Cân điện tử và ứng dụng trong cuộc sống – HALANA

Dụng Cụ Đo | 01 – 12 – 2022

Trong các gia đình hiện nay, chắc hẳn các bạn đã quen thuộc với hình ảnh chiếc cân. Vâng, chúng xuất hiện ở khắp mọi nơi, từ cửa hàng tạp hóa tới chợ tới siêu thị, thậm chí là trong nhà. Nó là đồ vật thiết yếu của mỗi gia đình, nhưng còn cân điện tử thì sao? Ngày nay thì nhu cầu sử dụng cân điện tử ngày càng nhiều để phục vụ cho việc tính toán khối lượng nâng cao năng suất làm việc và việc tính toán khối lượng cho sản phẩm tránh sai sót khối lượng gây tổn thất cho doanh nghiệp. Sử dụng nhiều nhưng nói đến cấu tạo của thiết bị này thì ít ai biết, vì vậy Halana xin chia sẻ những kiến thức hữu ích tới các bạn đọc về cân điện tử trong bài viết dưới đây nhé!

Các loại cân điện tử

Khái niệm cơ bản về cân điện tử

Các thiết bị cân điện tử thường là loại cân được thiết kế với một mạch điện tử kết hợp với cảm biến lực hay còn gọi là cảm biến từ loadcell. Khi đó, cân sẽ chuyển đổi những tín hiệu điện thu được thành các con số thể hiện trọng lượng của mẫu vật thu được. ‘ Nhờ sử dụng loadcell cảm biến từ nên các kết quả thu được đều được đảm bảo độ chính xác cao. Thiết bị mang đến các kết quả chính xác trong thời gian ngắn nhất thay vì sử dụng dòng cân cơ học.

Cấu tạo cân điện tử

Đa số các dòng cân điện tử hiện nay đều được thiết kế có cấu tạo tương tự nhau gao gồm: khung vỏ cân,màn hình và bàn phím, đĩa cân, loadcell ( cảm biến lực ), mạch khuếch đại tín hiệu, mạch chuyển đổi tín hiệu và bộ vi xử lý. Đối với dòng cân treo có sự khác biệt ở phần đĩa cân.

1. Khung vỏ cân: Đây chính là bộ phận lớp vỏ của cân để bảo vệ các bộ phận bên trong cũng như tạo hình cho thiết bị cân điện tử. Thông thường lớp khung vỏ thường được làm bằng nhựa hoặc thép không gỉ có khả năng chịu nhiệt tốt.

2. Đĩa cân: Đĩa cân hay còn gọi là bàn cân, mặt sàn cân chính là nơi đặt các vật thể cần cân. Đây là bộ phận cần được làm bằng vật liệu không gỉ để đảm bảo độ bền, không ảnh hưởng đến vật thể. Đối với các dòng cân treo điện tử, đĩa cân sẽ được thay thế bằng móc cân để móc các vật cần cân trọng lượng lên cao.

3. Loadcell – Mạch khuếch đại: Bộ phận cảm biến lực là nơi tiếp nhận tác động của vật thể để chuyển tín hiệu điện vào các bô mạch của cân. Mạch khuếch đại còn được biết đến bộ phận tiếp nhận và khuếch những tín hiệu điện được chuyển từ loadcell đến.Mạch chuyển đổi tín hiệu và bộ vi xử lý là nơi xử lý các tín hiệu điện này từ mạch Analog sang mạch digital hay còn mạch A/D. Sau đó, bộ vi xử lý đưa ra các kết quả đo đến màn hình hiển thị.

4. Màn hình hiển thị: Màn hình hiển thị của cân điện tử thường được lắp đặt ngay gần đĩa cân để thể hiển các giá trị như trọng lượng, trừ bì. Đồng thời, các phím chức năng của cân cũng được thiết kế ngay cạnh màn hình để điều chỉnh các chức năng cân, chọn chế độ, chọn đơn vị. Các phím bấm phổ biến như: ZERO/TARE, UNIT, PRINT, …

Cấu tạo cân điện tử

Nguyên lí hoạt động của cân điện tử

Thành phần cấu tạo cơ bản để cân điện tử hoạt động bao gồm hai bộ phận chính:

1. Bộ phận thứ nhất: Là đòn cân

2. Bộ phận thứ hai: Là xử lý tín hiệu điện tử.

Bộ phận thứ nhất: Đòn cân của cân điện tử tên tiếng anh là “Strain Gauge Load Cell” hay gọi tắt là “Load Cell”. Như tên gọi phản ánh, đòn cân được cấu tạo bởi hai thành phần, thành phần thứ nhất là “Strain Gauge” và thành phần còn lại là “Load”. Strain Gauge là một điện trở đặc biệt chỉ nhỏ bằng móng tay, có điện trở thay đổi khi bị nén hay kéo dãn và được nuôi bằng một nguồn điện ổn định, nhỏ bằng móng tay, được dán chết lên Load, nghĩa là một thanh kim loại chịu tải. Thanh kim loại này một đầu được gắn cố định, đầu còn lại tự do và gắn với mặt bàn cân (Đĩa cân).

