Load Cell (โหลดเซลล์) คือ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการเปลี่ยนแรงทางกล เช่น แรงกด แรงดึง หรือน้ำหนักต่าง ๆ ที่กระทำต่อตัว Load Cell ให้กลายเป็นสัญญาณทางไฟฟ้า โดยสัญญาณไฟฟ้านี้จะถูกนำไปจ่ายเข้าจอแสดงผลของ Load Cell โดยมันจะแสดงเป็นค่าน้ำหนักหรือแรงที่กระทำ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถอ่านค่าได้
โหลดเซลล์นั้นถูกสร้างมาจาก Strain Gauge (สเตรนเกจ) โดยมันเป็นเซ็นเซอร์ที่จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของขนาด มิติ หรือความเครียดของวัสดุต่าง ๆ ที่ถูกจัดเรียงอยู่ในวงจร ในรูปแบบของวงจร Wheatstone Bridge (วิจสโตน บริดจ์) โดยมันเป็นวงจรที่สามารถแปลงค่าแรงกดหรือแรงดึงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าได้
โดย Load Cell นั้นมีอยู่ด้วยกันหลากหลายประเภท ซึ่งแต่ละประเภทก็จะมีลักษณะของการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป ดังนั้น เราจึงควรเลือกใช้งาน Load Cell ที่ตรงตามลักษณะการใช้งานของเรา โดยทั่วไป Load Cell จะมีอยู่ด้วยกัน 2 ประเภทหลัก ๆ ดังนี้
- Load Cell แบบใช้แรงกด (Compression Load Cell)
เป็น Load Cell ที่มีชื่อและลักษณะการใช้งานตามชื่อของมันเลย นั่นก็คือ มันเป็น Load Cell ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้แรงกดลงไปบนตัวของ Load Cell โดย Load Cell ประเภทนี้ สามารถแบ่งออกตามประเภทของการใช้งานได้อีก 6 ประเภท ดังนี้
1.1) Single Ended Shear Beam
โดยทั่วไปจะนิยมเรียกกันว่า Shear Beam โดยมันเป็น Load Cell ที่มีการใช้งานโดยยึดปลายด้านหนึ่งเข้ากับฐานและนำถังวางลงบนปลายอีกด้านหนึ่งเพื่อวัดแรงกด ซึ่งจะใช้ 4 ตัว ต่อ 1 ถัง นิยมนำมาใช้ในการชั่งน้ำหนักในถัง เช่น การชั่งน้ำหนักหินหรือทรายในถังก่อนปล่อยลงไปผสมกับซิเมนต์และน้ำในแพลนคอนกรีตผสมเสร็จ ที่มีขนาดของน้ำหนักตั้งแต่ 250 กิโลกรัม ไปจนถึง 10 ตัน
1.2) Double Ended Shear Beam
เป็น Load Cell ที่เหมือนกับการนำเอา Single Ended Shear Beam จำนวน 2 ตัว มารวมกัน จึงทำให้ Load Cell ประเภทนี้ มีจำนวนของ Strain Gauge ที่เพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ได้ค่าความละเอียดของแรงที่ถูกกระทำหรือน้ำหนักที่เพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ในส่วนของการใช้งานนั้นก็สามารถทำได้โดยการยึดปลายทั้งสองข้างด้วยสกรูติดกับฐาน จากนั้นนำถังมาวางตรงกลาง โดยมีลูกบอลและเบ้ายึดติดอยู่กับถังและ Load Cell เพื่อให้ถังสามารถขยับได้ แต่ถังจะไม่หลุดหล่นลงไปด้านล่าง นิยมนำมาใช้ในงานชั่งที่มีน้ำหนักมาก ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะใช้ชั่งถังหรือไซโลที่มีขนาดใหญ่ โดยการติดตั้งเอาไว้ที่ขาของถังหรือไซโล ที่มีขนาดของน้ำหนักตั้งแต่ 10 ตัน ไปจนถึง 50 ตัน
1.3) Single Point
เป็น Load Cell ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับแพลตฟอร์มที่มีขนาดเล็ก นิยมนำมาใช้กับงานชั่งที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 1 ตัน โดยใช้ Load Cell เพียงตัวเดียว ในการยึด Load Cell เข้าไปที่จุดศูนย์กลางของแพลตฟอร์ม ที่มีขนาดของน้ำหนักตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ไปจนถึง 800 กิโลกรัม
1.4) Bending Beam
เป็น Load Cell ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการแปลงแรงบิดที่กดที่ปลายด้านหนึ่งและปลายอีกด้านที่ยึดติดกับฐาน ที่มีลักษณะคล้ายสปริง โดย Load Cell ประเภทนี้จะให้สัญญาณได้ดีที่ขนาดแรงกดไม่มาก โดยเริ่มตั้งแต่ 25 กิโลกรัม ไปจนถึง 500 กิโลกรัม
1.5) Pancake
ที่มันมีชื่อเรียกเช่นนี้ มาจากรูปร่างลักษณะของมันที่คล้ายกับขนมแพนเค้ก โดยมันเป็น Load Cell ที่สามารถนำมาใช้ได้กับแรงกดและแรงดึง โดยค่าที่ออกมายังมีความแม่นยำสูง เนื่องจากมันมีจำนวนของ Stain Gauge ที่มากกว่า Load Cell ประเภทอื่น ๆ โดยค่า Linearity และ Hysteresis จะอยู่ในระดับ 0.05% จึงทำให้ Load Cell ประเภทนี้นิยมนำมาใช้กับงานเครื่องทดสอบแรงกดหรือแรงดึง ที่มีขนาดตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ถึง 500 ตัน
1.6) Canister
เป็น Load Cell ที่มีรูปร่างคล้ายกระป๋อง โดยมันเป็น Load Cell ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในการรับแรงกด ซึ่งค่าที่ได้นั้นยังมีความแม่นยำสูง เนื่องจากค่า Linearity และ Hysteresis อยู่ในระดับ 0.05% โดยทั่วไปนิยมนำมาใช้กับเครื่องชั่งทั่วไปที่ต้องการความแม่นยำสูง และเครื่องชั่งรถบรรทุก ที่มีขนาดตั้งแต่ 200 กิโลกรัม ไปจนถึง 20 ตัน โดยที่แรงดึงนั้นต้องมีขนาดตั้งแต่ 500 กิโลกรัม ไปจนถึง 500 ตัน
- Load Cell แบบใช้แรงดึง (Force Load Cell)
เป็น Load Cell ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้แรงในการดึงตัวของ Load Cell ออกจากกัน โดย Load Cell ประเภทนี้ มีชื่อเรียกว่า S Beam โดยมันเป็น Load Cell ที่มีการใช้งานโดยยึดด้านบนกับโครงสร้าง โดยอาศัยลูกปืนตาเหลือก (Rod End) ในส่วนของด้านล่างจะเอาไว้ใช้แขวนถังที่เราต้องการชั่ง โดยเมื่ออุปกรณ์เริ่มต้นทำงาน มันจะทำการแกว่งตัวถังเล็กน้อย ซึ่งไม่มีผลกับการอ่านค่าใด ๆ โดยขนาดของน้ำหนักที่สามารถอ่านค่าได้ของ Load Cell ประเภทนี้ จะเริ่มตั้งแต่ 2 กิโลกรัม ไปจนถึง 5 ตัน