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リレーやロードセル、バランサー等の特殊機器|工場必見ハイパーメカ

原理と特徴

その原理

ロードセルとは加重計の一種で、外部から加えられる加重を、これに比例した電圧等に変換して、力の大きさを検出するトランスデューサのことです。ロードセルは検出方式によって電気抵抗線ひずみゲージ式、油圧式、空気圧式などがあります。このうち、電気抵抗線ひずみゲージ式のものが最も多く利用されています。電気抵抗線タイプのロードセルは薄い電気絶縁物の上に格子状の抵抗線またはフォトエッチング加工した抵抗箔を形成し、測定対象の表面に取り付けます。これに外部から力が加わるとによって抵抗線にひずみが発生し、その結果抵抗線の抵抗値が変化します。この抵抗値の変化を電気的に取り出し測定することで測定対象に加わる力の大きさを検出する構造となっています。

利用上の注意

電気抵抗線ひずみゲージ式のロードセルは検出する出力が電気となるため、データ化が容易で多点測定が可能であり周波数応答性も良いことが知られています。また、出力が電気であるため出力の変換をせずに電気回路内に組み込むことが可能であり、遠距離での測定や隔離された空間の測定にも対応可能となっています。注意点としてトランスデューサを形成する抵抗線が微細であるため抵抗値は小さい傾向にあり、温度変化・疲労・環境などの影響を受けやすく、また電気を通す気体・液体中での測定時には絶縁加工が必要となります。このように利用環境によっては適切な対策を講じる必要があり、防爆構造などの必要性もケースによっては発生します。また、非常に大きな力を計測することもその構造から不得意としています。