로드셀 개발 이력
스트레인 게이지 로드 셀이 산업 계량에서 일반적인 계량 방법이 되기 전에는 기계식 레버 스케일이 일반적으로 사용되었습니다. 기계식 저울은 알약부터 기차 차량까지 모든 것의 무게를 측정할 수 있으며 적절하게 교정 및 유지 관리되면 충분한 정확성과 신뢰성을 보장할 수 있습니다. 이는 무게-균형 메커니즘을 사용하거나 기계식 레버에서 생성되는 힘을 감지하여 작동합니다. 최초의 사전-스트레인 게이지 로드 셀에는 유압식 및 공압식 설계가 모두 포함되었습니다. 1843년 영국의 물리학자 찰스 휘트스톤(Charles Wheatstone) 경은 저항을 측정할 수 있는 브리지 회로를 발명했습니다. 휘트스톤 브리지 회로는 스트레인 게이지의 저항 변화를 측정하는 데 이상적입니다. 최초의 저항 와이어 스트레인 게이지가-1940년대 초에 개발되었지만 이 기술이 기술적으로나 경제적으로 실행 가능하게 된 것은 현대 전자 제품의 붐 이후였습니다. 그 이후로 스트레인 게이지는 기계식 스케일과 독립형{12}}로드 셀에 널리 사용되었습니다.
로드셀 작동 방식
로드 셀의 설계는 생성된 출력 신호 유형(공압, 유압, 전기) 또는 중량 감지 방법(벤딩 빔, 전단 빔, 압력, 장력 등)에 따라 차별화될 수 있습니다.
유압식 로드셀은 내부에 채워진 액체의 압력 변화를 통해 무게를 측정하는 힘 균형 장치입니다. 롤링 다이어프램 유압 로드 셀에서는 어큐뮬레이터에 작용하는 하중이나 힘이 피스톤으로 전달되고, 피스톤은 탄성 다이어프램 캐비티에 들어 있는 충전 액체를 압축합니다. 힘이 클수록 작동유의 압력도 커집니다. 이 압력 값은 로컬로 표시되거나 원격 표시 또는 제어를 위해 다른 위치로 전송될 수 있습니다. 출력은 선형 특성을 가지며 충전 액체의 부피와 온도에 상대적으로 둔감합니다. 로드 셀이 적절하게 설치되고 교정되면 전체 스케일의 0.25% 이내까지 정확할 수 있으며 대부분의 공정 계량 응용 분야에 적합합니다. 이 센서는 전기 부품을 사용하지 않으므로 위험 지역에서 사용하기에 이상적입니다. 일반적인 유압식 로드셀 응용 분야에는 탱크, 상자 및 호퍼 계량이 포함됩니다. 최고의 정확도를 위해서는 탱크의 각 지지점에 로드셀을 배치해야 하며, 이들 센서의 출력을 합산하여 탱크의 총 중량을 구해야 합니다. 로드셀 설치 방법에 대해 자세히 알아보기
공압식 로드 셀도 힘 균형 원리를 활용합니다. 이러한 장치는 유압 장치보다 더 높은 정밀도를 달성하기 위해 여러 개의 댐핑 챔버를 사용합니다. 일부 설계에서는 첫 번째 댐핑 챔버가 테어 챔버 역할을 합니다. 공압식 로드 셀은 청결과 안전이 중요하고 상대적으로 작은 중량을 측정하는 산업에서 자주 사용됩니다. 온도 변화에 대한 둔감성과 고유한 방폭{4}}성능은 이러한 유형의 로드 셀의 두 가지 주요 장점입니다. 또한, 다이어프램이 파손되더라도 그 안의 액체로 인해 오염이 발생하지 않습니다. 단점은 상대적으로 반응이 느리고 깨끗하고 건조한 공기나 질소가 필요하다는 것입니다.
스트레인 게이지 로드 셀은 작용하는 하중을 전기 신호로 변환합니다. 스트레인 게이지는 하중을 받을 때 변형되는 빔이나 구조 부재에 접착됩니다. 대부분의 경우 4개의 스트레인 게이지를 사용하여 최고의 감도와 온도 보상을 얻습니다. 일반적으로 2개의 스트레인 게이지는 장력을 측정하고 나머지 2개는 압력을 측정하는데 사용되며, 이 게이지들은 보상 조정을 위해 서로 연결됩니다(그림 7-2 참조). 로드되면 게이지 저항의 응력으로 인한 변화는 로드에 비례합니다. 스트레인 게이지 로드셀의 정확도가 지속적으로 향상되고 단가가 지속적으로 하락함에 따라 다른 로드셀도 점차 역사의 무대에서 물러나고 있습니다.
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