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● 導入
>> 負荷セルの種類
● 概略設計
>> ステップ2：回路図の作成
>> 概略図
>> ビデオチュートリアル
● 高度な考慮事項
>> ロードセルの選択基準
>> 信号コンディショニング
● 結論
● よくある質問
>> 5.ロードセルからの不正確な測定値をトラブルシューティングするにはどうすればよいですか？
荷重セルは、特にシステムと強制測定において、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。ロードセルを回路図に統合する方法を理解することは、エンジニアと愛好家にとって同様に重要です。この記事では、 セルをロードします。 必要なコンポーネント、配線図、および実用的なアプリケーションをカバーする概略図にまた、あなたの理解を高めるための画像とビデオも含めます。
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。これは、重量または力を測定するために、一般的にスケールや産業用途で使用されます。負荷セルには、ひずみゲージ負荷セル、油圧負荷セル、空気圧荷重セルなど、さまざまなタイプがあります。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。
1。ひずみゲージ負荷セル：これらは最も広く使用されている負荷セルです。それらは、負荷の下で変形する金属要素で構成され、それに取り付けられたひずみゲージの抵抗の変化を引き起こします。
2。油圧負荷セル：これらは、力を測定するために流体圧力を使用します。それらは、大容量が必要な頑丈なアプリケーションでよく使用されます。
3。空気圧荷重セル：これらは、空気圧の原理に基づいて動作します。それらはあまり一般的ではありませんが、特定のアプリケーションで役立ちます。
ロードセルを回路図に効果的に統合するには、関係するコンポーネントを理解する必要があります。
- ロードセル：力を測定するプライマリセンサー。
- アンプ：多くの場合、荷重セルからの信号は弱すぎて、マイクロコントローラーによって直接読み取ることができません。 HX711などのアンプを使用して、信号を高めるために使用されます。
-Microcontroller：これにより、増幅された信号を処理し、表示またはさらに処理するために、読み取り可能な形式に変換します。
- 電源：ロードセルとアンプに必要な電圧と電流を提供します。
- ディスプレイユニット：これは、測定された重量または力を示すLCDまたはLEDディスプレイです。
回路図にロードセルを配置する前に、その配線を理解することが不可欠です。典型的なひずみゲージロードセルには4つのワイヤーがあります。
-Extitation+（E+）：このワイヤはロードセルに電力を供給します。
-extation-（e-）：このワイヤは電源回路を完成させます。
-signal+（s+）：このワイヤには正の信号出力が搭載されています。
-signal-（s-）：このワイヤには負の信号出力が含まれます。
回路図を作成するときは、Fritzing、Eagle、Kicadなどのソフトウェアを使用できます。これは、概略図にロードセルを配置する方法の基本的な概要を示します。
1.ロードセルを描画します：概略図にロードセル記号を配置することから始めます。機能（E+、E-、S+、S-）に従ってワイヤにラベルを付けます。
2。アンプを追加します：アンプシンボルをロードセルの横に配置します。ロードセルからのE+およびEワイヤをアンプの対応する電源入力に接続します。
3。信号ワイヤを接続します。荷重セルからのS+およびSワイヤをアンプの信号入力に接続します。
4。マイクロコントローラー接続：マイクロコントローラーシンボルを描画し、アンプから出力をマイクロコントローラーの適切な入力ピンに接続します。
5。電源：電源記号を含めて、アンプとマイクロコントローラーに接続します。
6.ディスプレイユニット：ディスプレイを使用している場合は、マイクロコントローラーに接続して出力を視覚化します。
この回路図は、HX711アンプとArduinoマイクロコントローラーを備えたロードセルの基本的なセットアップを示しています。接続のラベルが明確にラベルされているため、簡単に従うことができます。
負荷セルは、以下を含むさまざまなアプリケーションで使用されます。
- 計量スケール：ロードセルがオブジェクトの重みを測定する最も一般的なアプリケーション。
- 産業用自動化：荷重セルは、製品の重量を監視するためにコンベアシステムで使用されます。
- 力測定：研究所では、荷重細胞は実験で力を測定します。
