เข้าชม: 222 ผู้แต่ง: Tina เวลาเผยแพร่: 2024-11-05 ที่มา: เว็บไซต์
เมนูเนื้อหา
- การใช้เครื่องขยายสัญญาณเครื่องมือวัด
- การกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล
- เครื่องขยายสัญญาณแบบตั้งโปรแกรมได้ (PGA)
- 1. โหลดเซลล์คืออะไรและทำงานอย่างไร
- 2. เหตุใดการขยายสัญญาณจึงจำเป็นสำหรับโหลดเซลล์
- 3. แอมพลิฟายเออร์ประเภทใดที่เหมาะกับโหลดเซลล์มากที่สุด
- 4. ฉันจะลดสัญญาณรบกวนในสัญญาณโหลดเซลล์ได้อย่างไร
- 5. โหลดเซลล์ใช้งานโดยทั่วไปมีอะไรบ้าง
โหลดเซลล์เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบการวัดต่างๆ โดยแปลงแรงหรือน้ำหนักให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า อย่างไรก็ตามสัญญาณที่เกิดจาก โหลดเซลล์ มักจะอ่อนแอมาก จึงจำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณเพื่อการอ่านที่แม่นยำ บทความนี้จะสำรวจวิธีการและเทคนิคในการขยายสัญญาณโหลดเซลล์ เพื่อให้มั่นใจในการวัดที่เชื่อถือได้และแม่นยำในการใช้งานต่างๆ
โหลดเซลล์คือทรานสดิวเซอร์ที่แปลงแรงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือโหลดเซลล์สเตรนเกจ ซึ่งใช้หลักการของสเตรนเกจในการวัดการเสียรูป เมื่อมีการจ่ายโหลด สเตรนเกจจะเสียรูป และเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของโหลด
โหลดเซลล์มีหลายประเภท ได้แก่:
- โหลดเซลล์แรงอัด: ใช้สำหรับวัดแรงอัด
- โหลดเซลล์แรงดึง: ออกแบบมาเพื่อวัดแรงดึง
- โหลดเซลล์แบบ Shear Beam: นิยมใช้ในการชั่งน้ำหนัก
แต่ละประเภทมีการใช้งานเฉพาะ ตั้งแต่ระดับอุตสาหกรรมไปจนถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์
โดยทั่วไปสัญญาณไฟฟ้าที่สร้างโดยโหลดเซลล์จะอยู่ในช่วงมิลลิโวลต์ ซึ่งทำให้ไวต่อสัญญาณรบกวนและการรบกวน การขยายสัญญาณเหล่านี้มีความสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ:
- ความแม่นยำที่ได้รับการปรับปรุง: สัญญาณที่ขยายจะอ่านและประมวลผลได้ง่ายขึ้น ส่งผลให้การวัดมีความแม่นยำมากขึ้น
- การลดเสียงรบกวน: สัญญาณที่แรงกว่าสามารถทนต่อสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าได้ดีขึ้น ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของข้อมูล
- ความเข้ากันได้กับระบบเก็บข้อมูล: ระบบเก็บข้อมูลจำนวนมากต้องการระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าเพื่อการทำงานที่เหมาะสม
แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการขยายสัญญาณระดับต่ำ มีความต้านทานอินพุตสูง ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานโหลดเซลล์ ตัวเลือกยอดนิยมคือเครื่องขยายสัญญาณเครื่องมือวัด AD623 ซึ่งสามารถขยายสัญญาณโหลดเซลล์ในขณะที่ปฏิเสธสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไป
เครื่องขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลยังสามารถใช้เพื่อขยายสัญญาณโหลดเซลล์ได้อีกด้วย ทำงานโดยการขยายความแตกต่างระหว่างสัญญาณอินพุตสองตัวในขณะที่ปฏิเสธเสียงรบกวนทั่วไป
PGA ช่วยให้สามารถปรับการตั้งค่าเกนได้ ทำให้มีความหลากหลายสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย สามารถตั้งโปรแกรมให้ขยายสัญญาณไปยังระดับที่ต้องการได้ โดยรองรับเอาต์พุตเซลล์โหลดต่างๆ
การปรับสภาพสัญญาณมีความสำคัญต่อการรับรองความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของการวัดโหลดเซลล์ เทคนิคสำคัญได้แก่:
- การกรองสัญญาณรบกวน: การใช้ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านสามารถช่วยกำจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงออกจากสัญญาณได้
- การสอบเทียบ: การสอบเทียบโหลดเซลล์เป็นประจำช่วยให้มั่นใจได้ว่าเอาต์พุตยังคงถูกต้องแม่นยำเมื่อเวลาผ่านไป
- การชดเชยอุณหภูมิ: โหลดเซลล์อาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ดังนั้นการนำเทคนิคการชดเชยอุณหภูมิมาใช้จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความแม่นยำ
โหลดเซลล์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้แก่:
- การผลิต : สำหรับการชั่งน้ำหนักวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
- การแพทย์: ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องชั่งน้ำหนักผู้ป่วย และระบบวัดแรง
- ยานยนต์: สำหรับการทดสอบส่วนประกอบและระบบภายใต้ภาระ
สำหรับมือสมัครเล่นและวิศวกร การบูรณาการโหลดเซลล์เข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์ เช่น Arduino สามารถนำไปสู่โครงการที่น่าตื่นเต้นได้ ตัวอย่างเช่น การสร้างเครื่องชั่งดิจิทัลโดยใช้โหลดเซลล์และแอมพลิฟายเออร์ HX711 เป็นโปรเจ็กต์ยอดนิยมที่สาธิตหลักการของการขยายสัญญาณโหลดเซลล์
การขยายสัญญาณโหลดเซลล์ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้ในการใช้งานต่างๆ การใช้แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด ดิฟเฟอเรนเชียลแอมพลิฟายเออร์ และเทคนิคการปรับสภาพสัญญาณ ผู้ใช้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโหลดเซลล์ได้อย่างมาก เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้า วิธีการขยายสัญญาณโหลดเซลล์จะยังคงพัฒนาต่อไป ซึ่งนำไปสู่ระบบการวัดที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
โหลดเซลล์คืออุปกรณ์ที่แปลงแรงหรือน้ำหนักให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยทั่วไปจะใช้สเตรนเกจเพื่อวัดการเสียรูปที่เกิดจากโหลดที่ใช้
การขยายสัญญาณเป็นสิ่งจำเป็น เนื่องจากสัญญาณโหลดเซลล์มักจะอ่อนแอมากและไวต่อสัญญาณรบกวน ทำให้ยากต่อการวัดที่แม่นยำ
แอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดและดิฟเฟอเรนเชียลแอมพลิฟายเออร์มักใช้ในการขยายสัญญาณโหลดเซลล์ เนื่องจากมีอิมพีแดนซ์อินพุตสูงและความสามารถในการปฏิเสธสัญญาณรบกวน
การใช้ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านและการใช้เครื่องขยายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลสามารถช่วยลดสัญญาณรบกวนในสัญญาณโหลดเซลล์ ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวัด
โหลดเซลล์ถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงระบบชั่งน้ำหนักทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการทดสอบยานยนต์ และอื่นๆ อีกมากมาย
