โหลดเซลล์อุตสาหกรรมแปลงแรงเป็นค่าที่ใช้งานได้อย่างไร

โหลดเซลล์อุตสาหกรรมแปลงแรงเป็นค่าที่วัดได้ทางไฟฟ้า ในแบบสเตรนเกจ แรงทำให้ชิ้นส่วนยืดหยุ่นเสียรูปเล็กน้อยและเปลี่ยนความต้านทานของเกจที่ติดไว้ วงจรบริดจ์แปลงการเปลี่ยนความต้านทานนี้เป็นแรงดันต่างศักย์ขนาดเล็ก เครื่องมือวัดจ่ายแรงดันกระตุ้น อ่านแรงดัน และใช้ข้อมูลสอบเทียบเพื่อแสดงแรงหรือมวล ดังนั้นโหลดเซลล์จึงต้องมีทั้งเส้นทางถ่ายแรงทางกลที่กำหนดชัดเจนและอินพุตไฟฟ้าที่เหมาะสม

ติดตามค่าที่วัดตั้งแต่ชุดทดสอบจนถึงจอแสดงผล

พิจารณาชุดทดสอบแนวแกนที่ติดเซ็นเซอร์ระหว่างแอคชูเอเตอร์กับชิ้นงาน หากชิ้นส่วนยึดต่ออยู่ในแนวเดียวกัน แรงที่ต้องการจะผ่านส่วนตรวจวัด สเตรนเกจตอบสนองต่อการเสียรูปทำให้แรงดันบริดจ์เปลี่ยนไป เครื่องขยายสัญญาณวัดการเปลี่ยนแปลงนี้เทียบกับแรงดันกระตุ้น การสอบเทียบเชื่อมโยงผลกับโหลดที่ทราบค่าและนำมากระทำจริง

ตัวเลขบนจอมีความหมายเฉพาะแรงที่ส่งถึงเซ็นเซอร์ ไกด์ที่เสียดสีกันอาจรับโหลดบางส่วนผ่านเส้นทางที่อ้อมเซ็นเซอร์ จุดต่อที่เยื้องศูนย์อาจทำให้เกิดแรงดัด ความแข็งของสายเคเบิลอาจดึงชุดทดสอบขนาดเล็ก การอ่านบริดจ์ให้ละเอียดขึ้นเพียงอย่างเดียวไม่ทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์แยกผลเหล่านี้จากแรงที่ต้องการวัดได้

ในเครื่องชั่ง มวลที่แสดงคำนวณจากแรงเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อโหลดซึ่งรองรับอยู่ ส่วนเครื่องทดสอบอาจต้องใช้หน่วยนิวตัน การเปลี่ยนชื่อหน่วยบนจอไม่ทดแทนการกำหนดมาตรฐานอ้างอิงสำหรับสอบเทียบและทิศทางลงแรง เก็บการตั้งค่าเหล่านี้ไว้กับข้อมูลกำหนดค่าเครื่องมือ เพื่อให้คงอยู่เมื่อเปลี่ยนตัวควบคุม

mV/V ของโหลดเซลล์อุตสาหกรรมหมายถึงอะไร

ความไวพิกัดระบุการเปลี่ยนสัญญาณตามค่าระบุเมื่อรับโหลดพิกัดต่อแรงดันกระตุ้นหนึ่งโวลต์ ค่านี้ไม่ใช่แรงดันจ่ายไฟ และไม่ใช่สัญญาณที่พร้อมต่อเข้า PLC บริดจ์ขณะไม่มีโหลดอาจมีออฟเซ็ต จึงคำนวณได้เป็นการเปลี่ยนแปลงจากค่าที่โหลดศูนย์ ไม่ใช่ค่าเอาต์พุตสัมบูรณ์ที่แน่นอน

