Nguyên lý cơ bản và các vấn đề thường gặp của máy cân nhiều đầu

Tác giả: Smartweigh – Máy cân đa đầu

Khi nói đến cân đa đầu, nhiều người nghĩ rằng đó chỉ là một cảm biến đo chính xác trọng lượng tịnh của vật thể. Trên thực tế, điều này không hoàn toàn đúng, và nó vẫn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Cân đa đầu có nguyên lý hoạt động cơ bản tương tự như cảm biến mức đã được mô tả trước đó, nhưng chúng không giống nhau về hình thức. Cân đa đầu được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp và ứng dụng của tiến bộ công nghệ hiện đại. Tôi sẽ giới thiệu chi tiết nguyên lý và ứng dụng của cân đa đầu trên các loại xe bán tải sau đây ở nước ta.

Định nghĩa về cân đa đầu: Cân đa đầu là thiết bị chuyển đổi tín hiệu dữ liệu định lượng thành tín hiệu điện tử đầu ra có thể đo lường chính xác. Trong các yếu tố cơ bản và phương pháp đánh giá các chỉ tiêu hiệu suất chính của cân đa đầu, có sự khác biệt về chất lượng giữa các tiêu chuẩn quốc gia cũ và mới. Các loại chính bao gồm loại chữ S, loại cần trục, loại nan hoa, loại vòng đĩa, loại ống xếp, loại cầu, loại đĩa trụ, v.v.

Nguyên lý hoạt động của cân đa đầu có hai cấu trúc cơ bản: loại tuyến tính và loại bàn xoay (loại đĩa). Cân đa đầu bao gồm thước trượt và thước cố định (loại tuyến tính) có thể di chuyển tương đối, hoặc rôto động cơ và stato động cơ (loại bàn xoay). Hai loại bộ đồng bộ cảm biến cân này được sản xuất bằng cùng một công nghệ xử lý. Cân đa đầu trước tiên sử dụng chất trám kín lớp cách điện để dán đồng dẫn điện (dày 0,04~0,05mm) lên tấm thép nền hoặc vật liệu dẫn điện không từ tính như thép cacbon cao hoặc kính nhiều lớp, sau đó sử dụng phương pháp quang khắc theo bản thiết kế. Quá trình khắc kỹ thuật hoặc hóa học sẽ khắc đồng thành các cuộn dây có hình dạng khác nhau, thường được gọi là cuộn dây mạch in.

Đối với cân có chiều dài cố định và cân trượt, cuộn dây trên rôto và stato động cơ không giống nhau. Cuộn dây trên rôto và cân có chiều dài cố định là cuộn dây liên tục, trong khi cuộn dây trên stato và cân trượt là cuộn dây phân đoạn. Các cuộn dây được chia thành 2 nhóm theo phân đoạn và được bố trí cách nhau một góc pha trái 7π trong không gian kín. Nguyên lý của cân đa đầu cũng được gọi là cuộn dây hình sin và hình cosin.

Các cuộn dây liên tục và phân đoạn của bộ đồng bộ cảm ứng tương đương với các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp, và hoạt động dựa trên các nguyên lý cơ bản của từ trường xoay chiều và cảm ứng tương hỗ. Cân đa đầu có thể được chia thành tám loại theo quy tắc chuyển đổi: 1. Loại lực biến dạng điện trở Loại lực biến dạng điện trở là loại cân đa đầu được sử dụng rộng rãi, sử dụng nguyên lý cơ bản là điện trở của cảm biến biến dạng điện trở thay đổi theo sự thay đổi của vật nặng. Thành phần chính bao gồm các phần tử đàn hồi, cảm biến biến dạng điện trở, mạch cấp nguồn đo chính xác và cáp truyền dẫn.

2. Cảm biến áp suất dầu có cấu trúc đơn giản và chắc chắn, phạm vi phát hiện lớn, nhưng độ chính xác thường không quá 1/100. 3. Cảm biến điện dung sử dụng tần số dao động f của mạch cộng hưởng của tụ điện và tỷ lệ dương của khoảng cách giữa các cực d để hoạt động. Cảm biến điện dung tiêu thụ ít điện năng, chi phí thiết kế thấp và có độ chính xác từ 1/200 đến 1/500.

