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트럭 스케일(Truck Scale)과 크레인 스케일(Crane Scale)의 차이점

트럭 스케일과 크레인 스케일은 모두 무게를 측정하는 계량 장비이기 때문에, 일부 사람들은 트럭 스케일을 크레인 스케일로 부르기도 합니다. 하지만 설치 방식과 사용 목적에서 분명한 차이가 있습니다.


1. 설치 방식의 차이

  • 크레인 스케일(행잉 스케일, Hanging Scale)
    크레인 훅(갈고리)에 매달아서 사용하는 저울입니다.
    물건을 들어 올리는 동시에 무게를 측정합니다.
  • 트럭 스케일(주행형 스케일, Driving Scale)
    차량이나 크레인 구조물에 고정 설치되어 사용되는 비표준(맞춤형) 저울입니다.
    설치 위치와 구조가 현장에 따라 크게 달라집니다.

즉, 고정 도르래나 차량에 설치된 것은 트럭 스케일,
크레인 훅에 매다는 것은 크레인 스케일(훅 스케일)입니다.


2. 장비 구조 및 종류

크레인 스케일

크레인 스케일은 구조가 비교적 단순하며, 설치 공사 없이 바로 사용 가능합니다.

  • 일반 크레인 스케일
    저울 본체에 표시 장치가 직접 부착된 방식
  • 무선 크레인 스케일
    저울 본체 + 별도의 표시기(계기)로 구성
    → 무게 누적, 출력, 인쇄 등의 기능 가능

트럭 스케일

트럭 스케일은 비표준(맞춤 제작) 저울로,
주로 크레인과 결합되어 사용됩니다.

  • 제철소, 주조 공장 등에서
    래들(ladle), 쇳물 용기, 파이프, 코일, 전자석 흡착물 등의 무게 측정에 사용
  • 고정밀 계량
  • 과부하 경보, 과부하 보호 기능 등 특수 기능 탑재

3. 사용 분야의 차이

크레인 스케일 사용 장소

  • 공장
  • 광산
  • 화물 야적장
  • 항만, 부두
  • 창고

물건을 들어 올리거나 적재하면서 동시에 계량할 수 있어 작업 효율이 높음
금속, 화학, 석탄, 건자재, 경공업, 운송, 전력, 건설 현장, 물류 창고 등에서 폭넓게 사용


트럭 스케일 사용 특징

  • 대형·초대형 중량 계량에 사용
  • 대형 크레인과 함께 사용되는 경우가 많음
  • 대용량 계량이 가능하지만
    • 설치 비용이 매우 높고
    • 설치 시 안전성이 상대적으로 낮아질 수 있음

4. 핵심 차이 요약

구분크레인 스케일트럭 스케일
설치 방식크레인 훅에 매달아 사용차량·구조물에 고정 설치
표준 여부표준 제품비표준(맞춤 제작)
사용 편의성설치 없이 즉시 사용설치 공사 필요
주요 용도일반 하중 계량대형·특수 중량 계량
비용비교적 저렴고가
안전성비교적 높음대형 설치 시 안전 관리 필요

정리하면

  • 빠르고 간편한 계량 → 크레인 스케일
  • 대형·고정밀·특수 작업 → 트럭 스케일

용도와 현장 조건에 따라 적절한 장비를 선택하는 것이 가장 중요합니다.

로드셀(Load Cell)의 적용 분야는 무엇인가요?

로드셀의 30가지 활용 사례

로드셀은 힘(force)이나 무게(weight)를 측정하는 장치로, 매우 다양한 산업 분야에서 사용됩니다. 다음은 로드셀이 사용되는 대표적인 30가지 응용 분야입니다.


로드셀의 주요 응용 분야 30가지

  1. 산업용 저울
  2. 트럭 저울 및 계근대
  3. 탱크 및 사일로 무게 측정
  4. 재료 시험기
  5. 크레인 및 호이스트 시스템
  6. 컨베이어 벨트 계량
  7. 포장 및 충진 기계
  8. 인장 및 압축력 측정
  9. 의료 장비 및 기기
  10. 항공우주 및 항공 시험
  11. 자동차 시험 및 연구
  12. 로봇 및 자동화 시스템
  13. 해양 및 조선 산업
  14. 광산 및 채석 장비
  15. 구조물 시험 및 분석
  16. 교량 및 댐 모니터링
  17. 철도 계량 시스템
  18. 농업 기계 및 장비
  19. 식음료 생산
  20. 제약 제조
  21. 폐기물 처리 및 재활용
  22. 제지 및 펄프 산업
  23. 건설 및 건축 자재
  24. 물류 및 자재 취급
  25. 스포츠 및 피트니스 장비
  26. 석유 및 가스 탐사
  27. 에너지 생산 및 공급
  28. 연구개발(R&D) 실험실
  29. 환경 모니터링 및 분석
  30. 교육 및 훈련용 장비

주요 응용 분야 설명

1. 산업용 저울

로드셀은 작업대 저울, 플랫폼 저울, 바닥 저울 등 산업 현장에서 물체나 자재의 무게를 정확하게 측정하는 데 사용됩니다.

