Loadcell Nedir? Yük Hücresi Çeşitleri
Yük hücresi – loadcell nedir? Yük hücreleri (İngilizce Load cell ) bir cismin ağırlığını saptamaya yarayan güç dönüştürücüleridir. Gerilim, tork, sıkıştırma veya basınç gibi belirli bir kuvvete maruz kalan bir yük hücresi bu kuvveti ölçülebilir bir veriye dönüştürür. Evlerdeki banyo tartılarından manavlardaki terazilere, hatta yüzlerce kilo ölçebilen kantarlara kadar pek çok alanda yük hücrelerinden faydalanılmaktadır. Yük hücresi ürün gruplarımız, alt kısımda listelenmiştir.
Yük Hücresi (Loadcell) Nasıl Çalışır?
Peki yük hücresi (loadcell) nasıl çalışır? Dünyadaki her şey yerçekiminden etkilenmekte, bütün nesneler sürekli olarak gezegenimizin metal çekirdeğine doğru çekilmektedir. Yerçekiminin nesnelere uyguladığı bu kuvvetse ağırlık olarak ifade edilmektedir. Yük hücreleri, basma veya çekme yönünde nesnelerin kendisine uyguladığı ağırlığı (kuvveti), dijital değere dönüştürerek loadcell kablosu aracılığıyla kullanıcıların okuyabileceği ve kaydedebileceği göstergelere iletir.
Bir yük hücresinin çalışma prensibi en basit şekilde böyle ifade edilebilirken farklı çeşitte hücrelerin farklı çalışma prensipleri olduğu unutulmamalıdır.
Yük Hücrelerinin (Load Cell) Çeşitleri Nelerdir?
Günümüzde kullanım alanlarına göre çeşitlilik gösteren ve uygulanan kuvveti ölçmek için kullanılan farklı yük hücre çeşitleri bulunmaktadır. Hepsi temelde aynı ölçümü yapıyor gibi görünmelerine rağmen farklı ihtiyaçlara çözüm sunarlar. >En temel ve popüler üç yük hücre çeşidiyse şunlardır:
- Gerinim Ölçer Yük Hücreleri
- Pnömatik Yük Hücreler
- Hidrolik Yük Hücreleri
Gerinim Ölçer Gerinim Yük Hücresi
Bu üç çeşit yük hücresi arasında en yaygın olarak kullanılanı gerinim ölçerlerdir. Günümüzde hemen hemen her ölçekte üretilmiş bir gerinim ölçer ( strain gage ) yük hücresi bulmak mümkündür. Genel olarak çok ince bir telden veya ızgara benzeri bir biçimde düzenlenmiş metal folyodan yapılırlar. Bu parçalar hücreye etki eden cismin ağırlığını alıp elektrik sinyaline çevirirler. Modern yük hücrelerinin çoğu maksimum ölçüm doğruluğu elde etmek için dört gerinim ölçerden oluşan kablolu bir sistem kullanır.
Tartıya bir cisim yerleştirildiğinde her bir gerinim ölçerin direnci çıkış voltajında dalgalanmaya sebep olacak şekilde değişecektir. Çıkış voltajında meydana gelen dalgalanma tartı operatörünün okuyabilmesi için dijital değere dönüştürülür. Bu devre yapısı Wheatstone köprüsü adındaki, ölçümü maksimum doğrulukta yapmayı sağlayan devre yapısıdır. Hücredeki Wheatstone köprüsünde yer alan gerinim ölçer sayısına göre kategorize edilen üç çeşit temel konfigürasyon vardır
- Çeyrek Köprü: 1 Gerinim Ölçer
- Yarım Köprü: 2 Gerinim Ölçer
- Tam Köprü: 3 Gerinim Ölçer
Bu üç çeşit temel konfigürasyon aktif elemanların doğrultuları ve ölçülen gerilim çeşidiyle ilişkili olarak alt konfigürasyonlara da bölünmüştür.
Pnömatik Yük Hücresi (Loadcell)
Pnömatik yük hücresi (loadcell), dahili bir diyafram içerisindeki genellikle hava olan basınçlı bir gazın yer değiştirmesini ölçmek için basınç ölçer kullanılmasıyla çalışmaktadır. Tartıya bir cisim yerleştirildiğinde cisim ne kadar ağırsa diyafram o kadar basınç altında kalacak ve pnömatik yük hücreleri diğer uçtan o oranda hava kaçıracaktır. Kaçan hava ölçüldüğündeyse cismin ağırlığı tespit edilebilecektir. Çok yüksek sıcaklıklara dayanabilmeleri, kararlı olmaları ve hidroliklerin aksine sıvı kaçağı riski taşımamalarıyla laboratuvar benzeri ortamlarda tercih edilmektedir.
Hidrolik Yük Hücreleri (Loadcell)
Pnömatikler ile benzer şekilde çalışmalarına rağmen hidrolik yük hücreleri basınçlı hava yerine yağ veya başka bir sıvı kullanırlar. Tartıya bir cisim konulduğunda ağırlık yağı sıkıştırmaya başlayan bir pistona aktarılır. Cisim ne kadar ağırsa oluşacak basınç o oranda artar. amamen mekanik olarak çalıştığından ve güç kaynağına ihtiyaç duymamasından dolayı güç kaynaklarına erişimin bulunmadığı durumlarda tercih edilmektedir.