โหลดเซลล์ (LOADCELL) คืออะไร ราคาเท่าไหร่

โหลดเซลล์ คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนจากแรงหรือน้ำหนักที่กระทำต่อตัวโหลดเซลล์ เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ทางเราสามารถนำสัญญาณทางไฟฟ้านี้ไปจ่ายเข้าจอแสดงผล Display แสดงค่าเป็นน้ำหนักหรือแรงที่กระทำให้คนเห็นได้ โหลดเซลล์ถูกสร้างมาจาก Strain Gauge ที่จัดเรียงวงจรในรูปแบบวงจรวิจสโตน บริดจ์ (Wheatstone Bridge) ซึ่งสามารถแปลงค่าแรงกด หรือแรงดึง ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า

Load cell สามารถเอาไปประยุกต์ทำเครื่องชั่งตวงในอุตสาหกรรมได้ (วัดแรงกด Compression) หรือ ใช้ทดสอบวัสดุ (วัดแรงดึง Tensile) ได้อีกด้วย การทดสอบความแข็งแรงของชิ้นงาน การทดสอบการเข้ารูปชิ้นงาน (Press fit) ใช้สำหรับงานทางด้านวัสดุ โลหะ ทดสอบโลหะ ชิ้นส่วนรถยนต์ วิศวกรรมโยธา ทดสอบคอนกรีต ทดสอบไม้ ฯลฯ ซึ่งมีความจำเป็นอย่างมากงานภาคอุตสาหกรรม

โหลดเซลล์แบ่งตามการใช้งานเราจะสามารถแบ่งได้ดังนี้

โหลดเซลล์แบบสแตนเกจ (นิยมใช้กันมากในระบบเครื่องชั่ง)
โหลดเซลล์แบบไฮดรอลิก (สามารถทนทานต่อความต่างศักย์ฉับพลัน,ฟ้าผ่า)
โหลดเซลล์แบบนิวเมติก
โหลดเซลล์แบบเพียโซรีซิสทิฟ (เหมาะกับการวัดแรงเชิงพลวัตน์)
โหลดเซลล์แบบแมกเนโตสตริคทีฟ

โหลดเซลล์แบบสแตนเกจ จะอาศัยแรงที่กระทำบนตัวโหลดเซลล์ ทำให้ตัวโหลดเซลล์เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง เช่นบิด,งอ ซึ่งจะส่งผลต่อวงจรสแตนเกจที่ติดตั้งอยู่เกิดการเปลี่ยนแปลงไปด้วย ทำให้ค่าความต้านทานภายในวงจรเปลี่ยนไป และจะต้องเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่กระทำเสมอ

สรุปได้ว่า การแปลงค่าทางกลศาสตร์ แรงจะถูกตรวจจับได้จากการเปลี่ยนรูปร่างของวงจรสแตนเกจ และสเตนเกจแปลงค่าการเปลี่ยนรูปร่าง จากความเค้น,ความเครียดที่เกิดขึ้นนี้ไปเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า นั่นเอง

โหลดเซลล์ในระบบเครื่องชั่ง

โหลดเซลล์ถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่างหนึ่ง ซึ่งจะต้องมีการจ่ายไฟผ่านเข้าไปยังวงจรบริดจ์ที่ตัวโหลดเซลล์ และจะมีสัญญาณไฟฟ้าส่งออกมา เป็นค่าน้อยๆเพียงไม่กี่มิลลิโวลต์(0-10 mV/V) ส่งเข้าไปยังหัวอ่านน้ำหนัก(Indicator) เพื่อขยายสัญญาณและแปลงสัญญาณไฟฟ้า(Analog To Digital Covertor) ที่ได้มานี้ให้เป็นค่าน้ำหนักต่อไป

โหลดเซลล์เครื่องชั่งรถบรรทุก แบบที่นิยมติดตั้งส่วนใหญ่จะมี2แบบ คือแบบลูกบอล และแบบคอลัมม์

แบบลูกบอล แนะนำโมเดล QS อายุการใช้งาน5-10 ปี ขึ้นอยู่กับความถี่ในการชั่ง และการดูแลรักษา

แบบคอลัมม์ แนะนำ IDS632 สแตนเลส ทนการกัดกร่อน ทนความชื้นได้ดี อาจจะติดตั้งยากสักหน่อย ต้องอาศัยช่างผู้ชำนาญการ

