لودسل چیست؟

ترازوی دیجیتال و راه انداز ی لودسل ؛

در این پروژه میخواهم نحوه ی ساخت یك ترازوی دیجیتال با قیمت ارزان برای پروzwj;ژ های دانشجویی و كار هایی كه نیاز به دقت بالا نیست آموزش دهم اگر بخواهیم ترازویی با دقت بالا درست كنیم نیاز به آیسی هایی با قیمت هایی بالا داریم كه برای دانشجو ها صرف نمیكند .

برای ساخت یك ترازوی دیجیتال احتیاج به یك لودسل داریم كه لودسل ها انواع مختلفی به نام های خمشی فشاری كششی تك نقطه ای هستند كه با توجه به مكان مورد استفاده، هندسه و فیزیك خاص خود میشود از آنها استفاده كرد .

در اینجا از یك لودسل خمشی استفاده شده كه در شكل های زیر در بازار یافت میشود كه فعلا به قیمت های 60-80 هزار تومان بسته به وزن قابل تحمل آنها هست همچنین میتوانید از لودسل ترازوی دیجیتال خانگی استفاده كنید.

این لودسل ها دارای چهار سیم به رنگ های قرمز مشكی آبی یا سبز و سفید هستند مدار داخلی لودسل یك پل وتستون هست كه وقتی وزنه ای روی لودسل قرار میگیرد مقاومت های آن تغییر میكند و با دادن یك ولتاzwj;ژ به دو سر ورودی این مدار یك اختلاف پتانسیل در خروجی ظاهر میشود . ولی تغییرات ولتاzwj;zwj;ژ خیلی كم هست در حد میكرو ولت كه باید توسط یك مدار آن را تقویت كرد همانطور كه گفتم آیسی هایی مخصوص این لودسل ها هستند كه قیمت بالایی دارند ولی من در اینجا از یك مدار با قیمت پایین تر استفاده كردم .

مدار پل وتستون را در شماتیك زیر میبینید

چهار سیم لودسل به یك پل وتستون وصل هست كه دو تا از این سیم ها به رنگ های قرمز و مشكی به یك ولتاzwj;ژ وصل میشود چون در این مدار كل ولتاzwj;ژ تغذیه ما 5 ولت هست سیم مشكی را به زمین و قرمز را به 5 ولت وصل میكنیم .

همچنین نحوه ی قرار گرفتن لودسل خیلی مهم است كه باید یك طرف آن در یك سكو یا پایه ثابت شود و در طرف دیگر وزنه قرار دهید مانند شكل زیر .

بعد از ثابت كردن لودسل در یك پایه مداری كه برای تقویت تغییرات ولتاzwj;ژ خروجی لودسل نیاز دارید به شكل زیر است. ; كه از یك آیسی تقویت كننده استفاده شده اگر بخواهید مدار زیر را ببندید به سیم های مشكی و قرمز لودسل همانطور كه در بالا گفته شد یك ولتاzwj;ژ 5 ولت وصل میكنید و سیم های سفید و سبز (یا آبی) را به ورودی ad620 وصل میكنید. یك مقاومت 100 اهم هم به پایه 1 و 8 آیسی وصل میشود تغذیه این آیسی پایه شماره 4 و 7 است. خروجی این آیسی پایه شماره 6 هست كه یك ولتاzwj;ژ به ما میدهد با قرار دادن وزنه در طرف دیگر لودسل این ولتاzwj;ژ تغییر میكند كه توسط یك ولتمتر كه به پایه شماره 6 و زمین وصل شده باشد قابل ملاحضه است. ما این ولتاzwj;ژ را به ورودی آنالوگ به دیجیتال میكرو میدهیم و آن را اندازه میگیریم . نحوه ی تنظیم آن به این صورت هست كه ابتدا شما عددی را كه توسط پورت آنالوگ به دیجیتال میكرو خواندید را صفر كنید مثلا وقتی وزنه ای روی لودسل نیست عدد 59 را میبینید و با گذاشتن وزنه این عدد زیاد میشود برای صفر كردن آن را منهای 59 كنید به همین سادگی اگر با گذاشتن وزنه این عدد كم شد جای سیم های سفید و سبز كه به ورودی ad620 وصل شده عوض كنید.

مثلا با قرار دادن یك وزنه یك كیلویی روی لودسل عدد خوانده شده توسط پورت آنالوگ به دیجیتال 745 است این عدد را بر 1000 تقسیم میكنیم میشود 0.745 این عدد معادل یك گرم است از این به بعد عدد خوانده شده توسط پورت آنالوگ به دیجیتال را تقسیم بر این عدد میكنیم مثلا وقتی یك وزنه 500 گرمی در روی لودسل قرار دهید عدد 372 را نشان میدهد كه ما این عدد را بر 0.745 تقسیم میكنیم حاصل 500 گرم میشود .

