Cách thức hoạt động của cảm biến tải trọng: Khoa học đằng sau độ chính xác của cầu cân

Cách thức hoạt động của cảm biến tải trọng: Câu trả lời ngắn gọn

Cảm biến tải trọng chuyển đổi lực cơ học—trọng lượng—thành tín hiệu điện. Bên trong mỗi cảm biến tải trọng là một phần tử kim loại sẽ biến dạng nhẹ khi chịu tải. Liên kết với phần tử đó là các máy đo biến dạng: các lá điện trở mỏng có điện trở thay đổi khi chúng giãn ra hoặc nén lại. Sự thay đổi điện trở đó tạo ra điện áp đầu ra có thể đo được tỷ lệ thuận với lực tác dụng. trong một cầu cân , nhiều cảm biến tải trọng được đặt dưới boong và các tín hiệu điện kết hợp của chúng được xử lý bằng chỉ báo hoặc hộp nối để hiển thị chỉ số trọng lượng.

Đó là cơ chế cốt lõi. Mọi thứ khác—niêm phong kín, bù nhiệt độ, bảo vệ quá tải, đầu ra kỹ thuật số—là kỹ thuật được xây dựng dựa trên nguyên tắc cơ bản đó. Việc hiểu rõ các chi tiết rất quan trọng vì việc lựa chọn, lắp đặt và bảo trì cảm biến tải trọng trực tiếp xác định mức độ hoạt động chính xác và đáng tin cậy của cầu cân qua nhiều năm hoạt động.

Máy đo biến dạng: Cốt lõi của mọi cảm biến tải trọng

Máy đo biến dạng là bộ phận cảm biến giúp công nghệ cảm biến tải trọng trở nên khả thi. Nó bao gồm một mẫu lá kim loại mịn—thường là hợp kim niken-crom—được liên kết bằng chất kết dính với bề mặt của thân kim loại đàn hồi, thường là thép hợp kim cao cấp hoặc thép không gỉ. Khi thân kim loại biến dạng dưới tác dụng của trọng lượng, lá kim loại cũng biến dạng theo nó. Điều này làm thay đổi điện trở của lá kim loại theo mối quan hệ được mô tả bởi hệ số đo (GF).

Hệ số đo của hầu hết các máy đo biến dạng kim loại là xấp xỉ 2.0 , nghĩa là chủng 0,1% tạo ra sự thay đổi 0,2% về điện trở. Đối với máy đo biến dạng 350 ohm tiêu chuẩn, điều đó có nghĩa là sự thay đổi điện trở khoảng 0,7 ohm—một giá trị nhỏ đòi hỏi phải thiết kế mạch cẩn thận để đo chính xác.

Mạch cầu Wheatstone

Cảm biến tải trọng sử dụng bốn cảm biến đo biến dạng được sắp xếp theo cấu hình cầu Wheatstone. Hai đồng hồ đo được đặt ở trạng thái căng (chúng giãn ra khi chịu tải) và hai đồng hồ đo ở trạng thái nén (chúng rút ngắn lại khi chịu tải). Sự sắp xếp này cung cấp một số lợi thế quan trọng:

• Tín hiệu đầu ra được tăng gấp đôi so với sử dụng một thước đo đơn, cải thiện độ nhạy.
• Hiệu ứng nhiệt độ bị loại bỏ vì cả bốn đồng hồ đo đều trải qua cùng một môi trường nhiệt.
• Các lỗi phi tuyến tính được giảm thiểu thông qua việc bố trí thước đo đối diện.
• Cầu tạo ra đầu ra bằng 0 khi tải bằng 0 (đầu ra bằng 0), giúp xử lý tín hiệu dễ dàng hơn.

Điện áp kích thích tiêu chuẩn 5 đến 15 volt DC được áp dụng trên cầu. Ở công suất định mức, cây cầu tạo ra đầu ra ở mức milivolt—thường 2 mV/V , nghĩa là kích thích 10V tạo ra 20 mV khi đầy tải. Tín hiệu này sau đó được khuếch đại và xử lý.

Các loại cảm biến tải trọng được sử dụng trong cầu cân

Không phải tất cả các ô tải đều có chung hình dạng. Hình dạng bên trong của phần tử đàn hồi xác định cách nó biến dạng, điều này ảnh hưởng đến độ chính xác, phạm vi công suất và sự phù hợp với các cấu hình cầu cân khác nhau.

