コンテンツメニュー
● 導入
>> ロードセルのしくみ
>> 必要な機器
>> インストール手順
>> キャリブレーション手順
>> 測定を取る
>> 産業の計量
>> 構造監視
>> 自動車テスト
>> 医療アプリケーション
>> 研究開発
>> 信号ノイズ
>> 非線形性
>> 温度効果
● 結論
● 関連する質問
>> 1.ひずみゲージロードセルの主なコンポーネントは何ですか？
>> 2。ロードセルが正しく較正されているかどうかをどのようにして知ることができますか？
>> 3.動的測定にひずみゲージロードセルを使用できますか？
>> 4.ロードセル測定の精度にどのような要因がありますか？
>> 5.ロードセルをどのくらいの頻度で調整する必要がありますか？
ひずみゲージ負荷セルは、力、重量、および圧力を測定するために、さまざまなアプリケーションで使用される必須デバイスです。それらは、負荷下の材料の変形が電気信号に変換されるひずみ測定の原理で動作します。この記事では、ひずみゲージを測定する方法に関する包括的なガイドを提供します セルをロードします。作業原則、セットアップ、キャリブレーション、および実用的なアプリケーションをカバーする
ひずみゲージは、オブジェクトの変形またはひずみの量を検出するセンサーです。力がオブジェクトに適用されると、それは変形し、ひずみゲージはこの変形を測定します。ゲージは、グリッドパターンに配置された薄いワイヤーまたはフォイルで構成され、伸縮または圧縮されると電気抵抗が変化します。この抵抗の変化は、ゲージが経験するひずみの量に比例します。
負荷セルは、力を電気信号に変換するトランスデューサーです。ひずみゲージ荷重セルは、通常、負荷の下で変形する金属体で構成されています。ひずみゲージは金属体に結合され、身体が変形すると、ひずみゲージも変形し、抵抗が変化します。この抵抗の変化は測定され、印加荷重に対応する電気信号に変換されます。
ひずみゲージロードセルを測定するには、次の機器が必要になります。
1。ひずみゲージ負荷セル：測定力のための主要なセンサー。
2。信号コンディショニング回路：これにより、荷重セルからの小さな電気信号が増幅されます。
3.データ収集システム：ロードセルからデータを収集および分析するデバイス。
4。電源：信号条件付け回路とデータ収集システムに電力を供給します。
5。キャリブレーションの重み：荷重セルを較正するための既知の重み。
1。荷重セルの取り付け：負荷セルを、力が適用される安定した表面または構造に固定します。測定エラーを避けるために、正しく整列していることを確認してください。測定値に影響を与える可能性のある動きを防ぐために、取り付けは硬くなければなりません。
2。ロードセルの配線：ロードセルを信号コンディショニング回路に接続します。通常、負荷セルには4つのワイヤがあります。励起電圧用に2つ、出力信号に2つのワイヤです。正しい接続については、メーカーの配線図に従ってください。適切な配線は、正確な測定と荷重セルの損傷を防ぐために重要です。
3。信号コンディショニング回路の接続：ロードセルの出力を信号コンディショニング回路の入力に接続します。この回路は、より良い精度のために信号を増幅します。信号コンディショニング回路が荷重セルの仕様と互換性があることを確認してください。
4.データ収集システムのセットアップ：信号調整回路の出力をデータ収集システムに接続します。このシステムは、分析の測定値を記録します。データ収集システムが、ロードセルからの信号出力のタイプを読み取るように構成されていることを確認してください。
5。システムの電源：すべてのコンポーネントが正しく搭載されていることを確認してください。機器の損傷を避けるために、電圧レベルを確認してください。安定した電源は、一貫したパフォーマンスに不可欠です。
正確な測定を確保するためには、キャリブレーションが重要です。ひずみゲージロードセルを較正する方法は次のとおりです。
1.荷重セルのゼロ：重量を適用する前に、ロードセルがゼロに読み取られることを確認します。このステップは、オフセットエラーを排除するために不可欠です。ロードセルがゼロを読み取らない場合は、それに応じて調整します。
2。既知の重みの適用：既知のウェイトを徐々に荷重セルに適用します。最低の重量から始めて、徐々にそれを増やします。各重量の出力信号を記録します。このステップは、適用された負荷と出力信号との関係を確立するのに役立ちます。
3.キャリブレーション曲線の作成：既知の重みに対して記録された出力信号をプロットします。このグラフは、適用された負荷と出力信号の関係を視覚化するのに役立ちます。通常、線形関係が予想され、荷重セルが正しく機能していることを示します。
4。キャリブレーション係数の計算：キャリブレーション曲線の勾配を使用して、キャリブレーション係数を決定します。この係数は、出力信号を測定可能な力に変換するために使用されます。キャリブレーション係数は、実際のアプリケーションでの正確な測定に重要です。
5.キャリブレーションの検証：キャリブレーション曲線を確立した後、いくつかの重みをもう一度適用して、ロードセルが正確な測定値を提供していることを確認します。矛盾が見つかった場合は、必要に応じてロードセルを再調整します。
