لودسل چیست و عملکرد آن چگونه است

شکل لودسل

لودسل چیست؟

طراحی و عملکرد لودسل

درجواب این پرسش که “لودسل چیست” بهتر است بگوییم که لودسل load cell سنسوری است که برای اندازه گیری وزن استفاده می‌شود. ما همواره در زندگی روزمره با انواع 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. ناگفته نماند که بعضی‌ها به اشتباه از واژه لوتسل به جای لود سل استفاده می کنند که اشتباه است.

مقایسه انواع برندهای اینورتر به قیمت نمایندگی

لودسلها از استرین گیج های فنری شکل از جنس آلومینیم تشکیل شده اند. استرین گیج ها بسیار محکم هستند؛ 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 لودسل و یا همان پل وتستون تبدیل به واحد وزن می‌گردد. در ادامه شما با مشخصات لودسل و اینکه انواع لود سل چیست، آشنا می‌کنیم. پس با ما همراه باشید.

نحوه عملکرد استرین گیج چیست ؟

قبل از هر چیز شما برای اینکه با طرز کار لودسل آشنا شوید، بهتر است با نحوه عملکرد استرین گیج و یا همان سنسور لودسل آشنا شوید. 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 میشود مقاومت در رسانای الکتریکی تغییر کند.

نمایشگر وزن تندر به قیمت نمایندگی

استرین گیج 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 است.

زمانی که جسمی روی لود سل قرار می گیرد و یا از آن آویزان میشود، وزنش تعیین می‌گردد. بنابر این طرز کار لودسل بر اساس تغییر طول استرین گیج ها است که بواسطه تغییر شکل سلول لوتسل بوجود می‌آید.

عملکرد استرین گیج لودسل چگونه است ؟

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.

عکس لود سل تک پایه (سینگل پوینت)

  • 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 سیستم های توزین بصورت متقارن نصب می‌گردند و نیرو بر روی آنها توزیع می گردد.

عکس لودسل خشمی

  • 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.

تصویر لودسل فشاری

  • لودسل کششی( Tensile ): در این مدل بار به سنسور وزن آویزان می گردد و نیرو در خلاف جهت تکیه گاه اعمال می‌گردد.

تصویر لودسل کششی

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 .

معرفی انواع ترانسمیتر لودسل به همراه قیمت

سیستم های کنترل وزن (load cell) 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 .

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 این مورد برای انواع لودسل و استرین گیج آنها نیز صدق می‌کند.

همچنین تغییرات دما مقاومت الکتریکی رسانا را تغییر می‌دهد. با این وجود سنسورهای وزن 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

پارامتر های اساسی برای انتخاب لودسل چیست؟ 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 می‌باید بررسی شود عبارت است از:

نحوه انتخاب

  1. 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.
  2. تعداد سیستم توزین(load cell) : 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.
  3. ظرفیت لودسها: حداکثر ظرفیت متناسب با مجموع وزن بارگیری و وزن مرده محاسبه می‌گردد. حاصل جمع بر تعداد سنسورهای وزن قابل نصب تقسیم شده و ضریب امنیت متناسب با نوع سیستم توزین اضافه می‌گردد.
  4. حداکثر دقت مورد نیاز
  5. 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 سنسور وزن با جنس بدنه استیل استفاده می‌گردد.

محاسبه تعداد و ظرفیت لودسل

تعداد لودسل در سیستمهای توزین مختلف متفاوت می‌باشد. معمولا در ترازوهای با ابعاد کفه کم از یک لودسل در مرکز صفحه و در باسکولها و باسکولتهای با ابعاد زیاد از تعداد ۴ لودسل (۶تا ۸ لودسل) در گوشه های صفحه و بصورت متقارن استفاده می‌گردد. برای توزین مخازن، سیلوها و هاپر ها، بسته به شکل سطح مقطع آنها، معمولا از ۳ لودسل با زاویه ۱۲۰ درجه و یا ۴ لودسل با زاویه ۹۰ استفاده می‌شود.

در صورت استفاده از چند لودسل برای یک سیستم توزین پیشنهاد می‌شود از جعبه جمع کننده (SUMING BOX) استفاده شود. این جعبه سیگنال خروجی سنسورها را با هم جمع کرده و به یک سیگنال واحد جهت اتصال به نمایشگر یا ترانسمیتر وزن تبدیل می‌نمایید. همچنین کاربر می‌تواند با استفاده از پتانسیومتر های تعبیه شده برای هر سنسور، لودسل ها را بالانس نماید، که به این کار در اصطلاح توزین گوشه گیری گفته می‌شود.

