ความลับของโหลดเซลล์ ? ปลดล็อกพลังของการวัดที่แม่นยำ !!!

โหลดเซลล์ Load Cell คือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงแรงหรือน้ำหนักที่กระทำต่อตัวโหลดเซลล์ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำสัญญาณไฟฟ้านี้ไปใช้กับจอแสดงผล (Display) เพื่อแสดงค่าเป็นน้ำหนักหรือแรงที่กระทำได้อย่างชัดเจน โหลดเซลล์ถูกสร้างจากตัวตรวจจับแรง (Strain Gauge) ที่จัดเรียงเป็นวงจรในรูปแบบของวงจรวีทสโตนบริดจ์ (Wheatstone Bridge) ทำให้สามารถแปลงค่าแรงกดหรือแรงดึงให้กลายเป็นสัญญาณไฟฟ้า Load Cell มีบทบาทสำคัญในการอุตสาหกรรมต่างๆ ช่วยให้กระบวนการผลิตมีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การเลือกใช้ Load Cell ที่เหมาะสมจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ตรงตามความต้องการและเพิ่มขีดความสามารถในการแข่งขันของธุรกิจ

โหลดเซลล์ยังสามารถนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น

เครื่องชั่งตวงสำหรับการวัดแรงกด (Compression)
การทดสอบวัสดุในการวัดแรงดึง (Tensile)
การทดสอบความแข็งแรงของชิ้นงาน
การทดสอบการเข้ารูปของชิ้นงาน (Press Fit)

นอกจากนี้ยังมีการใช้งานในอุตสาหกรรมวัสดุ โลหะ ชิ้นส่วนยานยนต์ วิศวกรรมโยธา และงานทดสอบวัสดุต่างๆ เช่น คอนกรีต ไม้ เป็นต้น ซึ่งถือว่ามีความจำเป็นอย่างมากในงานด้านอุตสาหกรรม

ประเภทและหลักการทำงานของโหลดเซลล์เจาะลึก 3 ประเภทหลัก

โหลดเซลล์ (Load Cell) เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในการวัดแรงหรือน้ำหนัก โดยแปลงแรงที่กระทำให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถนำไปประมวลผลได้ ในบทความนี้เราจะมาเจาะลึก 3 ประเภทหลักของโหลดเซลล์ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่

1. โหลดเซลล์แบบสเตรนเกจ (Strain Gauge Load Cell)

หลักการทำงาน : เมื่อมีแรงกระทำต่อโหลดเซลล์ โครงสร้างภายในจะเกิดการเปลี่ยนแปลง (เช่น ยืดออก หดตัว) ซึ่งทำให้ Strain Gauge ที่ติดอยู่บนโครงสร้างเกิดการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานการเปลี่ยนแปลงของค่าความต้านทานนี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งสัญญาณไฟฟ้าที่ได้จะแปรผันตรงกับขนาดของแรงที่กระทำ

ข้อดี :มีความแม่นยำสูง มีขนาดและรูปร่างหลากหลาย ราคาไม่แพง

ข้อเสีย : อาจได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ต้องมีการสอบเทียบเป็นระยะ

การใช้งาน : นิยมใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป เช่น การชั่งน้ำหนัก, การควบคุมกระบวนการผลิต

2. โหลดเซลล์แบบไฮดรอลิก (Hydraulic Load Cell)

หลักการทำงาน : เมื่อมีแรงมากระทำต่อโหลดเซลล์ แรงนี้จะถูกถ่ายทอดไปยังของเหลวภายในโหลดเซลล์ ทำให้เกิดแรงดันขึ้น แรงดันที่เกิดขึ้นจะถูกวัดโดย Pressure Transducer และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

ข้อดี : ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสามารถวัดแรงได้สูง

ข้อเสีย : มีขนาดใหญ่และซับซ้อนราคาสูง

การใช้งาน : นิยมใช้ในงานที่ต้องการความทนทานสูง เช่น การชั่งน้ำหนักรถบรรทุก, การวัดแรงดันในระบบไฮดรอลิก

3. โหลดเซลล์แบบนิวเมตริก (Pneumatic Load Cell)

หลักการทำงาน :เมื่อมีแรงมากระทำต่อโหลดเซลล์ แรงนี้จะถูกถ่ายทอดไปยังอากาศภายในโหลดเซลล์ ทำให้เกิดแรงดันขึ้นแรงดันที่เกิดขึ้นจะถูกวัดโดย Pressure Transducer และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

ข้อดี : ปลอดภัยในการใช้งานไม่มีความเสี่ยงจากการรั่วซึมของของเหลว

ข้อเสีย : ความแม่นยำอาจต่ำกว่าชนิดอื่นอ่อนไหวต่ออุณหภูมิและความชื้น

การใช้งาน : นิยมใช้ในงานที่ต้องการความปลอดภัยสูง เช่น การชั่งน้ำหนักในโรงงานผลิตอาหาร