- 負荷監視：構造では、負荷セルは構造の負荷を監視して安全性を確保します。
負荷セルを使用して単純な計量スケールを作成するには、次の手順に従ってください。
1.ロードセルを選択します。アプリケーションに適切な重み容量を持つロードセルを選択します。
2。荷重セルを接続する：前述の概略設計を使用して、ロードセルをアンプとマイクロコントローラーに接続します。
3。プログラムマイクロコントローラー：アンプから出力を読み取り、重量測定に変換するプログラムを作成します。
4.重量を表示する：LCDまたはLEDディスプレイを使用して、重量測定値を表示します。
さらに支援するために、HX711アンプを使用してロードセルをArduinoに接続する方法を示すビデオチュートリアルがあります。
負荷セルを使用する場合、いくつかの一般的な問題に遭遇する可能性があります。
- 不正確な測定値：ロードセルが正しく較正されていることを確認してください。既知のウェイトを使用してシステムを較正します。
- 信号のノイズ：測定値でノイズが発生した場合は、配線接続を確認し、アンプが適切に接地されていることを確認してください。
- 電源の問題：電源が荷重セルとアンプに正しい電圧と電流を提供していることを確認してください。
キャリブレーションは、ロードセルからの正確な測定を確保するための重要なステップです。通常、このプロセスでは、既知の重みをロードセルに適用し、出力信号を記録することが含まれます。このデータは、マイクロコントローラーのソフトウェアに適用できるキャリブレーション曲線を作成するために使用され、生の読み取り値を意味のある重量測定に変換できます。
1.ゼロキャリブレーション：重みを適用する前に、負荷が適用されないときに荷重セルがゼロに読み取られることを確認してください。これは、あらゆるオフセットを考慮してソフトウェアを調整することによってしばしば行われます。
2。スパンキャリブレーション：既知の重量を適用し、出力を記録します。これは、ロードセルの感度を決定し、それに応じてソフトウェアを調整するのに役立ちます。
3.定期的なキャリブレーション：特に精度が最も重要な産業用途では、定期的にロードセルを調整することをお勧めします。
アプリケーション用のロードセルを選択するときは、次の要因を検討してください。
- 容量：定格容量を超えることなく、最大予想負荷を処理できるロードセルを選択します。
- 精度：特に正確な測定を必要とするアプリケーションでは、高精度の仕様を備えた負荷セルを探します。
- 環境条件：動作環境を検討してください。いくつかの負荷セルは過酷な状態に設計されていますが、他のセルは屋内での使用に適しています。
- フォームファクター：負荷セルには、さまざまな形状とサイズがあります。選択したロードセルが設計要件に適合していることを確認してください。
荷重セルからの出力は、通常、マイクロコントローラーで処理する前に増幅および条件付けする必要がある小さな電圧信号です。信号コンディショニングには次のことが含まれます。
- 増幅：操作アンプまたは専用の荷重セルアンプ（HX711など）を使用して、信号強度を高めます。
- フィルタリング：低パスフィルターを実装して、ノイズを減らし、信号の品質を向上させます。
- アナログからデジタルへの変換：アナログ信号をマイクロコントローラーで読み取ることができるデジタル形式に変換します。
コンポーネントとその接続を理解すると、ロードセルを概略図に統合することは、簡単なプロセスです。この記事で概説されている手順に従って、さまざまなアプリケーションにロードセルを使用するシステムを正常に設計できます。単純な計量スケールを構築している場合でも、複雑な産業システムを構築している場合でも、負荷セルは力と体重を正確に測定する上で重要な役割を果たします。
ロードセルは、力を電気信号に変換する完全なデバイスであり、ひずみゲージはオブジェクトの変形を測定するコンポーネントです。荷重セルは通常、構造の一部としてひずみゲージを使用します。
負荷セルを校正するには、既知の重みを適用し、出力信号を記録します。オフセットを考慮してソフトウェアを調整し、キャリブレーション曲線を作成して、正確な測定値を確保します。
はい、ロードセルは動的測定に使用できますが、動的荷重条件中に正確な読み取り値を確保するためには、ロードセルと信号コンディショニングのセットアップの選択が重要です。
荷重セルは、一般的に、計量スケール、産業自動化、研究所での強制測定、および建設および安全用途での負荷監視に使用されます。
不正確な測定値をトラブルシューティングするには、キャリブレーションを確認し、適切な配線接続を確認し、電源電圧を確認し、ロードセルの設置に関する機械的な問題を探します。
