لودسل چیست؟
طراحی و عملکرد لودسل
لودسل LOAD CELL سنسوری است که برای اندازه گیری وزن استفاده می شوند.
ما همواره در زندگی روزمره با لودسل ها مواجه می‌شویم از ترازو در فروشگاه ها گرفته تا باسکول های جاده ای، البته لودسلها معمولاً بلافاصله قابل تشخیص نیستند، زیرا در کاورهایی پنهان هستند.
لودسلها از استرین گیج های فنری شکل از جنس آلومینیم تشکیل شده اند. استرین گیج ها بسیار محکم می‌باشند، استرین گیج در اثر بارگذاری کمی تغییر شکل می یابد و پس از برداشتن بار به موقعیت اولیه خود باز می‌گردد. این تغییرات بسیار کوچک در استرین گیج منجر به تغییر مقاومت خروجی آن می‌شود و سپس با استفاده از مدار الکترونیکی پل وتستون تبدیل به واحد وزن می‌گردد.
نحوه عملکرد استرین گیج
استرین گیج ها رسانای الکتریکی فنری شکل هستند که بطور محکم روی یک صفحه قرار گرفته اند، زمانی که این صفحه کشیده می‌شود طول آن افزایش می یابد و وقتی فشرده می‌شود طول آن کوتاهتر می‌گردد. این تغییر طول باعث می شود مقاومت در رسانای الکتریکی تغییر کند.
استرینگیج ها در یک مدار پل وتستون قرار گرفته اند و بواسطه این مدار تغییرات مقاومتی حاصل از تغییر شکل Strain Gage به تغییرات ولتاژی تبدیل می‌گردد، این ولتاژ خروجی بر اساس تغذیه اعمال شده به سنسور و با توجه به مشخصه ولتاژ قید شده بر روی سنسور حداکثر 30 میکرو ولت می شود.
زمانی که جسمی روی لودسل قرار می گیرد و یا از آن آویزان می شود وزنش تعیین می‌گردد .
انواع لودسل ( Load Cell )
- لودسلهای تک نقطه ای ( Single Point ) : در این مدل، سنسور بصورت تکی زیر یک صفحه با ابعاد مشخص قرار می گیرد و نیرو بر روی صفحه اعمال می گردد. این مدل سنسور وزن معمولا در ترازوها و باسکولت های تک لودسل استفاده می‌گردد.
- لودسل خمشی ( Bending Beam ) : این مدل لودسل برای توزین سازه های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد، معمولا در سازه های بزرگ مانند مخازن از چندین Load Cell استفاده می گردد، بدین شکل که لودسلها بصورت متقارن نصب می‌گردند و نیرو بر روی آنها توزیع می گردد.
- لودسلهای فشاری ( Compressive ) : در این مدل نیرو بصورت فشاری به یک یا چند لودسل و متناسب با ساختار سیستم توزین به سمت تکیه گاه اعمال می‌گردد .
- لودسل کششی( Tensile ): در این مدل بار به لودسل آویزان می گردد و نیرو در خلاف جهت تکیه گاه اعمال می‌گردد .
بسیاری از لودسلها دارای طراحی و ویژگی خاصی هستند و معمولا بر اساس نوع کاربری و شرایط محیطی انتخاب می‌شود .
به عنوان مثال برای توزین سیستمی که لازم است هر روز کاملاً تمیز شود باید از لودسلی استفاده گردد که قابل شست و شو باشد و این کار خللی در عملکرد آن ایجاد نکند .
لودسل ها بر اساس نوع سیگنال خروجی به دو دسته تقسیم می‌شوند :
- لودسلهای دیجیتال که دارای مدارات الکترونیکی داخلی هستند و وزن را پردازش کرده و بصورت فرمت آماده ارائه می‌دهند .
- لودسلهای آنالوگ که نیازمند پردازشگر خارجی جهت ارائه وزن می‌باشند .
اثرات محیطی روی لودسل
محیطی که لودسل در آن استفاده می شود نقش تعیین کننده ای در عملکرد آن دارد .