در این پروzwj;ژه كلیات مدار توضیح داده شد كه شما با توجه به نوع میكرو و نمایشگر برنامه را طبق توضیحات بالا مینویسید.

<>>>>>>>>>>>>>>>>موفق باشید<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>

لودسل چیست؟

مقدمه

لودسل ها، حسگرهایی برای اندازه گیری نیروهای مکانیکی می باشند که ولتاژی خطی متناسب با نیروی اعمالی تولید می کنند.

لودسل ها به عنوان قلب یک سیستم توزین، از حسگرهای مقاومتی به نام استرین گیج (تنش سنج) تشکیل شده اند. این استرین گیج ها در مدار پل وتستون قرار می گیرد و بواسطه آن، تغییرات مقاومتی حاصل از تنش های روی استرین گیج به ولتاژ تبدیل می گردد.

ظرفیت لودسل ها با واحدهای وزنی ( کیلوگرم، گرم و تن ) تعریف می شود. هر لودسل می تواند نیرو را از صفر تا حداکثر وزن نامی تعریف شده اش اندازه گیری نماید. دقت هر لودسل به صورت درصدی از ظرفیت آن لودسل بیان می شود. برای مثال لودسلی با ظرفیت 100 کیلو گرم و دقت تعریف شده 03/0 درصد در بدترین حالت دارای دقت 30 گرم خواهد بود.

پارامترهای شناسایی لودسل

1) ظرفیت نامی (RATED CAPACITY) :

حداکثر ظرفیتی که لودسل برای اندازه گیری آن وزن طراحی شده است.

2) حساسیت(RETED OUTPUT):

تفاوت جبری بین خروجی در حالت بی باری و بار کامل که معمولا با واحد میلی ولت بر ولت) ( تعریف می شود.

3) میزان غیر خطی(NON-LINEARITY):

حداکثر اختلاف منحنی کالیبراسیون با خط راست واسط بین خروجی در بی باری و بار کامل. این اختلاف در زمان بارگذاری از بی باری تا بار کامل محاسبه می شود.

4) هیسترزیس(HYSTERESIS):

حداکثر اختلاف بین خروجی یک وزن مشابه در هنگام افزایش وزن (از صفر تا بار کامل) وکاهش وزن (از بار کامل تا صفر). این انحراف بعنوان درصدی از R.O بیان می شود.

5) تکرار پذیری(REPEATABILITY):

توانایی لودسل برای باز تولید خروجی، زمانی که یک بار مشابه در شرایط یکسان و در یک جهت بصورت پی در پی اعمال می شود. تکرار پذیری با حداکثر اختلاف بین این خروجی ها بیان می شود و درصدی از R.O می باشد.

6) خروجی در حالت بی باری(ZERO BALANCE):

سیگنال خروجی لودسل در زمان اعمال ولتاژ تحریک در حالت بی باری کامل، این میزان بعنوان درصدی از R.O بیان می شود.

7) دمای کاری جبران سازی شده(TEMPERATURE RANGE, COMPENSATED):

بازه دمایی مجاز جهت نصب لودسل بدون در نظر گرفتن خطای دمایی.

8) دمای کاری ایمن( TEMPERATURE RANGE, SAFE:

بازه دمایی مجاز جهت نصب لودسل با در نظر گرفتن خطای دمایی.

9) مقاومت ورودی(TERMINAL RESISTANCE, INPUT):

مقاومت دو سر ورودی لودسل در دمای کاری استاندارد در حالتی که هیچ باری روی لودسل نباشد و خروجی لودسل مدار باز باشد.

10) مقاومت خروجی(TERMINAL RESISTANCE, OUTPUT):

مقاومت دو سر خروجی لودسل در دمای کاری استاندارد در حالتی که هیچ باری روی لودسل نباشد و ورودی لودسل مدار باز باشد.

11) مقاومت بدنه(INSULATION RESISTANCE):

مقاومت بین تمام پایه های لودسل با بدنه در حالتی که ولتاژ50 ولت اعمال شده است.

12) تحریک لودسل(EXCITATION):

ولتاژ یا جریان مورد نیاز برای ورودی لودسل.

13) میزان اضافه بار ایمن (SAFE OVER LOAD):

حداکثر باری (بعنوان درصدی از ظرفیت نامی) که می توان به لودسل اعمال کرد بدون اینکه تغییر پایداری در خصوصیات اجرایی ایجاد شود.

