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● 導入
>> 1。測定フォーカス
>> 2。複雑さ
>> 3。出力
>> 5。キャリブレーション
>> 6。環境要因
>> 7。コスト
● 利点と制限
>> ひずみゲージ
>> セルをロードします
● 結論
● よくある質問
>> 3.負荷セルと比較して、ひずみゲージはどの程度正確ですか？
>> 4.ひずみゲージよりも負荷セルを使用することの利点は何ですか？
>> 5.どのような状況で、株式が荷重セルよりも好まれますか？
力の測定と重量センシングの世界では、2つの技術が際立っています：ひずみゲージと負荷セル。これらの用語はしばしば交換可能に使用されますが、独自のアプリケーションと特性を持つ明確な概念を表しています。この記事は、ひずみゲージの複雑さを掘り下げ、 セルを積み込みます。さまざまな業界の違い、機能、およびアプリケーションを調査し、
ひずみゲージは、外力にさらされたときにオブジェクトが経験する変形またはひずみを測定するように設計されたセンサーです。これらの小さくて柔軟なデバイスは、通常、グリッドパターンに配置され、測定されているオブジェクトの表面に接着された薄い金属箔で作られています。
オブジェクトがストレスまたは緊張を発生させると、フォイルが変形し、電気抵抗が変化します。この抵抗の変化は、適用された力に比例し、ひずみの正確な測定を可能にします。
ひずみゲージは、機械的変形に応じて電気抵抗の変化の原理に基づいて動作します。これが彼らの操作の段階的な内訳です：
1.ひずみゲージは、測定されているオブジェクトの表面にしっかりと結合されます。
2。オブジェクトがストレスを感じると、わずかに変形します。
3.この変形により、ひずみゲージの金属箔が伸びまたは圧縮されます。
4.伸縮または圧縮により、フォイルの電気抵抗が変化します。
5.抵抗の変化は、ホイートストーンブリッジ回路を使用して測定されます。
6.抵抗の測定された変化は、ひずみ値に変換されます。
ロードセルは、印加力を電気出力信号に変換するトランスデューサーです。基本的には、ストレインゲージを感知要素としてしばしば組み込む完全な力測定デバイスです。
荷重セルは、張力、圧縮、せん断などの特定の種類の力を測定するように設計されており、さまざまな用途に合わせてさまざまな形状とサイズがあります。
荷重セルは通常、コアセンシング要素としてひずみゲージを使用しますが、追加のコンポーネントを組み込んで完全な力測定システムを作成します。これらがどのように機能するかは次のとおりです。
1.荷重セルの本体は、適用された力の下で予測可能に変形するように設計されています。
2。株のゲージは、荷重セルボディに戦略的に配置されます。
3.力が適用されると、負荷セルボディが変形し、ひずみゲージが抵抗を変化させます。
4.抵抗の変化が測定され、電気信号に変換されます。
5.次に、この信号を増幅および処理して、読みやすい力または重量測定を提供します。
特定のアプリケーションに適したテクノロジーを選択するには、ひずみゲージと負荷セルの区別を理解することが重要です。重要な違いを探りましょう。
- ひずみゲージ：主にオブジェクトのひずみまたは変形を測定します。
- ロードセル：それらに適用された力または重量を直接測定します。
- ひずみゲージ：よりシンプルなデバイス、多くの場合、薄いホイルまたはワイヤー要素。
- セルの負荷：より複雑で、ひずみゲージと追加のコンポーネントを組み込んでいます。
- ひずみゲージ：電気抵抗の変化を引き起こします。
- 荷重セル：適用された力に比例した較正された電気出力信号を提供します。
- ひずみゲージ：構造的健康監視やストレス分析など、力測定を超えたさまざまなアプリケーションで使用されます。
- 荷重セル：産業用および商業用アプリケーションでの力と重量測定のために特別に設計されています。
- ひずみゲージ：多くの場合、正確な測定のために慎重なキャリブレーションと信号コンディショニングが必要です。
- セルの負荷：通常、事前に調整され、特定の力範囲で使用できる準備ができています。
- ひずみゲージ：温度や湿度などの環境要因の影響を受けやすい。
- 荷重セル：多くの場合、環境要因の補償を含み、より安定した測定値を提供します。
- ひずみゲージ：通常、個々のコンポーネントとして安価です。
- ロードセル：複雑さと統合設計により、よりコストがかかります。
ひずみゲージは、汎用性と感度のために、さまざまな分野でアプリケーションを見つけます。いくつかの一般的な用途には以下が含まれます。
1。構造的健康監視：橋、建物、その他の大きな構造の完全性の監視。
2。航空宇宙工学：飛行中の航空機成分のストレスとひずみの測定。