วิธีการเลือกโหลดเซลล์

capacity (Kg,Ton/lbs.) ซึ่งต้องเลือกขนาดให้มากกว่าน้ำหนักของที่จะชั่งและถังรวมกัน
รูปร่างของ load cell ให้เหมาะสมกับโครงสร้างของ hopper หรือ plateform
จำนวนของ load cell
สัญญาณ output (mV/V) บ้านเราจะใช้ 2 mV/V และ 3 mV/V
งานชั่งที่ต้องสัมผัสกับน้ำ สารเคมี ชั่งในห้องเย็น ควรเลือกLOADCELL ที่เป็นสแตนเลส เพราะทนความชื้นได้ดี
งานชั่งทั่วไป สามารถเลือกใช้โหลดเซลล์โดยพิจารณาถึงวัสดุที่ประกอบเป็นโหลดเซล์ว่าเป็น อัลลอยด์หรืออะลูมิเนียม

ซึ่งวัสดุที่เป็นอัลลอยด์จะราคาถูกและเหมาะกับงานชั่งที่มีน้ำหนักไม่มาก

วิธีการออกแบบโหลดเซลล์ที่ดีอย่างแรกคือการเลือกขนาดพิกัดของโหลดเซลล์ให้ถูกต้อง ถ้าเลือกพิกัดน้อยเกินไป โอกาสที่น้ำหนักจะเกินและสร้างความเสียหายแก่โหลดเซลล์มีสูง แต่ถ้าเลือกพิกัดมากเกินไปก็จะทำให้ความละเอียดน้อยลงค่าน้ำหนักมีโอกาสผิดพลาดมากขึ้น ดังนั้นในการออกแบบติดตั้งโหลดเซลล์จึงควรปรึกษาผู้ขายที่มีความรู้เกี่ยวกับโหลดเซลล์เพื่อที่จะได้เลือกใช้งานโหลดเซลล์ได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม

Summing box เป็นกล่องรวมสัญญาณเข้าด้วยกันเพี่อส่งสัญญาณต่อให้ indicator จะใช้ในกรณีมีโหลดเซลล์มากกว่า 1 ตัว การติดตั้งอุปกรณ์ Summing box ควรติดตั้งในที่ๆ ไม่มีฝนสาดหรือเลือกอุปกรณ์ที่มีการ Seal อย่างดี สามารถกันน้ำได้ดี

การเสียหายของโหลดเซลล์ คือ การที่โหลดเซลล์ไม่สามารถวัดค่าได้หรือวัดค่าได้ไม่ตรงโดยสัญญาณเอาท์พุทที่ส่งออกมาสูงเกินไป Overload หรือสัญญาณเอาท์พุทที่จ่ายออกมาไม่นิ่ง

สาเหตุที่ทำให้โหลดเซลล์เสียได้

ใช้น้ำหนัก หรือแรงกด เกินพิกัดของ Load cell
มีแรงกระแทกลงบน Load cell เกินพิกัดของ Load cell
มีความชื้นในสาย Load cell หรือ Summing box
มีสัญญาณรบกวนเข้ามาในสาย Load cell เกิดจากการเดินสาย Load cell ใกล้สาย Power
ติดตั้ง Load cell ไม่สมดุล การที่มีโครงสร้างค้ำยัน หรือท่อที่มาต่อกับถัง แข็งเกินไปไม่สามารถให้ตัวได้
ติดตั้ง Load cell ในทิศทางกลับ เช่น นำโหลดเซลล์ประเภทกดมารับน้ำหนักแรงดึง
ต่อสาย power Supply สลับขั้ว
เชื่อมโครงสร้างด้วยการเชื่อมไฟฟ้าโดยที่มี Load cell ติดตั้งอยู่
ฟ้าผ่า

วิธีการป้องกัน คือ ต้องหาทางหลีกเลี่ยงสาเหตุดังกล่าว ส่วนสาเหตุข้อสุดท้ายแก้โดยการติดตั้งสาย Shield ระหว่าง Mounting บนและล่างของโหลดเซลล์เพื่อเป็นการ Bypass กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากการเชื่อมเพื่อป้องกันโหลดเซลล์ ไม่ไห้เกิดความเสียหาย

