Load Cell Teori

Load Cell Teori



Aplikasi Buat Timbangan, Weigher, Weighing, Weighing System, Scale,Weigh
Load Cell adalah komponen utama disistem Timbangan, Tingkat keakurasian Timbangan tergantung dari Jenis/Type/Merk Load Cell yang dipakai, sedangkan keakurasian Timbangan menentukan efisiensi pada dunia industri, dewasa ini setiap transaksi jual beli yang menggunakan satuan Kilogram/LB dll, diwajibkan menggunakan Timbangan yang Dilegalisasi oleh Departemen Perdagangan melalui Direktorat Metrologi yang berwenang untuk men-Sahkan/melegalisasikan Timbangan melalui system TERA, diwajibkan untuk melakukan TERA maksimal setahun sekali, dikarenakan Semua Timbangan dalam proses pemakaiannya pada jangka waktu tertentu akan mengalami deformasi mekanis pada frame Timbangan. Dalam hal ini akan berpengaruh terhadap tingkat keakurasian dari Load Cell dan pada Timbangan tersebut, sehingga harus dilaksanakan Kalibrasi menggunakan Test Weigh/Batu Standar dari Metrologi. Kalibrasi tersebut adalah untuk menyamakan tegangan Load Cell dibandingkan dengan Batu standar yang dibaca di Indicator Timbangan. Jadi kita bisa membayangkan betapa pentingnya Load Cell itu. Berikut ini akan kita bahas mengenai definisi Load Cell.

Konduktor
Sebuah Konduktor atau kawat memiliki sejumlah resistansi.Tergantung pada diameternya. Semakin besar diameter, makin rendah Resistansinya. Jika kita meregangkan kawat, Kawat akan berkurang diameter atau luas penampangnya, sehingga akan meningkatkan Resistansi. Demikian juga untuk Sebaliknya juga sama. Jika kawat kita tekan/kompres, diameternya akan meningkat dan Resistansinya menurun. Karena itu diperlukan kekuatan untuk perhitungan regangan atas kawat untuk proses penekanan dan peregangan tersebut, kawat dapat dikonfigurasi untuk mengukur kekuatan konfigurasi kawat ini disebut Strain Gauge.
Strain Gauge
Strain Gauge terdiri dari kawat panjang yang sangat halus yang ditenun bolak-balik didalam suatu dalam kotak dan diletakkan di atas selembar kertas atau plastik yang disebut basis. Sebuah kawat yang umum digunakan adalah paduan tembaga-nikel, dengan diameter sekitar satu seperseribu inci (001 "). Kawat dibentuk zig-Zag untuk membentuk suatu grid sehingga akan meningkatkan panjang efektif dari kawat yang berada di bawah pengaruh gaya yang diterapkan untuk itu kawat tersebut. Diletakkan diatas dan melekat ke ujung Pengukur. Strain gauges dapat dibuat sangat kecil, kadang-kadang lebih kecil dari 1 / 64 ". Ini adalah sebuah ukuran yang disemen atau dicetak ke benda logam yang kuat, biasanya disebut sebagai beban penerima elemen, untuk membuat sebuah load cell. Alat pengukur dikonfigurasi ke dalam rangkaian yang disebut JembatanWheatstone/wheatstone Bridge.

Jenis rangkaian resistif yang digunakan dalam sel beban adalah Jembatan Wheatstone.
NOTE: Semua Resistors Adalah sama.  A adalah symbol untuk am-meter.
Keseimbangan Jembatan Wheatstone
Bila daya digunakan untuk menjembatani ini, arus yang mengalir dicabang R1/R3 sama dengan arus yang mengalir di R2/R4 cabang. Hal ini benar karena semua resistor adalah samaKarena tidak ada perbedaan tegangan antara titik 1 dan 2 pada aliran arus melalui ammeter tersebutJembatan ini berada dalam kondisi seimbangSekarang mari kita meningkatkan resistansi  R1 dan R4 ke 350,  5ohm, dan menurunkan resistensi R2 dan R3 untuk 349,5 ohm      
Ketakseimbangan Jembatan Wheatstone
Seperti yang Anda lihat,  jembatan menjadi tidak seimbang.  Sebenarnya ada tiga jalur untuk aliran arus dalam rangkaian ini.
  • Jalur 1 terminal baterai negatif melalui R2 dan R4 kembali keterminal baterai positif
  • Jalur 2 terminal baterai negatif melalui R1 dan R3 kembali keterminal baterai
  • Jalur 3 terminal baterai negatif melalui R2, ammeter, R3 dan kembali ke positif terminal baterai.
Perhatikan saat ini terdapat aliran arus melalui ammeter tersebut. Aliran arus ini adalah hasil dari perbedaan potensial antara poin 1 dan 2. Semakin besar beda potensial, aliran arus semakin besar yang melalui ammeter tersebut.

