계량 모듈, 로드셀, 로드센서

이 질문을 간단한 용어로 살펴보면 쉽게 설명할 수 있습니다. 간단히 말해서, 계량 모듈은 비 전통적인 구조를 저울로 바꿉니다. 로드셀 또는 로드셀 센서는 모든 '전통적인 저울'에서 발견됩니다. 아래에서 조금 더 세분화 해봅시다.
 
계량 모듈은 가장 일반적으로 탱크와 같은 비 전통적인 구조를 계량 장치로 바꿉니다. 즉, 탱크 다리 아래에 계량 센서 모듈을 추가하면 탱크는 물질을 담고 있던 구조물에서 탱크 자체 내에 얼마나 많은 물질이 있는지를 측정하는 계량 구조물로 바뀝니다. 
 
로드셀은 간단히 말해서 모든 표준 저울의 핵심입니다. 로드셀은 매우 민감한 실험실 저울에서 고중량 바닥 저울에 이르기까지 모든 저울에서 발견됩니다. 로드셀 센서는 저울을 단순한 플랫폼에서 민감한 계량 장치로 바꾸는 것입니다.

METTLER TOLEDO는 모든 프로젝트에 대해 컨설팅 접근 방식을 취합니다. 당사의 전문 영업 및 서비스 기술자 팀은 Application에 필요한 정확도와 내구성을 갖춘 목적에 맞는 솔루션을 얻을 수 있도록 열심히 노력합니다.

로드셀 기술의 기본은 무게(지구 중력장의 모든 질량에 적용되는 힘)를 전기 신호로 변환하는 것입니다. 대부분의 로드셀에는 기계적 변형을 저항 변화로 변환하는 소위 로드셀 센서가 있습니다. 아래 로드셀 센서에 대해 더 알아보십시오. 질량은 중력장에 의해 강제되는 무게를 적용하여 무게 로드셀의 몸체에 스트레스를 가하여 변형을 유발합니다. 로드셀은 저항 변화로 변환되고 최종적으로는 전압 출력으로 변환됩니다. 이 출력은 적용된 질량에 비례합니다. 
 
로드셀 또는 로드셀 센서는 정밀한 측정이 필요한 다양한 산업에서 사용됩니다. 로드셀은 탱크, 용기, 호퍼 또는 컨베이어의 중량을 정확하게 측정합니다. 로드셀은 다양하고 엄격한 산업용 Application의 요구를 견디도록 제작되었습니다. 로드셀 용량은 매우 다양할 수 있습니다. 일부 로드셀은 실험실 Application에 더 적합하고 다른 고용량 배치 또는 물류 Application에 더 적합합니다. 
 
로드셀은 전세계적으로 요구되는 승인 및 기준에 모두 부합합니다. 여기에는 전자 로드셀, 아날로그 로드셀 및 유압 로드셀이 포함되어있어 구조물을 저울로 변경할 수 있습니다. 로드셀은 바닥 저울, 벨트 계량기, 계량 시스템, 파렛트 저울, 중량 선별 저울, 로드셀 저울 및 컨베이어 저울에 사용됩니다. METTLER TOLEDO의 로드셀 기술은 열악한 환경에서도 견고합니다. 이들은 일반적으로 탱크 저울, 용기 계량, 사일로 저울 및 트럭 계량에 사용됩니다.

로드셀은 형태로 먼저 구별됩니다. 싱글 포인트 로드셀은 중소형 Application에 사용됩니다. 스트레인 게이지 로드셀은 바닥 저울 및 중형 탱크에 사용되며 저울 캐니스터 로드셀은 대용량 Application에 사용됩니다. 로드셀 유형 및 용도에 대한 또 다른 구분 기준은 제공된 출력입니다. 아날로그 로드셀에는 증폭 및 A/D 변환을 위한 외부 단자가 필요한 반면 디지털 로드셀 또는 전자 로드셀에는 더 나은 정확도, 훨씬 더 내구성이 뛰어난 데이터 전송 및 유지 관리에 도움이 되는 로드셀의 상태를 모니터링할 수 있는 잠재력을 갖춘 "인텔리전스"가 내장되어 있습니다. 모든 로드셀은 필요한 성능에 따라 로드셀 가격이 다릅니다. 디자인과 가격에 관계없이 METTLER TOLEDO에서 모든 종류의 로드셀을 구매할 수 있습니다.

로드셀에 관해 이야기할 때 정확도와 분해능은 서로 바뀌어 사용되는 경우가 많습니다. 분해능은 표시되는 자릿수를 나타내지만 자릿수가 많다고 해서 정확도가 더 높은 것은 아닙니다. 정확도란 계량 결과가 얼마나 진실에 가까운지를 설명합니다(로드셀 정확도 교정 및 로드셀 용량 계산). 타당한 사유에 의해 상거래용 승인 저울 로드셀은 결과 해석에 관여하지 않도록 분해능을 제한합니다. 따라서 정확성에 대한 최상의 벤치마크는 상거래용 승인 승인입니다. 로드셀 센서는 일반적으로 1/3,000d에서 최대 1/10,000d(로드셀 사양이라고도 함)의 정확도를 제공합니다. 전자기 보상 방식을 사용하는 로드셀 1/200,000 이상에 도달합니다. 상수 온도와 습도를 포함하는 이상적인 조건에서 정확도는 5-10배 더 나을 수 있습니다.

