Cân điện tử - Cân kỹ thuật

Cân điện tử, cân kỹ thuật, cân phân tích, cân treo, cân móc, cân bàn, cân đếm sản phẩm. Có rất nhiều chủng loại cân khác nhau được phân biệt bằng thang đo và bước nhảy, độ chính xác. Cấp cao nhất với độ nhạy cao nhất là cân phân tích.
Một số loại cân tích hợp các tính năng cộng thêm cho cá ứng dụng đặc biệt.

Cân điện tử là gì?

Một vật dụng quá đỗi quen thuộc nhưng không hẳn chúng ta cần biết nó hoạt động ra sao. Cứ mua về là dùng vì mục đích chỉ là muốn biết khối lượng của vật thể đang sở hữu. Như vậy cũng xong một vấn đề. Ở đây ta thử tìm hiểu xem nó là cái gì và hoạt động ra sao. Biết tí cho vui với đời.

Căn bản sâu xa bắt đầu từ cảm biến tải trọng (load cell). Đây được xem là điểm đánh giá chất lượng của kết quả khi cân, dù rằng sau nó còn tỷ thứ nữa. Cảm biến tải trọng là một thành phần của cân điện tử. Dựa trên sự biến dạng của vật liệu thông qua trọng lượng của vật đó tác động lên.

Strain gauge, lá điện trở. Điện trở thay đổi khi lá kim loại này biến dạng, dẫn đến dòng điện qua lá điện trở thay đổi theo. Cảm biến tải trọng dựa trên nguyên lý này để cho ra dòng điện biến thiên tỷ lệ theo điện trở hay ứng suất biến đổi trên vật liệu. Lá điện trở được dán vào cảm biến và từ đó cảm biến cho ra tín hiệu dòng điện.

Tín hiệu dòng điện được chuyển về bộ chuyển đổi AD, từ Analog sang Digital. Từ đây dữ liệu được xào nấu để cho ra kết quả hiển thị trên màn hình và nó phán cái cục đè lên nó nặng bao nhiêu gam.

Thang đo của cân điện tử

Có hàng tỷ loại lá điện trở khác nhau, dày mỏng, chất liệu khác nhau nên nó đẻ ra thang đo. Ứng với mỗi strain gauge khác nhau nó dẫn đến sự khác biệt căn bản của tín hiệu dòng. Bắt đầu từ đây, ta không nhắc đến là điện trở nữa mà gọi chung là cảm biến tải trọng hay load cell. Xem nó như cái hộp đen và quan tâm đến nó cho chui ra cái gì thôi.

Dòng điện chui ra từ cảm biến tải trọng khác nhau, độ biến thiên khác nhau. Bộ chuyển đổi AD cho các mức hay dải biến thiên khác nhau và ta có thang đo khác nhau trên mỗi cái cân điện tử. Bộ chuyển đổi AD có độ phân giải càng cao, tức là xử lý tín hiệu số càng nhiều bit thì dòng điện/ điện áp ngõ vào càng được băm nhuyễn hơn.

Như vậy, cân điện tử sẽ có rất nhiều thang đo khác nhau. Vì khi càng hẹp thang đo, độ chính xác của cân càng tăng lên. Và đó là lý do các nhà sản xuất cân trên quả địa cầu thường có rất nhiều loại cân. Không phải họ phịa ra cho lắm để họ bán cho mình đâu.

Độ nhạy của cân điện tử

Đọc đến đây chắc bạn đã hiểu tại sao phải quan tâm đến độ nhay của cân và vì đâu nó lại có? Mỗi load cell khác nhau sẽ có độ nhay khác nhau. Độ nhạy càng cao, load cell càng nhỏ, do tính chất vật lý hay ứng suất của lá điện trở khác nhau.

