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天びんの測定原理

電磁式とロードセル式について

物の重さを測るのには、いろいろな原理が用いられます。今回はそのうち最もポピュラーな「電磁式」と、「ロードセル式」の原理と特徴について簡単に説明します。

●電磁式

電磁力平衡式ともいいます。機械式天びんではサオの片側に試料、もう片側におもり(分銅)をのせ、ちょうど釣り合った(平衡)ときの分銅の値が試料の質量となります。電磁式は分銅をのせる代わりに、電気の力(電磁力)を加えて、サオを釣り合わせるのです。のせた試料の重さにより、釣り合わせるのに必要な電気の量が変わります。ちょうど釣り合ったときの電流の大きさを検出しその値から、質量を求めます。

電磁式

●ロードセル式(電気抵抗線式)

アルミでできた図のような形の物(起歪体)の片側を固定しておき、もう片側に試料をのせます。すると試料の重みにより、起歪体がたわみます。たわんだ量により、起歪体に貼り付けたストレンゲージが伸び縮みし、出力される電気の量(正確には抵抗値)が変わります。そしてその電気の量から質量を求めます。

ロードセル式(電気抵抗線式)

●電磁式/ロードセル式比較表

 
電磁式
ロードセル式
長所
  • 精度が高い
  • 構造が簡単
  • 大型のものでも造りやすい
短所
  • 構造が複雑
  • 小型化が難しい
  • 精度に限界がある。
用途
  • 分析用天びんなどの超精密天びん
  • 精度の高さをそれほど要求しない安価で小形のはかり
  • 大形のはかり
シリーズ名
  • ミクロ天びんやAW/AX/AYシリーズ等の分析天びん
  • BX/BW、BLシリーズ等の上ざら精密天びん
  • ELシリーズ,LDSシリーズ身長体重計AHW など
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