2. 트럭 저울 및 계근대

트럭과 화물의 총중량을 측정하여 물류 관리, 운송 비용 산정, 법규 준수에 활용됩니다.

3. 탱크 및 사일로 계량

식품, 화학, 농업 산업에서 원재료 재고 관리와 공정 제어를 위해 사용됩니다.

4. 재료 시험기

인장, 압축, 굽힘 시험 시 시편에 가해지는 힘을 측정하여 재료의 기계적 특성을 분석합니다.

5. 크레인 및 호이스트

들어 올리는 하중을 실시간으로 측정하여 과부하를 방지하고 안전을 확보합니다.

6. 컨베이어 벨트 계량

이송 중인 자재의 무게를 측정하여 생산량 관리 및 요금 산정에 활용됩니다.

7. 포장 및 충진 기계

제품을 일정한 무게로 정확히 포장하기 위해 사용됩니다.

8. 인장·압축력 측정

당기는 힘과 누르는 힘을 측정하여 품질 관리 및 연구에 활용됩니다.

9. 의료 장비

환자 체중계, 재활 장비, 의족·의수, 의료 연구용 힘 측정 장비 등에 사용됩니다.

10. 항공우주 및 항공 시험

항공기 날개, 착륙 장치, 엔진 부품의 하중과 피로 시험에 사용됩니다.

11. 자동차 시험

충돌 시험, 서스펜션 테스트, 차량 성능 평가에 활용됩니다.

12. 로봇 및 자동화

로봇의 그립력, 조립 힘, 들어 올리는 힘을 제어하고 모니터링합니다.

13. 해양 및 조선 산업

계류 시스템, 리깅, 선박 구조물의 하중 측정에 사용됩니다.

14. 광산 및 채석

컨베이어, 분쇄기 등에 걸리는 하중을 측정하여 장비 보호와 효율을 높입니다.

15. 구조물 시험

건물, 교량, 구조물의 하중 시험과 안전성 평가에 사용됩니다.

16. 교량 및 댐 모니터링

장기적인 하중 변화를 측정하여 구조물 상태를 감시합니다.

17. 철도 계량

열차와 화물의 무게를 측정하여 안전 운행과 요금 계산에 활용됩니다.

18. 농업 장비

곡물 저장, 사료 급여, 수확량 분석에 사용됩니다.

19. 식음료 산업

원료 계량, 배합, 포장 공정에서 정확한 중량 관리를 합니다.

20. 제약 제조

정확한 성분 계량으로 품질과 규정을 만족시킵니다.

21. 폐기물 및 재활용

쓰레기 차량, 압축기, 분류 시스템에서 무게 측정에 사용됩니다.

22. 제지 및 펄프 산업

종이 생산 중 장력 및 롤 무게를 측정하여 품질을 유지합니다.

23. 건설 산업

크레인, 리프팅 장비, 비계의 하중을 측정하여 안전을 확보합니다.

24. 물류 및 자재 취급

팔레트 저울, 컨테이너 계량 등 물류 최적화에 활용됩니다.

25. 스포츠 및 피트니스

운동 기구, 힘 측정 플레이트, 트레이닝 장비에 사용됩니다.

26. 석유 및 가스

시추 장비, 파이프 장력, 하중 관리에 활용됩니다.

27. 에너지 산업

풍력 터빈, 발전 설비, 송전선 장력 측정에 사용됩니다.

28. 연구개발 실험실

각종 실험과 제품 개발에서 정확한 힘 측정에 필수적입니다.

29. 환경 모니터링

바람, 수류, 지진 등 자연 현상으로 인한 힘을 측정합니다.

30. 교육 및 훈련

힘과 무게의 원리를 교육하기 위한 실습 장비로 활용됩니다.

방폭형 센서 로드셀의 작동 원리 소개

가연성 및 폭발성 환경에서는 일반적으로 방폭형 계량 센서(로드셀)를 사용하는 것이 바람직합니다. 폭발 사고를 방지하기 위해 우리는 보통 방폭 요구 사항을 충족하는 제품을 선택합니다. 계량용 로드셀 센서의 방폭 방식은 주로 폭발성 가스 제어, 폭발 제어, 점화원 제어의 세 가지로 나눌 수 있습니다. 아래에서는 방폭형 로드셀 센서의 작동 원리를 간단히 소개합니다.

