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과학

로드셀

로드셀과학
영문명
Load cell
주요 측정량
힘 또는 하중
힘의 SI 단위
N
대표 방식
스트레인 게이지식
로드셀은 가해진 하중을 측정 가능한 신호로 바꾸는 센서다. 대표적인 스트레인 게이지 방식은 탄성체에 생기는 변형을 저항 변화로 읽어 힘을 구하며, 계량 장치와 재료 시험 등에 사용한다.

탄성체의 변형을 이용한다

힘을 받는 구조물에 스트레인 게이지를 배치하고 하중에 따른 변형을 읽는다. 게이지를 연결한 브리지 회로의 전기 신호와 힘의 관계는 교정을 통해 정한다. 게이지 하나를 아무 위치에 붙이는 것과 교정된 하중 센서를 사용하는 것은 같은 측정 조건이 아니다.

질량과 힘을 구별한다

로드셀을 사용하는 저울이 kg을 표시하더라도 센서의 하중 측정과 질량 환산은 구별한다. 질량 2 kg에 중력가속도 9.8 m/s²를 적용하면 중력에 의한 힘은 19.6 N이다. 이 계산은 다른 지지력이나 가속 효과를 제외한 예다.

설치 방향도 중요하다

압축용, 인장용 또는 양쪽 방향을 다루는 구조가 있다. 의도한 방향 외의 힘이나 모멘트가 가해지면 측정과 내구성에 영향을 줄 수 있다. 센서의 정격 숫자뿐 아니라 설치 방법과 하중 전달 경로도 확인한다.

범위와 신호 처리

용량을 정할 때 시료 하중에 더해 지지 구조물의 무게와 예상 과부하를 고려한다. 신호 처리 기능이 없는 센서는 별도의 여기 전원과 증폭, 필터 등이 필요할 수 있다. 센서 하나의 사양만으로 전체 측정 계통의 정확도가 정해진다고 보지 않는다.

관련 문서

스트레인 게이지 / 신율계 / 인장 시험 / 힘 / 질량 / 중력가속도 / 토크