Khi ta bỏ một khối lượng lên đĩa cân điện tử , thanh kim loại này sẽ bị uốn cong do trọng lượng của khối lượng cân gây ra. Khi thanh kim loại bị uốn, điện trở Strain Gauge 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 Load, thanh kim loại sẽ bị uốn đi một lượng tương ứng và lượng này được đo lường qua sự thay đổi điện trở của Strain Gauge.Loadcell cầu bi Thông thường, thanh kim loại sẽ được cấu tạo sao cho bất chấp vị trí ta đặt vật cân lên bàn cân điện tử, nó đều cho cùng một mức độ bị uốn. Như đã nói, cân điện tử sẽ đo lường mức độ bị uốn của thanh kim loại bởi trọng lực do vật cân gây ra nên trạm cân điện tử chỉ cho chúng ta giá trị trọng lượng của vật. Để tìm khối lượng của vật, ta cần phải chia cho gia tốc trọng trường, mà gia tốc này thì không phải là một hằng số ở mọi nơi trên trái đất. Do đó, khi sản xuất cân, nhà sản xuất xây dựng một bộ hiệu chỉnh bên trong cân điện tử để hiệu chỉnh lại cân tại nơi cần sử dụng.

Bộ phận thứ hai: Là xử lý tín hiệu điện tử: Là cân điện từ: coi nó là một đối tượng, vậy đầu vào của đối tượng là gì: Trọng lượng đầu vào: vậy làm thế nào để chuyển nó thành tín hiệu điện.

1. Nếu sử dụng các công cụ có sẵn trên thị tường như các loai cảm biến lực của các hãng lớn như Omron hay Siemns…,thì rất là đắt tiền.

2. Có thể làm một cái cân bàn điện tử. Nhưng phía dưới bàn lại phải đặt thêm một cảm biến áp suất. Có thể tự chế nó dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Hay dùng vật liệu biến dung để có thể chuyển đổi thành tín hiệu điện áp để có thể đem ra phân tích.

3. Khi đã chuyển đổi thành điện áp tỉ lệ rồi thì việc tiếp theo là dùng các công cụ để phân tích điện áp. Nếu dùng các mạch so sánh thì sẽ rất là vất vả. Có thể sử dụng các loại Chíp ADC để phân tích điện áp. Về IC ADC thì mình biết có loại ADC0809, ADC0804… Bạn có thể sử dụng chíp AVR để phân tích vì bên trong con chíp đã có sẵn ADC để phân tích điện áp.

4. Khi phân tích được rồi thì việc còn lại là sử lý quy đổi ra khối lượng và cho Hiển thị. Có thể sử dụng Led 7 thanh để hiển thị, hay là màn hình LCD để hiển thị.

Ứng dụng cân điện tử trong đời sống

1. Cân điện tử được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực cân trọng lượng hàng hóa, sản phẩm, mẫu vật trên từng lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số những ứng dụng của cân điện tử trong đời sống, sản xuất.

Ứng dụng câu điện tử

1. Cân được sử dụng phổ biến tại các chợ, cửa hàng, siêu thị để cân trọng lượng sản phẩm tính giá, in hóa đơn,…

2. Cân điện tử dùng trong các cơ sở sản xuất, nhà máy sản xuất nông sản, thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm,… để cân trọng lượng hàng hóa, nguyên liệu, đóng gói sản phẩm.

3. Dùng phổ biến trong nhiều linh vực từ kinh doanh, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp.

4. Thiết bị được sử dụng phổ biến trong các ngành sản xuất công nghiệp nặng, bốc dỡ hàng hóa tại bến cảng, cửa khẩu,…

5. Dòng cân sàn, trạm cân ô tô sử dụng tại các nhà máy sản xuất ô tô, trung tâm kiểm định hoặc trạm kiểm tra giao thông.

6. Thiết bị thường được sử dụng phổ biến trong thí nghiệm, nghiên cứu, cân vàng, đá quý,…

7. Theo đúng tên gọi cân sức khỏe, thiết bị cân điện tử được dùng phổ biến trong y tế, bệnh viện.

Lời kết

Cân điện tử được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, tùy vào khối lượng và hình dáng của vật cần cân mà người sử dụng chọn loại cân phù hợp. Theo dõi Halana thường xuyên để cập nhật nhiều kiến thức bổ ích nhé!

Xem thêm: Những Điều Bạn Cần Biết Về Bút Đo TDS