Aโหลดเซลล์โหลดเซลล์เป็นทรานสดิวเซอร์หรือเซนเซอร์ชนิดพิเศษที่แปลงแรงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ อุปกรณ์โหลดเซลล์ทั่วไปประกอบด้วยเกจวัดความเครียดสี่ตัวในรูปแบบวงจรบริดจ์วีทสโตน ในระดับอุตสาหกรรม การแปลงนี้ประกอบด้วยการแปลงโหลดให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าแบบอนาล็อก
เลโอนาร์โด ดา วินชี ใช้ตำแหน่งของตุ้มน้ำหนักที่ปรับเทียบแล้วบนคานกลเพื่อปรับสมดุลและกำหนดน้ำหนักที่ไม่ทราบค่า การออกแบบของเขาได้รับการพัฒนาต่อยอดโดยใช้คานหลายอัน แต่ละอันมีความยาวต่างกันและปรับสมดุลด้วยตุ้มน้ำหนักมาตรฐานเพียงอันเดียว ก่อนที่เซ็นเซอร์วัดแรงแบบไฮดรอลิกและอิเล็กทรอนิกส์จะเข้ามาแทนที่คานกลในการชั่งน้ำหนักทางอุตสาหกรรม เครื่องชั่งแบบคานกลเหล่านี้ถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย พวกมันถูกใช้ในการชั่งน้ำหนักทุกอย่างตั้งแต่ยาเม็ดไปจนถึงรถไฟ และทำได้แม่นยำและเชื่อถือได้หากได้รับการปรับเทียบและบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม หลักการทำงานเกี่ยวข้องกับการใช้กลไกการปรับสมดุลน้ำหนักหรือการตรวจจับแรงที่เกิดขึ้นจากคานกล เซ็นเซอร์วัดแรงรุ่นแรกสุดก่อนที่จะมีเซ็นเซอร์วัดแรงแบบสเตรนเกจ ได้แก่ การออกแบบแบบไฮดรอลิกและนิวแมติก
ในปี ค.ศ. 1843 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ชาร์ลส์ วีทสโตน ได้คิดค้นวงจรบริดจ์ที่สามารถวัดความต้านทานไฟฟ้าได้ วงจรบริดจ์วีทสโตนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่เกิดขึ้นในเกจวัดความเครียด แม้ว่าเกจวัดความเครียดแบบใช้ลวดต้านทานแบบยึดติดตัวแรกจะถูกพัฒนาขึ้นในทศวรรษ ค.ศ. 1940 แต่ก็ต้องรอจนกระทั่งเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่พัฒนาขึ้น เทคโนโลยีใหม่นี้จึงจะมีความเป็นไปได้ทางเทคนิคและเศรษฐกิจ นับตั้งแต่นั้นมา เกจวัดความเครียดก็แพร่หลายมากขึ้นทั้งในฐานะส่วนประกอบของเครื่องชั่งเชิงกลและในโหลดเซลล์แบบแยกเดี่ยว ปัจจุบัน ยกเว้นห้องปฏิบัติการบางแห่งที่ยังคงใช้เครื่องชั่งเชิงกลที่มีความแม่นยำสูง โหลดเซลล์แบบเกจวัดความเครียดครองตลาดอุตสาหกรรมการชั่งน้ำหนัก โหลดเซลล์แบบนิวแมติกบางครั้งใช้ในกรณีที่ต้องการความปลอดภัยและสุขอนามัย และโหลดเซลล์แบบไฮดรอลิกจะถูกพิจารณาใช้ในสถานที่ห่างไกล เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟ โหลดเซลล์แบบเกจวัดความเครียดให้ความแม่นยำตั้งแต่ 0.03% ถึง 0.25% ของมาตราส่วนเต็ม และเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมเกือบทุกประเภท
มันทำงานอย่างไร?
การออกแบบโหลดเซลล์นั้นแบ่งตามประเภทของสัญญาณเอาต์พุตที่สร้างขึ้น (แบบนิวแมติก แบบไฮดรอลิก หรือแบบไฟฟ้า) หรือตามวิธีการตรวจจับน้ำหนัก (การบีบอัด การดึง หรือการเฉือน)ระบบไฮดรอลิกโหลดเซลล์เป็นอุปกรณ์วัดสมดุลแรง โดยวัดน้ำหนักจากการเปลี่ยนแปลงความดันของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในระบบนิวแมติกโหลดเซลล์ก็ทำงานบนหลักการสมดุลแรงเช่นกัน อุปกรณ์เหล่านี้ใช้ตัวหน่วงหลายตัว
ห้องต่างๆ ช่วยให้ได้ความแม่นยำสูงกว่าอุปกรณ์ไฮดรอลิกเกจวัดความเครียดโหลดเซลล์จะแปลงแรงที่กระทำต่อมันให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ตัวเกจวัดแรงจะถูกยึดติดกับคานหรือชิ้นส่วนโครงสร้างที่เกิดการเปลี่ยนรูปเมื่อมีน้ำหนักมากระทำ
วันที่โพสต์: 6 พฤษภาคม 2564