로드셀 이란 무게를 숫자로 표시하는 전자저울에 필수적인 무게측정 소자입니다. 그 원리는 압력이 가해지면 물체에 변형이 일어나는
현상을 이용하여 이 변형량을 변형측정장치가 측정한 다음 전기신호로 전환시킨 뒤 컴퓨터를 이용하여 디지털 신호로 바꿔서 가해진
압력을 숫자로 표시합니다. 압력이란 단위 면적당 가해진 힘이고 힘은 질량과 가속도의 곱이기 때문에 측정된 압력을 힘으로 전환하여
질량가속도(9.8 m/sec2) 으로 나누면 가해진 압력에 해당하는 무게를 구할 수 있습니다. 로드셀은 이렇게 압력이나 힘, 또는 물체의 무게를 측정하는 데 많이 응용되며 특히 전자저울에는 필수적인 요소입니다.
일 반적으로 로드셀은 스트레인 게이지(Strain Gage)식 로드셀을 의미합니다. 스트레인 게이지란 금속 탄성체에 하중이 가해졌을 때 탄성체의 변형량(스트레인)을 전기저항의 변화를 이용하여 측정하는 것으로써 탄성체의 변형량은 하중의 크기에 비례하고 탄성체의 전기 저항은 그 변형량에 비례하는 원리를 이용합니다. 이때 저항값의 변화는 변형량에 의해서만 나타나지 않고 온도나 습도에 따라 변할 수도 있으므로 이에 대한 보정이 반드시 필요하며, 이러한 보정 기술이 로드셀의 좋고 나쁨의 기준이 됩니다.
로드 셀의 종류에는 기둥형, 환상형, 휨형, 전단형 등이 있습니다. 기둥형 로드셀은 원통형으로 생겼으며, 위에서 아래로 하중을 가하는 종류로 2장의 스트레인 게이지를 종과 횡으로 부착하여 즉정하는 방식으로 대용량의 로드셀제작에 용이하는 장점이 있으나, 정밀도가 낮으며, 비스듬하게 가해지는 하중에 대해 오차가 큽니다. 환성형 로드셀은 둥근 원형의 내면에 4장의 스트레인 게이지를 부착한 형태로 원통형보다 정밀도가 높은 장점이 있고 방향도 인장, 압축형 모두 사용이 가능하지만 대용량 및 소용량의 제작이 어렵다는 단점이 있습니다. 휨형 로드셀은 사각 막대의 한쪽이나 양쪽을 지지하여 휘어지는 양을 측정하는 방식으로 부착하기가 용이하고, 정밀도가 높은 장점이 있는 반면 대용량의 제작이 어렵고 구조상 밀봉하기 어려워 사용 환경의 제약을 받는 단점이 있습니다. 마지막으로 전단형 로드셀은 스트레인 게이지를 45도 방향으로 부착하여 전단응력을 측정하여 측정하는 방식으로 횡 하중측정이 좋고 내력이 강한 반면, 가공이 어렵다는 단점이 있습니다.
로드셀의 핵심 기술은 변형측정장치는 1930년경 미국에서 처음으로 개발되었는데 이것을 무게측정용 로드셀에 응용하기 시작한 것은 1960년대 중반이며, 다시 로드셀이 전자저울에 응용된 것은 1980년경 일본에서입니다. 한국에서는 1985년 한국과학기술원 생산공학연구실에 의해 독자적으로 개발되었습니다.
일 반적으로 로드셀은 스트레인 게이지(Strain Gage)식 로드셀을 의미합니다. 스트레인 게이지란 금속 탄성체에 하중이 가해졌을 때 탄성체의 변형량(스트레인)을 전기저항의 변화를 이용하여 측정하는 것으로써 탄성체의 변형량은 하중의 크기에 비례하고 탄성체의 전기 저항은 그 변형량에 비례하는 원리를 이용합니다. 이때 저항값의 변화는 변형량에 의해서만 나타나지 않고 온도나 습도에 따라 변할 수도 있으므로 이에 대한 보정이 반드시 필요하며, 이러한 보정 기술이 로드셀의 좋고 나쁨의 기준이 됩니다.
로드 셀의 종류에는 기둥형, 환상형, 휨형, 전단형 등이 있습니다. 기둥형 로드셀은 원통형으로 생겼으며, 위에서 아래로 하중을 가하는 종류로 2장의 스트레인 게이지를 종과 횡으로 부착하여 즉정하는 방식으로 대용량의 로드셀제작에 용이하는 장점이 있으나, 정밀도가 낮으며, 비스듬하게 가해지는 하중에 대해 오차가 큽니다. 환성형 로드셀은 둥근 원형의 내면에 4장의 스트레인 게이지를 부착한 형태로 원통형보다 정밀도가 높은 장점이 있고 방향도 인장, 압축형 모두 사용이 가능하지만 대용량 및 소용량의 제작이 어렵다는 단점이 있습니다. 휨형 로드셀은 사각 막대의 한쪽이나 양쪽을 지지하여 휘어지는 양을 측정하는 방식으로 부착하기가 용이하고, 정밀도가 높은 장점이 있는 반면 대용량의 제작이 어렵고 구조상 밀봉하기 어려워 사용 환경의 제약을 받는 단점이 있습니다. 마지막으로 전단형 로드셀은 스트레인 게이지를 45도 방향으로 부착하여 전단응력을 측정하여 측정하는 방식으로 횡 하중측정이 좋고 내력이 강한 반면, 가공이 어렵다는 단점이 있습니다.
로드셀의 핵심 기술은 변형측정장치는 1930년경 미국에서 처음으로 개발되었는데 이것을 무게측정용 로드셀에 응용하기 시작한 것은 1960년대 중반이며, 다시 로드셀이 전자저울에 응용된 것은 1980년경 일본에서입니다. 한국에서는 1985년 한국과학기술원 생산공학연구실에 의해 독자적으로 개발되었습니다.