Độ nhạy của cân điện tử là chỉ số khối lượng biến đổi mà cân còn phát hiện ra được. Vì khối lượng là con số biến thiên vô cùng phức tạp. Ví dụ về độ nhạy để bạn dễ hiểu là: một cái cân có độ nhạy hay bước nhảy 1kg. Có nghĩa là vật thể có khối lượng nhỏ hơn 1kg quăng vào có thể cân nó không hiểu và chỉ số trên cân không nhảy. Hay khi bạn cân 10kg gạo, bạn quăng thêm vào đó 2 hạt gạo nữa, cân nó vẫn không nhảy. Đó là vì độ nhạy của cân không thể phát hiện ra được khối lượng nhỏ của hạt gạo. Nhưng nếu bạn phi lên cân bạn ngồi thì cân chưa kịp phát hiện bà bán gạo đã la lên. Tức là độ nhạy được thể hiện cực đoan luôn. ???

Vậy khi mua cân nói chung, bạn nên hiểu đến thông số này. Chứ phán tào lao rằng cân chính xác hay cân đểu hay đại loại nó như thế thì thật tội cho người chế ra cái cân.

Độ lặp lại của cân điện tử – Repeatability

Đây cũng là một chỉ số bạn cần quan tâm khi chọn cân. Vì sao có chỉ số này? Để dễ hiểu tôi phịa ra câu chuyện như sau nhé.

Đối với mỗi vật thể cần cân, bạn ném nó lên cái cân, nó sẽ gây ra rung chấn, một lát nó mới xác lập và yên vị. Có thể sự ảnh hưởng đó nhỏ tới nỗi bạn không nhận ra, nhưng cảm biến tải trong thì có đấy. Load cell sẽ bị tác độn ghê ghớm mỗi khi có rung chấn xảy ra. Do vậy dòng biến thiên liên tục và nếu bộ xử lý AD cho kết quả ngay, bạn sẽ thấy chỉ số nhảy như bị lên đồng. Dễ thấy nhất là khi bạn dùng cân cơ khí Nhơn Hòa chẳng hạn. Bạn sẽ thấy cây kim rung một cách ấn tượng rồi nó mới đứng im.

Cân điện tử sẽ lặp lại giá trị đọc được cho tới khi nó thấy ổn định và cho ra trị số. Sau đó nó vẫn tiếp tục đọc lại trị số từ cảm biến nhồi về.

Bao giờ trị số ổn định bạn mới lấy món đồ ra, chứng quăng cái đùng vào cần rồi moi ra ngay thì có ngày bạn nhận được cục hàng thiếu thừa tè le. Và mấy người cân đều hiểu cực kỳ rõ nguyên lý trên.

Độ tuyến tính, phi tuyến của cân điện tử

Do nguyên lý dựa trên sự biến đổi điện trở hay sự phụ thuộc điện trở vào ứng suất tác động lên vật liệu nên trị số không phải lúc nào cũng tuyến tính. Dễ hiểu là biến đổi ứng suất lên vật liệu sẽ cho trị số điện trở hay đòng điện đi qua nó tuân theo một đường cong tuyến tính. Nó sẽ tuyến tính trong khoảng nào đó thôi, ngoài sức bền vật liệu, nhiệt độ và hàng tỷ thông số khác sẽ tới điểm mà nó không còn tuyến tính.

Vì thế cân điện tử bạn dùng nó cũng có trị số tuyến tính. Nhà sản xuất cân đã giới hạn vùng làm việc cho cân và bạn luôn có chỉ số này. VD cân điện tử có chỉ số tuyến tính là ±20g. Số này được hiểu là trong khoảng khối lượng này, sự biến thiên tuân theo tỷ lệ thuận.

Bạn không cần quan tâm lắm đến chỉ số này ngoại trừ bạn làm trong phòng thí nghiệm, cân các mẫu phẩm nhỏ và cần cái cân có độ nhạy cao. Vì yếu tố nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đáng kể tới đặc tính dẫn điện của Strain Gauge.

Tới đây thì bạn đã hiểu cơ bản nhất về cân điện tử rồi. Chuyên sâu hơn bạn có thể nghiên cứu thêm và ứng suất và Stress analysis. Đâu đó trên internet có rất nhiều. Dưới đây là liệt kê các loại cân điện tử phổ thông trên thị trường.

Cân tiểu li điện tử

Cân tiểu li điện tử tự động tắt nguồn sau 3p phút không dùng hay ở trạng thái nghỉ. Bảng dưới đây cho bạn chọn lựa loại nào phù hợp.