1. 폭발성 가스 제어

이 방식의 작동 원리는 폭발성 가스가 없는 깨끗한 공기 또는 불활성 가스를 밀폐된 방폭 박스 내부에 주입하는 것입니다. 박스 내부의 공기 압력은 외부보다 약간 높게 유지됩니다.

계량용 로드셀 센서는 이 박스 내부에 설치되어 외부의 폭발성 가스로부터 효과적으로 보호됩니다. 이 방식은 폭발 가능성을 차단하여 우수한 방폭 효과를 제공합니다.

2. 폭발 제어

이 방식은 Exd 규격을 기반으로 합니다.
계량용 로드셀 센서의 외함은 방폭 표준에 따라 설계되며, 계측기 또한 방폭 규격 외함을 적용합니다. 모든 구조, 제조 및 조립 공정은 관련 규정을 엄격히 준수하여 제작됩니다.

이러한 설계를 통해 외함 내부에서 폭발이 발생하더라도, 그 에너지가 외부의 위험한 가스 환경을 자극하거나 폭발을 유발하지 않도록 합니다.

방폭 및 내압 설계 기준은 매우 엄격하며, 조립·배선·유지보수 작업 또한 엄격한 절차를 요구합니다. 이 방식은 작업 시 전원을 차단해야 하는 경우가 많지만, 많은 현장에서 여전히 효과적이고 신뢰성 높은 방폭 방법으로 사용되고 있습니다.

3. 점화원 제어

이 방식의 작동 원리는 절연 배선을 사용하고, 로드셀 센서의 전원 분배를 제어하여 현장 센서에 공급되는 전기 에너지를 제한하는 것입니다.

즉,

  • 점화 스파크를 발생시킬 만큼의 에너지를 생성하지 않도록 하고
  • 계측기 표면 온도가 폭발을 유발할 정도로 상승하지 않도록
    전기 에너지를 제한합니다.

표준에 따르면, 안전 배리어에 연결된 장비에 고장이 발생할 경우에도 실제 방폭 조치를 통해 위험 장소에서의 안전을 보장해야 합니다. 사용 환경과 시스템 구성에 따라 본질 안전형 또는 내압 방폭형 센서와 계측기를 선택해야 하며, 공급업체로부터 방폭 인증서를 반드시 요구해야 합니다.

트랜스듀서 제작을 위한 스트레인 게이지 선택 방법

트랜스듀서를 만들 때 스트레인 게이지를 선택하려면 기술적 요구사항, 사용 환경, 적용 목적을 종합적으로 고려해야 합니다. 아래는 단계별로 정리한 방법입니다.


1. 적용 요구사항

  • 측정 종류
    정적인 힘인지, 동적인 힘인지, 압력, 토크, 가속도 등 무엇을 측정할 것인지 결정합니다.
  • 민감도 요구
    아주 작은 변형을 측정해야 하면 고감도(반도체 게이지)를 사용하고, 일반적인 범위에서는 와이어/포일 게이지가 적합합니다.
  • 주파수 응답
    진동처럼 빠르게 변하는 신호를 측정할 경우, 고주파 응답이 가능한 게이지가 필요합니다.
  • 피로 수명
    반복 하중이 있는 경우에는 피로에 강한 재질(콘스탄탄, 카르마 합금 등)을 사용합니다.

2. 스트레인 게이지 종류

  • 포일 게이지
    가장 많이 사용됨. 내구성이 좋고 설치가 쉬우며, 정적 또는 저주파 측정에 적합합니다.
  • 와이어 게이지
    고온 환경에서 사용 가능하지만 깨지기 쉬워 거친 환경에 사용됩니다.
  • 반도체(피에조저항식) 게이지
    매우 민감하고 작지만, 온도 변화에 약하고 노이즈에 민감합니다.

3. 재질 특성

  • 게이지 팩터(GF)
    변형 대비 저항 변화 비율입니다. 값이 높을수록 민감도가 높습니다.
    (금속: 약 2~5, 반도체: 100 이상)
  • 온도 계수
    측정 대상 재질과 열팽창 특성이 맞는 게이지를 선택해야 합니다.
    (온도 보상형 게이지 사용 권장)
  • 인가 전압
    보통 DC 5~10V를 사용하며, 전압이 높을수록 신호는 좋아지지만 발열에 주의해야 합니다.