4. Cân đa đầu hiển thị dữ liệu kỹ thuật số là thiết bị chuyển đổi lực-điện có thể chuyển đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện tử. Một cảm biến mới trong một thiết bị. Xu hướng phát triển công nghệ của cân đa đầu dữ liệu và bảng điều khiển thiết bị đo lường và kiểm chứng dữ liệu đã dần trở thành một lựa chọn mới được ưa chuộng trong lĩnh vực công nghệ cân đo. Nó nổi bật trong ngành nhờ những ưu điểm như điều chỉnh đơn giản, hiệu quả cao và khả năng hoạt động tại chỗ mạnh mẽ. 5. Cấu trúc của cân đa đầu kiểu vòng tấm có những ưu điểm như phân bố dòng chảy ứng suất mặt đất ổn định, độ nhạy đầu ra cao, toàn bộ được làm bằng chất đàn hồi polyurethane, cấu trúc đơn giản, khả năng chịu tải ổn định và dễ sản xuất, gia công.

Ở giai đoạn này, nó vẫn chiếm tỷ lệ lớn trong sản xuất cảm biến, và việc tính toán công thức thiết kế cho loại cảm biến cấu trúc này vẫn chưa thực sự ổn định. 6. Sau khi phần tử đàn hồi rung chịu lực, tần số rung ban đầu của nó tỷ lệ thuận với căn bậc hai của lực tương tác. Bằng cách đo sự thay đổi tần số cộng hưởng, có thể tính toán lực tác dụng lên vật cần đo trên phần tử đàn hồi, từ đó tính toán chất lượng của nó.

Có hai loại cảm biến rung: dây rung và âm thoa. 7. Cảm biến con quay hồi chuyển điện thoại di động: Cảm biến con quay hồi chuyển điện thoại di động có tốc độ phản hồi nhanh (5 giây), không bị lỗi ngược, đặc tính nhiệt độ tốt (3ppm), ít nguy cơ rung, đo tần số chính xác và độ chính xác cao, do đó có thể đạt được độ phân giải màn hình cao và độ chính xác đo cao. 8. Loại quang học bao gồm loại thước lưới và loại đĩa mã.

Cảm biến quang học chủ yếu được sử dụng trong cân đo khối lượng trong kỹ thuật cơ điện. Cân đa đầu không hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu này và có những nhược điểm không thể tránh khỏi. 1. Đặc tính tần số Hệ thống rời rạc Đặc tính tần số của cân đa đầu sử dụng cảm biến điện dung là hệ thống rời rạc. Mặc dù sử dụng tín hiệu vi sai để cải thiện, nhưng khó có thể loại bỏ hoàn toàn nhược điểm này.

Các loại cảm biến điện dung khác chỉ có đặc tính tần số tuyến tính khi bỏ qua ảnh hưởng của trường tĩnh điện. Nếu không, điện dung dư thừa do ảnh hưởng của trường tĩnh điện sẽ ngay lập tức cộng dồn vào các tụ điện công suất của cuộn cảm, làm cho đặc tính tần số của hệ thống trở nên rời rạc. 2. Điện dung ký sinh làm giảm công suất ban đầu của máy cân đa đầu sử dụng cảm biến điện dung lớn, bao gồm tụ điện dây nối cảm biến và mạch điện tử, tụ điện lạc của mạch điện tử và tụ điện cấu thành từ bản cực trong của cảm biến và các dây dẫn điện xung quanh. Sự thiếu hụt lớn các tụ điện không chỉ làm giảm độ nhạy của cuộn cảm mà còn khiến việc thay thế tụ điện thường xuyên trở nên tùy tiện, dẫn đến thiết bị hoạt động không ổn định và ảnh hưởng đến độ chính xác đo lường.

