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
>> ロードセルのしくみ
● National Instruments DAQシステム
>> Ni Daqの概要
>> キャリブレーション手順
>> 信号ノイズ
>> 不正確な測定値
>> ロードセルの過負荷
>> 産業の計量
>> 材料テスト
>> 力測定
>> 研究開発
● 結論
● よくある質問
>> 2。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？
>> 3.単一のNiDAQデバイスで複数のロードセルを使用できますか？
>> 4.ロードセルの測定値が不安定な場合はどうすればよいですか？
>> 5.ロードセルを使用して信号コンディショナーを使用する必要がありますか？
荷重セルは、産業の計量、力の測定、材料試験など、さまざまな用途の必須コンポーネントです。 National Instruments（NI）データ収集（DAQ）システムと組み合わせると、正確で信頼できる測定値を提供します。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、セットアップ手順、およびプログラミング技術をカバーするNi DAQシステムを備えた
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。この変化は測定して、重量または力の読み取り値に変換できます。
1。圧縮負荷セル：これらの負荷セルは、圧縮方法で適用される力を測定します。これらは、重量のスケールや材料テストなどの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、引張方法で適用される力を測定します。これらは、ケーブルの吊り下げスケールやフォース測定などのアプリケーションで一般的に使用されています。
3。Sタイプの負荷セル：これらは、張力と圧縮力の両方を測定できます。それらは多用途であり、さまざまなアプリケーションで広く使用されています。
荷重セルは、機械的力を電気信号に変換する原理に基づいて動作します。最も一般的なメカニズムには、金属要素に結合されたひずみゲージが含まれます。負荷がかかると、金属要素が変形し、ひずみゲージが伸びまたは圧縮されます。この変形は、測定して電圧信号に変換できるひずみゲージの電気抵抗を変化させます。出力電圧は、適用された負荷に比例し、正確な重量測定を可能にします。
National Instrumentsは、ユーザーが負荷セルを含むさまざまなセンサーからデータを取得、分析、提示できるさまざまなDAQシステムを提供しています。 NI DAQシステムは、LabViewなどのソフトウェアとの柔軟性、スケーラビリティ、および統合の容易さで知られています。
- 高いサンプリングレート：NI DAQシステムは、データを高いレートでサンプリングでき、動的測定に適しています。
- 複数のチャネル：多くのNi DAQデバイスが複数の入力チャネルをサポートしており、いくつかの荷重セルからの同時測定を可能にします。
- 信号条件付け：NI DAQシステムには、多くの場合、組み込みの信号コンディショニング機能が含まれています。これらは、荷重セルの出力を正確に測定するために不可欠です。
負荷セルとNi DAQシステムを統合すると、いくつかの利点があります。
- リアルタイムのデータ収集：ユーザーは測定をリアルタイムで監視し、即時の分析と意思決定を可能にします。
- データロギング：NI DAQシステムは、長期分析のためにデータを記録できます。これは、研究と品質管理に重要です。
- ユーザーフレンドリーなソフトウェア：LabViewは、データの収集と分析のプロセスを簡素化するグラフィカルなプログラミング環境を提供します。
Ni DAQシステムを備えたロードセルをセットアップするには、次のコンポーネントが必要になります。
1。ロードセル：アプリケーション（圧縮、張力、またはSタイプ）に合ったロードセルを選択します。
2。NiDAQデバイス：測定要件に基づいて、適切なNI DAQデバイスを選択します。
3.信号コンディショニングモジュール：DAQデバイスに組み込みの信号コンディショニングがない場合、外部信号コンディショナーが必要になる場合があります。
4。配線とコネクタ：ロードセルをDAQシステムに接続するために必要な配線とコネクタがあることを確認してください。
5。ソフトウェア：データの収集と分析のために、NI LabViewまたはその他の互換性のあるソフトウェアをインストールします。
1.荷重セルの識別：ほとんどの荷重セルには、赤（励起+）、ブラック（励起 - ）、緑（信号+）、および白（信号）の4つのワイヤがあります。特定の配線手順については、ロードセルのデータシートを参照してください。
2。信号コンディショナーに接続します：信号コンディショナーを使用する場合、ロードセルワイヤをコンディショナーの適切な端子に接続します。
3。NI DAQに接続：信号コンディショナーの出力をNI DAQデバイスの入力チャネルに接続します。
1. NIソフトウェアのインストール：NI MAX（測定および自動化エクスプローラー）やLabViewなどの必要なNIソフトウェアをインストールしていることを確認してください。
2。新しいDAQMXタスクを作成します：NI MAXを開き、新しいDAQMXタスクを作成します。ロードセル接続に対応する適切な入力チャネルを選択します。
3.入力設定の構成：信号コンディショナーの出力に応じて、入力タイプを電圧または電流に設定します。必要に応じて、サンプリングレートとその他のパラメーターを構成します。
1. LabViewを開く：LabViewを起動し、新しいVI（仮想機器）を作成します。
