Trong công nghiệp thì việc đo lường và giám sát khối lượng của vật thể thực sự rất quan trọng. Chúng giúp cho chúng ta có thể biết được mức trọng lượng của một vật đang là bao nhiêu. Việc này chúng ta cần sử dụng đến các loại cảm biến lực cân dạng loadcell và bộ đọc đầu cân loadcell để có thể vừa đo lường và hiển thị lên cho chúng ta quan sát. Bên cạnh đó thì chúng ta còn có thể khống chế được khối lượng theo nhu cầu.
Nếu các bạn đang có nhu cầu tìm hiểu và chọn mua cho mình bộ đọc tín hiệu từ các cảm biến lực loadcell bên trên thì có thể tham khảo bài viết này nhé. Mình sẽ giới thiệu đến các bạn một vài dòng hiển thị có khả năng đọc hầu hết các loại loadcell hiện nay. các thiết bị này đều được bên mình nhập khẩu trực tiếp từ các hãng nổi tiếng của Châu Âu.
Danh mục
Cảm biến lực loadcell là gì ?
Cảm biến lực loadcell hay còn gọi với các tên khác là đầu cân loadcell, cảm biến khối lượng loadcell, cân điện tử loadcell. Đây là một thiết bị có nhiệm vụ chuyển đổi khối lượng của một vật sang dạng tín hiệu điện cụ thể là mV/V. Khái niệm“strain gage” cấu trúc có thể biến dạng đàn hồi khi chịu tác động của lực. Tạo ra một tín hiệu điện tỷ lệ với sự biến dạng này.
Loadcell thường được sử dụng để cảm ứng các lực lớn.Tĩnh hay các lực biến thiên chậm. Một số trường hợp loadcell được thiết kế để đo lực tác động mạnh phụ thuộc vào thiết kế của Loadcell.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loadcell:
Loadcell được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là “Strain gage” và thành phần còn lại là “Load“.
- Strain gage là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay. Có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, được dán chết lên “Load”
- Load – một thanh kim loại chịu tải có tính đàn hồì
Hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở cân bằng Wheatstone. Giá trị lực tác dụng tỉ lệ với sự thay đổi điện trở cảm ứng trong cầu điện trở, và do đó trả về tín hiệu điện áp tỉ lệ.
Thông số kĩ thuật cơ bản của loadcell:
– Độ chính xác: cho biết phần trăm chính xác trong phép đo. Độ chính xác phụ thuộc tính chất phi tuyến tính, độ trễ, độ lặp.
– Công suất định mức: giá trị khối lượng lớn nhất mà Loadcell có thể đo được.
– Dải bù nhiệt độ: là khoảng nhiệt độ mà đầu ra Loadcell được bù vào, nếu nằm ngoài khoảng này, đầu ra không được đảm bảo thực hiện theo đúng chi tiết kĩ thuật được đưa ra.
Đánh giá theo thang đo:
– Cấp bảo vệ: được đánh giá theo thang đo IP, (ví dụ: IP65: chống được độ ẩm và bụi).
– Điện áp: giá trị điện áp làm việc của Loadcell (thông thường đưa ra giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất 5 – 15 V).
– Độ trễ:hiện tượng trễ khi hiển thị kết quả dẫn tới sai số trong kết quả. Thường được đưa ra dưới dạng % của tải trọng.
– Trở kháng đầu vào: trở kháng được xác định thông qua S- và S+ khi Loadcell chưa kết nối vào hệ thống hoặc ở chế độ không tải.
Giá trị cách điện giữa lớp vỏ kim loại:
– Điện trở cách điện: thông thường đo tại dòng DC 50V. Giá trị cách điện giữa lớp vỏ kim loại của Loadcell và thiết bị kết nối dòng điện.
– Phá hủy cơ học: giá trị tải trọng mà Loadcell có thể bị phá vỡ hoặc biến dạng.
– Hệ số tác động của nhiệt độ: Đại lượng được đo ở chế độ có tải, là sự thay đổi công suất của Load cell dưới sự thay đổi nhiệt độ, (ví dụ: 0.01%/10°C nghĩa là nếu nhiệt dộ tăng thêm 10°C thì công suất đầy tải của Loadcell tăng thêm 0.01%).
– Giá trị ra: kết quả đo được (đơn vị: mV).