ในปัจจุบัน ทางอุตสาหกรรมนิยมใช้โหลดเซลล์แบบสเตรนเกจมากกว่าแบบไฮดรอลิกและนิวเมตริก เนื่องจากรองรับการทำงานได้ดีกว่า โหลดเซลล์แบบสเตรนเกจเป็นประเภทที่พบเห็นได้บ่อยที่สุด เนื่องจากมีโครงสร้างเรียบง่าย ราคาไม่แพง และมีความแม่นยำสูง โหลดเซลล์ประเภทนี้ทำงานโดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงของค่าความต้านทานไฟฟ้าของ Strain Gauge เมื่อมีแรงมากระทำ โดยมีหลายรูปแบบให้เลือกใช้งาน ดังนี้

โหลดเซลล์แบบสเตรนเกจโหลดเซลลมีกี่แบบ load cell หลักการทํางานอย่างไร ?

หลักการทำงานพื้นฐานของโหลดเซลล์ คือ เมื่อมีแรงมากระทำต่อโหลดเซลล์ โครงสร้างภายในของโหลดเซลล์จะเกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น การยืดออก การหดตัว หรือการโก่งตัว ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้จะทำให้ค่าความต้านทานของ Strain Gauge ที่ติดตั้งอยู่ภายในโหลดเซลล์เปลี่ยนแปลงไป และเมื่อค่าความต้านทานเปลี่ยนแปลงไป ก็จะทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าออกมา

load cell แบ่งการใช้งาน 2 แบบ มาดูการทำงานดังต่อไปนี้

1.โหลดเซลล์แบบ Shear Beam เป็น Load cell ที่ใช้งานโดยยึดปลายด้านหนึ่งเข้ากับฐานและนำถังวางลงบนปลายอีกด้านหนึ่ง เพื่อวัดแรงกด ซึ่งจะใช้ 4 ตัวต่อ 1 ถัง นิยมใช้มากในการชั่งน้ำหนักในถัง เช่น การชั่งน้ำหนักหินหรือทรายในถังก่อนปล่อยลงไปผสมกับซิเมนต์ และน้ำในแพลนคอนกรีตผสมเสร็จ มีขนาดตั้งแต่ 250 กิโลกรัม ถึง 10 ตัน Single End Shear Beam Load Cell เป็น Load Cell ที่ได้รับความนิยมอย่างมากในงานอุตสาหกรรมต่างๆ เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ติดตั้งง่าย และมีความทนทานสูง เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ Load Cell ควรพิจารณาถึงปัจจัยต่างๆ เช่น ช่วงการวัด ความแม่นยำ และสภาพแวดล้อมในการใช้งาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและเหมาะสมกับงาน

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ Shear Beam

โครงสร้าง: มีรูปร่างคล้ายคาน (Beam) ที่ยึดปลายด้านหนึ่งเข้ากับฐาน เมื่อมีแรงกดลงมาที่ปลายอีกด้านหนึ่ง คานจะเกิดการโก่งตัว (Deflection)
Strain Gauge: ภายในคานจะมี Strain Gauge ติดตั้งอยู่หลายจุด เมื่อคานเกิดการโก่งตัว Strain Gauge เหล่านี้จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียด (Strain) และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
วงจรอิเล็กทรอนิกส์: สัญญาณไฟฟ้าที่ได้จาก Strain Gauge จะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อขยายสัญญาณและแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นน้ำหนัก

ข้อดีของ Single End Shear Beam Load Cell

โครงสร้างเรียบง่าย: ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการผลิตค่อนข้างต่ำ
ความแข็งแรงทนทาน: สามารถรับน้ำหนักได้มาก
ติดตั้งง่าย: เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย
ความแม่นยำ: เมื่อเทียบกับขนาดและราคาแล้ว ถือว่ามีความแม่นยำค่อนข้างสูง
เหมาะสำหรับงานหนัก: สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างหนักได้

2.โหลดเซลล์แบบ Double End Shear Beam เป็นการพัฒนาต่อยอดมาจาก Single End Shear Beam โดยนำเอาหลักการทำงานเดียวกันมาประยุกต์ใช้ แต่มีการปรับปรุงโครงสร้างให้มีความซับซ้อนมากขึ้นทำให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นหลดเซลล์แบบ Double End Shear Beam 2 ตัวมากรวมกัน ซึ่งจะทำ ให้มีจำนวน Strain Gauge มากขึ้น ทำ ให้ได้ความละเอียดมากขึ้น การติดตั้งโดยยึด ปลายทั้งสองข้างด้วยสกรูติดกับฐาน และนำ ถังมาวางตรงกลางโดยมีลูกบอลและเบ้ายึดกับถัง และ Load Cell เพื่อให้ถังสามารถขยับได้แต่ไม่หลุดหล่นไป นิยมใช้ในงานชั่งที่มีนำ ้หนักมาก ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะใช้ชั่งถัง หรือไซโลที่มีขนาดใหญ่ จะติดตั้งไว้ที่ขาของถังหรือไซโล มีขนาดตั้งแต่ 10 ตัน ถึง 50 ตัน เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและสามารถรับน้ำหนักได้มาก เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องการความเชื่อถือได้สูง อย่างไรก็ตาม ราคาของ Double End Shear Beam Load Cell จะสูงกว่า Single End Shear Beam Load Cell

