ロードセル

Q: ロードセルはどのように機能するのですか？

最も一般的な産業用ロードセルは、ひずみゲージです。これは、測定ブリッジの形でひずみゲージが取り付けられた機械的変形要素によって測定します。.ロードセルに力が加えられると、ひずみゲージが取り付けられた機械的要素が弾性変形します。機械的な伸長や圧縮といった変形によって、ひずみゲージは伸長または圧縮されます。このひずみによる（したがって力に依存した）抵抗の変化は、測定用電子機器によって測定信号に変換され、処理されます。.圧縮ロードセルは通常試験治具の下に設置され圧縮力を測定ます。テンションロードセルは、引張力を測定します。

負荷範囲

5 N - 2,500 kN (準静的)
1 kN - 1,000kN (動的)

精度

ISO 7500-1
ASTM E4

ロードセルの比較要件利点と機能精度に関する機能オプションのアクセサリ

材料試験の分野では、ロードセルを使用して材料の力学的特性を特徴付けるために、材料を変形させたり破壊するために必要な力を測定します。ロードセルのセンサーは、物理量である力を電圧に変換し、それを測定します。ロードセルは、引張試験、圧縮試験、曲げ試験だけでなく、ねじり試験や繰り返し試験にも使用できます。

材料試験では、しばしば極端かつ多様な要求が課されるため、ロードセルは試験システムの中核を成します。それは本質的に、信頼性が高く解釈可能な検査結果を得るための前提条件となります。この主要コンポーネントが試験システムに最適に統合されるようにするため、ツビックローエルは独自の特許取得済みXforceロードセルシリーズを開発・製造しました。このシリーズは、精度と堅牢性に関して最高の要件を満たしています。

Xforce	Precision P	High-precision HP	High-precision HP+¹	K	K+¹	High-capacity	Dynamic _²
公称荷重 F_nom	5 ニュートンから 150 kN	5 ニュートンから 10 kN	500 ニュートンから 10 kN	10 kN から 250 kN	10 kN から 250 kN	330 kN から 2,500 kN	1 kN から 1,000 kN
精度1級 F_nomのx%から	0.4パーセント	0.2パーセント	0.1パーセント	0.2パーセント	0.1パーセント	Fnomの0.2%から	Fnomの0.4%から
精度0.5級	2パーセント	1パーセント	0.1パーセント	1パーセント	0.1パーセント	Fnomの1%から	Fnomの1%から
アプリケーション	準静的	準静的	準静的	準静的	準静的	準静的	準静的と疲労試験

ロードセル比較

¹plus ロードセルは、校正が有効な測定範囲が広いのが特徴です。.
²Xforce Dynamic Force transducerには、統合型の加速度センサー（5 kN以上）を搭載しています。

ロードセルの要件

軸力の限界

ロードセルの測定軸方向における軸方向の力制限値、および力制限値と範囲。ロードセルの測定軸方向に過度の力が加わると、測定精度が低下したり、ロードセルが永久変形したりする可能性があります。

Xforceロードセルは、機械的故障を起こすことなく公称荷重の300%まで、またゼロオフセットを起こすことなく最大150%まで耐えることができます。ロードセルに内蔵された独自の電子識別システムにより、testXpert試験ソフトウェアはロードセルとその特性を自動的に識別し、試験に適した力と変位の制限値を設定します。

横荷重

横方向の力とは、ひずみゲージの取り付け面に作用する、試験軸に垂直な外力のことです。これらの力は、試験結果に悪影響を与える可能性がある。

Xforceロードセル（HPおよびK）は、横方向の力が加わる試験向けに設計・製造されています。公称力の10%に相当する横方向の力は、測定値に対してわずか±0.02%の偏差しか生じさせません。

温度

ロードセルの温度変動は変形を引き起こし、試験結果に影響を与える可能性があります。

特にXforceロードセルHPおよびKは、温度補償機能を内蔵しています。

曲げモーメント

曲げモーメントは、レバーや偏心によって横方向の力がオフセットして発生する場合や、偏心によって軸方向の力がオフセットして発生する場合に生じます。

Xforceロードセルは、曲げモーメントを最小限に抑えるように設計されています。変形要素は、重ね合わせられた横方向の力、曲げモーメント、またはトルクに対して高い曲げ剛性を示します。

トルク

横方向の力が直接測定軸に影響しない場合、トルクが発生します。トルクは、試験配置や試料によって生成されます。例えば、コイルスプリングの圧縮試験においてトルクが発生します。

