인장형 로드셀은 무엇이며, 어떻게 작동하나요?
인장형 로드셀은 계량분야에서 일반적으로 사용되는 로드셀의 한 분류이며 대표적인 로드셀 유형중 하나입니다. 다른 유형의 타입은 예를 들면 압축형, 빔 타입, 싱글 포인트 타입 등이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 인장형 로드셀은 주로 장력 측정 및 당기는 힘을 측정하는데 사용됩니다. 또한 대부분의 모델에서 압축력도 측정이 가능하며 양방향의 민감도를 가지고 있기 때문에 매우 다양한 활용이 가능해집니다. 인장형 로드셀은 외부에 보여지는 형태로 인해 종종 ‘S형 로드셀’로 지칭되기도 합니다. 상단과 하단 암의 장착 홀이 있으며, 매달림 계량 장치에 필수적인 축 정렬 작업을 매우 용이하게 합니다.
작동 원리
인장형 로드셀은 다른 모든 최신 로드셀과 마찬가지로 기본적으로 스트레인 게이지를 통해 힘 또는 무게를 전기 신호로 변화하는 일종의 변환 센서입니다. 하중이 가해지면 로드셀의 몸체는 금속 재질의 탄성으로 인해 휘어지게 됩니다. 따라서 로드셀의 표면에 목적에 맞게 설치, 고정된 스트레인 게이지도 몸체와 함께 늘어나거나 압축됩니다. 이로 인해 전기 저항의 변화가 나타나고 회로 전체의 전압이 변합니다. 이 효과는 초기 힘 또는 무게에 비례하여 계산될 수 있습니다.
디자인
인장형 로드셀은 매달려서 계량을 해야 하는 활용에 적합하도록 설계되었습니다. 따라서 이러한 셀은 지지 구조물에 결합된 종속장치에 축이 정렬되게 설치되어야 합니다. “S” 또는 “Z”의 형태는 이러한 기술적인 요구사항 때문입니다. 상부와 하부 암에는 나사홀이 가공되어 있으며 이는 중심축과 일직선이 되도록 합니다.
여러가지 면에서 인장형 타입의 로드셀은 특수 빔 타입 로드셀 한 종류라고 생각해도 됩니다. 중심 막대는 빔 타입 로드셀과 동일한 방식으로 작용하며, 굽힘 또는 전단 변형을 감지하기 위한 스트레인 게이지가 설치됩니다. 기존의 빔 타입 로드셀을 사용하면 한쪽 끝이 베이스에 고정이 되고, 다른 쪽은 다이빙 보드처럼 구속되지 않은 상태를 유지합니다. ‘S’형 인장형 로드셀은 양쪽 끝단이 고정 구속되지 않습니다. 다만, 한쪽 끝은 상부 암을 통해 상부 구조물과 연결되고, 반대 쪽 끝은 하부 암을 통해 하부의 장치와 연결됩니다.
로드셀에 장력이 발생하면 중앙 부분의 한쪽에서는 위로 잡아당기는 힘이 다른 한쪽에서는 아래로 끌어내리는 동일한 힘이 발생합니다. 이 힘은 내부에 설치된 스트레인 게이지에도 동일한 변형을 주게 되며 이를 통해 하중으로 변환됩니다.
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