LOAD CELL TROUBLESHOOTING


Kerusakan Load Cell terjadi dalam berbagai kondisi dan berbagai penyebab, seperti mekanikal, electrical, atau lingkungan sekitar. Pembahasan kita kali ini tentang penyebab, pengecekan fisik dan kelistrikan Load cell. Kebanyakan load Cell rusak karena kesalahan pemakaian dan hal yang sejenisnya.

Permasalahan Mekanik
Kerusakan load cell bisa secara fisik atau mekanik. Jika pemilihan load cell pada timbangan terlalu kecil, beban yang berlebihan membuat load cell melewati batas elastisnya dan tidak kembali ke kondisi awalnya, sehingga strain gauge seolah terkunci pada kondisi tension atau compression. Perlu diperhatikan, total berat struktur timbangan (platform, hopper, vessel)  dan material yang akan ditimbang. Demikian juga jumlah support mempunyai peran penting dalam distribusi beban. Umumnya, total berat struktur timbangan terbagi merata melalui tiap supportnya.
Beban kejut juga merupakan penyebab kerusakan load cell. Beban kejut ialah sewaktu beban dengan tiba-tiba menimpa timbangan, sehingga menyebabkan load cell terdistorsi secara permanen. Amatilah saat operator memuati timbangan. Jika ugal-ugalan sehingga terjadi beban kejut, operator membutuhkan training operasi timbangan yang benar, atau kapasitas timbangan perlu diperbesar. Tetapi perlu diperhatikan, pemilihan kapasitas load cell yang terlalu besar juga berpengaruh pada kepekaannya, dan bisa jadi dibawah nilai minimum pembacaan indicator. Selain itu, pembebanan sisi/samping juga berpengaruh pada keakuratan timbangan disamping bisa merusak timbangan itu sendiri.

Kondisi Lingkungan
Pada umumnya Load Cell memiliki kemampuan kompensasi untuk bekerja pada temperatur tertentu, biasanya 0º sampai 150ºF. Walaupun Load Cell masih bisa bekerja diluat batasan ini, tetapi sertifikat kalibrasi yang dimiliki load cell menjadi tidak valid.
Musuh utama Load Cell adalah kelembaban. Bisa mengakibatkan load cell mati, terlihat overload bahkan drifting terus-menerus sehingga timbangan error. Kelembaban masuk ke load cell bisa melalui tekanan ekstrim atau kabel yang terkelupas. Jika load cell ber isolasi kurang bagus dipakai pada lingkungan basah, air bisa masuk kedalam Load Cell.
Load cell bisa mengalami korosi/karat jika terkena bahan kimia. Korosi bisa merusak strain gauge jika material pelindungnya kurang baik. Load cell stain less steel bisa menghindari korosi, tapi tidak menjamin kelembaban tidak masuk kedalam. Tetapi beberapa bahan kimia semacam klorin tetap bisa membuat stainless steel korosi.

Pengecekan Fisik
Langkah awal dalam truble shooting load cell adalah pemeriksaan body load cell terhadap kemungkinan distorsi, retak atau bergelombang. Hasil pengelasan harus bebas dari pecah, atau bercelah. Amati kabel Load cell pada kemungkinan lecet, terkelupas atau terjepit. Kelembaban amat rawan pada kabel yang terkelupas danbisa membuat pembacaan load Cell tidak stabil.

Zero Balance
Seperti kita ketahui, Zero Balance adalah kondisi output Load cell pada exsitasi maximum load cell tanpa beban, yang dinyatakan dalam persentase terhadap output maksimum. Perbahan Zero balance terjadi jika Load Cell pernah mengalami overload.
Pada load cell tanpa beban dan terhubung ke indicator, gunakan milivoltmeter untuk mengukur tegangan output load cell. Dengan 10V exsitasi, load cell berkarakteristik 3mV/V akan mengeluarkan signal output sebesar 30mV pada kapasitas maksimum. Tanpa dibebani, dengan toleransi 1% load cell akan mengeluarkan tegangan 0.3mV atau 300µV (0.01 x 3 mV = 0.3 mV). Load cell menjadi afkir jika zero toleran sudah melewati batas 1%.
Cara lain untuk pengecekan dengan membandingkan pengukuran separuh bridge dengan separuh yang lain. Gunakan cara berikut dengan load cell yang tidak tersambung ke indicator.
·        Satukan kedua ujung kabel signal, seperti gambar dibawah
  • Ukur dan catatlah besar tahanan antara ujung signal dengan ujung –Exc (pengukuran resistor parallel R1/R3 seri dengan resistor kompensasi di -Exc)
  • Ukur dan catatlah besar tahanan antara ujung signal dengan ujung +Exc (pengukuran resistor parallel R2/R4 seri dengan resistor kompensasi di +Exc)
  •  Perbedaan pada kedua pengukuran diatas harus 0 ohm.


Bridge Resistance
Tahanan input load cell bisa diukur dengan Ohmmeter antara ujung –Exc dan ujung +Exc. Tahanan output load cell diukur dengan ohmmeter antara ujung –Sig dan ujung +Sig. Hasil pengukuran harus sesuai dengan data sheet load cell atau dalam toleransi 1%.
Lakukan juga pengukuran pada poin-poin berikut:
                                     +Exc to +Sig                          +Exc to –Sig
                                      -Exc to +Sig                            -Exc to –Sig
Pengukuran disemua titik diatas haruslah sama. Jika ada yang beda berarti load cell rusak. Berikut beberapa pengukuran tahanan load cell dan bisa terlihat perbedaan mana yang masih berfungsi dan mana yang sudah rusak.