Cái tên của nó đã nói nên nó làm được gì rồi. Loại cân này chuyên dùng cho các ứng dụng có khối lượng nhỏ,. Thường từ “cân tiểu li” hay dùng cho cân vàng. Xuất phát từ hán ngữ, do những người thương nhân Trung Quốc mang đến mỗi vùng họ đi qua. Không chỉ cân vàng, bạc mà còn dùng để cân thuốc bột, thuốc bắc.

Ngày nay cân này được dùng vào hàng tỷ mục đích khác nhau. Cân nhỏ gọn, bỏ túi hay cặp cáp được. Sử dụng pin nguồn phổ thông trên thị trường. Bạn cũng có thể cắp trực tiếp cục Adaptor vào. Chỉ thị 1 số lẻ, hay 1 số sau dấu chấm thập phân. Màn hình hiển thị LCD, co chữ cao 15mm, rõ ràng và dễ đọc. Sử dụng cũng đơn giản với 2 nút nhất. Bật tắt cân và nút trừ bì TARE.

Cân bàn điện tử chống nước IP65, IP67

Cân loại này thường ứng dụng trong các môi trường ẩm ướt, siêu thị hoặc chợ. Mặt bàn cân bằng inox, chống các hóa chất, rất thích hợp cho cân thực phẩm. Bàn cân inox rộng, phẳng, dễ để các vật thể không nhúc nhích. ? Nói cho dễ hiểu là để cân những tĩnh vật. Tức là nếu bạn quăng con ếch còn sống lên đây để cân thì bạn chỉ còn cái đĩa cân thôi. Ếch sẽ đi đường ếch.

Màn hình tinh thể lỏng có kích thước co chữ lớn, cao tới 20mm, dễ đọc. Chia thành 2 cấp bảo vệ, loại IP65 thích hợp với môi trường chống nước phun, chống bám bẩn. Đáp ứng tiêu chuẩn DIN 40050/ IEC 60529. Cấp bảo vệ IP67, chống nước và dầu mỡ, chống bám bẩn. Thích hợp hơn trong môi trường công nghiệp, dĩ nhiên là dùng nó trong môi trường thực phẩm như siêu thị hoặc chợ tự do.

Các phím chức năng đã được tối giản tới mức có thể, chỉ với 3 hoặc 4 phím nhấn mà thôi. Chức năng trừ bì, chức năng tự hiệu chuẩn cân bàn. Sử dụng nguồn pin hoặc cắm trực tiếp nguồn điện từ Adaptor đều được. Tiết kiệm năng lượng và tự động tắt nguồn sau 3 phút không dùng.

Cân phân tích điện tử, USB & RS232

Cân có độ chính xác cao, sử dụng trong phòng thí nghiệm, tự động hiệu chuẩn. Đáp ứng tiêu chuẩn Châu Âu EC. Đĩa cân bằng thép trắng Stainless Steel. Giao tiếp với thiết bị ngoại vi qua cổng UBS hoặc RS232.

Màn hình tinh thể lỏng rộng, có đèn chiếu sáng nền, co chữ cao 17mm. Hiển thị nhiều thông số cân. Bộ nhớ lưu trữ lớn, không cần phải sử dụng đến giấy để ghi chép. Lưu trữ kết quả cân lên tới 1000 giá trị., 100 nhóm cân và 100 người sử dụng khác nhau.

Sử dụng pin sạc hoặc cắm trực tiếp nguồn từ Adaptor. Có chức năng chuyển đổi đơn vị, tự động hiệu chuẩn, trừ bì.v.v

Kết nối trực tiếp với máy in qua cổng USB hoặc RS232. Có khung che chắn gió, sử dụng trong môi trường nhiễu động. Windshield. Cân có rất nhiều chức năng khác nhau, thích hợp cho nghiên cứu, điều chế, trong phòng thí nghiệm hoặc viện nghiên cứu.