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ Double End Shear Beam

โครงสร้าง: ประกอบด้วย Shear Beam สองส่วนที่เชื่อมต่อกัน โดยมี Strain Gauge ติดตั้งอยู่ทั้งสองส่วน
การทำงาน: เมื่อมีแรงกดลงบน Load Cell Shear Beam ทั้งสองส่วนจะเกิดการโก่งตัว ทำให้ Strain Gauge ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียด และส่งสัญญาณไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นน้ำหนัก

ข้อดีของ Double End Shear Beam Load Cell

ความละเอียดสูง: เนื่องจากมี Strain Gauge จำนวนมาก ทำให้ได้ค่าที่ละเอียดและแม่นยำกว่า Single End Shear Beam
ความเสถียรสูง: โครงสร้างที่แข็งแรง ทำให้มีความเสถียรในการทำงาน
เหมาะสำหรับงานหนัก: สามารถรับน้ำหนักได้มาก และมีความแม่นยำสูงแม้ในสภาวะที่มีการสั่นสะเทือน
การติดตั้ง: สามารถติดตั้งได้ทั้งแบบวางบนฐาน หรือแขวนจากโครงสร้าง

3.โหลดเซลล์แบบ Single Point หรือ โหลดเซลล์จุดเดียว เป็นอีกหนึ่งประเภทของโหลดเซลล์ที่ได้รับความนิยมอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานชั่งน้ำหนักที่มีขนาดเล็กและต้องการความคล่องตัวสูงโหลดเซลล์แบบ Single Point เนื่องจากเป็น Load cell ที่ออกแบบมาเพื่อให้ใช้กับ Platform ขนาดเล็ก สำหรับงานชั่งทน้ำหนัก น้อยกว่า 1 ตัน โดยใช้ Load cell เพียงตัวเดียว โดยยึด Load cell เข้าที่จุดศูนย์กลางของ Platform มีขนาดน้ำหนัก ตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ถึง 800 กิโลกรัมโหลดเซลล์ Single Point เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับงานชั่งน้ำหนัก โดยมีข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่าย ติดตั้งง่าย และมีราคาประหยัด หากคุณกำลังมองหา Load Cell สำหรับงานชั่งน้ำหนักขนาดเล็ก โหลดเซลล์แบบ Single Point เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ Single Point

โครงสร้าง: โหลดเซลล์แบบ Single Point มักจะมีรูปทรงที่เรียบง่าย โดยมี Strain Gauge ติดตั้งอยู่ภายใน
การทำงาน: เมื่อมีวัตถุวางอยู่บน Platform ที่ติดตั้ง Load Cell Strain Gauge จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียดที่เกิดขึ้นจากน้ำ
หนักของวัตถุ และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
วงจรอิเล็กทรอนิกส์: สัญญาณไฟฟ้าที่ได้จาก Strain Gauge จะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อขยายสัญญาณและแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นน้ำหนัก

ข้อดีของโหลดเซลล์แบบ Single Point

โครงสร้างเรียบง่าย: ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการผลิตค่อนข้างต่ำ
ติดตั้งง่าย: เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย
ขนาดกะทัดรัด: เหมาะสำหรับงานที่ต้องการพื้นที่ติดตั้งจำกัด
ความแม่นยำ: เมื่อเทียบกับขนาดและราคาแล้ว ถือว่ามีความแม่นยำค่อนข้างสูง

4.โหลดเซลล์แบบ Bending Beam หรือ โหลดเซลล์แบบคานโค้ง เป็นอีกหนึ่งประเภทของโหลดเซลล์ที่ได้รับความนิยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักเบาถึงปานกลาง Load cell ที่ออกแบบมา โดยการแปลงแรงบิดที่กดที่ปลายด้านหนึ่งและอีกด้านยึดตึด กับฐานและมีโครงสร้างคล้ายสปริง ซึ่งจะให้สัญญาณได้ดีที่ขนาดแรงกดไม่มาก ตั้งแต่ 25 กิโลกรัม ถึง 500 กิโลกรัมป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับงานชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักเบาถึงปานกลาง โดยมีข้อดีคือโครงสร้างเรียบง่าย ติดตั้งง่าย และให้ความแม่นยำสูงในช่วงน้ำหนักที่กำหนด หากคุณกำลังมองหา Load Cell สำหรับงานชั่งน้ำหนักขนาดเล็ก โหลดเซลล์แบบ Bending Beam เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ Bending Beam