4. 환경 조건

  • 온도
    온도 보상형 게이지나 휘트스톤 브리지를 사용합니다.
  • 습기 / 화학물질
    에폭시나 폴리이미드 코팅 등 보호 코팅이 필요합니다.
  • 진동 / 충격
    접착력이 강한 포일 게이지를 사용하는 것이 좋습니다.

5. 브리지 구성 방식

  • 쿼터 브리지
    구조는 단순하지만 감도가 낮고 외부 저항이 필요합니다.
  • 하프 브리지
    2개의 게이지를 사용하여 온도 보상이 더 좋습니다.
  • 풀 브리지
    감도와 안정성이 가장 뛰어나며, 로드셀에 가장 많이 사용됩니다.

6. 크기와 설치

  • 게이지 크기
    변형이 발생하는 영역에 맞춰 길이와 폭을 선택합니다.
    (예: 좁은 공간 → 1mm 게이지)
  • 접착제
    고온 경화형 접착제(M-Bond 610 등)를 사용합니다.
    표면 세척과 연마가 매우 중요합니다.

7. 신호 처리

  • 증폭
    공통 모드 제거비(CMRR)가 높은 계측 증폭기를 사용합니다.
  • 노이즈 필터링
    저역통과 필터로 고주파 노이즈를 제거합니다.
  • 교정
    정확도를 유지하기 위해 정기적인 교정이 필요합니다.

8. 비용과 수급

성능과 예산의 균형이 중요합니다.
포일 게이지는 대부분의 용도에서 경제적이며, 반도체 게이지는 고감도가 필요한 특수 용도에 적합합니다.


9. 제조사 및 규격

  • 주요 제조사: HBM, Vishay, Top Sensor 등
  • 규격: ISO / IEC 등 관련 산업 표준 준수 여부 확인

예시 선택 절차

  1. 측정할 물리량 정의 (예: 축의 토크)
  2. 예상 변형률 계산 (ε = ΔL / L)
  3. 게이지 종류 선택 (정적 → 포일, 동적 → 반도체)
  4. 온도 보상 방식 결정
  5. 휘트스톤 브리지 설계 (로드셀 → 풀 브리지)
  6. 실제 조건에서 테스트 및 교정

스트레인 게이지 센서 (Strain Gauge Sensor)

물리 측정에서 변형(strain) 이란 어떤 물질에 힘이 가해졌을 때 발생하는 형태의 변화량을 말합니다.
쉽게 말해, 변형이란 힘이나 압력 때문에 물체의 모양이 변하는 것이며,
이 변형이나 모양의 변화를 측정하는 센서를 스트레인 게이지 센서라고 합니다.

가해진 힘을 전기 저항의 변화로 감지하는 방식의 센서는
저항식 스트레인 게이지 센서라고 합니다.


스트레인 게이지 센서는 어디에 사용되나요?

스트레인 게이지는 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
주로 힘, 압력, 장력, 무게와 같은 물리량을 전기적으로 측정하는 데 사용됩니다.

주요 사용 분야는 다음과 같습니다.

  • 압력 센서
  • 토크(회전력) 센서
  • 로드셀
  • 위치 센서 등

스트레인 게이지의 종류

  • 접착형 저항 스트레인 게이지
  • 포일(금속 박막) 저항 스트레인 게이지
  • 카본(탄소) 저항 스트레인 게이지
  • 반도체 스트레인 게이지

스트레인 게이지 선택 기준

스트레인 게이지를 선택할 때 고려해야 할 주요 요소는 다음과 같습니다.

  • 사용 온도
  • 안정성 요구 조건
  • 측정하려는 변형의 종류

또한 캐리어 재질, 접착제, 그리드 합금, 보호 코팅의 선택도
적용 성공에 매우 중요한 역할을 합니다.

종류를 선택한 후에는 다음 항목들도 반드시 확인해야 합니다.

  • 게이지 길이
  • 캐리어 재질
  • 그리드 저항
  • 게이지 패턴 내 게이지 수
  • 게이지 배열 방식
  • 변형 감지 합금 및 게이지 폭
  • 솔더 탭(납땜 단자) 종류
  • 솔더 탭 구성 방식

스트레인 게이지의 정확도

실제 센서로 사용 시에는 스트레인 게이지 재질과
측정 대상 물체의 탄성 한계로 인해 제약이 있습니다.
또한 매우 작은 저항 변화를 높은 정확도로 측정해야 합니다.

이러한 고정밀 측정을 위해 가장 많이 사용되는 회로가
휘트스톤 브리지(Wheatstone Bridge) 입니다.