14) میزان اضافه بار نهایی (ULTIMAE OVERLOAD):

حداکثر باری (بعنوان درصدی از ظرفیت نامی) که موجب شکستن لودسل می شود.

15) خزش (CREEP):

تغییرات ایجاد شده درخروجی لودسل بواسطه زمان، هنگامی که بار روی آن باشد. در شرایط محیطی ثابت، معمولا با اعمال حداکثر ظرفیت اندازه گیری می شود و بعنوان درصدی از خروجی بر روی دوره زمانی مشخص بیان می شود.

انواع لودسل

1- AB120/130/140 : single point

لودسل های Single Point جزء پرمصرف ترین لودسل ها به شمار آمده و دارای کاربرد وسیعی می باشند. اعمال نیرو به این مدل لودسل ها برخلاف مدل های دیگر محدود به یک نقطه نمی باشد. بر روی این نوع لودسل ها می توان صفحه ای با ابعاد مشخص قرار داد و نیرو می تواند به هر نقطه از این صفحه وارد شود. این بدین معنی است که بار می تواند در هر قسمت صفحه قرار گیرد.

لودسل های Single Point شرکت SEWHA با مدل های AB140 ، AB130 و AB120 از جنس آلومینیوم بوده و می توانند در محیط های مرطوب مورد استفاده قرار گیرند. این لودسل ها دارای IP65 می باشند. (می توانند تحت پاشش آب بصورت کم فشار قرارگیرند.)

حداکثر ابعاد صفحه ای که می توان روی هر کدام از این لودسل ها قرار داد به شرح جدول زیر می باشد :

از جمله کاربردهای این نوع لودسل ترازوها و باسکولت ها با کفه محدود، توزین مخازن با ظرفیت پایین و استفاده در ماشین های بسته بندی و پرکن می باشد.

2- SB210 : shear beam

لودسل های Shear Beam دارای ظرفیت های متوسط به بالا می باشد. این لودسل ها از یک طرف به سازه متصل شده و نیرو بر روی یک نقطه از طرف مقابل اعمال می گردد. این مدل از لودسل ها در مقابل نیروهای جانبی مقاوم بوده و حساسیت کمتری نسبت به تغییر موقعیت بار دارند.

لودسل های ShearBeam شرکت SEWHA با مدل های SB210 و LB210 از جنس استیل و یا استینلس استیل(استیل ضد زنگ) می باشد. این لودسل ها دارای IP66 می باشند(می تواند تحت پاشش پرفشار آب قرار گیرد).

این لودسل ها دارای ظرفیت 150kg-10T می باشد.

از جمله کاربردهای لودسل های SB210 باسکول های صفحه ای، توزین مخازن و توزین نوار نقاله می باشد.

به منظور افزایش دقت و حفظ ایمنی سیستم توزین پایه ها و نگهدارنده هایی برای لودسل ها طراحی می شود. به این نگدارنده ها در اصطلاح مانتینگ گفته می شود.

مانتینگ های قابل استفاده برای لودسل های SB210به شرح زیر می باشد:

1- پایه های گردان :

این مدل نگهدارنده ها مناسب برای استفاده در باسکول های صفحه ای و مخازن 4 پایه می باشد. انعطاف و قابلیت چرخش این پایه ها از آسیب رسیدن به لودسل تحت نیروهای جانبی جلوگیری می نماید.

2- مانتینگ های لاستیکی :

این نوع نگهدارنده دارای لاستیک بوده و قابلیت جبران سازی نامیزانی ها، ضربه گیری و حذف لرزش ها را داشته و برای توزین مخازن و سیلو استفاده می شود.

3- مانتینگ های ساچمه ای :

این مانتینگ ها دارای محافظ های جانبی برای جلوگیری از واژگون شدن مخزن و محافظ اضافه بارمی باشند. در این مدل مانتینگ ها نیرو با استفاده از گوی به لودسل وارد می گردد.

3- SS300 : S-Type

لودسل های S-Type می تواند در هر دو حالت فشاری و کششی مورد استفاده قرار گیرند. شیوه قرار گرفتن این لودسل به گونه ای است که نیروی اعمالی به صورت عمودی از مرکز لودسل عبور نماید. برای اطمینان از این قضیه از بلبرینگ های میله دار استفاده می شود.

لودسل های S-Type شرکت SEWHA با مدل های SS300 وLS330 دارای ظرفیت های 50کیلوگرم الی 10 تن و با جنس استیل و یا استینلس استیل می باشند. این لودسل ها دارای IP66 می باشند (می تواند تحت پاشش پرفشار آب قرار گیرد).