Cảm biến tải nén

Đây là loại phổ biến nhất được tìm thấy trong các cầu cân gắn trên hố và trên bề mặt. Chúng được thiết kế để chịu tải theo một trục—thẳng xuống—và thường có dạng hình trụ hoặc hình bánh kếp. Các tế bào nén được sử dụng trong cân xe tải có khả năng xử lý từ 50 tấn đến hơn 150 tấn mỗi tế bào , với sáu đến mười hai ô thường hỗ trợ toàn bộ sàn cầu cân. Chúng chắc chắn, dễ lắp đặt và xử lý tải trọng bên một cách hợp lý khi được trang bị phần cứng lắp đặt phù hợp.

Cảm biến tải trọng dạng chùm uốn

Ô dầm uốn hoạt động theo nguyên lý dầm đúc hẫng hoặc dầm hai đầu. Tải trọng tác dụng lên một hoặc hai điểm dọc theo dầm cố định ở đầu kia, làm cho dầm bị uốn cong. Máy đo biến dạng được đặt ở vị trí mômen uốn tối đa sẽ ghi lại biến dạng này. Những cảm biến này phổ biến trong các cân sàn có biên dạng thấp và một số thiết kế cầu cân di động nhất định vì chúng có thể được lắp đặt ở dạng mặt cầu rất nông. Chúng thường được sử dụng cho các năng lực dưới 20 tấn mỗi tế bào .

Cảm biến tải trọng tia cắt

Các tế bào chùm tia cắt đo ứng suất cắt thay vì uốn hoặc nén trực tiếp. Các máy đo biến dạng được định hướng một góc 45 độ so với trục chùm tia để ghi lại biến dạng cắt tối đa. Thiết kế này rất không nhạy cảm với điểm áp dụng tải trọng—một lợi thế đáng kể trong các ứng dụng cầu cân trong đó tải trọng trục của xe có thể không tiếp đất ở một vị trí chính xác. Dầm cắt mang lại độ chính xác tuyệt vời, thường đạt được OIML Lớp C3 trở lên , và được sử dụng rộng rãi trong cả máy cân trục di động và lắp đặt cầu cân cố định.

Cảm biến tải trọng điểm đơn

Các ô đơn điểm được thiết kế để cung cấp số đọc chính xác bất kể tải được đặt ở đâu trên bệ—trong giới hạn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các cân bệ nhỏ hơn và hiếm khi được tìm thấy trong các cầu cân xe tải cỡ lớn. Tuy nhiên, chúng xuất hiện trong một số máy đo đệm trục được sử dụng để kiểm tra thực thi nhanh chóng trên đường.

Từ tín hiệu thô đến đọc trọng lượng: Đường dẫn tín hiệu trong cầu cân

Hiểu cách một tế bào tải hoạt động độc lập chỉ là một phần của bức tranh. Trong quá trình lắp đặt cầu cân, nhiều cảm biến tải trọng hoạt động cùng nhau và tín hiệu của chúng trải qua nhiều giai đoạn xử lý trước khi giá trị trọng lượng xuất hiện trên màn hình.

Bước 1: Đầu ra ô riêng lẻ

Mỗi cảm biến tải trọng bên dưới sàn cầu cân tạo ra tín hiệu mức milivolt tỷ lệ với lực mà nó đang mang. Vì tải từ một phương tiện không bao giờ được tập trung hoàn hảo nên các ô riêng lẻ sẽ có phần chia không đồng đều. Một chiếc xe tải 60 tấn đậu không đối xứng có thể chịu được 12 tấn ở một góc và 8 tấn ở một góc khác.

Bước 2: Hộp nối và tổng hợp tín hiệu

Tất cả các cáp di động riêng lẻ đều chạy đến hộp nối (còn gọi là hộp tổng hợp). Bên trong, các tín hiệu được kết hợp—một cách thụ động thông qua mạng tổng điện trở hoặc chủ động thông qua khuếch đại. Hộp nối tổng thụ động sử dụng điện trở cắt để điều chỉnh sự khác biệt về độ nhạy của ô, đảm bảo rằng tải 1 tấn trên bất kỳ ô nào cũng tạo ra sự đóng góp giống hệt nhau cho đầu ra tổng. Bước hiệu chuẩn này rất quan trọng: nếu không có nó, vị trí của tải trên mặt cầu cân sẽ ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