스트레인 게이지의 정확도 등급은 제조사에 따라 다릅니다.
예를 들어 BF350-3AA 저항식 스트레인 게이지는
정확도 등급이 0.02로, 측정 오차가 0.02%임을 의미합니다.

방폭형 바닥저울(플랫폼 스케일)의 주요 원리 개요

방폭형 바닥저울의 기본 원리

방폭형 바닥저울(플랫폼 스케일)의 핵심 방폭 원리는 격리, 감압, 전류 제한, 밀폐, 광섬유 통신 등의 기술을 활용하여 시스템 내에서 발생할 수 있는 위험 요소를 제거하거나 차단하는 데 있습니다.
여기에는 전기 단락으로 인한 스파크, 정전기 마찰 스파크, 고온 에너지 집중 등 폭발을 유발할 수 있는 요인이 포함됩니다. 이러한 요소들을 제어함으로써 폭발 위험 환경에서도 안전하게 저울을 사용할 수 있도록 합니다.

폭발이 발생하는 기본 조건

산업 현장에는 다음과 같은 폭발 조건이 객관적으로 존재하는 경우가 많습니다.

  • 가연성 물질
    지하 탄광의 약 2/3, 화학 산업 생산 작업장의 80% 이상에서 가연성·폭발성 물질이 존재함
  • 산소(O₂)
    공기 중에 항상 존재
  • 점화원
    전기 설비 사용 중 발생하는 전기 스파크, 마찰 스파크, 정전기 스파크, 기계적 마모, 고온 등
    특히 장비 이상이나 전기적 고장 시 발생 가능성이 높음

가연성 물질과 산소가 폭발 한계 농도 범위에 있을 때, 점화원이 존재하면 폭발이 발생하게 됩니다.

방폭형 바닥저울 선택 시 유의사항

  • 방폭 전기 장비의 방폭 방식 선택은 폭발 위험 구역(zone)과 직접적으로 관련됨
  • 방폭 방식은 가스 등급 및 온도 그룹과는 별개이므로,
    • 사용 환경의 폭발 구역
    • 폭발성 가스의 등급
    • 온도 그룹
      을 함께 고려해야 함

이러한 요소를 종합적으로 검토해야만, 선택한 방폭형 바닥저울이 사용 환경에 적합하고 안전성과 신뢰성을 동시에 만족할 수 있습니다.

방폭형 전자저울의 설계 원리 및 주의사항 분석

산업용 방폭 전자저울의 적용 환경에는 탄광 환경이나 화학 환경과 같은 특수한 장소가 포함됩니다. 이러한 환경의 가장 큰 특징은 가연성·폭발성 가스가 다량 존재한다는 점입니다. 장비 사용 시의 안전성과 작업자의 인명 안전을 보장하기 위해, 이러한 환경에서 사용되는 전자저울은 반드시 방폭 인증을 받아야 합니다. 또한 전자 엔지니어로서 실제 사용 환경에 맞추어 합리적인 설계를 수행해야 합니다.

그렇다면 회로 설계 과정에서 어떤 사항에 주의해야 할까요? 아래에서는 여러 가지 방폭 방식의 원리를 분석하여, 설계 시 유의해야 할 핵심 사항을 정리합니다.

1. 본질안전형 전자저울의 방폭 원리 분석

전류로 인해 발생하는 열, 스파크, 아크(arc)는 폭발성 가스 혼합물을 폭발시키는 주요 점화원입니다.
본질안전 회로의 방폭 원리는 간단히 말해, 회로의 전기적 파라미터를 제한하거나 특정 보호 조치를 적용함으로써 전류에 의해 발생하는 열 효과와 스파크 및 전극 방전 에너지를 약화시키는 것입니다. 이를 통해 회로 시스템이 정상 상태이거나 고장 상태일지라도 발생하는 열과 스파크가 폭발성 가스 혼합물을 점화하지 못하도록 합니다.

특히 에너지 저장 소자인 커패시터와 인덕터의 용량과 인덕턴스에 주의해야 합니다.
인덕터는 전류 특성상 전원이 인가될 때 전류의 흐름을 방해하며, 전원이 차단될 때 커패시터는 전류에 대해 자유 회로(프리휠링) 효과를 나타냅니다. 따라서 회로 설계 시 장비의 전원 ON/OFF 과정에서 인덕턴스와 커패시턴스가 장비에 미치는 영향을 면밀히 분석하여, 다음과 같은 요소를 최대한 낮춰야 합니다.

  • 스파크 에너지 최소화
  • 전류 에너지 감소
  • 화염 크기 축소
  • 온도 상승 억제

전원이 인가될 때 인덕터에 에너지가 저장되고, 전원이 차단될 때 커패시터가 방전되면서 이 두 요소가 결합되면 장비 차단 시 스파크 강도가 크게 증가할 수 있습니다.

