โหลดเซล

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไบยังการนำทาง ไปยังการค้นหา

โหลดเซล คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้แปลงค่าของแรงไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า (ทรานส์ซีดิวเซอร์) การแปลงค่านี้ไม่ใช่การแปลงค่าโดยตรงหากแต่เกิดขึ้นสองขั้นตอน จากการแปลงค่าทางกลศาสตร์ แรงจะถูกตรวจจับได้จากการเปลี่ยนรูปร่างของสเตนเกจ และสเตนเกจแปลงค่าการเปลี่ยนรูปร่าง (ความเครียด) นี้ไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า โหลดเซลมักจะประกอบไปด้วยสเตนเกจสี่ตัวซึ่งจัดเรียงวงจรในรูปแบบของวงจรวิจสโตน บริดจ์ แต่โหลดเซลที่ประกอบด้วยสเตนเกจเพียงหนึ่งหรือสองตัวก็มีใช้เช่นกัน สัญญาณไฟที่จ่ายออกไปนี้มักจะมีขนาดเพียงไม่กี่มิลลิโวลต์และต้องการการขยายสัญญาณด้วยการใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณก่อนที่จะถูกนำไปใช้งานได้ ขั้นตอนวิธีเพื่อคำนวณหาค่าแรง

โหลดเซลเกือบ 80% นั้นเป็นชนิดสเตนเกจ โดยโหลดเซลแบบสเตนเกจก็แบ่งเป็นอีก 2 ประเภทใหญ่ คือ โหลดเซลแบบใช้แรงกด ออกแบบมาเพื่อใช้แรงกดลงบนตัวโหลดเซลล์ และ โหลดเซลแบบใช้แรงดึง ออกแบบมาเพื่อใช้แรงดึงตัวโหลดเซลล์ออกจากกัน

โหลดเซลแบบใช้แรงกด[แก้]

มีชื่อเรียกตามรูปร่างและการใช้งาน ได้แก่

Single End Shear Beam[แก้]

นิยมใช้ในการชั่งน้ำหนักในถัง น้ำหนักตั้งแต่ 250 กิโลกรัม ถึง 10 ตัน เช่น การชั่งน้ำหนักหิน-ทรายในถัง ก่อนปล่อยลงไปผสมกับซิเมนต์และน้ำในแพลนคอนกรีต เป็นต้น โหลดเซลประเภทนี้ใช้งานโดยยึดปลายด้านหนึ่งเข้ากับฐาน และนำถังวางลงบนปลายอีกด้านหนึ่ง

Double End Shear Beam[แก้]

โหลดเซลประเภทนี้เหมือนกับนำ Single End Shear Beam จำนวน 2 ตัวมารวมกัน ซึ่งทำให้มีจำนวนสเตนเกจมากขึ้น ทำให้ได้ความละเอียดมากขึ้น การติดตั้งเป็นการยึดปลายทั้งสองข้างด้วยสกรูติดกับฐาน แล้วนำถังมาวางตรงกลาง โดยมีลูกบอลและเบ้ายึดตัวถังและโหลดเซล เพื่อให้ถังสามารถขยับได้แต่ไม่หลุดหล่นไป โหลดเซลประเภทนี้นิยมใช้ในงานชั่งที่มีน้ำหนักมาก เช่นถังหรือไซโลที่มีขนาดใหญ่ ตั้งแต่ 10 ตัน ถึง 50 ตัน โดยจะติดตั้งไว้ที่ขาของถังหรือไซโล

Single Point[แก้]

ออกแบบมาสำหรับงานขนาดเล็ก น้ำหนักตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ถึง 800 กิโลกรัม ใช้งานโดยยึดโหลดเซลเข้าที่จุดศูนย์กลาง

Bending Beam[แก้]

โหลดเซลประเภทนี้มีโครงสร้างคล้ายสปริง ทำงานโดยการแปลงแรงบิดที่กดที่ปลายด้านหนึ่ง ซึ่งจะให้สัญญาณได้ดีที่ขนาดแรงกดไม่มาก ตั้งแต่ 25 กิโลกรัม ถึง 500 กิโลกรัม

Pancake[แก้]

ชื่อเรียกก็มาจากรูปทรงกลมของโหลดเซลประเภทนี้ Pancake เป็นโหลดเซลที่ใช้ได้ทั้งกับแรงกดและแรงดึง ขนาดตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ถึง 500 ตัน เป็นโหลดเซลที่มีความแม่นยำสูง โดยค่า Linearity และ Hysteresis อยู่ในระดับ 0.05% เนื่องจากมีจำนวนสเตนเกจมากกว่าโหลดเซลชนิดอื่น

Canister[แก้]

โหลดเซลรูปทรงกระบอก เหมือนกระป๋อง ใช้รับแรงกด มีความแม่นยำสูง โดยค่า Linearity และ Hysteresis อยู่ในระดับ 0.05% จึงนิยมใช้ทำเครื่องชั่งทั่วไปที่ต้องการความแม่นยำสูงๆ ไปจนถึงเครื่องชั่งรถบรรทุก มีขนาดตั้งแต่ 200 กิโลกรัม ถึง 20 ตัน


โหลดเซลแบบใช้แรงดึง[แก้]

มีชื่อเรียกตามรูปร่างและการใช้งาน ได้แก่

S Beam[แก้]

โหลดเซลประเภทนี้ใช้งานโดยแขวนถังที่ต้องการชั่งที่ด้านล่าง มีขนาดตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ถึง 5 ตัน[1]


ถึงแม้ว่าโหลดเซลชนิดสเตนเกจจะเป็นชนิดที่มักจะถูกใช้งานก็ตาม แต่ก็มีโหลดเซลชนิดอื่นเช่นกัน ในการประยุกต์ใช้งานเชิงอุตสาหกรรม ไฮดรอลิก (หรือ ไฮดรอสแตติก) นับได้ว่าได้รับความนิยมเป็นอันดับทีสอง และถูกใช้ประโยชน์เพื่อแก้ปัญหาที่มาจากโหลดเซลชนิดสเตนเกจ ตัวอย่างเช่น ไฮดรอลิกโหลดเซล สามารถทนทานต่อความต่างศักย์ฉับพลัน (ฟ้าผ่า) ได้ จึงนับว่ามีประสิทธิภาพใช้งานในสภาวะนอกตัวอาคารได้ดีกว่า

สำหรับโหลดเซลชนิดอืนนั้นมีดหลดเซลชนิดเปียโซ-อิเล็กทริก (เหมาะกับการวัดแรงเชิงพลวัตน์) และโหลดเซลชนิดสายสั่นสะเทือน...

  1. ประเภทของ Load Cell แบบสเตรนเกจ