컨텐츠 메뉴
● 소개
● 하중 셀 이해
● 로드 셀 사양
● 전환 과정
>> 1. 신호 컨디셔닝
>> 2. 온도 보상
>> 3. 교정
>> 4. 비선형 수정
● 고급 기술
>> 2. 다중 점 교정
>> 3. 동적 힘 측정
● 응용 프로그램
● 미래의 트렌드
● 결론
● 자주 묻는 질문
>> Q1 :로드 셀과 힘 센서의 차이점은 무엇입니까?
>> Q3 : 하중 셀을 사용하여 동적 힘을 측정 할 수 있습니까?
>> Q4 : 응용 프로그램에 적합한 용량 부하 셀을 어떻게 선택합니까?
>> Q5 :로드 셀 측정에서 일반적인 오류 소스는 무엇입니까?
부하 세포는 제조에서 항공 우주에 이르기까지 다양한 산업에서 필수적인 구성 요소이며, 힘과 체중을 측정하고 모니터링하는 데 중요한 역할을합니다. 로드 셀로 작업 할 때 발생하는 가장 일반적인 질문 중 하나는 전압 출력을 의미있는 힘 측정으로 변환하는 방법입니다. 이 포괄적 인 가이드는 변환 과정을 안내합니다. 로드 셀 전압. 기본 개념에서 고급 기술에 이르기까지 모든 것을 다루는
전환 프로세스에 뛰어 들기 전에 부하 셀이 무엇인지, 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 필수적입니다. 로드 셀은 기계적 힘을 전기 신호로 변환하는 트랜스 듀서입니다. 그들은 일반적으로 스트레인 게이지를 사용하여 적용된 힘 하에서 구조 부재의 변형을 측정합니다.
1. 스트레인 게이지 하중 셀
2. 유압 하중 셀
3. 공압 하중 세포
4. 용량 성 부하 세포
이 중에는 스트레인 게이지 부하 셀이 정확성, 신뢰성 및 비용 효율성으로 인해 가장 흔합니다.
스트레인 게이지 하중 셀은 적용된 힘에 대한 반응으로 전기 저항 변화의 원리에 따라 작동합니다. 로드 셀에 힘이 적용되면 구조 부재에서 약간의 변형이 발생합니다. 이 변형은 변형 게이지로 측정되며, 일반적으로 Wheatstone Bridge 구성에 배열됩니다.
Wheatstone Bridge는 저항의 작은 변화를 측정 가능한 전압 출력으로 변환합니다. 이 출력 전압은 적용된 힘에 비례하여 전환 프로세스의 기초를 형성합니다.
로드 셀 전압을 강제로 정확하게 변환하려면로드 셀의 주요 사양을 이해해야합니다.
1. 정격 용량 : 하중 셀이 측정하도록 설계된 최대 힘.
2. 감도 : 일반적으로 mv/v (볼트 당 millivolts)로 표현되며, 이는 전체 용량으로 여기 전압 단위당 출력 전압을 나타냅니다.
3. 여기 전압 :로드 셀에 전원을 공급하는 데 필요한 입력 전압.
4. 비선형 성 : 무부하 용량과 정격 용량 사이의 직선에서 최대 편차.
5. 히스테리시스 : 동일한 힘을 적용 할 때의 출력 판독의 최대 차이, 힘이 증가하고 힘이 감소하는 한 번.
이러한 사양을 이해하는 것은 정확한 전압 전압 변환에 중요합니다.
이제로드 셀 전압을 강제로 변환하는 단계별 프로세스를 조사해 봅시다.
로드 셀의 감도는 일반적으로 제조업체에 의해 제공되며 MV/V로 표현됩니다. 예를 들어,로드 셀의 감도는 2 mV/v의 감도를 가질 수 있습니다.
본격적인 출력을 계산하려면 여기 전압에 감도에 감도를 곱하십시오. 예를 들어, 여기 전압이 10V이고 감도가 2 mV/V : 전체 스케일 출력 = 2 mV/V * 10V = 20 mV 인 경우
로드 셀에 힘이 적용되면 실제 출력 전압을 측정하십시오. 이는 일반적으로 고정밀 전압계 또는 데이터 수집 시스템을 사용하여 수행됩니다.
힘을 계산하려면 다음 공식을 사용하십시오. 힘 = (측정 전압 / 전체 스케일 출력) * 정격 용량 예를 들어, 측정 된 전압이 10mV 인 경우 전체 스케일 출력은 20mV이고 정격 용량은 1000 n : (10 mV / 20 mV) * 1000 n = 500 N입니다.
기본 변환 프로세스는 간단하지만 명심해야 할 몇 가지 실질적인 고려 사항이 있습니다.
로드 셀 출력은 일반적으로 밀리 볼트 범위에 있으며 노이즈 및 간섭에 취약 할 수 있습니다. 계측 증폭기와 같은 신호 컨디셔닝 회로는 종종 변환 전에 신호를 증폭시키고 필터링하는 데 사용됩니다.
하중 셀은 온도 변화에 민감 할 수 있습니다. 많은 현대적인 하중 셀에는 내장 온도 보상이 포함되지만 특히 온도 변동이있는 환경 에서이 요소를 고려해야합니다.
