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ロードセルは卓越した高度センサー

力を瞬時に電気信号化して、データとして表示することが出来る高性能センサーがロードセルです。
原理は、力が加えられた時に内部にひずみを起こすゲージを持ち、そのひずみの変形度合いから抵抗値を得るというもの。
このひずみを感知する装置が正確であることがロードセルの性能を左右するため、とても重要な部品と言えます。
外的要因の影響を受けないようにするため、ゲージ部分は製品内部に格納されており、製品表面から見ることは出来ません。
ひずみゲージそのものは薄いシート状の部品で、導電体が絶縁体に貼り付けられています。
シートが加えられた力で伸ばされることで導電体にゆがみが発生し、抵抗値の変化をデータとして拾うことが出来るようになっています。
とても繊細でデリケートな機構になっています。


検出されるのは抵抗値ですから、単位はオームになります。
シリコンなどで作られた絶縁シートにニクロムのフィラメントが貼られており、これが伸びて細くなるとオーム値が増加することになります。
オーム値の変化比率をゲージファクタ(ゲージ率)と呼び、ゲージファクタを電圧信号に変換することで電気信号化しています。
ロードセルは内部の構造によってベンディング型やコラム型などの様々な形がありますが、大きな装置に取り付けて力を計測することも可能。
ただ、力で歪ませて計測すると聞くと強い力が生じるように感じますが、実際には微細なレベルのひずみをきちんと拾う精密な機器です。
ロードセル内部で起こるゲージのひずみは、肉眼で見てわかるレベルではありません。
最近では、一般家庭で使われているデジタル秤でも、薄い紙1枚を正確に計れるものが出て来ていますが、それこそが高性能の証。
近年ゲージの性能が非常に向上していて、微細な変動でも正確にデータ化することが出来るようになっています。
ロードセルの性能は、強い力で発揮されるだけでなく、微細な加力をも数値化出来るデリケートで繊細な技術でこそ分かると言えるでしょう。


ロードセルの十分に性能を正しく使うためには、ロードセルを使用する環境に注意をすることが重要です。
前述の通り内部はデリケートな構造になっていますので、工場などでも風雨にさらされることの無いよう使用と保管には注意が必要。
また、実は振動がロードセルに伝わらると不正確になるため、振動の無いフラットな場所に置いて使用することも大切です。
また、電源も必要としますので、電源が安定して供給出来る環境を作ることも重要です。
製造工場のラインなどで使用する場合は、ロードセルを使用する場所は別途確保したほうが正確な計測が出来るでしょう。
また、最終的に測定された数値はN(ニュートン)か㎏で現すことが出来ますが、㎏の場合は重力加速ですので、測る場所や高度で格差が生じます。
例えば、北海道と九州とでは、質量1kgに対して約1.2gもの格差が出ることが分かっていますので、計測は使用する現地で行うのが鉄則。
他の場所で計測したものを持ち込むと、差異がトラブルを生む場合もあります。

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