コンテンツメニュー
● 導入
● 負荷セルの理解
● 信号増幅の重要性
>> 計装アンプを使用します
>> 微分アンプ構成
>> DIYプロジェクト
● 結論
● よくある質問
>> 1.ロードセルとは何ですか？それはどのように機能しますか？
>> 4.ロードセル信号のノイズを減らすにはどうすればよいですか？
負荷セルは、さまざまな測定システムの必須成分であり、力または重量を電気信号に変換します。ただし、によって生成される信号 荷重セルは しばしば非常に弱いため、正確な測定値の増幅が必要です。この記事では、荷重セル信号を増幅するための方法と手法について説明し、さまざまなアプリケーションで信頼できる正確な測定を確保します。
ロードセルは、力を電気信号に変換するトランスデューサーです。最も一般的なタイプは、ひずみゲージ負荷セルです。これは、ひずみゲージの原理を使用して変形を測定します。負荷がかかると、ひずみゲージが変形し、電気抵抗が変化します。この変更は、負荷に比例した電圧信号に変換されます。
負荷セルには、以下を含むさまざまなタイプがあります
- 圧縮負荷セル：圧縮力の測定に使用されます。
- 張力負荷セル：引張力を測定するように設計されています。
- せん断ビーム負荷セル：一般的に計量スケールで使用されます。
各タイプには、産業規模から医療機器まで、特定のアプリケーションがあります。
荷重セルによって生成される電気信号は通常、ミリボルト範囲であり、騒音や干渉の影響を受けやすくなります。これらの信号を増幅することは、いくつかの理由で重要です。
- 精度の向上：増幅された信号は読みやすく、処理が容易で、より正確な測定につながります。
- ノイズリダクション：より強力な信号は、電気ノイズに耐えることができ、データの信頼性を改善できます。
- データ収集システムとの互換性：多くのデータ収集システムには、適切な動作のためにより高い電圧レベルが必要です。
計装アンプは、低レベルの信号増幅用に特別に設計されています。これらは、ロードセルアプリケーションに不可欠な高い入力インピーダンスを提供します。人気のある選択肢は、AD623インストルメンテーションアンプであり、コモンモードノイズを拒否しながら荷重セル信号を増幅できます。
微分アンプを使用して、荷重セル信号を増幅することもできます。それらは、共通のノイズを拒否しながら、2つの入力信号間の違いを増幅することにより機能します。
PGAは、調整可能なゲイン設定を可能にし、さまざまなアプリケーションに汎用性があります。これらは、信号を特定のレベルに増幅し、異なる荷重セル出力に対応するようにプログラムできます。
負荷セル測定の精度と信頼性を確保するには、信号コンディショニングが不可欠です。重要なテクニックは次のとおりです。
- フィルタリングノイズ：低パスフィルターの実装は、信号から高周波ノイズを排除するのに役立ちます。
- キャリブレーション：負荷セルの定期的なキャリブレーションにより、出力が時間の経過とともに正確なままであることが保証されます。
- 温度補償：荷重セルは温度変化の影響を受ける可能性があるため、精度を維持するには温度補償技術を組み込むことが不可欠です。
荷重セルは、さまざまな業界で広く使用されています。
- 製造：原材料と完成品の計量用。
- 医療：患者スケールやフォース測定システムなどのデバイスで。
- 自動車：荷重下のコンポーネントとシステムのテスト用。
愛好家やエンジニアにとって、ロードセルをArduinoのようなマイクロコントローラーと統合すると、エキサイティングなプロジェクトにつながる可能性があります。たとえば、ロードセルとHX711アンプを使用したデジタルスケールの作成は、ロードセル信号増幅の原理を示す一般的なプロジェクトです。
さまざまなアプリケーションでの正確で信頼できる測定には、荷重セル信号を増幅することが重要です。機器アンプ、微分アンプ、および信号コンディショニング技術を利用することにより、ユーザーは負荷セルのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。テクノロジーが進むにつれて、荷重セル信号を増幅する方法は進化し続け、さらに正確で効率的な測定システムにつながります。
ロードセルは、力または重量を電気信号に変換するデバイスです。通常、ひずみゲージを使用して、適用された負荷によって引き起こされる変形を測定します。
負荷セル信号は非常に弱く、ノイズの影響を受けやすく、正確な測定を取得することが困難であるため、信号増幅が必要です。
計装アンプと微分アンプは、高い入力インピーダンスとノイズ除去能力のために、荷重セル信号を増幅するために一般的に使用されます。
ローパスフィルターの実装と微分アンプを使用すると、ロードセル信号のノイズを減らし、測定の精度を向上させることができます。
荷重セルは、産業用の計量システム、医療機器、自動車テストなど、さまざまなアプリケーションで使用されます。