3。自動車テスト：車両コンポーネントのパフォーマンスと安全性の分析。
4。生物医学工学：補綴物の開発と生体力学の研究。
5。材料の研究：異なるストレス条件下での新しい材料の特性の調査。
荷重セルは、正確な力または重量測定を必要とする産業で広く使用されています。いくつかの典型的なアプリケーションには次のものが含まれます。
1。工業の計量：トラック、タンク、ホッパーのスケール。
2。材料テスト：製造における品質管理と研究のため。
3。ロボット工学：ロボットアームとグリッパーに力のフィードバックを提供します。
4。航空宇宙：ロケットエンジンのスラスト測定システム。
5。医療機器：病院のベッド、患者リフト、リハビリテーション装置。
利点：
- 小さな変形に対する高い感度
- 用途が多用途
- 複雑なジオメトリに適用できます
- 比較的安価です
制限：
- 慎重な設置とキャリブレーションが必要です
- 温度変化に敏感
- 正確な測定値のために信号増幅が必要になる場合があります
利点：
- 直接力測定を提供します
- 多くの場合、事前に調整され、使用可能な準備ができています
- より堅牢で産業環境に適しています
- 広範囲の力を測定できます
制限：
- 個々のひずみゲージよりも高価です
- 測定位置の柔軟性が限られています
- 単純なひずみ測定アプリケーションの場合は過剰になる場合があります
ひずみゲージと負荷セルを決定するときは、次の要因を検討してください。
1。測定要件：ひずみまたは直接的な力を測定する必要がありますか？
2。アプリケーション環境：温度、湿度、振動レベルを検討します。
3。精度のニーズ：負荷セルは、多くの場合、力測定の精度が高いことがよくあります。
4。予算：ひずみゲージは一般に安価ですが、追加のコンポーネントが必要になる場合があります。
5。インストールの複雑さ：多くの場合、ロードセルはインストールと使用が簡単です。
6。測定範囲：測定する必要がある力の大きさを考慮してください。
テクノロジーが進むにつれて、ひずみゲージと負荷セルの両方の改善が見られることが期待できます。
1。小型化：より正確で局所的な測定のためのより小さなセンサー。
2。ワイヤレス機能：リモート監視とデータ収集のためのIoTとの統合。
3。高度な材料：感度と耐久性を改善するための新しい材料の開発。
4。AI統合：予測維持と高度な分析のための人工知能の使用。
5。エネルギー収穫：外部の電源なしで動作できる自己搭載センサー。
ひずみゲージと負荷セルはどちらも力測定の分野で非常に重要ですが、異なる目的に役立ち、明確な特性を持っています。ひずみゲージは変形の測定に優れており、構造的健康監視から材料の研究まで、その用途で多用途です。一方、荷重セルは直接力測定を提供し、産業の計量と力のテストアプリケーションに不可欠です。
これらの技術の違いを理解することは、エンジニア、研究者、業界の専門家が特定のニーズに合った適切なツールを選択するために不可欠です。テクノロジーが進歩し続けるにつれて、さまざまなアプリケーションで力を測定および分析する能力をさらに高める、さらに洗練された統合ソリューションと統合されたソリューションが期待できます。
主な違いは、主要な機能と複雑さにあります。ひずみゲージは、オブジェクトの変形またはひずみを測定するセンサーであり、ロードセルは力または重量を直接測定する完全なトランスデューサーであり、しばしばその設計の一部としてひずみゲージを組み込みます。
一部のアプリケーションでは、特に主な目標が直接力ではなくひずみまたは変形を測定することである場合、負荷セルの代わりにひずみゲージを使用できます。ただし、特に産業環境では、正確な力または重量測定のために、較正された出力と堅牢性のために、荷重セルが一般的に好まれます。
ひずみゲージはひずみを測定するのに非常に正確ですが、力測定の精度は、適切な設置、キャリブレーション、および信号処理に依存します。強制測定のための専用である負荷セルは、通常、特に困難な環境で、直接力測定の精度と信頼性が高いことを提供します。
負荷セルは、力測定のためにひずみゲージよりもいくつかの利点を提供します。
- 追加の計算なしに直接力または重量の測定値を提供します。
- 多くの場合、事前に調整されており、測定システムに統合しやすくなります。
- それらはより堅牢で、厳しい産業環境に適しています。
- 彼らは、より高い精度でより広い範囲の力を測定できます。
次のような状況では、ひずみゲージが好まれます。
- 主な目標は、直接力ではなく、ひずみまたは変形を測定することです。
- アプリケーションでは、複雑な形状または限られたスペースの測定が必要です。
- コストは重要な要因であり、ロードセルの追加の複雑さは必要ありません。
- 研究または分析は、絶対力の値ではなく、ストレス分布または材料特性に焦点を当てています。
