เมนูเนื้อหา
คู่มือทีละขั้นตอนในการสร้างโหลดเซลล์
- ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมบล็อกโลหะ
- ขั้นตอนที่ 2: การแนบเกจวัดความเครียด
- ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายเกจวัดความเครียด
- ขั้นตอนที่ 4: การตั้งค่าวงจรการปรับสภาพสัญญาณ
- ขั้นตอนที่ 6: ทดสอบเซลล์โหลด
- ความท้าทายในการออกแบบเซลล์โหลด
- 2. เซลล์โหลดสายพันธุ์ทำงานอย่างไร?
- 3. วัสดุอะไรที่จำเป็นในการสร้างเซลล์โหลด?
- 4. ฉันจะปรับเทียบเซลล์โหลดได้อย่างไร?
- 5. แอพพลิเคชั่นทั่วไปของเซลล์โหลดคืออะไร?
อัน โหลดเซลล์ เป็นองค์ประกอบสำคัญในการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงเครื่องชั่งน้ำหนักระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมและระบบการวัดแรง มันแปลงแรงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อให้สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ ในบทความนี้เราจะสำรวจกระบวนการสร้างเซลล์โหลดวัสดุที่ต้องการและหลักการที่อยู่เบื้องหลังการดำเนินงาน นอกจากนี้เรายังจะรวมรูปภาพและวิดีโอเพื่อแสดงขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง
ก่อนที่จะดำน้ำในการสร้างเซลล์โหลดมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจส่วนประกอบพื้นฐานและวิธีการทำงาน โดยทั่วไปแล้วเซลล์โหลดจะประกอบด้วยร่างกายโลหะมาตรวัดความเครียดและวงจรปรับสภาพสัญญาณ ร่างกายโลหะเปลี่ยนรูปภายใต้โหลดและเกจวัดความเครียดวัดการเสียรูปนี้แปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
มีเซลล์โหลดหลายประเภทรวมถึง:
1. เซลล์โหลดความเครียด: ประเภทที่พบมากที่สุดโดยใช้มาตรวัดความเครียดเพื่อวัดการเสียรูป
2. เซลล์โหลดไฮดรอลิก: ใช้ของเหลวไฮดรอลิกเพื่อวัดแรง
3. เซลล์โหลดนิวเมติก: ใช้ความดันอากาศเพื่อวัดน้ำหนัก
4. เซลล์โหลด capacitive: วัดการเปลี่ยนแปลงในความจุเนื่องจากการเสียรูป
สำหรับบทความนี้เราจะมุ่งเน้นไปที่การสร้างเซลล์โหลดความเครียดเนื่องจากเป็นสิ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและง่ายที่สุดในการสร้าง
ในการสร้างเซลล์โหลดคุณจะต้องใช้วัสดุดังต่อไปนี้:
- บล็อกโลหะ: อลูมิเนียมหรือเหล็กเป็นที่ต้องการสำหรับความแข็งแรงและความทนทาน
- มาตรวัดความเครียด: สิ่งเหล่านี้มีอยู่ในการกำหนดค่าต่างๆ เลือกอันที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ
- กาว: กาวอีพ็อกซี่หรือกาวไซยาโนอะคริเลตที่แข็งแกร่งเพื่อแนบเกจวัดความเครียดเข้ากับบล็อกโลหะ
- สายไฟ: สำหรับการเชื่อมต่อเกจวัดความเครียดกับวงจรการปรับสภาพสัญญาณ
- วงจรการปรับสภาพสัญญาณ: นี่อาจเป็นวงจรแอมพลิฟายเออร์อย่างง่ายหรือแอมพลิฟายเออร์โหลดเซลล์เฉพาะเช่น HX711
- แหล่งจ่ายไฟ: แหล่งพลังงานที่เสถียรสำหรับวงจร
- มัลติมิเตอร์: สำหรับการทดสอบและการสอบเทียบ
เริ่มต้นด้วยการเลือกบล็อกโลหะที่จะทำหน้าที่เป็นฐานสำหรับเซลล์โหลดของคุณ ขนาดและรูปร่างจะขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณ สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่บล็อกสี่เหลี่ยมที่มีขนาดประมาณ 5 ซม. x 10 ซม. x 2 ซม. ก็เพียงพอแล้ว
1. ตัดบล็อกโลหะ: หากจำเป็นให้ใช้เลื่อยเพื่อตัดบล็อกโลหะเป็นขนาดที่ต้องการ
2. ทำให้ขอบเรียบ: ใช้ไฟล์หรือกระดาษทรายเพื่อทำให้ขอบขรุขระเรียบเนียนเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวที่สะอาดสำหรับเกจวัดความเครียด