– Trở kháng đầu ra: cho dưới dạng trở kháng được đo giữa Ex+ và EX- trong điều kiện load cell chưa kết nối hoặc hoạt động ở chế độ không tải.
– Quá tải an toàn: là công suất mà Loadcell có thể vượt quá (ví dụ: 125% công suất).
– Hệ số tác động của nhiệt độ tại điểm 0: giống như trên nhưng đo ở chế độ không tải.
Bộ đọc đầu cân loadcell là gì ?
Hầu hết các tín hiệu loadcell hiện nay là dạng mV/V nên chúng ta không thể nào đưa về PL điều khiển để đọc trực tiếp được. Chúng ta cần sử dụng đến các thiết bị chuyên dụng như bộ đọc đầu cân loadcell để thực hiện chức năng đo lường này.
Bộ đọc đầu cân loadcell hay còn gọi với nhiều tên gọi khác là bộ hiển thị loadcell, bộ đọc lực loadcell, bộ hiển thị và điều khiển loadcell. Đây là một thiết bị chuyên dùng để đọc các tín hiệu đầu ra của hầu hết các dòng cảm biến lực loadcell hiện nay.
Chúng có thể sử dụng trong việc hiển thị và điều khiển ngưỡng tác động của khối lượng tùy vào nhu cầu của từng vị trí và ứng dụng. Bên cạnh đó thì bộ hiển thị này sẽ thường được tích hợp thêm các tín hiệu chuyển tiếp và chuyển đổi đầu ra để chúng ta có thể kết nối với các PLC điều khiển một cách dễ dàng.
Bộ hiển thị đầu cân loadcell OM402LC:
Mình xin giới thiệu đến các bạn bộ hiển thị đầu cân loadcell có mode là OM402LC được nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc – châu Âu. Dòng này có thể đọc được hầu hết các loại loadcell trên thị trường hiện nay như dạng 4 dây và 6 dây. Có thể đọc được loadcell dạng kéo và dạng nén và có thể đọc được tối đa 4 loadcell cho một trạm cân.
Bộ đọc đầu cân loadcell OM402LC có các thang đo tín hiệu là 1..4mV/V, 2..8mV/V và 4..16mV/V giúp chúng ta có thể dễ dàng cài đặt độ nhậy theo từng loadcell cụ thể. Hầu hết các loadcell trên thị trường hiện nay sẽ thường có độ nhậy tín hiệu ngõ ra là 1 hoặc 2mV/V.
Bộ này còn có thể điều khiển giá trị cân theo ngưỡng cài đặt trước đó tùy vào nhu cầu khống chế khối lượng của chúng ta. Chúng còn có thể hiển thị giá trị đo đạc theo dạng g, kg, Tấn theo từng nhu cầu cụ thể. Các bạn tham khảo một vài thông số bên dưới nhé.
Thông số kỹ thuật của bộ đọc đầu cân loadcell OM402LC:
– Model: thiết bị có mã là OM402LC
– Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa Séc Châu Âu
– Nguồn cấp: sử dụng cho nguồn 10..30VAC/DC và 80..250VAC/DC
– Thang đo: có thể đọc loadcell có ngõ ra từ 1..4mV/V, 2..8mV/V và 4..16mV/V.
– Tín hiệu ngõ ra: có thể tùy chọn giữa các dạng như:
Tín hiệu analog: 4-20mA, 0-20mA, 0-5V, 0-10V
Tín hiệu truyền thông modbus RS485
Tín hiệu tiếp điểm relay: có thể tùy chọn lên đến 4 relay on/off
– Loại loadcell có thể đọc: dạng kéo hoặc nén, dạng 4 dây hoặc 6 dây
– Khả năng hiển thị: có thể hiển thị thông qua 6 LED và có thể cài đặt đơn vị theo khối lượng như g, kg, T hay %
– Nhiệt độ làm việc: vào khoảng -20..60°C
– Nhiệt độ lưu kho vào khoảng -20..80°C
– Thiết bị có mức sai số là +-0,1% trên toàn dãy đo
– Khả năng cài đặt: chúng ta có thể cài đặt trực tiếp thông qua 5 phím bấm vật lý
– Thiết bị đạt các tiêu chuẩn an toàn như: EN 61010-1, A2; EN 61326-1 và IEC 980: 1993, par. 6
– Kích thước tổng thể vào khoảng: 96 x 48 x 120 mm
– Vật liệu cấu thành: Noryl GFN2 SE1, incombustible UL 94 V-I
– Hệ số cách ly tín hiệu là 4000VAC giúp chống nhiễu tín hiệu ngõ ra khỏi các tác nhân gây nhiễu như motor, biến tần, động cơ điện, động cơ kéo băng tải hay động cơ cánh khuấy,…
– Có khả năng hiệu chuẩn giá trị đo theo hằng số
– Tiêu chuẩn bảo vệ đạt IP64 nên thích hợp gắn trong các tủ điện
– Thời gian bảo hành lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà sản xuất và được hỗ trợ kỹ thuật trong suốt quá trình làm việc.
Hướng dẫn đấu dây tín hiệu cho bộ đọc đầu cân loadcell OM402LC:
Để có thể đấu dây cho bộ hiển thị OM402LC này được chính xác thì chúng ta cần quan sát sơ đồ đấu nối bên dưới kèm theo các chú thích của mình như sau.
Nguồn cấp 10..30VAC/DC và 80..250VAC/DC chúng ta đấu vào chân số 1+ và 2-
- Về tín hiệu ngõ vào (Input):
Nếu sử dụng loadcell 4 dây thì ta sẽ đấu như sau:
2 chân sense ta sẽ đấu cầu từ F qua G và từ B qua C
2 chân tín hiệu đấu vào chân E+ và D-
2 chân nguồn ta đấu vào chân G+ và B-
Nếu sử dụng loadcell 6 dây thì ta sẽ đấu như sau:
2 chân tín hiệu đấu vào chân E+ và D-
2 chân nguồn ta đấu vào chân G+ và B-
2 chân sense ta đấu vào chân F và C
- Về tín hiệu ngõ ra (Output):
Nếu sử dụng ngõ ra dạng 4-20mA, 0-20mA thì ta đấu vào chân số II+ và III-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng 0-5V, 0-10V thì ta đấu vào chân số I+ và III-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng truyền thông modbus RS485 thì ta đấu vào chân số V+ và VI-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng tiếp điểm relay đóng ngắt thì ta đấu vào chân số 45 và 67 để nối tiếp vào các mạch kéo các tải như đèn, còi, quạt, đèn báo hay motor chẳng hạn
Bộ đọc đầu cân loadcell OM502T:
Mình xin giới thiệu đến các bạn dòng màn hình hiển thị loadcell khác cũng đến từ thương hiệu Orbit Merret – Cộng Hòa Séc – Châu Âu. Dòng này sẽ có độ nhậy và độ chính xác cao hơn dòng bên trên mình vừa giới thiệu cùng với nhiều chức năng hỗ trợ khác. Chúng cũng có thể đọc được các dạng loadcell 4 dây và 6 dây phổ biến hiện nay trên thị trường. Có khả năng hiển thị đơn vị đo thông qua 2 LED cuối để hiển thị theo g, kg, T, %
Bên cạnh đó thì chúng còn có nhiều chức năng khác như hiệu chuẩn giá trị đo theo hằng số cố định. Có khả năng chuyển đổi tín hiệu loadcell sang các dạng như 4-20mA, 0-20mV, 0-5V, 0-10V,…các dạng tiếp điểm đóng ngắt relay on/off hay truyền thông modbus RS485. Các bạn tham khảo một vài thông số kỹ thuật bên dưới nhé.
Thông số kỹ thuật của bộ đọc đầu cân loadcell OM502T:
– Model: thiết bị có mã là OM502T
– Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa séc Châu Âu
– Nguồn cấp: sử dụng cho nguồn 10..30VAC/DC và 80..250VAC/DC
– Thang đo: có thể đọc loadcell có ngõ ra từ 1..4mV/V, 2..8mV/V và 4..16mV/V.
