Load Cell

โดย : Admin

Load Cell - โหลดเซลล์ คืออะไร ?

ตัวอย่างโหลดเซลในรูปแบบต่างๆ

 
 

โหลดเซลล์(Load Cell)   คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือ ทรานส์ซีดิวเซอร์ ชนิดหนึ่ง ที่ใช้หลักการเปลี่ยนแปลงของแรงทางกล เช่น แรงกด (Compression), แรงดึง (Force) หรือน้ำหนัก (Weight) ที่มากระทำต่อตัว Load Cell ให้เปลี่ยนแปลงออกมาในรูปแบบของสัญญาณทางไฟฟ้า (mV/V)



ชมคลิก ...ทฤษฏีที่เป็นหลักการพื้นฐานของโหลดเซลล์






โหลดเซลล์โดยทั่วไปได้ประมาณาเกือบ 80 % ถูกสร้างหรือพัฒนามาจากสเตรนเกจ  (Strain Gauge) ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ที่จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของขนาด หรือความเครียดของวัสดุต่าง ๆ ที่ถูกออกแบบมาในรูปแบบของวงจร วิทสโตน บริดจ์ (Wheatstone Bridge) ซึ่งสามารถแปลงค่าแรงกดหรือแรงดึงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าได้

ประเภทของโหลดเซล

 Load Cell โดยทั่วไปนั้นจะมีอยู่ด้วยกันหลากหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็จะมีลักษณะของการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป   แต่พิจารณาตามลักษระใช้งานก็จะแยกออกเป็นสองประเภทหลักๆด้งนี้

 

1. Load Cell แบบใช้แรงกด (Compression Load Cell)

โหลดเซลประเภทนี้เป็นชนิดที่มีลักษณะการใช้งานตามชื่อที่เรียก คือเป็นโหลดเซลที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้วัดแรงที่กดลงไปบนตัวของโหลดเซล   ซึ่งสามารถแบ่งออกตามประเภทของการใช้งานย่อยได้อีก 6 ประเภท ดังนี้
 

 

	1.1  Single Ended Shear Beam โหลดเซลชนิดโดยทั่วไปจะเรียกย่อๆว่า Shear Beam โดยจะเป็นโหลดเซลที่มีการใช้งานในลักษณะที่ใช้ปลายด้านหนึ่งยึดเข้ากับฐาน  และนำถังวางลงบนปลายอีกด้านหนึ่งเพื่อวัดแรงกด   การใช้งานมักนิยมนำมาใช้ในการชั่งน้ำหนักในถัง เช่น การชั่งน้ำหนักหินหรือทรายในถังก่อนปล่อยลงไปผสมกับซิเมนต์และน้ำในแพลนคอนกรีตผสมเสร็จ ที่มีขนาดของน้ำหนักตั้งแต่ 250 กิโลกรัม ไปจนถึง 10 ตัน
	1.2 Double Ended Shear Beam เป็นโหลดเซลที่เหมือนกับการนำเอา Single Ended Shear Beam จำนวน 2 ตัว มารวมกัน จึงทำให้โหลดเซล ประเภทนี้ มีจำนวนของ Strain Gauge ที่เพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ได้ค่าความละเอียดของแรงที่ถูกกระทำหรือน้ำหนักที่เพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ส่วนของการใช้งานนั้นก็สามารถทำได้โดยการยึดปลายทั้งสองข้างด้วยสกรูติดกับฐาน จากนั้นนำถังมาวางตรงกลาง โดยมีลูกบอลและเบ้ายึดติดอยู่กับถังและ Load Cell เพื่อให้ถังสามารถขยับได้ แต่ถังจะไม่หลุดหล่นลงไปด้านล่าง นิยมนำมาใช้ในงานชั่งที่มีน้ำหนักมาก ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะใช้ชั่งถังหรือไซโลที่มีขนาดใหญ่ โดยการติดตั้งเอาไว้ที่ขาของถังหรือไซโล ที่มีขนาดของน้ำหนักตั้งแต่ 10 ตัน ไปจนถึง 50 ตัน
	1.3 Single Point เป็นโหลดเซลชนิดที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับแพลตฟอร์มที่มีขนาดเล็ก นิยมนำมาใช้กับงานชั่งที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 1 ตัน โดยใช้โหลดเซลเพียงตัวเดียวในการยึดเข้าไปที่จุดศูนย์กลางของแพลตฟอร์ม ที่มีขนาดของน้ำหนักตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ไปจนถึง 800 กิโลกรัม
	1.4  Bending Beam เป็นโหลดเซลที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการแปลงแรงบิดที่กดที่ปลายด้านหนึ่งและปลายอีกด้านที่ยึดติดกับฐาน ที่มีลักษณะคล้ายสปริง โดยโหลดเซลประเภทนี้จะให้สัญญาณได้ดีที่ขนาดแรงกดไม่มาก โดยเริ่มตั้งแต่ 25 กิโลกรัม ไปจนถึง 500 กิโลกรัม
	1.5 Pancake ที่มาของชื่อโหลดเซลชนิดก็เนื่องจากมีรูปร่างลักษณะที่คล้ายกับขนมแพนเค้ก โดยมันเป็นโหลดเซลที่สามารถนำมาใช้ได้กับแรงกดและแรงดึงที่มีค่าความแม่นยำสูง เนื่องจากมีจำนวนของ Stain Gauge ที่มากกว่าโหลดเซลชนิดอื่นๆ  โดยค่า Linearity และ Hysteresis จะอยู่ในระดับ 0.05% จึงทำให้ประเภทนี้นิยมนำมาใช้กับงานเครื่องทดสอบแรงกดหรือแรงดึง ที่มีขนาดตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ถึง 500 ตัน
	1.6 Canister เป็นโหลดเซลที่มีรูปร่างคล้ายกระป๋อง ซึ่งเป็นโหลดเซลอีกชนิดหนึ่งที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการรับแรงกด ค่าที่ได้นั้นยังมีความแม่นยำสูง เนื่องจากค่า Linearity และ Hysteresis อยู่ในระดับ 0.05% โดยทั่วไปนิยมนำมาใช้กับเครื่องชั่งทั่วไปที่ต้องการความแม่นยำสูง และเครื่องชั่งรถบรรทุก ที่มีขนาดตั้งแต่ 200 กิโลกรัม ไปจนถึง 20 ตัน โดยที่แรงดึงนั้นต้องมีขนาดตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ไปจนถึง 500 ตัน

 

2.  โหลดเซลแบบใช้แรงดึง (Force Load Cell)

โหลดเซลชนิดนี้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้แรงในการดึงตัวของโหลดเซลออกจากกัน โดยโหลดเซลประเภทนี้ จะมีชื่อเรียกว่า S Beam ซึ่งเป็นโหลดเซลที่มีการใช้งานโดยยึดด้านบนกับโครงสร้าง โดยอาศัยลูกปืนแบบตาเหลือก (Rod End) ที่อยู่ในส่วนของด้านล่างเอาไว้ใช้แขวนถังที่เราต้องการชั่ง โดยเมื่ออุปกรณ์เริ่มต้นทำงาน มันจะทำการแกว่งตัวถังเล็กน้อยแต่จะไม่มีผลกับการอ่านค่าใด ๆ โดยขนาดของน้ำหนักที่สามารถอ่านค่าไดจะเริ่มตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ไปจนถึง 5 ตัน

 

 

 
ขอบคุณภาพประกอบจากกลูเกิล
cr: gloofle.com /wikipedia.org/changfi.com/primusthai.com

เนื้อหาโดย: 9engineer.com (https://9engineer.com/)