เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก (Load cell) คืออะไร ใช้ทำอะไร ใช้ยัง?

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักหรือที่รู้จักกันว่าโหลดเซลล์ (Load Cell) กำลังเป็นที่สนใจในอุตสาหกรรมการผลิตยุคปัจจุบันใช่หรือไม่? บทความนี้จะพาคุณทำความเข้าใจตั้งแต่Load Cell คืออะไร หลักการทำงาน ประเภทต่างๆ ไปจนถึงการประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย เพื่อให้คุณสามารถเลือกใช้เซนเซอร์วัดน้ำหนักได้อย่างเหมาะสมกับความต้องการของธุรกิจ 

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก คืออะไร?

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก หรือ โหลดเซลล์ (Load Cell) คืออุปกรณ์แปลงสัญญาณที่เปลี่ยนแรงกลหรือน้ำหนักให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า โดย Load Cell คือ ตัวรับรู้ที่ใช้ Strain Gauge จัดเรียงเป็นวงจร Wheatstone Bridge ซึ่ง Load Cell Sensor นี้สามารถวัดได้ทั้งแรงกด (Compression) และแรงดึง (Tension) เซนเซอร์วัดน้ำหนัก จะส่งสัญญาณไฟฟ้าที่แปรผันตามแรงไปยังจอแสดงผลหรือระบบควบคุม ทำให้ Sensor วัดน้ำหนัก เป็นหัวใจสำคัญในระบบชั่งน้ำหนักทุกประเภท

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก มีหลักการทำงานอย่างไร?

Load Cell หลักการทำงาน แบ่งเป็นสองส่วนหลักคือวงจรภายนอกและวงจรภายใน โดย โหลดเซลล์ คืออะไร ในแง่ของระบบไฟฟ้า คือการแปลงสัญญาณจากแรงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าผ่านการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของ Strain Gauge

วงจรภายนอก

วงจรภายนอกของ เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ประกอบด้วย Strain Gauge และตัวต้านทานที่จัดเรียงเป็นวงจรบริดจ์แบบไม่สมดุล เมื่อ Load Cell รับแรงกระทำ Strain Gauge จะยืดหรือหดตัวทำให้ความต้านทานเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตามน้ำหนักที่กดลงมา วงจรนี้เป็นหัวใจของ Load Cell Sensor ที่ทำให้สามารถวัดน้ำหนักได้อย่างแม่นยำ โดยทั่วไปจะใช้ Strain Gauge 4 ตัวต่อเป็นวงจร Full Bridge เพื่อให้ได้ความไวและความแม่นยำสูงสุด

วงจรภายใน

วงจรภายในของ โหลดเซลล์ อยู่ในส่วนของ Weighing Indicator ทำหน้าที่รับสัญญาณจากวงจรภายนอกมาประมวลผลและแสดงค่า Load Cells จะส่งสัญญาณระดับ mV/V เข้ามาที่วงจรขยายสัญญาณ จากนั้นแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลด้วย A/D Converter ความละเอียดสูง ส่วนประมวลผลจะทำการ Linearization และ Temperature Compensation เพื่อให้ เซนเซอร์วัดน้ำหนัก แสดงค่าที่ถูกต้องในทุกสภาวะการใช้งาน

ส่วนอินพุต

ส่วนอินพุตของระบบ Sensor วัดน้ำหนัก ทำหน้าที่รับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าจาก Load Cell ที่มีค่าประมาณ 2-3 mV/V ของแรงดันอ้างอิง จากนั้นขยายสัญญาณด้วย Instrumentation Amplifier ที่มี CMRR สูงเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวน ส่วนนี้ยังมีวงจร Filter เพื่อกรองสัญญาณความถี่สูงที่ไม่ต้องการ ก่อนส่งไปยัง A/D Converter ความละเอียด 24 บิตขึ้นไป ทำให้ โหลดเซลล์ คืออะไร ในมุมมองของผู้ใช้ คืออุปกรณ์ที่สามารถวัดน้ำหนักได้ละเอียดถึงระดับกรัมในเครื่องชั่งขนาดตัน

ส่วนประมวลผล

ส่วนประมวลผลเป็นสมองของระบบ เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ที่นำค่าดิจิทัลจาก A/D Converter มาคำนวณเป็นน้ำหนัก โดยใช้อัลกอริธึมต่างๆ เช่น Digital Filtering เพื่อลด Noise, Calibration Algorithm เพื่อแปลงค่า ADC เป็นหน่วยน้ำหนัก และ Load Cell หลักการทำงาน ในส่วนของ Zero Tracking ที่คอยปรับค่าศูนย์อัตโนมัติ นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชัน Tare, Hold, Peak Hold และการคำนวณทางสถิติต่างๆ ที่ช่วยให้ Load Cells สามารถใช้งานได้หลากหลาย

