ロードセルは重さや力を測るためのセンサーで、工場や計量機械で広く使われています。目に見えない小さな力の変化を捉え、正確に数値に変える仕組みが特徴です。この記事では、ロードセルの基本的な働きから、トラックスケールでの役割までわかりやすく解説していきます。ぜひご一読ください。
ロードセルの基本とは？
ロードセルは、物の重さや力を測るためのセンサーです。身近にあるはかりや工場の機械で使われています。ここでは、ロードセルの仕組みや測定の仕方をわかりやすく紹介します。重さと力の関係
物をもつとき、その重さを感じますが、実はこれは「力」を感じているのです。物の重さは、その物の「質量（体積や量）」と地球の「重力」という引っ張る力がかかってできています。つまり、重さは「力の大きさ」と言い換えられます。たとえば、1キログラムのリンゴが地球の重力によって約9.8ニュートンの力を受けています。ニュートンは力の単位で、私たちが日常で感じる重さを測るのに使います。
ロードセルの仕組み
ロードセルは、この力を正確に測るための装置です。金属の小さな部分が力を受けると、ほんの少しだけ形が変わります。この変形を使って力の大きさを調べます。しかし、金属の変形はとても小さいため、そのままでは測定できません。そこで、ひずみゲージという特別なセンサーが使われます。
ひずみゲージの役割
ひずみゲージは、細い金属の線やフィルムでできています。力で金属が伸びると、このひずみゲージも一緒に伸びて、電気の抵抗が変わります。抵抗とは電気の流れにくさのことです。ひずみゲージは、この抵抗の変化をとても小さな電気信号に変えます。ブリッジ回路とは？
電気の抵抗が変わるだけでは、正確な力の値はわかりません。そこで「ブリッジ回路」という電気回路を使って、ひずみゲージの抵抗の変化を測りやすくします。ブリッジ回路は、複数のひずみゲージを組み合わせて、わずかな抵抗の変化を電圧（電気の力）に変換します。この電圧の大きさが力の大きさに比例するので、ロードセルは力を数字として表示できるのです。
トラックスケールにおけるロードセルの役割と種類
ロードセルは、重さをはかる重要な役割を果たしています。ここでは、トラックスケールで使われるロードセルの種類や特徴、そして性能に影響を与えるポイントについてわかりやすく説明します。ロードセルの基本的な役割
ロードセルは力を電気信号に変えるセンサーです。トラックスケールに設置されると、トラックの荷重がかかるときにロードセルがその力を受け取ります。力の大きさに応じてロードセルが少しだけ変形し、その変形を電気信号に変換することで重さを測定します。これにより、正確な重量を計測できるのです。ロードセルの種類と荷重方向
ロードセルにはいくつかのタイプがあり、使う場所や目的に応じて選ばれます。トラックスケールでは主に圧縮型やビーム型が使われることが多いです。圧縮型は上からの重さを受け止めるのに向いていて、ビーム型は曲げる力を測るタイプです。また、ロードセルは荷重のかかる方向が決まっています。トラックスケールでは、正しい方向に力がかかるように設置しなければ、測定に誤差が出てしまいます。間違った方向に力がかかると、ロードセルが壊れることもあるため注意が必要です。
温度の影響とその対策
ロードセルは温度の変化にも影響を受けます。暑い日や寒い日、また季節の変わり目などで周囲の温度が変わると、ロードセルの出力が微妙に変わり、正確な測定に影響を与えることがあります。そのため、トラックスケールで使うロードセルは温度の変化に強い設計がされていたり、温度補正機能をもったものが使われたりします。これにより、どんな環境でも安定して重さを測ることができます。
正確で安全な測定のためのロードセルの選び方と設置ポイント
ロードセルは、正しく選んでしっかり設置することで、より正確で安全な測定ができます。ここでは、性能のチェック方法やよくある故障の原因、設置の注意点、そして電気的なノイズ対策について、わかりやすくお話しします。ロードセルの性能を確認するポイント
ロードセルを選ぶときは、まず性能をしっかり確認しましょう。主に見るべきポイントは、非直線性、繰返し性、ヒステリシスの3つです。非直線性は、理想の測定値からどれだけズレるかの目安。繰返し性は、同じ条件で何度も測ったときの結果のばらつき具合。ヒステリシスは、力をかけて戻したときに出る誤差のことです。
これらの数字が小さいほど、精度の高いロードセルといえます。
ロードセルの故障原因と対策
ロードセルの故障で一番多いのは過負荷、つまり規定より強い力がかかることです。とくに衝撃やねじれ、思わぬ揺れ（共振）によって壊れることがあります。対策としては、使用する力の範囲をよく考え、余裕をもった容量のロードセルを選ぶことが重要です。また、衝撃を和らげる工夫やねじれを防ぐ設置もポイントになります。
設置時の注意点
ロードセルは丈夫な場所にしっかり取り付けましょう。設置面がゆがんだり、異物が挟まると正しい測定ができません。ケーブルも引っ張られたり曲がったりしないように固定し、汚れや水がかかる場所では防水仕様のロードセルを選ぶと安心です。電気的ノイズへの対策
ロードセルの出力はとても小さな電圧なので、周囲の電気機器からのノイズを受けやすいです。長いケーブルを使いすぎるとノイズが増えるので注意しましょう。また、ノイズの強い機器（インバータなど）からは離して設置することが大切です。必要に応じて、ノイズを抑えるフィルター付きのアンプを使うのも効果的です。
