لودسل آنالوگ و دیجیتال

قبل از معرفی لودسل دیجیتال به مختصر لودسل را معرفی میکنیم. لودسل یک مبدل نیرو است که نیروهایی مانند کشش، خمش و فشار ناشی از وزن و غیره را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و به همین دلیل برای اندازه گیری وزن در صنعت توزین استفاده می‌شود. بنابر این هدف اصلی لودسل اندازه گیری وزن یا بررسی میزان بار منتقل شده است.

لودسل از انواع مختلفی از نظر طراحی و کارکردی برخوردار است.

در طراحی، لودسل ها غالبا به صورت خمشی، کششی و فشاری طراحی می‌شوند. و در مجموع پنج نوع سیستم کارکردی لودسل در صنعت توزین مورد استفاده قرار می‌گیرند که عبارتند از  لودسل آنالوگ، لودسل هیدرولیک، لودسل های آنالوگ/دیجیتال هیبریدی، لودسل دیجیتال و لودسل POWERCELL.

در این مقاله به اینکه لودسل دیجیتال چیست و چگونه کار می‌کند پرداخته ایم که با مطالعه آن با این لودسل و طرز کار آن آشنا خواهید شد.

لودسل دیجیتال چیست؟

در ابتدا باید با اصول کار کرنش سنج ها را درک کنیم. کرنش سنج ها قطعات فلزی هستند که مقاومت الکتریکی آن با اعمال نیرو تغییر می کند. به عبارت دیگر، نیرو، فشار، کشش، تراکم، گشتاور، وزن و غیره به تغییر در مقاومت الکتریکی تبدیل می‌شود که سپس می‌توان آن را اندازه‌گیری کرد. این تبدیل مبنای اندازه گیری پارامترهای مختلفی از جمله وزن است.

از نظر ساختاری، یک لودسل از یک بدنه فلزی ساخته شده است که کرنش سنج ها به آن متصل می‌شوند و درون آن کار گذاشته می‌شوند. بدنه لودسل ها معمولا از آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده اند که به طور کلی از دو ویژگی مهم برخوردارند:

استحکام برای تحمل بارهای زیاد و (۲) دارای خاصیت ارتجاعی باشند که با حذف نیرو، تغییر شکل داده و به شکل اولیه خود بازگردد.

لودسل دیجیتال چگونه کار می‌کند؟

هنگامی که یک نیرو (کشش یا فشار) به لودسل اعمال می‌شود، تحت فشار ایجاد شده کمی تغییر شکل در لودسل رخ می‌دهد که بعد از برداشت نیرو، به شکل اولیه خود باز می‌گردد. با تغییر شکل خمشی، شکل کرنش سنج هم تغییر می‌کند و در نتیجه مقاومت الکتریکی ایجاد می‌کند، در این حالت یک تغییر ولتاژ دیفرانسیل از طریق مدار پل وتستون ایجاد می‌شود. بنابراین، تغییر ولتاژ متناسب با نیروی فیزیکی اعمال شده به خمش رخ می‌دهد و از طریق خروجی ولتاژ مدار لودسل محاسبه می‌شود.

سیگنال تولید شده اصولا سیگنال کم قدرتی است و ممکن است با سایر اجزای سیستم مانند PLC، ماژول های جمع آوری داده ها (DAQ)، کامپیوترها یا ریزپردازنده ها کار نکند. بنابراین، تقویت کننده سیگنال، ولتاژ تحریک تنظیم شده را به مدار پل هدایت می‌کند و سیگنال خروجی mV/V را به شکل دیگری از سیگنال که برای کاربر مفیدتر است، به عنوان مثال به میزان ۴ تا ۲۰ میلی آمپر، VDC یا یک خروجی دیجیتال تبدیل می‌کند.

ویژگی‌های لودسل دیجیتال

کیفیت بالا

کیفیت بالای یک لودسل را می‌توان با سه پارامتر تعریف کرد: میزان تولید سیگنال با اعمال فشار، نویز پایین و تعداد بیت بالا. اصولا لودسل های دیجیتالی به دلیل اینکه این سه پارامتر را به خوبی پوشش می‌دهند از دقت بسیار بالایی برخوردارند.

نرخ نمونه برداری بالا

نرخ نمونه برداری بالا یکی دیگر از عواملی است که کیفیت لودسل را تعیین می‌کند. برخی لودسل های دیجیتال نرخ نمونه برداری بین ۵ تا ۳۸ هزار نمونه در ثانیه ارائه می‌دهند. لطفاً توجه داشته باشید که با افزایش نرخ نمونه برداری، وضوح تصویر متفاوت خواهد بود.

 دقت بالا

لودسل های دیجیتال به دو دلیل از دقت بالایی برخوردارند. یکی به این دلیل که قدرت تولید سیگنال و نرخ نمونه گیری بالایی دارند و دوم هم اینکه سیگنال تولید شده بدون اینکه وارد مدار و سیستم ثالثی شود، مستقیما برای خوانش به نمایشگر ارسال می‌شود. به همین دلیل امکان تداخل آن با سیگنال های محیطی بسیار پایین است.

ماندگاری کالیبراسیون بالا

لودسل های دیجیتال دارای هزینه های جانبی بسیار پایینی است که یکی از آنها نیاز پایین آنها به کالیبراسیون است. اصولا به دلیل اینکه این سیستم تداخل پایینی با عوامل محیطی دارد، نیاز کمتری به کالیبراسیون دارد.

تفاوت لودسل آنالوگ و دیجیتال

با توجه به ساز و کار اندازه گیری ولتاژ در لودسل های مبتنی بر کرنش سنج، خروجی در سطح mV/V است و به عواملی مانند ولتاژ تحریک، تعداد مقاومت های کرنش سنج در هر پایه و مقاومت پل بستگی دارد. تفاوت اساسی بین لودسل آنالوگ و دیجیتال در نحوه پردازش سیگنال خروجی پل وتستون است. به طور معمول، خروجی از پل کرنش سنج به صورت میلی ولت بر ولت (mV/V) و به صورت ولتاژ الکتریکی آنالوگ شروع می‌شود که یک سیگنال آنالوگ سطح پایین محسوب می‌شود. سپس این سیگنال آنالوگ سطح پایین را می‌توان در یک تقویت کننده لودسل آنالوگ یا دیجیتال ادغام کرد.

تقویت کننده دیجیتال قابل تنظیم، یک تهویه کننده سیگنال است که به کاربران توانایی منحصر به فردی برای داشتن خروجی آنالوگ و دیجیتال تقویت شده، مناسب برای کاربردهای لودسل دیجیتال، ارائه می‌دهد. اصولا این دستگا ها از ویژگی های خروجی دوگانه دیجیتال Load Cell ADC برخوردارند که تنها با خروجی 5 ولت از تغذیه می‌شوند. این دستگاه همچنین دارای خروجی آنالوگ ± 5 و 10 ولت نرم افزاری با مقدار نویز کم حدود 12 mVp-p (میلی ولت پیک به پیک) و پهنای باند 1 کیلوهرتز می‌باشد.

نتیجه گیری

در مجموع بایستی بدانیم که لودسل عامل اصلی اندازه گیری وزن در یک سیستم توزین است. امروزه بیشترین لودسل های مورد استفاده در صنعت از نوع آنالوگ و دیجیتال هستند. از نظر طراحی هم بسته به اینکه سیستم توزین چگونه طراحی شده است اکثرا از لودسل خمشی، کششی و فشاری استفاده می‌شود.

در حال حاضر لودسل دیجیتال از دقت بسیار بالایی برخوردار است و تقریبا تمامی تجهیزات تولید شده با هدف اندازه گیری وزن از لودسل دیجیتال استفاده می‌کنند.

جهت مشاوره و استعلام قیمت باسکول با لودسل دیجیتال با ما در تماس باشید:

3058 498 0912