3. Trở kháng đầu ra cao và khả năng chịu tải kém. Thể tích của cân đa đầu sử dụng cảm biến điện dung bị giới hạn bởi các thông số hình học của bàn điện. Việc chế tạo nó với kích thước lớn không dễ dàng. Do đó, trở kháng đầu ra của cân đa đầu sử dụng cảm biến điện dung cao, dẫn đến khả năng chịu tải kém, dễ bị ảnh hưởng bởi các tác động bên ngoài gây ra tình trạng không ổn định, thậm chí không thể hoạt động trong trường hợp nghiêm trọng. Thiết bị cân sử dụng cân đa đầu đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực để thực hiện việc cân nguyên liệu nhanh chóng và chính xác, đặc biệt với sự xuất hiện của vi xử lý và sự nâng cao liên tục trình độ công nghệ tự động hóa trong toàn bộ quy trình sản xuất công nghiệp, cân đa đầu đã trở thành thiết bị không thể thiếu trong quản lý quy trình, từ việc đo trọng lượng của các bể chứa và silo cỡ lớn và trung bình mà trước đây không thể cân được, cũng như các hoạt động đo lường của cân cẩu, cân xe và các thiết bị khác, đến việc trộn và phân phối nhiều loại nguyên liệu thô khác nhau, hệ thống định lượng tự động, nhận dạng tự động trong quá trình sản xuất và kiểm soát lượng bột cấp liệu đều sử dụng cân đa đầu. Ở giai đoạn này, cân đa đầu về cơ bản được ứng dụng trong tất cả các ngành công nghiệp cân đo.

1. Nguyên nhân gây ra sự sai lệch về đặc tính là do chính máy móc, bao gồm giá trị trôi DC, sai số độ dốc hoặc tính phi tuyến tính của độ dốc. Cuối cùng, sẽ có sự khác biệt giữa đặc tính di chuyển lý tưởng và đặc tính thực tế của máy. 2. Nguyên nhân gây ra sự sai lệch của cân đa đầu là do thao tác thực tế, bao gồm việc đặt đầu dò không chính xác, lớp cách điện không đúng giữa đầu dò và vị trí đo chính xác, độ sạch của khí hoặc các chất khí khác. Quy trình không chính xác, đặt bộ truyền tín hiệu thông minh không đúng vị trí, v.v. Có nhiều nguyên nhân gây ra sự sai lệch do thao tác thực tế không chính xác.

3. Nguyên nhân gây ra sự sai lệch về hiệu suất động: Cảm biến áp dụng tiêu chuẩn dữ liệu tĩnh sẽ có độ giảm chấn rung mạnh, do đó phản ứng với sự thay đổi của các thông số chính tương đối chậm, thậm chí mất vài giây để phản ứng với sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ. Một số máy cân có tính năng trễ thời gian là nguyên nhân gây ra sự sai lệch về động lực khi phản ứng với những thay đổi nhanh chóng. Tốc độ phản hồi, sự sụt giảm biên độ và sự sụt giảm độ lệch pha đều là những nguyên nhân gây ra sự sai lệch về động lực.

4. Nguyên nhân gây ra sai lệch khi lắp đặt là do khi cảm biến được tích hợp vào phần mềm hệ thống, các thông số chính của phép đo chính xác bị thay đổi và gây ra sai lệch. Việc ứng dụng hệ thống vào bộ phát thông minh quá lớn, đặc tính động của phần mềm hệ thống quá chậm, và hiện tượng tự gia nhiệt trong phần mềm hệ thống tiêu tốn quá nhiều năng lượng, v.v., tất cả đều dẫn đến sai lệch khi lắp đặt. 5. Nguyên nhân gây ra sai lệch trong môi trường tự nhiên Ứng dụng của cân đa đầu cũng bị ảnh hưởng bởi các tác động từ môi trường như nhiệt độ, rung lắc, độ cao, sự bay hơi của các hợp chất, v.v. Những yếu tố này rất dễ gây ra sai lệch trong môi trường tự nhiên.

Cân đa đầu lực căng điện trở là một trong những loại cân đa đầu được sử dụng rộng rãi nhất. Độ bền, độ tin cậy và độ chính xác của nó là không cần bàn cãi. Tuy nhiên, vẫn có một số bất tiện, vậy cần lưu ý điều gì khi sử dụng cân đa đầu? 1. Cần chú ý đến việc sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao, khói, độ ẩm và lạnh, cũng như môi trường có tính ăn mòn cao và từ trường, vì những yếu tố này sẽ gây hư hỏng nghiêm trọng cho cân đa đầu. Do đó, cần chú ý sử dụng cân đa đầu trong môi trường tự nhiên, hoặc lựa chọn loại cân đa đầu phù hợp để sử dụng trong môi trường trong lành. 2. Tránh quá tải là điều rất quan trọng để ngăn ngừa hư hỏng cho cân đa đầu do quá tải, ngay cả khi cân đa đầu có khả năng chịu tải nhất định.

