1. Tổng quan về cảm biến lực U3S1-100K-NS
U3S1-100K-NS thuộc dòng cảm biến lực U3S1, trong đó model 100K tương ứng với tải trọng định mức 100 kgf.
Cảm biến được thiết kế để chuyển đổi lực tác động cơ học thành tín hiệu điện. Khi có tải tác động lên cảm biến, phần tử đàn hồi bên trong biến dạng rất nhỏ, từ đó làm thay đổi tín hiệu của mạch strain gauge. Tín hiệu đầu ra được truyền về thiết bị xử lý để hiển thị hoặc tính toán giá trị tải trọng.
Một số đặc điểm đáng chú ý của U3S1-100K-NS:
- Tải trọng định mức: 100 kgf / 980,7 N
- Tín hiệu ngõ ra: mV/V
- Hỗ trợ đo lực kéo và lực nén
- Cấp bảo vệ: IP67
- Vật liệu phần tử: thép hợp kim
- Cáp tín hiệu 4 lõi có shield
- Chiều dài cáp: 6 m
- Khả năng chịu quá tải an toàn: 150% R.C.
- Quá tải giới hạn: 200% R.C.
- Nhiệt độ bù: -10 đến 70°C
2. Thông số kỹ thuật U3S1-100K-NS
| Thông số |
U3S1-100K-NS |
| Model |
U3S1-100K-NS |
| Tải trọng định mức |
100 kgf / 980,7 N |
| Safe overload |
150% R.C. |
| Ultimate overload |
200% R.C. |
| Rated output – Tensile load |
-3 mV/V ±0,003 mV/V |
| Rated output – Compressive load |
+3 mV/V ±0,015 mV/V |
| Non-linearity |
0,025% R.O. |
| Hysteresis |
0,025% R.O. |
| Repeatability |
0,025% R.O. |
| Creep |
0,03% R.O./20 phút |
| Creep recovery |
0,03% R.O./20 phút |
| Điện áp kích thích khuyến nghị |
12 VDC hoặc thấp hơn |
| Điện áp kích thích tối đa |
20 V |
| Zero balance |
±0,03 mV/V |
| Input terminal resistance |
420 ±42 Ω |
| Output terminal resistance |
350 ±5 Ω |
| Insulation resistance |
2000 MΩ hoặc cao hơn |
| Nhiệt độ bù |
-10 ~ 70°C |
| Nhiệt độ làm việc an toàn |
-10 ~ 70°C |
| Temperature effect on zero balance |
0,05% R.O./10°C |
| Temperature effect on output |
0,02% LOAD/10°C |
| Cấp bảo vệ |
IP67 |
| Vật liệu |
Thép hợp kim |
| Cáp |
Ø4,7 mm, 4 lõi có shield |
| Chiều dài cáp |
6 m |
| Khối lượng |
Khoảng 0,8 kg |
3. Cảm biến U3S1-100K-NS hoạt động như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của load cell U3S1-100K-NS dựa trên sự thay đổi điện trở của các strain gauge khi cảm biến chịu lực.
Khi một lực tác động lên cảm biến:
Lực cơ học → Biến dạng đàn hồi → Strain gauge thay đổi điện trở → Thay đổi tín hiệu mV/V → Thiết bị xử lý → Giá trị khối lượng/lực
Cảm biến sử dụng mạch cầu đo và cung cấp tín hiệu analog dạng mV/V. Vì vậy, khi sử dụng trong hệ thống cân, tín hiệu từ load cell thường được đưa đến đầu cân điện tử hoặc bộ khuếch đại/điều hòa tín hiệu trước khi hiển thị hoặc truyền sang hệ thống điều khiển.
Đây là điểm cần lưu ý khi lựa chọn U3S1-100K-NS: đây là cảm biến lực dạng mV/V, không phải cảm biến xuất trực tiếp tín hiệu 4–20 mA hoặc RS485.
4. U3S1-100K-NS có thể đo lực kéo và lực nén
Một đặc điểm đáng chú ý của model này là datasheet thể hiện thông số ngõ ra riêng cho Tensile load – lực kéo và Compressive load – lực nén.
Theo datasheet:
- Lực kéo: -3 mV/V ±0,003 mV/V
- Lực nén: +3 mV/V ±0,015 mV/V
Điều này giúp U3S1-100K-NS phù hợp với những thiết kế cần cảm biến lực được tác động theo hai chiều, tùy thuộc vào cơ cấu cơ khí và phương án lắp đặt thực tế.
Tuy nhiên, khi thiết kế hệ thống, cần xác định rõ hướng tác động lực, điểm đặt tải và cơ cấu gá lắp để tránh tạo ra lực ngang hoặc lực lệch tâm không mong muốn lên load cell.
5. Khả năng chịu quá tải của U3S1-100K-NS
Với tải trọng định mức 100 kgf, datasheet công bố:
- Safe overload: 150% R.C.
- Ultimate overload: 200% R.C.
Có thể hiểu theo tải trọng định mức 100 kgf:
- Quá tải an toàn: khoảng 150 kgf
- Quá tải giới hạn: khoảng 200 kgf
Tuy nhiên, đây không phải là tải trọng làm việc khuyến nghị liên tục. Khi thiết kế hệ thống cân, nên lựa chọn tải trọng phù hợp với điều kiện vận hành thực tế và hạn chế tình trạng cảm biến thường xuyên làm việc ở gần giới hạn tải.
