نصر الکتریک - سنسور لودسل
 
آموزش نرم افزارهای برق و plc
 
لودسل        انواع لودسل             مقله در مورد لودسل        لودسل فشاری         لودسل خمشی

استانداردهای لود سل           کلاس های لودسل

 

در این قسمت یک فایل کامل در مورد لود سل قرار دادم که می توانید دانلود کنید

توضیح مختصری در مورد فایل لودسل :

لود سل چیست ؟

لودسل سنسوری است كه برا ی اندازه گیری وزن و نیرو بکار می رود .

کاربرد های لود سل در چه مواردی است ؟

اين محصول براي اندازه‌‌ گيري نيرو در كارخانجات مختلف و نيز اندازه ‌گيري كشش كابل‌‌ها و كشش نخ در كارخانجات نساجي و ساير صنايع استفاده مي‌شود. 
اندازه‌ گيري وزن بطريقه ديجيتال در ترازوهاي الكترونيكي نيز نيازمند لودسل مي‌باشد. امروزه انواع مختلف لودسل با ظرفيت‌هاي متفاوت در ساخت ترازوها و باسكول‌هاي الكترونيكي كاربرد فراوان دارد. 
سيستم‌هاي اتوماتيك بر اساس اندازه‌ گيري وزن مواد در كارخانجات مواد غذايي - كارخانجات آسفالت - پلانت‌هاي مواد شيميايي همه از لودسل استفاده مي‌نمايند. 

برای مثال در شرکت فولاد مبارکه لودسل به خاطر اهمیت اندازه گیری مواد بسیار کاربرد حساس دارد از جمله :

خطوط نوار نقاله : برای شارژ مواد به داخل کوره که باید به اندازه ی حساب شده باشد.

سبد های قراضه : که مقدار آهن قراضه برای ورود به کوره را باید اندازه گیری نمود.

و کاربرد لود سل در خطوط نوار نقاله برای پاتیل های مذاب در متالوژی ثانویه که مقدار مواد فروآلیاژی برای رسیدن به یک آلیاژ مطلوب بسیار مهم است .

وهمچنین در شرکت سیمان اصفهان :

نوار نقاله های شارژ خاک و آهک ، سیلیس ، سنگ آهن و.. به یک نسبت مشخص وارد آسیاب سیمان و آسیاب مواد خام می گردد و لذا سیستم های توزین بسیار مهم هستند.

همانطور که مطالب فوق را مطالعه نمودید، دریافتید که در یک کارخانه اندازه گیری  وزن بسیار مهم می باشد.

توزین:

دو دسته كلی را شامل می شود:

1-استاتیك

2-دینامیك

1) استاتیك:

توزین اجسام ثابت و بدون حركت كه به دو نوع دیگر تقسیم میشوند.

الف) نوع نرمال :آزمایشگاهی و كامیون و.....

ب) غیر نرمال:معمولا در باسكول های لاشه كشی استفاده می شود.


2- دینامیك:

این نوع هم دو نوع است.

الف)پیوسته مانند نوار نقاله


ب) گسسته: وجود چند نقاله و قابلیت تفكیك

انواع لود سل

ازنظر سیگنال خروجی دارای 2 دسته هستند :

1.     آنالوگ

2.      دیجیتال

همه لودسل ها ماهیتا آنالوگ هستند اما در لودسلهای آنالوگ A/D (ANALOG TO DIGITAL CONVERTOR) در داخل نشاندهنده تعبیه شده است و در لودسلهای دیجیتال این قطعه در داخل لودسل قرار دارد. A/D  قطعه ای است که وظیفه تغییر خروجی آنالوگ به دیجیتال را برعهده دارد.

 

لودسل ها از نظر شکل ظاهری و کاربردهایشان به پنج نوع عمده تقسیم می شوند.

1 – لودسل فشاری (Canister  ) : شکل ظاهری این لودسل شبیه قوطی می باشد. همانطور که از نام این لودسل پیداست فشار وارده بر این نوع لودسل از طرف بار باعث تغییرات طول (کمتر از قطر یک تار   مو) در لودسل می شود. از این نوع لودسل اغلب در باسکولهای جاده ای ، سیستم بچینگ، توزین مخازن، قطارکش ها و به طور کلی سیستم های توزین سنگین استفاده می شود .