Bước 3: Khuếch đại và chuyển đổi Analog sang Digital

Tín hiệu milivolt tổng hợp—vẫn còn rất nhỏ—truyền đến bộ chỉ báo trọng lượng. Bên trong, một bộ khuếch đại thiết bị đo chính xác sẽ tăng cường tín hiệu, thường ở phạm vi 0–10 volt. Sau đó, bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) sẽ lấy mẫu tín hiệu khuếch đại. Sử dụng chỉ báo cầu cân hiện đại ADC 24-bit , cung cấp hơn 16 triệu bước riêng biệt trên phạm vi đo. Độ phân giải này tốt hơn nhiều so với mức tăng màn hình được yêu cầu về mặt pháp lý, mang lại khả năng đọc ổn định và chống nhiễu.

Bước 4: Lọc và hiển thị kỹ thuật số

Dữ liệu ADC thô bị nhiễu. Tải trọng gió, rung động của xe và nhiễu điện đều gây ra những dao động nhanh chóng. Bộ vi xử lý của chỉ báo áp dụng các thuật toán lọc kỹ thuật số—thường là các bộ lọc trung bình hoặc dựa trên tần số có thể định cấu hình—để trích xuất giá trị trọng số ổn định. Giá trị hiển thị cuối cùng được làm tròn đến khoảng thang đo được phê duyệt, mà đối với các cầu cân thương mại hợp pháp thường là 20 kg đối với cân 60 tấn.

Thông số kỹ thuật cảm biến tải trọng chính và ý nghĩa của chúng đối với hiệu suất của cầu cân

Khi chọn cảm biến tải trọng cho cầu cân, các số liệu trong bảng dữ liệu sẽ dự đoán trực tiếp chất lượng đo. Đây là ý nghĩa thực sự của từng thông số kỹ thuật trong thực tế.

Công suất định mức (Emax)

Tải tối đa của tế bào được thiết kế để đo chính xác. Để đảm bảo an toàn, cảm biến tải trọng cũng được xếp hạng về mức quá tải an toàn—thường 150% công suất định mức —và tình trạng quá tải tột độ trước khi bị hư hỏng vĩnh viễn, thường là 300% . Một cầu cân xử lý tổng trọng lượng xe 60 tấn được hỗ trợ bởi sáu ô cần có các ô được định mức chịu được ít nhất 15 tấn mỗi ô khi tính đến sự phân bổ tải trọng, cộng với giới hạn quá tải đủ cho tải động khi xe vào.

Lớp chính xác (nmax)

OIML (Tổ chức Đo lường Pháp lý Quốc tế) phân loại cảm biến tải trọng từ Loại A (độ chính xác cao nhất) đến Loại D (thấp nhất). Các tế bào tải cầu cân thường Lớp C3 hoặc C4 , trong đó con số biểu thị số khoảng thời gian xác minh tối đa—tương ứng là 3.000 hoặc 4.000. Cảm biến tải trọng C3 được sử dụng trong cầu cân 60 tấn có thể hỗ trợ mức tăng hiển thị 60.000 kg 3.000 = 20 kg, phù hợp với yêu cầu cầu cân tiêu chuẩn.

Lỗi kết hợp

Thông số kỹ thuật này kết hợp các lỗi phi tuyến tính và độ trễ thành một giá trị duy nhất, thường được biểu thị bằng phần trăm của đầu ra định mức. Đối với cảm biến tải trọng C3, sai số kết hợp thường là ±0,023% sản lượng định mức hoặc cao hơn . Trên một tế bào công suất 20 tấn tạo ra 2 mV/V ở mức đầy tải, điều này tương ứng với sai số nhỏ hơn 0,9 microvolt—một giá trị cực kỳ nhỏ đòi hỏi phải thực hành che chắn và nối dây cẩn thận để bảo toàn chuỗi tín hiệu.

Hệ số nhiệt độ

Cảm biến tải trọng được sử dụng trong lắp đặt cầu cân ngoài trời phải đối mặt với sự thay đổi nhiệt độ đáng kể. Hai hệ số nhiệt độ quan trọng:

• TK Zero : Sự thay đổi ở công suất đầu ra bằng 0 trên mỗi độ thay đổi nhiệt độ, thường được xác định là nhỏ hơn 0,02% công suất ra định mức trên 10°C.
• Khoảng TK : Sự thay đổi độ nhạy trên mỗi độ, thường nhỏ hơn 0,008% trên 10°C đối với cảm biến tải trọng chất lượng.

