株式会社 アトラス・テクノウェーブ
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ひずみゲージについて
   
ひずみゲージとは ひずみゲージ
ひずみゲージ
ひずみゲージは抵抗体と呼ばれる金属部が伸び縮みすると抵抗値が変化します。
 引っ張られると太さが細くなり電流が流れにくく抵抗が大きくなる。

元の抵抗値をR(Ω) 抵抗の変化量をΔR(Ω)、ひずみ量を ε としたとき、
     ΔR/R=比例定数K×ε
 
ひずみゲージを鋼材やコンクリート等に接着し、測定物の伸縮に比例して抵抗体が変化する事により、増減する抵抗値からひずみを測定する事ができる。
  • ひずみによる変化量を求める。
  • ひずみから応力を知り、鋼材の安全度を求める。
・荷重・変位・加速度・振動・圧力・トルク
・地盤変状や鋼構造物の変形(地盤沈下,地すべり,接合部の亀裂等)
・目地の開き等
 
ひずみによる変位測定例


      
ホイートストンブリッジ回路
 
ひずみゲージの抵抗変化は微小な値なのでホイートストンブリッジ回路を用いて電圧に変換します。
 
ホイートストンブリッジ回路

 
 
  電圧Eを加えA点とB点の電位差、即ち出力電圧 eを求める。

<平衡状態>
対辺同士の抵抗の積が等しければA点とB点の電圧が
等しくなり平衡状態である。

   R1R3=R2R4 ならば A=B で出力電圧 e =0となる

   R1=R2=R3=R4 ならば、出力電圧 e=0、
 
 この事を利用し、1ヶ所又は数ヶ所の抵抗値が変化すれば、バランスが崩れ電位差が生じ、変位(ひずみ)を測定する事ができる。
 
1ゲージ法


4ツの抵抗値を等しくし、R1をひずみゲージに交換する。

ブリッジ回路の出力電圧 e はキルヒホッフの法則とオームの法則より





抵抗の変化が微小(ΔR<R)であれば
 
 Δ=1/4KεE  K:比例定数
ひずみゲージをひずみ測定器に接続すると
ホイートストンブリッジ回路が構成され、ブリッジ回路の
印加電圧(ブリッジ電源)がひずみ測定器から供給されるため、ひずみ量(ε)をデジタル表示やアナログ出力などで
測定することができます。
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