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【2021年版】重量センサー メーカー5社一覧

重量センサーのメーカー5社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


重量センサーとは

重量センサーとは、対象物の重量を量るためのセンサーです。主にロードセルが用いられます。

ロードセルが主流になる以前は、機械的なレバー式の秤で重量を測定していました。レバー式の秤は、正確に測定を行うためには、校正やメンテナンスなどの手間がかかります。

ロードセル式の秤は、設計上可動部分や摩擦部分を持たないため壊れにくく、簡単なメンテナンスのみで長期間使用することが可能です。測定精度が高い、測定における温度の影響が少ないといった優れた特徴も持ち合わせており、広く普及しています。 

重量センサーの使用用途

重量センサーは重量測定を行うための機器であり、あらゆる分野で活用されています。

主要な用途としては、まず重量の計測そのものを目的とする場合が挙げられます。具体的には、病院のベッドに設置して患者の体重を量ったり、生産現場において製品の重量をチェックするといった使い方があるでしょう。

重量の検出に圧力を利用していることから、対象物にかかる負荷を測定するために利用することも可能です。たとえば乗物におけるエンジンのトルクや車輪への負荷を知るために使用されています。 

重量センサーの原理

前述の通り、重量センサーとしてはロードセルが主流です。ロードセルは出力信号の違いから、油圧式ロードセル、空気圧式ロードセル、ひずみゲージロードセルに大別されます。3つの中では、ひずみゲージを用いたロードセルが最も普及しています。

油圧式ロードセルは、ロードセルの内部に流体を充てんしたものです。ロードセルにかかる力が増加すると流体の圧力が上昇するように設計されており、流体の圧力の変化から重量を測定できます。電子部品が使われていないため危険区域でも使用でき、タンクやホッパーの重量測定に用いられています。

空気圧式のロードセルは、空気圧を検出に利用したロードセルです。ダンピングチャンバーを複数用いることで、油圧式より測定精度が向上しています。油圧式のように液体を充てんしていないため、破損の際の汚染リスクを抑えられることが特徴です。

ひずみゲージロードセルは、ロードセルにかかった力を電気信号として捉えるものです。ひずみゲージに力がかかると変形が生じ、その結果ゲージの電気抵抗が変化します。電気抵抗の変化はゲージの変形量、すなわちかかる力に比例するため、電気抵抗を観測することで重量を測定することができるのです。 

重量センサーの仕組み

重量センサーには多種の方式が開発されており、利用されています。以下に代表的なものを上げます。

ロ―ドセル : 一番多く使われている重量センサーは「ロ―ドセル」です。ロードセルは基本的に金属で出来ており、金属に応力が加わった時に起きる歪(ひずみ)を、金属に貼られた「ひずみゲージ」の変形による抵抗値の変化を測定して、電気的に変換して重量に置き換えます。重量を正確に計測する目的に向いています。

圧電素子 :水晶やセラミックによる圧電素子は、力を加えることで圧電効果により電荷が生じます。電荷の変化を測定して物体に生じるひずみを測定して重量の有無に置き換えることができます。

静電容量式 :圧力に変化に応じて変形する、二つの膜の間の静電容量の変化を計測することで重量に置き換えます。

フィルム積層タイプ :シートタイプのスイッチを応用したもので、重量を検知したり、物体が接触したことを検知します。

シートやマットタイプの重量センサー

重量の有無を検知するシート状やマット状のものも、重量センサーと呼ばれます。別名で、感圧シートやマットスイッチなどとも呼ばれます。

その構造は二枚の樹脂、ゴムなどの、重量や負荷により変形する素材を組み合わせ、組合わせ面に、圧電素子、静電容量素子、接点などを配置します。シートもしくはマットに、重量が印加されると、電気的な変化が出力され、その変化で重量の有無を検知します。代表的なものは自動ドアの扉開や、無人搬送機のバンパーに装着されて、人間との接触を検知します。

重量センサーとiot

IoT関連には多種多様なセンサーが利用されていますが、重量センサーもその一つです、例として、自動化された搬送ラインで物の有無を検知したり、自動倉庫で在庫の有無を検知することに使われています。また、重量を計測できるセンサーを使って、在庫品の量や出荷数を重量で自動的にカウントすることができ、遠隔地からのリモートでも、倉庫管理システムを運用できます。

参考文献
https://www.unipulse.tokyo/techinfo/loadcetthowto/
https://www.jp.omega.com/prodinfo/loadcells.html
https://www.dewejapan.com/daq/load-cell.html 
http://www.marusan-name.co.jp/

重量センサーのメーカー情報

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