ロードセルの使い道

ロードセルと聞いて何をイメージするでしょうか。ロードセルとは何を隠そう体重計の元となるセンサーです。その重要な役目とは外部からの圧力を測ることであり、体重から異常な重さが加わるとマズイ場所には多く活用されています。例えば家庭用の体重計を始め、電子計量器にも用いられています。ロードセル自体は非常に簡単な仕組みで出来ています。ロードセルには圧力が変わり形が変更すると抵抗値が代わる材料が用いられています。抵抗値は電気信号として常に計算されているため、何かしらの外部からの衝撃で形が変更された時にかわる抵抗値を計測し、圧力が加わったということを知ります。基本的な仕組みはこれですが、実際には更に進化しており、リアルタイムで圧力の大きさを測定することが出来るタイプも有ります。

ロードセルは前述したとおり形が変わると抵抗値が変わる素材を利用していますが、この仕組みのことをひずみゲージと言います。何らかのひずみが起きた時に検出できる仕組みがあり、厳密にどの位抵抗値が変わるのか材料が決められています。これらの材料を薄くスライスし、衝撃を受ける材料の上に貼り付けます。貼り付けることで衝撃で若干伸び、抵抗値が変わります。抵抗値を測定する原理は非常にかんたんで、ひずみゲージを幾つか用意し、ホイートストンブリッジを作ります。この回路はひずみが起きていない時は夫々の抵抗で打ち消し合い、電圧がゼロになるように作られています。圧力が加えられると抵抗値が変わり、回路の均衡が崩れます。そうすると電圧が生じ、圧力が起きたという事を間接的に知ることが出来ます。面白い点としてこの電圧は圧力の大きさによって比例するという点です。より大きな力で圧力を加え、ひずみゲージが伸びるとその分だけ抵抗値が大きく変わります。そして均衡が大きく崩れ電圧が生じます。仕組みこそ簡単ですが、実際に作るとなると非常にシビアで、ちょっとした設計ミスで正しい圧力を測れなくなります。そのためロードセルには精度が決められており、この精度を確認した上で利用することになります。

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