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● 導入
>> 負荷セルの種類
>> 2。測定を行います
>> 3。データを分析します
● 結論
● 関連する質問
>> 4.日常生活における負荷セルの一般的なアプリケーションは何ですか？
>> 5.ロードセルの測定で電気ノイズを減らすにはどうすればよいですか？
負荷セルは、力または重量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。機械的な力を電気信号に変換し、コンピューターまたはディスプレイによって解釈できます。 aを使用して力を読む方法を理解する ロードセルは 、エンジニア、技術者、愛好家にとっても重要です。この記事では、負荷セルの原則、それらのタイプ、それらをセットアップする方法、およびそれらが測定する力の読み方について説明します。
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。最も一般的な荷重セルのタイプは、ひずみゲージの負荷セルです。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。負荷が荷重セルに適用されると、それはわずかに変形し、この変形はそれに取り付けられたひずみゲージの抵抗を変化させます。この抵抗の変化は、測定できる電気信号に変換されます。
1。圧縮負荷セル：これらの負荷セルは、圧縮力を測定するように設計されています。これらは、負荷が垂直に下方に適用されるアプリケーションでよく使用されます。
2。張力負荷セル：これらは、引張力を測定するために使用されます。通常、負荷が引っ張られているアプリケーションで使用されます。
3。Sタイプの負荷セル：これらの負荷セルは、張力と圧縮力の両方を測定できます。これらは多用途であり、さまざまなアプリケーションで一般的に使用されています。
4.曲げビーム荷重セル：これらの荷重セルは、曲げを通して力を測定するように設計されています。それらはしばしばスケールと計量システムで使用されます。
負荷セルは、ひずみゲージの原理に基づいて動作します。負荷が適用されると、負荷セルが変形し、ひずみゲージが伸びまたは圧縮されます。この変形は、ホイートストーンブリッジ回路を使用して測定されるひずみゲージの電気抵抗を変化させます。荷重セルからの出力は通常、ミリボルトであり、正確な読み取りのために増幅する必要があります。
ホイートストーンブリッジは、ひずみゲージの抵抗の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。荷重セルがアンロードされると、ブリッジのバランスが取れ、出力電圧はゼロです。負荷が適用されると、抵抗が変化し、ブリッジに不均衡を引き起こし、測定可能な出力電圧が生成されます。
ロードセルを使用して力を読むには、正しくセットアップする必要があります。従うべき手順は次のとおりです。
- セルをロードします
- アンプ（HX711など）
- マイクロコントローラー（ArduinoやRaspberry Piなど）
- 電源
- ワイヤーの接続
- 負荷を適用するプラットフォーム
メーカーの指示に従って、ロードセルをアンプに接続します。通常、負荷セルには、赤（励起+）、黒（励起 - ）、白（信号+）、および緑（信号）の4つのワイヤがあります。不正確な測定値を避けるために、接続が安全であることを確認してください。
負荷セルがアンプに接続されたら、アンプをマイクロコントローラーに接続します。この接続により、マイクロコントローラーは荷重セルから増幅された信号を読み取ることができます。
システム全体が正しく駆動されていることを確認してください。荷重セルとアンプは通常、特定の電圧を必要とするので、損傷を避けるために仕様を確認してください。
適切なコードをマイクロコントローラーにアップロードして、ロードセルのデータを読み取ります。ライブラリは、Arduinoのような人気のあるマイクロコントローラーで利用でき、荷重セルとのインターフェースが容易になります。
ロードセルがセットアップされて接続されたら、力を読み始めることができます。これがそれを行う方法です：
測定する前に、ロードセルを調整して、正確な測定値を確保します。既知のウェイトをロードセルに配置し、出力を記録します。このデータを使用して、キャリブレーション曲線を作成するか、コードの測定値を調整します。
