لودسل Load Cell
لودسل (Load cell) در واقع یک سنسور یا به عبارت دقیق تر یک مبدل است که نیرهای وارد شده بر یک جسم را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. در صنعت بیشترین کاربری لودسل ها برای تبدیل وزن اجسام به سینگال الکتریکی است.
ساختار داخلی انواع لودسل ها به صورت کلی از یک سیستم تبعیت می کند؛اما ممکن است در ویژگی های مختلف متفاوت باشند.به صورت کلی هر لودسل یک بدنه فلزی دارد که استرین گیج ها یا همان کرنش سنج ها روی آن محکم شده اند. این بدنه معمولا از آلومینیوم، فولاد آلیاژی یا فولاد ضد زنگ ساخته می شود تا در کنار داشتن استحکام بالا خاصیت کشسانی اندکی هم داشته باشد.
این خاصیت کشسانی در لودسل ها با عنوان “المان فنری” شناخته می شود.زمانی که نیرویی به المان فنری یا همان بدنه فلزی وارد می شود باعث ایجاد دفورمگی می شود که این تغییر ظاهر تا زمانی که اضافه بار (overload) به آن وارد نشده باشد، قابل برگشت است.به محض اینکه المان فنری تغییر شکل بدهد، استرین گیج های متصل به آن هم تغییر شکل خواهند داد و این تغییر مقاومت کرنش سنج ها را می توان به صورت ولتاژ اندازه گیری کرد. مقدار تغییر این ولتاژ تاثیرگرفته از میزان وزن بار اعمال شده به لودسل است در نتیجه می توان با استفاده از این مقدار ولتاژ، اندازه وزن جسم را تعیین کرد.لودسل ها بر اساس ویژگی های متنوع مثل موارد زیر به انواع گوناگونی دسته بندی می شوند که هر یک برای دستیابی به یک مقصود خاص مورد استفاده هستند:
- جهت نیروی وارد شده که شامل لودسل های کششی ، فشاری، نوسانی و خمشی می شود
- دقت اندازه گیری که شامل انواع لودسل دقت بالا، دقیق، استاندارد و همه کاره می شود
- شکل فنر داخلی
- ظاهر خارجی و بدنه لودسل
- سایر ویژگی ها مثل محل وارد شدن نیرو به حسگر
لودسل تک نقطه ای (Single Point)
ساده ترین نوع لودسل ها مدل Single Point است که می تواند اعمال نیرو را تنها در یک نقطه اندازه بگیرد وفقط برای اندازه فشار و وزن از آن استفاده می شود نه مواردی مثل کشش.این نوع لودسل به این نحو عمل می کند که با استفاده از یک استرین گیج تاثیر دفورمه شدن حسگر در اثر وزن اعمال شده را اندازه می گیرد وآن را به ولتاژ تبدیل می کند.از معایب لودسل تک نقطه ای می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- محدوده ظرفیت وزنی زیر یک تن (نهایتا ۶۰۰ کیلوگرم) برای این لودسل ها
- اندازه گیری وزن فقط در حالت فشاری و در یک نقطه
لودسل صفحه ای (Planar Beam)
این نوع لودسل ها ساختار بسیار ظریف و در عین حال قدرتمندی دارند که در ترازوهای صفحه ای و موارد خاص ماننده پزشکی استفاده می شود.
لودسل آکاردئونی (Bending Beam)
طراحی مکانیکی این مدل از لودسل ها برای جاهایی که لرزش شدید وجود دارد در نظر گرفته شده.این طراحی لرزش های مکانیکی ای را که می تواند ناشی از وجود یک میکسر یا ویبراتور باشد را به شدت کاهش می دهد.از جمله معایب انواع آکاردئونی می توان به قیمت بسیار بالا در مقایسه با مدل تک نقطه ای اشاره کرد