مقاله - لودسل

لودسل یک سنسور صنعتی است که برای سنجش نیرو و گشتاور در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. لودسل­ ها در اشکال متفاوت و دسته ­بندی­ های گوناگونی تولید می­ شوند که بنا به نوع کاربرد آن­ها نام­ های متفاوتی پیدا می ­کنند که در ادامه­ ی مقاله مختصراً به انواع لودسل­ ها و نحوه ­ی اندازه­ گیری آن­ها اشاره خواهیم کرد.



نحوه­ ی اندازه­ گیری لودسل­ ها:

لودسل­ ها چگونه به سنجش وزن و گشتاور می­ پردازند؟

اساسی­ ترین جزء تشکیل­ دهنده­ ی لودسل­ ها برد مقاومتی یا Strain Gage است که این برد متشکل از 4 عدد مقاومت متغیر می ­باشد که به صورت پل وتستون قرار گرفته اند.



چنانچه بر اثر نیروی وارده تغییر طولی در مقاومت­ ها شکل­ گیرد تعادل ولتاژی آن­ها به هم خورده و بنا بر مقدار نیروی وارده ولتاژ بسیار ضعیفی در دو سر آن پل ایجاد می­ گردد که این ولتاژ به نوعی تفسیری از نیروی مکانیکی در دنیای الکترونیک می ­باشد.

این ولتاژ ضعیف با یک وسیله الکترونیکی به نام Transmitter به سیگنال­ های استاندارد صنعتی تبدیل می­ گردد و همچنین برای آنکه مقدار نیروی وارده نیز مشخص گردد این سیگنال توسط یک نمایشگر به زبان ارقام و اعداد تبدیل خواهد شد



در صنعت نیروها به روش ­های مختلفی به جسم اعمال می­ شود که برای سنجش هریک از آن­ها به لودسل خاصی احتیاج است. با توجه به کاربرد­های متنوع لودسل­ ها در صنعت از انواع لودسل­ ها استفاده می­ شود که انتخاب آن­ها به عوامل مختلفی همچون راستای نیروی وارد شده، مقدار نیروی وارد شده، نحوه­ ی نصب و ... بستگی دارد که در ادامه به تشریح برخی از پرکاربردترین انواع آن­ها می ­پردازیم:

لودسل تک ­نقطه­ ای (Single Point):

در جایی که نیاز به سنجش نیرو در یک نقطه داشته باشیم از این نوع لودسل استفاده­ می ­کنیم. همانگونه که از اسم آن مشخص است از این لودسل به صورت تکی استفاده می ­شود.



لودسل خمشی (Shear Beam):

لودسل­ های خمشی که از لحاظ ظاهری بسیار شبیه لودسل­ های Single Point هستند برای اندازه­ گیری نیرو درجایی استفاده می­ شوند که بار به صورت گسترده اعمال می­ شود. در این نوع لودسل­ ها از چند لودسل خمشی به صورت همزمان استفاده می­ گردد. معمولاً این لودسل­ ها به دلیل ساختار مکانیکی پیچیده ­تر نسبت به لودسل­ های Single Point گران­تر هستند.



لودسل آکاردئونی (Bending Beam):

لودسل­ های آکاردئونی علی­رغم تفاوت بسیار زیادی که از لحاظ شکل ظاهری با 2 نوع لودسل قبلی دارند اما برای همان کاربرد نیروهای فشاری به کار می­روند؛ با این تفاوت که این لودسل­ ها را بیشتر در جایی به کار می ­برند که نیرو به صورت فشاری اما با نویز زیاد اعمال شده باشد.



لودسل Sشکل (S Type):

این لودسل­ ها را به دلیل شباهت بسیار زیادی که به حرف S دارند S Type می ­نامند. لودسل ­های S Type از پرکاربردترین لودسل­ ها در صنعت هستند چرا که همزمان می­ توانند به سنجش وزن به صورت فشاری و کششی بپردازند؛ اما به دلیل ساختار مکانیکی خاص آن برای سنجش وزن­ های زیاد، تولید و استفاده نمی­ شوند.



لودسل استوانه­ای (Canister Type):

از این لودسل­ ها برای سنجش وزن ­های بسیار زیاد استفاده میشود و در دو نوع فشار و کشش-فشار تولید می­ گردند.