Trong một cầu cân ngoài trời hoạt động từ -10°C đến 50°C—phạm vi 60°—một cảm biến có Khoảng cách TK là 0,008%/10°C sẽ có sự thay đổi nhịp là 0,048% . Ở quy mô 60 tấn, đó là độ lệch 29 kg chỉ do nhiệt độ. Đây là lý do tại sao việc hiệu chuẩn cầu cân luôn được thực hiện ở nhiệt độ vận hành và tại sao việc xác minh lại định kỳ là bắt buộc về mặt pháp lý.

Bảo vệ chống xâm nhập (Xếp hạng IP)

Cảm biến tải trọng cầu cân được lắp đặt cố định ngoài trời, thường là trong môi trường hố có thể bị ngập lụt, bùn và rửa bằng áp lực. Xếp hạng IP tối thiểu được chấp nhận cho cảm biến tải trọng cầu cân là IP67 (kín bụi và chịu được ngâm tạm thời ở độ sâu 1 mét). Nhiều cài đặt chỉ định IP68 hoặc IP69K , xếp hạng thứ hai cho phép phun nước ở nhiệt độ cao, áp suất cao—phù hợp với những địa điểm thường xuyên làm sạch mặt cầu cân.

Cảm biến tải trọng tương tự và kỹ thuật số trong hệ thống cầu cân

Các tế bào tải truyền thống xuất ra tín hiệu milivolt tương tự. Trong hai thập kỷ qua, cảm biến tải trọng kỹ thuật số—được tích hợp ADC và bộ vi xử lý trực tiếp bên trong thân cảm biến tải trọng—ngày càng trở nên phổ biến trong việc lắp đặt cầu cân. Sự khác biệt là đáng kể về mặt thực tế.

Hệ thống cảm biến tải trọng tương tự

Cảm biến analog đơn giản hơn, ít tốn kém hơn và tương thích với hầu hết mọi đầu cân trên thị trường. Tín hiệu milivolt của chúng dễ bị nhiễu điện từ (EMI) khi chạy cáp dài—một mối lo ngại thực sự ở các khu công nghiệp lớn có máy móc hạng nặng. Thời lượng cáp thực tế tối đa trước khi suy giảm tín hiệu trở thành vấn đề là khoảng 100 đến 150 mét với cáp được bảo vệ tiêu chuẩn.

Hệ thống cảm biến tải trọng kỹ thuật số

Cảm biến tải trọng kỹ thuật số chuyển đổi tín hiệu máy đo biến dạng thành giá trị kỹ thuật số bên trong vỏ tế bào và truyền dữ liệu qua bus nối tiếp—thường là bus RS-485 hoặc CAN. Những ưu điểm chính bao gồm:

• Khả năng miễn nhiễm với EMI khi chạy cáp dài, với khả năng truyền tải đáng tin cậy qua 500 mét trở lên .
• Chẩn đoán tế bào riêng lẻ—chỉ báo có thể xác định tế bào cụ thể nào có vấn đề, thay vì chỉ phát hiện lỗi hệ thống.
• Việc bù nhiệt độ tự động được thực hiện bên trong mỗi tế bào bằng cảm biến nhiệt độ riêng.
• Đơn giản hóa việc cắt và hiệu chỉnh thông qua phần mềm thay vì điều chỉnh điện trở.

Sự đánh đổi là chi phí—cảm biến tải trọng kỹ thuật số đắt hơn đáng kể—và sự ràng buộc của nhà cung cấp, vì cảm biến từ các nhà sản xuất khác nhau thường sử dụng các giao thức truyền thông không tương thích.

Cảm biến tải trọng được lắp vào cầu cân như thế nào

Việc lắp đúng cũng quan trọng như chất lượng tế bào. Một cảm biến tải trọng được chỉ định hoàn hảo được cài đặt không chính xác sẽ cho kết quả đọc không chính xác và không ổn định. Hệ thống lắp cảm biến tải trọng cầu cân phải thực hiện đồng thời một số việc.

Truyền lực dọc khi loại bỏ tải trọng bên

Load cell được thiết kế để đo lực trên một trục. Tải trọng bên—gây ra bởi phanh xe, sự giãn nở nhiệt của mặt cầu, hoặc sự lệch mặt cầu—gây ra sai số và làm tăng độ mỏi. Bộ phận lắp đặt sử dụng chốt bập bênh, nút tải hoặc đế cảm biến tải trọng tự điều chỉnh để đảm bảo loại bỏ lực lệch trục về mặt cơ học. Việc gắn chốt rocker cho phép tế bào nghiêng nhẹ theo bất kỳ hướng nào, chỉ truyền thành phần thẳng đứng của bất kỳ lực tác dụng nào tới phần tử cảm biến.

Chứa sự giãn nở nhiệt

Một cầu cân bằng thép dài 18 mét sẽ mở rộng khoảng 10mm giữa nhiệt độ mùa đông và mùa hè ở vùng khí hậu ôn đới (sử dụng hệ số giãn nở nhiệt khoảng 11,7 × 10⁻⁶ /°C và phạm vi nhiệt độ 50°C). Phần cứng gắn phải cho phép chuyển động này mà không bị ràng buộc. Cấu hình lắp đặt đầu cố định và đầu tự do giải quyết vấn đề này bằng cách cố định mặt sàn ở một đầu và cho phép chuyển động trượt hạn chế ở đầu kia, ngăn không cho sự giãn nở nhiệt bị hiểu là sự thay đổi tải.

Ngăn chặn nâng cao

Một số thiết kế lắp cảm biến tải trọng sử dụng bu lông buộc hoặc kẹp giữ để ngăn mặt cầu nâng khỏi các cảm biến tải trọng khi tải lệch tâm. Nếu không có bộ phận hạn chế nâng lên, tải trọng lệch tâm gần một đầu của cầu cân có thể khiến đầu đối diện tăng lên, làm giảm tải các tế bào và gây ra lỗi đáng kể. Các cụm thanh kiểm tra giúp hạn chế chuyển động lên trên của mặt cầu ở mức 2–3 mm là một phần tiêu chuẩn của việc lắp đặt cầu cân chất lượng.

Các chế độ hư hỏng cảm biến tải trọng phổ biến trong cầu cân

Cảm biến tải trọng chắc chắn nhưng không thể phá hủy. Biết được nguyên nhân hư hỏng giúp đội bảo trì xác định vấn đề trước khi chúng gây ra lỗi cân nghiêm trọng hoặc lỗi toàn bộ hệ thống.

Độ ẩm xâm nhập

Ngay cả các ô được xếp hạng IP68 cũng có thể bị xâm phạm nếu điểm vào cáp bị hỏng, nếu đầu nối cáp không được bịt kín đúng cách hoặc nếu thân ô bị nứt vật lý. Độ ẩm đến các máy đo biến dạng gây ra sự ăn mòn lá kim loại, thay đổi đặc tính kết dính và cuối cùng là rò rỉ điện giữa các nhánh cầu. Triệu chứng thường là sự thay đổi dần dần về giá trị 0 và sự mất ổn định gia tăng. Kiểm tra điện trở cách điện giữa mạch cầu và thân cell (nên vượt quá 5.000MΩ trên tế bào khỏe mạnh) là bước chẩn đoán tiêu chuẩn.

Quá tải và mệt mỏi

Một tình trạng quá tải nghiêm trọng—do một phương tiện va vào mặt cầu với tốc độ cao hoặc do cần cẩu hạ cánh một vật nặng bất ngờ—có thể làm biến dạng dẻo phần tử đàn hồi. Sau khi bị biến dạng, điểm 0 của ô sẽ dịch chuyển vĩnh viễn và không thể hiệu chỉnh lại được. Sự mệt mỏi tích tụ qua hàng triệu chu kỳ tải; Hầu hết các tế bào cầu cân chất lượng đều được đánh giá về 10 triệu chu kỳ trở lên ở công suất định mức, nhưng tải sốc và quá tải làm giảm đáng kể tuổi thọ mỏi.

Hư hỏng cáp

Cáp cảm biến tải trọng chạy ở các vị trí lộ thiên bên dưới sàn cầu cân. Thiệt hại do loài gặm nhấm, sự uốn cong lặp đi lặp lại do chuyển động của sàn và sự nghiền nát vật lý do các mảnh vụn là những nguyên nhân phổ biến gây ra hỏng cáp. Tấm chắn bị hỏng hoặc đứt một phần trong dây dẫn tín hiệu sẽ gây ra nhiễu, lỗi bù hoặc mất tín hiệu hoàn toàn. Bảo vệ ống dẫn cáp và kiểm tra trực quan thường xuyên là các biện pháp phòng ngừa đơn giản giúp kéo dài tuổi thọ hệ thống.

