繊細な扱いが要求されるセンサー

ロードセルの原理と用途

ロードセルとは、物体に掛かる力を電気信号に変換し検出するセンサーで、荷重変器とも呼ばれております。物体に何らかの力が掛かると、その物体には必ず曲がる、ひずむ、歪む等何らかの応力が発生しており、そのわずかな曲がりやひずみ、歪みを検知し電気的な変換を行い数値化できる様にした物です。ロードセルは非常にわずかな物体の変化量も捉える事が出来る為、ロードセルの設置は、振動の少ない機械設備や高剛性の台等が必ず必要になります。
更に風雨に当たらない、急激な温度変化や場合によっては湿度の管理、太陽の直射日光が当たらない等の条件をクリアーしておく事も必要です。ロードセルの主な用途ですが、物づくりを行っている生産工場で使用されるケースが非常に多く、油圧プレスやエアープレス機の圧入圧力測定や荷重管理値の確認要に使用されたり、作業材料(ワーク)押さえの加重管理と制御、射出成型機(樹脂モールド成形や金属の粉末成形等)の圧力管理や荷重管理等に使用されます。
又、飲料品メーカー等ではビンやペットボトルへの飲料の充填量の管理にも使用されております。とにかくロードセルは物に力が加わる設備や計測器には必要不可欠な機器で、今後も様々な工業分野で使用が見込まれております。

ロードセルの仕組みと役割

ロードセルは、力の大きさを電気信号に変換する機器です。計量・計測する工業システム構築には欠かせないものです。荷重の大きさを検出する検出器は、ひずみゲージ式・圧電素子式・容量式・電磁式・ジャイロ式・音叉式等の各種の検出方式がありますが、ひずみゲージ式のものが一般的にロードセル(loadcell)と呼ばれるほど広く普及しています。
ロードセルの用途としては材料試験機、工業用計量器などの一部の生産ラインに利用されていましたが、現在ではロードセルの性能・コスト・信頼性が広くユーザーの認識されるようになり、台秤や電子天秤民生機器の品質管理等への応用など広く利用されています。内部のひずみゲージはホイートストンブリッジを構成するように結線されていて、微小な電圧の変化を検出でき、200 mN(20 gf)の低容量から20 MN(2000 tf)クラスの高容量までの広範囲な検知が可能となっています。
ロードセルは、素材の弾性域内で使用する事が前提で、それが性能範囲内で加えられる力の上限値を表す定格容量となります。ですから、急激に大きな加重を加えたり、長時間、上限を超える荷重を加えると、この定格容量を超えて塑性域に達して素材の永久変形により、精度が下がり、正確な値が得られなくなります。