ロードセルを正しく理解するために

ロードセルは、圧縮力、引張力などの荷重を電気信号に変える変換器です。荷重測定には、静電容量方式、電磁力平衡方式、弦振動式、音叉振動式などさまざまな方法がありますが、これもその1種です。これらの装置を総称して、ロードセルと呼ぶ場合もあります。この変換器は、様々な場所で使われています。電子はかり、産業用はかり、各種測定器などでは重要な役割を果たしています。需要が高まっているのには理由があります。生産物の正確な重量を量る必要性がますます大きくなっているからです。変換器によって電気信号に変換された数値は、即コンピューター上に表示され、製品検査や測定、データ集積に利用されています。この正確な数値があるために、企業も品質向上や製品管理などを行うことができるようになっています。

基本原理と働きがどのようになっているか

起歪体という部分が荷重に応じてゆがむようになっています。起歪体は測定軸からの力のみに反応します。起歪体には、いくつか種類があります。ペンディング型、コラム型、シェア型などです。それぞれ特徴が少しずつ違っています。この起歪体の表面にひずみゲージが貼り付けられています。ひずみゲージでは起歪体のゆがみに応じて、抵抗値が変化します。抵抗値の変化は、ひずみに比例するわけではありません。したがって、電気回路を使って、比例するようにする必要があります。これによって、電気信号が得られるのですが、比例の度合いによって精度が変わってきます。その電気信号を読み取れば、荷重の正確な数値がわかります。このように起歪体にかかった荷重から電気信号を得るのですが、ゆがみの程度は肉眼では見ることはできません。

現在の性能の度合いと使われ方について

ロードセルの性能はかなり向上してきました。微小荷重も測定できるようになっているし、さびや水にも強くなっています。高温や低温でも使用できる製品もあります。遠隔から指示して使うこともできます。圧縮荷重用、引張荷重用、両方を兼ねた製品など種類もいろいろあります。また、値段も安く、寿命も長いというメリットもあります。精度の向上に伴って、利用範囲が広がっています。これまでは、工業用の生産ラインなどを中心に使われてきましたが、現在では、台はかりや電子天秤など、正確な重さを量らなければいけないケースで広く使われています。そのほか、製品の疲労試験、コンクリート円柱供試体への負荷実験、アースアンカー、ロックアンカーへの負荷実験、クレーンでの重量試験など様々な方面で利用されています。