高周波PCB技術 - 負荷センサーは何ですか。

負荷センサ（一般に「負荷センサ」と呼ばれる）は、張力と圧縮力を対応する電気信号に変換する電子機器です。負荷センサは、一般に、物体の重量（例えば、家庭用または工業用台秤）を決定するために使用されるが、張力（例えば、プーリケーブルおよびロープ）を定量化するために使用されてもよいです。

負荷センサの設計や機能は異なりますが、引張力や圧力の大きさを決定するために、センサ内の抵抗や変形を測定することができます。製造業、医療、食品雑貨、自動車業界は負荷センサー技術の恩恵を受けています。

2つの簡単な負荷センサ設計は、油圧負荷センサと空力負荷センサです。油圧センサは液体を使用し、空気圧センサはガスを使用します。張力や圧縮力を加えると、液体やガスが膨張したり収縮したりして、加えられた力に比例する電気信号が生成されます。これらのセンサは通常、圧力センサの例である圧力計に直接接続されています。

負荷センサーによく見られるタイプは、ひずみゲージ負荷センサーです。歪み計は可撓性膜片とワイヤからなります。この負荷センサが圧縮または引張されると、歪計内の抵抗は比例して減少または増加します。ひずみ計負荷センサは、通常、ホイートストンブリッジ構成で配置されます（3つの既知抵抗を使用して未知の抵抗を計算するために使用される）。

図1　ホイートストンブリッジ秤量センサの概略図。

容量式負荷センサは負荷センサタイプと考えられています。それらは容量（センサが電荷を蓄積する能力）を測定して圧縮力を定量化します。容量式負荷センサは2つの導電板で構成され、負荷が変化すると、2つの導電板が互いに接近したり離れたりします。容量はプレート間の距離に応じて変化し、変化した容量は測定回路によって検出されます。

また、圧電負荷センサ（圧電効果を利用）や梁式負荷センサ（曲げたときに電気信号が発生する）もあります。

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