Loadcell là gì? Cấu tạo, nguyên lý và cách kiểm tra loadcell sống hay chết

thbvn.com 29/03/2025 6592 lượt xem

Loadcell là một thiết bị đo quan trọng giúp cân điện tử hoạt động ổn định, chính xác. Vậy loadcell là gì? Cấu tạo, nguyên lý và cách kiểm tra loadcell thế nào? Tham khảo bài viết sau để biết thêm nhiều thông tin hữu ích.

Loadcell là gì?

Cảm biến loadcell là gì? Loadcell (cảm biến tải trọng) là một thiết bị dùng để đo lường trọng lượng hoặc lực tác động lên nó, sau đó chuyển đổi lực này thành tín hiệu điện để hiển thị kết quả trên các hệ thống cân điện tử.

Cảm biến loadcell thường được ứng dụng trong các loại cân điện tử như: cân bàn, cân điện tử công nghiệp, cân treo, cân kỹ thuật, cân băng tải...

Cấu tạo Loadcell

Cơ bản, loadcell sẽ được cấu tạo bởi hai thành phần là “Strain gage” và “Load“.

Strain gage: Điện trở đặc biệt có kích thước nhỏ bằng móng tay. Điện trở sẽ thay đổi khi bị nén hoặc kéo dãn. Nó được nuôi bởi một nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load”.
Load: Thanh kim loại chịu tải tốt và có tính đàn hồi.

Ngoài hai thành phần chính trên, Loadcell còn có các thành phần khác như:

Lớp bảo vệ chống bụi, nước (tùy theo tiêu chuẩn IP67, IP68,...)
Cáp tín hiệu kết nối với bộ chuyển đổi tín hiệu
Các mối hàn kín giúp Loadcell hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt

Nguyên lý làm việc của loadcell

Loadcell hoạt động dựa theo nguyên lý Wheatstone (nguyên lý cầu điện trở cân bằng). Khi có lực tác động lên Loadcell, thân Loadcell sẽ biến dạng nhẹ làm thay đổi điện trở của Strain Gauge.

Sự thay đổi điện trở này ảnh hưởng đến điện áp đầu ra của Loadcell. Tín hiệu điện áp rất nhỏ này sẽ được khuếch đại và chuyển đổi thành dữ liệu số để hiển thị trọng lượng trên màn hình cân điện tử.

Xem thêm:

Thông số kỹ thuật của loadcell

Độ chính xác: Thể hiện phần trăm chính xác của phép đo. Độ chính xác sẽ phụ thuộc vào tính chất phi tuyến tính, độ trễ và độ lặp.
Công suất định mức: giá trị trọng lượng lớn nhất mà loadcell có thể đo được.
Dải bù nhiệt độ: Lượng nhiệt mà đầu ra Loadcell được bù vào
Cấp bảo vệ: Đánh giá dựa theo thang đo IP, chỉ số IP thể hiện cấp bảo vệ chống xâm nhập bởi nước và bụi.
Điện áp: giá trị điện áp hoạt động của loadcell (5 đến 15 V).
Độ trễ: Hiện tượng trễ xảy ra khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả.
Trở kháng đầu vào: 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: Giá trị cách điện của lớp vỏ kim loại Loadcell và thiết bị kết nối dòng điện.
Phá hủy cơ học: giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ, bị hỏng hoặc biến dạng.
Giá trị ra: Kết quả đo được, thường có đơn vị là mV.
Trở kháng đầu ra: Cũng giống trở kháng đầu vào nhưng được đo thông qua Ex+ và EX-, trong điều kiện loadcell chưa kết nối hoặc ở chế độ không tải.
Quá tải an toàn: Công suất mà Loadcell có thể vượt quá.
Hệ số tác động của nhiệt độ: Được đo ở chế độ có tải, đây là sự thay đổi công suất của Loadcell dưới sự thay đổi của nhiệt độ.
Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như hệ số tác động nhiệt độ nhưng đo ở chế độ không tải.

Các loại loadcell phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện có nhiều dòng loadcell khác nhau, cách phân loại như sau:

Phân loại theo phương hướng lực tác dụng

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

Phân loại loadcell theo hình dáng

Loadcell dạng hình trụ
Loadcell dạng hình thanh
Loadcell dạng hình cầu
Loadcell dạng hình chữ Z
Loadcell dạng hình xoắn.

Phân loại theo dạng tín hiệu truyền và nhận

Load Cell analog
Load Cell digital.

Cách hiệu chỉnh và kiểm tra loadcell

Hướng dẫn hiệu chỉnh loadcell

Có hai phương pháp hiệu chuẩn loadcell chính là hiệu chuẩn Span và hiệu chuẩn tương đương. Mỗi phương pháp sẽ có cách thực hiện khác nhau:

Hiệu chuẩn Span: Phương pháp này sử dụng quả cân để hiệu chuẩn bằng cách đặt các quả cân có khối lượng xác định lên Loadcell. Khi hiệu chuẩn, hệ thống sẽ điều chỉnh để đảm bảo giá trị hiển thị đúng với trọng lượng thực tế của quả cân.
Hiệu chuẩn tương đương: Phương pháp này không cần sử dụng tải trọng thực mà dựa trên thông số điện áp đầu ra của Loadcell. Kỹ thuật viên sẽ điều chỉnh hệ thống theo các giá trị điện áp tiêu chuẩn để đảm bảo độ chính xác.

Cách kiểm tra loadcell sống hay chết

Để biết loadcell còn sống hay chết, người ta thường sử dụng đồng hồ đo vạn năng có chức năng đo điện trở.

*Đồng hồ vạn năng giúp kiểm tra loadcell*

Cách kiểm tra loadcell sống hay chết như sau:

Bước 1: Test nguội để đo hoạt động thông số kỹ thuật của loadcell. Dùng đồng hồ vạn năng để đo mức điện trở ở hai đầu dây kết nối đầu ra và đầu vào của loadcell. Nếu thông số cảm biến vẫn bình thường thì loadcell chưa bị hỏng. Cách làm cụ thể như sau:

Bước 2: Test nóng để kiểm tra loadcell khi đấu nối với bộ chỉ thị. Khi hoàn thành bước 1 mà các thông số vẫn hoạt động bình thường thì xác suất cảm biến loadcell hỏng là 50/50. Test nóng là việc nối loadcell với bộ chỉ thị để xác định lại khả năng hoạt động của hệ thống cảm biến. Nếu các chỉ số ổn định nghĩa là loadcell vẫn hoạt động tốt. Trong trường hợp hệ thống máy có nhiều loadcell, hãy so sánh giá trị hiệu số có tải và không tải. Nếu có sự chênh lệch nhiều thì loadcell đã bị hỏng.

Để kết quả kiểm tra loadcell có tính chính xác cao thì bạn nên chọn những dòng sản phẩm uy tín, chất lượng cao. Một số sản phẩm nổi bật mà bạn có thể tham khảo như: Kyoritsu 1009, Kyoritsu 1021, Hioki DT4256…

Hy vọng với những thông tin chia sẻ trên đây bạn đã hiểu thêm loadcell là gì, cấu tạo, nguyên lý làm việc cũng như cách kiểm tra loadcell chuẩn kỹ thuật. Nếu có bất cứ thắc mắc nào cần tư vấn, hãy liên hệ thbvn.com hoặc maydochuyendung.com để được hướng dẫn chi tiết.