5 สาเหตุหลักที่ทำให้ระบบวัดแรงเกิด Measurement Error

5 สาเหตุหลักที่ทำให้ระบบวัดแรงเกิด Measurement Error

     ในระบบอุตสาหกรรมที่ต้องควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวด ไม่ว่าจะเป็นเครื่องทดสอบแรงดึง-แรงกด เครื่องชั่งในไลน์ผลิต หรือระบบตรวจสอบแรงกดชิ้นงาน ค่าที่อ่านได้จากระบบวัดแรง คือข้อมูลตัดสินคุณภาพสินค้าโดยตรง หากค่าคลาดเคลื่อนแม้เพียงเล็กน้อย อาจนำไปสู่การตัดสินใจที่ผิดพลาด สูญเสียต้นทุน หรือผ่าน-ไม่ผ่านมาตรฐานโดยไม่รู้ตัว
     หลายครั้งเมื่อค่าที่อ่านได้ผิดปกติ คนส่วนใหญ่มักสรุปทันทีว่า “Load Cell เสีย” แต่ในความเป็นจริง Measurement Error มักไม่ได้เกิดจากตัวเซนเซอร์เพียงอย่างเดียว หากแต่เกิดจากปัจจัยแวดล้อม การเลือกสเปก การติดตั้ง โครงสร้างทางกล ไปจนถึงการตั้งค่าฝั่ง Indicator หรือ Transmitter
     ระบบวัดแรงที่ใช้ Load Cell ทำงานโดยแปลงแรงทางกลให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าระดับ mV/V ซึ่งเป็นสัญญาณขนาดเล็กมาก และไวต่อสภาพแวดล้อมโดยรอบ ทั้งแรงกระทำที่ไม่เข้าแกน สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า ความร้อนสะสม หรือแม้แต่การคาลิเบรตที่ไม่เหมาะสม ปัจจัยเหล่านี้ล้วนส่งผลให้ค่าที่แสดงออกมาคลาดเคลื่อนได้โดยที่ผู้ใช้งานไม่ทันสังเกต

หัวใจของการวัดแรงคือความแม่นยำ
อุปกรณ์ (Device): LFS-06 คือ S-Type Tension & Compression Force Sensor
ที่ออกแบบมาเพื่อวัดแรงกดและแรงดึง
หลักการทำงาน (Mechanism): เปลี่ยนแรงทางกล (Mechanical Force) ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้า (mV/V)
เพื่อส่งต่อไปยังจอแสดงผล (Indicator) หรือตัวส่งสัญญาณ (Transmitter)
การใช้งาน (Application): เหมาะสำหรับเครื่องทดสอบแรงดึง/แรงกด, เครื่องชั่งแบบแขวน และระบบ Automation
 

 