ส่วนเอาท์พุต

ส่วนเอาท์พุตของ โหลดเซลล์ ทำหน้าที่ส่งผลการประมวลผลออกไปใช้งาน ประกอบด้วยจอ Display แสดงค่าน้ำหนัก, Analog Output 4-20mA หรือ 0-10V สำหรับต่อกับ PLC, Digital Output แบบ RS232/RS485/Ethernet สำหรับส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์ และ Relay Output สำหรับควบคุมอุปกรณ์ภายนอก เช่น มอเตอร์ วาล์ว หรือสัญญาณเตือน ทำให้ Load Cell Sensor สามารถทำงานร่วมกับระบบอัตโนมัติได้อย่างสมบูรณ์

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ใช้ทำอะไร?

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก เป็นอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการวัดและควบคุมน้ำหนักในกระบวนการผลิตและการบริการต่างๆ โหลดเซลล์ มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ ความแม่นยำ และความปลอดภัยในการทำงาน Load Cell คือ เทคโนโลยีที่ช่วยให้การวัดน้ำหนักเป็นไปอย่างอัตโนมัติและแม่นยำ

• วัดแรงกด แรงดึง หรือแรงเฉือน - Load Cell Sensor สามารถวัดแรงในทิศทางต่างๆ ได้ตั้งแต่หน่วยกรัมจนถึงหลายร้อยตัน ใช้ในการทดสอบความแข็งแรงของวัสดุและชิ้นส่วน

• ระบบชั่งน้ำหนักอุตสาหกรรม - เซนเซอร์วัดน้ำหนัก เป็นส่วนประกอบหลักในเครื่องชั่งทุกประเภท ตั้งแต่เครื่องชั่งแพลตฟอร์ม เครื่องชั่งรถบรรทุก จนถึงเครื่องชั่งถังไซโล

• ควบคุมคุณภาพในสายการผลิต - Sensor วัดน้ำหนัก ใช้ตรวจสอบน้ำหนักผลิตภัณฑ์แบบเรียลไทม์ คัดแยกสินค้าที่ไม่ได้มาตรฐานออกจากสายการผลิตอัตโนมัติ

• ทดสอบชิ้นส่วนในงานวิศวกรรม - Load Cells ใช้ในเครื่องทดสอบแรงดึง แรงกด การทดสอบ Press Fit และการทดสอบความล้าของวัสดุ

• ระบบควบคุมอัตโนมัติ - โหลดเซลล์ คืออะไร สำหรับระบบอัตโนมัติ คือเซนเซอร์ที่ส่งสัญญาณไปยัง PLC เพื่อควบคุมการทำงานตามค่าน้ำหนักที่กำหนด

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ทำมาจากอะไร?

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ผลิตจากวัสดุที่มีคุณสมบัติทางกลเหมาะสม โหลดเซลล์ ส่วนใหญ่ทำจากสเตนเลสสตีล 17-4PH หรืออลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูง Load Cell ต้องมีความเสถียรต่ออุณหภูมิและทนต่อการกัดกร่อน ภายใน Load Cell Sensor จะมี Strain Gauge ซึ่งทำจากฟอยล์โลหะผสมพิเศษติดด้วยกาวอีพอกซี่ เซนเซอร์วัดน้ำหนัก คุณภาพสูงจะมีการเคลือบป้องกันความชื้นและมีตัวถังป้องกัน IP65-IP68 เพื่อให้ Sensor วัดน้ำหนัก ทำงานได้แม่นยำในทุกสภาพแวดล้อม

ประเภทของเซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก มีอะไรบ้าง?

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก มีหลากหลายรูปแบบตามลักษณะการใช้งาน โหลดเซลล์ แต่ละประเภทถูกออกแบบมาเพื่อรับแรงในทิศทางและขนาดที่แตกต่างกัน การเลือก Load Cell ที่เหมาะสมจะช่วยให้ได้ผลการวัดที่แม่นยำและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบใช้แรงกด มีอะไรบ้าง?