LoadCell Kita bisa mengambil strain gauge dan teori-teori jembatan Wheatstone dan menggunakannya untuk membangun sebuah Load CellSeperti berat ditempatkan di atas garispanjang garis  akan menurun. garis ini juga akan menjadi "gemuk," atau menonjol keluarDua strain pengukur ditempatkan berlawanan satu sama lain untuk menanggapi secara proporsional terhadap perubahan panjang tersubutDua alat pengukur lainnya ditempatkan pada sisi berlawanan dari garis dan merespon perubahan tonjolan garis itu. Sejak sepasang alat ukur regangan dipasang mereka kawat menjadi lebih pendek diameter kawat menjadi lebih besar dan mengurangi resistensi merekaYang lainnya sepasang pengukur regangan diposisikan yang akan memperpanjang kabel tersebut, sehingga akan menurunkan diameter dan meningkatkan Resistansi kawat tersebutJika kita menggantungkan berat yang sama dari bagian bawah garis, bukan menekan garis, kami akan menempatkan ketegangan/Stres di atasnyaAlat pengukur garis dan regangan akan bertindak dalam arah yang berlawanan tapi masih dalam peregangan dan penekanan kabel dengan jumlah yang sama.
  
Strain Gauge
Kita bisa ukur regangan kawat tersebut ke konfigurasi JembatanWheatstoneKita juga bisa mengkalibrasi ammeter untuk membaca dalam Kilogram bukannya ampere. Akibatnya, kita bisa benar-benar memiliki Timbangan/Skala. Tentu saja ini adalah kasar, Timbangan/Skala yang sangat tidak akuratHal ini dimaksudkan untuk menunjukkan prinsip dasar Load CellLoad Cell dibuat dalam berbagai bentuk dan konfigurasiUkuran alat  strain ditempatkan secara strategis untuk kinerja puncak.

Load Cell

Teori Elektrik Load Cell Kami telah menggantikan ammeter dengan voltmeter sesuatu  yang akan mewakili untuk ditampilkan pada indikator berat  kita.  Juga, akan mengarah dan terhubung ke indikator menggunakan signal  + Sig dan-Sig. Baterai/power supply 10 volt, merupakan power supply yang terdapat pada indikator yang akan menyediakan tegangan yang tepat untuk merangsang kekuatan load cellLoad Cell yang kami buat memiliki Nilai-nilai resistansi yang mewakili empat pengukur regangan kamiKarena di dalam Load Cell kami, resistensi strain gauge semua adalah samaMenggunakan Hukum Ohm kita configure tegangan penurunan pada titik-titik 1 dan 2. Setiap cabang berisi 350Ω + 350Ω = 700Ω ResistansiAliran arus di cabang tersebut dan tegangan cabang dibagi dengan perlawanan cabang.

Wiring Sebuah Load Cell  bisa memiliki kabel dengan empat atau enamkabel. Sebuah Load Cell dengan enam kabel, di samping memiliki signal+-signal,  tegangan +,  dan Tegangan -. Dan sense +, sense-.  Jalur sense ini akan terkoneksi ke jalur sense indicator.  Jalur- jalur kabel ini memberitahukan indicator tegangan sebenarnya pada Load Cell. Kadang-kadang ada drop tegangan antara indikator dan Load Cell.  Jalur Sense memberikan informasi kembali (feed Back) ke indicator. Indikator akan menyesuaikan tegangannya untuk mengganti hilangnya tegangan, atau memperkuat  signal kembali untuk mengkompensasi hilangnya kekuatan,power pada Load Cell.  Kode warna pada Load Cell  akan  membantu  koneksi dengan tepat.  Data Sheet Load Cell ada pada form data sheet pada Load Cell. Yang berisi informasi kode warna untuk sel itu. Kita mempunyai konfigurasi warna pada kabel load Cell yang terdapat pada datasheet pada waktu proses pembelian(panduan).