그러나 로드셀 저울의 최종 시스템 정확도를 계산하는 것은 상당히 복잡합니다. 온도, 시간, 분해능 등과 같은 많은 영향을 고려해야 합니다. 로드셀 제조사에게 조언을 구하는 것이 좋습니다. 계량 구성품 선택기는 이러한 계산을 전문적인 방식으로 제공합니다.

로드셀 고장에는 많은 이유가 있을 수 있습니다. 고장의 가장 흔한 원인은 아날로그 로드셀 시스템의 정션박스입니다. 이러한 아날로그 로드셀 시스템에 장애가 발생하면 모든 로드셀 케이블, 로드셀 및 로드셀 정션박스가 점검되어야 하기 때문에 문제 해결이 번거로울 수 있습니다. 디지털 로드셀 진단 데이터가 제공되면 이러한 문제를 비롯한 많은 장애 원인을 제거할 수 있습니다. 데이터를 처리하면 시스템이 가동되어 실행 중임을 확신할 수 있으며 로드셀이 고장날 경우 시스템에서 응답하지 않는 로드셀을 알려줍니다.

로드셀은 가능한 모든 재료의 중량을 측정하는 데 사용됩니다(예: 50kg 로드셀, 10톤 로드셀, 50톤 로드셀, 100톤 로드셀 또는 기타 용량). 측정할 수 있는 중량은 로드셀 센서의 경우 마이크로그램에서 대용량 로드셀 저울의 경우 로드셀 100톤에 이릅니다. 몇 분의 1 g 만으로도 큰 차이가 날 수 있는 제약 Application에는 낮은 중량이 필요합니다. 중형 로드셀은 일반적으로 재료(예: 5톤 로드셀)를 처리하고 거래하는 데 사용됩니다. 대용량은 저장 Application에 사용됩니다.

로드셀 사용에 대한 일반적인 문제는 잘못된 보호 조건을 선택하는 것입니다. 로드셀은 습도와 정기적인 세척에 매우 민감합니다. IP 등급이 높더라도 습도가 높은 열에는 부적절합니다. 습도가 높고 급격한 온도 변화(추운 환경, 열세척)에 관해서는 항상 스테인리스 스틸 밀폐 로드셀을 선택하는 것이 좋습니다. 따라서 로드셀 구매 시 여러 파라미터를 고려해야 합니다.

로드셀 시스템의 교정(Calibration) 비용은 종종 실제보다 과소평가됩니다. 품질 시스템에서 이러한 계량 시스템을 정기적으로 교정해야 하는 경우 METTLER TOLEDO에서 가장 효율적인 방법에 대한 조언을 구하십시오. ISO9001 규정을 준수하는 측정법에는 국제 표준에 근거하는 추적 가능한 독립적인 교정 장비가 필요합니다. 어떠한 상황에서도 교정이 절대 변하지 않으며 로드셀 저울 재교정이 전혀 필요하지 않다고 가정할 수 있어야 합니다. 더 큰 탱크를 저울 교정하는 효율적인 방법은 RapidCal™이 있습니다.

로드셀 저울 설치는 정확도에 미치는 영향에 있어서 종종 과소평가됩니다. 어떤 경우든 로드셀 신호는 전압이 매우 낮고 쉽게 교란되므로 보호 케이블 사용을 권장합니다. 구리는 온도에 따라 저항이 변하고 케이블 저항이 낮을수록 좋으므로 가능한 한 가장 짧은 케이블을 선택하십시오.

저울 로드셀 통합은 거의 대부분 번거로운 일이며 엔지니어링에 관한 지식이 필요합니다. 올바른 계량 모듈을 선택하고 올바른 판매용 로드셀 찾는 방법에 대한 세부 사항을 참조하십시오.  

스트레인 게이지는 로드셀의 구성 요소입니다. 로드셀은 무게 변형률로 변환합니다. 그 변형은 로드셀에 의해 취해지며, 이는 저항을 계량 결과로 측정하고 보고할 수 있는 전기량으로 변경합니다. 이는 10톤 로드셀과 100톤 로드셀에서도 같은 원리입니다.

로드셀은 힘을 측정하지만 안타깝게도 질량을 측정하는 것은 아닙니다. 이는 로드셀 저울에서 수직방향으로 발생한 우발적인 힘이 정확도에 직접적으로 영향을 미친다는 사실로 이어집니다. 일반적으로 선박의 배관력, 파편 수거에 의한 지면 접촉, 로드셀 및 저용량 시스템용 케이블 접촉, 수직 진동 등이 언급됩니다. 전문가와 연락하여 시스템 내에서 이러한 문제를 방지하고 적합한 로드셀을 찾으십시오.