Ăn mòn phần cứng gắn kết

Thân cảm biến tải trọng bằng thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn, nhưng các phần cứng gắn bằng thép nhẹ xung quanh—đế cảm biến tải trọng, thanh kiểm tra, bu lông lắp— thì không. Phần cứng bị ăn mòn có thể bị kẹt lại, ngăn chặn các chuyển động nhỏ cần thiết trong quá trình giãn nở nhiệt và tạo ra các lực bên lên cảm biến tải trọng. Lịch trình kiểm tra và bôi trơn hàng năm để lắp phần cứng là yêu cầu bảo trì tối thiểu.

Hiệu chuẩn: Kết nối vật lý tế bào tải với độ chính xác pháp lý

Đầu ra của cảm biến tải trọng tính bằng milivolt là vô nghĩa cho đến khi nó được hiệu chỉnh theo các trọng lượng tham chiếu đã biết. Việc hiệu chuẩn thiết lập mối quan hệ toán học giữa công suất điện và trọng lượng hiển thị, đồng thời việc hiệu chuẩn lại định kỳ xác nhận rằng mối quan hệ đó không bị sai lệch.

Hiệu chuẩn trọng lượng

Tiêu chuẩn vàng để hiệu chuẩn cầu cân là chất lên mặt sàn các quả cân thử nghiệm đã được chứng nhận có khối lượng đã biết—thường là Khối lượng được chứng nhận loại M1 hoặc F2 có thể truy nguyên theo tiêu chuẩn quốc gia. Chỉ báo được điều chỉnh sao cho số đọc hiển thị khớp với trọng lượng được áp dụng tại nhiều điểm trên toàn bộ phạm vi đo. Đối với cầu cân 60 tấn, việc hiệu chuẩn thường bao gồm tải thử nghiệm ở mức 0, 20%, 50% và 100% công suất tối đa.

Hiệu chuẩn trọng lượng thay thế

Việc vận chuyển và xử lý đủ các quả cân kiểm tra để hiệu chuẩn hết công suất là việc tốn kém và đòi hỏi khắt khe về mặt hậu cần. Các phương pháp cân thay thế—sử dụng thiết bị tham chiếu cảm biến tải trọng thủy lực hoặc phương tiện có trọng lượng đã được xác minh—cho phép kiểm tra hiệu chuẩn với chi phí thấp hơn. Những phương pháp này được nhiều cơ quan quản lý trọng lượng và đo lường quốc gia chấp nhận để xác minh định kỳ giữa các lần hiệu chuẩn trọng lượng đầy đủ, miễn là việc hiệu chuẩn ban đầu được thực hiện với trọng lượng vô định.

Yêu cầu xác minh pháp lý

Các cân được sử dụng trong thương mại—thanh toán cho khách hàng theo trọng lượng, kiểm tra sự tuân thủ của phương tiện hoặc đo lường tài chính—phải được cơ quan kiểm tra có thẩm quyền xác minh định kỳ. Tại Liên minh Châu Âu, Chỉ thị về Thiết bị cân không tự động (NAWI) đặt ra các lỗi tối đa cho phép (MPE) đối với các cầu cân thương mại: Khoảng chia tỷ lệ ± 0,5 lúc xác minh ban đầu và Khoảng chia tỷ lệ ±1 đang phục vụ. Khoảng thời gian xác minh khác nhau tùy theo khu vực pháp lý nhưng thường 1 đến 2 năm .

Lời khuyên thiết thực để tối đa hóa tuổi thọ của cảm biến tải trọng trong các ứng dụng cầu cân

Cảm biến tải trọng trong cầu cân được bảo trì tốt phải duy trì độ chính xác cho 10 đến 20 năm . Để đạt được tuổi thọ sử dụng đó đòi hỏi sự chú ý nhất quán đến một số lĩnh vực chính.