محاسبه تعداد و ظرفیت لودسل

فرمول محاسبه ظرفیت سنسور وزن

تعداد لودسل / ( وزن سازه + وزن بارگیری ) * ضریب امنیت = ظرفیت هر سنسور

نکات لازم برای نصب لودسل چیست ؟

برای آگاهی از نحوه اتصال لودسل به نمایشگر، ابتدا لازم است که به برخی نکات مهم و ضروری توجه کنید. این نکات شامل موارد زیر هستند:

  1. انتخاب صحیح نوع سنسور وزن با ظرفیت مناسب و در نظر گرفتن دقت مورد نیاز ( کلاس کاری ).
  2. استفاده از مانتیگ کیت یا کیتهای نگه دارنده.
  3. استفاده از پیچ و مهره مستحکم مطابق با ظرفیت لود سل (load cell).
  4. تراز بودن تکیه گاه.
  5. استفاده از جانکشن باکس لودسل.
  6. تجهیز به کابل ارت.

نکات لازم برای نصب لودسل

معرفی پارامترهای شناسایی لودسل

پارامتر لودسلواحدتوضیحات
Reted Output (R.O)mV/Vمیزان خروجی لودسل برای حداکثر ظرفیت به ازای میزان ولتاژ تغذیه ورودی
Zero BalancemV/Vمیزان 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 on10°C/%خطای دما به ازای هر 10 درجه سانتیگراد
ExcitationVولتاژ تغذیه لودسل
ResistanceΩمقاومت بین پایه های لودسل

عواملی که سبب آسیب به لودسل (load cell) می‌شود

همواره علاوه بر رعایت اصول فنی برای نصب سنسور وزن، شیوه نگهداری از آن هم از اهمیت زیادی برخوردار است. بنابراین در نظر داشته باشید تا با رعایت نکات زیر از صدمه دیدن لود سل (load cell) جلوگیری نمایید.

  • ضربه یکی از عواملی است که می‌تواند انواع لودسل را معیوب کند، در نظر داشته باشید حتی افتادن لود سل 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.

روش تشخیص سیمهای لودسل

عموما لودسل ها 4 سیمه یا 6 سیمه هستند، که علاوه بر این تعداد رشته سیم یک سیم به عنوان شیلد با هدف حذف نویز هم وجود دارد. در لود سلهای 4 سیمه 2 رشته سیم به عنوان ورودی تغذیه به سنسور با عبارت +EX و -EX هست. 2 سیم دیگر به عنوان خروجی سنسور است که با عبارت +SIG و -SIG نام گذاری می‌شوند که سیگنال تولید شده توسط لودسل را در اختیار قرار می‌دهند.

در لودسل 6 سیم علاوه بر 4 رشته سیم قبلی 2 رشته سیم فیدبک سنس به عنوان +SENS و -SENS اضافه شده است. دو رشته سیم سنس ولتاژ تحریک وارد شده به لودسل را به عنوان فیدبک به نمایشگر باز می‌گرداند.

در صورت طولانی بودن فاصله لودسل از نمایشگر و یا در محیطهای با تغییرات دمایی زیاد بهتر است از لودسل 6 سیم استفاده شود. طول سیم و تغییرات دمایی باعث ایجاد مقاومت شده و ولتاژ تحریک در مسیر با افت مواجه مواجه می‌شود، در این صورت نمایشگر وزن میتواند میزان اختلاف ولتاژ تحریک اعمال شده را نسبت به ولتاژ ارسال شده محاسبه نماید و یک ضریب برای اصلاح این اختلاف به سیگنال نهایی اضافه نماید.

برای تشخیص سیمهای لودسل میباید به رنگ بندی قید شده در دیتا شیت و یا برچسب لودسل مراجعه نمایید و طبق اصطلاحات گفته شده سیم بندی نمایید.

کاربرد لودسل

در ادامه شناخت انواع لودسل می‌باید با کاربرد‌های این سنسور و نقش آن در صنعت بیشتر آشنا شوید. بارزترین کاربرد loadcell ترازو و باسکول است، صفحات سنجنش وزن که بر روی یک یا چند سنسور قرار گرفته و وزن اجسام را اندازه گیری می‌کند.