Cân điện tử siêu thị, bán lẻ – Vogel Germany

Thể loại cân điện tử chuyên dùng trong ngành bán lẻ, khác với cân phân tích là vì nó dùng trong nhà là chính, hiếm khi dùng trong phòng thí nghiệm. Loại cân này cũng hay dùng trong nganh kinh doanh bán lẻ. Vì nó có tới 2 màn hình chỉ thị thông số cân. Cân này có thể gọi nó luôn là cân siêu thị hay cân bán lẻ. Một màn hình chính có phím điều khiển dùng cho người đứng máy. Một màn hình lớn hơn ở mặt đối diện chỉ hiển thị kết quả cân, dùng cho người kiểm chứng (khách hàng).

Màn hình có đèn chiếu sáng nền, dễ đọc và co chữ cao khủng bố luôn, 25mm. Đứng xa tít tắp vẫn đọc được. Có nhiều năng trên cân, lưu trữ trong bộ nhớ kết quả cân, kết nối thiết bị ngoại vi qua cổng RS232C. Không chỉ kết nối với máy in, máy vi tính mà ngay cả với bộ chỉ thị khổng lồ khác.

Cân điện tử dùng trong siêu thị sử dụng pin nguồn 9V. Mặt bàn cân bằng thép không rỉ, chống rung chấn. Tính năng chống rung hay lọc rung chấn thích hợp cho việc cân động vật. Chẳng hạn như cân nguyên 1 con vịt còn cạp cạp được (tất nhiên bạn phải trói nó lại). Hay bạn cân con ếch ở trên khi nó được cột chân cẳng lại, cho nó dãy đạp mái thoải.

Cân sàn điện tử – Platform Scale

Khác với các loại cân điện tử ở trên, loại cân này quẳng dưới dàn để cân, vì thế gọi nó là cân sàn di động. Vì cũng có loại cần dưới sàn nhưng đặt cố định chìm dưới sàn. Loại ta bàn ở đây nó nổi trên mặt đất và bạn có thể mang vác khắp nơi được. Trọng lượng cũng nhẹ, chỉ 4kg.

Vỏ của cân bằng kim loại, chắc chắn, mặt bàn cân bằng inox. Điểm đặc biệt của loại cân sàn điện tử này là bộ chỉ thị nằm rời. Kết nối với bàn cân bằng dây xoắn co giãn được. Nó mang lại sự tiện ích vô cùng khi bạn có thể treo hay gắn bộ chỉ ở bất cứ chỗ nào vừa tầm nhìn của bạn. Không chỉ thế, bạn cũng có thể gắn cố định vào chân đế di động. Hoặc giả định bạn đặt cân trên bàn thao tác thì bộ chỉ thị đặt tại đó luôn, miễn sao nó vừa tầm mắt.

Chân đế như cái hình chính giữa ở trên là một lựa chọn thêm, tốt nhất bạn không nên mua cái đó. Tự làm lấy cũng được, vậy nó sẽ giảm chi phí đầu tư thay vì nhập luôn. Cũng như bao loại cân điện tử của Vogel, màn hình chỉ LCD lớn. Sử dụng pin nguồn AA 6 cục hoặc Adaptor. Có chức năng tự hiệu chuẩn và trừ bì.

Cân sàn điện tử chống thấm nước cấp IP65.

Mọi tính năng thì cân này giống loại phía trên nhưng có những công năng cộng thêm cho cân sàn. Chống thấm nước với cấp bảo vệ IP65, chống bám bẩn. Đáp ứng tiêu chuẩn DIN 40050/ IEC 60529. Loại cân này ứng dụng nhiều trong công nghiệp vì tính đa năng của nó. Không chỉ dùng cho cân thực phẩm, hải sản, sử dụng tại các hải cảng hay phân phối nông sản.

Cân sàn điện tử loại này còn có chức năng đếm sản phẩm, tham chiếu số lượng sản phẩm đã cân. Đây là tính năng thực sự hữu ích không chỉ trong công nghiệp mà còn cả trong phân phối hàng hóa, sản xuất nông hải sản.