– Tín hiệu ngõ ra: có thể tùy chọn giữa các dạng như:
Tín hiệu analog: 4-20mA, 0-20mA, 0-5V, 0-10V
Tín hiệu truyền thông modbus RS485
Tín hiệu tiếp điểm relay: có thể tùy chọn lên đến 4 relay on/off
– Loại loadcell có thể đọc: dạng kéo hoặc nén, dạng 4 dây hoặc 6 dây
– Có khả năng hiệu chuẩn giá trị đo theo hằng số
– Nhiệt độ lưu kho vào khoảng -20..85°C
– Hệ số cách ly tín hiệu là 4000VAC giúp chống nhiễu tín hiệu ngõ ra khỏi các tác nhân gây nhiễu như motor, biến tần, động cơ điện, động cơ kéo băng tải hay động cơ cánh khuấy,…
– Thiết bị đạt các tiêu chuẩn an toàn như: EN 61010-1, A2; EN 61326-1 và IEC 980: 1993, par. 6
– Kích thước tổng thể vào khoảng: 96 x 48 x 120 mm
– Vật liệu cấu thành: Noryl GFN2 SE1, incombustible UL 94 V-I
– Tiêu chuẩn bảo vệ đạt IP64 nên thích hợp gắn trong các tủ điện
– Thiết bị có mức sai số là +-0,05% trên toàn dãy đo
– Khả năng cài đặt: chúng ta có thể cài đặt trực tiếp thông qua 5 phím bấm vật lý
– Khả năng hiển thị: có thể hiển thị thông qua 6 LED và có thể cài đặt đơn vị theo khối lượng như g, kg, T hay %
– Nhiệt độ làm việc: vào khoảng -20..60°C
– Thời gian bảo hành lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà sản xuất và được hỗ trợ kỹ thuật trong suốt quá trình làm việc.
Hướng dẫn đấu dây tín hiệu cho bộ đọc đầu cân loadcell OM502T:
Để có thể đấu dây cho bộ hiển thị OM502T này được chính xác thì chúng ta cần quan sát sơ đồ đấu nối bên dưới kèm theo các chú thích của mình như sau. Cách thức đấu dây sẽ hoàn toàn tương tự như bộ hiển thị loadcell OM402LC các bạn nhé.
Nguồn cấp 10..30VAC/DC và 80..250VAC/DC chúng ta đấu vào chân số 1+ và 2-
- Về tín hiệu ngõ vào (Input):
Nếu sử dụng loadcell 4 dây thì ta sẽ đấu như sau:
2 chân sense ta sẽ đấu cầu từ F qua G và từ B qua C
2 chân tín hiệu đấu vào chân E+ và D-
2 chân nguồn ta đấu vào chân G+ và B-
Nếu sử dụng loadcell 6 dây thì ta sẽ đấu như sau:
2 chân tín hiệu đấu vào chân E+ và D-
2 chân nguồn ta đấu vào chân G+ và B-
2 chân sense ta đấu vào chân F và C
- Về tín hiệu ngõ ra (Output):
Nếu sử dụng ngõ ra dạng 4-20mA, 0-20mA thì ta đấu vào chân số II+ và III-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng 0-5V, 0-10V thì ta đấu vào chân số I+ và III-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng truyền thông modbus RS485 thì ta đấu vào chân số V+ và VI-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng tiếp điểm relay đóng ngắt thì ta đấu vào chân số 45 và 67 để nối tiếp vào các mạch kéo các tải như đèn, còi, quạt, đèn báo hay motor chẳng hạn
Bộ chuyển đổi tín hiệu loadcell sang 4-20mA/ 0-10V:
Nếu các bạn không có nhu cầu hiển thị giá trị cân mà chỉ cần chuyển đổi tín hiệu của đầu cân loadcell sang các dạng analog thôi. Lúc này chúng ta sẽ chuyển sang sử dụng model OMX380iT để tiết kiệm chi phí hơn mà vẫn đáp ứng được tính năng. Đây cũng là một sản phẩm đến từ thương hiệu Orbit Merret – Cộng Hòa Séc – Châu Âu được dùng cho mục đích chuyển đổi.
Dòng này có khả năng chuyển đổi tín hiệu từ các cảm biến lực loadcell sang các dạng analog như 4-20mA, 0-20mA, 0-5V, 0-10V,…Có thể điều khiển đóng ngắt theo ngưỡng cài đặt trước đó và chuyển đổi thành các dạng truyền thông modbus RS485 một cách dễ dàng. Các bạn tham khảo một vài thông số bên dưới nhé.