โครงสร้าง: มีรูปร่างคล้ายคาน (Beam) เมื่อมีแรงกดลงมาที่ปลายด้านหนึ่ง คานจะเกิดการโก่งตัว (Bending) คล้ายสปริง
Strain Gauge: ภายในคานจะมี Strain Gauge ติดตั้งอยู่หลายจุด เมื่อคานเกิดการโก่งตัว Strain Gauge เหล่านี้จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียด (Strain) และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
วงจรอิเล็กทรอนิกส์: สัญญาณไฟฟ้าที่ได้จาก Strain Gauge จะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อขยายสัญญาณและแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นน้ำหนัก

ข้อดีของโหลดเซลล์แบบ Bending Beam

โครงสร้างเรียบง่าย: ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการผลิตค่อนข้างต่ำ
ติดตั้งง่าย: เนื่องจากมีโครงสร้างที่เรียบง่าย
เหมาะสำหรับงานชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักเบาถึงปานกลาง: ให้ความแม่นยำสูงในช่วงน้ำหนักที่กำหนด
ความไวต่อแรงกด: ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักได้อย่างรวดเร็ว

5.โหลดเซลล์แบบ Pancake เป็นหนึ่งในประเภทของโหลดเซลล์ที่ได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีโครงสร้างที่แข็งแรงทนทาน และมีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับงานที่ต้องการวัดแรงกดหรือแรงดึงในปริมาณมาก Load cell ที่มีรูปร่างคล้ายขนมแพนเค้ก สามารถใช้ได้ทั้งแรงกดและแรงดึง มีความ แม่นยำ สูง ค่า Linearity และ Hysteresis ในระดับ 0.05% เนื่องจากมีจำนวน Stain Gauge มากกว่า Load cell ชนิดอื่น นิยมใช้สำหรับงานเครื่องทดสอบแรงกดหรือแรงดึง มีขนาด ตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ถึง 500 ตัน เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงและสามารถรับแรงได้มาก เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องการความเชื่อถือได้สูง อย่างไรก็ตาม ราคาของ Pancake Load Cell จะสูงกว่า Load Cell ประเภทอื่นๆ

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ Pancake

โครงสร้าง: มีรูปร่างคล้ายจานหรือแพนเค้ก ด้านบนและด้านล่างจะมีส่วนที่รับแรงกดหรือแรงดึง
Strain Gauge: ภายในตัวโหลดเซลล์จะมี Strain Gauge จำนวนมากกระจายอยู่ทั่ว ซึ่งจะทำหน้าที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียดเมื่อมีแรงกระทำ
สัญญาณไฟฟ้า: การเปลี่ยนแปลงของความเครียดจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
วงจรอิเล็กทรอนิกส์: สัญญาณไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อขยายสัญญาณและแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นแรง

ข้อดีของโหลดเซลล์แบบ Pancake

ความแม่นยำสูง: เนื่องจากมี Strain Gauge จำนวนมาก ทำให้ได้ค่าที่ละเอียดและแม่นยำ
ความทนทาน: โครงสร้างแข็งแรง เหมาะสำหรับงานหนัก
สามารถวัดได้ทั้งแรงกดและแรงดึง: ทำให้ใช้งานได้หลากหลาย
Linearity และ Hysteresis ต่ำ: ทำให้ค่าที่ได้มีความแม่นยำและสม่ำเสมอ

6.โหลดเซลล์แบบ Canister หรือที่เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โหลดเซลล์แบบกระป๋อง เป็นหนึ่งในประเภทของโหลดเซลล์ที่ได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีโครงสร้างที่แข็งแรงทนทาน และมีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับงานชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักมาก เช่น การชั่งน้ำหนักรถบรรทุก หรือการชั่งน้ำหนักในกระบวนการผลิต ใช้รับแรงกด มีแม่นยำ สูง ค่า Linearity และ Hysteresis ในระดับ 0.05%โดยนิยมใช้ทำ เครื่องชั่งทั่วไปที่ต้องการความแม่นยำ สูง รวมถึง เครื่องชั่งรถบรรทุก มีขนาดตั้งแต่ 200 กิโลกรัม ถึง 20 ตัน เหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องการความเชื่อถือได้สูง อย่างไรก็ตาม ราคาของ Canister Load Cell จะสูงกว่า Load Cell ประเภทอื่นๆ

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ Canister

โครงสร้าง: มีรูปร่างคล้ายกระป๋อง ด้านบนและด้านล่างจะมีส่วนที่รับแรงกด
Strain Gauge: ภายในตัวโหลดเซลล์จะมี Strain Gauge จำนวนมากกระจายอยู่ทั่ว ซึ่งจะทำหน้าที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียดเมื่อมีแรงกระทำ
สัญญาณไฟฟ้า: การเปลี่ยนแปลงของความเครียดจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
วงจรอิเล็กทรอนิกส์: สัญญาณไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อขยายสัญญาณและแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นน้ำหนัก

