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● ロードセルの種類
>> 計算例
>> 感受性を理解する
>> 感度の決定方法
● 校正プロセス
● 結論
● よくある質問
● 引用:
ロードセルは、重量や力を測定するためにさまざまな用途で使用される必須のデバイスです。機械的な力を電気信号に変換し、正確な測定を可能にします。を使用して負荷を計算する方法を理解する ロードセルの方程式は、 エンジニア、技術者、および計量システムに携わるすべての人にとって非常に重要です。この記事では、ロードセル方程式を使用して荷重を計算するプロセスを説明し、理解を深めるために例、図、ビデオを提供します。
ロードセルは、力または重量を電気信号に変換する一種のトランスデューサーです。最も一般的なタイプのロードセルは、ホイートストンブリッジ構成で配置されたひずみゲージの原理を使用するひずみゲージロードセルです。負荷がかかるとひずみゲージが変形し、抵抗変化が生じ、それを電圧出力として測定できます。
- ひずみゲージロードセル: 精度と信頼性により最も広く使用されています。これらは、ひずみゲージの抵抗変化の原理に基づいて動作します。
- 油圧ロードセル: 流体圧力を使用して力を測定し、過酷な用途でよく使用されます。
- 空気圧ロードセル: これらは空気圧に基づいて動作し、本質安全性が必要な環境に適しています。
ロードセルから力を計算するための基本方程式は次のとおりです。
F=S×V
どこ：
- F = 力 (N または lbf)
- S = 感度 (mV/V)
- V = ロードセルからの出力電圧 (mV)
感度が 2 mV/V で、既知の荷重が加えられたときの出力電圧が 4 mV のロード セルがあるとします。力は次のように計算できます。
F=2mV V×4mV=8N
感度は、加えられた力の単位あたりの出力電圧として定義されます。これは、電気信号を力や重量の意味のある測定値に変換するために重要です。
1. ロードセルのデータシートを参照してください。メーカーは感度値を mV/V で提供しています。
2. 校正: 既知の重みを適用し、対応する出力電圧を測定して感度を決定します。
ロードセルを校正すると、正確な読み取り値が保証されます。校正プロセスには以下が含まれます。
1. ゼロ校正: ベースラインを確立するために、負荷が適用されていないときに出力を測定します。
2. 既知の負荷校正: 既知の重量を適用し、出力電圧を記録します。
3. 感度の計算: 式 S=F/V を使用します。
いくつかの要因がロードセル測定の精度に影響を与える可能性があります。
- 温度変化: 温度の変化は抵抗と出力に影響を与える可能性があります。
- 機械的ストレス: 軸外の負荷により誤差が生じる可能性があります。
- 電気ノイズ: 他の電子機器からの干渉により、測定値が歪む可能性があります。
より正確なアプリケーション、特に非線形性を扱う場合には、多項式を使用できます。
応答=A0+A1×F+A2×F⊃2;+A3×F⊃3;
ここで、A0、A1、A2、A3 はキャリブレーション中に決定される係数です。
逆に、出力応答が与えられた力を求めたい場合は、次のようにします。
F=B0+B1×レスポンス+B2×レスポンス⊃2;+B3×レスポンス⊃3;
これらの方程式を使用すると、ロード セルの非線形挙動を考慮して、より正確な計算が可能になります。
ロードセルは、次のようなさまざまな業界で使用されています。
- 製造: 品質管理およびマテリアルハンドリング用。
- 小売: 商品を販売するための重量計に。
- 航空宇宙: 応力下での材料の試験用。
ロード セルとその操作についての理解をさらに深めるには、次の有益なビデオを視聴することを検討してください。
- ロードセルを理解する
ロードセル方程式を使用して荷重を計算するには、基本原理と特定のシナリオに適用できる高度な方法の両方を理解する必要があります。上記の手順 (感度の決定、システムの校正、適切な方程式の適用) に従うことにより、さまざまなアプリケーションで正確な測定を実現できます。
技術が進歩するにつれて、測定システムの精度を確保するために、これらの概念を理解することがますます重要になります。
ロードセルは、機械エネルギーを電気信号に変換することにより、重量または力を測定します。
ゼロ負荷での出力を測定し、対応する出力を記録しながら既知の重みを適用することによって校正します。
温度変化、軸外負荷による機械的ストレス、電気ノイズはすべて精度に影響を与える可能性があります。
はい。ただし、異なるタイプ間で測定の一貫性を維持するために、正しく校正されていることを確認してください。
感度は、加えられた力の各単位 (N または lbf) にどれだけの出力電圧 (mV) が対応するかを表します。
[1] https://www.fibossensor.com/how-to-calculate-force-applied-with-a-load-cell.html
[2] https://www.fibossensor.com/how-to-calculate-force-from-a-load-cell.html
[3] https://www.beijerelectronics.com/docs/DIO/GT-3002/en/weight-calculation.html
[4] https://www.futek.com/guide-to-calculation-extraneous-loads
[5] https://www.youtube.com/watch?v=HHxm5ai9PUo
[6] https://mhforce.com/compression-load-cell-equation-made-easy/
[7] https://automationforum.co/oad-cell-millivolt-mv-output-calculator/
[8] https://www.pcb.com/contentstore/mktgcontent/linkeddocuments/load_torque/lt-loadcellhandbook_lowres.pdf
[9] https://www.anyload.com/load-cell-specations-guide/
[10] https://www.youtube.com/watch?v=bzzdb-iiXoY
