Loadcell loadcell là gì cấu tạo loadcell nguyên lý hoạt động của loadcell

LOADCELL

GVHD: TS Trần Văn Hướng

Nguyễn Ngọc Linh 20205357

Nguyễn Tiến Long 20200368

Tô Xuân Mạnh 20205370

Chu Đình Quang 20205402

2

Nội dung chính

1. LOADCELL là gì?
2. Cấu tạo LOADCELL
3. Nguyên lý hoạt động của LOADCELL
4. Phân loại LOADCELL
5. Thông số kỹ thuật của LOADCELL
6. Những lưu ý khi sử dụng LOADCELL
7. Xây dựng cân LOADCELL
8. Đánh giá sai số và chỉnh sửa

Loadcell 5kg

LOADCELL LÀ GÌ ?

4

1. LOADCELL là gì? Cảm biến tải trọng Loadcell

 Loadcell có tên gọi khác là cảm Cân bàn điện tử Hệ thống cân xe tải tự động sử dụng Loadcell
biến trọng lượng, cảm biến tải
trọng, cảm biến lực 5

 Là thành phần không thể thiếu
trong các cân điện tử

 Chức năng: Biến đổi tín hiệu vật lý
(trọng lượng, lực tác động,…)
thành dạng tín hiệu điện (mV, V)

 Ứng dụng sâu rộng trong công
nghiệp và cuộc sống hàng ngày

2. Cấu tạo LOADCELL

Load

Cấu tạo LOADCELL

Gồm 2 thành phần chính
• Load: thanh kim loại chịu tải trọng chính, có tính đàn hồi cao
• Strain gauge: là loại điện trở đặc biệt, có thể thay đổi điện trở khi bị lực tác dụng

Các Strain gause được mắc với nhau dưới dạng cầu điện trở Wheatstone

6

2. Cấu tạo LOADCELL

• Strain gause:

 Gồm một sợi dây kim loại mảnh đặt trên tấm cách điện đàn hồi
 Khi gặp lực nén, điện trở sẽ giảm
 Khi gặp lực kéo, điện trở tăng

R: giá trị điện trở của Strain gause )
: điện trở suất của vật liệu làm Strain gause (
L: chiều dài của sợi kim loại Strain gause ()
S: Tiết diện sợi kim loại làm làm Strain gause

7

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CỦA LOADCELL

8

3. Nguyên lý hoạt động của LOADCELL

• Nguyên lý hoạt động của Loadcell dựa trên nguyên lý Wheatstone

Khi có một lực tác động lên loadcell, thân loadcell sẽ bị giãn ra hoặc nén vào. Từ đó, chiều dài sợi kim loại strain
gauges dán trên thân loadcell thay đổi khiến giá trị của các điện trở thay đổi theo. Điện áp đầu ra tiếp tục thay đổi,
dữ liệu này sẽ được chuyển thành dạng số nhờ bộ khuếch đại của cân điện tử.

 Gồm 4 điện trở được sắp xếp theo hình kim cương

 Điện áp đầu vào được cấp vào 2 đỉnh A, B đối diện
 Điện áp đầu ra được đo ở 2 đỉnh C và D
 Cầu điện trở được gọi cân bằng khi

Mạch cầu Wheatstone

9

3. Ngun lý hoạt động của LOADCELL

• Mơ phỏng ngun lý hoạt động của LOADCELL

Input: Lực tác động Thay đổi chiều dài Thay đổi điện trở Thay đổi điện áp Output: Điện áp
Thân loadcell bị biến Strain Gauses Strain Gauses đầu ra ở cầu Bộ khuếch đại
dạng (giãn hoặc nén) Wheatstone

10

PHÂN LOẠI LOADCELL

11

4. Phân loại LOADCELL
• Phân loại theo hướng lực tác dụng
• Phân loại theo hình dạng
• Phân loại theo tín hiệu truyền và nhận

12

4. Phân loại LOADCELL

• Phân loại theo hướng lực tác dụng

Loadcell dạng nén Loadcell dạng uốn Loadcell dạng kéo Loadcell dạng xoắn

13

4. Phân loại LOADCELL
• Phân loại theo hình dạng

Loadcell dạng hình trụ Loadcell dạng hình thanh Loadcell dạng hình chữ ZLoadcell dạng hình xoắn

14

4. Phân loại LOADCELL
• Phân loại theo dạng tín hiệu truyền nhận

 Loadcell analog: Là loại cảm biến chuyển đổi lực thành dạng điện áp hoặc dòng điện, tín
hiệu rất nhỏ được tính bằng đơn vị mV, mA.

 Loadcell digital: Là loại cảm biến dựa trên nền tảng cảm biến Analog, nhưng được cấy
ghép thêm vi mạch chuyển đổi A/D cho giao thức truyền tín hiệu dạng số chuẩn RS422
hoặc RS485.

15

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA
LOADCELL

16

5. Thông số kỹ thuật của LOADCELL

Thông số quan trọng cần lưu ý:
 Full scale output (điện áp đầu ra)
 Combined error (sai số kết hợp)
 Hysteresis (độ trễ)
 Input resistor (điện trở vào)
 Output resistor (điện trở ra)
 Recommended excitation: Điện áp cấp vào cần thiết (tối đa) để cảm

biến tải trọng hoạt động trong phạm vi thông số kỹ thuật của nó
 Cable length (độ đài dây)
 Safe overload (Quá tải an toàn) Mức tải trọng tối đa cân có thể đo

được trong phạm vi thông số kỹ thuật
 Ultimate overload (Quá tải cuối cùng (phá hủy)): Vượt quá mức,

loadcell sẽ bị phá hủy

17

5. Thông số kỹ thuật của LOADCELL

Các thông số khác
 Non – linearity: độ lệch phi tuyến tính
 Zero balance (zero offset): Độ cân bằng ở điểm 0
 Temperature effect on output: ảnh hưởng nhiệt độ đến đầu ra
 Temperature effect on zero: ảnh hưởng nhiệt độ ở điểm 0

/> 18

6. Những lưu ý khi sử dụng LOADCELL

• Kết nối cảm biến đúng dây
• Tránh quá tải

 Khắc phục: Đọc kỹ datasheet + specifications
• Để ý các mối dây đấu nối
• Nguy hiểm về điện

19

XÂY DỰNG CÂN ĐIỆN TỬ
LOADCELL

20