ข้อดีของโหลดเซลล์แบบ Canister

ความแม่นยำสูง: เนื่องจากมี Strain Gauge จำนวนมาก ทำให้ได้ค่าที่ละเอียดและแม่นยำ
ความทนทาน: โครงสร้างแข็งแรง เหมาะสำหรับงานหนัก
สามารถรับแรงกดได้สูง: เหมาะสำหรับการชั่งน้ำหนักที่มีน้ำหนักมาก
Linearity และ Hysteresis ต่ำ: ทำให้ค่าที่ได้มีความแม่นยำและสม่ำเสมอ

7.โหลดเซลล์แบบ S Beam เป็นอีกหนึ่งประเภทของโหลดเซลล์ที่ได้รับความนิยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานชั่งน้ำหนักที่ต้องการความคล่องตัวในการเคลื่อนย้ายและติดตั้งเป็น load cell ที่ใช้งานโดยยึดด้านบนกับโครงสร้างโดยใช้ลูกปืนตาเหลือก (Rod end) ดังรูป 11 ส่วนด้านล่างใช้แขวนถังที่ต้องการชั่ง ซึ่งจะทำ ให้ถังสามารถแกว่งตัวเล็กน้อยได้ โดยที่ไม่มีผลกับการชั่ง มีขนาดตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ถึง 5 ตันเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับงานชั่งน้ำหนักที่ต้องการความคล่องตัวและความแม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับการชั่งน้ำหนักถังหรือวัตถุที่แขวน หากคุณกำลังมองหา Load Cell สำหรับงานประเภทนี้ S Beam เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ

หลักการทำงานโหลดเซลล์แบบ S Beam

โครงสร้าง: มีรูปร่างคล้ายตัว S โดยมีจุดยึดที่ปลายทั้งสองด้าน
การทำงาน: ด้านบนของ S Beam จะยึดติดกับโครงสร้างโดยใช้ลูกปืนตาเหลือก ทำให้สามารถหมุนได้เล็กน้อย ส่วนด้านล่างจะใช้สำหรับแขวนถังหรือวัตถุที่ต้องการชั่งน้ำหนัก เมื่อมีแรงกดลงมาที่ส่วนที่แขวนอยู่ โครงสร้างของ S Beam จะเกิดการเปลี่ยนแปลง และ Strain Gauge ที่อยู่ภายในจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงนี้ และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า
Strain Gauge: Strain Gauge จะติดตั้งอยู่ภายในโครงสร้างของ S Beam เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเครียดที่เกิดขึ้นจากแรงที่กระทำ
วงจรอิเล็กทรอนิกส์: สัญญาณไฟฟ้าที่ได้จาก Strain Gauge จะถูกส่งไปยังวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อขยายสัญญาณและแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่แสดงผลเป็นน้ำหนัก

ข้อดีของโหลดเซลล์แบบ S Beam

ความคล่องตัว: สามารถติดตั้งและเคลื่อนย้ายได้ง่าย เนื่องจากมีจุดยึดที่ชัดเจน
การแกว่งตัวของถัง: การออกแบบให้ถังสามารถแกว่งตัวได้เล็กน้อย ทำให้การชั่งน้ำหนักมีความเสถียรมากขึ้น
เหมาะสำหรับงานชั่งน้ำหนักที่ต้องการความแม่นยำ: สามารถให้ค่าที่แม่นยำในช่วงน้ำหนักที่กำหนด

ปัจจัยในการเลือก Load Cell มีอะไรบ้าง ?

1. ทิศทางของแรง Force (กดหรือดึง)

แรงกด (Compression): เหมาะสำหรับการวัดน้ำหนักที่กดลงบนเซ็นเซอร์ เช่น การชั่งน้ำหนัก การวัดแรงกดของวัตถุ
แรงดึง (Tension): เหมาะสำหรับการวัดแรงดึง เช่น การวัดแรงตึงของสายเคเบิล การวัดแรงดึงของสปริง

หาก ต้องการใช้โหลดเซลล์วัดแรงกดหรือแรงดึงหรือทั้งกดและดึงเนื่องจากโหลดเซลล์แต่ละประเภทถูกออกแบบมาเพื่อวัดทิศทางของแรงทิศทางใดทิศทางหนึ่งโดยเฉพาะ ถ้าคุณต้องการทั้งแรงกดและแรงดึง คุณจะต้องเลือกโหลดเซลล์ที่ออกแบบเพื่อการวัดทั้งแรงกดและแรงดึงโดยเฉพาะ ถ้าคุณใช้โหลดเซลล์ที่ไว้วัดแรงกดไปวัดแรงดึง อาจจะทำ ให้โหลดเซลล์เสียหายและหรือแสดงค่าที่ไม่ถูกต้องการเลือก Load Cell ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการวัดแรง การทำความเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างแรงกดและแรงดึง และการเลือก Load Cell ที่ออกแบบมาสำหรับงาน จะช่วยให้คุณได้ผลการวัดที่ถูกต้องและแม่นยำ

