ロードセルのピーク値を計測したい

困っております。ご存知の方がいらっしゃったら助けて
下さい。

お客さまが、ロードセルを試験機に組み込んで使用して
いるのですが、このロードセルのピーク値を見たいとい
うご要望を頂きました。

元々は静的荷重を見るものですが、動的荷重を測るとい
う使い方をされているので、ピーク値が正しく出力され
ているかどうかを、メーカーに校正に出すことなく、ご
自分のところで見たいというご要望です。

各ロードセルメーカー、校正サービスメーカーに打診し
ても、そのような校正の仕方はしないという回答ばかり
です。

何か、定格の圧力を短時間にロードセルに与えれば、計
測できそうな気がするのですが……。

ほんとうに困っておりますので、ご存知の方がいらっし
ゃれば、ご教示下さい。お願い致します。

No.2 ベストアンサー 回答者： phobos 回答日時： 2007/01/25 02:09

お客さんがピーク値が見たいと言うことは、負荷加重が衝撃的に加わるか、あるいは振動している場合だと思います。

本来はANo.1の方のご回答のように、衝撃荷重用または動加重用のロードセルを使ってもらえば一番良いわけでしょうが、ここでの問題は、手持ちの静加重用のロードセルでどこまで測定できるか、どこまで値が信用できるかと言うことですよね。

一つの方法としては、衝撃荷重用ないしは動加重用のロードセルをレンタルして、問題のロードセルと差替えるかあるいは並置してピーク値を測定して比較してみるというのはいかがでしょう。
　計測器レンタルは、例えば↓などがあります。
http://www.orixrentec.jp/TM/search.cgi?type=3&ro …

以下は私の経験の範囲での推論であって、間違ってるかも知れませんので参考程度におとどめ下さい。

まず、衝撃荷重の場合です。
問題のロードセルの容量（定格負荷）や方式が解りませんが、一般的な歪みゲージ式のロードセルを想定しますと、歪みゲージ自体は周波数応答性がよい（数kHz～数百kHz可）ので、衝撃値についてはそのままピーク値を読み取って差し支えないのではないかと思います。ただし衝撃の負荷すなわち「質量×加速度」の値がロードセルの定格負荷を超えない範囲に限ります。

振動負荷の場合は、ロードセルに載っている負荷の質量と振動周波数および振幅が絡み合ってくるので問題は厄介です。
いま、ロードセルに質量Ｍ(kg)の負荷が載って、振幅Ａ(mm)（両振幅で２*Ａ(mm)）、周波数Ｆ(Hz)で振動しているとします。
このときロードセルにかかる最大加速度αは、
　α=0.001*Ａω^2 = 0.001*Ａ*(２*π*Ｆ)^2 (kg・m/s^2)
ですので、ロードセルには最大で
　Ｆ=Ｍ*α (N)
のピーク負荷がかかっているはずです。この計算値と、その時の実際のロードセル出力とを比較することで、ある程度は見当をつけることが出来ると思います。
Ｆがロードセルの定格負荷(N)を超えない範囲であれば多分ＯＫだと思いますが、確証は持てません。
できれば振動試験機を使って、振動周波数や振幅をいろいろ変えて出力を記録してみて、その結果を周波数を横軸、計算値との出力比を縦軸にプロットして、ロードセルの周波数特性をとれれば良いのですが……。

この回答へのお礼

ご回答頂きまして、誠にありがとうございます。

振動試験機の使用も考えたのですが、加速度からＮへ
の換算式が見当たらず（質量を伴った計算式はあるの
ですが、振動試験機での適用はできるのでしょうか？）
どのような使い方をすればいいのか、模索中です。

それと、このロードセルの使い方は速度の速い荷重変化
を見ているものなので、振動周波数と振幅の問題は少な
いと考えられるのですが……。

衝撃用のロードセルの使用という観点が非常に参考に
なります。ぜひ、お客さまにおすすめしてみます。

ほんとうにありがとうございました。

お礼日時：2007/01/25 08:10

No.4 回答者： semi-zzz 回答日時： 2007/01/26 09:19

＃３です。

補足です。

多分質問者のお客様は静的試験用のロードセルが動的試験に使用できるかどうかを検討したいのだと思います。

使用する試験体はもちろん弾性範囲になければなりませんし、荷重を可変にするには線形性もなければなりません。

ただし、ロードセルの出力を電圧で出力できるのなら、動的な計測器（共和電業などから出ていますし、共和電業製なら計測レンタルという会社がレンタルしてくれると思います。東京測器研究所、NEC三栄からも同様なものが出ていたと思いますが）が出ていますので、ロードセルと変位計の出力を同時計測して比較（もちろん電圧と荷重、変位の校正値、荷重と変位の換算値は既知）してみれば、１つの試験体でもできると思います。
後は載荷速度や載荷周波数を変えて調べてみることも必要かと思いますが（ロードセルに速度依存性や周波数依存性がある場合もあるので）

問題はロードセルの出力を電圧で外部出力できるかどうかです。場合によっては改造が必要かもしれませんが。

この回答へのお礼

補足頂きまして、ほんとうにありがとうございます。

お礼日時：2007/01/31 21:36

No.3 回答者： semi-zzz 回答日時： 2007/01/25 14:02

動的変位計を用いるのはどうでしょうか？

力＝バネ係数×変位

です。あらかじめバネ係数のわかっている試験体を用いて、ロードセルと変位の値を計測すれば比較できるのではないでしょうか？

この回答へのお礼

ご回答、誠にありがとうございます。

このお客さまは、ロードセルに与える力を可変にした
いというご要望なので、この方式だとバネと試験体を
複数用意する必要がありますね。

この方法も、ご提案させて頂きます。

ありがとうございました。

お礼日時：2007/01/25 23:18

No.1 回答者： guide_man 回答日時： 2007/01/25 00:27

ロードセルのピーク値を計測したいとのことですので、

下記リンク製品がいいかと思います。

参考URL：http://www.keyence.co.jp/henni/senyou/jc/index.j …

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、誠にありがとうございます。

この製品は、応答速度が早く、事象の変化を捉え続け
ることができるものなのですね。

これも、試験方法に併せてお客さまにご提案させて頂
きます。

ご回答頂きましてほんとうにありがとうございました。

お礼日時：2007/01/25 08:12