Nguyên lý hoạt động của máy cân đa đầu là gì?

Tác giả: Smartweigh – Máy cân đa đầu

Máy cân đa đầu là một thiết bị chuyển đổi năng lượng động học từ dạng này sang dạng khác. Cụ thể, máy cân đa đầu là một cảm biến lực chuyển đổi năng lượng cơ học (như lực đỡ, độ co ngót, áp suất làm việc hoặc mô-men xoắn) thành tín hiệu điện tử có thể đo lường chính xác. Độ bền nén của tín hiệu dữ liệu thay đổi theo độ bền nén của lực tác dụng.

Dựa trên tín hiệu dữ liệu đầu ra, có ba loại cân đa đầu cơ bản: thủy lực, khí nén và cảm biến biến dạng điện trở. Loại cân phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất công nghiệp là cân đa đầu có tích hợp cảm biến biến dạng. Cân đa đầu cảm biến biến dạng điện trở bao gồm một thân bằng vật liệu kim loại rắn (hoặc "bộ phận màu vàng đàn hồi") gắn cảm biến biến dạng điện trở.

Vỏ của thiết bị thường được làm bằng nhôm, thép carbon hoặc thép không gỉ, giúp nó rất chắc chắn nhưng cũng rất dẻo. Khi có tải trọng tác dụng lên cân, thiết bị cân đa đầu sẽ biến dạng nhẹ nhưng sẽ trở lại hình dạng ban đầu, trừ khi có vật nặng. Để phản ứng tốt hơn với sự thay đổi hình dạng, cảm biến biến dạng điện trở cũng thay đổi hình dạng của nó.

Điều này dẫn đến sự thay đổi điện trở của cảm biến biến dạng điện trở, từ đó có thể đo chính xác sự thay đổi điện áp hoạt động. Vì sự thay đổi điện trở đầu ra có mối quan hệ thuận với trọng lượng tịnh được giải phóng, nên trọng lượng tịnh của vật phẩm có thể được xác định từ sự thay đổi điện áp hoạt động. Máy cân đa đầu hoạt động như thế nào? Để trả lời câu hỏi "Máy cân đa đầu hoạt động như thế nào?", trước tiên bạn phải hiểu "Cảm biến biến dạng điện trở hoạt động như thế nào?". Cảm biến biến dạng điện trở là một thiết bị đo chính xác sự thay đổi của điện trở khi có lực tác dụng.

Một cảm biến biến dạng điện trở điển hình bao gồm một lưới dây kim loại rất mịn, được sắp xếp theo dạng lưới, khiến điện trở dây biến đổi khi lực biến dạng được giải phóng dọc theo một trục. Có nhiều loại cảm biến biến dạng điện trở để lựa chọn: Cảm biến biến dạng điện trở tuyến tính: Đường dây điện nối với mặt sau của cảm biến biến dạng điện trở song song với cạnh của cảm biến biến dạng điện trở. Loại này được sử dụng để đo chính xác biến dạng xuyên tâm và biến dạng uốn.

Cảm biến biến dạng điện trở khi cắt: Các dây dẫn điện nối với mặt sau của cảm biến biến dạng điện trở được bố trí ở cả hai phía của khung chịu lực theo hướng 45 độ. Điều này được sử dụng để đo chính xác biến dạng khi cắt. Cảm biến biến dạng điện trở thường được sử dụng kết hợp với nhiều cảm biến biến dạng điện trở khác để cải thiện độ chính xác.

Một cảm biến biến dạng điện trở khuếch đại công suất kỹ thuật số được gọi là cầu một phần tư, hai cảm biến biến dạng điện trở khuếch đại công suất kỹ thuật số được gọi là cầu một nửa, và bốn cảm biến biến dạng điện trở khuếch đại công suất kỹ thuật số được gọi là cầu toàn phần. Sự chuyển đổi điện trở của cảm biến biến dạng điện trở không giống như việc giữ chặt một viên pin sạc bằng lực đỡ. Khoảng cách căng làm cho cảm biến biến dạng điện trở mềm và giãn ra, nâng điện trở lên.

Lực siết làm giảm độ dày của cảm biến biến dạng điện trở và làm giảm điện trở. Cảm biến biến dạng điện trở được gắn vào phần đế mỏng (giá đỡ cố định), được gắn trực tiếp vào mô-đun cân, cho phép cảm biến biến dạng điện trở cảm nhận lực biến dạng của cân đa đầu. Độ lệch điện trở được đo chính xác bởi một cảm biến biến dạng điện trở đơn lẻ rất nhỏ, khoảng 0,12°.

Độ nhạy của mô-đun tải tăng lên theo số lượng cảm biến biến dạng được giải phóng. Một cách hay để biến sự thay đổi nhỏ này thành điều gì đó dễ hiểu hơn là kết nối chúng lại với nhau thành các cầu cân thông minh. Các loại cảm biến biến dạng điện trở: Các cảm biến biến dạng điện trở được bố trí theo các hướng khác nhau, và điều quan trọng nằm ở loại lực được đo chính xác.

Biến dạng uốn, biến dạng cắt, biến dạng xuyên tâm, mô-men xoắn và áp suất làm việc đều được đo chính xác bằng cách sử dụng một hệ thống cảm biến biến dạng điện trở được bố trí hợp lý đặc biệt. Mạch cầu cân thông minh được trang bị bốn điện trở cân bằng và sử dụng điện áp hoạt động kích thích đã biết, như hình dưới đây: R5 là điện áp hoạt động ổn định đã biết và VO được đo chính xác. Nếu tất cả các điện trở đều cân bằng, điều đó có nghĩa là R1/R2R3/R4 và khi đó VO bằng không.

Nếu có sự thay đổi trong một trong các giá trị điện trở, sẽ dẫn đến sự thay đổi trong VO, điều này có thể được đo lường và biểu diễn chính xác bằng định luật Ohm. Định luật Ohm nhấn mạnh rằng lượng dòng điện (I, tính bằng ampe) chạy qua một dây dẫn điện giữa hai điểm tỷ lệ thuận với điện áp hoạt động (V) giữa hai điểm đó. Điện trở (R, được đo chính xác bằng ôm) được đưa ra như một định nghĩa biến số trong mối quan hệ này và không liên quan gì đến dòng điện.

Định luật Ohm được biểu thị bằng công thức I=V/R. Khi áp dụng cho 4 dải giấy của mạch điện cầu cân thông minh, các phương trình thu được là: Trong cân đa đầu, điện trở này được thay thế bằng cảm biến biến dạng điện trở để thay thế lực đỡ và đo chính xác độ co ngót. Khi lực tác động lên pin sạc được cân, các điện trở trong mỗi cảm biến biến dạng điện trở sẽ thay đổi và VO được đo chính xác.

Từ các thông tin dữ liệu thu được, VO có thể dễ dàng được xác định bằng cách sử dụng hệ phương trình trên.

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