2.เลือกรูปทรงของโหลดเซลล์ให้เหมาะสมกับประเภทของงาน

รูปทรง S Beam: เหมาะสำหรับการวัดแรงกดทั่วไป มีความแข็งแรงทนทาน
รูปทรง Donut: เหมาะสำหรับการวัดแรงกดในพื้นที่วงกลม เช่น การวัดแรงกดของถัง
รูปทรง Shear Beam: เหมาะสำหรับการวัดแรงเฉือน
รูปทรง Compression: เหมาะสำหรับการวัดแรงอัด

3. เลือกลักษณะของสัญญาณ Output ที่ต้องการ

สัญญาณอนาล็อก: มักเป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้า (mV/V) ที่แปรผันตามแรงที่กระทำ
สัญญาณดิจิตอล: เป็นสัญญาณที่แปลงจากสัญญาณอนาล็อกมาเป็นค่าดิจิตอล เช่น RS232, RS485, หรือโปรโตคอลอื่น ๆ

4. น้ำหนักที่ต้องการวัด

ช่วงการวัด (Range): เลือก Load Cell ที่มีช่วงการวัดครอบคลุมน้ำหนักที่ต้องการวัด
ความละเอียด: ความละเอียดของ Load Cell จะส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด

การคำนวณหานำ้หนักของการใช้ Load Cell การออกแบบและเลือกขนาดพิกัดของ Load cell ให้ถูกต้อง และเหมาะสมมีความสำ คัญในการเลือกใช้โหลดเซลล์ ถ้าเลือกพิกัดน้อยเกิน ไป โอกาสที่นำ ้หนักจะเกินและสร้างความเสียหายแก่ Load cell มีสูง แต่ถ้าเลือกพิกัดมากเกินไป ก็จะทำ ให้ความละเอียดน้อยลง ค่านำ ้หนักมี โอกาสผิดพลาดมากขึ้น ดังนั้นในการออกแบบติดตั้ง Load cell การคำนวนหานำ ้หนักโหลดเซลล์แบบง่ายๆ มีดังนี้ ควรเผื่อนำ ้หนักเป็นสองเท่า 2 เพื่อป้องกันแรงกระชากขณะใช้งาน = ((นำ ้หนักที่ต้องการชั่ง + นำ ้หนักของถังเปล่า) x 2)/จำนวนของ Load cell = พิกัดของโหลดเซลล์

5. วัสดุของโหลดเซลล์

สแตนเลส: ทนทานต่อการกัดกร่อน เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีสารเคมี
อลูมิเนียม: น้ำหนักเบา เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความคล่องตัว
เหล็กกล้า: แข็งแรง ทนทาน เหมาะสำหรับงานที่ต้องการรับน้ำหนักมาก

6. ความแม่นยำที่ต้องใช้

ความคลาดเคลื่อน: เลือก Load Cell ที่มีความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุดตามความต้องการของงาน
อุณหภูมิในการทำงาน: พิจารณาอุณหภูมิในการทำงานของ Load Cell ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม

7. เลือกอุปกรณ์เสริมให้เหมาะสม

Junction Box: ใช้สำหรับป้องกันสัญญาณรบกวนและเชื่อมต่อ Load Cell กับอุปกรณ์อื่น ๆ
Load Cell Indicator: ใช้สำหรับแสดงผลค่าที่วัดได้จาก Load Cell
สายเคเบิล: เลือกสายเคเบิลที่มีความยาวและขนาดเหมาะสม

ปัจจัยอื่น ๆ ที่ควรพิจารณา

สภาพแวดล้อม: เช่น อุณหภูมิ ความชื้น การสั่นสะเทือน
มาตรฐาน: เช่น OIML, NTEP
ราคา: เปรียบเทียบราคาของ Load Cell จากผู้ผลิตหลายราย

ตัวอย่างการเลือกใช้ Load Cell

การชั่งน้ำหนักสินค้าในโรงงาน: เลือก Load Cell รูปทรง S Beam หรือ Donut, สัญญาณอนาล็อก, วัสดุสแตนเลส, ความแม่นยำสูง
การวัดแรงดึงของสายเคเบิล: เลือก Load Cell รูปทรง Shear Beam, สัญญาณดิจิตอล, วัสดุอลูมิเนียม

ข้อควรระวัง

การติดตั้ง: ควรติดตั้ง Load Cell ให้ถูกต้องตามคู่มือ เพื่อป้องกันความเสียหายและผลกระทบต่อความแม่นยำ
การสอบเทียบ: ควรทำการสอบเทียบ Load Cell เป็นประจำ เพื่อให้มั่นใจว่าค่าที่วัดได้มีความถูกต้อง

สรุป การเลือก Load Cell ที่เหมาะสมนั้นจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่างร่วมกัน การทำความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะของ Load Cell แต่ละประเภท จะช่วยให้คุณเลือกใช้ Load Cell ได้อย่างมีประสิทธิภาพและตรงตามความต้องการของงาน