Load Cell Sensor แบบแรงกดเป็นประเภทที่นิยมใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม เหมาะสำหรับงานชั่งน้ำหนักทั่วไป เซนเซอร์วัดน้ำหนัก แบบนี้ออกแบบมาให้รับแรงในแนวดิ่งและมีโครงสร้างที่แข็งแรงทนทาน

Shear Beam Load Cell

Shear Beam Load Cell เป็นแบบที่นิยมใช้ในงานชั่งถังและไซโล โดยยึดปลายด้านหนึ่งกับฐานและรับน้ำหนักที่ปลายอีกด้าน โหลดเซลล์ คืออะไร สำหรับ Shear Beam คือเซนเซอร์ที่วัดแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในโครงสร้าง มีพิกัดตั้งแต่ 250 กิโลกรัมถึง 10 ตัน เหมาะสำหรับงานชั่งวัสดุก่อสร้าง อาหารสัตว์ และสารเคมี Sensor วัดน้ำหนัก ชนิดนี้ทนต่อแรงด้านข้างได้ดี จึงเหมาะกับการติดตั้งที่อาจมีการสั่นสะเทือน

Truck Scale Load cell

Truck Scale Load Cells เป็นแบบ Double Ended Shear Beam ที่มีจุดรับน้ำหนักตรงกลาง ทำให้มีความแม่นยำสูงกว่า Shear Beam ทั่วไป เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ชนิดนี้มีพิกัดตั้งแต่ 10 ตันถึง 50 ตัน ใช้ในเครื่องชั่งรถบรรทุกและชั่งถังขนาดใหญ่ การติดตั้งใช้ระบบ Rocker Pin และ Ball Cup ทำให้ถังสามารถขยายตัวจากอุณหภูมิได้โดยไม่กระทบการชั่ง Load Cell หลักการทำงาน ของ Truck Scale จะมี Strain Gauge มากกว่าแบบอื่น ทำให้มีความละเอียดและ Repeatability ที่ดีเยี่ยม

Single Point Load cell

Single Point โหลดเซลล์ ออกแบบมาสำหรับงานชั่งที่ใช้แพลตฟอร์มขนาดเล็กถึงกลาง โดยใช้ Load Cell Sensor เพียงตัวเดียวติดตั้งที่จุดศูนย์กลาง มีคุณสมบัติพิเศษคือ Moment Insensitive ทำให้ชั่งได้แม่นยำแม้วางน้ำหนักไม่ตรงกลาง มีพิกัดตั้งแต่ 2 กิโลกรัมถึง 800 กิโลกรัม เหมาะสำหรับเครื่องชั่งตั้งโต๊ะ เครื่องบรรจุ และเครื่องชั่ง Checkweigher ในสายการผลิต

Bending Beam Load cell

Bending Beam เซนเซอร์วัดน้ำหนัก มีโครงสร้างคล้ายสปริง ทำงานโดยการวัดแรงดัดที่เกิดขึ้นเมื่อมีน้ำหนักกดที่ปลาย Sensor วัดน้ำหนัก แบบนี้มีความไวสูงในช่วงน้ำหนักน้อย พิกัดตั้งแต่ 25 กิโลกรัมถึง 500 กิโลกรัม ราคาไม่แพง เหมาะสำหรับงานชั่งในห้องแล็บ เครื่องชั่งยา และงานที่ต้องการความละเอียดสูงแต่น้ำหนักไม่มาก

Pancake Load cell

Pancake Load Cell มีรูปร่างแบนคล้ายแพนเค้ก สามารถใช้ได้ทั้งแรงกดและแรงดึง โหลดเซลล์ คืออะไร ใน Pancake คือเซนเซอร์ที่มี Strain Gauge จำนวนมากจัดเรียงเป็นวงกลม ทำให้มีความแม่นยำสูงถึง 0.05% Linearity มีพิกัดตั้งแต่ 500 กิโลกรัมถึง 500 ตัน ใช้ในเครื่องทดสอบวัสดุ Universal Testing Machine และงานที่ต้องการความแม่นยำสูงมาก

Canister Load cell

Canister Load Cells มีรูปทรงกระบอกคล้ายกระป๋อง รับแรงกดในแนวดิ่ง มีความแม่นยำ 0.05% และมีความเสถียรสูง เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก แบบนี้มีพิกัดตั้งแต่ 200 กิโลกรัมถึง 20 ตัน นิยมใช้ในเครื่องชั่งรถบรรทุก เครื่องชั่งถังขนาดกลาง และระบบชั่งที่ต้องการความแม่นยำสูง โครงสร้างแข็งแรงทนต่อ Overload ได้ดี

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักแบบใช้แรงดึง มีอะไรบ้าง?

