Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của cân điện tử

Cân điện tử có lẽ đã không còn xa lạ gì với chúng ta, đây là thiết bị dùng để cân trọng lượng của vật. Ngoài ra, cân điện tử còn nhiều chức năng khác như in tem nhãn, tính giá tiền. Nguyên lý cấu tạo cân điện tử như thế nào? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết sau.

MỤC LỤC: NỘI DUNG BÀI VIẾT

1. Cấu tạo của cân điện tử

2. Nguyên lý hoạt động của cân điện tử

1. Cấu tạo của cân điện tử

Cấu tạo của cân điện tử gồm phần cơ khí (đòn cân) và phần điện (mạch tín hiệu điện tử).

Trong phần cơ khí của cân điện tử có cấu tạo nên cơ khí gồm khung bàn cân, sàn mặt cân điện tử. Các thiết kế cơ khí khác gồm có giá đỡ, khung bảo vệ, khung cơ khí cho cân. Mỗi bộ phận đều có những chức năng nhất định. Với những loại cân điện tử công nghiệp thì phần cơ khí của cân thường nặng và cồng kềnh, do đó, phần cơ khí này sẽ được gia công tại Việt Nam, tiết kiệm chi phí nhập khẩu.

Phần điện của cân điện tử bao gồm bộ phận cảm biến trọng lượng (tên thường gọi khác là loadcell) và đầu hiển thị cân (hay chính là đầu cân điện tử). Loadcell là bộ phận quan trọng nhất của một chiếc cân điện tử.

Loadcell là thiết bị nhỏ, có điện trở ra/vào thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định. Loadcell thiết kế để gắn cố định một đầu, đầu còn lại tự do và gắn với mặt bàn cân (Đĩa cân). Khi ta bỏ một khối lượng lên đĩa cân, loadcell sẽ bị uốn cong do trọng lượng của khối lượng cân gây ra. Khi thanh kim loại bị uốn, điện trở sẽ bị kéo dãn ra và thay đổi điện trở. Như vậy, khi đặt vật cân lên bàn cân, tùy theo khối lượng vật mà Loadcell sẽ bị uốn đi một lượng tương ứng và lượng này được đo lường qua sự thay đổi điện.

Để đơn giản, cân điện tử có cấu tạo gồm 5 bộ phận cơ bản sau đây:

- Đĩa cân: bộ phận để đặt vật cần cân lên có thể làm bằng inox không rỉ, nhựa…

- Cảm biến lực (loadcell): truyền tín hiệu điện vào bo mạch của cân khi có vật đặt lên đĩa cân

- Mạch khuếch đại: tín hiệu điện từ loadcell quá nhỏ (hàng mV), do đó cần có mạch khuếch đại tín hiệu đó lớn hơn để bộ xử lý nhận tín hiệu tốt hơn, nhầm giảm thiểu sai số trong đo đạc

- Mạch chuyển đổi tín hiệu và bộ vi xử lý: Bộ vi xử lý chỉ xử lý tín hiệu số, do đó mạch này có chức năng chuyển tín hiệu từ loadcell truyền về sau khi được khuếch đại (tín hiệu điện, Analog) sang tín hiệu số (digital) hay còn gọi mạch này là mạch A/D.

- Bộ chỉ thị và phím tương tác: màn hình hiển thị giá trị cân đo và các phím chức năng để thực hiện yêu cầu của người dùng: ZERO/TARE, UNIT, PRINT,…

Sơ đồ cấu tạo cân điện tử

2. Nguyên lý hoạt động của cân điện tử

Khi chúng ta đặt một khối lượng lên đĩa cân, loadcell sẽ bị uốn cong do trọng lượng của khối lượng cân gây ra. Khi thanh kim loại bị uốn sẽ làm cho điện trở bị kéo dãn ra và điện trở bị thay đổi. Do đó, khi đặt vật cân lên bàn cân, tùy vào khối lượng của vật mà Loadcell sẽ bị uốn đi một lượng tương ứng và lượng này được đo lường qua sự thay đổi điện trở.

Mỗi loại cân điện tử giá rẻ đều được thiết kế theo một tải trọng khác nhau, căn cứ vào mỗi ứng dụng mà lựa chọn loại tải trọng và sai số tuyến tính, bước nhảy (divide/ accuracy/ error – kí hiệu: e, d). Nhà sản xuất khuyến cáo các khách hàng không nên cân những vật không phù hợp với cân, cân quá tải, mặt phẳng đặt cân không bằng phẳng, chấn động, nhiễu điện từ…bởi vì như thế vừa không mang lại sự chính xác vừa nhanh làm hỏng cân.

Sơ đồ nguyên lý cân điện tử

Mạch nguyên lý của cân điện tử

Từ nguyên lý cân điện tử, các bạn cần nhớ một số lưu ý sau đây để tăng tuổi thọ cho cân:

– Không bất ngờ thả, đặt mạnh vật cần cân lên mặt cân.

– Không cân các vật quá nặng, quá giới hạn của cân.

– Không đặt cân trong môi trường có nhiệt độ thay đổi đột ngột, môi trường quá khô hay quá ẩm ướt.

– Không đặt các vật dạng lỏng hay bột trực tiếp lên cân. Thay vào đó hãy sử dụng các loại hộp, chai, lọ để cân.

– Vệ sinh, lau sạch cân sau mỗi lần sử dụng.

Như vậy, chúng ta đã biết được cấu tạo và nguyên tắc hoạt động cân điện tử là như thế nào. Hy vọng qua những chia sẻ trên, các bạn đã hiểu rõ hơn về cân điện tử.

BÀI VIẾT LIÊN QUAN

TÌM HIỂU VỀ ĐẦU CÂN ĐIỆN TỬ

CÁC BƯỚC KẾT NỐI CÂN ĐIỆN TỬ VỚI MÁY TÍNH

PIN CÂN ĐIỆN TỬ LÀ GÌ, CÓ NHỮNG LOẠI NÀO?