لودسل دیسکی (Low profile):

این لودسل­ ها نیز همانند لودسل­ های استوانه ­ای برای سنجش وزن­ های بسیار زیاد استفاده می ­شوند با این تفاوت که فقط در نوع فشاری وجود دارند و از آن­جایی که عمق آن­ها کم است در جایی که فضای نسبتاً کمی برای نصب لودسل وجود دارد می توان از آن­ها استفاده کرد.



لودسل مینیاتوری (Miniature Type):

لودسل ­های مینیاتوری ابعاد بسیار کوچکی دارند و علی­رغم سایز بسیار کوچک (در حد یک سکه) می­ توانند برای سنجش وزن­ های در حد تن استفاده شوند.




لودسل جرثقیلی (Crane Scale):

در اندازه ­گیری وزن­ های بسیار زیاد به حالت آویز در جرثقیل­ ها از این مدل لودسل استفاده می­ شود.




لودسل­ ها علاوه بر انواع رایج ذکر شده در بالا بنا به سلایق تولید­کننده و کاربرد­های خاص صنعتی دارای انواع بسیار ­متنوعی هستند که در مقالات بعدی به تفصیل به تشریح آن­ها خواهیم پرداخت.



عوامل تعیین ­کننده در انتخاب یک لودسل مناسب:

دقت اندازه ­گیری

نوع نیروی وارد شده

میزان نیروی وارد شده

نحوه نصب لودسل

شرایط محیطی

داشتن استاندارد­های مختلف

موارد کاربرد لودسل:


لودسل ها برای اندازه‌‌گیری وزن و نیز اندازه‌گیری کشش کابل‌‌ها در صنایع نساجی و سایر صنایع استفاده می‌شود.
اندازه‌گیری وزن در ترازوهای الکترونیکی نیز نیازمند به لودسل می‌باشد. انواع مختلف لودسل با ظرفیت های مختلف در ترازوها و باسکول‌ها استفاده می شوند.
در تمام صنایع و کارخانه ها برای اندازه‌گیری وزن مواد از لودسل استفاده می کنند.


لودسل شامل یک هسته فلزی (یک آلیاژ خاص) و تعدادی strain gauge (مجموعه ای از مقاومت های الکتریکی) می‌باشد که در اثر اعمال نیرو تغییر شکل داده و بعد از برداشتن نیرو به حالت اولیه خود باز می‌گردد.


چگونگی تعیین دقت لودسل:
دقت لودسل، قدرت تفکیک آن نسبت به ظرفیت کل لودسل و همچنین مقدار خطای مجموع آن می باشد.
عوامل تاثیر گذار در دقت و کیفیت لودسل نوع آلیاژ هسته و ساختار strain gauge می باشد. مرکز تعیین استاندارد لودسل ها (OIML) برای تعیین قدرت تفکیک و خطای مجموع لودسل و رفتار لودسل تحت رطوبت و درجه حرارت، استانداردهای خاصی را مورد ارزیابی قرار می‌دهد و کلاس دقت لودسل را تعیین می‌کند.
لودسل های خمشی یک طرفه: این لودسل ها که معمولا از جنس استیل زنگ نزن و با دقت بالا می باشند، برای استفاده در بازوها, ماشین های بسته بندی و ماشین های تولید مواد غذائی و شیمیایی مناسب می باشد.
این لودسل در برابر نفوذ آب، گاز و مواد شیمیایی دیگر محافظت شده است و برای استفاده در محیط های خاص مناسب می باشد.

لودسل های خمشی دو طرفه: این لودسل ها از جنس فولاد ضدزنگ با پوشش نیکل بوده و معمولا برای توزین تانک ها، سیلوها و باسکول های بزرگ استفاده می شود.

لودسل های فشاری: این لودسل ها دارای دقت بالا و عملکرد خوب بوده و مناسب برای استفاده در ترازوها، سیلوها، ماشین آلات و لیفتراک ها می باشد.

لودسل های فشاری-کششی (تیپ S): کاربرد این لودسل ها در جرثقیل های توزین دار و وسایل توزین دقیق می باشد. این لودسل ها معمولا برای ظرفیت های 50 تا 5000 کیلوگرم ساخته شده و دارای درجه حفاظتی IP68 است.

لودسل های تک پایه: این لودسل از نوع تک پایه Single Point و از جنس آلیاژ آلومینیوم است. کاربرد آن ها در ماشین‌های بسته‌بندی بوده و دارای کلاس دقتی C3 می باشد.