สำหรับ METRAVON MV-LC0190 ความไวตามค่าระบุคือ 0.5 mV/V ในรุ่น 1 kg และ 1 mV/V ในรุ่น 5, 20 และ 50 kg เมื่อใช้แรงดันกระตุ้นตัวอย่าง 5 V จะได้การเปลี่ยนสัญญาณที่เต็มสเกลตามค่าระบุ 2.5 mV และ 5 mV ตามลำดับ แรงดันห้าโวลต์อยู่ในช่วง 4-12 V ที่เผยแพร่ไว้ ทั้งนี้ยังต้องพิจารณาค่าคลาดเคลื่อนของความไวจริง ออฟเซ็ตศูนย์ และการสอบเทียบเครื่องขยายสัญญาณ

วัดตามคู่มืออุปกรณ์และใช้เครื่องมือที่เหมาะกับสัญญาณระดับต่ำ ตรวจความต้านทานเมื่อแยกวงจรและตัดไฟแล้วเท่านั้น อย่าใช้เครื่องทดสอบฉนวนกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ยังต่ออยู่ หรือใช้แรงดันทดสอบกับเซ็นเซอร์ซึ่งไม่มีข้อมูลอนุญาต ค่าความต้านทานที่ดูสมเหตุสมผลไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ของความเสียหายทางกลหรือกระแสรั่วขณะใช้งาน

เหตุใดจึงต้องใช้เครื่องขยายสัญญาณหรือเครื่องมือชั่ง

อินพุตกระแสอุตสาหกรรมทั่วไปไม่สามารถอ่านสัญญาณบริดจ์แบบพาสซีฟได้โดยตรง อินพุตบริดจ์ที่รองรับจะจ่ายแรงดันกระตุ้นและวัดแรงดันขนาดเล็กก่อนแปลงสเกล เครื่องแสดงน้ำหนักอาจแสดงผลที่หน้างาน ส่วนเครื่องส่งสัญญาณอาจส่งเอาต์พุตแอนะล็อกหรือดิจิทัลให้ตัวควบคุม โมดูลชั่ง PLC บางรุ่นวัดบริดจ์ได้โดยตรง จึงไม่จำเป็นต้องเพิ่มเครื่องส่งสัญญาณเสมอไป

เลือกอินเทอร์เฟซที่เครื่องมือวัด ข้อกำหนด 4-20 mA, RS485 หรือ Modbus RTU ไม่ได้ทำให้เซ็นเซอร์บริดจ์ดิบมีอินเทอร์เฟซนั้น ตรวจช่วงอินพุต ความสามารถของแหล่งจ่ายแรงดันกระตุ้น สัญญาณรบกวน อัตราอัปเดต และตัวเลือกเอาต์พุตจริงของเครื่องมือที่เลือก สำหรับการจัดแมปรีจิสเตอร์และการแปลงสเกลในตัวควบคุม ให้ดูบทความเส้นทางสัญญาณถึง PLC.

การกรองเป็นส่วนหนึ่งของเส้นทางนี้ด้วย การเฉลี่ยค่าที่เปลี่ยนไปอาจช่วยให้ค่าที่อ่านนิ่งขึ้นแต่ทำให้ตอบสนองช้าลง การตั้งค่าที่เหมาะกับถังเก็บอาจช้าเกินไปสำหรับสั่งหยุดเติม สังเกตน้ำหนักขณะที่กระบวนการตัดสินใจ ไม่ใช่เฉพาะหลังค่าบนจอนิ่งแล้ว

ใช้โหลดเซลล์หลายตัวรองรับแท่นเดียว

แท่นชั่งหรือภาชนะมักแบ่งโหลดไปยังเซ็นเซอร์หลายตัว สัญญาณอาจรวมด้วยอุปกรณ์รวมสัญญาณที่เข้ากันได้ หรือรับแยกแต่ละช่อง รูปแบบเครื่องมือกำหนดว่าจะยังดูค่าของแต่ละจุดรองรับได้หรือไม่ หากต้องวิเคราะห์ความขัดข้องหรือติดตามการกระจายโหลด ให้ตัดสินใจก่อนซื้อ