荷重セルを較正すると、測定を受けることができます。負荷セルに力をかけ、マイクロコントローラーの出力を観察します。キャリブレーションに応じて、出力は、ニュートンやポンドなどの力の単位になります。
データを収集したら、それを分析して、適用されている力を理解します。時間の経過とともにデータをプロットするか、既知の値と比較して、精度を確保することができます。
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。
- 産業の計量：荷重セルは、工場や倉庫の製品を計量するためのスケールで一般的に使用されます。それらは、在庫管理と品質管理に不可欠な正確な測定値を提供します。
- 材料テスト：それらは、それらを破壊または変形に必要な力を測定することにより、材料の強度をテストするために使用されます。これは、材料の完全性が不可欠な建設や製造などの業界では重要です。
- 自動車テスト：衝突中に車両が経験する力を測定するために、衝突試験で負荷セルが使用されます。このデータは、エンジニアがより安全な車両を設計し、安全基準を改善するのに役立ちます。
- ロボット工学：ロボット工学では、ロードセルを使用して、ロボットアームまたはグリッパーによって加えられた力を測定できます。この情報は、アセンブリやオブジェクトの繊細な取り扱いなど、精度を必要とするタスクに不可欠です。
- 医療アプリケーション：荷重細胞は、患者の計量スケールやリハビリテーション機器などの医療機器でも使用され、理学療法の練習中に発揮される力を測定します。
負荷セルは、力測定に好ましい選択肢となるいくつかの利点を提供します。
- 高精度：荷重セルは正確な測定を提供します。これは、精度が最重要であるアプリケーションで重要です。
- 幅広い測定：非常に小さいから非常に大きいものまで、さまざまなアプリケーションに汎用性の高い幅広い力を測定できます。
- 耐久性：ロードセルは、過酷な環境に耐えるように設計されており、産業用途に適しています。
- 統合の容易さ：既存のシステムに簡単に統合でき、シームレスなデータ収集と分析を可能にします。
- リアルタイム監視：ロードセルはリアルタイムデータを提供し、プロセスの即時フィードバックと調整を可能にします。
負荷セルは非常に効果的ですが、考慮すべき課題がいくつかあります。
- 温度感度：負荷セルは、温度変化の影響を受ける可能性があり、これは測定値が不正確につながる可能性があります。この問題を軽減するには、適切なキャリブレーションと補償技術が必要です。
- インストールエラー：誤ったインストールにより、測定エラーが発生する可能性があります。セットアップ中にメーカーのガイドラインに従うことが不可欠です。
- 信号ノイズ：電気ノイズは、ロードセルからの信号を妨害し、不正確な測定値につながる可能性があります。適切なシールドおよびフィルタリングテクニックを使用すると、このノイズを減らすことができます。
荷重セルを使用したリーディングフォースは、動作原理を理解し、デバイスを正しくセットアップし、正確な測定のために校正するための簡単なプロセスです。適切な材料と知識があれば、誰でもさまざまなアプリケーションで負荷セルを効果的に使用できます。産業目的、研究、または趣味のプロジェクトのいずれであっても、ロードセルは力を測定するための信頼できる手段を提供します。
張力負荷セルは引っ張る力を測定しますが、圧縮負荷セルは押す力を測定します。各タイプは、測定される力の方向に基づいて特定のアプリケーション向けに設計されています。
ロードセルを校正するには、既知の重みを適用し、出力を記録します。このデータを使用してキャリブレーション曲線を作成するか、コードの測定値を調整して、正確な測定値を確保します。
はい、ロードセルは屋外で使用できますが、環境要因による損傷を防ぐために、耐候性のあるモデルを選択するか、保護エンクロージャを持つことが不可欠です。
負荷セルは、一般的にデジタルスケール、産業の計量システム、および患者スケールなどの医療機器で使用されます。また、ロボット工学と材料テストでも使用されます。
電気ノイズを減らすには、配線に適切なシールドを使用し、適切な接地を確保し、データ収集システムにフィルタリング技術を実装します。