สาเหตุที่ทำให้ Load Cell เสียหาย และวิธีป้องกัน

จากที่คุณได้ระบุสาเหตุที่ทำให้ Load Cell เสียหายมาอย่างครบถ้วนแล้ว นั้นเป็นข้อมูลที่ถูกต้องและครอบคลุมมากครับ เพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้นและนำไปปฏิบัติได้จริง ผมขอสรุปและเพิ่มเติมข้อมูลดังนี้

สาเหตุหลักที่ทำให้ Load Cell เสียหาย

การโอเวอร์โหลดการใช้น้ำหนักหรือแรงกดเกินกว่าที่ Load Cell ออกแบบมาทำให้โครงสร้างภายในเสียหาย Strain Gauge ขาด ป้องกันโดยเลือกใช้ Load Cell ที่มีช่วงการวัดเหมาะสมกับน้ำหนักที่จะชั่ง, ติดตั้งระบบป้องกันการโอเวอร์โหลด
แรงกระแทก หรือการสั่นสะเทือนที่รุนแรงทำให้โครงสร้างภายในเสียหาย, สายไฟขาด ป้องกันโดยติดตั้งอุปกรณ์ลดแรงสั่นสะเทือน, ใช้วัสดุรองรับที่นุ่มนวล
ความชื้น ความชื้นเข้าไปในตัว Load Cell หรือสายไฟ ทำให้เกิดการกัดกร่อน, สัญญาณรบกวน ป้องกันโดยเลือกใช้ Load Cell ที่มีคุณสมบัติกันน้ำ, ป้องกันสายไฟจากความชื้น
สัญญาณรบกวนสัญญาณไฟฟ้าจากอุปกรณ์อื่นรบกวนสัญญาณของ Load Cell ทำให้ค่าการวัดไม่ถูกต้อง ป้องกันโดยเดินสายสัญญาณให้ห่างจากสายไฟฟ้าแรงสูง, ใช้สายสัญญาณที่มีคุณภาพดี
การติดตั้งไม่ถูกต้อง การติดตั้งไม่ตรงตามคู่มือ, การยึดไม่แน่นหนา, การเชื่อมต่อสายไฟผิดพลาด ทำให้ Load Cell ทำงานผิดปกติ, อายุการใช้งานสั้นลง ป้องกันโดยปฏิบัติตามคู่มือการติดตั้งอย่างละเอียด, ตรวจสอบการเชื่อมต่อสายไฟอย่างรอบคอบ
ฟ้าผ่าฟ้าผ่าเข้ามาในระบบทำให้ Load Cell และอุปกรณ์อื่นๆ เสียหายทั้งหมด ป้องกันโดยติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่า

วิธีการบำรุงรักษา Load Cell เพื่อยืดอายุการใช้งาน

ตรวจสอบสภาพ: ตรวจสอบสภาพของ Load Cell และสายไฟเป็นประจำ
ทำความสะอาด: ทำความสะอาด Load Cell และบริเวณโดยรอบอย่างสม่ำเสมอ
สอบเทียบ: นำ Load Cell ไปสอบเทียบเป็นประจำตามระยะเวลาที่กำหนด
ป้องกันสิ่งแปลกปลอม: ป้องกันไม่ให้สิ่งแปลกปลอมเข้าไปในตัว Load Cell
หลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลด: ไม่ควรใช้น้ำหนักเกินกว่าที่กำหนด

การเสียหายของ Load Cell สามารถเกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ การป้องกันที่ดีที่สุดคือการปฏิบัติตามคำแนะนำในการติดตั้งและใช้งาน รวมถึงการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ หาก Load Cell เสียหาย ควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญเพื่อดำเนินการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่

ปัญหา Load Cell ค่าไม่นิ่ง: สาเหตุและวิธีแก้ไข

ปัญหา Load Cell ค่าไม่นิ่ง เป็นปัญหาที่พบได้บ่อยในระบบชั่งน้ำหนัก ซึ่งอาจส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดค่า และการทำงานของระบบโดยรวม สาเหตุของปัญหานี้มีหลายประการ และวิธีการแก้ไขก็แตกต่างกันไปตามสาเหตุ

สาเหตุที่ทำให้ Load Cell ค่าไม่นิ่ง

สัญญาณรบกวน

สัญญาณไฟฟ้าจากอุปกรณ์อื่น: สัญญาณรบกวนจากมอเตอร์, สายไฟฟ้าแรงสูง หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ อาจส่งผลให้ค่าที่อ่านได้ไม่เสถียร
สัญญาณรบกวนจากสภาพแวดล้อม: เช่น สัญญาณวิทยุ, สัญญาณโทรศัพท์มือถือ