การล้าของโหลดเซลล์ เช่น โหลดเซลล์ให้สัญญาณ output ที่ไม่เป็นเชิงเส้น วิธีแก้ คือ การเปลี่ยนโหลดเซลล์ใหม่หรือการเลือก indicator ที่สามารถทำฟังก์ชั่นชดเชยความไม่เป็นเชิงเส้นได้ เช่น มิเตอร์อัจฉริยะ คุณภาพสูงยี่ห้อ RED LION CONTROLS รุ่น PAXS (ผลิตจากประเทศอเมริกา) ถูกออกแบบมาเฉพาะสำหรับการแก้ปัญหาดังกล่าว ด้วยโปรแกรมตั้งค่าความเป็นเชิงเส้นได้ถึง 16 จุด ซึ่งช่วยให้ค่า error ลดลง

สูตรการสำหรับคำนวณน้ำหนัก Load Cell

โหลดเซลล์แต่ละประเภทและแต่ละรุ่นสามารถรองรับน้ำหนักหรือแรงกดได้แตกต่างกัน เราจึงนำเสนอวิธีการคำนวณน้ำหนักและจำนวนโหลดเซลล์ที่ต้องการใช้งานด้วยสูตรง่ายๆ ที่ท่านอ่านแล้วเข้าใจ ทำตามได้ทันที

การออกแบบและเลือกขนาดพิกัดของ Load cell ให้ถูกต้อง และเหมาะสมมีความสำคัญในการเลือกใช้โหลดเซลล์ ถ้าเลือกพิกัดน้อยเกินไป โอกาสที่น้ำหนักจะเกินและสร้างความเสียหายแก่ Load cell มีสูง แต่ถ้าเลือกพิกัดมากเกินไป ก็จะทำให้ความละเอียดน้อยลง ค่าน้ำหนักมีโอกาสผิดพลาดมากขึ้น ดังนั้นในการออกแบบ ติดตั้ง Load cell จึงควรปรึกษาผู้ขายที่มีความรู้เกี่ยวกับ Load cell เพื่อที่จะได้เลือกใช้งาน Load cell ได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม

คำนวณน้ำหนักของการใช้ Load Cell

การคำนวนหาน้ำหนักโหลดเซลล์แบบง่ายๆ มีดังนี้ เราควรเผื่อน้ำหนักเป็นสองเท่าของน้ำหนักรวม เช่น เราต้องการออกแบบเครื่องชั่งน้ำหนัก 500 Kg. มีน้ำหนักของเพลทตราชั่ง 200 Kg ต้องการใช้งาน Load cell 4 ตัว จะเป็น

= ((น้ำหนักที่ต้องการชั่ง + น้ำหนักของเพลทตราชั่ง) x 2 )/จำนวนของ Load cell

= พิกัดของโหลดเซลล์

นำมาคำนวณได้ ดังนี้

= ((500 + 200) x 2 )/4

= 350

สรุปได้ว่า เราต้องเลือกใช้ Load Cell ที่มีพิกัดตัวละ 350 kg. หรือมากกว่านั้น

การคำนวณขนาดของ Load Cell : ควรจะใช้น้ำหนัก 2 เท่าของน้ำหนักรวม การต่อสาย ต่อสายดิน สาย bypass

ตัวอย่างจำนวนโหลดเซลล์ที่ติดตั้งบนฐานของถังไซโล

จากสูตรการคำนวณข้างต้นนี้เป็นเพียงตัวอย่างของการเลือกใช้จำนวนโหลดเซลล์ ผู้อ่านสามารถปรึกษาขอรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่

ติดต่อสอบถามบริษัท เอ็นที สเกล แอนด์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด
988/115 หมู่ 6 ต.แพรกษา อ.เมือง จ.สมุทรปราการ 10280
ติดต่อด่วนแอดเลยค่ะ http://line.me/ti/p/%40mgu7831f
TEl : 089-669-2925 คุณโนช , 062-464-6805 คุณแต
ID LINE : 0896692925Email : manote2520@hotmail.com , ntscale19@gmail.com
FACEBOOK : http://www.facebook.com/svs.enscale

ขอบคุณแหล่งที่มา: การชั่งน้ำหนักด้วยโหลดเซลล์ ,บทความเกี่ยวกับโหลดเซลล์ , สูตรง่ายๆ สำหรับคำนวณน้ำหนัก

NT SCALE AND ENGINEERING

บริษัทเอ็นที สเกล แอนด์ เอ็นจิเนียริ่ง จำกัด ได้จัดตั้งโดยผู้ชำนาญงานมีประสบการณ์ทางด้าน เครื่องชั่ง มามากกว่า 14 ปี พร้อมให้บริการกับลูกค้า เพื่อเป็นประโยชน์ตรงต่อความต้องการ เเละมีความพึงพอใจต่อลูกค้ามากที่สุด