Load Cell Sensor แบบแรงดึงใช้สำหรับงานที่ต้องแขวนภาชนะหรือวัสดุ เซนเซอร์วัดน้ำหนัก แบบนี้ต้องมีความแข็งแรงสูงและมีจุดยึดที่ปลอดภัย

S Beam Load cell

S Beam โหลดเซลล์ มีรูปร่างคล้ายตัว S สามารถใช้ได้ทั้งแรงกดและแรงดึง การติดตั้งใช้ Rod End Bearing ทำให้สามารถแกว่งได้เล็กน้อยโดยไม่กระทบการชั่ง Sensor วัดน้ำหนัก แบบนี้มีพิกัดตั้งแต่ 2 กิโลกรัมถึง 5 ตัน นิยมใช้ในงานชั่งแขวน เครื่องชั่งเครน และระบบชั่งถังที่ต้องการแขวน S Beam ยังเป็น Load Cell หลักการทำงาน ที่เรียบง่าย ติดตั้งง่าย บำรุงรักษาน้อย จึงเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมทั่วไป

การประยุกต์ใช้งานเซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในทุกภาคอุตสาหกรรม ด้วยความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง โหลดเซลล์ จึงเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตและการบริการ Load Cell สามารถทำงานร่วมกับระบบอัตโนมัติได้อย่างสมบูรณ์

• เครื่องชั่งอุตสาหกรรม - Load Cell Sensor เป็นหัวใจของเครื่องชั่งทุกประเภท ตั้งแต่เครื่องชั่งแพลตฟอร์ม เครื่องชั่งเครน เครื่องชั่งรถบรรทุก ใช้ในงานโลจิสติกส์ คลังสินค้า และการขนส่ง
• การผลิตแบบอัตโนมัติ - เซนเซอร์วัดน้ำหนัก ใช้ควบคุมปริมาณวัตถุดิบในกระบวนการผลิต เช่น การผสมสูตร การบรรจุ การ Checkweighing เพื่อรักษาคุณภาพผลิตภัณฑ์
• การแพทย์และสุขภาพ - Sensor วัดน้ำหนัก ใช้ในเตียงผู้ป่วย เครื่องฟอกไต ปั๊มยา และอุปกรณ์ยกผู้ป่วย ต้องมีความแม่นยำและความปลอดภัยสูง
• ยานยนต์ - Load Cells ใช้วัดแรงเบรก แรงบังคับเลี้ยว น้ำหนักผู้โดยสารสำหรับระบบถุงลมนิรภัย และการทดสอบชิ้นส่วนรถยนต์
• การค้าปลีก - โหลดเซลล์ คืออะไร ในร้านค้า คือเซนเซอร์ในเครื่องชั่งสินค้า ระบบ Self-Checkout และเครื่องชั่งไปรษณีย์
• เกษตรกรรม - เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ใช้ในระบบให้อาหารสัตว์อัตโนมัติ ไซโลเก็บธัญพืช และการชั่งผลผลิตทางการเกษตร
• ห้องปฏิบัติการ - Load Cell ความละเอียดสูงใช้ในเครื่องชั่งวิเคราะห์ สำหรับงานวิจัยและพัฒนาที่ต้องการความแม่นยำระดับไมโครกรัม
• การชั่งน้ำหนักยานพาหนะ - Load Cell Sensor ใช้ในระบบ Onboard Weighing สำหรับรถบรรทุก ป้องกันการบรรทุกเกินพิกัด
• การบินและอวกาศ - เซนเซอร์วัดน้ำหนัก ใช้ชั่งน้ำหนักสินค้าและเชื้อเพลิงในเครื่องบิน ต้องมีความแม่นยำสูงมากเพื่อคำนวณ Balance
• หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ - Sensor วัดน้ำหนัก ใช้ในแขนหุ่นยนต์เพื่อควบคุมแรงจับและการยกของ ทำให้หุ่นยนต์ทำงานได้อย่างปลอดภัย

หากคุณกำลังมองหา “เซนเซอร์ชั่งน้ำหนักคุณภาพดี” ให้นึกถึง SCMA!