Bộ chuyển đổi tín hiệu cân Loadcell OMx380iT:
– Model: bộ hiển thị cân loadcell có mã là OMX380iT
– Xuất xứ: nhập khẩu từ hãng Orbit Merret – Cộng Hòa séc Châu Âu
– Nguồn cấp: sử dụng cho nguồn 10..30VAC/DC
– Thang đo: có thể đọc loadcell có ngõ ra từ 1…2 mV/V, 2…4 mV/V, 4…8 mV/V, 8…16 mV/V
– Tín hiệu ngõ ra: có thể tùy chọn giữa các dạng như:
Tín hiệu analog: 4-20mA, 0-20mA, 0-5V, 0-10V
Tín hiệu truyền thông modbus RS485
Tín hiệu tiếp điểm relay: có thể tùy chọn lên đến 2 relay on/off
– Loại loadcell có thể đọc: dạng kéo hoặc nén, dạng 4 dây hoặc 6 dây
– Có khả năng hiệu chuẩn giá trị đo theo hằng số
– Tiêu chuẩn bảo vệ đạt IP20 nên chỉ thích hợp gắn trong các tủ điện
– Hệ số cách ly tín hiệu là 2500VAC giúp chống nhiễu tín hiệu ngõ ra khỏi các tác nhân gây nhiễu như motor, biến tần, động cơ điện, động cơ kéo băng tải hay động cơ cánh khuấy,…
– Thiết bị đạt các tiêu chuẩn an toàn như: EN 61010-1, A2; EN 61326-1, Industrial area; IEC/IEEE 60980-344 Edition 1.0, 2020, par. 6, 9; EN 60068-2-6 ed. 2:2008
– Kích thước tổng thể vào khoảng: 25 x 79 x 90.5 mm (w x h x d)
– Thiết bị có mức sai số là +-0,02% trên toàn dãy đo
– Khả năng cài đặt: chúng ta có thể cài đặt thông qua app của hãng cung cấp
– Khả năng hiển thị: có thể hiển thị thông qua 6 LED và có thể cài đặt đơn vị theo khối lượng như g, kg, T hay %
– Nhiệt độ làm việc: vào khoảng -20..60°C
– Nhiệt độ lưu kho vào khoảng -20..85°C
– Vật liệu cấu thành: PA66, incombustible UL 94 V-0, blue
– Thời gian bảo hành lên đến 12 tháng 1 đổi 1 nếu phát sinh lỗi từ nhà sản xuất và được hỗ trợ kỹ thuật trong suốt quá trình làm việc.
Hướng dẫn đấu dây tín hiệu bộ chuyển tín hiệu loadcell:
Để có thể đấu dây cho bộ hiển thị OMX380iT này được chính xác thì chúng ta cần quan sát sơ đồ đấu nối bên dưới kèm theo các chú thích của mình như sau.
Nguồn cấp 10..30VAC/DC chúng ta đấu vào chân số 1+ và 2-
- Về tín hiệu ngõ vào (Input):
Nếu sử dụng loadcell 4 dây thì ta sẽ đấu như sau:
2 chân tín hiệu đấu vào chân 5+ và 6-
2 chân nguồn ta đấu vào chân 3+ và 8-
2 chân sense ta sẽ đấu cầu từ 7 qua 8 và từ 3 qua 4
Nếu sử dụng loadcell 6 dây thì ta sẽ đấu như sau:
2 chân tín hiệu đấu vào chân 5+ và 6-
2 chân nguồn ta đấu vào chân 3+ và 8-
2 chân sense ta đấu vào chân 4+ và 7-
- Về tín hiệu ngõ ra (Output):
Nếu sử dụng ngõ ra dạng 4-20mA, 0-20mA thì ta đấu vào chân số 2+ và 1-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng 0-5V, 0-10V thì ta đấu vào chân số 3+ và 1-
Nếu sử dụng ngõ ra dạng truyền thông modbus RS485 thì ta đấu vào chân số 3+ và 2-
Ngoài cung cấp Bộ hiển thị cân loadcell thì bên mình còn cung cấp các thiết bị chuyên về đo lường và chuyển đổi tín hiệu thông dụng khác. Điển hình là:
– Các bộ chuyển tín hiệu Công nghiệp…
Để được tư vấn sử dụng thiết bị, các bạn hãy liên hệ với mình theo thông tin sau.