ロードセルが較正されたら、測定を開始できます。これがそれを行う方法です：
1.ロードセルの準備：ロードセルが適切に取り付けられ、較正されていることを確認します。先に進む前に、すべての接続と設定を再確認します。
2。負荷を適用します：測定する負荷を徐々に適用します。測定エラーを引き起こす可能性があるため、突然の影響を避けてください。測定値に影響を与える可能性のある側の力を防ぐために、負荷を均等に適用する必要があります。
3。出力を記録します：データ収集システムからの出力信号を監視します。この信号は、適用された負荷に対応します。安定した条件で測定値を必ず記録してください。
4。信号を変換します：キャリブレーション係数を使用して、出力信号を測定可能な力または重量に変換します。この変換は、データを正確に解釈するために不可欠です。
5.測定を繰り返す：精度のために、測定値を数回繰り返し、平均を計算します。このプラクティスは、ランダムなエラーを最小限に抑え、信頼性を向上させるのに役立ちます。
ひずみゲージ負荷セルは、その精度と信頼性のために、さまざまな業界で広く使用されています。一般的なアプリケーションは次のとおりです。
負荷セルは、製品、材料、および機器の重量を量るために、工業規模で広く使用されています。それらは、在庫管理と品質管理に不可欠な正確な測定を提供します。製造では、製品の一貫性と規制の順守を確保するために、正確な重量測定が重要です。
土木工学では、建物、橋、ダムの構造的完全性を監視するために、株計量セルが使用されます。潜在的な障害を示す可能性のある負荷またはストレスの変化を検出するのに役立ちます。継続的な監視は、壊滅的な失敗を防ぎ、公共の安全を確保することができます。
荷重セルは、自動車テストで使用され、クラッシュテスト、パフォーマンス評価、およびコンポーネントテスト中の力を測定します。このデータは、安全性とパフォーマンスを改善するために重要です。エンジニアは、より安全な車両を設計し、パフォーマンスの特性を最適化するために荷重セルの測定に依存しています。
医療分野では、患者の体重を監視し、適切なケアを確保するために、病院のベッドやスケールを含むさまざまなデバイスで荷重セルが使用されています。患者の管理と治療計画には、正確な体重測定が不可欠です。
研究研究所では、正確な力測定を必要とする実験のために、荷重細胞が不可欠です。それらは、材料テスト、ロボット工学、および生体力学で使用されます。研究者は、荷重セルを利用して、製品開発と科学的研究を通知するデータを収集します。
ひずみゲージ負荷セルの一般的な問題の1つは、信号ノイズであり、これは不正確な測定につながる可能性があります。ノイズを最小限に抑えるには、すべての接続が安全であり、荷重セルが電磁干渉から適切に保護されていることを確認してください。高品質の信号コンディショニング回路を使用すると、ノイズの減少にも役立ちます。
荷重セル測定の非線形性は、不適切なキャリブレーションまたは機械的な問題のために発生する可能性があります。出力が適用された負荷との線形関係に従わない場合は、負荷セルを再調整し、機械的結合または不整合を確認します。
温度の変化は、ひずみゲージ負荷セルの性能に影響を与える可能性があります。温度補償機能を備えた負荷セルを使用したり、制御された環境で測定を行い、温度関連エラーを最小限に抑えることが不可欠です。
ひずみゲージ負荷セルの測定は、作業原則の理解、適切なセットアップ、キャリブレーション、および正確な測定の取得を含む簡単なプロセスです。幅広いアプリケーションにより、ひずみゲージ負荷セルはさまざまな業界で重要な役割を果たし、安全性、効率、品質を確保します。この記事で概説されている手順に従うことにより、プロジェクトでひずみゲージ負荷セルを効果的に測定および利用できます。
ひずみゲージ負荷セルの主なコンポーネントには、金属体、ひずみゲージ、信号調整回路、データ収集システムが含まれます。金属体は負荷下で変形しますが、ひずみゲージはこの変形を測定し、電気信号に変換します。
ロードセルが正しく較正されているかどうかを判断するには、既知の重みを適用し、出力信号を期待値と比較します。測定値が許容範囲内の既知の重みと一致する場合、荷重セルは正しく調整されます。
はい、ひずみゲージ負荷セルは動的測定に使用できますが、動的アプリケーション向けに設計された荷重セルを選択することが不可欠です。これらの負荷セルは、負荷の急速な変化を処理し、動的条件で正確な測定を提供するように構築されています。
荷重セル測定の精度に影響を与える可能性のある要因には、温度の変動、機械的不整合、信号ノイズ、および不適切なキャリブレーションが含まれます。適切なインストールとキャリブレーションを確保することで、これらの問題を軽減することができます。
キャリブレーションの頻度は、荷重セルが使用されるアプリケーションと環境に依存します。一般に、少なくとも1年に1回、または動作条件に有意な変化がある場合またはメンテナンス後に荷重セルを調整することをお勧めします。