Calibration Data Setiap Load Cell dilengkapi dengan lembar data atau sertifikat kalibrasi. Lembar ini memberikan data yang relevan tentang Load Cell  Anda.  Lembar data disesuaikan dengan Load Cell dengan nomor model, nomor seri dan kapasitasnyaInformasi lainnya  yang ditemukan pada lembar data kalibrasi yang khas adalah output dinyatakan dalam mV / V,  tegangan eksitasi, non-linieritas, histeresis,  Zerro, resistansi input, resistansi output,  pengaruh suhu pada kedua output, tahanan isolasi dan panjang kabel. Kode warna kabel juga disertakan pada lembar data kalibrasi.

Output
Output Load Cell tidak hanya ditentukan oleh berat/beban yang diterima, tetapi juga oleh kekuatan tegangan eksitasi, yang dinilai dalam output sensitivitas mmV / V pada kapasitas maksimal penuhSebuah keluaran khas beban maksimal untuk Load Cell adalah 3 milivolt /volt (mV / V). ini berarti bahwa untuk setiap volt tegangan eksitasi diterapkan pada Beban maksimal akan ada 3 milivolt output signalJika kita memiliki £ 100 diterapkan pada Load Cell 100 Kg dengan 10 eksitasi volt diterapkan pada load cell, kekuatan sinyal akan 30 mV. Itu adalah 10V x 3 mV / V = 30 mVLoad Cell kami menggunakan  hanya £ 50 untuk Load Cell, menjaga tegangan eksitasi kami di 10 volt.

Contoh Data sheet load cell

  • Model No. 50210-25
  • Serial No. 37647
  • Capacity 25 lbs
  • Output 3.0678 mV/V
  • Excitation 10 Volts
  • Non-Linearity < 0.010 % FSO
  • Hysteresis < 0.010 % FSO
  • Zero Balance -0.0230 mV/V
  • Input Resistance 375 Ohms Nominal
  • Output Resistance 350 Ohms
  • Temperature Effect
  • Output < 0.0005 % /F
  • Zero < 0.0010 % /F
  • Insulation Resistance 5000 Mega Ohms at 50 VDC
  • Cable Length 20 ft
  • NTEP Certifi cate No. ****
  • Minimum Dead Load (lb) ****
  • Class ****
  • V min ****
  • n Maximum ****
  • Load Cell Usage ****
  • Safe Load Limit (lb) ****
  • Wiring
  • Red + Input
  • Green + Output
  • White - Output
  • Black - Input
  • Shield

Istilah-Istilah Yang berhubungan dengan Load Cell Dan Timbangan.
Sekarang Kita tahu bahwa Load Cell adalah seperangkat alat Elektromekanis. Ini yang dapat disebut dengan  Transduser karena mengkonversi salah satu bentuk energy lain yaitu - force mekanis atau stres menjadi energi listrik. Sebuah Load Cell memiliki berbagai karakteristik yang terukurKarakteristik ini ditentukan oleh jenis logam yang digunakanbentuk Load Cell dan seberapa baik ia dilindungi dari lingkungannya. Untuk memahami Load Cell dengan lebih baik ada istilah-istilah yang Anda butuhkan agar kita bisa tahu pengaplikasiannya, khususnya pada Timbangan.

Kalibrasi : Perbandingan output Load Cell terhadap beban uji standar (Test Weigh). -  

Combined Error : (Nonlinieritas dan hysteresis) - Simpangan maksimum dari garis lurus yang ditarik pada saat tidak ada beban  dan output beban yang diketahui dapat dinyatakan sebagai persentase dari keluaran beban dan Timbangan pada saat beban dinaikkan dan diturunkan.

