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ロードセル : 種類、用途、選び方

ビュー: 0     著者: サイト編集者 公開時間: 2026-11-09 起源: サイト

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ロードセルは、加えられた力を測定可能な信号に変換します。スケールでは、インジケーターがその信号を使用して重量の読み取り値を計算します。プレスまたはテストスタンドでは、同じ測定原理で力をニュートン単位で追跡できます。荷重経路から始めます。センサーが何をサポートするのか、力がどの方向に作用するのか、システムが検出する必要がある最小の変化を特定します。これら 3 つの答えにより、取り付けスタイル、定格容量、電子機器が絞り込まれます。

ロードセルとは何ですか?また何を測定しますか?

· 体重計が力の測定を使用して重量を決定する方法

ロードセルは、その感知要素を介して伝達される力を測定します。固定スケールはキャリブレーションを使用して、重力による力を、通常はキログラム単位で表示される質量に関連付けます。パイプ、ストップ、またはその他のサポートが荷重の一部を支えている場合、スケール上の質量が同じであっても、測定値が変化する可能性があります。風袋引きでは、空のプラットフォームまたは容器の重量が依然としてセンサーに作用している間、表示された値から空のプラットフォームまたは容器が除去されます。

・引張、圧縮、双方向の力の測定

吊り下げられた荷物は張力でセンサーを引っ張ります。通常、プラットフォームまたはプレスはセンサーを圧縮して押します。押すことと引くことの両方を行うアクチュエーターの場合は、治具がゼロを横切るときに力をどのように伝達するかなど、両方向のモデルの定格と校正データを確認してください。

ロードセルはどのように機能しますか?

ひずみゲージ型ロードセルでは、加えられた力により弾性体がわずかに変形します。ボディのひずみゲージが抵抗を変化させ、電力供給されたホイートストン ブリッジがその変化を小さな電圧に変換します。インジケーターまたは取得システムは、校正データを使用して、電圧を力または重量の読み取り値に変換します。

たとえば、定格 2 mV/Vのロードセルは、5 V 励起でゼロ負荷から定格負荷まで公称 10 mV の信号変化を生成します。機器の入力範囲を選択するときは、実際の定格感度と許容励起を使用してください。

01-ロードセル-シグナルチェーン

加えられた負荷によりブリッジ出力が変化します。校正された機器は、その信号を力または計量値に変換します。

ロードセルの主な種類は何ですか?

以下の 8 つのグループはFIBOS製品範囲に従います。それぞれの体がどのようにマウントされ、力がどのように入るかを比較します。モデルの図面と定格荷重の方向によって、特定のセンサーがアセンブリに適合するかどうかが決まります。

· シングルポイントロードセル秒

あ シングルポイントロードセルは、 1 つのセンサー上のプラットフォームをサポートできます。指定されたプラットフォーム サイズ内で、中心から離れて配置された荷重を補償する設計になっています。ベースを設計する前に、図面上でプラットフォームの最大寸法と固定端と負荷端を確認してください。

· シアー&カンチレバービームロードセル

片端ビームは一方の端が固定され、もう一方の端に向かって負荷がかかります。せん断ビームは、設計された感知領域でせん断ひずみを感知します。フロアスケールまたは計量フレームの場合、必要な荷重フットまたはマウント、および荷重端がたわむことができるクリアランスを確認してください。取り付け図には、ビームがどのようにサポートされ、荷重がかかるかが示されています。

· ベンディングビームロードセル

曲げビームは、荷重下での曲げによって生じるひずみを測定します。コンパクトな計量アセンブリの場合は、指定された力の作用点、取り付けクリアランス、およびシールを確認してください。センサーに保護ベローズがある場合は、取り付け図を使用して負荷点の位置を確認し、固定具がベローズに近づかないようにしてください。

· Sビームロードセル

アン S ビーム ロードセルは 通常、両端のねじ接続を通じて力を受け取ります。必要な方向に定格されている場合は、吊り下げ計量またはプッシュプル試験に適しています。ねじのサイズ、取り付けられた長さ、およびエンドフィッティングが全行程にわたって負荷の位置を揃えることができるかどうかを確認してください。

· スポーク&パンケーキロードセル

スポークおよびパンケーキ ロード セルは、 プレスやテスト フレームなどのセットアップに薄型フォーマットを提供します。中央のローディングインターフェイスと外側の取り付け領域がどのように連携するかを確認してください。両方に接触する固定具は、平行な荷重経路を作成し、セルによって測定される力を低減することができます。

· テンションリンク&クレーンロードセル

テンション リンクは、通常はシャックルまたは他の互換性のあるフィッティングの間にある吊り荷の経路に配置されます。リフト力学を含む、目的の用途に対する完全なアセンブリの取り付け寸法と使用荷重制限を確認してください。リギングと設置については、機器メーカーの指示に従ってください。

· 大容量カラムロードセル

大容量カラムロードセルは、検出軸に沿って大きな荷重を向けることができる場合のオプションです。ロッカーコラム設計は、指定された台座ハードウェアを備えた計量アセンブリで使用できます。容量だけで選ぶのではなく、接触面、芯出し配置、許容移動量などを確認してください。

· ロードピン型ロードセル秒

あ ロード ピンは、 クレビスやシーブなどのジョイントにおける力を測定します。ピンは耐荷重アセンブリの一部です。ピンの直径、サポートの間隔、検出方向、軸方向の移動と回転を防止する機能を確認してください。特にピンがシーブ反力を測定する場合は、アセンブリの形状に対して示された荷重を確認してください。

あなたのアプリケーションに適合するロードセルタイプはどれですか?

