kịp thời.

Với rất nhiều ứng dụng và nhu cầu trong cuộc sống, việc sử dụng Loadcell trong công việc là rất cần thiết.

Công ty TNHH Hải Đông hiện đang là đại diện chính thức và duy nhất tại Việt Nam của hãng chuyên sản xuất Loadcell đó là Load Monitoring Systems (LMS) với xuất xứ từ Vương Quốc Anh (UK), là một trong những hãng lớn nổi tiếng thế giới với khả năng đo trọng tải cực kỳ chính xác với chất lượng và độ bền được đảm bảo theo tiêu chuẩn EU.

Hình ảnh 1 số dự án sự dụng báo tải Loadcell của hãng LMS.

 

Hình ảnh một buổi trao đổi với chuyên gia của LMS tại sự kiện OSEA 2018 với sản phẩm Ma ní đo tải (Load Shackle)

 

Với mong muốn mang đến cho quý khách hàng những sản phẩm với chất lượng và độ an toàn tốt nhất công ty TNHH Hải Đông đã phân phối ra thị trường báo tải Loadcell LMS.

Quý khách có nhu cầu mua sản phẩm, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn và báo giá tốt nhất.

Hotline: 0986 53 53 59

Email: lms@easternsea.com.vn