コンテンツメニュー
● 導入
● 負荷セルの理解
>> ロードセルとは何ですか？
>> 負荷セルの種類
● 増幅の重要性
>> ロードセル
>> 抵抗器とコンデンサ
>> 電源
>> OP-AMP回路設計
>> 一般的な問題と解決策
>> 産業用途
>> 家電
● 結論
● 関連する質問
>> 1.ロードセルが測定できる最大負荷はどのくらいですか？
>> 3.アナログロードセルとデジタルロードセルの違いは何ですか？
荷重セルは、産業の計量システムから家電まで、さまざまなアプリケーションで不可欠なコンポーネントです。機械的な力を電気信号に変換し、測定して分析できます。ただし、によって生成される信号 負荷セルは しばしば弱く、正確な測定のために増幅が必要です。この記事では、基本概念から回路の実用的なアセンブリまで、すべてをカバーするロードセルアンプの作成プロセスをご案内します。
ロードセルは、力または重量を電気信号に変換するトランスデューサーです。通常、この変形を測定するためにひずみゲージが取り付けられた荷重下で変形する金属要素で構成されています。最も一般的なタイプの荷重セルは、ホイートストーンブリッジの原理で動作するひずみゲージロードセルです。
以下を含むいくつかのタイプの負荷セルがあります。
- 圧縮負荷セル：圧縮力を測定するように設計されています。
- 張力負荷セル：引張力を測定するために使用されます。
- 曲げビーム荷重セル：一般的にスケールとバランスで使用されます。
-Sタイプの負荷セル：汎用性があり、張力と圧縮の両方を測定できます。
荷重セルによって生成される電気信号は通常非常に小さく、多くの場合、ミリボルト範囲にあります。これらの信号を正確に読み取るには、より管理しやすいレベルに増幅する必要があります。増幅は、信号対雑音比を改善し、測定値が信頼できることを保証するのにも役立ちます。
信号条件付けには、ロードセルからの生の出力を処理して、さらなる分析に適したものにします。これには、アナログからデジタル形式への信号の増幅、フィルタリング、および変換が含まれます。
最初に必要なコンポーネントはロードセルです。容量や精度などの要因を考慮して、アプリケーションに合ったものを選択します。
荷重セルの出力を増幅するためには、動作アンプが重要です。パフォーマンスを向上させるには、低ノイズオペアンプを選択します。
これらのコンポーネントは、アンプのゲインを設定し、信号をフィルタリングするために使用されます。高品質のコンポーネントを選択して、精度を確保します。
Op-ampおよびその他のコンポーネントに電力を供給するには、安定した電源が必要です。回路の電圧要件を満たしていることを確認してください。
ホイートストーンブリッジは、負荷セルのひずみゲージの抵抗変化を測定するために使用される回路です。ダイヤモンド形状に配置された4つの抵抗器で構成されています。荷重セルが力にさらされると、抵抗が変化し、測定できる電圧の違いが発生します。
OP-AMP回路は、ホイートストーンブリッジからの出力を増幅します。非反転アンプ構成が一般的に使用され、適切な抵抗値を選択することでゲインを設定できます。
1。回路基板を準備：きれいな回路基板から始めて、コンポーネントのレイアウトを行います。
2。はんだ付け技術：適切なはんだ付け技術を使用して、良好な接続を確保します。過熱コンポーネントを避けてください。
3.ロードセルを接続します：ボード上のホイートストーンブリッジ構成にロードセルを配線します。
4. OP-AMPを統合します。OP-AMPをホイートストーンブリッジの出力に接続します。
荷重セルアンプが正確な測定値を提供するためには、キャリブレーションが不可欠です。適切なキャリブレーションがなければ、測定は大幅にオフになる可能性があります。
1.既知の重みを適用：標準重量を使用して、既知の力を荷重セルに適用します。
2。記録出力：既知の各重量のアンプからの出力電圧を測定します。
3.ゲインを調整します：出力が期待値と一致するまでアンプのゲインを調整します。
- 出力信号なし：接続と電源を確認します。
- 一貫性のない測定値：適切なキャリブレーションを確保し、回路のノイズを確認します。
- 過負荷：適用された負荷が荷重セルの容量を超えないことを確認してください。
荷重セルアンプは、計量スケール、力測定システム、材料試験機などの産業用途で広く使用されています。
コンシューマーエレクトロニクスでは、負荷セルはスマートスケール、フィットネスデバイス、およびその他の測定ツールで使用されます。
荷重セルアンプの構築は、電子機器と測定システムの理解を高める報酬プロジェクトです。この記事で概説されている手順に従うことにより、重量と力を正確に測定する信頼できるアンプを作成できます。産業用アプリケーションであろうと個人プロジェクトのいずれであろうと、ロードセルテクノロジーの習得は多くの可能性を開きます。
ロードセルが測定できる最大負荷は、その設計と仕様に依存します。正確な情報については、メーカーのデータシートを必ず参照してください。
キャリブレーションでは、既知の重みをロードセルに適用し、出力が期待値と一致するまでアンプのゲインを調整することが含まれます。
アナログロードセルは連続電圧出力を生成しますが、デジタル負荷セルはデジタル信号を提供し、多くの場合、内部ADCを使用して変換を使用します。
はい、負荷セルは、腐食や極端な温度に抵抗する保護ケーシングと材料を備えた過酷な環境向けに設計できます。
一般的なアプリケーションには、産業の計量システム、材料テスト、自動車テスト、およびスケールやフィットネストラッカーなどの消費者製品が含まれます。
この包括的なガイドは、この重要な技術のコンポーネント、設計、および適用を完全に理解することを保証し、荷重セルアンプの構築に関心のある人に強固な基盤を提供します。