• Thực thi giới hạn tốc độ đoạn đường tiếp cận. Một chiếc xe tải 40 tấn va vào mép boong với tốc độ 20 km/h sẽ tạo ra hệ số tác động động từ 1,3 đến 1,5 hoặc hơn - tác động hiệu quả ngay lập tức từ 52 đến 60 tấn. Đường dốc tốc độ hoặc biển báo tốc độ giới hạn khả năng tiếp cận ở mức 5 km/h giúp giảm đáng kể tải động.
• Giữ cho hố khô ráo. Lắp đặt máy bơm bể phốt có công tắc phao tự động trong lắp đặt cầu cân kiểu hố. Nước đọng làm tăng tốc độ ăn mòn của phần cứng lắp đặt và làm tăng nguy cơ hơi ẩm xâm nhập vào đầu nối cáp.
• Kiểm tra ống dẫn cáp hàng quý. Tìm kiếm hiện tượng bị dập, nứt hoặc dịch chuyển khiến cáp bị hư hỏng cơ học. Thay thế các phần bị hư hỏng trước khi lỗi cáp gây ra việc cân không chính xác hoặc khiến toàn bộ hệ thống bị ngừng hoạt động.
• Đăng nhập các bài đọc góc thường xuyên. Hầu hết các thiết bị chỉ báo cầu cân hiện đại đều có thể hiển thị số đọc của từng ô riêng lẻ. Việc ghi lại những thông tin này định kỳ sẽ tạo ra đường cơ sở; một ô bắt đầu trôi sẽ hiển thị dưới dạng góc đọc thay đổi rất lâu trước khi độ chính xác tổng thể của thang đo bị ảnh hưởng.
• Ngăn chặn quá tải theo thiết kế. Định cấu hình chỉ báo để báo động khi tải đạt đến công suất tối đa. Đối với cân 60 tấn, báo động ở mức 58 tấn giúp người vận hành có thời gian để dừng quá trình tải trước khi các tế bào bị căng quá mức công suất định mức.
• Tra mỡ lại phần cứng gắn hàng năm. Hợp chất chống kẹt trên các bề mặt gắn đế cảm biến tải trọng và ren thanh kiểm tra giúp ngăn ngừa liên kết ăn mòn và đảm bảo vẫn có thể xảy ra những chuyển động nhỏ cần thiết để đo chính xác.

Độ chính xác của cầu cân bị ảnh hưởng như thế nào bởi số lượng và vị trí cảm biến tải trọng

Số lượng và vị trí của cảm biến tải trọng dưới sàn cầu cân ảnh hưởng đến cả độ chính xác của phép đo và độ dự phòng của hệ thống. Không có một tiêu chuẩn chung duy nhất nào—cấu hình được chọn dựa trên chiều dài boong, loại phương tiện dự kiến ​​và yêu cầu về độ chính xác.

Cầu cân một sàn tiêu chuẩn dài 18 mét thường sử dụng 6 tế bào tải : hai dưới mỗi ba dầm ngang chính. Điều này mang lại sự phân bổ tải tốt và đủ dự phòng—nếu một ô bị lỗi, hệ thống thường có thể phát hiện lỗi thông qua việc đọc góc không cân bằng thay vì thiếu chính xác nghiêm trọng. Một số ứng dụng có độ chính xác cao sử dụng 8 ô dưới bốn dầm ngang để cải thiện phạm vi bao phủ.

Cầu cân trục nhiều tầng—trong đó mỗi sàn cân từng nhóm trục riêng biệt—yêu cầu các bộ ô riêng biệt dưới mỗi sàn, trong đó mỗi nhóm ô được xử lý độc lập. Cầu cân trục bốn tầng có thể sử dụng 16 đến 24 cảm biến tải trọng tổng cộng, mỗi nhóm được hiệu chỉnh độc lập để đảm bảo rằng tổng số chỉ số trục riêng lẻ bằng tổng trọng lượng xe đo được khi cân toàn bộ xe.

Sự đối xứng của vị trí ô là quan trọng. Các ô được đặt không đối xứng tạo ra bản đồ độ nhạy không đồng đều trên bề mặt boong: tải gần cụm ô được đăng ký chính xác hơn tải được đặt ở giữa giữa các ô. Thực hành lắp đặt chất lượng bao gồm việc kiểm tra độ nhạy góc của quá trình lắp đặt đã hoàn thành bằng cách sử dụng khối lượng tham chiếu đặt ở mỗi góc và so sánh các số đọc. Một cài đặt cân bằng tốt cho thấy biến đổi nhỏ hơn ± 0,1% qua các vị trí góc.