ขั้นตอนต่อไปคือการแนบเกจวัดความเครียดเข้ากับบล็อกโลหะ นี่เป็นขั้นตอนที่สำคัญเนื่องจากความแม่นยำของเซลล์โหลดขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่เหมาะสมของเกจวัดความเครียด
1. ทำความสะอาดพื้นผิว: ใช้แอลกอฮอล์ isopropyl เพื่อทำความสะอาดพื้นที่ที่จะติดตั้งเกจวัดความเครียด สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ามีความผูกพันที่แข็งแกร่ง
2. วางตำแหน่งมาตรวัดความเครียด: ขึ้นอยู่กับการออกแบบของคุณคุณอาจต้องวางมาตรวัดหลายสายพันธุ์ การกำหนดค่าทั่วไปคือการใช้มาตรวัดสี่ตัวในการจัดเรียงสะพานวีทสโตน
3. ใช้กาว: ใช้กาวบาง ๆ อย่างระมัดระวังกับด้านหลังของมาตรวัดความเครียดแต่ละตัวแล้วกดลงบนบล็อกโลหะ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีฟองอากาศติดอยู่ข้างใต้
4. อนุญาตให้รักษา: ให้การรักษากาวตามคำแนะนำของผู้ผลิต
เมื่อเกจวัดความเครียดติดอยู่อย่างปลอดภัยขั้นตอนต่อไปคือการส่งสายไปยังวงจรปรับสภาพสัญญาณ
1. ระบุสายไฟ: เกจแต่ละสายพันธุ์จะมีสายไฟสองสาย ระบุโอกาสในเชิงบวกและเชิงลบสำหรับแต่ละมาตรวัด
2. เชื่อมต่อสายไฟ: ใช้บัดกรีเพื่อเชื่อมต่อสายไฟจากเกจวัดความเครียดไปยังขั้วอินพุตของวงจรปรับสภาพสัญญาณ หากใช้สะพานวีทสโตนให้ทำตามแผนภาพการเดินสายที่เหมาะสม
3. การเชื่อมต่อฉนวน: ใช้ท่อระบายความร้อนหรือเทปไฟฟ้าเพื่อป้องกันการเชื่อมต่อและป้องกันการลัดวงจร
วงจรปรับสภาพสัญญาณขยายสัญญาณไฟฟ้าขนาดเล็กที่สร้างขึ้นโดยเกจวัดความเครียดทำให้อ่านง่ายขึ้น
1. เลือกแอมพลิฟายเออร์: HX711 เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการใช้งานโหลดเซลล์เนื่องจากความสะดวกในการใช้งานและการแปลงแบบอะนาล็อกเป็นดิจิตอลในตัว
2. เชื่อมต่อวงจร: ทำตามคำแนะนำของผู้ผลิตเพื่อเชื่อมต่อโหลดเซลล์เข้ากับ HX711 โดยทั่วไปคุณจะเชื่อมต่อเอาต์พุตจากเกจวัดความเครียดไปยังอินพุตของ HX711
3. พลังงานวงจร: เชื่อมต่อวงจรเข้ากับแหล่งจ่ายไฟที่เสถียรเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าตรงกับข้อกำหนดของ HX711
การสอบเทียบเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์โหลดของคุณให้การวัดที่แม่นยำ
1. เตรียมน้ำหนัก: รวบรวมชุดน้ำหนักที่รู้จักสำหรับการสอบเทียบ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นน้ำหนักมาตรฐานหรือของใช้ในครัวเรือนที่มีมวลที่รู้จัก
2. บันทึกการอ่าน: วางน้ำหนักบนโหลดเซลล์และบันทึกเอาต์พุตจากวงจรปรับสภาพสัญญาณ
3. สร้างเส้นโค้งการสอบเทียบ: พล็อตน้ำหนักที่รู้จักกับการอ่านเอาต์พุตเพื่อสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบ สิ่งนี้จะช่วยให้คุณแปลงการอ่านในอนาคตเป็นการวัดน้ำหนักที่แม่นยำ
หลังจากการสอบเทียบถึงเวลาที่จะทดสอบเซลล์โหลดของคุณเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง
1. ใช้น้ำหนักที่รู้จัก: เริ่มต้นด้วยน้ำหนักขนาดเล็กและค่อยๆเพิ่มภาระ
2. การตรวจสอบเอาต์พุต: สังเกตเอาต์พุตจากวงจรการปรับสภาพสัญญาณ ควรสอดคล้องกับน้ำหนักที่รู้จักอย่างใกล้ชิด
3. ปรับการสอบเทียบ: หากการอ่านไม่ถูกต้องให้ทบทวนกระบวนการสอบเทียบและทำการปรับเปลี่ยนที่จำเป็น
เซลล์โหลดมีการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ :
- เครื่องชั่งน้ำหนัก: ใช้ในระดับเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมเพื่อการวัดน้ำหนักที่แม่นยำ