3. Mạch nguồn được kết nối với mạch nguồn cấp thông tin hiển thị hoặc đường dây truyền tải điện từ mạch nguồn phải là cáp xoắn đôi có vỏ bọc. Mạch nguồn đọc tín hiệu dữ liệu đầu ra của cảm biến không được kết nối với một số máy móc có thể ảnh hưởng đến thực phẩm có hàm lượng calo cao. 4. Tránh bụi bẩn bám vào cảm biến. Bụi bẩn bám vào cảm biến có thể ảnh hưởng đến hoạt động và độ chính xác của cảm biến. Bạn có thể đặt một số "tấm chắn" xung quanh cân đa đầu hoặc che cảm biến bằng một tấm kim loại mỏng.

5. Ứng dụng mạch vòng điều chỉnh điện Để ngăn ngừa tốt hơn dòng điện hàn hồ quang hoặc hư hỏng do sét đánh, cuộn cảm nên sử dụng dây lõi đồng có khớp nối (tiết diện khoảng 50mm2) để tạo mạch vòng điều chỉnh điện cho thiết bị, và để ngăn ngừa sự truyền nhiệt rõ rệt. 6. Lắp đặt thước đo độ nghiêng Để đảm bảo độ chính xác của cân điện tử tốt hơn, cần điều chỉnh độ nghiêng bằng thước đo độ nghiêng để giải quyết vấn đề bố trí mặt bằng lắp đặt của đế cảm biến đơn. Để đảm bảo tải trọng chịu được của mỗi cảm biến về cơ bản là như nhau, bề mặt lắp đặt của đế lắp đặt nhiều cảm biến có thể được điều chỉnh sao cho càng bằng phẳng càng tốt.

7. Vận hành và sử dụng cân đa đầu cẩn thận. Tránh mọi va đập, rơi rớt, v.v., phải thao tác cẩn thận. Ngoài ra, đế lắp đặt cảm biến phải bằng phẳng và sạch sẽ, có đủ độ bền nén và độ cứng, không có vết dầu mỡ, băng dính, v.v. 8. Để tránh một số lực tác động ngang, có thể lựa chọn các bộ phận cấu trúc có chức năng định vị chính xác tự động hoặc hiệu chuẩn như ổ bi, khớp nối và bộ siết định vị chính xác cho cảm biến.

9. Phích cắm điện và dây điều khiển nên được xoắn với nhau ở mức 50 vòng/phút/mét. Nếu cần tăng chiều dài dây nguồn cảm biến, nên sử dụng đầu nối cáp kín chuyên dụng. Nếu cáp truyền thông dài, nên cân nhắc chọn cáp có bộ khuếch đại lặp lại không dây để bù cho mạch cấp nguồn. 10. Cáp truyền thông của cảm biến nối đất bảo vệ không được bố trí song song với phích cắm điện hoặc dây điều khiển dòng điện yếu.

Tóm tắt: Tôi sẽ giới thiệu chi tiết về cân đa đầu. Tôi tin chắc rằng với sự phát triển của công nghệ, cân đa đầu có thể được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ những đặc điểm và ưu điểm của nó, mang lại sự tiện lợi cho cuộc sống hàng ngày của mọi người.

Tác giả: Smartweigh – Các nhà sản xuất máy cân đa đầu

Tác giả: Smartweigh – Bộ cân tuyến tính

Tác giả: Smartweigh – Máy cân tuyến tính và đóng gói

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói cân đa đầu

Tác giả: Smartweigh – Khay Denster

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói dạng vỏ sò

Tác giả: Smartweigh – Máy cân kết hợp

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói Doypack

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói túi sẵn

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói quay

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói thẳng đứng

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói VFFS