Creep : Perubahan output Load Cell terjadi dari waktu ke waktu, untuk beban sementara, dan dengan segala kondisi lingkungan dan variabel lainnya tetap konstan. - 

Creep Recovery : Perubahan pada saat tidak ada beban, dengan waktu tertentu, dan setelah penghapusan beban yang telah diterapkan untuk jangka waktu tertentu. - Drift : Suatu perubahan acak dalam output pada kondisi beban konstan. - Eccentric Load : Setiap beban yang diterapkan paralel, tetapi tidak konsentris, dengan sumbu utama. -  Error : Perbedaan aljabar antara nilai Beban yang ditunjukkan dan benar dan sedang diukur.

Excitation : Tegangan tersebut diterapkan pada terminal masukan dari load cell. Load Cell Kebanyakan memiliki eksitasi diperingkat tegangan 10 VDC. Ada Load Cell yang mempunyai ketersediaan pada nilai 15, 20 dan 25 VDC dan juga ada beberapa yang memiliki keduanya AC dan DC.

Hysterises : Perbedaan antara bacaan output maksimum beban Load Cell yang diterima. Dapat diperoleh dengan meningkatkan beban dari nol, dan bacaan lainnyadiperoleh dengan mengurangi beban dari beban pengenalHisteresis diukur sebagai persentase dari keluaran pengenal kapsitas maksimal (FS%). Nilai sel hysteresis beban yang umum adalah 02% F.S., 0,03% F.S. dan 05% F.S.



Input Bridge Resistance : Resistansi masukan dari load cell. Hal ini diukur denganmenempatkan ohmmeter melintasi mengarah masukan atau eksitasi. Hal ini biasanya lebih tinggi dari jembatan resistansi keluaran karena adanya kompensasi resistor di sirkuit eksitasi.

Insilation Resistance : Resistansi DC diukur diantara rangkaian Load cell dan struktur Load Cell.


Non-liniearity : Penyimpangan maksimum dari kurva kalibrasi dari garis lurus yang diambil pada saat  tidak ada beban dan pada saat ada beban. Itu dinyatakan sebagai persentase dari keluaran kapasitas maksimal Timbangan. Hal ini diukur pada peningkatan beban saja. Common non-linearitas nilai-nilai yang .02% F.S. dan 0,03% F.S.


Output : Signal yang dihasilkan oleh load cell dimana output berbanding lurus dengan eksitasi dan beban yang diterapkan. Sinyal harus dalam istilah seperti milivolt per volt (mV /V) atau volt per ampere (V / A).


Output Bridge Resistance : Hambatan keluaran dari sel. Hal ini diukur dengan menempatkan ohmmeter diantara  signal mengarah atau signal yang  keluar. Resistensi jembatan umumnya  adalah 350Ω, 480Ω, 700Ω, 750Ω dan 1000Ω. - Output Rate : Perbedaan aljabar antara output tanpa beban dan output pada saat ada beban. 


Reapeatibility : Perbedaan antara bacaan output maksimum Load Cell untuk beban yang sama dan waktu yang identik.


Resolution : Perubahan terkecil di input mekanis yang menghasilkan perubahan yang terdeteksi dalam singal output.

Safe Overload Rating : Beban maksimum, dalam persen kapasitas beban, yang dapatditerapkan tanpa menghasilkan pergeseran permanen dalam karakteristik kinerja luar yang spesifik, ed. Sebuah rating overload umum yang aman adalah 150% F.S. - 


Sensitivity : Rasio perubahan output terhadap perubahan input mekanis.


Shock Load : Sebuah peningkatan mendadak dalam beban biasanyadisebabkan oleh berat menjatuhkan ke Timbangan (Beban Kejut). Dapat menyebabkan kerusakan permanen pada Load Cell.

Side Load : Setiap beban bertindak 90 ° terhadap sumbu utama di titik beban aksial. - 


Tolerance : Sebuah besaran yang memperbaiki batas kesalahan yang diperbolehkan atau permulaan  dari kinerja yang benar.


Ultimate Overload rating : Sebuah besaran yang memperbaiki batas kesalahan yang diperbolehkan atau permualaan dari kinerja yang benar.


Zero Balance : Sinyal keluaran dari load cell dengan eksitasi pengenal dan dengantanpa beban yang diterapkan, biasanya dinyatakan dalam persen dari keluaran pengenal


Tidak ada komentar:

Posting Komentar