정기적 인 교정은 정확도를 유지하는 데 중요합니다. 여기에는 알려진 힘을로드 셀에 적용하고 그에 따라 변환 계수를 조정하는 것이 포함됩니다.
하중 셀은 선형으로 설계되었지만 특히 범위의 극한에는 약간의 편차가있을 수 있습니다. 고급 시스템은 비선형 성 보정 알고리즘을 통합하여 전체 측정 범위에서 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
고정밀 애플리케이션의 경우 몇 가지 고급 기술을 사용할 수 있습니다.
DSP 기술을 사용하여 노이즈를 걸러 내고 고급 교정을 수행하며 복잡한 보상 알고리즘을 구현할 수 있습니다.
단일 교정 지점에 의존하는 대신, 다중 점 교정에는 여러 알려진 힘에서로드 셀 출력을 측정하는 것이 포함됩니다. 이를 통해 전체 측정 범위에서보다 정확한 변환이 가능합니다.
빠르게 변화하는 힘을 포함하는 응용의 경우, 하중 셀의 동적 거동을 설명하기 위해 특수 기술이 필요할 수 있습니다.
로드 셀 전압을 강제로 정확하게 변환하는 능력은 다양한 산업 분야에서 수많은 응용 분야를 가지고 있습니다.
1. 산업 계량 : 소규모 실험실 잔액에서 대형 트럭 스케일까지.
2. 재료 테스트 : 재료의 인장 및 압축력 측정.
3. 항공 우주 : 비행 중 항공기 구성 요소의 모니터링 힘.
4. 로봇 공학 : 로봇 팔과 그리퍼에게 힘 피드백 제공.
5. 의료 기기 : 재활 장비 및 보철물에서 정확한 힘 적용 보장.
로드 셀로 작업 할 때 몇 가지 일반적인 문제가 발생할 수 있습니다.
1. 드리프트 : 종종 온도 변화 또는 기계적 이완으로 인해 시간이 지남에 따라 출력의 점진적인 변화.
2. 노이즈 : 출력 신호의 원치 않는 변동은 전기적이거나 기계적 일 수 있습니다.
3. 과부하 : 정격 용량을 넘어 힘을 적용하여 영구적 인 손상 또는 교정 이동으로 이어질 수 있습니다.
4. 크리프 : 일정한 하중 하에서 출력이 점진적으로 증가하며, 일반적으로로드 셀의 재료 특성으로 인해.
이러한 문제와 그 원인을 이해하는 것은 정확한 힘 측정을 유지하는 데 중요합니다.
로드 셀 기술 및 힘 측정의 분야는 지속적으로 발전하고 있습니다. 일부 새로운 트렌드는 다음과 같습니다.
1. 무선로드 셀 : 대규모 응용 분야에서 복잡한 배선이 필요하지 않습니다.
2. 스마트 하중 셀 : 고급 교정 및 진단을위한 온보드 처리.
3. 소형화 : 소형 장치에 사용하기 위해 더 작고 민감한 하중 셀 개발.
4. IoT와의 통합 : 원격 모니터링 및 데이터 분석을 위해로드 셀을 사물 인터넷에 연결합니다.
로드 셀 전압을 강제로 변환하는 것은 많은 공학 및 과학 분야에서 근본적인 기술입니다. 로드 셀 작동의 원칙을 이해하고 전환 프로세스를 마스터하고 실제 고려 사항 및 고급 기술을 인식함으로써 응용 분야에서 정확하고 신뢰할 수있는 힘 측정을 보장 할 수 있습니다. 기본 변환 프로세스는 간단하지만 종종 높은 정확도와 신뢰성을 달성하려면 세부 사항, 정기적 인 교정 및 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 대한 이해가 필요합니다.
A1 : 용어는 종종 상호 교환 적으로 사용되지만로드 셀은 특정 유형의 힘 센서입니다. 하중 셀은 전형적으로 구조 요소의 변형을 통한 힘을 측정하는 반면, 힘 센서는 압전 효과 또는 정전성 감지와 같은 다양한 다른 원리를 사용할 수 있습니다.
A2 : 교정 주파수는 응용 프로그램, 환경 및 필요한 정확도에 따라 다릅니다. 일반적으로 적어도 매년 부하 셀을 교정하는 것이 좋습니다. 그러나 고정밀 응용 프로그램이나 가혹한 환경에는 더 빈번한 교정이 필요할 수 있습니다.
A3 : 예, 하중 셀은 동적 힘을 측정 할 수 있지만로드 셀의 고유 주파수 및 데이터 수집 시스템의 샘플링 속도와 같은 요소를 고려해야합니다. 고속 동적 측정의 경우 특수 부하 셀 및 데이터 수집 기술이 필요할 수 있습니다.
A4 : 최대 예상 힘을 약 20-50%초과하는 정격 용량의로드 셀을 선택하십시오. 이는 안전 마진을 제공하고 부하 셀이 가장 정확한 범위에서 작동하도록합니다. 그러나 이렇게하면 큰 힘을 피할 수 있으므로 작은 힘에 대한 민감성을 줄일 수 있습니다.
A5 : 일반적인 오류 원인은 다음과 같습니다 .- 온도 변동- 부적절한 장착 또는 정렬- 전기 소음- 과부하- 비선형 및 장기적인 드리프트 이해 및 이러한 오류 소스는 정확한 힘 측정에 중요합니다.
