โหลดเซล

โหลดเซล คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้แปลงค่าของแรงไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า (ทรานส์ซีดิวเซอร์) การแปลงค่านี้ไม่ใช่การแปลงค่าโดยตรงหากแต่เกิดขึ้นสองขั้นตอน จากการแปลงค่าทางกลศาสตร์ แรงจะถูกตรวจจับได้จากการเปลี่ยนรูปร่างของสเตนเกจ และสเตนเกจแปลงค่าการเปลี่ยนรูปร่าง (ความเครียด) นี้ไปเป็นสัญญาณไฟฟ้า โหลดเซลมักจะประกอบไปด้วยสเตนเกจสี่ตัวซึ่งจัดเรียงวงจรในรูปแบบของวงจรวิจสโตน บริดจ์ แต่โหลดเซลที่ประกอบด้วยสเตนเกจเพียงหนึ่งหรือสองตัวก็มีใช้เช่นกัน สัญญาณไฟที่จ่ายออกไปนี้มักจะมีขนาดเพียงไม่กี่มิลลิโวลต์และต้องการการขยายสัญญาณด้วยการใช้อุปกรณ์ขยายสัญญาณก่อนที่จะถูกนำไปใช้งานได้ ขั้นตอนวิธีเพื่อคำนวณหาค่าแรง

โหลดเซลเกือบ 80% นั้นเป็นชนิดสเตนเกจ โดยโหลดเซลแบบสเตนเกจก็แบ่งเป็นอีก 2 ประเภทใหญ่ คือ โหลดเซลแบบใช้แรงกด ออกแบบมาเพื่อใช้แรงกดลงบนตัวโหลดเซลล์ และ โหลดเซลแบบใช้แรงดึง ออกแบบมาเพื่อใช้แรงดึงตัวโหลดเซลล์ออกจากกัน

โหลดเซลแบบใช้แรงกด

มีชื่อเรียกตามรูปร่างและการใช้งาน ได้แก่

Single End Shear Beam

นิยมใช้ในการชั่งน้ำหนักในถัง น้ำหนักตั้งแต่ 250 กิโลกรัม ถึง 10 ตัน เช่น การชั่งน้ำหนักหิน-ทรายในถัง ก่อนปล่อยลงไปผสมกับซิเมนต์และน้ำในแพลนคอนกรีต เป็นต้น โหลดเซลประเภทนี้ใช้งานโดยยึดปลายด้านหนึ่งเข้ากับฐาน และนำถังวางลงบนปลายอีกด้านหนึ่ง

Double End Shear Beam

โหลดเซลประเภทนี้เหมือนกับนำ Single End Shear Beam จำนวน 2 ตัวมารวมกัน ซึ่งทำให้มีจำนวนสเตนเกจมากขึ้น ทำให้ได้ความละเอียดมากขึ้น การติดตั้งเป็นการยึดปลายทั้งสองข้างด้วยสกรูติดกับฐาน แล้วนำถังมาวางตรงกลาง โดยมีลูกบอลและเบ้ายึดตัวถังและโหลดเซล เพื่อให้ถังสามารถขยับได้แต่ไม่หลุดหล่นไป โหลดเซลประเภทนี้นิยมใช้ในงานชั่งที่มีน้ำหนักมาก เช่นถังหรือไซโลที่มีขนาดใหญ่ ตั้งแต่ 10 ตัน ถึง 50 ตัน โดยจะติดตั้งไว้ที่ขาของถังหรือไซโล

Single Point

ออกแบบมาสำหรับงานขนาดเล็ก น้ำหนักตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ถึง 800 กิโลกรัม ใช้งานโดยยึดโหลดเซลเข้าที่จุดศูนย์กลาง

Bending Beam

โหลดเซลประเภทนี้มีโครงสร้างคล้ายสปริง ทำงานโดยการแปลงแรงบิดที่กดที่ปลายด้านหนึ่ง ซึ่งจะให้สัญญาณได้ดีที่ขนาดแรงกดไม่มาก ตั้งแต่ 25 กิโลกรัม ถึง 500 กิโลกรัม

Pancake

ชื่อเรียกก็มาจากรูปทรงกลมของโหลดเซลประเภทนี้ Pancake เป็นโหลดเซลที่ใช้ได้ทั้งกับแรงกดและแรงดึง ขนาดตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ถึง 500 ตัน เป็นโหลดเซลที่มีความแม่นยำสูง โดยค่า Linearity และ Hysteresis อยู่ในระดับ 0.05% เนื่องจากมีจำนวนสเตนเกจมากกว่าโหลดเซลชนิดอื่น

Canister

โหลดเซลรูปทรงกระบอก เหมือนกระป๋อง ใช้รับแรงกด มีความแม่นยำสูง โดยค่า Linearity และ Hysteresis อยู่ในระดับ 0.05% จึงนิยมใช้ทำเครื่องชั่งทั่วไปที่ต้องการความแม่นยำสูงๆ ไปจนถึงเครื่องชั่งรถบรรทุก มีขนาดตั้งแต่ 200 กิโลกรัม ถึง 20 ตัน

โหลดเซลแบบใช้แรงดึง

มีชื่อเรียกตามรูปร่างและการใช้งาน ได้แก่

S Beam

โหลดเซลประเภทนี้ใช้งานโดยแขวนถังที่ต้องการชั่งที่ด้านล่าง มีขนาดตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ถึง 5 ตัน

ถึงแม้ว่าโหลดเซลชนิดสเตนเกจจะเป็นชนิดที่มักจะถูกใช้งานก็ตาม แต่ก็มีโหลดเซลชนิดอื่นเช่นกัน ในการประยุกต์ใช้งานเชิงอุตสาหกรรม ไฮดรอลิก (หรือ ไฮดรอสแตติก) นับได้ว่าได้รับความนิยมเป็นอันดับทีสอง และถูกใช้ประโยชน์เพื่อแก้ปัญหาที่มาจากโหลดเซลชนิดสเตนเกจ ตัวอย่างเช่น ไฮดรอลิกโหลดเซล สามารถทนทานต่อความต่างศักย์ฉับพลัน (ฟ้าผ่า) ได้ จึงนับว่ามีประสิทธิภาพใช้งานในสภาวะนอกตัวอาคารได้ดีกว่า

สำหรับโหลดเซลชนิดอืนนั้นมีดหลดเซลชนิดเปียโซ-อิเล็กทริก (เหมาะกับการวัดแรงเชิงพลวัตน์) และโหลดเซลชนิดสายสั่นสะเทือน...

1. ประเภทของ Load Cell แบบสเตรนเกจ
2. Load Cell