การเลือกใช้และบำรุงรักษา เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ที่ถูกต้องจะช่วยยืดอายุการใช้งานและรักษาความแม่นยำของการวัด SCMA จำหน่าย โหลดเซลล์ คุณภาพสูงจากแบรนด์ชั้นนำ พร้อม Load Cell ทุกประเภท ทุกขนาด ครอบคลุมทุกการใช้งาน เรามี Load Cell Sensor ที่ผ่านการสอบเทียบตามมาตรฐาน OIML R60 พร้อมใบรับรอง เซนเซอร์วัดน้ำหนัก ของเรามีบริการหลังการขายครบวงจร ทั้งการติดตั้ง การสอบเทียบ และการซ่อมบำรุง ทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญพร้อมให้คำปรึกษา Load Cell หลักการทำงาน และการเลือก Sensor วัดน้ำหนัก ที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ

สรุป

เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยให้การวัดน้ำหนักในอุตสาหกรรมเป็นไปอย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพ การเข้าใจหลักการทำงาน ประเภท และการประยุกต์ใช้ของ โหลดเซลล์ จะช่วยให้สามารถเลือกใช้ได้อย่างเหมาะสม Load Cell ที่มีคุณภาพจะให้ผลการวัดที่แม่นยำและมีอายุการใช้งานยาวนาน SCMA พร้อมเป็นพาร์ทเนอร์ด้าน Load Cell คือ ผู้เชี่ยวชาญที่จะช่วยให้คุณได้ใช้เทคโนโลยีการชั่งที่ดีที่สุด ด้วยผลิตภัณฑ์คุณภาพและบริการที่ครบวงจร เพื่อให้ระบบการชั่งน้ำหนักของคุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

คำถามที่พบบ่อย

โหลดเซลล์ (Load cell) คืออะไร?

โหลดเซลล์ คืออะไร คำตอบคือเซนเซอร์ทรานสดิวเซอร์ที่แปลงแรงกลหรือน้ำหนักให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่วัดได้ Load Cell ทำงานโดยใช้ Strain Gauge ที่เปลี่ยนความต้านทานเมื่อถูกแรงกระทำ ทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าที่แปรผันตามน้ำหนัก Load Cell Sensor เป็นองค์ประกอบหลักในเครื่องชั่งดิจิทัลทุกประเภท ตั้งแต่เครื่องชั่งในห้องแล็บจนถึงเครื่องชั่งอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

Load cell มีกี่ประเภท อะไรบ้าง?

Load Cells แบ่งตามลักษณะการรับแรงและรูปร่างได้หลายประเภท เซนเซอร์ชั่งน้ำหนัก ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมมีดังนี้

• แบบแรงกด - Shear Beam, Single Point, Canister, Pancake, Bending Beam ใช้สำหรับงานชั่งทั่วไป
• แบบแรงดึง - S Beam, Tension Link ใช้สำหรับงานชั่งแขวน
• แบบ Universal - สามารถรับได้ทั้งแรงกดและแรงดึง เช่น S Beam, Pancake
• แบบพิเศษ - Button Load Cell, Donut Load Cell, Miniature Load Cell สำหรับงานเฉพาะ

โหลดเซลล์ในเครื่องชั่งคืออะไร?

โหลดเซลล์ ในเครื่องชั่งคือเซนเซอร์ที่ทำหน้าที่แปลงน้ำหนักของวัตถุที่วางบนแพลตฟอร์มให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า Load Cell Sensor จะส่งสัญญาณไปยัง Weight Indicator เพื่อประมวลผลและแสดงค่าน้ำหนักบนหน้าจอ เครื่องชั่งดิจิทัลทุกเครื่องต้องมี เซนเซอร์วัดน้ำหนัก เป็นส่วนประกอบหลัก โดยจำนวนและขนาดของ Load Cell จะขึ้นอยู่กับพิกัดการชั่งและขนาดของเครื่องชั่ง

โหลดเซลล์แบบสเตรนเกจ (Strain Gauge + Load Cell) คืออะไร?

Load Cell หลักการทำงาน แบบ Strain Gauge คือการใช้แผ่นโลหะบาง (Strain Gauge) ที่มีความต้านทานไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเมื่อถูกดึงหรือกด Sensor วัดน้ำหนัก แบบนี้มี Strain Gauge 4 ตัวติดบนโครงสร้างโลหะและต่อเป็นวงจร Wheatstone Bridge เมื่อมีแรงมากระทำ Strain Gauge จะยืดหรือหดทำให้ความต้านทานเปลี่ยน ส่งผลให้เกิดสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตามน้ำหนัก เป็นเทคโนโลยีที่นิยมใช้มากที่สุดเพราะให้ความแม่นยำสูงและราคาไม่แพง