دمای محیط
هر ماده ای تحت تاثیر دما تغییر می کند و در واکنش به گرما منبسط می‌شود و در واکنش به سرما منقبض می شود. البته همین مورد در مورد لودسل و استرین گیج آنها نیز صدق می‌کند.
همچنین تغییرات دما مقاومت الکتریکی رسانا را تغییر می‌دهد.
با این وجود لودسلها باید بدون در نظر گرفتن دمای محیط، وزن صحیح را در همه جای دنیا اندازه‌گیری کنند.
برای دستیابی به این هدف، یک مکانیسم پیچیده جبران درجه حرارت در هر لودسل طراحی شده است. در واقع یک سری استرین گیج غیر فعال در لودسل ها تعبیه می شود تا اثر تغییرات دمایی بر روی استرین گیج های فعال را حذف نماید.
لودسلها باید بتوانند در مقابل اثرات مختلف مقاومت کنند، برای مثال یک باسکول جاده ای در معرض باران ، خاک و گرما قرار دارد و لودسلهای آن باید قادر به تحمل شرایط محیط باز را داشته باشند.
نحوه انتخاب لودسل
دریافت مشاوره برای انتخاب مناسبترین لودسل برای یک سیستم توزین در زمان طراحی آن امری واجب و غیر قابل انکار است.
عواملی که حتما برای انتخاب سنسور وزن می باید بررسی شود عبارت است از:
- نوع لودسل: انتخاب نوع سنسور برای یک سیستم توزین باید متناسب با ساختار مکانیکی سازه و بر اساس اصول تعریف شده در کاتالوگ لودسها و همچنین نحوه اعمال نیرو انجام گردد.
- تعداد لودسل: مهمترین مساله برای یک سیستم توزین، توزیع متقارن نیرو بر روی لودسل ها می‌باشد. بنابراین در زمان ساخت سازه می باید جایگاه های نصب سنسور وزن را کاملا متقارن تعبیه نمایید.
- ظرفیت لودسها: حداکثر ظرفیت متناسب با مجموع وزن بارگیری و وزن مرده محاسبه می‌گردد. حاصل جمع بر تعداد لودسل های قابل نصب تقسیم شده و ضریب امنیت متناسب با نوع سیستم توزین اضافه می‌گردد.
- حداکثر دقت مورد نیاز
- جنس بدنه: جنس بدنه تاثیری در عملکرد سنسور وزن ندارد و فقط به لحاظ رعایت اصول بهداشتی در محیط نظیر کارخانجات تولید مواد غذایی اهمیت دارد. برای مثال کلیه ماشین آلات و ادوات در کارخانجات مواد غذایی باید ضد زنگ باشند و در اثر شست و شو نباید آثار زنگ زدگی در آنها دیده شود، بنابراین در این کارخانجات لودسل با جنس بدنه استیل استفاده می‌گردد.
نکات لازم برای نصب لودسل
- انتخاب صحیح نوع لودسل با ظرفیت مناسب و در نظر گرفتن دقت مورد نیاز ( کلاس کاری ).
- استفاده از مانتیگ کیت یا کیتهای نگه دارنده.
- استفاده از پیچ و مهره مستحکم مطابق با ظرفیت لودسل.
- تراز بودن تکیه گاه.
- استفاده از جانکشن باکس.
- تجهیز به کابل ارت.
معرفی پارامترهای شناسایی لودسل
| پارامتر لودسل | واحد | توضیحات |
| Reted Output (R.O) | mV/V | میزان خروجی لودسل برای حداکثر ظرفیت به ازای میزان ولتاژ تغذیه ورودی |
| Zero Balance | mV/V | میزان خروجی لودسل در حالت بی باری به ازای ولتاژ تغذیه ورودی |
| Combined Error | % | خطای مرکب |
| Repeatability | % | خطای تکرارپذیری |
| Creep ( 30 min) | % | خطای خزش برای 30 دقیقه |
| Temperature Effect on | 10°C/% | خطای دما به ازای هر 10 درجه سانتیگراد |
| Excitation | V | ولتاژ تغذیه لودسل |
| Resistance | Ω | مقاومت بین پایه های لودسل |
عواملی که سبب آسیب به لودسل می‌شود
همواره علاوه بر رعایت اصول فنی برای نصب لودسل، شیوه نگهداری از آن هم از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین در نظر داشته باشید تا با رعایت نکات زیر از صدمه دیدن لودسل جلوگیری نمایید.
