CÔNG TY TNHH TM & DỊCH VỤ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP SÀI GÒN

Cảm Biến Lực, Cơ Cấu Và Nguyên Lý Hoạt Động

LOAD CELL LÀ GÌ?

Load cell là một cảm biến hay đầu dò có thể chuyển đổi một tải trọng hay lực tác dụng vào nó thành một tín hiệu điện. Tín hiệu điện này có thể là một sự thay đổi điện áp, dòng điện hay tần số tùy thuộc vào loại load cell và mạch đo được sử dụng.
Có rất nhiều loại load cell khác nhau
     Load cell kiểu điện trở:
Load cell điện trở làm việc dựa vào nguyên lý áp lực - trở kháng. khi một tải trọng, lực, lực căng tác động lên cảm biến,trở kháng của nó thay đổi. Sự thay đổi trở kháng này sẽ đẫn đến sự thay đổi điện áp đầu ra khi một điện áp đầu vào được cấp.
     Load cell kiểu điện dung:
Load cell kiểu điện dung làm việc dựa trên sự thay đổi của dung kháng. Đối với tụ điện phẳng gồm 2 bản cực phẳng song song. điện dung tỉ lệ thuận với tiết diện bản cực và hằng số điện môi của chất điện môi nằm giữa 2 bản cực và tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa 2 bản cực.

Trong thực tế phổ biến nhất là các loadcell có sẵn dựa trên nguyên tắc thay đổi điện trở để đáp ứng với một tải áp dụng. Vì thế ở đây, ta sẽ nói về loadcell sử dụng điện trở (strain gauge)

Để tăng chiều dài của dây điện trở strain gauge, người ta đặt chúng theo hình ziczac, mục đích là để tăng độ biến dạng khi bị lực tác dụng qua đó tăng độ chính xác của thiết bị cảm biến sử dụng strain gauge.

R= Điện trở strain gauge (Ohm)
L  = Chiều dài của sợi kim loại strain gauge (m)
A  =  Tiết diện của sợi kim loại strain gauge (m2)
r=  Điện trở suất vật liệu của sợi kim loại strain gauge
Khi dây kim loại bị lực tác động sẽ thay đổi điện trở
Khi dây bị lực nén, chiều dài strain gauge giảm, điện trở sẽ giảm xuống.
Khi dây bi kéo dãn, chiều dài strain gauge tăng, điện trở sẽ tăng lên
Điện trở thay đổi tỷ lệ với lực tác động.

Công việc gắn kết các strain gauge đòi hỏi kỹ năng, sự tỉ mỉ, cẩn thận và các khóa đào tạo kỹ năng này được cung cấp bởi một số nhà cung cấp nhất định

LOAD CELL KIỂU ĐIỆN TRỞ HOẠT ĐỘNG NHƯ THẾ NÀO?

Một loadcell thường bao gồm các strain gauges được dán vào bề mặt của thân loadcell. Thân loadcell là một khối kim loại đàn hồi và tùy theo từng loại loadcell và mục đích sử dụng loadcell, thân loadcell được thiết kế có hình dạng đặc biệt khác nhau và chế tạo bằng vật liệu kim loại khác nhau (nhôm hợp kim, thép không gỉ, thép hợp kim).

Các bộ phận tạo nên một loadcell được hiển thị như hình trên. ở đây có 4  strain gauges được gắn vào các mặt trên và dưới của load cell.

Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến dạng (giãn hoặc nén), Kết quả là, hai trong số 4 điện trở strain gauges là trong nén, trong khi hai  strain gauges đang bị căng ra( như thể hiện trong hình ảnh động dưới đây).  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.