따라서 설계 과정에서 사용되는 전자부품을 방폭용 부품으로 명확히 선정하고, 회로의 관련 파라미터가 규정 범위 내에 있도록 해야 합니다. 구체적인 수치는 관련 표준을 참고해야 하며, 예를 들어 전류 요구 사항은 다음과 같습니다.

  • 정격 전압일 때
    I = (0.45 × 9 − 0.7) / (34 + 10) = 76.1 mA
  • 다른 전압 값일 때
    I = (0.45 × 10.8 − 0.7) / (34 + 10) = 94.5 mA

2. 내압 방폭형(Flameproof) 전자저울의 방폭 설계

내압 방폭형 전자저울의 방폭 원리는 다음과 같습니다.
전자저울의 활전 부품을 특수한 외함(케이스) 안에 배치하여, 내부에서 발생하는 스파크와 아크가 외부의 폭발성 혼합 가스와 접촉하지 않도록 차단합니다.

또한 이 외함은 내부로 유입된 폭발성 혼합 가스가 전자저울 부품의 스파크나 아크에 의해 폭발하더라도, 그 폭발 압력을 견디며 외함이 파손되지 않도록 설계됩니다. 동시에 폭발 생성물이 외함 밖으로 전달되어 외부의 폭발성 가스를 점화시키는 것도 방지합니다.

이러한 특수 외함을 “내압 방폭 외함(Flameproof Enclosure)”이라고 하며, 이를 적용한 전자저울 장비를 내압 방폭형 전자저울이라 합니다.
내압 방폭형 전자저울은 방폭 성능이 우수하여 탄광 지하 등 폭발 위험 작업장에서 널리 사용되며, 방폭 표시는 “d”로 표시됩니다.

3. 안전증가형 전자저울의 방폭 설계

안전증가형이란, 정상 작동 조건에서 폭발성 혼합물을 점화할 수 있는 아크, 스파크 또는 고온을 발생시키지 않는 전기 장비를 의미합니다. 또한 정상 운전 및 허용 과부하 조건에서도 이러한 현상이 발생하지 않도록 추가적인 안전 조치를 취한 전자저울 장비를 말합니다.

즉, 안전증가형 설계의 전제 조건은 정상 작동 시 스파크, 아크 또는 위험한 온도가 발생하지 않는 것이며, 정격 전압이 11kV 이하인 전자저울 장비 및 부품은 안전증가형으로 설계할 수 있습니다.

이 방폭 구조는 모터, 변압기, 조명기구, 계량용 접속함(정션 박스) 등에 주로 적용됩니다.
안전증가형 전자저울은 본질안전 규정 외에도 일반 요구 사항에 대한 관련 규정을 함께 충족해야 합니다.

주의할 점은, “안전증가형”이라는 명칭이 절대적으로 더 안전하다는 의미는 아니라는 것입니다. 안전증가형이라는 표현은 설계 목적을 나타낼 뿐이며, 실제 안전성은 장비 자체의 성능과 운용 방식, 그리고 사용 환경의 안전 수준에 따라 결정됩니다.

축중량 저울의 계량 도구

축중량 저울은 우리 계량 도구 중 하나입니다. 전체 과정의 이름은 축중량 측정 부기계(dynamic 및 정적 전자 저울)로 불리기도 하는데, 이름이 다소 혼동스럽습니다. 기억할 점은 그냥 축중량 저울이라고 부르면 된다는 것입니다.

이 축중량 저울은 주로 고정밀 녹슬지 않는 강철 기둥형 계량 센서와 짧은 플랫폼 저울, 그리고 일부 고급형 모델에는 지능형 LCD 디스플레이로 구성됩니다. 동적 계량 장치가 포함된 모델도 있으며, 일부는 프린터와 직접 연결되기도 합니다. 기본적인 축중량 저울은 이러한 구성 요소로 이루어져 있습니다.

축중량 저울의 무게 계산 원리

축중량 저울의 원리는 전자 플랫폼 저울과 비슷하며, 현재 시중에 판매되는 대부분의 전자식 계량 장치가 이 원리를 사용합니다.