Có kết nối thiết bị ngoại vi qua cổng RS232. Kết nối máy in, máy vi tính hoặc bộ chỉ thị khổng lồ khác. Cân có 2 thang đo hay 2 tầm tải trọng. Tự động chuyển tầm đo khi ngoài ngưỡng.

Cân đếm sản phẩm, cân điện tử đếm số lượng

Trước tiên nó là một cái cân điện tử để bàn nhưng có thêm chức năng đếm số lượng phần tử đã cân. Mọi tính năng cần có của một cân kỹ thuật số thì loại này có hết. Tính năng đếm sản phẩm của cân cần được thiết lập cho nó hiểu khối lượng đơn vị. Có nghĩa là bạn phải cho nó biết khối lượng của 1 đơn vị sản phẩm. Liên quan tới bước nhảy của cân và độ nhay.

Với khối lượng phần tử gần với bước nhảy của cân thì số phần tử tham chiếu càng ít. Ngược lại, số phần tử thành phần phải đủ nhiều, giá trị trung bình sẽ được lấy trong quá trình cân. Độ phân giải phần tử lên tới 30000 điểm.

Các chứng năng như lập trình cho cân hay tham chiếu các giá trị đã lưu trước đó. Hiểu nôm na là khi bạn thiết lập 1 tham chiếu để cân đếm số lượng. Sau đó bạn có thể moi nó ra để dùng mà không cần phải làm lại.

Màn hình hiển thị tổng khối lượng, số sản phẩm thành phần và trị trung bình.

Cân móc điện tử loại cầm tay.

Loại cần này đặc biệt tiện ích cho nhu cầu cân mang tính di động. Chẳng hạn như giao nhận hàng hóa, kiểm tra mang tính nhanh và nhất thời. Với khối lượng và kích thước nhỏ bỏ túi được của cân điện tử dạng móc, bạn dễ dàng mang đi khắp nơi. Tải trọng của cân cũng đủ để bạn dùng.

Cân móc bỏ túi thích hợp cho cả ngành bưu phẩm, bạn có thể kiểm tra tại chỗ bưu kiện. Dùng cả khi bạn nhận và giao hàng. Cân nhanh bất kỳ một gói hàng hóa nào đó ngay tại hiện trường.

Cân cần cẩu – Crane Scales

Cân điện tử chuyên dụng treo trên cần cẩu, dùng trong nhà xưởng hoặc ngoài cầu cảng. Gọi ngắn gọn là cân cần cẩu để dễ phân biệt với loại khác. (tránh hiểu lầm là cân cái cần cẩu lên xem nó bao nhiêu kg). Loại cần này thường có tải trọng lớn, vì chúng được dùng cân các thiết bị lớn, kiện hàng, máy móc. Dễ phân biệt vì chúng có 2 cái móc bự chảng ở hai đầu và có móc treo.

Khi chọn lựa loại này bạn cần để ý đến ứng dụng cho cân. Nếu là dùng ngoài trời, bẹn nên chọn loại chỉ thị bằng LED 7 đoạn, vì độ sáng của nó cao hơn LCD. Dùng trong nhà xưởng thì LED cũng được, LCD cũng được.

Do đặc tính mobile của cân dùng trên cần cẩu nên tầm quan sát đến bộ chỉ thị hạn chế. Vì thế nhà sản xuất trang bị ngay cho bạn 1 cái remote bằng hồng ngoại. Bạn có thể chủ động bấm giữ lại giá trị hiển thị trên màn hình để đọc lại.

Thêm vào đó, bạn cần quan tâm đến kích thước của cái móc. Nó cần phù hợp với móc trên cẩu của bạn. Dù có sai lệch đôi chút bạn có thể dùng phụ kiện ma ní ở ngoài. Nhưng tương thích luôn bao giờ cũng hay hơn.

Cân treo điện tử chống nước, cấp IP65

Đây là loại cân dùng nhiều trong nhà kho hoặc các trạm thu mua nông sản. Cân thích hợp với các bao, túi, kiện dạng bọc và các vật thể cần bao bì. Một đầu của cân cần được treo vào giá đỡ, đầu còn lại có móc để móc vào bao. Tất cả các cân treo điện tử đều dùng pin và có số nút nhấn tối giản.