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歪みゲージで作った「はかり」で正しい重さが測れるか調べてみました

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先日作った「はかり」とプログラムが、重さを正しく測れるのかを、実験してみました。

先日作った「はかり」はこちらです👇👇。

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重りを用意

作ったはかりは、歪みゲージの最大測定重量が500gなので、重りを1gから300gまで用意します。

1gには1円玉を使います。20gまでは1円玉を使い、30gからはペットボトルに水を入れて重りとします。200gからはビーカーに水を入れて重りとします。

水の重りの重さを測るTANITAのはかりの分解能は0.5g刻みです。そのため、水の重りの重さは、0.5g程度の誤差があることになります。

今は0.1g単位もあるみたいですが、昔に買ったので、0.5g刻みとなっています。

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重りを置く位置

はかりのどの位置に重りを置いても、正しい値が測定できるか調べるために、左と中央、右の3カ所に重りを置いて重さを測定することにしました。

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測定開始

一円玉1枚から始めて、2枚、3枚、5枚、8枚、10枚、20枚と増やしていきます。

ペットボトルの水も30g、50g、80g、100gと増やしていきます。

最後はビーカーで200gと300gを測定しました。

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結果

結果はこのようになりました。左、中央、右のどの位置に重りを置いてもほぼ正しく測定できています。ちなみにはかりの測定値は、何も物を置かない状態で±0.2g程度、常にばらつきがありました。

グラフ化すると、綺麗な直線なことがわかります。100g以上は、左と右に重りを置いた時に正しい値より低くなっています。これは、下の写真のように天板と底板とが接触してしまっていたからです。

天板の左端が底板と接触してしまっている

中央に置く場合には、そのようなことがなかったので、300gまで正しい値が測定できています。

また、実験の最中に、重りを載せたり、交換たりしていると、重りを置かない状態でも±0.2gからひどいと±2g程度のオフセットが発生することがありました。その度にオフセットの除去をしてから重さを測定しました。どうやら、物を置いたり取ったりしてはかりが少しでも動いてしまうと、歪みゲージの状態が変わってしまい、測定値にその変わった分のオフセットが加算されてしまうようです。歪みゲージのはかりは、結構敏感なことがわかりました。

わかったことをまとめると

  • 1gから300gまで1g以下の精度で測定できる
  • 天板と底板が接触すると軽めの値として測定される
  • 測定値は±0.2g程度の変動がある
  • はかりに触ると数gのオフセットがついてしまうことがある

次回は、長期の測定値の安定性を調べてみたいと思います。

2021.3.23 追加 つづきはこちらです。

追加終わり