2. DAQMX関数の追加：DAQMX関数を使用してタスクを構成し、取得を開始し、ロードセルのデータを読み取ります。
3。信号処理：必要な信号処理アルゴリズムを実装して、生データを意味のある測定値（たとえば、電圧を重量に変換する）に変換します。
4。結果の表示：LabViewのグラフィカルインターフェイスを使用して、グラフの重み測定をプロットするなど、結果をリアルタイムで表示します。
ロードセルからの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。荷重セルの出力を既知の重みと比較し、それに応じてシステムを調整することが含まれます。定期的なキャリブレーションは、時間の経過とともに測定の精度と信頼性を維持するのに役立ちます。
1.キャリブレーションの準備：予想される測定の範囲をカバーする既知の重みのセットを収集します。
2。出力を記録します：各重量をロードセルに適用し、対応する出力電圧または信号を記録します。
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をプロットして、キャリブレーション曲線を作成します。
4.設定の調整：キャリブレーション曲線を使用して、LabViewプログラムの設定を調整して、正確な重量測定値を確保します。
- 定期的なキャリブレーションを実行する：定期的なキャリブレーションセッションをスケジュールして、継続的な精度を確保します。
- 高品質のウェイトを使用する：キャリブレーションの重みが認定され、正確であることを確認してください。
- キャリブレーションの結果：品質管理とコンプライアンスの目的で、キャリブレーション結果の記録を保持します。
騒々しい信号が発生した場合は、次の解決策を検討してください。
- 接続の確認：すべての接続が安全で適切に配線されていることを確認します。
- シールドケーブルを使用：シールドケーブルは、電磁干渉を減らすのに役立ちます。
- フィルタリングの実装：LabViewでソフトウェアフィルタリング手法を使用して、データをスムーズにします。
測定値が不正確な場合は、以下を確認してください。
- キャリブレーション：ロードセルが適切に校正されていることを確認します。
- 信号条件付け：信号条件付けが正しく機能していることを確認します。
- 環境要因：測定に影響を与える可能性のある温度や湿度などの環境要因を考慮してください。
ロードセルを過負荷にすると、永久的な損傷につながる可能性があります。これを防ぐために：
- 適切な容量で負荷セルを使用します。ロードセルの容量が予想される最大負荷を超えていることを確認します。
- 安全機能を実装する：機械的停止または過負荷保護回路を使用して、過度の負荷を防ぎます。
荷重セルは、材料、製品、容器の計量用に産業用途で広く使用されています。 Ni DAQシステムと統合することにより、企業は計量プロセスを自動化し、精度を向上させることができます。この統合により、リアルタイムの監視とデータロギングが可能になります。これは、品質管理と在庫管理に不可欠です。
研究開発では、材料の強度と耐久性をテストするために、負荷セルが使用されます。 NI DAQシステムは、テスト中に正確な測定とデータ分析を可能にします。この能力は、建設、航空宇宙、自動車などの業界では重要です。材料特性は厳しい基準を満たす必要があります。
ロードセルは、ロボット工学や自動化など、さまざまなアプリケーションで力を測定できます。 NI DAQシステムを使用することにより、エンジニアはリアルタイムで力を監視および制御できます。このアプリケーションは、安全で効果的な動作に正確な力制御が必要なロボットシステムで特に重要です。
学術および産業研究では、荷重セルを使用して、実験と製品開発のためにデータを収集します。負荷セルとNi DAQシステムの組み合わせにより、研究者は高品質のデータを効率的に収集し、技術の革新と進歩を促進することができます。
National Instruments DAQシステムを使用して荷重セルを使用すると、正確な力と重量測定の強力なソリューションが提供されます。この記事で概説されている手順に従って、ロードセルシステムを正常にセットアップ、構成、プログラムできます。適切なキャリブレーションとトラブルシューティング技術を使用すると、さまざまなアプリケーションで信頼できるパフォーマンスを確保できます。
張力負荷セルは、引っ張る方法で適用される力を測定し、圧縮負荷セルはプッシュ的な方法で適用される力を測定します。張力負荷セルは、吊り下げスケールなどの用途でよく使用されますが、圧縮負荷セルは、計量スケールと材料テストで使用されます。
キャリブレーション頻度は、アプリケーションと使用状況に依存します。重要なアプリケーションの場合、少なくとも年に1回はロードセルを調整することをお勧めします。ただし、ロードセルが大量の使用または過酷な条件にさらされている場合、より頻繁なキャリブレーションが必要になる場合があります。
はい、多くのNi DAQデバイスは複数の入力チャネルをサポートしているため、複数のロードセルからのデータを同時に接続および測定できます。 DAQデバイスには、使用する予定のすべての負荷セルに対応するのに十分なチャネルがあることを確認してください。
不安定な測定値が発生した場合は、接続のゆるい、電気ノイズ、または不適切な接地を確認してください。さらに、データをスムーズにするために、データ収集プログラムにソフトウェアフィルタリング手法を実装することを検討してください。
一部のNI DAQデバイスには、組み込みの信号コンディショニングがありますが、外部信号コンディショナーを使用すると、測定の精度と安定性が向上する可能性があります。信号コンディショナーは、ロードセルの出力を増幅し、ノイズを除外し、データ収集用のクリーナー信号を提供できます。