از لودسل های S جهت توزین مخازن و هاپرها بصورت آویز و دستگاه های تست کشش استفاده می شود.

روزنه های رزوه دار بالا و پایین این لودسل برای اعمال نیرو استفاده می شود.

نکات کلیدی جهت نصب مخازن با لودسل های S-TYPE

O لودسل ها باید در موقعیتی قرار گیرند که روی هر کدام نیروی مساوی اعمال شود.

O در صورت تاب خوردن مخزن پایه هایی برای محدود کردن حرکت در کنار سازه باید اضافه گردد.

O بالا و پایین لودسل می باید توسط میله ای مستقل که در توزین دخالت نداشته باشد آماده اتصال باشد تا در صورت شکسته شدن لودسل، از سقوط مخزن به پایین جلوگیری شود.

O بلبرینگ های میله دار بالا و پایین با زاویه 90 درجه نسبت به هم طبق شکل بالا متصل می شود، این کار باعث کاهش تاب خوردن می شود.

4- SL400 : Low Profile

لودسل های Low Profile دارای مقطع دایره شکل بصورت استوانه با ارتفاع کم می باشد و می تواند در هر دو حالت فشاری و کششی مورد استفاده قرار گیرند. نیرو می باید بصورت عمودی به مرکز این لودسل اعمال گردد.

لودسل های Low Profileشرکت SEWHA با مدل های SL400 و SL410 دارای ظرفیت های 1تن الی 100 تن و با جنس استیل و یا استینلس استیل می باشند. این لودسل ها دارای IP66 می باشند (می تواند تحت پاشش پر فشار آب قرار گیرد).

در این مدل لودسل ها صفحه ای بر روی گودال استرین گیج ها جوش داده شده که این امر باعث افزایش استحکام آن می شود.

از این مدل لودسل ها برای باسکول ها، توزین مخازن، دستگاه های پرس و دستگاه های تست کشش استفاده می شود.

5- SM600/601/602/603 : Miniature

لودسل های Miniature دارای مقطع دایره شکل بصورت استوانه با ارتفاع کم و ابعاد بسیار کوچک می باشد. این لودسل ها بصورت فشاری یا کششی می باشند.در این نوع لودسل نیرو می باید بصورت عمودی به مرکز اعمال گردد.

لودسل های Miniatureشرکت SEWHA با مدل های SM600 دارای ظرفیت های 50 کیلوگرم الی20 تن بصورت فشاری ، SM601/602 دارای ظرفیت های 1 کیلو گرم الی 2 تن به صورت فشاری و SM603 دارای ظرفیت های 50 کیلوگرم الی20 تن بصورت کششی با جنس استیل می باشند. این لودسل ها دارای IP66 می باشند (می تواند تحت پاشش پرفشار آب قرار گیرد).

از این مدل لودسل ها برای توزین مخازن و دستگاه های پرس استفاده می شود.

محاسبه تعداد و ظرفیت لودسل

تعداد لودسل در سیستم های توزین مختلف متفاوت می باشد. معمولا در ترازوهای با ابعاد کفه کم از یک لودسل در مرکز صفحه و در باسکول ها و باسکولت های با ابعاد زیاد از تعداد 4 لودسل(6 تا 8 لودسل) در گوشه های صفحه و بصورت متقارن استفاده می گردد.

برای توزین مخازن، سیلو ها و هاپرها ، معمولا از 3 لودسل با زاویه 120 درجه و یا 4 لودسل با زاویه 90 استفاده می گردد.

در صورت استفاده از چند لودسل برای یک سیستم توزین از جعبه جمع کننده (SUMING BOX) استفاده می شود. این جعبه سیگنال خروجی لودسل ها را با هم جمع کرده و به یک سیگنال واحد جهت اتصال به نمایشگر تبدیل می نمایید. مدار الکترونیکی داخلی این جعبه امکان بالانس کردن لودسل ها را فراهم می نماید.

ظرفیت لودسل های مورد نیاز طبق فرمول زیر محاسبه می گردد:

تعداد لودسل / (وزن مرده + حداکثر وزن بارگیری)*ظرفیت = ظرفیت لودسل

ضریب امنیت معمولا به دلایل ضربات و شوک های وارد شونده روی لودسل، قرار گرفت بارهای نامتقارن، وزش باد و عوامل محیطی در نظر گرفته می شود.

ضریب امنیت برای برخی سیستم های توزین در جدول زیر آورده شده است.