  1. 측정 시작: 물체가 축중량 저울 위에 놓이면 저울에 힘이 가해집니다.
  2. 센서 전달: 이 힘은 저울의 센서로 전달되어 센서가 변형됩니다.
  3. 신호 변환: 센서 변형에 따라 신호가 저항기에 전달되고, 저항기의 크기에 따라 전류 신호가 달라집니다.
  4. 신호 처리: 전류는 집적 회로(IC) 로 전달되고, IC에 내장된 프로그램이 데이터를 분석합니다.
  5. 결과 출력: 분석 결과는 계산기로 전달되어, 계산기는 봉인기, 프린터 등 목적에 맞는 장치에 명령을 내립니다.
  6. 화면 표시: 동시에 계산기는 신호를 문자로 변환하여 전자 디스플레이 화면에 표시합니다.

이 과정을 통해 물체의 무게가 정확하게 계산됩니다.

Что такое датчик перемещения? (Принцип работы лазерного датчика перемещения

Лазерный датчик перемещения работает на основе триангуляции и используется для определения величины смещения объекта с помощью комбинации источника света и линейного изображения датчика.

Что такое лазерный датчик перемещения?

Принцип измерения лазерного датчика перемещения основан на триангуляции и осуществляется с помощью комбинации источника света и линейного изображения датчика (Linear Image Sensor) для определения величины смещения.

В лазерных датчиках перемещения Panasonic Device SUNX в качестве источника света используется полупроводниковый лазер, свет которого через объектив проецируется на объект.

Часть отражённого от объекта луча света проходит через приёмный объектив и создаёт световое пятно на линейном изображении датчика. При перемещении объекта световое пятно также смещается на линейном изображении, и по изменению его положения определяется величина смещения объекта.

В приёмных устройствах, помимо линейного изображения датчика (Linear Image Sensor), также используются позиционные датчики (PSD: Position Sensitive Device).

Линейный изображающий датчик способен детектировать интенсивность света по отдельным ячейкам, поэтому даже при неравномерном распределении светового пятна, вызванном характеристиками поверхности объекта, он может более точно определить положение пика интенсивности света, значительно снижая ошибки, связанные с влиянием поверхности объекта.

С другой стороны, позиционный датчик (PSD) может предоставить информацию только о положении центра интенсивности всего светового пятна, поэтому точность измерения ниже, однако он обладает преимуществами, такими как упрощённая внутренняя схема.

원리: VПринцип: в случае V-образного паза (метод с использованием линейного изображения датчика)

Измеряется положение пика светового пятна, поэтому отсутствует влияние вторичных отражений, и ошибки не возникают.

<Метод PSD>

Измеряется положение центра интенсивности всего светового пятна, поэтому возможны ошибки, вызванные вторичными отражениями.

Особенности

Обнаружение возможно безконтактным способом — поскольку в качестве среды используется свет и контакт с объектом отсутствует, ни объект, ни датчик не повреждаются, что обеспечивает долговечное использование.Время отклика короткое — так как в качестве среды используется свет и устройство полностью построено на электронной схеме, время отклика быстрое, что позволяет легко работать на высокоскоростных линиях.
Обеспечивается высокая точность измерений — благодаря точной оптической системе и электронным технологиям достигается точность до 0,01 мкм (серия HL-C2).Возможна адаптация к рабочему объекту — для мелких объектов, таких как выводы микросхем (IC), используется маленькое точечное световое пятно, а для диффузно отражающих поверхностей, таких как резаные поверхности, применяется линейное световое пятно, обеспечивая стабильное обнаружение.

Правильное использование

В случае значительной разницы в материале и цвете
При измерении перемещений объектов с резко отличающимися материалами и цветами, как показано на рисунке ниже, прикрепление специального покрытия позволяет минимизировать ошибку измерения.
Измерения в ограниченных пространствах или на неровных поверхностях
При проведении измерений перемещения в ограниченных пространствах или внутри отверстий, пожалуйста, устанавливайте устройство так, чтобы оптический путь от источника света до приёмника не был заблокирован. 
Измерение вращающихся частей
При измерении вращающихся деталей, как показано на рисунке ниже, прикрепление устройства позволяет подавить влияние вертикальных колебаний и смещений положения, обеспечивая точное измерение. 
В случае тёмных объектов и недостатка освещения
При измерении перемещения тёмных объектов с низкой отражательной способностью количество света, поступающего на приёмник, уменьшается, что приводит к ослаблению сигнала, получаемого от PSD, и снижению разрешающей способности.
В таких случаях, чтобы увеличить приём света, прикрепляйте устройство, как показано на рисунке ниже. 
В случае наличия ступенек
Если на движущемся объекте имеются ступенчатые неровности, прикрепление устройства, как показано на рисунке ниже, позволит уменьшить влияние краёв ступенек и провести точное измерение. 
Установка сенсорной головки на стену
Чтобы многократные отражения от стены не попадали на приёмник, установите сенсорную головку, как показано на рисунке ниже.
Кроме того, если отражательная способность стены высока, рекомендуется использовать матовый чёрный цвет, что будет эффективно. 