 

 لودسل های فشاری : 

RLC 
CSP-M 
ASC

 

2 – لودسل کششی (S Type  ) : شکل ظاهری این لودسل شبیه S   می باشد. مکانیسم عملکرد این لودسل نیز بر اساس تغییرات طول می باشد. یک طرف این لودسل از بالا به نقطه ای ثابت وصل می شود و از طرف پایین نیرو به آن وارد می شود. معمولا در باسکول های آویز و یا در هر نوع سیستم توزینی که ماهیت کششی دارد استفاده می گردند از این قبیل می توان به تبدیل‌ها(تبدیل باسکول های مکانیکی به نیمه الکترونیک)، هاپر، بچینگ و ... اشاره نمود لودسل های سارتوریوس (Sartorius) ساخت کشور آلمان به علت تکرار پذیری بالا بهترین نوع لودسل های موجود در بازار در این نوع می باشند.

 

3 – لودسل خمشی (Shear beam  ) : این لودسل ها معمولا در باسکول های کفه ای، باسکولت ها و سیستم های توزین و لاشه کش ها استفاده می شود. این مدل لودسل ها باید بصورت چند تایی استفاده شوند و معمولا در

 باسکول هایی که صفحه بار آن بزرگتر از 70 * 70 سانتی متر است مورد استفاده قرار می گیرند.

 

لودسل های خمشی یک طرفه : 

SHBxR 
5123 
ALC 
HCB 
SSB

 

لودسل های خمشی دو طرفه : 
5103

 4- لودسل تک پایه (Single point  ) : این نوع لودسل اغلب برای کفه های کوچک نظیر ترازوها و باسكولتها استفاده می شود.

 

 5- لودسل های فشاری - کششی : 

BSP 
9363 

توضیح در مورد چند لودسل

لودسل مدل SHBxR 

نوع لودسل : خمشي (Bending) 
این لودسل که از استیل زنگ نزن و با دقت بالا ساخته شدها است برای ساخت برازوهای دقیق , ماشین های بسته بندی و ماشین های تولید در کارخانه جات مواد غذائی و شیمیایی مناسب است. 
ساختار این لودسل در مقابل نفوذ آب , گاز و سایر مواد شیمیایی کاملا آب بندی شده است و بدین جهت می توان از آن در محیط های با شرایط ویژه استفاده نمود. 
این لودسل مانند دیگر محصولات RT دارای گواهینامه های استاندارد بین المللی است. 

 
لودسل مدل 5103/ 9103 
نوع لودسل : خمشي دوطرفه 

لودسل 5123 از فولاد باپوشش نيكل و لودسل 9103 از فولاد ضدزنگ ساخته شده است . 
این لودسل ها برای ظرفیت های 2 تن الی 100 تن طراحی شده اند و مناسب توزین تانک ها - سیلوها و باسکول های بزرگ و همچنین ماشین الات کارخانه جات مختلف می باشند. 
این لودسل ها مجهز به یک محافظ مکانیکی Strain guage می باشند. کلاس رطوبتی IP/67 و Oiml - c3 کارکرد این لودسل را برای محیط های مختلف تضمین می کند. 


 



لودسل مدل RLC 
نوع لودسل : فشاری 


لودسل RLC یک لودسل با ارتفاع کم است که از فولاد ضد زنگ و با دقت بالا و عملکرد بسیار خوب ساخته شده است. 
این لودسل برای ترازوها, سیلوها, ماشین آلات و سیستم های توزین لیفتراک بسیار مناسب است. 
کلاس رطوبتی لودسل IP-66/68 و تا کلاس c6 درجه بندی شده است. 
امپدانس ورودی و خروجی 1100 اهم است و دارای گواهینامه EEX برای محیط های پر خطر است. 
این لودسل برای ظرفیت های 250 کیلو گرم تا 10000 کیلو گرم ساخته شده است.

لودسل مدل BSP 
نوع لودسل : کششی - فشاری 


لودسل BSP از نوع لودسل های کششی - فشاری است که از تیپ S حسات می گردد. 
کاربرد این لودسل در جرثقیل های توزین دار و وسایل توزین دقیق می باشد. 
ساختار کاملا جوشی این لودسل آنرا شایسته دریافت IP-68 نموده است. 
این لودسل برای ظرفیت های 50 کیلو گرم تا 5000 کیلو گرم ساخته شده است. 


لودسل مدل 650 
نوع لودسل : تک پایه 


اين لودسل از نوع تك پايه Single Point است و جنس آن آلياژ آلومينيوم است . 
موارد كاربرد لودسل ، ترازوهاي كوچك تا 250kg است . اين لودسل مي‌تواند در ماشين‌هاي بسته‌بندي بيشتر مصرف شود.كلاس رطوبتي لودسل IEC68-2-30 است و داراي كلاس دقتي c3 مي‌باشد. 