ค่ารวมอาจดูถูกต้องทั้งที่จุดรองรับหนึ่งวางไม่เข้าที่ ตรวจการตอบสนองแต่ละจุดหากเข้าถึงได้ แล้วลงโหลดที่ทราบค่าในตำแหน่งต่างกัน การปรับสมดุลมุมอาจชดเชยความต่างทางไฟฟ้าเล็กน้อย แต่แก้แท่นที่สัมผัสการ์ดป้องกันซึ่งยึดอยู่กับที่ไม่ได้ โครงสร้างรองรับต้องเคลื่อนและกลับตำแหน่งได้สม่ำเสมอก่อนการปรับสมดุลทางไฟฟ้าจะมีความหมาย

การเพิ่มเซ็นเซอร์ทำให้แหล่งจ่ายแรงดันกระตุ้นต้องจ่ายมากขึ้นด้วย ตรวจภาระบริดจ์สมมูล การสูญเสียในสาย และพิกัดแหล่งจ่าย จำนวนขั้วต่อบนเครื่องแสดงน้ำหนักไม่ได้ยืนยันว่าจะจ่ายไฟให้เซ็นเซอร์ที่ต่อขนานจำนวนเท่าใดก็ได้

เลือกการตรวจถัดไปจากอาการ

เก็บค่าที่อ่านก่อนปรับไว้ ข้อมูลนี้ช่วยแยกการเปลี่ยนแปลงทางกลจากการตั้งค่าวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนระหว่างบำรุงรักษา ขั้นตอนสอบเทียบระบบหลังติดตั้งอธิบายการตรวจขณะเพิ่มและลดโหลดอย่างละเอียด

คำถามเกี่ยวกับสัญญาณดิบ

Q1. เซ็นเซอร์ที่ไม่มีโหลดต้องให้แรงดันศูนย์มิลลิโวลต์พอดีหรือไม่

ไม่จำเป็น สมดุลเริ่มต้นของบริดจ์ น้ำหนักชุดจับยึด และแรงพรีโหลดจากการติดตั้งมีผลต่อเอาต์พุตขณะไม่มีโหลด เปรียบเทียบกับข้อมูลเซ็นเซอร์ที่ให้มาและค่าศูนย์หลังติดตั้งซึ่งบันทึกไว้ก่อนหน้า หากเกิดออฟเซ็ตใหม่หลังโอเวอร์โหลดหรือการเปลี่ยนแปลงทางกล ต้องหาสาเหตุแม้เครื่องมือจะหักค่านั้นออกจากจอได้ด้วยฟังก์ชันหักน้ำหนักภาชนะ

Q2. กลับสายสัญญาณแล้วเซ็นเซอร์รับแรงอัดจะใช้รับแรงดึงได้หรือไม่

ไม่ได้ การกลับขั้วการวัดเปลี่ยนเพียงเครื่องหมายทางไฟฟ้า ไม่ได้เปลี่ยนผิวรับแรง ชิ้นส่วนยึดต่อ หรือทิศทางแรงที่อนุญาต ใช้เซ็นเซอร์ที่ออกแบบสำหรับรูปแบบลงแรงที่ต้องการ และตรวจทั้งโครงสร้างทางกลกับทิศทางสอบเทียบ

สรุป

ค่าที่อ่านจากโหลดเซลล์จะใช้งานได้เมื่อเชื่อมโยงสามขั้นตอนเข้าด้วยกัน ได้แก่ ลงแรงตามที่ต้องการ วัดสัญญาณบริดจ์ และสอบเทียบผล เมื่อกำหนดระบบติดตั้ง METRAVON ให้ส่งแบบชุดทดสอบหรือจุดรองรับพร้อมข้อกำหนดอินเทอร์เฟซของจอแสดงผลหรือตัวควบคุม เพื่อแยกขอบเขตหน้าที่ของเซ็นเซอร์ออกจากส่วนที่เหลือของระบบการวัด