เครื่องชั่งดิจิตอลมีการทำงานอย่างไรเพื่อให้มีความแม่นยำที่สูง​

ทุกวันนี้ผู้คนต่างใช้เครื่องชั่งดิจิตอลทั้งสำหรับผู้ใช้ในเชิงพาณิชย์และผู้ใช้ภายในครัวเรือน เกือบทุกครัวเรือนมีเครื่องชั่งน้ำหนักดิจิตอลในห้องครัวเพื่อใช้ตวงส่วนผสมของสูตรอาหารให้มีความแม่นยำเเละลงตัวมากขึ้นหรือไม่ก็วางในห้องน้ำเพื่อตรวจสอบน้ำหนักของพวกเขา แม้แต่ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่  อุปกรณ์เหล่านี้ยังใช้งานได้  เนื่องจากมีความรวดเร็วและแม่นยำเป็นพิเศษในการชั่งน้ำหนัก

เนื่องจากเครื่องชั่งเหล่านี้มีน้ำหนักที่เบาเเต่พวกมันกลับมีความสามารถในการชั่งน้ำหนักอย่างเเม่นยำซึ่งนำไปสู่คำถามว่า “เครื่องชี่งดิจิตอลมีการทำงานอย่างไร”

ก่อนที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับการทำงานของเครื่องชั่งดิจิตอล เราควรเข้าใจถึงองค์ประกอบหลักของเครื่องชั่งดิจิตอลกันก่อน

ในเครื่องชั่งดิจิตอลหนึ่งเครื่องจะมีโครงสร้างของโหลดเซลล์และตัวปรับสัญญาณ

โครงสร้างเป็นมุมมองทางกายภาพของเครื่องชั่งและพื้นผิวที่รับน้ำหนัก  โครงสร้างทางกายภาพของเครื่องชั่งดิจิตอลครอบคลุมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่เบื้องหลังการทำงานของเครื่องชั่งและโหลดเซลล์ โครงสร้างของเครื่องชั่งดิจิตอลนั้นมีหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับยี่ห้อ ตัวบ่งชี้น้ำหนักยังเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างซึ่งเป็นหน้าจอ LCD และแสดงการวัดน้ำหนักที่ได้รับ

อีกส่วนของเครื่องชั่งดิจิตอลคือโหลดเซลล์  มันเป็นทรานสดิวเซอร์และมีฟังก์ชั่นที่สำคัญคือการแปลงแรงที่กระทำโดยวัตถุของการวัดเป็นสัญญาณไฟฟ้า โหลดเซลล์กำหนดความจุที่จำกัดของเครื่องชั่งน้ำหนัก จำนวนของโหลดเซลล์ในเครื่องชั่งน้ำหนักอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความจุของน้ำหนัก เครื่องชั่งความจุต่ำมีโหลดเซลล์เดียวเท่านั้น ในขณะที่ความจุสูง เช่นเครื่องชั่งรถบรรทุกอาจมีโหลด 4 ถึง 8 เซลล์

วงจรปรับเเต่งสภาพสัญญาณเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องชั่งดิจิตอล ส่วนประกอบนี้ยังรวมถึงการจ่ายกระแสไฟของโหลดเซลล์เเละรับสัญญาณไฟฟ้าจากโหลดเซลล์แล้วแปลงเป็นตัวเลขที่เข้าใจได้ในรูปแบบเอาต์พุตดิจิตอล  เครื่องชั่งในทุกวันนี้ถูกตั้งโปรแกรมให้แสดงเอาต์พุตดิจิตอลในหน่วยการวัดที่แตกต่างกันเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของผู้ใช้

มาดูกันว่าหลักการฟิสิกส์ใดที่ทำให้การวัดน้ำหนักของเครื่องชั่งดิจิตอลมีความแม่นยำ

เครื่องชั่งดิจิตอลทำงานตามหลักการของสะพานวีตสโตน  ภายในโหลดเซลล์มีชุดมาตรวัดซึ่งจัดเรียงตัวกันเหมือนกับตัวต้านทานในสะพานวีตสโตน เมื่อโหลดถูกวางเหนือเกจวัด แรงกดจะทำการบีบอัด ระดับของการบีบอัดนั้นสอดคล้องกับปริมาณของแรงที่กระทำบนเกจวัด และทำให้เกิดความต้านทานของเกจในสะพานวีตสโตน จากนั้นจะมีเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงจากแรงดันเกจวัดและแปลงจากรูปแบบอนาล็อกเป็นดิจิตอล  หลังจากนั้นจะถูกป้อนเข้าสู่ชุดควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์ซึ่งเป็นไมโครชิปภายในวงจรไฟฟ้าของเครื่องชั่งดิจิตอลเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลและแปลงเป็นตัวเลขตามที่ดูในจอแสดงผลเครื่องชั่งน้ำหนัก

สรุปเครื่องชั่งดิจิตอลผู้ใช้สามารถมีความเชี่ยวชาญในการใช้งานน้อยกว่าครื่องชั่งทั่วไป เเต่เครื่องชั่งดิจิตอลมีความแม่นยำสูงกว่าและการประมวลผลที่เร็วกว่า แต่ถ้าคุณวางเครื่องชั่งดิจิตอลไว้บนพื้นเพื่อให้สมดุลและทดสอบก่อนใช้เครื่องชั่งสามารถให้การวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น

แหล่งที่มา

https://shop.transcell.com/how-digital-scales-work

https://www.hunker.com/12183358/how-does-a-digital-scale-work

https://electronics.howstuffworks.com/gadgets/fitness/digital-scale.htm

02-tepinnovation_co_th-HWY(Noreena)

​