【MASF2019】自作ロードセルの定格出力算出<自作精度レベル判る>

2019年は、一体型で実用アプリケーションを意識した6分力センサを目標にしてます。
一般のロードセルの仕様と比較して、自作ロードセルがどの程度の出力性能をもっているのか調べてみました。

●東京測器研究所のHP
こちらは、ひずみゲージ入門用のEゲージショップを開店されている素人さんにも目を向けて普及につとめられている専門メーカーさんです。
http://www.tml.jp/e-gaugeshop/index.html

ここは、プロ相手のビジネスをしているので、仕様書類がきちんと整備されてます。
ロードセル(ひずみゲージ式荷重変換器)の資料をみると
http://www.tml.jp/product/transducers/catalog_pdf/transducer.pdf

定格出力とは
最大荷重時のブリッジ出力電圧(ブリッジ入力電圧1Vの時)
と定義されてます。

●自作Fzセンサ(Roverbal式)を実測してみました

HX711に接続して、出力INA,INPAにテスタを接続します。

ゼロ荷重でテスター値を読んで、最大荷重、今回は、仮にダンベル2kg出てスター値を読みました。それで、定格出力を計算しました。
1Vに換算して0.275mv/Vとなりました。製品のロードセルのスペックは
1mv/V以上なので、1/4程度しかありません、しかし、2kgを5kgまで大きくすれば0.688mv/Vと製品の7割程度の定格出力が得れれます。

●定格出力(RatedOutput)を得てなにをするか
感度としての定格出力が決まると最大荷重も決まりますので
精度の良しあしの評価がでるようになります。
RO比率が基準で精度が表記されてます。
こちらのPDFにあるような性能表記を測定すれば精度が求めれます。
http://www.tml.jp/product/transducers/catalog_pdf/transducer.pdf

●代表的な製品例では

http://www.tml.jp/product/transducers/catalog_pdf/CLB-NA.pdf

非直線性=0.1%RO
ヒステリシス=0.1%RO
繰り返し性=0.1%RO
零点温度特性=0.01%RO
出力の温度特性=0,01%RO
などです。

●3DP自作ロードセルでは
特に3DPで作った場合。ゼロ点ドリフトが顕著に発生する場合が多いので
繰り返し性が悪くなります。製品の繰り返し性に比べてどのくらい悪いかを比較して
自作ロードセルがOKなのかNGなのかの判断材料となります。
●0.1%RO基準は満たしている(感じ)
非直線性、ヒステリシス、繰り返し性は0.1%ROと表示されてるのが多い。
5kgの最大荷重なので5g程度の繰り返しばらつきが普通ということです。
実際のHX711出力だと5kg荷重で8000digitくらいでますので、
0.1%なら40digit程度繰り返し誤差が発生しても普通ということです。
この程度に収まっていると思います。

●0.01%ROは厳しい
1℃あたりの%ROで表示されてますが、自作だと温度特性評価が大変なので
やらないで、0.01%ROという基準だけ使って比較すると
8000digitの0.01%ですので、0.8digitということになります。
しかし、このFzROVERBAL式ロードセルのゼロ点ドリフトは、8digit程度あるので
零点精度は10倍悪いということになります。

●以後
MASF2019では、試作したロードセルで定格出力を決定して
製品のロードセル精度%と比較して、自作精度の向上につとめたいと思います。

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