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● 導入
>> 負荷セルの種類
>> 信号対雑音比
>> 電圧効果
>> 環境上の考慮事項
● 結論
● よくある質問
>> 5.励起電圧をどのくらいの頻度で確認する必要がありますか？
ロードセル励起電圧とは、ロードセルに供給される電圧を指し、正しく機能できるようにします。通常、この電圧は3〜15ボルトDCの範囲です。 ロードセルの 設計とアプリケーション。励起電圧の主な機能は、荷重セル内のひずみゲージをエネルギー化することです。それがなければ、ロードセルは出力信号を生成できず、測定目的では効果がありません。
励起電圧に深く潜る前に、荷重セルにはさまざまなタイプがあり、それぞれが異なるアプリケーションに適していることを理解することが不可欠です。
- ひずみゲージ負荷セル：これらは最も一般的なタイプであり、ひずみゲージの原理に基づいて動作します。最適なパフォーマンスのために励起電圧が必要です。
- 油圧負荷セル：これらは、体重を測定するために流体圧力を使用し、電気励起は必要ありませんが、精密な用途ではあまり一般的ではありません。
- 空気圧負荷細胞：油圧細胞に似ていますが、空気圧を使用します。また、電気励起にも依存していません。
- 容量性負荷セル：これらは、体重の変化によって引き起こされる静電容量の変化を測定します。彼らは、株計細胞と比較して異なる運用要件を持っています。
荷重セルに供給される電圧は、出力電圧とデバイスの全体的な性能に大きく影響します。たとえば、出力信号は、励起電圧の大きさに直接比例します。これは、荷重セルがより高い励起電圧で電力を供給している場合、通常、出力信号が強くなり、測定の精度が向上することを意味します。さらに、正確な負荷セル測定を確保するためには、安定した適切な励起電圧が重要です。電圧が高いと、ホイートストーンブリッジからの低出力の信号対雑音比を改善できます。
信号対雑音比（SNR）は、測定精度を決定する上で重要な要因です。より高いSNRは、システムに存在するノイズ（干渉またはエラー）よりも信号（荷重セルからの出力）がはるかに強いことを示しています。励起電圧を上げることで、SNRを強化することができ、より正確な測定値につながります。ただし、メーカーの仕様を超えないように注意する必要があります。
荷重セルは、変形によって引き起こされる抵抗の小さな変化を測定するために抵抗器を調整します。負荷が適用されると、負荷セル内のひずみゲージが変形し、抵抗を変化させ、測定可能な電圧信号を生成します。
ホイートストーンブリッジの構成は、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。負荷がかかっていない場合、ブリッジはバランスが取れています。ただし、力が片側に（ひずみゲージを介して）適用されると、その力に比例した出力電圧を生成する不均衡を引き起こします。
出力電圧は、ボルトあたりのミリボルト（MV/V）で発現され、適用された負荷の測定可能な兆候を提供します。たとえば、10V励起電圧を搭載した1 mV/Vの定格の荷重セルは、特定の負荷をかけると10 mVの出力を生成します。
荷重セルが正確な測定値を提供するためには、キャリブレーションが不可欠です。キャリブレーション中、さまざまな励起電圧での出力を測定しながら、既知の重みがロードセルに適用されます。このプロセスは、入力（重量）と出力（電圧）の関係を確立するのに役立ち、さまざまな条件下で正確な測定を可能にします。
荷重細胞励起電圧は、さまざまな業界で基本的です。
- 計量スケール：正確な重量測定が重要な商業および産業スケールで使用されます。
- 自動化：荷重セルは、製造プロセス中に正確な測定のために自動化されたシステムに統合されています。
- 構造試験：土木工学に採用されて、建物や橋のストレスと緊張をテストします。
- 食品業界：成分を正確に測定することにより、ポーションコントロールと品質保証に使用されます。
- 航空宇宙：開発段階でのさまざまな負荷の下でコンポーネントをテストするために重要です。
誤った励起電圧を適用すると、測定に不正確さが生じる可能性があり、負荷セルに損傷を与える可能性があります。過電圧は過度の熱を引き起こす可能性があり、それがひずみゲージの抵抗を変化させ、ドリフトと安定性の喪失につながる可能性があります。
逆に、低電圧は、他の電子コンポーネントからの騒音や干渉の中で失われる可能性のある弱い信号をもたらす可能性があります。この状況は、信頼性の低いデータが記録または表示されることにつながる可能性があります。
最適なパフォーマンスと負荷セルの寿命を確保するには、定期的なメンテナンスチェックを実施する必要があります。これには、励起電圧が指定された制限内に残っていることを確認し、摩耗やコンポーネントの損傷の兆候を確認することが含まれます。
いくつかの要因がロードセルのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
- 温度変動：温度変化は、ひずみゲージ内の抵抗値に影響を与える可能性があります。したがって、操作中に補償方法が必要になる場合があります。
- 機械的応力：指定された制限を超えた機械的応力は、ひずみゲージに永久的に損傷を与えるか、キャリブレーションを変更する可能性があります。
- 環境条件：湿度とほこりもパフォーマンスに影響を与える可能性があります。したがって、保護ケーシングは過酷な環境で利用される場合があります。
特定のアプリケーション用にロードセルを選択するときは、湿度レベルや温度極端な環境要因を検討してください。一部の負荷セルは、これらの効果を軽減するのに役立つ保護コーティングまたはエンクロージャーで設計されています。
測定技術に関与する人にとっては、負荷細胞励起電圧を理解することが不可欠です。それがどのように機能するかを適切に把握すると、測定の精度が向上するだけでなく、負荷セルの寿命も拡大します。産業はより高い精度と信頼性を要求し続けているため、励起電圧を含む荷重セル技術を取り巻く知識が重要です。
励起電圧が推奨レベルを超えると、過熱し、安定性と精度に影響を与え、潜在的に永続的な損傷を引き起こす可能性があります。
異なる電圧を使用すると、誤った測定が行われる場合があります。一般に、最適なパフォーマンスのためにメーカーの仕様を使用することをお勧めします。
温度の変化は、ひずみゲージ内の抵抗値に影響を与える可能性があります。したがって、操作中に補償方法が必要になる場合があります。
励起電圧が高いと、システムが正しく調整されている限り、より正確な測定につながる出力感度が向上する可能性があります。
精度を確保するために、重要な測定またはテスト手順の前に、特に励起電圧を定期的に確認することをお勧めします。
