과부하 보호 - 로드셀을 위한 보호 장치

로드 셀의 정확도 등급은 항상 그 최대 용량과 관련되어 있습니다. 로드 셀은 절대적인 측정 오류가 최대 용량에 직접적으로 비례하기 때문에 과대 치수기입이 불가능하며, 요구되는 눈금의 정확성측정하는 최소 부분에 따라 달라집니다.


특수하게 설계된 과부하 보호장치의 제작 비용은 과부하의 위험이 존재할 때, 로드셀에 최대 용량까지 부하를 가해야 할 경우에 항상 정당화될 수 있습니다. 과부하 보호장지는 다음의 일반적인 경우에 로드 셀을 보호하기 위해서 제공해야 합니다:

  • 로드셀의 최대 하중을 모른다. 
  • 중량을 측정하는 제품의 낙하 등 매우 역동적인 하중이 예상될 때

기계적 정지장치가 장착된 로드셀

사례를 보더라도 최대 용량이 작은 로드셀이 종종 최대 용량 범위가 높은 로드셀보다 과부하 되는 경우가 더욱 빈번하게 발생합니다. 예를 들어, 최대 용량이 20kg인 로드셀은 단순한 렌치의 낙하만으로도 크게 손상될 수 있습니다.


또한 설계자는 일련의 로드셀의 기하학적 구조에 대해 그 자체의 개별적인 과부하 보호를 실현하고 이행할 수 있습니다. 그림 1은 HGM 로드 셀 Z6 타입을 위한 과부하 보호장치에 대한 설계 제안을 보여주고 있습니다. 여기서 발생 가능한 로드 셀의 휨/이동은 기계적 정치장치에 의해 제한됩니다.


해당 데이터 시트의 명목상 (정격) 변위는 로드셀의 변형 값을 명목상(정격) 하중에 대해 설명하고 있습니다. 발생 가능한 이동은 로드셀의 유형과 그 최대 용량 범위에 따라 기계적 정지장치에 의해 명목상 (정격) 변위의 120 - 150%로 제한되어 로드셀의 과부하를 방지합니다.


정지장치는 거리 게이지를 이용해 조절합니다. 기술한 변형이 매우 낮기 때문에, 실제로 수 1/10 mm에 불과한 팽팽하게 당길 수 있는 미세한 나사못이 적합한 것으로 드러났습니다. 또한 로드 셀과 정지장치 사이의 간격이 오염되지 않게 보호해야 합니다. 왜냐하면 오염 또한 원하지 않는 이동 한계 등 측정 오류의 원인이 될 수 있기 때문입니다.


로드셀의 지지 구조가 부드러운 경우, 데이터 시트에 명시한 것과 다른 변위가 나타날 수 있습니다. 장착판이 휘어지기 때문에 과부하 보호가 너무 일찍 발생하는 경우가 빈번합니다. 따라서 로드 셀과 정지장치 사이의 간격을 증가시켜야 합니다. 사용자가 중량 측정 장치에 최대 용량을 가하고 기계적 정지장치로부터 남아있는 간격을 0.05 - 0.1 mm 로 조정하는 것이 좋습니다.

HBM 로드 셀 Z6 타입을 사용하는 과부하 보호장치의 예제

초기 인장된 스프링 패키지

과부하 보호장치의 또 다른 형태는 유동력에 통합된 초기 인장된 스프링 패키지로 제공할 수 있습니다. (그림 2). 최대 용량이 구체적인 값을 초과하는 경우, 스프링이 압축되어 작용력을 적절한 구성을 통해 기계적 정지장치에 적용합니다.


이런 과부하 보호장치의 경우, 간격의 폭이 매우 넓습니다. 이 덕분에 허용되는 부하의 설정이 더욱 쉽고 신뢰할 수 있습니다. 또한 스프링의 특성은 결정적으로 맥박 하중으로부터 발생한 로드셀의 손상 위험을 감소시킵니다.  이런 스프링 패키지의 낮은 오염 민감도 때문에 다른 형태의 과부하 보호장치에 비해 제작 및 재료 비용을 손쉽게 정당화할 수 있습니다.

스프링 패키지가 적용된 로드 셀의 C2형 과부하 보호장치

운반 보호 장치

로드 셀을 보호하기 위해 중량 측정 기술 장치에 적절한 운반 보호 장치를 제공하는 것을 권장합니다. 운반 중 진동 또한 앞서 설명한 로드 셀의 부분적으로 극단적인 맥박 하중으로 이어져 고장이 발생할 수 있습니다. 가능한 경우, 로드 셀은 해당 시스템의 최종 설치 장소에서 장착해야 합니다.  이런 경우에, 로드 셀을 대신하여 해당 시스템에 플레이스 홀더(Placeholder)를 삽입해야 합니다. 로드 셀의 외부 치수와 동일한 모형이 적합한 것으로 드러났습니다. 이것이 불가능한 경우에는 의도적인 작용력 션트(Force Shunt)로써 두꺼운 판금 또한 사용할 수 있습니다.

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