Cấu tạo: Bộ phận chính của loadcell là những tấm điện trở mỏng loại dán. Tấm điện trở để
biến đổi một biến dạng nhỏ thành sựthay đổi tƣơng ứng trong điện trở. Thân loadcell là một
khối kim loại đàn hồi (nhôm hợp kim, thép không gỉ, thép hợp kim). Một mạch đo dùng các
miếng biến dạng sẽ cho phép thu đƣợc một tín hiệu điện tỉ lệ với mức độ thay đổi của điện trở. Mạch thông dụng nhất sử dụng trong loadcell là cầu Wheatstone.
Hình 6.7: Cấu tạo của Loadcell
Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone nhƣ hình dƣới và đƣợc dán vào bề mặt của thân loadcell. R là điện trở danh nghĩa ban đầu của các điện trở R1, R2, R3, R4 (thƣờng là 120 ohms, nhƣng có thể
là 350 ohms dành cho các bộ cảm biến).
Chƣơng 6: Đo biến dạng, lực và trọng lƣợng Một điện áp kích thích đƣợc cung cấp cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) và (4) của cầu điện trở
Wheatstone) và điện áp tín hiệu rađƣợc đo giữa hai góc.
Tại trạng thái cân bằng (trạng thái khơng tải), điện áp tín hiệu ra là số khơng hoặc gần bằng
không khi bốn điện trở đƣợc gắn phù hợp về giá trị.
Nguyên lý hoạt động của loadcell
Hình 6.9: Nguyên lý hoạt động của loadcell
Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các sợi kim loại của điện trở
strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thay đổi giá trị của các điện trở strain
gauges biến đổi theo dẫn đến sự thay đổi điện áp đầu ra nếu có một điện áp kích thích ở đầu
vào loadcell. Nhƣ vậy loadcell đã chuyển đổi lực thành tín hiệu điện. Sự thay đổi điện áp này là
rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể đƣợc đo và chuyển thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân).
Phân loại: Có thể phân loại loadcells theo:
Phân loại Loadcell theo lực tác động: chịu kéo (shear loadcell), chịu nén (compression loadcell), dạng uốn (bending), chịu xoắn (Tension Loadcells) ...
Chƣơng 6: Đo biến dạng, lực và trọng lƣợng Phân loại theo hình dạng: dạng đĩa, dạng thanh, dạng trụ, dạng cầu, dạng chữS…
Phân loại theo dạng tín hiệu ra: Loadcells tƣơng tự và Loadcells số.