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

LOADCELL là gì?Loadcell có tên gọi khác là cảm biến trọng lượng, cảm biến tải trọng, cảm biến lực Là thành phần không thể thiếu trong các cân điện tử Chức năng: Biến đổi tín hiệu v

Trang 3

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

Loadcell 5kg

8 Đánh giá sai số và chỉnh sửa

7 Xây dựng cân LOADCELL

Trang 4

LOADCELL LÀ GÌ ?

Trang 5

1 LOADCELL là gì?

Loadcell có tên gọi khác là cảm

biến trọng lượng, cảm biến tải

trọng, cảm biến lực

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

Cảm biến tải trọng Loadcell

Trang 6

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

Trang 7

• 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

Trang 8

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

CỦA LOADCELL

Trang 9

• 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

Mạch cầu Wheatstone

 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

Trang 10

• Mô phỏng nguyên lý hoạt động của LOADCELL

Thân loadcell bị biến dạng (giãn hoặc nén) Thay đổi chiều dài Strain Gauses Thay đổi điện trở Strain Gauses

Thay đổi điện áp đầu ra ở cầu Wheatstone Bộ khuếch đại

Trang 11

PHÂN LOẠI LOADCELL

Trang 12

• Phân loại theo hướng lực tác dụng

• Phân loại theo hình dạng

• Phân loại theo tín hiệu truyền và nhận

Trang 13

• Phân loại theo hướng lực tác dụng

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

Trang 14

• Phân loại theo hình dạng

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

Trang 15

• 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.

Trang 16

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA

LOADCELL

Trang 17

https://www.800loadcel.com/white-papers/377.html

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,

Trang 18

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

Trang 19

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

Trang 20

XÂY DỰNG CÂN ĐIỆN TỬ

LOADCELL

Trang 21

7 Xây dựng cân điện tử LOADCELL

• Thành phần

Loadcell 5kg + mặt cân + mạch chuyển đổi HX711 Arduino LCD + I2C

Trang 22

• Ghép nối

Trang 23

• Mẫu cân:

 Sử dụng cân mẫu khối lượng chuẩn để lấy hệ số dịch chỉnh cân

 Sau đó thực hiện cân như bình thường

Cân mẫu khối lượng

• 1kg

• 0.5kg

• 0.1kg

Trang 24

Sơ đồ lắp đặt

Trang 25

• Code hiệu chỉnh

Trang 26

Xử lý tín hiệu

• Tiến hành hiệu chỉnh loadcell để xác định hệ số hiệu chỉnh

• Sử dụng quả cân 0.5kg

Xử dụng các giá trị đặc trưng từng để xác định hàm gần đúng đường đặc tính vào ra

Trang 27

Trang 28

Code loadcell hiển thị LCD

Trang 29

7 Đường đặc tính

Kiểm nghiệm thực tế

Vì hàm đặc tuyến là hàm gần đúng nên cần kiểm nghiệm thực tế để tránh sai số

Giá trị hiệu chỉnh phù hợp:

-410000

Trang 30

Quá trình thực nghiệm

Trang 31

Thực hiện các lần đo với quả cân

Trang 32

Trang 33

Trang 34

THANK YOU !

Tiêu đề	Loadcell: Loadcell là gì, cấu tạo Loadcell, nguyên lý hoạt động của Loadcell
Tác giả	Nguyễn Ngọc Linh, Nguyễn Tiến Long, Tô Xuân Mạnh, Chu Đình Quang
Người hướng dẫn	TS Trần Văn Hướng
Năm xuất bản	2020

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	13,18 MB