a) Định nghĩa, sự xuất hiện
Thời gian ra đời: Từ cuối những năm 1970
Về cơ bản Loadcell số là sự tích hợp giữa load cell tương tự với công nghệ điện tử hiện đại.|
khi trước, từ lúc khái niệm Loadcell số mới xuất hiện, khách hàng hiểu lầm là các load cell số có các phần tử điện tiêu hao thấp có thể được sử dụng để chuyển đổi từ loadcell chất lượng thấp lên một Loadcell chất lượng cao. Thực tế thì ngược lại, mỗi Loadcell số đơn giản cũng mang trong nó một cấu trúc khá phức tạp.
- Thứ nhất: Phải có một cảm biến loadcell cơ bản với độ chính xác, độ ổn định và khả năng lặp lại rất lớn trong mọi môi trường làm việc.
- Thứ hai: Phải có một bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) 16 đến 20 bit tốc độ cao để biến đổi tín hiệu điện tương tự sang dạng số.
- Thứ ba: Phải có bản mạch xử lý để thực hiện phân tích toàn bộ quy trình biến đổi từ tín hiệu lực đo được thành dữ liệu số thể hiện giống thật nhất và kết nối với các thiết bị khác để trao đổi thông tin.
b) Hoạt động:
Tín hiệu điện áp từ cầu điện trở của Loadcell chuẩn xác lớn được đưa đến đầu vào của mạch tích hợp sẵn, có cả phần khuyếch đại, bộ giải điều chế, một ADC tốc độ cao 20 bit và bộ lọc số. Một cảm biến nhiệt độ có sẵn được sử dụng để đo nhiệt độ thực của Loadcell phục vụ cho việc bù sai số do nhiệt độ. Dữ liệu từ ADC, cảm biến nhiệt độ cùng với các thuật toán trong phần mềm và một số phần cứng bổ sung tích hợp sẵn có khả năng tối ưu hóa tính toán các sai số do không tuyến tính, bù sai đường đặc tính, khả năng phục hồi trạng thái và ảnh hưởng của nhiệt độ được vi xử lý tốc độ cao xử lý. Dữ liệu kết quả đầu ra được mang đi xa qua cổng nối tiếp theo một giao thức nhất định. Các module điện tử này có thể được đặt ngay trong loadcell, load cell cable hoặc trong hộp junction box. Các đặc tính tới hạn của từng load cell được đặt trong EEPROM nằm trong module của Loadcell đó, điều đó cũng có nghĩa là mọi vấn đề xử lý sai số được làm ngay tại loadcell, với chính Loadcell đó, cũng có nghĩa là phép bù sai số được thực hiện một cách triệt để.
Một hệ thống số điển hình bao gồm một số các Loadcell số nối với máy tính, PLC hoặc thiết bị đo như bộ hiển thị. Bên trong hệ thống, mỗi Loadcell tách biệt có thể được biết bằng địa chỉ làm việc của nó. Địa chỉ làm việc đó có thể được chỉnh sửa do người lập trình thông qua một hoặc nhiều địa chỉ cung cấp từ nhà sản xuất. Bình thường địa chỉ “0” được dùng như là một vị trí để cho tất cả các load cell trả lời, lúc này các số nối tiếp của Loadcell có thể được sử dụng để đề xuất một địa chỉ chuẩn xác.
Các Loadcell số hoạt động bằng một chương trình điều khiển kiểu Master/Slave, ở đó định nghĩakhái niệm| một thiết bị (thường là PC hoặc indicator) là master trên mạng. Có hai chế độ hoạt động chính: Master giám sát tất cả các quá trình truyền phát bằng cách giao tiếp với từng slave một cách tuần tự,hoặc master gửi dữ liệu yêu cầu các slave trả lời theo địa chỉ tuần tự. Chế độ thứ nhất có ưu điểm trong sự mềm dẻo và nắm bắt lỗi, trong khi chế độ hai hướng đến tốc độ giao tiếp. đa số các Loadcell số giao tiếp bằng chuẩn RS485 hoặc RS422. Cả hai kiểu giao thức đều có khả năng gần giống nhau cung cấp một môi trường multi-drop. Việc kết nối giữa các thiết bị nối trên mạng dựa trên giao thức quy định bởi nhà cung cấp.chắc điểm khác biệt quan trọng nhất giữa hệ thống Loadcell tương tự và số là mặc dù nối với nhau nhưng mỗi Loadcell số hoạt động như là một thiết bị độc lập.
c) Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
- Tín hiệu ra số“khỏe”, rất ít bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ hoặc thay đổi nhiệt độ bất thường trên đường dây cable dẫn.
- KĐộ dài cho phép dây cáp dẫn có thể kéo nhỏ hơn 1200m.
- Đơn giản thay thế Loadcell.
- Thông số có thể giải quyết luôn bằng máy tính, PLC hoặc trên bộ hiển thị khi cần.
- Mỗi Loadcell là một thiết bị hoạt động không phụ thuộc trong hệ thống, do đó có thể mở rộng cấu trúc đơn giản.
- Làm việc thực hiện tối ưu hóa hệ thống đơn giản qua phân tích từng thành phần tích hợp.
- Cân bằng các góc cân có thể thực hiện bằng thiết bị. Thay đổi, sửa lỗi một Loadcell không tác dụng đến các Loadcell khác. Có thể thực hiện dễ dàng và đơn giản, tiết kiệm thời gian.
- Với hệ thống yêu cầu độ chính xác vừa và thấp có thể tự động chỉnh định mà không cần tải chết.
