ロードセルの使われる現場

ひずみゲージ式ロードセルとは

ロードセルの定期的なキャリブレーション

ひずみを測定することは社会インフラの安全に繋がる

私達が日常的に利用している社会インフラ(電車や高速道路、車や建物等)は、安全に利用できるよう、基準を満たした強度が必要になります。強度の劣化を調べる為に「ひずみ」を測定しなければいけません。構造物に使われる材料は、ひっぱるとその方向に伸びていく性質があります。材料が、伸びたり縮んだりする変形する量のことをひずみと言います。このひずみの量を知るためには、ひずみを計測し、応力を求めなければなりません。応力とは物体が元々の形を維持しようとする力のことです。応力は内部に発生する力なので、目で確認することができず、どのくらいの力がかかっているのかを知ることができません。そこで、ひずみゲージと呼ばれる機器を使い、ひずみを計測し、応力を求めることができるようになるのです。

ひずみゲージの構造と荷重変換機の使い方

ひずみゲージは、ひずみを電気信号として検出するセンサーです。このひずみゲージは、手作りで自作することもできる簡単な物から、用途によって様々な種類があります。測定対象となる材料の素材や、設置する気候や環境に合わせて、条件に合ったものを選びます。一般的なものであれば、ひずみゲージのセンサーは金属箔でできています。カバーとベースとなる部分は樹脂で囲い、接続部分であるゲージリードを、鉛はんだで取り付けています。荷重変換機(ロードセルとも言います)は、このひずみゲージと一式になっている、ひずみゲージ式荷重変換機が一般的です。この荷重変換機(ロードセル)とは、力(トルクと質量)を、電気信号に変換して出力ができるセンサーのことです。ひずみゲージ式荷重変換機では、起歪体の部分に、ひずみゲージを張り付け、力のかかり具合を測定することができます。

荷重変換機はキャリブレーション必須

素材に取り付けた荷重変換機(ロードセル)は、常に数値が安定しているかを測定し、最大値、最小値、平均値を確認します。ブレや、数値の大幅な変動が見られた場合に、校正をしなくてはいけません。校正の一例として、荷重変換機にデジタル式のひずみ測定機を接続し、荷重数値を測定する方法があります。この測定方法は、機器のプレスや圧入をした時の荷重管理や、車のペダルの踏む力を計測するときなどに用いられます。物を作るときや、故障や破損の原因を調べたり、対策をするための方法です。ここでいう校正とは、数値が基準値になるよう、修正することです。荷重変換機は人の安全性に関わる、大事な判断材料です。決してミスがないよう、定期的に修正と確認が必須となります。

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