Máy móc công nghiệp: Tìm hiểu rõ hơn về Loadcell cân điện tử

Cân điện tử là một trong các phương tiện đo trọng lượng phổ biến hiện nay. Để cân điện tử hoạt động tốt và có kết quả đo chuẩn xác thì không thể thiếu Load cell. Để loadcell là gì, cấu tạo và nguyên lý làm việc của loadcell ra sao? Cùng theo dõi bài viết để tìm hiểu về loadcell nhé. 
Load cell là gì? 
Loadcell là một thiết bị cảm biến trọng lượng có chức năng chuyển đổi trọng lượng (kg, tấn, kg, m3, mg,...) sang dạng tín hiệu điện (mV/V). 
Cảm biến loadcell là một loại cân điện tử chuyên dụng để đo trọng lượng trong nhà máy. Ví dụ như đo khối lượng sản phẩm trên băng chuyền sẽ theo dõi khối lượng silo chứa nguyên liệu và kiểm tra trọng lượng của sản phẩm sau khi sản xuất. 
Ví dụ: Trong một dây chuyền sản xuất giấy, khi sản phẩm cuối cùng ra đến băng chuyền thì loadcell tại băng chuyền sẽ đo trọng lượng của sản phẩm. Nếu sản phẩm đã đạt trọng lượng tiêu chuẩn sẽ được chuyển ngay sang công đoạn đóng gói. Còn nếu khối lượng không đạt được sẽ bị loại khỏi dây chuyền. 
Cấu tạo của loadcell  
Thành phần cơ bản của loadcell bao gồm hai bộ phận chính. Thành phần thứ nhất là "Strain gage" và thành phần còn lại là "Load". 

• Strain Gauge là một loại điện trở đặc biệt chỉ bé như ngón tay và có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo giãn và được điều khiển bởi một nguồn điện. 
  
• Phần Load (hay còn gọi là chân đế) là một thanh kim loại được cố định 1 đầu và 1 đầu còn lại sẽ kết nối với bàn cân là nơi người ta sẽ sử dụng để cân. 
  

Phần thân loadcell là một khối kim loại đàn hồi và tuỳ theo từng loại loadcell và mục đích sử dụng loadcell, thân loadcell được chế tạo có hình dạng đặc biệt khác nhau và làm bằng chất liệu kim loại khác nhau (nhôm đồng, thép không gỉ, đồng) ) . Nguyên lý hoạt động của loadcell 
Khi tìm hiểu về loadcell, bạn cần hiểu được nguyên lý làm việc của loadcell để hiểu cách cân xe tải. 
Nguyên lý hoạt động của loadcell như sau: 
Theo như cấu tạo của loadcell thì các điện trở strain gauges được gắn vào mặt của thân loadcell. Thông thường, ta sẽ có 4 cái điện trở strain gauge được nối lại với nhau tạo nên mạch cầu Wheatstone (Wheatstone Bridge) như hình bên dưới. 
Mạch cầu điện trở Wheatstone Mạch cầu điện trở Wheatstone Khi nguồn điện áp được cấp vào loadcell (R 1 và R4 của cầu điện trở Wheatstone), mức điện áp tín hiệu ra sẽ được đo ở giữa hai góc khác nhau là (R 2 và R 3). 
Trong trường hợp không tải (không có vật trên bàn cân) thì mức điện áp tín hiệu sẽ được đo là 0 (gần bằng 0). Khi bạn đưa một vật cần cân lên đĩa cân, loadcell sẽ bị kéo và nén để làm thay đổi điện trở. Khi đó các điện trở strain gauge cũng sẽ bị thay đổi do tác động của việc thay đổi chiều dài và tiết diện của sợi dây kim loại trong điện trở. 
Khi đó, các biến dạng sẽ được loadcell ghi lại rồi chuyển thành tín hiệu điện gửi về bộ xử lý thông tin để tính toán rồi đưa ra kết quả theo dạng số. Những kết quả sẽ được hiển thị trên màn hình cân giúp bạn có thể xem kết quả dạng số được dễ dàng nhất. 
Phân loại Loadcell 
Có thể phân loại loadcell theo những tiêu chí như sau: 

• Phân loại theo đặc tính kỹ thuật: Digital, analog 
  
• Loadcell theo sức tác động: chịu kéo (shear loadcell) , chịu nén (compression loadcell) , dạng nén (bending) và chịu nén (Tension Loadcell).
  
• Phân loại theo hình dạng: dạng hộp, dạng ống, dạng cột, dạng cầu và dạng chữ S 
  
• Phân loại theo kích cỡ và khả năng chịu tải: dạng nhỏ, vừa và to. 
  

Các thương hiệu sản xuất Loadcell uy tín 
Vì loadcell có vai trò khá lớn trong nhà máy và giá thành của nó cũng rất cao (nếu là loại thường) cho nên khi mua các loại loadcell, ta nên nhắm đến những thương hiệu nổi tiếng sau:  
Loadcell Mettler Toleto
Đây là một hãng chuyên sản xuất loadcell khá nổi tiếng của Hoa Kỳ. Giá thành của những loại loadcell của hãng này cũng thuộc dạng rất cao, nó có thể lên đến hàng chục triệu. 
Nhưng bù lại thì nó là loại loadcell có chất lượng cao, chính xác gần như tuyệt đối cùng khả năng tuỳ chỉnh tuỳ theo từng môi trường và mục đích sử dụng. 
Tìm hiểu về Loadcell AND 
Đây là một hãng chuyên sản xuất loadcell của Nhật là AND. Ưu điểm của loại loadcell này là có cấu hình mạnh không kén loại sàn cân. Mặt khác, loại cảm biến được làm từ kim loại, sáng bóng rất dễ dàng lau chùi. Siêu thị nên thương hiệu này đang được sử dụng phổ biến tại các nhà máy, trạm cân.
Tạm kết
Bài viết trên đã giúp bạn hiểu được loadcell là gì, cấu trúc và nguyên lý hoạt động của Loadcell. Hy vọng sẽ giúp ích cho bạn trong việc kiểm tra và sửa chữa cân điện tử và cảm biến tải trọng load cell. 
Mong rằng thông tin trên sẽ giúp bạn thực hiện phép đo cảm biến loadcell thành công. Nếu bạn có nhu cầu sử dụng đồng hồ thông minh được đề cập đến trong bài, hãy liên hệ với Cân điện tử Phúc Hân để được hỗ trợ miễn phí.