中古 昭和測器 ロードセル RCD-50KN

産業機械分野における計測・計量機において、質量や力を電気信号に変換する中心的なコンポーネントがロードセルです。物理的な変形を電気的な量に変換する仕組みを持ち、微小な重量変化から巨大な荷重までを高精度に捉えることができます。

■ ロードセルの仕組み

ロードセルの中で最も広く普及しているのが「歪（ひず）ゲージ式」です。この方式は、金属製の受感体（起歪体：きわいたい）と、その表面に接着された「歪ゲージ」と呼ばれる超薄型の電気抵抗体で構成されています。

起歪体に外力（重量や力）が加わると、起歪体自体が目に見えないレベルで微小にたわみます。これに伴い、表面に貼られた歪ゲージも一緒に伸び縮みします。金属は伸びると電気抵抗が大きくなり、縮むと小さくなるという物理特性を持っています。この抵抗値の変化によって、力の大きさを検知します。

ただし、歪ゲージの抵抗変化は非常に微小であるため、そのままではデータとして利用できません。そこで「ホイートストンブリッジ」と呼ばれる電気回路を組み、抵抗の変化を電圧の変化へと変換します。得られた微弱な電圧信号はアンプ（増幅器）によって拡大され、指示計やデータ処理装置へ送信されることで、正確な重量や力としてデジタル表示・制御に利用されます。

■ ロードセルの特徴

計量機用ロードセルの最大の特徴は、非常に高い測定精度と優れた再現性です。高精度なモデルでは、数十トンの荷重を計測しながら数十グラム単位の誤差に抑えるといった極めて高い分解能を発揮します。

また、応答速度が速い点も挙げられます。荷重がかかった瞬間にリアルタイムで電気信号へ変換するため、製造ライン上で高速に移動する製品の重量を瞬時に測定する動的計量に適しています。

過酷な産業環境に対応する高耐久性と耐環境性も重要な特徴です。水洗いや粉塵、薬品などが飛散する現場でも使用できるよう、ステンレス鋼などの高耐食性材料で密封構造化されており、保護等級IP67やIP68に対応した製品も一般的です。温度変化による測定誤差を自動で補正する温度補償機能も備わっています。

形状の多様性も特徴の一つです。設置スペースや測定方式に合わせて、ビーム型、コラム（円筒）型、S字型、ボタン型などさまざまな構造が用意されており、装置の設計に合わせて最適な形状を選択できます。

■ ロードセルの主な用途

ロードセルは、あらゆる産業における重量測定や力の制御プロセスで不可欠な存在となっています。

まず挙げられるのが、各種「工業用はかり」への適用です。工場での受入・出荷管理に用いるトラックスケールや台はかり、各種タンクやホッパーの脚部に設置して内部の原材料残量を常時モニタリングするホッパー・タンクスケールなどに広く使用されています。

製造・生産ラインにおける「インライン計測」でも重要な役割を果たします。食品や医薬品の充填工程で規定通りの量が入っているかをチェックする自動充填機や、製品が規定の重量範囲内にあるかを高速で判別して不良品を排除するウェイトチェッカー（自動重量選別機）に組み込まれています。

さらに、質量（重量）の測定だけでなく、動的な「力の測定」にも用いられます。プレス加工機における圧入力の管理、フィルムや印刷紙の製造ラインにおけるシート張力（テンション）の制御、ロボットハンドの力覚フィードバックなど、制御システムの一部として機能します。

材料の引っ張り・圧縮強さを測定する試験機や強度検査装置など、研究開発や品質保証の現場における精密測定機器にも不可欠な部品として使用されています。