ロードセル入門

第2章ロードセルの測定原理イメージ画像

第2章ロードセルの測定原理
01. ひずみゲージとは

力を電気信号に変換するために、ロードセルにひずみゲージと言うセンサーを貼り付けます。

001. ひずみゲージの歴史

金属はその物性として圧力及び張力によって電気抵抗が変化します。このような現象はかなり昔から知られていました。1878年に Tomlinson が単位抵抗あたりの抵抗の増加分(ゲージ率と言う)を定量的に測定しました。

002. ひずみゲージ

多くの金属は機械的な伸び、または縮みを与えると、その電気抵抗は変化します。

金属の伸縮と抵抗値イメージ画像

図2.1

ひずみゲージはこの原理を応用し、抵抗変化からひずみを検出しようとするものです。

ひずみゲージイメージ画像

図2.2

ロードセルは起歪体にひずみゲージを貼り付けて制作します。
その際、起歪体の中で一番ひずみが大きく発生するところにひずみゲージを貼付し、ひずみを効率的に検出します。

ロードセルイメージ画像

図2.3

ひずみゲージの抵抗変化とひずみの間には直線関係が成り立ち、次のような式が成立します。

ひずみゲージの抵抗変化とひずみ

ゲージ率 K は使われる金属箔の種類によって異なります。
ひずみゲージによく使われる銅ニッケル合金(コンスタンタン)の場合は、約2程度の値となります。

ひずみゲージの抵抗変化とひずみ