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>> 3.ロードセルの構造で一般的に使用される材料は何ですか？
a ロードセルは 、重量または力を測定して電気信号に変換するトランスデューサーの一種です。最も一般的なタイプの荷重セルは、ひずみゲージを利用して、荷重によって引き起こされる抵抗の変化を検出します。荷重セルは、正確な力測定が不可欠なスケール、産業の計量システム、およびその他の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、多くの場合、設計と測定力の種類に基づいて分類されます。これらのカテゴリを理解することは、特定のアプリケーションに適したロードセルを選択するのに役立ちます。
荷重セルの基本的な作業原理には、機械的力を電気信号に変換することが含まれます。これがどのように機能しますか：
- ひずみゲージの原理：ほとんどの負荷セルはひずみゲージを使用します。これは、変形時に電気抵抗を変える小さなデバイスです。負荷が荷重セルに適用されると、構造がわずかに変形し、ひずみゲージが伸びまたは圧縮されます。
- ホイートストーンブリッジ回路：ひずみゲージは、通常、ホイートストーンブリッジの構成に配置されます。この回路により、ひずみゲージの変形によって引き起こされる抵抗の変化を正確に測定できます。この回路からの出力は、印加力に比例する電圧信号です。
- 信号処理：ひずみゲージの変形によって生成される電圧信号が増幅され、読み取り可能な形式に変換され、多くの場合、デジタルスケールまたは監視システムの重みとして表示されます。
ひずみゲージは、ジグザグパターンに配置された薄いワイヤーまたは金属箔で構成されています。負荷セルが力が加えられたためにストレスを感じると、ひずみゲージが伸びるか、圧縮し、その長さと断面領域を変化させます。この変化により、オームの法則を使用して定量化できる電気抵抗が変動します。
ロードセルには、特定のアプリケーションと環境向けに設計されたさまざまなタイプがあります。
- 圧縮負荷セル：これらは圧縮力を測定し、荷重が垂直に下向きに適用されるアプリケーションでしばしば使用されます。それらは、トラックのスケールとホッパースケールでよく見られます。
- 張力負荷セル：引張力を測定するように設計されたこれらの負荷セルは、負荷が引かれるアプリケーションで使用されます。それらは、吊り下げスケールとクレーンスケールで頻繁に使用されます。
- せん断ビーム負荷セル：これらはせん断力を測定し、プラットフォームスケールで一般的に使用されます。これらは、さまざまな負荷の下で高い精度と安定性を提供します。
-Sタイプの負荷セル：張力と圧縮力の両方を測定できる、それらは多用途であり、吊り下げスケールでよく使用されます。それらの設計により、既存のシステムに簡単にインストールして統合できます。
- 曲げビーム荷重セル：通常、低容量のアプリケーションに使用され、これらの負荷セルは負荷の下で曲がり、重量を測定します。それらは一般的に小さなプラットフォームスケールで見つかります。
ロードセルには、さまざまな業界で幅広いアプリケーションがあります。
- 産業の計量：正確な材料の取り扱いと製品の品質管理を確保するために、製造プロセスで使用されます。たとえば、正確な成分測定が必要なバッチングプロセスで重要な役割を果たします。
- 医療機器：正確な患者体重測定のために医療スケールで採用されています。体重に基づいて薬を投与するには、正確な体重の測定値が不可欠です。
- 航空宇宙検査：航空機のコンポーネントのテスト中の力を測定するために使用されます。これにより、部品が失敗することなく運用上のストレスに耐えることができます。
- 食品産業：食品加工中に材料を正確に計量するために不可欠です。負荷セルは、食料生産の一貫性と品質を維持するのに役立ちます。
- 建設と土木工学：建設プロジェクト中にビームとサポートの力を測定することにより、構造の完全性を監視するために使用されます。
技術が進むにつれて、負荷セルの新しいアプリケーションが出現し続けています。
- ロボット工学：ロボットシステムでは、ロードセルはグリップ強度またはペイロードの重量に関するフィードバックを提供し、パフォーマンスと安全性を高めることができます。
- 自動化された計量システム：ロジスティクスと倉庫では、自動化されたシステムは、ソートシステムを移動する際にパッケージを計量することにより、リアルタイム在庫管理にロードセルを利用します。
- スマートな農業：荷重細胞は、土壌の圧力や作物の重量を監視するために農業機器に統合されており、精密な農業技術を支援しています。
負荷セルの使用は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、製造プロセスにおける品質管理に不可欠です。微小な変更を検出する能力により、信頼できるデータ収集が保証されます。
- 汎用性：さまざまな種類の負荷セルをさまざまなアプリケーションに使用できるため、業界全体でさまざまなニーズに適応できます。
- 耐久性：多くの負荷セルは、厳しい環境に耐えるように設計されており、温度の変動や水分への曝露などの極端な条件でも長期的な信頼性を確保しています。
- 統合の容易さ：ロードセルを既存のシステムに簡単に統合して、大幅な変更なしに測定機能を強化できます。
いくつかの要因が負荷セルの性能に影響を与える可能性があります。
- 温度効果：温度の変化は、ひずみゲージの抵抗に影響を与える可能性があります。したがって、正確な測定には温度補償技術が必要になる場合があります。
- ヒステリシス：これは、同じ重量でセルを降ろすことと荷重と荷重時の出力の違いを指します。高品質の負荷セルは、慎重な設計によりヒステリシス効果を最小限に抑えます。
- 線形性：入力（負荷）と出力（信号）の線形関係は、動作の全範囲にわたって正確な読み取りに不可欠です。
最適なパフォーマンスを確保するには、ロードセルの定期的なメンテナンスとキャリブレーションが不可欠です。
- キャリブレーション手順：キャリブレーションには、既知の重みをロードセルに適用し、それに応じて出力測定値を調整して、時間の経過とともに精度を確保することが含まれます。
- ルーチンチェック：定期的なチェックには、物理的な損傷または摩耗の目視検査を含める必要があります。つまり、接続が安全なままであり、露出した部品に腐食がないことを確認してください。
荷重セルは、機械的な力を正確に測定して記録できる電気信号に変換することにより、最新の測定技術に重要な役割を果たします。さまざまな業界にわたる汎用性は、さまざまなアプリケーションの精度と効率を確保する上での重要性を強調しています。作業原則を理解することで、業界はこのテクノロジーを効果的に活用して、運用パフォーマンスを向上させることができます。
張力負荷セルは引っ張り力を測定しますが、圧縮負荷セルは押す力を測定します。
キャリブレーションには、既知のウェイトをロードセルに適用し、これらのウェイトを正確に一致させるために出力測定値を調整することが含まれます。
荷重セルは通常、腐食に対する強度と耐性のために、ステンレス鋼またはアルミニウムで作られています。
はい、多くの負荷セルは、屋外での使用に適した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。
適切なメンテナンスとキャリブレーションにより、高品質の負荷セルは長年続き、多くの場合10年を超えています。
