لودسل هرچند در ظاهر جسمی فلزی ساده است، درونش جهانی از دقت مهندسی و ظرافت علمی نهفته. هر جزء آن نقشی دقیق در مسیر تبدیل نیرو به سیگنال الکتریکی ایفا میکند. از دید ابزار دقیق، لودسل را میتوان سامانهای چندلایه از مکانیک، الکترونیک و متریال دانست که همگی در هماهنگی کامل کار میکنند.
۱. جسم حسکننده یا المان الاستیک (Elastic Element)
قلب مکانیکی لودسل است. از جنس فولاد ضدزنگ یا آلیاژ آلومینیوم با خاصیت الاستیک بالا ساخته میشود تا در برابر بار وارده اندکی تغییر شکل کنترلشده نشان دهد.
این بخش است که نیرو را «احساس» میکند؛ یعنی نقطهای که وزن به کرنش تبدیل میشود.
طراحی دقیق آن ، ضخامت، هندسه و محل تمرکز تنش تعیین میکند چگونه نیرو بهصورت یکنواخت بین استرین گیجها پخش شود و دقت اندازهگیری حفظ گردد.
۲. کرنشسنجها (Strain Gauges)
کوچک اما حیاتیاند. ورقههایی نازک از سیم یا فویل مقاومتیاند که با چسب مخصوص روی نواحی حساس المان چسبانده میشوند.
وقتی سازه تحت بار کمی خم یا کشیده میشود، این کرنشسنجها کشیده یا فشرده میشوند و مقاومت الکتریکیشان تغییر میکند.
برای دقت بالا، معمولاً چهار عدد از آنها در آرایشی مخصوص به نام پل وتستون (Wheatstone Bridge) قرار میگیرند تا بتوان سیگنال ضعیف میلیولت را استخراج کرد.
۳. چسب و مواد محافظ (Adhesive & Protective Layer)
در دنیای ابزار دقیق، این بخش کمتر دیده میشود اما بسیار تعیینکننده است.
چسب یا لحیم اتصال کرنشسنجها باید در برابر دما، رطوبت و خزش مقاوم باشد، چون کوچکترین لغزش میتواند رفتار الاستیک سازه را تغییر دهد.
پس از نصب، معمولاً با لایههایی از اپوکسی، لاستیک سیلیکونی یا رزین محافظ پوشانده میشود تا سنسورها از آسیب و تأثیر محیطی مصون بمانند.
۴. مدار پل و کابل خروجی (Electrical Circuit & Wiring)
سیگنال بسیار ضعیف حاصل از تغییر مقاومت، به مسیر الکتریکی هدایت میشود.
پل ویتستون این تغییر را به اختلاف ولتاژ بسیار کوچکی تبدیل میکند( در حد چند میلیولت)
کابل خروجی که از جنس شیلددار است، این ولتاژ را بدون نویز به ترنسمیتر وزن یا آمپلیفایر میفرستد، جایی که سیگنال تقویت و تبدیل به واحدهای وزنی میشود.
۵. قاب یا هوزینگ محافظ (Housing)
پوستهی نهایی، همانند زرهی است که تمام اجزای ظریف داخلی را محافظت میکند. جنس آن معمولاً فولاد ضدزنگ است و در انواع صنعتی دارای استانداردهایی مانند IP65 تا IP68 میباشد تا در برابر گرد و غبار، آب و ضربه مقاوم باشد.
در کاربردهای سنگین، این هوزینگ حتی نقش مکانیکی در انتقال نیرو نیز دارد.
۶. المانهای جبرانی (Temperature & Drift Compensation)
برای حفظ دقت در شرایط محیطی متغیر، لودسلها دارای مقاومتهای جبرانی و گاهی سنسور دما هستند.
این قطعات رفتار استرین گیج را پایدار میکنند تا خطاهای ناشی از تغییر دما یا مواد قابل حذف باشند. به همین دلیل است که لودسلهای صنعتی در گرما و سرمای شدید نیز خطای چند گرم بیشتر ندارند.