¶ ロードセル
重量や張力を計測するためのモジュール。
ひずみゲージを剛性のある金属などに張り付けたものをロードセルとして販売しているが、回路さえ組めればひずみゲージを単体入手してロードセルを作成することも可能。
ロードセルの選び方
- 定格容量（500g、1kg、5kg、20kg…）は測りたい最大重量より少し上を選ぶ。定格の150%を超えると永久変形して使えなくなるので、常用は定格の5〜8割に収めておく。
- ひずみゲージ式の出力は概ね1mV/V前後。励磁5Vなら定格でも数mVしか出ないため、ArduinoのADCに直結はできない（分解能が足りない）。
- 配線は4線式（励磁＋/－、信号＋/－）が基本。長距離や高精度ならセンシング線付きの6線式を選ぶ。
- 形状で用途が決まる。片持ち（バー型）は小型スケール、S型は引張と圧縮の両用、ボタン型は圧縮専用、ビーム型は多点計量向き。
- 仕様の「定格温度範囲」と「温度補償範囲」は別物。屋外や温度が動く場所で使うなら両方を確認する。
- 防水（IP65など）の有無も見ておく。湿気で絶縁が落ちるとゼロ点が動く。
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Arduinoでの使い方
- ロードセルはホイートストンブリッジなので、素のままでは読めない。定番は24bit ADCのHX711で、アンプと励磁回路が入っているためロードセルとHX711だけでArduinoに繋がる。
- 配線は ロードセル→HX711（E+／E-／A+／A-）、HX711→Arduino（VCC=5V、GND、DT、SCK）。ライブラリは bogde版の
HX711が扱いやすい。 - 校正は既知の分銅で2点（例：無負荷と200g）を取り、
set_scale()に係数を入れる。読む前にtare()でゼロ点を取る。 - ノイズが乗るなら電源を安定化させる。USBの5Vより専用の5Vを使い、配線は短くする。
read_average()で複数回平均すると安定する。 - HX711のサンプリングは10Hzと80Hzをピンで切り替える。動きのある計測なら80Hz側にする。
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ひずみゲージ単体で作る場合
- BF350のような汎用箔ゲージは抵抗350Ω、ゲージ率は約2.0。1枚では温度ドリフトを打ち消せないので、4枚でブリッジを組むのが基本。
- 貼り付けは金属表面を脱脂し、ヤスリで軽く荒らしてからシアノアクリレート系接着剤で行う。厚みを一定にするためテープで押さえて硬化させる。
- リード線はゲージのタブに半田付けする。熱をかけすぎるとゲージが壊れるので、こては短時間だけ当てる。
- 引張側と圧縮側に1枚ずつ貼るとブリッジの辺が組める。残りの辺は固定抵抗か、同じゲージを貼ったダミーで埋める。
¶ 参考URL
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