Giới thiệu Cảm biến lực Kỹ thuật số

 

Cảm biến lực Kỹ thuật Số 

Các Cảm biến lực kỹ thuật số (Digital Loadcell) đều có bộ vi xử lý bên trong, đây là bộ phận xử lý tín hiệu của Cảm biến lực. Mỗi cảm biến lực có một địa chỉ khác nhau, đầu cân đọc tín hiệu và giao tiếp với Cảm biến lực thông qua địa chỉ này. Nó không chỉ cải thiện độ tin cậy của hệ thống cân, mà còn giải quyết dễ dàng các lỗi phức tạp, như là trọng lượng cân nhỏ hơn trọng lượng bì, các lỗi do độ võng của cơ khí gây ra,….

Quan trọng hơn, với độ chính xác cao và tốc độ chuyển đổi A/D cao và kỹ thuật bù số nội kỹ thuật số, cảm biến lực kỹ thuật số có hiệu suất làm việc hơn hẳn cảm biến lực tương tự.

So sánh công nghệ Kỹ thuật số và tương tự  

1. Độ tin cậy cao, lõi điện tử được bảo vệ

Cảm biến lực tương tự được cung cấp nguồn bởi bộ chỉ thị (hay đầu cân), nên nguồn điện áp kích thích của cầu điện trở bằng với nguồn điện áp xuất của đầu cân. Trong bối cảnh ngành công nghiệp hiện nay, nó dễ dàng bị ảnh hưởng bởi các nguồn điện rò lớn giữa bộ chỉ thị số và cảm biến lực, mà kết quả là dữ liệu không ổn định, hay thậm chí làm cảm biến lực hỏng.

Cảm biến lực Kỹ thuật số sử dụng công nghệ hàn kín la-ze với khí bảo vệ đảm bảo an toàn mạch cho thiết bị. Cấp bảo vệ là IP68.

Với thiết kế mạch bảo vệ rò điện, nó hạn chế dòng rò từ nguồn kích thích của đầu cân. Điều này làm cho tín hiệu xuất ra từ cảm biến lực số được ổn định.

 2. Cảnh báo khi có lỗi 

Khi hệ thống cân Kỹ thuật số làm việc, đầu cân chỉ thị sẽ kiểm tra từng cảm biến lực số. Vì vậy, một khi có lỗi xảy ra, đầu cân sẽ tự động cảnh báo.

3. Giá trị trả về nhiều, độ chính xác cao

Cảm biến lực Kỹ thuật số kết hợp hoạt động với nhau trong suốt quá trình xử lý. Tín hiệu số xuất ra nhiều và độc lập cho từng giá trị lực đáp ứng, làm tăng độ phân giải. Vì vậy giá trị hiển thị trên đầu cân khá chính xác, không bị mất kg, tăng tính độc lập cho cảm biến lưc số, nếu 1 con lỗi cân vẫn có thể hoạt động.

 4. Chỉnh góc dễ dàng

Các hệ thống cân sử dụng cảm biến lực kỹ thuật số rất dễ dàng để điều chỉnh lỗi góc. Như thể các đầu cân đọc từng cảm biến lực trực tiếp vậy, chỉ cần đặt tải lên từng góc thôi. Đầu cân có thể tính toán hệ số lỗi mỗi cảm lức lực tại từng góc và điều chỉnh các lỗi tự động. Tất cả điều này giúp giảm những rắc rối của việc phải đi tải từng góc nhiều lần. Từ đó hiệu quả công việc được cải thiện.

Và khi thay đổi cảm biến lực mới mới, nó cũng không cần phải hiệu chỉnh lại. Khi các cảm biến lực kỹ thuật số thông qua chuẩn giao tiếp 485 đã được nhận dạng, ta chỉ cần nhập các thông số liên quan vào cảm biến lực mới thay đổi là hệ thống cân vân hành bình thường.

5. Cho phép khoảng cách lắp xa, tôc độ cao 

Cảm biến lực Kỹ thuật số xuất tín hiệu là Kỹ thuật số. Vì thế nó không dễ bị can thiệp “không dễ chứ không phải không được by Kala Weight System”.

Quan trong hơn, tín hiệu được truyền theo lớp giao tiếp chủ-tớ hay công nghệ kiểm tra lỗi. Vì vậy, các tín hiệu được bảo vệ mạnh mẽ, tốc độ và khả năng kiểm tra, xác nhận khá tin cậy.

Mặc khác, nếu được mã hóa thì tín hiệu đó khó có thể bị đối tượng ngoài đọc được, ngăn chặn vấn đề gian lận.

6. Hệ thống cân Kỹ thuật số có lợi thế

Trong các ứng dụng hiện nay, cảm biến lực kỹ thuật số giúp giảm tải vấn đề tìm lỗi và vì vậy làm giảm chi phí bảo trì sữa chữa. Không cần hiệu chuẩn mỗi khi thay đổi thiết bị. Và các chẩn đoán được tự động, làm tăng độ ổn định và độ chính xác của hệ thống.

 Lý thuyết chung 

I. Sơ đồ cấu trúc

Mô hình xử lý tín hiệu Board mạch Kỹ thuật số

 Bo mạch lõi điện tử của cảm biến lực kỹ thuật số hoạt động như sau:

 Tín hiệu điện của cảm biến đến từ việc đo biến dạng, sau đó đến bộ phận khuếch đại. Chiều dài của tế bào cầu điện trở chỉ khoảng 8mm, với việc đảm bảo không có lỗi do việc dán và tác động điện từ của bề mặt.

 Tín hiệu điện tương tự sau đó qua bộ chuyển đổi A/D. Bộ chuyển đổi A/D có 24 bits. 

 CPU trung tâm sẽ tính toán và bù trừ giá trị xuất ra từ bộ A/D. Với chức năng chính như sau:

 Tín hiệu xuất theo chuẩn RS485 được điều khiển bởi CPU.

 Xử lý chính xác điểm ZERO.

 Xử lý tuyến tính.

 Xử lý độ bù trừ nhiệt độ môi trường.

 Xử lý về gia tốc trọng trường.

 Xử lý bù đáp ứng trể.

 Xử lý bù độ gãy.

 Tự động về ZERO.

II. Sơ đồ làm việc

Ví dụ: Cảm biến lực số BTA-D 30t 

Mô hình tác động lực khi KHÔNG TẢI giá trị ISN trả về là 0

 

Khi có tải 30t tác động lên Cảm biến lực số, giá trị ISN trả về là 30,000

 Khi có tải 30 tấn tác dụng lên và được hiệu chuẩn đầy tải, giá trị trả về sẽ là 30,000. Sau khi được phân ranh giới có tải và không, tất cả giá trị sẽ đươc lưu lại trên cảm biến lực ít nhất 10 năm mà không bị mất.

III. Giá trị trả về của Cảm biến lực số là ISN

Ví dụ 1:

Cảm biến lực số BTA-D 30t, chịu tải tối đa là 30t. Tín hiệu xuất Zero là 0 ISN và tối đa là 30,000 ISN. Giá trị trọng lượng của 1 ISN là bao nhiều ?

30t = 30000 kg.

30000 kg / 30000 Div = 1.000000 kg/Div, 1 ISN = 1 kg. 

Ví dụ 2:

Cảm biến lực số BTA-D 40t, chịu tải tối đa là 40t. Tín hiệu xuất Zero là 0 ISN và tối đa là 30,000 ISN. Giá trị trọng lượng của 1 ISN là bao nhiều ? 

40 t = 40000 kg.

40000 kg / 30000 Div = 1.333333 kg/Div, 1 ISN = 1. 333333 kg.

Ví dụ 3:

Cảm biến lực SQC-100 Kg, chịu tải tối đa là 100Kg. Tín hiệu xuất Zero là 0 ISN và tối đa là 30,000 ISN. Giá trị trọng lượng của 1 ISN là bao nhiều ? 

100 kg / 30000 Div = 0.003333 kg/Div, 1 ISN = 0.00 3333 kg hay 3.333 g. 

Ví dụ 4:

Cảm biến lực BTA-60t, chịu tải tối đa là  60t. Tín hiệu xuất Zero là 0 ISN và tối đa là 30,000 ISN. Giá trị trọng lượng của 1 ISN là bao nhiều ?

60 t = 60,000 kg.

60,000 kg / 30,000 Div = 2.000000 kg/Div, 1 ISN = 2 kg.

IV. Phương thức đọc giá trị của đầu hiển thị

1. KHÔNG TẢI

Mô hình truyền dữ liệu khi KHÔNG TẢI

 Khi không tải, dữ liệu từ cảm biến lực số có thể được đọc bằng đầu cân hoặc máy tính tải là 0. Khi lắp đặt tại nơi sử dụng, bình thường giá trị đó nhỏ hơn 50 khi không có tải.

2. CÓ TẢI

Mô hình truyền dữ liệu khi CÓ TẢI

 Khi có tải, cảm biến lực số sẽ đo lực à truyền dữ liệu về đầu cân hiển thị hoặc máy tính thông qua giao tiếp RS485.

Ví dụ: Cảm biến lực số BTA-D 30t, Không tải = 2 Div, Có tải = 1002 Div. Trọng lượng là bao nhiêu ?

1. BTA-D 30t đầy tải giá trị ISN là 30,000 Div.

2. Có tải – Không tải = 1002 Div – 2 Div = 1000 Div.

3. (1000Div / 30000Div) * 30000kg = 1000kg.

Trọng lượng là 1000kg.

V. Xử lý tín hiệu với 1 Cảm biến lực số

Xử lý tín hiệu trên Cảm biến lực Kỹ thuật số

 Đầu tiên, đầu cân sẽ gửi 1 yêu cầu được. Cảm biến lực số sẽ gửi trả về một dữ liệu đo. Tổng quá trình xử lý là rất ngắn, tổng thời gian khoảng 0.02 s.

VI. Xử lý tín hiệu với nhiều Cảm biến lực số

Xử lý tín hiệu trên Cảm biến lực Kỹ thuật số

 Cảm biến lực số sẽ có ít lỗi, chủ yếu lưu ý vấn đề kết nối, đặc biệt là lỗi địa chỉ.

Mỗi cảm biến lực số có một địa chỉ riêng biệt. Nếu máy tính hoặc đầu cân cần đọc dữ liệu của cảm biến lực số, nó phải gửi một yêu cầu đến địa chỉ tương ứng. Cũng giống như gọi điện vậy.

Trong điều kiện nếu thiết bị đầu cuối sai thứ tự yêu cầu hoặc có sự can thiệp để đúng thứ tự, song dữ liệu thay đổi, đừng lo các cảm biến lực số có định dạng giao thức chặt chẽ, khả năng lỗi trong lý thuyết là 10/1tỷ, và có mã kiểm tra an toàn để đảm bảo thông tin liên lạc đáng tin cậy.

Cảm biến lực kỹ thuật số sẽ không đáp ứng với yêu cầu sai, dù có được yêu cầu bao nhiêu đi nữa .

 Trình tự làm việc

1. Gửi yêu cầu đọc Cảm biến lực Kỹ thuật số #1, Cảm biến lực Kỹ thuật số #1 trả dữ liệu trở lại.

2. Gửi yêu cầu đọc Cảm biến lực Kỹ thuật số #2, Cảm biến lực Kỹ thuật số #2 trả dữ liệu trở lại.

3. Gửi yêu cầu đọc Cảm biến lực Kỹ thuật số #3, Cảm biến lực Kỹ thuật số #3 trả dữ liệu trở lại.

4. Gửi yêu cầu đọc Cảm biến lực Kỹ thuật số #4, Cảm biến lực Kỹ thuật số #4 trả dữ liệu trở lại.

…….

 Chu trình quá trình xử lý bình thường là rất ngắn, chỉ khoảng 0.02s

Nếu sau khi gửi, không có dữ liệu trở lại trong thời gian thiết lập. Nó cần phải gửi lại một yêu cầu. Nếu ngay lúc đó mà không có dữ liệu trở lại, nghĩa là dữ liệu của cảm biến lực số đó là bất thường. Ngay khi đó, đầu cân hoặc máy tính sẽ cảnh báo, cho đến khi dữ liệu được trả về là bình thường.

Nguyên lý hiệu chuẩn các thiết bị đo lường

 

 NGUYÊN LÝ HIỆU CHUẨN CÂN ĐIỆN TỬ

Mỗi thiết bị đo lường thường có ít nhất 1 đầu vào và một đầu ra. Đối với 1 bộ cảm biến áp lực, đầu vào sẽ là áp suất của chất lỏng và đầu ra là 1 tín hiệu điện. Đối với cảm biến tốc độ động cơ, đầu vào sẽ là tín hiệu điện và đầu ra sẽ là nguồn điện cấp cho động cơ. Đối với một cảm biến trọng lực, đầu vào sẽ là lực tác động (tải trọng vật) và đầu ra sẽ là tín hiệu điện (hiện thị trọng lượng vật).

Hiệu chỉnh một thiết bị đo có nghĩa là kiểm tra và điều chỉnh (nếu cần thiết) kết quả ở đầu ra của nó. Ssao cho tương ứng với đầu vào của nó trong dải đo được quy định. Ngay cả một thiết bị quan trọng cũng sẽ trở nên vô dụng khi không được hiệu chỉnh.

Trong quá trình hiệu chuẩn, điều chỉnh 1 bộ phận của thiết bị hay cả thiết bị để đảm bảo nó hoạt động như mong đợi. Cung cấp và truyền về kết quả chính xác, tin cậy đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng. Những điều chỉnh trong quá trình hiệu chuẩn phải chắc chắn sự chênh lệch nằm trong dung sai. Dung sai rất là nhỏ, là độ sai lệch có thể chấp nhận được của thiết bị

A – Định nghĩa của hiệu chuẩn

Hiệu chuẩn thiết bị đo có thể định nghĩa theo nhiều cách. Một cách đơn giản, hiệu chuẩn là quá trình của việc điều chỉnh một thiết bị đo lường hay thiết bị để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất. 

Hiệu chuẩn cũng có thể được định nghĩa là quá trình đưa ra dữ liệu bao gồm cả báo cáo, chứng nhận hiệu chuẩn của người dùng cuối cùng về sự phù hợp của sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật của nó.

Đối với các kỹ sư hay kỹ thuật viên đo lường, hiệu chuẩn là quá trình xác định các mối quan hệ giữa giá trị của đại lượng cần đo và chỉ thị trên thiết bị đo lường.

Việc hiệu chỉnh một thiết bị đo có thể được thực hiện bằng các so sánh giá trị đọc được trên thiết bị đo với giá trị được đưa ra bởi một thiết bị đo lường làm chuẩn hay thiết bị mẫu.

Sau một thời gian, thiết bị làm chuẩn của nhà sản xuất sẽ được chuyển đến một trung tâm hiệu chuẩn để hiệu chuẩn lại theo các tiêu chuẩn quốc gia.

Khi mua một thiết bị đo thì dữ liệu hiệu chuẩn thường được các nhà sản xuất cung cấp. Hầu hết các nhà sản xuất thiết bị đo đều có bộ dụng cụ đo chuẩn để hiệu chuẩn cho tất cả các thiết bị đo lường mà họ sản xuất.

B – Tại sao phải hiệu chuẩn thiết bị đo lường?

Hầu như tất cả các thiết bị đều bị biến đổi theo thời gian (lão hóa). Và các thiết bị điện, điện tử cũng vậy, một bộ phận chính trong quá trình sản xuất hiện nay cũng không ngoại lệ. Khi các thành phần bị già hóa, chúng sẽ mất đi sự ổn định và bị trôi các thông số kỹ thuật lúc sản xuất.

Ngay cả việc xử lý thông tin bình thường cũng ảnh hưởng đến sự chuẩn hóa. Và sự xử lý thô có thể làm thiết bị không còn chính xác ngay cả khi bề ngoài nó vẫn bình thường.

Thường xuyên hiệu chuẩn đảm bảo cho thiết bị đáp ứng liên tục các yêu cầu kỹ thuật bắt buộc khi cài đặt và nó phải được thường xuyên kiểm tra ngay sau đó. Việc hiệu chuẩn là bắt buộc sau khi có bất kỳ một hành động sửa chữa hay bảo dưỡng để đảm bảo rằng thiết bị vẫn còn đúng như các dữ liệu hiệu chuẩn tham khảo. Việc hiệu chỉnh có lịch trình thường mang lại nhiều lợi ích về mặt chất lượng, năng suất và tăng doanh thu.

C – Tại sao chúng ta nên thường xuyên hiệu chuẩn thiết bị đo?

Điều này có thể khác nhau trong các ngành hay các nhà máy. Các nhà sản xuất thường hiệu chuẩn ban đầu cho thiết bị của họ. Lần hiệu chuẩn tiếp theo sẽ được thực hiện bởi người dùng cuối hoặc cũng bởi các nhà sản xuất như trước đây. Tần suất hiệu chuẩn sẽ khác nhau tùy vào loại thiết bị và điều kiện môi trường nơi mà thiết bị được ứng dụng.

Quyết định khi nào hiệu chỉnh lại một thiết bị đo lường chủ yếu phụ thuộc vào thiết bị được ứng dụng như thế nào. Như là một quy tắc, việc tái hiệu chuẩn phải được thực hiện ít nhất mỗi năm một lần. Tuy nhiên trong các ứng dụng quan trọng, tần suất hiệu chuẩn sẽ lớn hơn nhiều.

D – Các khái niệm chung trong việc hiệu chuẩn thiết bị đo:

1. Dải hiệu chuẩn (Calibration Range):

Dải hiệu chuẩn của 1 thiết bị đo được định nghĩa là vùng giữa các giới hạn. Mà trong đó là các đại lượng đo được, được nhận hay truyền đi. Được biểu thị bắt đầu bằng giá trị dưới của dải (LRV) và giá trị trên của dải (URV).

Các giới hạn này được xác định bởi các giá trị ZERO và SPAN. Giá trị ZERO là giá trị dưới cùng của dải hay LRV. Và giá trị trên của dải là SPAN hay URV. Ví dụ, một thiết bị đo trạm cân xe tải được hiệu chuẩn để đo tải trọng trong khoảng 0-40t. Khi đó LRV=0 và URV = 40t (10%FS = 4t). Dải hiệu chuẩn ở đây là 0 đến 40t (thấp nhất là 4t tại giá trị SPAN).

2. Span (Tải trọng hiệu chuẩn):

Span được định nghĩa là hiệu số giữa giá trị trên và dưới của dải. SPAN=URV – LRV. Đối với ví dụ lúc nãy, ở đây dải hiệu chuẩn là 0-40t. Do đó SPAN = 40-0 = 40t.

3. Dải đo của thiết bị đo (instrument range):

Dải đo ở đây nói đến khả năng của thiết bị đo. Nó thường được ghi trên nhãn mác của thiết bị đo.

Ví dụ: đọc được trên thiết bị đo lường Instrument Range 0 – 80t: output 2mV/V. Không bao giờ được nhầm lẫn dải đo của thiết bị đo và dải đo hiệu chuẩn. Chúng là 2 khái niệm hoàn toàn khác nhau. Mặc dù dải đo là 0-80t nhưng chúng ta có thể quyết định hiệu chuẩn nó ở dải 0-40t hay thậm chí 0-80t đối với ứng dụng đo lực. Trong trường hợp đó thì dải đo trở thành dải hiệu chỉnh của thiết bị.

4. Khoảng Đo (ranging an intrument hay Capacity):

Công cụ để thiết lập giá trị trên và dưới của dải để nó phản ứng với độ nhạy mong muốn từ thay đổi đầu vào. Giả sử chúng ta muốn sử dụng 1 bộ quả chuẩn đo lực hiển thị trong dải từ 0-10t để cung cấp đầu ra hiển thị 0-10t (0.25mV/V). Đối với dải này, chúng ta chỉ đơn giản là thiết lập: 0 = 0mV/V, 10t = 0.25mV/V. Dải trước và sau liên quan chặt chẽ với nhau. Chỉ hiểu đơn giản là đặt lại giá trị trên và dưới ở một dải đo khác.

5. Điều chỉnh ZERO và SPAN:

Điều chỉnh ZERO và SPAN thường được thực hiện trên thiết bị đo analog và thiết bị đo thông minh. Bằng cách điều chỉnh cả 2 thông số ZERO và SPAN, chúng ta có thể thiết lập thiết bị đo cho bất kỳ dải đo nào trong dải đo được giới hạn bởi nhà sản xuất. Đối với tất cả thiết bị đo analog, điều chỉnh ZERO, SPAN có sự ảnh hưởng đến nhau. Điều đó có nghĩa bất kỳ 1 điều chỉnh nào sẽ ảnh hưởng đến giá trị khác.

Cụ thể là những thay đổi khi điều chỉnh SPAN gần như luôn luôn làm thay đổi điểm ZERO của thiết bị đo. Để hiệu chỉnh chính xác thì đòi hỏi một thiết bị đo với những điều chỉnh ZERO và SPAN không có sự ảnh hưởng đến nhau. Nghĩa là chuyển đổi qua lại giữa điểm giá trị dưới và trên của dải để không ảnh hưởng lẫn nhau, là cho việc điều chỉnh trở nên chính xác.

Tuy nhiên đối với các bộ chuyển đổi thông minh không có sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa điều chỉnh ZERO và SPAN.

6. Bộ định chuẩn:

Bộ định chuẩn dùng để hiệu chuẩn thiết bị đo cần được hiệu chuẩn. Chúng có hình thức và chức năng khác nhau với mỗi thiết bị hay là thiết bị được thiết kế để hiệu chuẩn.

7. Các loại bộ định chuẩn điển hình:

(a) Khối định chuẩn (Đo lực cho các thiết bị cân điện tử ) và bồn hơi dùng để hiệu chuẩn đầu đo nhiệt – RTDs, Cặp nhiệt..

(b) Tín hiệu chuẩn: dùng để hiệu chuẩn đồng hồ và bộ điều khiển nhiệt độ. Nó là 1 bộ định chuẩn có thể tạo một tín hiệu điện biết trước. Bao gồn điện áp, dòng điện, tín hiệu tần số chuẩn. Một tín hiệu từ 1 bộ tín hiệu chuẩn đi vào một thiết bị chưa biết, giá trị hiển thị hoặc giá trị đầu ra của thiết bị có thể được điều chỉnh cho đến khi nó trùng với tín hiệu đã biết trước. Trong mô phỏng, một loại tín hiệu chuẩn được tạo ra từ một đầu ra của cảm biến. Bộ tín hiệu chuẩn và mô phỏng thường dùng để đọc cũng như tạo ra tín hiệu.

(c) Bộ khí nén chuẩn, đây là bộ định mẫu cung cấp 1 áp suất nhất định để kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị đo áp suất. Chúng thường được sử dụng với chức năng như là một nguồn cấp áp suất.

8. Hồ sơ hiệu chuẩn:

Hồ sơ hiệu chuẩn là tài liệu được tạo ra nhằm đảm bảo lịch sử của thiết bị hoặc là thiết bị đo không bị mất, xóa. Nó cũng hỗ trợ khắc phục sự sai lệch theo thời gian trong quá trình hoạt động của thiết bị.

9. Hồ sơ hiệu chuẩn nên hiển thị:

(a) dữ liệu trước khi hiệu chuẩn.

(b) ngày hiệu chuẩn.

(c) dữ liệu hiệu chuẩn cuối cùng.

(d) tên hoặc chữ ký của kỹ thuật viên đã hiệu chuẩn.

(e) ngày hiệu chuẩn thiết bị lần sau.

 Dữ liệu trước khi hiệu chuẩn

Dữ liệu trước khi hiệu chuẩn của 1 thiết bị đo đã được hiệu chuẩn là các phản hồi (đọc được) từ thiết bị tại các điểm của quá trình hiệu chuẩn (05,25%,50%,75%,100%) trước khi thực hiện hiệu chuẩn.

 Dữ liệu sau khi hiệu chuẩn

Dữ liệu sau khi hiệu chuẩn của 1 thiết bị đo là phản hồi (đọc được) từ thiết bị tại các điểm của quá trình hiệu chuẩn (0%,25%,50%,75%,100%) sau khi thiết bị đo đã được hiệu chuẩn.

Lắp đặt Cảm biến lực Kỹ thuật số (Digital Loadcell)

  Ứng dụng Cảm biến lực kỹ thuật số trong các hệ thống cân xe tải, cân bồn chứa,… với độ ổn định và chính xác cao.

 Một số dòng phổ biến BTA-D 30t (USCells), VLC-121D 30t (VMC-USA), DHM9B-30t (USCells), HM9B-D30t (Zemic), ZSFB-D 30t (AMCells-MKCells-Keli), LU-D 30t (MKCells), C16i (HBM-Đức), PDX (Mettler Toledo),…

 Một số dòng đầu cân phổ biến: DS1M, DS3M, Di01 (MKCells), D2002E (MKCells-Keli), D2008FA (Keli-MKCells), D30, IND780 (Mettler Toledo), DIS2116 (HBM-Đức), …..

I. Các thông số cáp tín hiệu Cảm biến lực kỹ thuật số

 Lắp đặt và đấu nối cáp tín hiệu Cảm biến lực kỹ thuật số tương tự như Cảm biến lực tương tự.

 Màu dây đấu nối như sau:

 Lấy ví dụ là Cảm biến lực kỹ thuật số BTA-D 30t (USCells), VLC-121D 30t (VMC-Mỹ), DHM9B-30t (USCells), HM9B-D 30t (Zemic), ZSFB-D 30t (AMCells-MKCells-Keli màu dây cáp tín hiệu đen)

Đỏ	Nguồn ＋	Nguồn +12V	+12VDC	Màu dây Loadcell số
Đen	Nguồn －	Nối đất  GND	GND
Xanh	Tín hiệu ＋	Tín hiệu RS485＋	RS485+
Trắng	Tín hiệu －	Tín hiệu RS485－	RS485-
Vàng	Vỏ bọc	Nối đất	Nối Vỏ

1. Hãy sử dụng nguồn tuyến tính (nguồn cơ hoặc có sử dụng biến áp), không nên sử dụng nguồn biến xung, vì xung tần số cao, tạo gai nhiễu lớn sẽ gây nguy hiểm cho thiết bị.

2. Điện áp phải ổn định và nhiễu thấp. Điện áp có áp trực tiếp 12VDC, dòng điện đầu ra ≥800mA, khuyến nghị dòng điện ra là 1000mA.

3. Điện áp chuẩn phải là 7V~15V, khuyến nghị áp chuẩn là 12V.

4. Kết nối cẩn thận, nếu kết nối sai, vui lòng sửa nó càng sớm càng tốt.

II. Lắp đặt Cảm biến lực số

Ở đây chúng ta sẽ lấy ví dụ lắp một hệ cân xe tải tĩnh 120t. Việc kết nối Cảm biến lực kỹ thuật số vào hộp nối tương tự như Cảm biến lực thông thường tương tự (Vẫn là Đỏ-Đen-Xanh-Trắng đối với BTA-D 30t hoặc Xanh-Đen-Trắng-Đỏ đối với LU-D 30t). Các cảm biến lực thông thường đều được thiết kế và kết nối theo tiêu chuẩn chung hoăc theo tiêu chuẩn OIML đề xuất như sau:

 GB/T 7723-2002 cho dòng cân xe tải.

 GB/T 14249.1-1993 yêu cầu về an toàn.

 GB/T 14249.2-1993 điều kiện kỹ thuật chung.

 Hệ thống cân xe tải tĩnh 120t được lắp đặt bởi 8 Cảm biến lực số BTA-D 30t. Tải trọng lớn nhất theo lý thuyết là 240t. Để an toàn, nó luôn luôn được sử dụng tải tối đa là 120t. Thông thường vạch chia sẽ là 50kg, nhưng khách hàng luôn muốn đặt nó là 20kg hoặc đôi khi là 10kg.

1. Vị trí lắp đặt Cảm biến lực như sau (khuyến khích lắp theo như hình sau)

Lắp đặt Cảm biến lực có địa chỉ từ #1 ~ #8 tại đúng các góc tương ứng (khi lắp như vậy việc chỉnh góc lỗi theo trục sẽ dễ dàng hơn).

 

Vị trí lắp đặt các Loadcell số

2. Kết nối dây tín hiệu vào hộp nối số

Kết nối Loadcell số vào hộp nối số

 Để tránh nhầm lẫn nên đấu nối đúng địa chỉ Cảm biến lực tương ứng với số đánh dấu trên hộp nối số.

3. Đấu nối cáp tín hiệu từ hộp nối số về đầu cân hiển thị, sơ đồ đấu nối nên đọc cẩn thận

Đấu nối Loadcell số vào Đầu cân

4. Xác định địa chỉ chính xác của từng Cảm biến lực số, sau đó nhận dạng và xác định số lượng Cảm biến lực số kết nối với đầu cân

Sơ đồ đấu nối toàn bộ phần điện tử của Hệ thống cân

 Tất cả phần đấu nối về điện cơ bản là xong

III. Lỗi góc

Chúng ta cần phải điều chỉnh lỗi góc sau khi cài đặt. Trước khi điều chỉnh, chúng ta hãy phân tích lỗi do đâu:

Độ nghiêng Loadcell sẽ ảnh hưởng đến Cân điện tử

Trong ảnh (A), không có độ nghiêng, vì vậy không có lỗi góc. Trong ảnh (B), có góc nghiêng 5 độ.

VD:

F = 30,000kg, Khi nghiêng sẽ có 1 lực tác động là F’:

F’ =  (1/cos5) * 30000kg = 1.0038 * 30000kg = 30114.6kg. Vậy lỗi góc là 114.6kg

F = 5000kg, Khi nghiêng sẽ có 1 lực tác động là F’:

F’ =  (1/cos5) * 5000kg = 1.0038 * 5000kg = 5019kg. Vậy lỗi góc là 19kg

Cảm biến lực được thiết kế theo kiểu bắt cầu (đòn gánh) chịu lực chính là viên bi (C), khoảng dao động cho phép cao, tránh bị uống hay võng nhiều, hạn chế tối đa lỗi.

IV. Chỉnh góc

1. Chỉnh góc theo từng góc

Chỉnh góc theo từng góc Loadcell

 Trình tự chỉnh góc theo góc:

A. Cài các thông số trên đầu cân, như là: bước nhay ( vạch chia ),số lượng Cảm biến lực, tải trọng tối đa,…

B. Cài điểm Zero khi không tải.

C. Đặt tải lên chính giữa cân để xác định giá trị lỗi góc.

D. Bắt đầu đi từng góc.

E. Khi đi từng góc, nếu đầu cân hiển thị cao hơn giá trị chuẩn tại giữa cân, bạn cần chỉnh hệ số lỗi góc tại đó nhỏ lại, ngược lại bạn cần chỉnh cao hơn. Mỗi Cảm biến lực số luôn có các hệ số chỉnh lỗi góc cho phép khách hang được sửa đổi.

Có một công thức để tính toán hệ số lỗi góc để bạn tham khảo

K′= (1 – E÷L) × K

L: Tải đặt, E: Giá trị lỗi góc, K: Hệ số lỗi góc khởi tạo ban đầu.

(Chú ý: K= 1.0000)

2. Chỉnh góc theo từng trục, lắp đặt theo khuyến nghị ban đầu, trình tự chũng như trên (chỉnh góc theo từng góc) và vấn đề đi góc giảm xuống 1 nữa.

V. Ví dụ Cảm biến lực kỹ thuật số chỉnh lỗi góc như sau   

VD. Đặt tải 10t, đi từng góc ta có các giá trị

No.1, là 10002

No.2, là 10000

No.3, là 9998

No.4, là 9996

No.5, là 10000

No.6, là10000

No.7, là 10000

No.8, là 10000

Vậy ta có tại các Cảm biến lực No.1,3,4 có lỗi góc và cần phải thay đổi. Sử dụng công thức tính ở trên, ta sẽ có các giá trị sau khi tính:

No. 1  K’ = (1–(2÷10000))× 1.0000 = 0.9998.

No. 3  K’ = (1–(-2÷10000))× 1.0000 = 1.0002.

No. 4  K’ = (1–(-4÷10000))× 1.0000 = 1.0004.

Nhập thông số vào đầu cân (hoặc đầu cân sẽ tự động tính- trên đầu cân luôn có chức năng tự động này), nếu lỗi góc lớn, quá trình này sẽ lặp lại nhiều lần (hoặc đầu cân khi xử lý tự động sẽ hơi lâu).

 Mọi đầu cân số đều có chức năng chỉnh góc tự động theo trục cho tải nặng, VD đưa ra để tham khảo, nên áp dụng tùy trường hợp đề có hướng giải quyết nhanh nhất hoặc gọi 0988 708 308 để được tư vấn thêm.

Các ứng dụng cho Cảm biến lực kỹ thuật số

I. Thiết bị đo lường và điều khiển có độ chính xác cao

II. Áp dụng trong trường hợp không thể phân định (Zero, Span) được trong vấn đề hiệu chỉnh (không có tải lớn để hiệu chuẩn)

Ví dụ: Trong các cân bồn dầu dầu lớn, chúng ta không thể hiệu chuẩn điểm không tải và có tải bởi vì không đủ tải lớn để thực hiện. Sử dụng các Cảm biến lực kỹ thuật số, bạn vẫn có thể hiệu chuẩn đo lường (không cần tải thực) với độ chính xác cao.

III. Trong trường hợp đo lường cần độ chính xác cao

Bởi vì độ chính xác của các Cảm biến lực tương tự bị giới hạn, nó không thể được sử dụng với độ chính xác cao. Ví dụ như trong các ngành công nghiệp: Thép, đồng, kim loại quý, bông và một số ứng dụng đo khác.

IV. Trong trường hợp chống gian lận

Bởi vì dữ liệu giá trị Cảm biến lực số được mã hóa. Sẽ không thể hoặc sẽ bị cảnh báo từ Cảm biến lực số khi bị kết nối với các công cụ gian lận.

Lỗi thường gặp ở Cảm biến lực kỹ thuật số

I. Thiết bị đo lường hiển thị số không ổn định

 Xem lại nguồn điện cung cấp (Gai nhiễu quá lớn).

II. Thiết bị đo lường hiển thị báo lỗi

 Xem lại cài đặt và kết nối truyền thông.