Technical Blue รองรับพิกัดน้ำหนักตั้งแต่ 10kg ถึง 3 Ton

     บทความนี้จะพาไปวิเคราะห์เชิงลึกว่า อะไรคือ 5 สาเหตุหลักที่ทำให้ระบบวัดแรงเกิด Measurement Error พร้อมอธิบายกลไกทางวิศวกรรม อาการที่พบได้ในหน้างาน และแนวทางตรวจสอบเบื้องต้น เพื่อช่วยให้คุณสามารถวิเคราะห์ปัญหาได้อย่างเป็นระบบก่อนตัดสินใจเปลี่ยนอุปกรณ์โดยไม่จำเป็น.
     1) การเลือก Capacity ไม่เหมาะสม (Oversize / Undersize)
กลไกทางวิศวกรรม: Load Cell มี Rated Output เป็นสัดส่วนกับแรงเต็มพิสัย (Full Scale) หากเลือกพิสัยใหญ่เกินไป สัญญาณต่อหน่วยแรงจะเล็ก ทำให้ความละเอียดลดลงและไวต่อ Noise หากเลือกพิสัยเล็กเกินไป การทำงานใกล้ Full Scale บ่อยครั้งจะเพิ่มความเค้นสะสมและโอกาส Drift
อาการหน้างาน
     • ค่าที่อ่าน “หยาบ” เมื่อวัดแรงต่ำ
     • ค่าเต็มสเกลง่าย หรือ Drift เมื่อใช้งานใกล้พิกัดสูง
     • อ่านค่าไม่เสถียรเมื่อมีแรงกระชาก
วิธีตรวจสอบเบื้องต้น
     • ตรวจสอบว่าแรงใช้งานจริงอยู่ในช่วง 20–80% ของ Capacity หรือไม่
     • ประเมินแรงกระแทก/แรงชั่วขณะว่ามีเกินพิสัยหรือไม่
     2) การติดตั้งผิดแนวแกน (Side Load / Moment / Bending)
กลไกทางวิศวกรรม: Load Cell ถูกออกแบบให้รับแรงตามแกนที่กำหนด หากมีแรงด้านข้าง แรงบิด หรือโครงสร้างบิดงอ จะทำให้การกระจายความเค้น (Strain Distribution) ผิดจากค่าที่คาลิเบรตไว้ ส่งผลให้ค่าเพี้ยน
อาการหน้างาน
     • เปลี่ยนตำแหน่งแรงเล็กน้อย ค่าเปลี่ยนทันที
     • ทดสอบซ้ำแล้วค่าไม่เท่ากัน
     • มีค่า Bias คงที่สูง/ต่ำกว่าความจริง
วิธีตรวจสอบเบื้องต้น
     • ทดสอบวัดแรงในหลายตำแหน่ง
     • ตรวจ Alignment และจุดยึดให้แรงผ่านศูนย์กลาง
     • ตรวจความแข็งแรงของโครงสร้าง
     3) สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า (Noise / EMI / Ground Loop)
กลไกทางวิศวกรรม : สัญญาณ Load Cell อยู่ในระดับมิลลิโวลต์ จึงไวต่อ EMI จาก Inverter, มอเตอร์, SSR หรือการเดินสายผิดหลัก หากกราวด์หลายจุดหรือ Shield ต่อผิด จะเกิด Ground Loop ทำให้ค่าแกว่ง
อาการหน้างาน
     • ค่าแกว่งเมื่อมอเตอร์ทำงาน
     • เปิด–ปิดโหลดไฟฟ้าแล้วค่ากระโดด
     • ค่าไม่นิ่งแม้แรงคงที่
วิธีตรวจสอบเบื้องต้น
     • ปิดอุปกรณ์กำลังชั่วคราวแล้วสังเกตค่า
     • แยกสายสัญญาณออกจากสายกำลัง
     • ตรวจการต่อ Shield และจุดกราวด์
     4) ผลกระทบจากอุณหภูมิและ Creep (แรงค้าง)
กลไกทางวิศวกรรม : Strain Gauge และโครงสร้างโลหะไวต่ออุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทำให้ค่าความต้านทานเปลี่ยน เกิด Zero Drift หากมีแรงค้างนาน จะเกิด Creep คือค่าไหลตามเวลาแม้แรงคงที่
อาการหน้างาน
     • ค่าเปลี่ยนหลังใช้งานไป 10–30 นาที
     • Zero ไม่กลับศูนย์ทันที
     • ค่าช่วงเช้า–บ่ายต่างกัน
วิธีตรวจสอบเบื้องต้น
     • ทำกราฟค่าแรงเทียบเวลาเมื่อค้างแรง
     • ตรวจสอบตำแหน่งติดตั้งใกล้แหล่งความร้อนหรือไม่
     • วอร์มอัประบบก่อนใช้งานจริง
    5) การคาลิเบรตและการตั้งค่าระบบไม่ถูกต้อง
กลไกทางวิศวกรรม : ระบบวัดแรงประกอบด้วย Load Cell + Indicator/Amplifier + การตั้งค่า Span/Zero/Filter หากตั้งค่าไม่ถูก หรือคาลิเบรตด้วยมาตรฐานที่ไม่แม่นยำ จะทำให้ค่าคลาดเคลื่อนทั้งช่วงการวัด
อาการหน้างาน
     • ค่าเพี้ยนแบบเป็นสัดส่วนตลอดช่วง
     • 0 ไม่เป็น 0 หรือ Drift ง่าย
     • ค่าอ่านช้าหรือหน่วงเกินไป
วิธีตรวจสอบเบื้องต้น
     • ทดสอบอย่างน้อย 2 จุด (0% และ ~80% ของพิสัย)
     • ตรวจการตั้งค่า Filter ให้เหมาะกับลักษณะโหลด
     • คาลิเบรตหลังติดตั้งจริง ไม่ใช่เฉพาะในห้องทดสอบ

LFS-06-Series (S Type Tension & Compression Force Sensor): คำตอบของความแม่นยำ

• Wide Capacity: 
รองรับพิกัด 10kg ถึง 5 Ton

• Protection: มาตรฐาน IP65 
(กันฝุ่นและละอองน้ำ)

• Material: Alloy Steel/ 
Stainless Steel Construction

• Combined Error: 
±0.03% F.S.

 

 

ออกแบบมาเพื่อลดข้อผิดพลาดทั้ง 5 ประการ ด้วยวัสดุคุณภาพสูงและการออกแบบวงจร Wheatstone Bridge ที่สมดุล

การเชื่อมต่อและอุปกรณ์แสดงผลที่รองรับ    

สัญญาณ mV/V จาก LFS-06 สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แสดงผลได้หลากหลาย:
- Standard Display: Digital Load Cell Indicator (รุ่น CM-013N Series)
- Large Display: Big Digital Indicator (รุ่น CM-013B2,CM-013B4 Series)
- Automation: Digital Load Cell Transmitter (รุ่น IM-G Series) สำหรับส่งค่าเข้าสู่ระบบ PLC หรือคอมพิวเตอร์

การประยุกต์ใช้งานในอุตสาหกรรม (Industrial Applications)

เครื่องทดสอบแรงกดและแรงดึง
(Tension & Compression Testing)

ระบบชั่งถังบรรจุและระบบอัตโนมัติ
(Hopper / Tank Weighing)

เครื่องชั่งน้ำหนักแบบแขวน
(Hanging Scales)