- ضربه یکی از عواملی است که می‌تواند لودسل را معیوب کند، در نظر داشته باشید حتی افتادن لودسل هم می‌تواند آن را معیوب کند.
- اعمال بار اضافه قطعا آسیب جدی به لودسل وارد می‌کند، بنابراین با در نظر گرفتن درصد اضافه بار قید شده در کاتالوگ از اعمال نیرو بیش از تحمل به آن جلوگیری نمایید.
- جوش کاری در کنار لودسل ممنوع است و در صورت جوشکاری در نزدیکی آن ها باید قید آن را بزنید.
- تغییر طول کابل و کوتاه کردن کابل می تواند در عملکرد سیستم توزین تاثیر گذار باشد، همچنین کشیدن کابل سبب قطع شدن اتصالات داخلی می‌شود.
- نصب لودسل در شرایط محیطی نا ایمن باید طبق دستورالعمل و درجه حفاظت لودسل انجام شود، بنابراین حتما به دمای محیط نصب و همچنین شرایط شست و شوی لودسل ها در محیط توجه کنید.
نمایشگر وزن
نمایشگر لودسل از ملزومات یک سیستم توزین می‌باشد. نمایشگرها علاوه بر قابلیت نمایش وزن می‌توانند به عنوان یک سیستم کنترل توزین عمل نمایند. در پروسه های توزین صنعتی معمولا کنترلرهای وزن که خود بتوانند فرمان قطع و وصل صادر نمایند مورد توجه بیشتری قرار می‌گیرند.
پارامترهای مهم درانتخاب نمایشگر وزن
- دقت A/D
- روش کالیبراسیون
- زینه قابل نمایش
- ابعاد صفحه نمایش
- کلیدهای عملیاتی
- قابلیت های جانبی ( خروجی آنالوگ ، شبکه ، رله )
جهت مشاهده انواع LOADCELL و نمایشگر وزن موجود در فروشگاه لودسل اینجا کلیک نمایید.
پرسش های متداول در مورد لودسل
برای محاسبه ظرفیت لودسل می باید حداکثر ظرفیت بارگیری یا اعمال نیرو بعلاوه وزن سازه که بصورت ثابت روی لودسلها قرار می گیرد محاسبه گردد. با توجه به طراحی سیستم توزین تعداد لودسل مشخص می گردد، بنابراین مجموع وزن محاسبه شده (وزن بارگیری و وزن مرده) بر تعداد لودسل ها تقسیم می گردد. حتما می باید ظریب امنیت برای اضافه بار در نظر گرفته شود.
خطای یک سیستم توزین می تواند مجموعی از خطای نامی لودسل، خطای نصب لودسل، دقت نمایشگر و خطای کالیبراسیون باشد. حداکثرخطای لودسل از حاصل ضرب درصد خطای مرکب ( در دیتا شیت ذکر شده است ) با ماکزیمم ظرفیت لودسل محاسبه می‌گردد.
جنس بدنه لودسل هیچ تاثیری در عملکرد آن ندارد. همه لودسلها با توجه به IP قابل شست و شو می باشند، در صورت نیاز به رعایت اصول بهداشتی در کارخانجاتی همچون کارخانجات تولید مواد غذایی که باید عاری از زنگ زدگی باشد می باید از لودسل هایی با جنس بدنه استیل ضد زنگ استفاده گردد.
سلام
خیلی سپاس از وقتی که برای این اطلاعات گذاشتین
برای من بسیار مفید بود