대부분의 로드셀은 2-3 mV/V의 아날로그 출력을 제공합니다. 이들은 수동 장치이기 때문에 여기(Excitation)를 위해 외부 전원이 필요합니다. 출력 신호는 상대 여기 전압 및 전류 무게에 따라 다릅니다. 따라서 전원으로 인한 영향을 제거하는 매우 안정적인 여기 소스를 갖는 것이 중요합니다. 2mV/V 로드셀은 10V 출력으로 전원을 공급할 때 최대 용량에서 20mV 출력을 제공합니다. 현대식 터미널(로드셀 리더기)은 안정적인 전원과 출력 신호의 정확한 증폭을 제공하여 결과를 디지털 정보로 변환합니다. 신호를 위해 적절한 와이어 로드셀을 수행하는 것이 중요합니다.

로드셀은 여기(Excitation)를 위한 외부 전원이 필요한 수동 장치입니다. 그 여기와 관련하여 전압은 전류 무게에 따라 변경되어 오류가 발생할 수 있습니다. 따라서 전원으로 인한 오류를 제거하기 위해 매우 안정적인 여기 소스를 갖는 것이 중요합니다. 최신 터미널은 안정적인 전원, 작은 출력 신호의 정확한 증폭 및 결과를 디지털 정보로 변환합니다.

유압 로드셀은 밀폐된 액체를 적재할 때 압력 변화의 원리를 사용합니다. 압력 변화는 압력계로 측정됩니다. 요즘에는 유압 로드셀이 그다지 정확하지 않고 일반적이지 않습니다. 전자 장치가 정확하지 않았던 시대에 있었던 견고성이라는 장점은 오래 전에 사라졌습니다.

일반적으로 로드셀은 0.03%로 매우 선형적이거나 훨씬 우수합니다. 최신 저울은 주로 0과 최대 간격 지점에서만 교정되며 이는 그 사이의 범위가 선형임을 나타냅니다.

유체 레벨 제어 시스템에는 탱크 다리보다 적은 수의 로드셀을 사용할 수 있습니다. 핵심은 시스템의 무게 중심이 무게와 수평으로 이동하지 않도록 하는 것입니다. 이러한 시스템은 최적의 정확도를 보장할 수 없습니다. 벌크 재료용 시스템일 경우에는 적용하지 마십시오.

아날로그 로드셀에는 PT100, PT100과 같은 수동 온도 센서와 다른 mV/V 인터페이스가 있으므로 특수 전자 장치가 필요합니다.

로드셀 센서를 사용할 경우 이를 교정해야 합니다. 현장 교정을 하는 주요한 이유는 위치에 따라 중력이 변하기 때문입니다. 로드셀이 A 위치에서 제조되어 B 위치에서 사용되는 경우 현장 교정을 하지 않는다면 오류가 발생할 수 있습니다. 현장 교정이 중요한 또 다른 이유는 모든 기술 계기가 적용되는 장치 자체의 지속적인 마모 때문입니다. 저울이 사용되는 공정에서 정확성의 중요도에 따라 1-2년마다 저울을 보정하는 것이 좋습니다.

로드셀 센서를 사용할 경우 이를 교정해야 합니다. 현장 교정을 하는 주요한 이유는 위치에 따라 중력이 변하기 때문입니다. 로드셀이 A 위치에서 제조되어 B 위치에서 사용되는 경우 현장 교정을 하지 않는다면 오류가 발생할 수 있습니다. 현장 교정이 중요한 또 다른 이유는 모든 기술 계기가 적용되는 장치 자체의 지속적인 마모 때문입니다. 저울이 사용되는 공정에서 정확성의 중요도에 따라 1-2년마다 저울을 보정하는 것이 좋습니다.

계량기용 로드셀은 정밀 측정이 필요한 다양한 산업에서 사용됩니다. 계량 장비용 로드셀은 탱크, 용기, 호퍼 또는 컨베이어의 중량을 정확하게 측정합니다. 로드셀 기술은 다양한 산업용 Application의 요구를 견디도록 제작되었습니다. 계량 기계의 로드셀 용량은 매우 다양할 수 있습니다. 일부 로드셀은 실험실 Application에 더 적합하고 다른 로드셀은 고용량 배치 또는 물류 Application에 더 적합합니다. 
 
계량 기기용 로드셀은 전세계적으로 요구되는 승인 및 기준에 모두 부합합니다. 여기에는 구조물을 저울로 변경할 수 있는 싱글 엔드 빔 로드셀이 포함됩니다. 빔 로드셀은 바닥 저울, 벨트 계량기, 계량 시스템, 파렛트 저울, 중량 선별 저울 및 컨베이어 저울에서 여러 번 사용됩니다. 캐니스터/링 무게셀 기술은 열악한 환경을 위한 견고함을 특징으로 합니다. 이들은 일반적으로 탱크 저울, 선박 계량, 사일로 저울 및 트럭 계량에 사용됩니다.