ظرفيت لودسل از 50kg تا 250kg است . 

 

کلاس ها و استاندارد های موجود در لودسل

كيفيت و استانداردهاى خاص لودسل:

سازمان بين المللى مترولوژى : OIMLاین سازمان يك موسسه بين المللى رسمى براى استاندارد نمودن مقررات و شيوه هاى كنترل مترولوژى (اندازه گيرى) است. اين مقررات توسط ادارات اوزان و مقادير كشورهاى عضو پذيرفته شده است. لودسلهاى داراى گواهينامه OIML بعنوان يك وسيله اندازه گيرى قانون در سراسر اروپا شناخته مى شوند.

گواهينامه: Ex اين گواهينامه براى محصولاتى كه شرايط هماهنگ استانداردهاى اروپايى را رعايت مى كنند صادر مى شود. EN50.014   شرایط عمومى براى وسايل الكترونيكى را در محيط هاى انفجارى بيان مى كند. EN50.020 و EN 50.018 درجه مقاومت وسيله در مقابل آتش سوزى را مشخص مى نمايند. EEx ia و EEx ib مشخصات آن دسته از وسايل الكترونيكى را معين مى كند كه مى توانند به ترتيب در زون هاى صفر و يك مورد استفاده قرار گيرند.

استاندارد ارزيابى ملى : NTEPمجموعه مقرراتى است كه باهمكارى موسسه ملى اوزان و مقادير و انجمن اوزان و مقادير آمريكا و دست اندركاران ساخت وسايل توزين تهيه شده است.

 : Factory Mutual System این  گواهينامه آمريكايى براى نشاندادن درجه ايمنى كالا مى باشد. تمام محصولاتى كه داراى اين گواهينامه هستند، مى توانند در محيط هاى صنعتى پر خطر مورد استفاده قرار گيرند

کلاس های خاص لودسل

هر لودسل دارای مشخصاتی نظیر  کلاس ارائه شده هر لودسل بیانگر موارد مختلفی از جمله دقت لودسل , ظرفیت لودسل و تعداد قسمتهای تقسیم شده بر حسب استاندارد است .

لودسلهای مرغوب و دقیق دارای استانداردOIML    جهانی می باشند که این استاندارد مبین کیفیت و دقت ساخت این محصول است ، بنابر این عملیات سنجش وزن بوسیله لودسلهایی که فاقد این استاندارد باشند قابل اطمینان نخواهد بود. پارامترهای مهمی در شناسایی و مقایسه قابلیتهای یک لودسل با سایر لودسلها وجود دارد که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

 

- حد ایمن بار الکتریکی

- حداکثر بار ایمن (مکانیکی )

- محدوده دمای تصحیح شده

- گستره درجه حرارت کاری

- گستره درجه حرارت انبار

- گستره ولتاژ ورودی تحریک

- حداقل مقدار قابل اندازه گیری

- خروجی اسمی

- مقاومت اهمی ورودی

- مقاومت اهمی خروجی

- خطای در خروجی

-  خطای صفر

- خطای مرکب

- خزش

- خطای تکرار پذیری

- تاثیرات درجه حرارت بروی حساسیت لودسل( در حالت بدون بار )

دیجیت(Digit):

دقت لودسل در واحد بار

درجه حفاظت لودسل

درجه حفاظت Ingress Protection)  IP) :

   درجه بندى است كه توسط نظام بين المللى حفاظت تعريف شده است، ميزان آب بندى وسايل الكترونيكى را تعيين مى كند.

IP66    : مقاوم در مقابل ريزش پر فشار آب

IP67     :   مغروق در آب

IP68   :مغروق در آب تحت فشار

کلاس دقت لودسل

کلاس دقت لودسل ها با C3،C4،C5،C6 نشان داده می شود

تعداد تقسیمات و درجات C3را می توانیم 14000 قسمت C5،C6،C4 را 20000 قسمت نشان دهیم.

حداقل مقدار بار قابل اندازه گیر ی توسط هر لودسل در واقع نشانگر دقت لودسل می باشد .اگر E   ظرفیت لودسل وY   تعداد تقسیمات لودسل باشد ، V   حداقل مقدار بار قابل اندازه گیری را نشان می دهد به طوریکه:

V = E / Y

با محاسبه دقت برای کلاس های مختلف  لودسل می توان دریافت که لودسل با کلاس C6دارای بیشترین دقت و لودسل با کلاس C3دارای کمترین دقت می باشد.

