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ひずみ測定器

ひずみ測定器は、ひずみゲージやひずみゲージ式変換器(ロードセル・圧力変換器など)をホイートストンブリッジ回路で駆動し、微小な抵抗変化をひずみ量や電圧として取り出す計測器です。大きく分けて、ゆっくり変化する荷重や残留応力を多点で測る静ひずみ測定器と、振動・衝撃など速い変化を捉える動ひずみ測定器があります。動ひずみ測定器には交流でブリッジを励起する搬送波増幅方式と、直流で励起してDCから高い周波数まで扱える直流増幅方式があります。構造物の強度試験、機械部品の応力測定、変換器の点検・校正などで使われます。

ひずみ測定器の選び方

  1. 1. 静的か動的か、周波数帯域で選ぶ

    測りたい現象の変化速度に対して周波数応答範囲が十分かを確認します。静荷重や温度変化が主なら静ひずみ測定器、振動・衝撃なら動ひずみ測定器が対象です。直流増幅方式ではDC〜200kHzのように高域まで扱える機種があり、搬送波増幅方式はノイズに強い一方で帯域は比較的狭くなります。

  2. 2. 使うゲージの抵抗値に対応するか

    ひずみゲージは120Ωや350Ωなどの抵抗値が一般的で、測定器側が接続可能な抵抗範囲に入っているかを確認します。範囲外だとブリッジが平衡できず測定できません。ゲージ率の設定範囲も、使用するゲージの値を入力できるか併せて見ます。

  3. 3. 測定範囲と非直線性で精度を見積もる

    想定する最大ひずみが測定範囲に収まるかを確認し、そのうえで非直線性(掲載製品では0.01〜0.1%F.S.)から誤差を見積もります。%F.S.はフルスケール基準のため、小さなひずみを広いレンジで測ると相対誤差が大きくなる点に注意します。

  4. 4. ブリッジ電圧と発熱・感度の兼ね合い

    ブリッジ電圧が高いほど出力が大きくS/N比は上がりますが、ゲージの自己発熱によるドリフトが増えます。貼付する材料の熱伝導性やゲージ寸法、変換器の推奨励起電圧に合う電圧を選べるかを確認します。

  5. 5. 必要な同時測定点数を満たすか

    多点の応力分布を同時に取る場合、チャンネル数が不足すると時刻のそろったデータが得られません。増設ユニットで拡張できるか、1chずつ独立したアンプかを確認します。

  6. 6. 長いケーブルや現場での使い勝手

    ケーブルが長いと抵抗で感度が低下するため、線長補正機能の有無を確認します。断線チェック、携帯型か据置型か、出力形式やRS-232Cなどの通信、電源の種類も記録系や現場条件に合わせて選びます。

この解説は、掲載製品の資料と仕様の項目をもとに AI が作成しました。採用前に各社の資料でご確認ください。