Xforce ロードセルの場合、トルクは平行オフセットの各mm当たりの公称力の0.2%(PおよびHP)または 0.005% (K) に相当します。

ビデオ：Xforce ロードセル

頑丈で高精度な性能を備えています。言葉だけではなく。ぜひご自身で確かめてみてください

Xforceロードセルの利点と特徴

testXpert III 試験ソフトウェアでのロードセルのシステム設定ビルダー

独自の自己識別機能

時間を節約し、エラーを防ぎ、そしてロードセルがしっかり保護されているので安心できます。

接続後、ロードセルのタイプや特性（力や変位リミットを含む）は、当社のtestXpert試験ソフトウェアによって自動的にインポートおよび識別されます。
この情報を手動で入力する必要がなくなり、ユーザーによる入力ミスを防ぐことができます。
センサーの過負荷状態や発生日などの重要な情報は、識別システムのメモリに記録されます。

規格準拠の工場校正

ロードセルの精度を信頼してください！

ASTM E4およびISO 7500に準拠した工場校正認証済みです
出荷前に、各ロードセルはドライブと計測および制御装置を含む完全な試験システムで校正されます。
校正情報は工場校正証明書に記録され、ロードセルの配送時に同梱されます。

ISO 7500-1 / ASTM E4にについて詳しく

卓越したリニアリティー

試験結果の価値を最大限に引き出しましょう！

線形性または非線形性とは、動作範囲全体におけるロードセルの誤差を示すものです。

ASTM E4では、相対表示偏差は測定値の1%を超えてはならないと規定されています（通常はロードセルの公称力の1%から100%の範囲）：

ロードセルXforce HPおよびXforce K：最大表示偏差は、測定値から公称力の0.1%までの1%未満、および測定値から公称力の0.4%までの0.25%です
ロードセルXforce Dynamic：最大表示偏差は、測定値から公称力の0.5%までの値の1%未満、および測定値から公称力の1%までの値の0.5%未満です

ISO 7500-1で精度クラスを0.5から3まで定義しており、材料試験機の最も一般的な校正は1に対応します:

Xforceのロードセルは、ISO 7500-1の5つの基準すべてを満たしており、精度1と精度0.5を実現しています。

ロードセルによる広範囲な測定レンジ

複数のロードセルを購入して校正する必要はありません！

ロードセルの公称力の0.1%から100%までの測定範囲を備えた単一のロードセルで、複数のアプリケーション要件に対応できます。
測定可能な範囲は、取り付けられた試験治具や試験片グリップの重量が公称力の45%までであれば影響を受けません。

堅牢かつ信頼性が高い

自信を持って試験を実施できます！

オーバーロード保護機能を内蔵
testXpert試験ソフトウェアでは、試験システムを自動的に停止させる力の制限を設定できます。
ソフトウェアおよびハードウェアのリミットスイッチは、クロスヘッドの移動範囲を制限し、ロードセルや試験装置を保護します。
Xforceのロードセルは、定格荷重の300%までの荷重に耐えることができ、また、定格荷重の150%までゼロオフセットは発生しません。したがって、予圧スプリングアセンブリ、機械式ストッパー、横方向の力を吸収するためのガイドなどの過負荷保護機能は通常必要ありません。

マウンティングスタッド付きのロードセル1個を使用して、2つの試験エリアで試験できます

試験片グリップの簡単で迅速かつ精密な組み立て

試験治具の簡単な交換とアライメント

各ロードセルには精密に適合するマウンティングスタッドが装備されているため、試験片グリップや試験ツールを遊びなく迅速に挿入でき、試験軸に対して最適な位置に配置できます。
基準位置（例：試験治具の距離）は一度設定すれば、testXpert試験ソフトウェアに保存されます。
Xforce Kロードセルにはオプションのマウンティングスタッドがあり、2つの試験エリアで使用できます。
Xforce Dynamicのロードセルは、動的疲労強度を確保するために必ずフランジ接続を採用しています。

クイックなロードセルの交換

同一試験機に複数のロードセルを使用することで時間を節約できます

複数のロードセルを使用する場合、またはロードセルを頻繁に交換する場合は、「マウンティングスタッドによる接続」オプションをお勧めします。マウンティングスタッドを使用すれば、既存のロードセルに治具を取り付けるのと同様の方法で、2つ目のロードセルを試験システム内の既存のロードセルに接続できます。ロードセルを交換するたびにねじ込み式で取り付けたり取り外したりする代わりに、元のロードセルはそのままにしておき、そこにマウンティングスタッドを追加するします。このオプションには、以下の利点があります：

ケーブルはねじ込みや取り外しによって不必要なストレスがない
柔軟性の向上と時間の節約
試験軸との即時位置合わせ

ロードセルはどのように機能するのですか？

最も一般的な産業用ロードセルは、ひずみゲージです。これは、測定ブリッジの形でひずみゲージが取り付けられた機械的変形要素によって測定します。.