6. Cấp bảo vệ IP67
U3S1-100K-NS có cấp bảo vệ IP67, giúp cảm biến có khả năng chống bụi và chống nước ở mức phù hợp theo cấp bảo vệ được công bố.
Đây là một đặc điểm hữu ích khi thiết kế các hệ thống cân hoạt động trong môi trường công nghiệp, nơi cảm biến có thể tiếp xúc với bụi, hơi ẩm hoặc nước trong quá trình vệ sinh.
Tuy nhiên, IP67 không có nghĩa là có thể lắp cảm biến tùy ý trong mọi môi trường. Việc lựa chọn vị trí lắp đặt, hướng cáp, kết nối dây và bảo vệ đầu nối vẫn rất quan trọng để đảm bảo độ ổn định lâu dài.
7. Kết cấu và kích thước cảm biến
U3S1-100K-NS sử dụng thép hợp kim làm vật liệu phần tử cảm biến.
Theo bản vẽ kích thước trong datasheet, model 100 kg sử dụng kết nối ren M12 × 1.75. Kích thước tổng thể được thể hiện trong bản vẽ kỹ thuật của nhà sản xuất.
Khối lượng cảm biến khoảng 0,8 kg, giúp thuận tiện hơn trong quá trình lắp đặt và bảo trì.
Cáp đi kèm có:
- Đường kính: Ø4,7 mm
- 4 lõi
- Có lớp shield chống nhiễu
- Chiều dài: 6 m
8. Sơ đồ dây U3S1-100K-NS
Theo datasheet, dây tín hiệu của cảm biến được quy định:
| Chức năng |
Màu dây |
| Input (+) |
Đỏ |
| Output (-) |
Xanh dương |
| Input (-) |
Trắng |
| Output (+) |
Xanh lá |
| Shield |
Vàng |
Khi đấu nối thực tế, cần kiểm tra đúng sơ đồ chân của thiết bị kết nối và tài liệu kỹ thuật đi kèm. Không nên chỉ dựa vào màu dây nếu cảm biến đã bị thay đổi hoặc đấu nối trước đó.
9. Ứng dụng của cảm biến lực 100kg
Với tải trọng định mức 100 kg và thiết kế đo lực kéo/nén, U3S1-100K-NS có thể được cân nhắc cho các ứng dụng như:
- Cân bàn tải trọng nhỏ
- Cân kiểm tra trọng lượng
- Thiết bị đo lực
- Cơ cấu kiểm tra lực kéo/nén
- Máy móc công nghiệp cần đo lực
- Hệ thống cân tự động
- Thiết bị kiểm tra và giám sát tải trọng
Đối với từng ứng dụng cụ thể, cần kiểm tra thêm kết cấu cơ khí, hướng tải, tải trọng thực tế và thiết bị xử lý tín hiệu trước khi lựa chọn cảm biến.
10. Những điểm cần lưu ý khi lựa chọn U3S1-100K-NS
Khi thay thế hoặc thiết kế mới hệ thống sử dụng load cell, không nên chỉ căn cứ vào thông số 100 kg.
Một số yếu tố cần kiểm tra gồm:
Tải trọng: Cần xác định tổng tải trọng thực tế của sản phẩm, bàn cân, phễu hoặc cơ cấu cần cân.
Hướng lực: U3S1-100K-NS có thông số cho cả lực kéo và lực nén, vì vậy cần xác định chính xác cảm biến sẽ làm việc theo hướng nào.
Kiểu lắp đặt: Ren kết nối và kích thước cơ khí cần phù hợp với thiết kế hiện hữu.
Tín hiệu: U3S1-100K-NS sử dụng tín hiệu mV/V, do đó thiết bị nhận tín hiệu phải tương thích.
Môi trường :Cần xem xét nước, bụi, nhiệt độ, rung động và các tác động cơ học trong khu vực lắp đặt.
Kết luận
Cảm biến lực U3S1-100K-NS là load cell tải trọng 100 kgf, sử dụng tín hiệu mV/V, kết cấu thép hợp kim, cấp bảo vệ IP67 và có khả năng chịu quá tải lên đến 150% ở mức quá tải an toàn theo datasheet.
Với thiết kế nhỏ gọn, cáp 6 m có shield và khả năng đo lực kéo/nén, U3S1-100K-NS có thể được sử dụng trong nhiều hệ thống cân và thiết bị đo lực tải trọng nhỏ.
Công Ty TNHH Quốc Hùng cung cấp giải pháp cảm biến lực, load cell và thiết bị cân điện tử Minebea Intec cho các ứng dụng công nghiệp. Khi lựa chọn cảm biến thay thế, khách hàng nên cung cấp model cảm biến cũ, tải trọng, kích thước lắp đặt và hình ảnh thực tế để được tư vấn chính xác.
Liên hệ tư vấn kỹ thuật & báo giá
Công ty TNHH Quốc Hùng – Đại lý chính thức Minebea Intec Việt Nam
Địa chỉ: 86/56 Phổ Quang, P. Tân Sơn Hòa, TP. Hồ Chí Minh
Zalo/Phone: 076 888 2367 – Mr. Trần Văn Vĩ
Website: minebea-intecvn.com.vn
Email: vanvi@minebea-intecvn.vn