· 台秤と重量チェッカー

コンパクトなプラットフォームの場合は、プラットフォームのサイズと、はかりが検出する必要のある製品重量の最小変化によってシングル ポイント セルを比較します。大規模なプラットフォームでは、複数のビーム セルが使用される場合があります。コンベアチェッカー上で、意図したベルト速度と製品間隔、および静止荷重での読み取り値を確認します。

02-産業プラットフォーム規模

産業用プラットフォームスケール。センサー容量を選択する前に、デッキが各サポートに荷重をどのように伝達するかを確認してください。

02b-重量チェッカ-アセンブリ

重量チェッカーのアセンブリ。意図したベルト速度と製品間隔での計量結果を確認します。

· タンク、ホッパー、サイロの計量

脚で支えられている容器の場合は、各サポートでの荷重を計算します。計量モジュールは、ロードセルと容器の配置に合わせて選択された取り付け金具を組み合わせます。配管接続、熱の動き、設置に必要な横方向または上昇方向の拘束を確認してください。硬い配管は船舶の荷重の一部を支え、重量の測定値を歪める可能性があります。

03-容器サポート-計量

容器サポートとその計量アセンブリ。外部拘束や配管を含む負荷経路全体を確認してください。

03b-容器列と配管

容器の設置の概要。各容器が荷重をサポートにどのように伝達するかを確認するときは、配管接続を含めてください。

· 吊り下げ計量とクレーン荷重監視

力を測定する場所を使用して、選択肢を絞り込みます。テンション リンクは、吊り下げられた接続に沿った力を測定します。ロードピンは関節における力を測定します。プーリーアセンブリ上で、実際のロープルーティングのピン反力とライン張力の関係を確認します。

03c-ポート-クレーン-アプリケーション

港湾クレーンの設置。測定位置は、リフティング アセンブリとその荷重経路によって異なります。

· プレス力のモニタリングとテストスタンドの測定

スタックの高さが制限されているプレスの場合は、取り付け高さと治具の剛性によって薄型セルを比較します。プッシュプル テストの場合は、センサーと治具を両方向でチェックします。短いピーク力が重要な場合は、サンプル レートやフィルタリングを含む、完全な測定チェーンの応答を検証します。

適切なロードセルを選択するにはどうすればよいですか?

· 死荷重、使用荷重、ピーク荷重のサイズ容量

生産開始前、通常動作中、および予想される最大負荷時に各センサーが何を運ぶかをリストします。プラットフォームまたは容器、備品、内容物、および予測可能な力のピークを含めます。最大使用荷重と定格容量を比較してください。安全な過負荷をデータシートの定義および負荷条件に対して個別に確認します。

· マルチセル システムにおける不均一な負荷分散を考慮する

総負荷が 1,200 kgの 4 セル プラットフォームでは、共有が等しい場合、セルごとに平均 300 kgの負荷に相当します。中心を外れた荷重が 1 つのサポートに合計の 40% を加えた場合、追加の過渡荷重がかかる前に、そのセルにはすでに 480 kgに相当する荷重がかかっています。これは例示的な計算です。実際の形状、荷重位置、操作条件に対して最悪のサポート反応を使用してください。

· 測定する必要がある最小荷重での測定誤差を評価する

測定値と同じ単位で誤差を比較します。たとえば、1,000 N セルのフルスケールの 0.05% という非直線性仕様は、0.5 N に相当します。10 N の動作点では、その量は読み取り値の 5% になります。これは、指定された 1 つのエラー コンポーネントを表します。また、プロセスにとって重要な条件下でのヒステリシス、再現性、温度の影響、電子ノイズも評価します。

· 取り付け寸法、温度範囲、および侵入保護を確認してください。

寸法図にてボルトパターン、積載高さ、ケーブル取出しスペースをご確認ください。動作温度範囲と補償温度範囲をセンサーの状態と比較します。洗浄用または屋外用の機器の場合は、ケーブル差込口、コネクタ、ジャンクション ボックスを含む接続全体の定格を確認してください。

ロードセルの設置と配線はどのように行うのですか?