اما کاربرد این نوع سنسور به باسکول کفه ای محدود نشده و امروزه در همه صنایع تولیدی که با استفاده از مواد اولیه متنوع، یک محصول منحصر به فرد تولید می‌شود کاربرد دارد. کاربردی که در حال حاضر در صنایع مختلف متداول شده است توزین مخازن و توزین میکسرهای ترکیب مواد است. در این جا مخازن لودسل گذاری می‌شوند و در واقع مخزن تبدیل به یک باسکول می‌شود که وزن مواد داخل آن در لحظه قابل اندازه گیری است.

نمایشگر وزن لودسل چیست ؟

نمایشگر لودسل از ملزومات یک سیستم توزین می‌باشد و در واقع مکمل سنسور وزن است. نمایشگرها بر اساس ظرفیت لودسل و دقت مورد نیاز کالیبره می گردند و میزان نیروی وارد شده بر لودسل را بصورت واحد وزنی نمایش می دهند. 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 لودسل چیست ؟

  • 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.

نحوه اتصال لودسل به نمایشگر

کلیه نمایشگرهای وزن استاندارد قابل اتصال به انواع سنسور لودسل از هر برندی هستند. برای اتصال لودسل به نمایشگر ابتدا نسبت به تشخیص سیم های لودسل آگاهی داشته باشید و سپس هر سیم را به ترمینال متناسب با خود در نمایشگر متصل کنید.

پرسش های متداول در مورد لودسل

برای محاسبه ظرفیت لود سل (load cell) 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 لود سل (load cell)، خطای نصب لودسل، دقت نمایشگر و خطای کالیبراسیون باشد. حداکثرخطای سنسور وزن از حاصل ضرب درصد خطای مرکب ( در دیتا شیت ذکر شده است ) با ماکزیمم ظرفیت لودسل محاسبه می‌گردد.

جنس بدنه سیستم توزین هیچ تاثیری در عملکرد آن ندارد. همه سیستم های توزین 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.

13 دیدگاه برای “لودسل چیست و عملکرد آن چگونه است

  1. هوشنگ عبدلی گفته:

    سلام
    خیلی سپاس از وقتی که برای این اطلاعات گذاشتین
    برای من بسیار مفید بود

  2. غزل گفته:

    تجهیزات جانبی لودسل ها چیا هستن؟ چه تاثیری روی عملکرد اونها می زارن ؟

  3. فرهاد یوسفی گفته:

    ترانسمیتور لودسل چیست و دقیقا کارش چیه ؟ چه فرقی با نمایشگر داره؟

    • LSKALA admin گفته:

      ترانسمیتر مبدلی است برای زمانی که دیتای لودسل باید به کنترلر دیگری انتقال داده شود و نیازی به نمایشگر نباشد
      می توانید مشخصات ترانسمیتر لودسل را در اینجا ملاحظه نمایید

  4. ابوالفضل فراهانی گفته:

    اصطلاح لودسل مینیاتوریی به چه معنیه ؟ فرقش با لودسل های دیگه چیه؟

    • LSKALA admin گفته:

      به واسطه ابعاد کوچک به این لودسلها مینیاتوری می گویند، سایز این لودسل ها در کوچکترین حالت به اندازه یک سکه است و مناسب استفاده در دستگاه هایی است که محدودیت فضا دارند.

  5. قادری گفته:

    چه مدل لودسل برای دستگاه کیسه پرکن مناسب است؟ حداکثر وزن کیسه ها 50 کیلو است.

    • LSKALA admin گفته:

      مدل لودسل برای دستگاه کیسه پرکن به سازه دستگاه و نحوه لودسل گذاری وابسته است.
      معمولا از 2 لودسل تیپ S یا یک لودسل خمشی استفاده می شود.

  6. مجیدی گفته:

    لطفا در مورد مانتینگ لودسل هم توضیح بفرمایید

  7. کبری خانی گفته:

    چه نوع لودسلی مناسب فضای مرطوبه ؟

    • LSKALA admin گفته:

      همه نوع لودسل در صورت داشتن IP65 به بالا مناسب محیط مرطوب می باشد

  8. تهرانی گفته:

    طرز کار لودسل دیجیتال هم به همین صورت است؟
    اگر امکان دارد در این مورد هم توضیح بدهید.

  9. کامبیز گفته:

    سلام کدوم مدل لودسل به درد لودسل جرثقیل می خوره ؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *