Công nghệ cảm biến lực kỹ thuật số
Cảm biến lực kỹ thuật số và giá trị ISN trong hệ thống cân điện tử
Cảm biến lực kỹ thuật số, hay digital load cell, là loại load cell có mạch xử lý tín hiệu và vi xử lý bên trong. Mỗi cảm biến lực có một địa chỉ riêng, đầu cân đọc dữ liệu và giao tiếp với từng cảm biến thông qua địa chỉ này.
So với cảm biến lực analog truyền thống, load cell kỹ thuật số giúp hệ thống cân ổn định hơn, dễ kiểm tra lỗi hơn và hỗ trợ tốt hơn cho các thao tác kỹ thuật như cài đặt địa chỉ, kiểm tra ISN, chỉnh góc, phát hiện load cell bất thường và bảo trì sau này.
Trong các hệ thống cân xe tải hiện đại, KALA có thể sử dụng các giải pháp cảm biến lực số như CASC KDS-D / KDB-D Digital Load Cell 30tf kết hợp với đầu cân kỹ thuật số phù hợp để tăng độ tin cậy, giảm nhiễu tín hiệu và hỗ trợ kiểm tra từng load cell trong hệ thống.
| CPU Xử lý tín hiệu | RS-485 Truyền thông số | ISN Giá trị trả về | Address Địa chỉ load cell |
Load cell kỹ thuật số khác gì load cell analog?
| Đặc điểm | Load cell analog | Load cell kỹ thuật số |
|---|---|---|
| Tín hiệu | Tín hiệu mV/V rất nhỏ, dễ bị ảnh hưởng bởi dây dài, nhiễu điện và hộp nối. | Tín hiệu được xử lý trong load cell và truyền về đầu cân dạng số. |
| Địa chỉ cảm biến | Không có địa chỉ riêng; tín hiệu thường được cộng trong hộp nối. | Mỗi load cell có địa chỉ riêng, đầu cân có thể đọc từng cảm biến độc lập. |
| Chỉnh góc | Thường chỉnh bằng biến trở trong hộp nối. | Có thể chỉnh trên đầu cân thông qua hệ số từng load cell hoặc từng góc. |
| Chẩn đoán lỗi | Khó xác định nhanh load cell lỗi nếu không đo kiểm riêng. | Đầu cân có thể cảnh báo mất tín hiệu, sai địa chỉ hoặc cảm biến bất thường. |
Ưu điểm của hệ thống cân kỹ thuật số
| Ưu điểm | Giá trị kỹ thuật |
|---|---|
| Độ tin cậy cao | Mạch điện tử được bảo vệ tốt hơn, tín hiệu đã được xử lý trong cảm biến trước khi truyền về đầu cân. |
| Cảnh báo khi có lỗi | Đầu cân có thể kiểm tra từng load cell. Khi mất tín hiệu, sai địa chỉ hoặc lỗi truyền thông, hệ thống có thể cảnh báo để xử lý nhanh hơn. |
| Độ chính xác và độ phân giải tốt | Bộ A/D và CPU trong load cell hỗ trợ xử lý zero, tuyến tính, bù nhiệt độ và các sai số nội bộ trước khi trả dữ liệu về đầu cân. |
| Chỉnh góc thuận tiện | Đầu cân có thể đọc từng load cell, tính toán sai số từng góc và hỗ trợ chỉnh hệ số trực tiếp trên bộ chỉ thị. |
| Truyền tín hiệu xa hơn | Truyền thông RS-485 giúp tín hiệu ổn định hơn trong môi trường công nghiệp, đặc biệt với cân xe tải và trạm cân ngoài trời. |
Cấu trúc xử lý tín hiệu trong load cell số
Mô hình xử lý tín hiệu trong board mạch kỹ thuật số của load cell.
| Khối xử lý | Chức năng |
|---|---|
| Strain gauge / cầu điện trở | Biến đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện rất nhỏ. |
| Khuếch đại tín hiệu | Khuếch đại tín hiệu analog trước khi chuyển đổi sang dữ liệu số. |
| Bộ chuyển đổi A/D | Chuyển tín hiệu analog sang tín hiệu số, thường dùng độ phân giải cao để tăng khả năng đọc tín hiệu nhỏ. |
| CPU trong load cell | Xử lý zero, tuyến tính, bù nhiệt độ, bù độ trễ, quản lý địa chỉ và truyền thông RS-485. |
ISN là gì?
ISN có thể hiểu là giá trị số mà load cell kỹ thuật số trả về sau khi xử lý tín hiệu. Khi không tải, giá trị ISN lý tưởng gần 0. Khi có tải, ISN tăng theo lực tác dụng lên cảm biến. Đầu cân sử dụng dữ liệu này để tính trọng lượng, kiểm tra phân bố tải và hỗ trợ chỉnh góc.
Khi không tải, giá trị ISN lý tưởng gần 0.
Khi có tải, giá trị ISN tăng theo lực tác dụng lên load cell.
Cách quy đổi ISN sang trọng lượng
| Ví dụ | Cách tính | Giá trị 1 ISN |
|---|---|---|
| Load cell 30 tấn, 30,000 ISN | 30,000 kg / 30,000 ISN | 1 ISN = 1 kg |
| Load cell 40 tấn, 30,000 ISN | 40,000 kg / 30,000 ISN | 1 ISN = 1.333 kg |
| Load cell 100 kg, 30,000 ISN | 100 kg / 30,000 ISN | 1 ISN = 0.003333 kg, khoảng 3.333 g |
Khi tính trọng lượng từ ISN, cần lấy giá trị có tải trừ giá trị không tải. Ví dụ không tải = 2 ISN, có tải = 1002 ISN, phần tăng thêm là 1000 ISN. Nếu 1 ISN = 1 kg thì tải thực tế là 1000 kg.
Đầu cân đọc nhiều load cell như thế nào?
Đầu cân gửi yêu cầu đến từng địa chỉ load cell và nhận dữ liệu trả về.
| Bước | Quá trình truyền thông |
|---|---|
| 1 | Đầu cân gửi yêu cầu đọc đến load cell địa chỉ số 1, load cell số 1 trả dữ liệu về. |
| 2 | Đầu cân gửi yêu cầu đọc đến load cell địa chỉ số 2, load cell số 2 trả dữ liệu về. |
| 3 | Quy trình tiếp tục theo từng địa chỉ load cell trong hệ thống. |
| 4 | Nếu một load cell không trả dữ liệu trong thời gian cho phép, đầu cân có thể gửi lại yêu cầu hoặc cảnh báo lỗi truyền thông. |
Lưu ý kỹ thuật: cảm biến lực số thường ít lỗi hơn về tín hiệu so với analog, nhưng cần đặc biệt chú ý lỗi kết nối, lỗi địa chỉ, dây A/B RS-485, nguồn cấp và cách chống nhiễu/chống ẩm trong hộp nối.
Sản phẩm liên quan
| Sản phẩm | Ứng dụng |
|---|---|
| CASC KDS-D / KDB-D Digital Load Cell 30tf | Load cell kỹ thuật số cho cân xe tải, cân đường sắt và cân silo, hỗ trợ truyền thông RS-485. |
| DS8 Digital Weighing Indicator | Đầu cân kỹ thuật số hỗ trợ hiệu chuẩn, chỉnh góc, truyền thông và in phiếu cân cho hệ thống cân xe tải. |
KALA Weight System
Tư vấn cảm biến lực số, đầu cân kỹ thuật số và giải pháp cân xe tải