ロードセル

ロードセルの概要

ロードセル（Load cell）とは、荷重を測定し、その情報を電気信号として出力する装置です。別名、荷重変換器とも呼ばれ、さまざまな分野で幅広く利用されています。その機能性から、計測技術に欠かせないアイテムとなっています。なお、ロードセルは多様な方式で構成されており、その代表的な形式には、ばね式、圧電素子式、磁歪式、静電容量式、ジャイロ式、ひずみゲージ式などがあります。

ひずみゲージ式ロードセルの詳細

多くのロードセルは、ひずみゲージ式が用いられています。この方式では、ひずみゲージとして知られる金属箔が、特別な弾性体（起歪体）に取り付けられています。この金属箔は、荷重がかかると弾性体が変形し、それに伴って箔の断面積が変わることで発生する抵抗値の変化を測定します。この抵抗値の変化は荷重に対して比例するため、電気信号の変化から正確に加わった荷重を算出することが可能です。

内部のひずみゲージは、ホイートストンブリッジ回路を形成し、微小な電圧変化を検出する仕組みとなっているため、非常に高精度な測定が実現されます。測定可能な荷重範囲は、200 mN（20 gf）から最大で20 MN（2000 tf）クラスの高容量まで多岐にわたります。

定格容量と特性試験

ロードセルの重要な仕様の一つに「定格容量」があります。これは、荷重に加えて衝撃係数などを考慮した値であり、荷重の計測が必要とされる分解能や強度、測定精度をクリアできるように選定されます。また、一般的なロードセルに対する評価項目には、負荷特性やクリープ特性、温度特性、電気的特性、疲労特性、四隅誤差、固有振動数などが挙げられます。

各国の規格と性能確認

ロードセルの評価基準は、各国によって独自に設定されており、性能検査が行われています。日本においては、計量法による特定の規格は設けられていませんが、性能試験方法として、JIS（電気式ロードセル性能試験方法 JIS B7602）や、JMIF（日本計量機器工業連合会）の規定があります。さらに、はかりに使用されるロードセルについては、国際法定計量機関（OIML）において「ロードセル」に関する計量法上の規制が定められており、各国の規制はこの国際的な指針に沿った形で整合性が図られています。

ロードセルの種類

ロードセルには多くの形状がありますが、ここではいくつかの代表的なものを紹介します。

• - ビーム型
• - S 字型
• - コラム型
• - ダイヤフラム型

主要な用途

ロードセルは、さまざまな分野で活用されています。具体的な用途には、次のようなものがあります。

• - 電子天秤
• - 体重計
• - 万能試験機
• - トルクレンチ
• - バランスWiiボード

このように、ロードセルは広範な応用がある計測装置であり、その精度や信頼性から多くの業界で重要な役割を果たしています。

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