ロードセルに力が加えられると、ひずみゲージが取り付けられた機械的要素が弾性変形します。機械的な伸長や圧縮といった変形によって、ひずみゲージは伸長または圧縮されます。このひずみによる（したがって力に依存した）抵抗の変化は、測定用電子機器によって測定信号に変換され、処理されます。.

圧縮ロードセルは通常試験治具の下に設置され圧縮力を測定ます。テンションロードセルは、引張力を測定します。

ロードセルはどのように機能するのですか？伸長状態と圧縮状態におけるひずみゲージ付きロードセルのイラスト — ひずみゲージの引張／圧縮

ロードセルの精度

ロードセルの精度は、測定誤差の大きさよって決定されます。測定誤差が小さいほど、ロードセルの精度は高くなります。最も一般的な精度仕様は、直線性（または非直線性）です。

直線性（または非直線性）

^1. 性能 ^2. 負荷 ^3. ゼロ調整 ^4. 定格電力 ^5. 非線形性 ^6. ヒステリシス

直線性は、直線で表される数学的な関係を指します。ロードセルの場合、直線性は、加わる力とセンサーの結果との間の関係を指します。ロードセルの精度は通常、表示された値の±x%の形式で示されます。

例：1000NのXforce HP+は、クラス0.5で校正されています。このロードセルの精度は、1Nから1000Nまでの範囲で、表示された値の±0.5％です。1Nは、±0.005Nの精度で測定することができます。

ヒステリシス

ヒステリシスは、同じ加わる力に対して得られた2つのロードセルの読み取り値の最大差を指します。一つの読み取り値はゼロから力を増加させた際に得られ、もう一つの読み取り値はロードセルの最大名目負荷から力を減少させた際に得られます。

繰返し性

同一の荷重条件および環境条件下で繰り返し荷重を加えた際の、ロードセルの測定値間の最大差。

温度変動スパンとゼロ点校正

ロードセルの温度変化による出力またはゼロ点の変化。

当社のロードセルがお客様の試験に関する課題解決にどのように役立つかについて、詳しくはこちらをご覧ください。

ご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。弊社の専門家が喜んでお答えいたします。

お問い合わせ

ロードセルアクセサリーのオプション

デイリーチェックデバイス

デイリーチェックデバイスによって以下の再校正/調整によって測定された比較値を使用して500 Ｎまでのロードセルのレギュラーチェックを行います。デバイスは2つのレファレンススタンダード（マスター/スレーブ）から構成されます。

治具とソフトウェアを、簡単な取り付けと取り外しによって、任意の数の試験機に装着できます。
ロードセルにおける圧縮方向および引張方向の系統的なエラーの検出。
信頼性の高い試験結果: 定期的な校正の間に点検を行うことで、ロードセル変換器に系統的なエラーがないことを確認できます。
デイリーチェックの結果はtestXpert レポートとして文書化されます。
トレーサビリティ：安全性が極めて重要なすべての試験には、トレーサビリティと文書化に関して特定の要件があります。ツビックローエルの試験ソフトウェアを使用することにより、管理者は記録する内容と、どの操作やイベントに正当化理由を追加する必要があるかを指定することができます。

Xforceロードバイパスユニット付き荷重測定システム

ロードバイパスユニット付きロードセルは、特に以下のような場合に適しています：

試験が高速で実施される場合、設定された力の制限が十分に迅速に反応しない可能性があるため、ロードバイパスユニットを備えたロードセルが特に適しています。
試験ツール間の間隔が狭いか、または移動距離が短い場合、例えばばねや部品の試験の場合、ロードバイパスユニットを備えたロードセルも特に適しています。

圧縮方向の試験において、Xforce HPロードセルは機械的な過負荷保護機能と内蔵のロードバイパスユニットによって保護されています。

機械的オーバーロードプロテクションの場合、ロードセルの最大許容限界力に達する前に、機械的リミットによりそれをブロックします。これによりオーバーロードによるロードセルのダメージを防ぎます。
ロードバイパスユニットは試験アレンジの全てを守ります: 力の閾値120+6/-4% F_nomから開始し、既存の力が複数のバネに伝達されます。結果、試験アレンジ全体が力を逃しています。このロードバイパスユニットによりオーバーロードを引き起こすあるいは破壊荷重に達するようなロードセルにかかる荷重を防いでくれます。