ปัญหาทางกล

การสั่นสะเทือน: การสั่นสะเทือนของโครงสร้างที่ติดตั้ง Load Cell อาจทำให้ค่าที่อ่านได้เปลี่ยนแปลงไป
การเคลื่อนที่: การเคลื่อนที่ของวัตถุที่วางบน Load Cell อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงกด

ปัญหาจากตัว Load Cell

ความเสียหาย: Load Cell อาจได้รับความเสียหายจากการใช้งานที่ไม่ถูกต้อง เช่น การโอเวอร์โหลด หรือการกระแทก
อายุการใช้งาน: Load Cell ที่มีอายุการใช้งานนาน อาจมีประสิทธิภาพลดลง

ปัญหาจากวงจรอิเล็กทรอนิกส์

วงจรขยายสัญญาณ: วงจรขยายสัญญาณอาจมีความผิดปกติ ทำให้สัญญาณออกมีค่าไม่คงที่
แหล่งจ่ายไฟ: แหล่งจ่ายไฟไม่เสถียร อาจส่งผลต่อการทำงานของ Load Cell

วิธีแก้ไขปัญหา Load Cell ค่าไม่นิ่ง

ตรวจสอบการติดตั้ง

ความแข็งแรงของโครงสร้าง: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโครงสร้างที่ติดตั้ง Load Cell มีความแข็งแรงและเสถียร
การยึดติด: ตรวจสอบว่า Load Cell ยึดติดกับโครงสร้างอย่างแน่นหนา
การจัดตำแหน่ง: ตรวจสอบว่าตำแหน่งการติดตั้ง Load Cell ถูกต้องตามคู่มือ

ตรวจสอบสายสัญญาณ

ความเสียหาย: ตรวจสอบสายสัญญาณว่ามีรอยขาด หรือรอยฉีกขาดหรือไม่
การรบกวน: เดินสายสัญญาณให้ห่างจากสายไฟฟ้าแรงสูง หรืออุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวน
การเชื่อมต่อ: ตรวจสอบการเชื่อมต่อของสายสัญญาณให้แน่นหนา

ตรวจสอบวงจรอิเล็กทรอนิกส์

แหล่งจ่ายไฟ: ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟให้ตรงตามค่าที่กำหนด
วงจรขยายสัญญาณ: ตรวจสอบวงจรขยายสัญญาณว่าทำงานได้ตามปกติหรือไม่

ตรวจสอบสภาพแวดล้อม

อุณหภูมิ: ตรวจสอบอุณหภูมิในการทำงานของ Load Cell ว่าอยู่ในช่วงที่กำหนด
ความชื้น: ตรวจสอบความชื้นในบริเวณที่ติดตั้ง Load Cell

เปลี่ยน Load Cell

หากวิธีการข้างต้นไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้: อาจจำเป็นต้องเปลี่ยน Load Cell ใหม่

ป้องกันปัญหา Load Cell ค่าไม่นิ่ง

เลือกใช้ Load Cell ที่มีคุณภาพ: เลือก Load Cell ที่มีคุณสมบัติตรงตามความต้องการในการใช้งาน
ติดตั้งอย่างถูกต้อง: ปฏิบัติตามคู่มือการติดตั้งอย่างละเอียด
บำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ: ทำความสะอาดและตรวจสอบสภาพของ Load Cell เป็นประจำ
สอบเทียบเป็นประจำ: นำ Load Cell ไปสอบเทียบตามระยะเวลาที่กำหนด

จากข้อมูลข้างต้นอย่างที่ทราบกันดีว่าโหลดเซลล์ Load cell คืออะไรเป็นอุปกรณ์ที่ใช้แปลงแรงหรือน้ำหนักให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งเราสามารถนำสัญญาณไฟฟ้านี้ไปประมวลผลเพื่อแสดงผลเป็นค่าของน้ำหนักหรือแรงที่เราต้องการทราบได้ แต่เพื่อให้เข้าใจถึงโหลดเซลล์ได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นโหลดเซลล์เป็นอุปกรณ์ที่มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ การเลือกใช้โหลดเซลล์ที่เหมาะสมจะช่วยให้ได้ผลการวัดที่ถูกต้องแม่นยำและมีประสิทธิภาพในการทำงานมากยิ่งขึ้น ดังนั้นก่อนตัดสินใจเลือกซื้อ ควรพิจารณาปัจจัยต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้นอย่างรอบคอบ

โหลดเซลล์ Load cell แบรนด์ขายดี

หากสนใจในการสั่งชื้อเช็ควาล์ว Load cell สามารถเช็คราคาล่าสุดที่ตรงใจและตรงต่อการนำไปใช้งานคุ้มค่ากับงบประมาณโดยการแอดไลน์ได้ที่นี่เลย @northpower หรือ คลิกสอบถามแอดมิน ที่คอยบริการให้ข้อมูลสินค้าช่วยเทียบสเปคสินค้าตั้งแต่ 8:00 - 17:00 แอดเลยไม่ต้องรอ

ประเทศ/ภูมิภาค

ภาษา