خزش(creep  )

از عوامل فنی قابل رجوع برای سنجش یک لودسل خوب است . خزش به معنای میزان تغییرات در خروجی لودسل در مرور زمان بر اثر قرار گیری یک بار ثابت می باشد . چنانچه مشخصات فنی لودسل ها در جداول ضمیمه رجوع شود تفاوت لودسلها بوضوح مشخص می شود .

خطای مرکب (combined   error  )

این پارامتر عبارت است از جمع برداری دو خطای هیسترسیس (پسماند) و غیر خطی لودسل می باشد. اما هیسترسیس به چه معنی است؟ اگر لودسلی 30 تن ظرفیت داشته باشد هنگامیکه نیروی وارد شده به آن را از 0 تا 30 تن تغییر دهیم و مجدد از 30 تن به 0 برگردیم خروجی لودسل خواه نا خواه مقداری تغییر خواهد کرد میزان این تغییرات هر چقدر کمتر باشد لودسل از نظر کیفی مرغوبتر خواهد بود.

خطاي صفر (zero   balance  ) 

به منزله مقدار انحراف خروجي لودسل در محدوده صفر بودن بار مي باشد . كوچك بودن اين محدوده حاكي از مرغوبيت لودسل مي باشد.

خطاي تكرارپذيري (repeatability   error  )

به منزله ماكزيمم تغييرات خروجي لودسل براي بارگذاريهاي تكراري مي باشد.

گستره درجه حرارت کاری  (operating temperature   range  )

از عوامل مهم دیگر در هر لودسل دمای کارکرد آن می باشد . دمای کارکرد یعنی دمایی که لودسل توانایی کارکرد در آن دما را دارد اما لزوما قادر نیست تمام مشخصات فنی خود را حفظ کند.  هر قدر بازه دمای کارکرد لودسل وسیعتر باشد کارایی لودسل بهتر است . لازم به ذکر است که نباید دمای کارکرد را با دمای جبران شده یکسان دانست .

گستره دمای جبران شده  (compensated temperature   range  )

دمای جبران شده دمایی است که لودسل در آن بازه ضمن کارکرد صحیح تمامی مشخصات فنی ادعا شده خود را حفظ می کند . برای اکثر لودسلها این مقدار به40 یا 50 درجه می رسد .

مقاومت اهمی ورودی (input   resistance  )

هر چه میزان مقاومت ورودی لودسل بیشتر باشد لودسل مرغوب تر است چرا که مقاومت بالاسبب می شود جریان کمتری از لودسل عبور کرده و افت پتانسیل کمتری در لودسل بوجود آید . البته این میزان مقاومت نقطه عطفی نیز دارد چرا که مقاومت خیلی زیاد به نوبه خود سبب می شود به ازای کوچکترین ولتاژی حریان از لودسل عبور کند . مقاومت لودسل را معمولا بیشتر از 2000 اهم در نظر نمی گیرند.

مقاومت اهمی خروجی(output resistance)

میزان بالای این مقاوت نیز حاکی از مرغوبیت لودسل می باشد

گستره ولتاژ ورودی (Excitation voltage range)

اکثر لودسلها در محدوده ولتاژ پایینی بین 15 – 5 ولت و یا 24 – 5 ولت می باشند .

میزان خروجی اسمي لودسل (rated output)

به منزله ولتاژ خروجی لودسل به ازای هر یک ولت تحریک می باشد . که بیشتر mv/v 2 می باشد .البته این عدد ازmv/v 1 تا mv/v 4  متغیر است .

میزان حداکثر جابجایی مجاز حول محور عمودی

هنگامی که بار رو ی باسکول قرار می گیرد انرژی دینامیک باعث چرخش لودسل و انحراف لودسل از راستای عمودی می شود  در اکثر لودسلها میزان انحراف مجاز 5-2 میلی متر می باشد

حداکثر ظرفیت تحمل اضافه بار لودسل

لودسلهای موجود در بازار معمولا تا 5/1 برابر یا 150 % بیش از میزان ظرفیت خود را می توانند تحمل کنند .

حداکثر بار ایمن الکتریکی

این مشخصه نشاندهنده حداکثر باری است که می توان بدون هیچگونه آسیب الکتریکی و تغییر نادرست در مقدار ولتاژ خروجی لودسل یا کالیبراسیون صفر آن میتوان به لودسل بار وارد نمود.