Pada contoh A, tahanan input (-Exc to +Exc) sebesar 410Ω, yaitu penjumlahan atara resistor 350 Ω dan resistor ekivalen di jalur exsitasi. Tahanan output 350 Ω dan semua sama dan inilah load cell yang masih berfungsi. Dari mana angka 292 Ω didapat? Kita tahu keempat resistor bernilai 350 Ω, berikut gambaran rangkaian saat kita mengukur ujung –Exc ke ujung –Sig

Sederhanakan rangkaian tersebut, R2,R3 dan R4 terhubung seri begitu juga antara R7 dan kombinasi R ekivalen R5/R6. Mari jumlahkan dan sederhanakan rangkaian seperti gambar dibawah

Resistor 350 Ω dan 1050 Ω terhubung parallel. Untuk menghitung ekivalen nya, gunakan rumus berikut
RT = R1R2
          R1 + R2
      =  350 (1050)
          350 + 1050
      =  367500
          1400
       = 262 Ω
Kemudian tambahkan resistor 30 Ω (yang tersambung seri) sehingga totalnya menjadi 292 Ω. Resistor yang lain dihitung dengan cara yang sama.

Pada contoh B, pembacan +Exc to +Sig dan +Exc to –Sig sama dengan pembacaan pada –Exc to +Sig dan –Exc to –Sig. Walaupun ada sedikit beda pembacaan, tetapi dikedua sisi resistor tetap seimbang. Load cell ini normal dan masih berfungsi dengan baik.

Pada contoh C, pembacaan +Exc to +Sig dan +Exc to –Sig ada perbedaan demikian pula pada pembacaan –Exc to +Sig dan –Exc to –Sig. Load cell ini rusak, mungkin karena ada pembebanan lebih sehingga tidak bisa kembali seperti semula.

Pada contoh D, didapat pengukuran terbuka/takterhingga setiap kali diukur pada ujung –Sig. Bisa dikatakan ujung –Sig putus atau tidak terhubung ke rangkaian. Kemungkinan masih bisa diperbaiki, walaupun dengan ongkos yang teramat mahal.

Pada contoh E, terdapat pengukuran resistan yang amat besar. Permasalahan ada pada salah satu gauge yang tak terhubung dalam hal ini R2.
Pengukuran –Sig to +Sig terlihat seperti gambar berikut(dengan R2 tak terhubung)

Resistansi total 700 Ω(R1+R3)
Pengukuran –Exc to +Ext :

Karena R2 terbuka, bagian ini tidak bisa kita ukur. Pembacaan 760 Ω adalah total semua resistor kecuali R1 dan R2
Pengukuran +Exc to +Sig:

Karena R2 terbuka/tak terhubung,
RT=R10 + R8/R9 + R4
RT=10 Ω + 20 Ω + 350 Ω
RT=380 Ω
Pengukuran –Exc to +Sig:

Karena R2 terbuka/tak terhubung,
RT=R7 + R5/R6 + R3
RT=10 Ω + 20 Ω + 350 Ω
RT=380 Ω
Pengukuran –Exc to –Sig

Karena R2 terbuka/tak terhubung,
RT=R7 + R5/R6 + R1
RT=10 Ω + 20 Ω + 350 Ω
RT=380 Ω
Pengukuran +Exc to –Sig:

Karena R2 terbuka/tak terhubung,
RT=R10 + R8/R9 + R4 + R3 + R1
RT=10 Ω + 20 Ω + 350 Ω +350 Ω + 350 Ω
RT=1080 Ω
Kapanpun Anda melakukan pengukuran resistor, buatlah gambar skema untuk mengetahui resistor manakah yang sedang diukur.
Kita boleh tidak tahu nilai kompensasi resistor, tapi bukan halangan untuk memeriksa kondisi Load Cell. Perlu diingat:
  •  Pembacaan +Sig to –Sig adalah output resistan bridge dan selalu tidak lebih dari 1% resistansi maksimum (biasanya 350 Ω, 700 Ω atau 1000 Ω)
  •  Pembacaan +Exc to –Exc bisa dipastikan lebih besar dari pembacaan output resistan karena adanya resistor kompensasi yang terpasang seri di titik exitasi. Lihat data sheet untuk nilai resistan yang semestinya.
  •  Pembacaan pada –Exc to –Sig dan –Exc to +Sig harus sama dengan pembacaan pada +Exc to +Sig dan +Exc to –Sig


Resistance to Ground
Tahanan bodi atau kebocoran listrik selalu disebabkan load cell atau kabelnya terkontaminasi air. Ciri-ciri termudah yaitu pembacaan yang tidak stabil. Pembacaan resistan antara semua ujung kabel yang disatukan dengan body/badan load cell minimum 1000 megaohm atau lebih dan hanya bisa diukur menggunakan megaohmmeter atau megger. Agar load cell tidak rusak saat diukur, tegangan dari megger tidak boleh lebih dari 50Volt. Jika pengetesan ini tidak berhasil, lepaskan kabel ground dari kabel load cell yang disatukan. Jika hal ini menunjukkan hasil bagus, maka ada permasalahan pada isolasi terhadap bodi load cell.
Konfigurasi Jembatan Wheatstone pada Load cell mampu merasakan kebocoran antara ujung signal ke ground. Kebocoran sebesar satu megaohm saja bisa mengakibatkan gangguan pada nilai zero. Kebocoran tahanan bodi ini tidak mempengaruhi kalibrasi indicator, hanya saja pembacaan indicator menjadi tidak stabil karena kebocoran tahanan bodi selalu berubah-ubah.

PERHATIKAN
Jangan pernah memotong kabel load cell yang sudah ada. Data sheet Load cell diambil dengan panjang kabel tertentu. Jika panjang kabel berkurang dikhawatirkan akan mempengaruhi keabsahan data sheet.

 Semoga bermanfaat...

Posting yang lain: