Load cells
Wat zijn Load cells?
Load cells, ofwel krachtopnemers, meten kracht door vervorming van de metalen body waardoor er een weerstandsverandering ontstaat wat resulteert in een spanningsverschil in mV. De precisie en hoogwaardigheid van load cells maken ze tot onmisbare sensoren voor het meten van krachten in diverse industriële toepassingen en apparatuur.
Stekon B.V. beschikt over een uitgebreid assortiment load cells variërend van 0,3 kg tot maar liefst 1.000 ton. Met een grote diversiteit aan load cells zijn we altijd in staat om u een passende oplossing te bieden.
Onze Load cells
Load cells op maat?Constructie van load cells
Op het dunste deel van de load cell body/constructie zijn weerstandsdraadjes aangebracht.
De weerstand verandert als gevolg van de vervorming van de body door de kracht die op de constructie wordt uitgeoefend.
De load cell verbuigt enigszins en de verandering van de 4 weerstanden resulteert in een spanningsverschil.
Dit spanningsverschil komt overeen met de kracht of massa.
Een load cell is een sensor of transducer die gebruikt wordt om een kracht, meestal een gewicht, om te zetten in een elektrisch signaal. Deze omzetting is indirect en gebeurt in twee fasen.
Fase 1: door een mechanische constructie wordt een metalen element een klein beetje vervormd (de wet van Hooke).
Het element moet meer kunnen vervormen dan de constructie waarin het is opgenomen.
Fase 2: de vervorming van het element (de rek) wordt gemeten met een hervormingssensor, die deze rek in een elektrisch signaal omzet.
Toepassingen
Load cells worden gebruikt in de volgende toepassingen:
- Elektronische weegschalen.
- Wegen van transportbanden.
- Wegen van silo’s, tanks en containers.
- Wegen van voertuigen (auto’s, treinen, boten etc.).
- Wegen van vliegtuigen en helikopters.
- Bepaling van zwaartepunt.
- Meten van krachten.
Verschillende type load cells
Single Point Bending Beams: Deze load cells zijn geschikt voor onder fanderen plateauweegschalen. Het maakt niet uit waar het gewicht op het plateau staat, het wordt altijd goed weergegeven. Als de plateaumaat maar niet groter is dan gespecificeerd op het datablad van de load cell. | |
Single Ended Shear Beams: Deze load cells meten de vervorming veroorzaakt door de afschuifkracht. En worden toegepast voor de grotere weegplateau’s of kleine silo’s en tanks. Meestal een systeem met 3 of 4 steunpunten | |
Double Ended Shear Beams: Deze load cells zijn geschikt voor het wegen van zware weegtoepassingen als grote silo’s en soortgelijke toepassingen. Ze kunnen grote gewichten meten en bieden een goede stabiliteit voor langdurige metingen. | |
S-Type Load Cells: Deze load cells hebben een S-vorm en zijn ontworpen voor het meten van trekkrachten maar ook drukkrachten kunnen met dit model worden gemeten. Een typische toepassing is het meten van kabelspanning. | |
Tension/Compression Disks: Deze load cells hebben een ronde vorm met in het midden een drukpunt. Ze kunnen worden gebruikt voor silo- en tankweging maar ook voor testbanken. Wanneer de compression disk is voorzien van een doorlopend gat in het midden kan deze ook worden gebruikt als trekkrachtopnemer. | |
Damped Load Cells: Deze oliegedempte load cells bieden een oplossing in situaties waar trillingen en schokken een rol spelen. Ze minimaliseren de effecten van externe krachten, waardoor nauwkeurigere metingen mogelijk zijn, zelfs in uitdagende omgevingen. |
Benamingen en terminologie
Load cells, krachtopnemers, weegcellen en krachtsensoren zijn allemaal verschillende benamingen voor één en dezelfde sensor. Deze verschillende benamingen komen voort uit de diversiteit van toepassingen waarin ze worden gebruikt en de verschillende industrieën die ze bedienen.
De capaciteit van een load cell wordt uitgedrukt in gram, kilogram of ton, afhankelijk van de maximale capaciteit.
De capaciteit geeft aan hoeveel gewicht de load cell maximaal kan meten binnen zijn operationele bereik. Dit bereik begint bij het onbelaste (nul) punt en strekt zich uit tot het maximale bereik: de capaciteit van de load cell.
De nauwkeurigheid van een load cell wordt doorgaans aangegeven als een percentage van de totale capaciteit. Dit geeft aan hoe dicht de gemeten waarde van de load cell bij de werkelijke waarde ligt. Bijvoorbeeld, als een load cell een capaciteit heeft van 100 kg en een algehele nauwkeurigheid van ± 0,03%, betekent dit dat de load cell het gewicht van nul tot 100 kg kan meten met een nauwkeurigheid van ± 30 gram.
Dit betekent dat zelfs bij maximale belasting de metingen binnen het gespecificeerde percentage van de totale capaciteit vallen. Deze nauwkeurigheid is belangrijk voor toepassingen waarbij zelfs kleine variaties in gewicht grote verschillen kunnen maken.
Datasheets
Een load cell datasheet geeft belangrijke informatie weer:
✔ Capaciteit: Het totale meetbereik van de load cell.
✔ Overbelasting: Het maximale percentage volledige lading dat de load cell aan kan.
✔ Nauwkeurigheid: Dit wordt uitgedrukt in termen van lineariteit, hysteresis, herhaalbaarheid en kruip. Deze cijfers worden allemaal uitgedrukt als een percentage van de totale capaciteit van de load cell.
✔ Gevoeligheid: De gevoeligheid van de load cell bepaalt de werkelijke spanningsuitgang, wanneer de load cell wordt belast. Deze cijfers worden uitgedrukt in mV/V (millivolt per volt).
✔ Thermische gevoeligheid: Hoeveel de output zal wijzigen met een verandering in temperatuur. Dit is vaak uitgedrukt in procent van de volledige belasting/°C.
Maatwerk oplossingen
Stekon B.V. begrijpt dat iedere situatie uniek is en dat een standaard load cell niet altijd volstaat. Daarom biedt Stekon B.V. op maat gemaakte load cells met bijvoorbeeld meerdere redundante meetkanalen, waarmee ze kunnen voldoen aan hogere nauwkeurigheidseisen.
Meer over onze maatwerk oplossingen
De werking van load cells + brug van Wheatstone
Een load cell zet een kracht zoals spanning, compressie of druk om in een signaal dat kan worden gemeten met een weegversterker.
Het principe van de werking van een load cell is een brug van Wheatstone. De basis voor de werking van een load cell is de Wheatstone-brug.
Deze brug bestaat uit vier in serie geschakelde weerstanden. Wanneer een load cell wordt belast vervormt de metalen body en daarmee de rekstrookjes. Die worden uitgerekt of ingedrukt waardoor de weerstand veranderd, wat resulteert in een onbalans die een spanningsverschil in mV tot gevolg heeft. De kracht die op de load cell wordt uitgeoefend zorgt ervoor dat het elektrische signaal evenredig verandert.
Installatie & kalibratie
Om nauwkeurige metingen te garanderen zijn een juiste installatie van de load cell eventueel met assembly van belang met een meerpuntskalibratie.
Het spreekt voor zich dat de juiste bevestigingsmaterialen moeten worden gebruikt om een veilige constructie te garanderen.
Bij het (laten) uitvoeren van een kalibratie worden zowel een nulstelling als een span-kalibratie uitgevoerd. Daarnaast wordt er een lineaire? kalibratie uitgevoerd door de load cell te belasten met bekende gewichten waarna de corresponderende uitgangssignalen worden geregistreerd. Indien nodig wordt de kalibratiecurve aangepast.