- การวัดแรง: ใช้ในเครื่องทดสอบเพื่อวัดแรงดึงและแรงอัด
- ระบบอัตโนมัติ: รวมเข้ากับระบบหุ่นยนต์เพื่อการตรวจสอบโหลดที่แม่นยำ
- อุปกรณ์การแพทย์: ใช้ในอุปกรณ์โรงพยาบาลสำหรับการตรวจสอบผู้ป่วยและการจ่ายยา
- การทดสอบการบินและอวกาศ: เซลล์โหลดถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันการบินและอวกาศเพื่อวัดแรงระหว่างการทดสอบส่วนประกอบและระบบ
โหลดเซลล์มีข้อได้เปรียบหลายประการที่ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย:
1. ความแม่นยำสูง: เซลล์โหลดสามารถให้การวัดที่แม่นยำทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ
2. ความทนทาน: ทำจากวัสดุที่มีประสิทธิภาพเซลล์โหลดสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและโหลดหนัก
3. ความเก่งกาจ: สามารถใช้ในการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่เครื่องชั่งอุตสาหกรรมไปจนถึงอุปกรณ์การแพทย์
4. ความสะดวกในการรวม: เซลล์โหลดสามารถรวมเข้ากับระบบที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดายทำให้สามารถอัพเกรดได้อย่างราบรื่นเพื่อความสามารถในการวัด
ในขณะที่เซลล์โหลดมีประสิทธิภาพสูงมีความท้าทายในการออกแบบและการใช้งาน:
1. ความไวของอุณหภูมิ: เซลล์โหลดอาจได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิซึ่งอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัด ต้องใช้เทคนิคการชดเชยความร้อนที่เหมาะสม
2. ความเครียดเชิงกล: การโอเวอร์โหลดเซลล์โหลดอาจทำให้เกิดความเสียหายถาวร จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเลือกโหลดเซลล์ที่มีความจุที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการ
3. ความซับซ้อนในการสอบเทียบ: การสอบเทียบที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดที่เชื่อถือได้และอาจเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่ต้องใส่ใจในรายละเอียดอย่างระมัดระวัง
การสร้างเซลล์โหลดเป็นโครงการที่คุ้มค่าซึ่งรวมหลักการของกลไกและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยทำตามขั้นตอนที่ระบุไว้ในบทความนี้คุณสามารถสร้างเซลล์โหลดที่ใช้งานได้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ อย่าลืมให้ความสนใจกับกระบวนการสอบเทียบเนื่องจากเป็นสิ่งสำคัญในการตรวจสอบการวัดที่แม่นยำ ด้วยวัสดุที่เหมาะสมและการก่อสร้างอย่างระมัดระวังคุณสามารถสร้างเซลล์โหลดที่ตรงกับความต้องการของคุณได้สำเร็จ
โหลดเซลล์เป็นตัวแปลงสัญญาณที่แปลงแรงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้า มันมักจะใช้ในการชั่งน้ำหนักและแอปพลิเคชันการวัดแรง
เซลล์โหลดเกจวัดความเครียดทำงานโดยการวัดการเสียรูปของร่างกายโลหะภายใต้โหลด เกจวัดความเครียดที่ติดอยู่กับร่างกายโลหะเปลี่ยนความต้านทานเมื่อยืดหรือบีบอัดและการเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
ในการสร้างเซลล์โหลดคุณจะต้องมีบล็อกโลหะมาตรวัดความเครียด, กาว, สาย, วงจรปรับสภาพสัญญาณ, แหล่งจ่ายไฟและมัลติมิเตอร์
ในการปรับเทียบเซลล์โหลดคุณจะต้องใช้น้ำหนักที่รู้จักบันทึกเอาต์พุตจากวงจรปรับสภาพสัญญาณและสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบเพื่อเชื่อมโยงน้ำหนักกับการอ่านเอาต์พุต
เซลล์โหลดใช้ในการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงเครื่องชั่งน้ำหนักระบบวัดแรงระบบอัตโนมัติอุปกรณ์การแพทย์และการทดสอบการบินและอวกาศ
