3.3.15 Cảm biến loadcell Import HS000211 5kg.
❖ Khái niệm.
Cảm biến loadcell hay còn gọi là load cellLà thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực hoặc trọng lượng thành tín hiệu điện. Khái niệm“strain gage”: cấu trúc có thể biến dạng đàn hồi khi chịu tác động của lực tạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với sự biến dạng này.
Loadcell thường được sử dụng để cảm ứng các lực lớn, tĩnh hay các lực biến thiên chậm. Một số trường hợp loadcell được thiết kế để đo lực tác động mạnh phụ thuộc vào thiết kế của Loadcell.
❖ Cấu tạo.
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là “Strain gage” và thành phần còn lại là “Load”.
Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load”
Load – một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồi. ❖ Nguyên lý hoạt động.
Thiết kế và thi cơng mơ hình thang máy sử dụng PLC S7 1200
Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đótrả về tín hiệu điện áp tỉ lệ.
❖ Phân loại.
Có thể phân loại loadcell như sau:
+ Phân loại Loadcell theo lực tác động: chịu kéo (shear loadcell), chịunén (compression loadcell), dạng uốn (bending), chịu xoắn (TensionLoadcell) .
+ Phân loại theo hình dạng: dạng đĩa, dạng thanh, dạng trụ, dạng cầu,dạng chữ S
+ Phân loại theo kích thước và khả năng chịu tải: loại bé, vừa, lớn. ❖ Lựa chọn.
Ở đề tài này nhóm sử dụng load cell Import HS000211 5kg.
Cảm biến Loadcell 5kg sử dụng để đo khối lượng của vật thể tối đa 5kg.
• Dây đỏ : ngõ vào (+).
• Dây đen : ngõ vào (-).
• Dây xanh lá : ngõ ra (+).
• Dây trắng : ngõ ra (-).
BẢNG 3. 9 Thông số kỹ thuật Cảm biến load cell.
Thông số Giá trị Đơn vị
Tải trọng 5 kg
Điện áp hoạt động 5 v
Nhiệt độ hoạt động -20 ~ 65 0C
3.3.16 Mạch khuếch đại loadcell LF-S01.
Cảm biến Loadcell là tín hiệu điện đưới dạng mV/V. Đây là tín hiệu điện rất nhỏ và rất khó để đưa về các bộ điều khiển. Vì thế chúng ta phải sử dụng đến một bộ khuếch đại tín hiệu loadcell.
- Bộ khuếch đại tín hiệu loadcell.
Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điện dạng mV/V về dạng 0-10V hoặc 4-20mA. Vì hầu hết các thiết bị như PLC, SCADA ngày nay chỉ có thể đọc được dạng 4-20mA/0- 10V hoặc tín hiệu modbus rs485. Do đó, các bộ khuếch đại loadcell rất cần thiết và được sử dụng rất nhiều hiện nay.
❖ Lựa chọn bộ khuyếch đại.
Nhóm đã lựa chọn mạch khuếch đại loadcell LF-S01 để khuyếch đại tính hiệu từ cảm biến load cell.
• Chân GNDD : chống nhiễu có thể lắp hoặc khơng.
• Izero : điều chỉnh dịng ra về gần 4mA.
• Vzero : điều chỉnh áp ra về 0V.
• Vspan : điều chỉnh độ khuếch đại áp.
• Ispan : điều chỉnh độ khuếch đại dịng.
BẢNG 3. 10 Thơng số kỹ thuật mạch khuếch đại loadcell LF-S01.
Thông số Giá trị Đơn vị
VO đầu ra 0-5 và 0-10 V
Điện áp nguồn cấp 24 VDC
IO đầu ra 4-20 mA
Độ nhạy 2 mV/V