What is a Displacement Sensor? (Principle of Laser Displacement Sensor)

레이저 변위 센서는 삼각 측량을 응용한 방식으로 동작하며, 투광 소자와 리니어 이미지 센서의 조합을 통해 대상물의 변위량을 검출하는데 사용됩니다.

레이저 변위 센서란?

레이저 변위 센서의 측정 원리는 삼각 측량을 응용한 방식으로 투광 소자와 리니어 이미지 센서(Linear Image Sensor)의 조합으로 측정(변위량 검출) 수행합니다.  파나소닉 디바이스 SUNX 레이저 변위 센서의 투광 소자에는 반도체 레이저가 이용되고 있고 그 빛은 투광 렌즈를 통해서 집광되어 대상물에 투사됩니다.

이때 대상물에서 반사된 광선의 일부는 수광 렌즈를 통해 리니어 이미지 센서 상에 광스폿을 만들고 대상물이 이동하면 리니어 이미지 센서 상의 광스폿도 이동하므로 그 위치 변화를 검출하여 대상물의 변위량을 검출할 수 있습니다.

수광 소자에는 리니어 이미지 센서 이외에도 위치 검출 소자 (PSD:Position Sensitive Device)를 사용한 것이 있습니다. 리니어 이미지 센서는 셀별 수광량을 검출할 수 있어 대상물 표면의 영향에 따라 스폿 내에 광량의 불균일이 있어도 보다 정확하게 광량의 피크 위치를 검출할 수 있어 대상물 표면의 영향에 따른 오차를 대폭 줄일 수 있습니다.

한편, 위치 검출 소자(PSD)에서는 광스폿 전체의 광량 중심 위치만의 정보 밖에 얻을 수 없기 때문에 측정의 정밀도는 떨어지지만 내부 회로를 간소화할 수 있는 등의 장점이 있습니다.

원리: V자 홈의 경우<리니어 이미지센서 방식>

스폿광의 피크 위치를 측정하므로 2차 반사광의 영향을 받지 않아 오차가 발생하지 않습니다.

<PSD방식>

스폿광 전체 광량의 중심을 위치 정보로 측정하므로 2차 반사광에 의한 오차가 발생합니다.

특    징

비접촉으로 검출이 가능하다빛을 매체로 하여 대상물에 닿지 않고 검출하므로 대상물이나 센서도 전혀 손상되지 않고 장기간 사용이 가능합니다. 응답 시간이 짧다고속의 빛을 매체로 하여 모두 전자회로로 구성되어 있어 응답시간이 짧고 고속라인에서도 편하게 대응할 수 있습니다.
고정밀 검출이 가능하다정밀한 광학계와 전자 회로 기술로 최고 0.01μm (HL-C2 시리즈)의 정밀도까지 실현합니다.워크에 맞춘 검출이 가능하다IC의 발핀과 같은 미소 물체에는 미소 스팟 광, 절삭면 등의 난반사면에는 라인 스팟 광을 이용하여 안정적인 검출

정확한 사용법

재질·색상 차이가 있을 경우이동하는 대상물의 재질 및 색상이 극단적으로 다른 변위 측정을 할 경우 아래 그림과 같이 부착함으로써 측정 오차를 최소화할 수 있습니다.
협소 장소나 요철부에서의 측정협소한 장소나 구멍 안에서 변위 측정을 실시하는 경우, 투광부로부터 수광부까지의 광로를 차단하지 않도록 설치해 주세요. 
회전체의 측정회전체를 측정하는 경우 아래 그림과 같이 부착함으로써 회전체의 상하 흔들림이나 위치 어긋남 등의 영향을 억제하여 측정할 수 있습니다. 흑색 물체·광량 부족의 경우반사율이 낮은 흑색 물체의 변위 측정을 할 경우, 수광부에서의 광량이 감소하여 PSD로부터 얻어지는 신호가 작아져 분해능의 저하를 초래합니다.이러한 경우, 수광량을 많이 하기 위해서 아래 그림과 같이 부착해 주세요. 
단차가 있는 경우이동하는 대상물에 단차가 있을 경우 아래 그림과 같이 부착하면 단차 가장자리의 영향을 줄여 측정할 수 있습니다. 센서 헤드를 벽면에 설치하는 경우벽면에서의 다중 반사광이 수광부에 입광하지 않도록, 아래 그림과 같이 달아 주세요.또한 벽면의 반사율이 높은 경우에는 광택이 없는 검은색으로 만들면 효과적입니다. 

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