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과학기술이 적용된 로드셀의 원리 | ||
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로드셀은 화물반송이나, 수직하역 시 적재하중이상을 초월할 경우 적재량의 초과사실을 외부로 알릴 수 있도록 하는 장치로 쉽게 표현하자면 "저울 + 알리미 = 로드셀" 이다. 장비를 보호하거나 운반물의 낙하, 추락등의 위험을 사전에 알 수 있도록 하는 일종의 안전장치이다. 로드셀스스로가 안전장치로서의 기능을 다하는 것은 아니지만 적재하중이상을 초과했다는 어떤 방법으로의 표현함으로써 기계의 동작을 일시 차단시키거나 작업자에게 그 내용을 사전에 알려주는 중요한 역활을 한다. 이 로드셀의 작동원리는 너무도 간단하여 설계자들도 어렵지 않게 만들 수 있다. 우선 로드셀의 원리는 후크의 법칙에 근거한다. 재료에 외력이 가해지면 재료는 탄성한도내지는 소성변형을 하게 되는데 변형 시 발생되는 에너지를 감지하고 이를 전기신호로 변화시켜 외부에 연결된 각종 인테페이스와 연결을 시킬 수 있다. 이때 전기신호로의 변경이 가능한 것은 오옴의 법칙에 의해서다. 일정한 인가전압이 흐르는 상황에서 전류의 변위가 발생되는데 이 변위는 정항에 반비례하는 윈리이다. 저항은 도선의 길이에 비례하는데 우리는 도선을 로드셀의 퓨우즈역활을 하는 재료로 여기면 된다. 즉 재료의 변위는 저항의 변화를 초래하고 그 저항의 변화는 곧바로 전류의 변위가 변경되는 사유가 된다. 하지만 이 신호는 매우 미미하여 이 신호를 인가하여 사용하기 위해서는 신호증폭기를 사용하게 되는데 이를 A/D 변환기라 한다. 이를 다시 정리하면 로드셀의 구성은 1. 부재와 부재를 연결하는 탄성체 2. 탄성체의 변화를 감지하는 변형게이지(스트레인 게이지) 3. 변화된 신호를 증폭시키는 일종의 증폭기(A/D 변환기) 4. 부대 전기회로 5. 총괄적으로 결과를 출력해주는 하중데이타출력부 로 나눠지게 된다. * 공학적 접근 ------------------------------------------------------ 후크의 법칙에 의하면 재료의 인장, 압축응력은 영계수와 변형률의 곱에 비례하는데 변형률은 변형량과 변형전의 치수의 비이다. 또 변형 후에도 종적변형에 대해서 반드시 횡적변형도 수반되는데 우리는 이미 대학시절 "푸와송의 비" 를 통해 이 원리도 알고 있다. 
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| Toal 65 |
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