· 積載経路、位置合わせ、および取り付け面を確認してください。

ロードセルを通って物体からそのサポートに至るまでの力を追跡します。積載面と留め具が図面と一致していること、およびアセンブリが移動中に位置合わせされたままであることを確認してください。配管、ケーブル、ガード、ストップに力が分散したり、側面荷重が加わったりする可能性のある接触や拘束がないかどうかを検査します。

04-プラットフォームと船舶の積載経路

この例では、プラットフォームは 1 つのセンサーを介して荷重を伝達します。船舶はその荷重をサポート全体に分散し、剛性の高い配管により荷重の一部を迂回させることができます。

· 4 線式または 6 線式接続をインジケーターまたは信号増幅器に一致させます

4 線ブリッジ接続には、2 つの励起リードと 2 つの信号リードがあります。 6 線接続では 2 本のセンスリードが追加されるため、互換性のある機器は励起配線の電圧降下を考慮できます。両方の配線図を使用して、端子を機能ごとに識別します。ワイヤの色と端子の配置は異なるため、センス端子とシールドについては機器のマニュアルに従ってください。

05 4 線式 6 線式ロードセル

機能別の 4 線式および 6 線式ブリッジ接続。センサーと機器の図で端子とシールドの接続を確認します。

· ロードセル信号を PLC または DAQ に接続します

セルのmV/V出力を受け入れ、必要な励起を提供するブリッジ対応入力モジュールまたはシグナル コンディショナーを使用します。 PLC が 4 ~ 20 mA などの標準信号を想定している場合は、互換性のあるトランスミッタを使用してください。試運転前に、極性、工学単位、使用可能な入力範囲、プロセスに必要な取得レートを確認してください。

06-fibos-センサー-テストベンチ

FIBOS電気テストベンチ。制御システムまたは収集システムでの読み取り値を確認する前に、機器で信号を確認してください。

インストール後にロードセルをどのように調整および検証しますか?

· ゼロをチェックし、既知の負荷でスパンを校正する

定義された空の状態またはアンロードされた状態のアセンブリで、ゼロ読み取り値を記録します。スケールの基準重量またはテスト スタンドの既知の基準力を適用します。機器の手順で指定されたとおりにスパンを設定し、動作範囲全体の点で表示される値を確認します。双方向測定の場合、両方が使用されている場合は両方の方向を確認してください。

· 再現性を検証し、プラットフォームスケールでのコーナー荷重エラーをチェックします

同じ基準荷重を数回加えたり外したりして再現性を確認し、ゼロに戻します。プラットフォームスケールで、基準荷重を指定されたテスト位置に移動し、読み取り値を比較します。位置によって結果が変わる場合は、荷重経路とサポートの状態を検査し、スケール手順に従って必要なコーナー調整と再検証を行ってください。

ロードセルを交換する前に何を確認する必要がありますか?

・容量、負荷方向、取付寸法の比較

元のモデルと図面から始めます。容量、許容荷重方向、取付寸法、取付高さ、積載面を比較してください。交換用データシートと照らし合わせて、最小有効測定値、過負荷要件、および環境条件を確認してください。設置高さまたは荷重形状を変更すると、マルチセル システムが荷重を分担する方法が変わる可能性があります。

· 配線と信号の互換性を確認し、システムを再調整します。

感度、励起、配線機能、およびデジタルプロトコルを既存のインジケーターまたはコントローラーと比較します。アナログ マルチセル システムでは、ジャンクション ボックスとインジケータが新しいセルの電気特性と必要な調整をサポートしているかどうかも確認します。取り付け後、交換を受け入れる前に、ゼロ、スパン、および該当する負荷位置のチェックを再校正および検証してください。

ロードセルに関するよくある質問

1. ロードセルとひずみゲージの違いは何ですか?

ひずみゲージが局所的な変形を感知します。ひずみゲージ ロード セルは、設計された弾性体とブリッジ回路を備えたゲージを組み合わせているため、定義された力を測定するようにアセンブリを校正できます。

2. ロードセルと計量モジュールの違いは何ですか?

ロードセルは検出素子です。計量モジュールには、荷重を導入し、そのアセンブリに指定されている動きや拘束を管理するセンサーと取り付けハードウェアが含まれています。

3. ロードセルの容量が大きいほど、スケールはより正確になりますか?

容量が大きいほど負荷のための余地が広がりますが、感度と励起が同程度の場合、重量をわずかに変更すると使用できる信号範囲が少なくなります。検出する必要がある最小の重量変化での予想されるシステム エラーと分解能を比較します。

4. 一定の負荷の下でロードセル測定値が変動するのはなぜですか?

考えられる原因には、センサーのクリープ、温度変化、取り付けアセンブリ内の徐々に移動または沈降が含まれます。安定した基準荷重の下で読み取り値がどのように変化するかを記録し、時間の経過とともにそれを無負荷のゼロ値と比較します。変化が温度に追従するか、主に負荷後に発生するかを確認します。

5. マルチセル計量システムのロードセルを 1 つだけ交換できますか?

はい、システムが個別に互換性のある代替品をサポートしている場合は可能です。最初に機械的適合性と電気的互換性を確認してください。セルを取り付けた後、必要に応じて負荷分散またはコーナー応答を確認し、再校正して完全なスケールを確認します。

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