حداکثر بار ایمن مکانیکی

حداکثر بار قابل قرارگیری بر روی لودسل بدون اینکه در شکل ظاهری لودسل تغییر ایجاد کند را حداکثر خطای بار مکانیکی یا فیزیکی می گویند. این میزان در لودسلها معمولا 300% است.

تاثير درجه حرارت بر روي حساسيت لودسل ( درحالت بدون بار)

هرچه ميزان اين تاثير پذيري كمتر باشد لودسل مرغوبتر خواهد بود.

 

 

ساختار لود سل

مکانیسم عملکرد لودسل بر اساس تغییرات طول ناشی از وارد شدن بار می باشد که سبب تغییر در خروجی لودسل می شود





لودسل شامل یك هسته فلزی (از آلیاژ خاص) و تعدادی strain gauge   مجموعه ای از مقاومت های الکتریکی می‌باشد که در یک پل وتستون قرار دارند و در اثر اعمال نیرو مانند تمام مواد تغییر شكل می‌یابد و در سمت خروجی سیگنالی متناسب ارائه می دهند اما پس از برداشتن نیرو به حالت اولیه خود برمی‌گردد .
میزان برگشت‌پذیری این ماده تعیین كننده كیفیت و دقت و دیرپایی لودسل است

 

تحلیل رفتار لود سل

قبل از بیان طرز كار لودسل لازم است بدانیم كه : R=PL /A

یعنی مقاومت الكتریكی یك قطعه با طول آن نسبت مستقیم و با سطح مقطع آن نسبت عكس دارد.

اساس كار لودسل همین قانون است یعنی كه یك ورقه فلزی به دو سر مقاومت هائی با چسب مخصوص عایق(ژل) چسبانده شده است حال اگر بر روی ورق اعمال نیرو صورت بگیرد ورق فلزی خم شده و در نتیجه این خمش (در حد چند میكرون)تغییر طول حاصل شده بر طبق رابطه بیان شده تغییر مقاومت خواهیم داشت.

حال اگر این 2 مقاومت را در یك پل وتسون قرار دهیم با تغییر این مقاومتها جریان ایجاد شده و در نتیجه این تقسیم جریان اختلاف پتانسیل خواهیم داشت.این اختلاف را میتوان به وسیله یك ولتمتر مشاهده كرد سپس این پتانسیل را به تقویت كننده)در ادامه تصویر آن آمده است ) می دهیم تا پتانسیل حاصله را تقویت كنیم و بعد از تقویت آنرا از یك فیلتر عبور می دهیم تا نویز را از بین ببریم.فیلتری كه برای لودسل استفاده می شودفركانس های 50 هرتز به پائین را عبور داده ولی بیشتر از این را سد می كند.

در این مرحله سیگنال خارج شده از فیلتر كه آنالوگ است به یك مبدل آنالوگ به دیجیتال می رود و بعد از آن آماده اعمال به پردازشگر می باشد.

فرمول بدست آوردن خروجی صحیح لود سل

 = میلی ولت خروجی ازلود سل

E : ولتاژ تغذیه لودسل بر حسب ولت

OUT : خروجی لود سل بر حسب mv/v

SL : مقدار بار موجود بر روی لودسل

TL : مقدار تحمل بار لودسل

برای کیب اطلاعات بیشتر در مورد تحلیل رفتار به قسمت ضمائم رجوع بفرمائید .

نکات کاربردی درنصب و راه اندازی

جعبه تقسیم الکتریکی جانکشن باکس  چيست؟

 

جانکشن باکس، وسیله است که وظیفه اتصال لودسل ها به یکدیگر و یکسان سازی نقاط مختلف باسکول از لحاظ نمایش وزن را به عهده دارد. اهميت جانکشن باکس از اين جهت است که در نهایت دقت لودسل ها و نشاندهنده در باسکول به دقت آن وابسته است. امروزه در باسکول های تمام الکترونیک شاهد مشکلاتي هستیم که ناشی از عدم شناخت این وسیله مهم الکترونیکی است که با یک ولتاژ بسیار کوچک در لودسل سر و کار دارد.

 

 

فایل کامل برای دانلود در قسمت زیر قرار دارد ( به همراه عکس و ... )

  نوشته شده در  چهارشنبه هفتم دی 1390ساعت 0:12  توسط رضا نصر اصفهانی  |