ロードセルとは？
ロードセルとは、測定される力をその大きさに比例した電気信号に変換する変換器のことだ。この電気信号は、使用されたロードセルの種類に応じて、電圧、電流、または周波数の変化になる。ロードセルにはさまざまな種類がある。
１．抵抗ロードセル
抵抗ロードセルは、圧力 – インピーダンスの原理に基づいて動作します。 センサーに負荷がかかると、センサーのインピーダンスが変化します。 このインピーダンスの変化により、電流が流れると出力電圧が変化します。
２．容量性ロードセル:
容量性ロード セルは、静電容量の変化に基づいて動作します。 平面コンデンサの場合、2 つの平行プレートがあります。 静電容量は、2 つのプレート間の誘電体の断面積と誘電率に正比例し、2 つのプレート間の距離に反比例します。 ロードセルが力の作用で変形すると、2 つのプレートが互いに対して変化し、容量定数が変化します。 その後、出力電気信号もそれに応じて変化します。
実際には、最も一般的なのは、抵抗変化の原理に基づくロードセルです。
抵抗ロードセルはどのように機能しますか?
ロード セルは、通常、ロード セル本体の表面に接着されたひずみゲージで構成されています。 ロードセル本体は弾性のある金属ブロックであり、ロードセルの種類やロードセルの使用目的に応じて、ロードセル本体はさまざまな特殊な形状で設計され、さまざまな金属材料（アルミニウム合金、鋼、ステンレス鋼、合金で作られています）。
ロードセル本体に荷重または力が加えられてロード セル本体が変形 (膨張または圧縮) すると、その結果、4 つの抵抗ひずみゲージのうち 2 つが圧縮され、反対側の 2 つのひずみゲージが引き伸ばされます。 これにより、ロードセル本体に接着されたひずみゲージ抵抗器の金属ワイヤの長さと断面積が変化し、ひずみゲージ抵抗器の値が変化します。
抵抗ロードセルの動作原理の説明
仕様
- 精度: 測定の精度のパーセンテージを示します。 精度は、非線形性、遅延、再現性に依存します。
- 定格容量：ロードセルが測定できる最大値。
- 温度補償範囲: ロードセル出力が補償される温度範囲です。この範囲外の場合、出力は指定された仕様に準拠することが保証されません。
- 保護等級: IP スケールに従って評価されます (例: IP65: 湿気やほこりに対する)。
- 電圧: ロードセルの動作電圧値 (通常、最大値と最小値は 5 – 15 V)。
- 遅延: 結果表示の遅延は、結果のエラーにつながります。 通常、負荷の % として指定されます。
- 入力インピーダンス: ロードセルがシステムに接続されていない場合、または無負荷モードの場合、インピーダンスは S- および S+ によって決定されます。
- 絶縁抵抗: 通常 DC 50V で測定。 ロードセルの金属シェルと電流接続デバイス間の絶縁値。
- 機械的損傷: ロードセルが破損または変形する可能性のある負荷の値。
- 出力値：測定結果（単位：mV）。
- 出力インピーダンス: 接続されていないロードセルまたは無負荷動作下で Ex+ と EX- の間で測定されたインピーダンスとして与えられます。
- 安全な過負荷: ロードセルが超えることができる容量です (例: 125% 容量)。
- 温度影響係数: 負荷モードで測定された量は、温度変化下でのロード セルの容量の変化です (たとえば、0.01%/10°C は、温度が 10°C 上昇した場合、ロード セルがいっぱいになることを意味します)。負荷容量は 0.01% 増加します)。
- ポイント 0 での温度の衝撃係数: 上記と同じですが、無負荷モードで測定されます。
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