ひずみゲージ式センサによるひずみ計測

ひずみゲージは80年近くにわたり使用されています。高い生産性と安全性を維持するのために、構造物の疲労計測や材料試験を行う最も重要なセンサであり続けています。しかし、 どのようにしてひずみからの材料ストレスを計算するのでしょうか?正しいひずみゲージを選択して正しく設置するにはどうすればよいのでしょうか?本文では、専門家が光ファイバ式センサを使用したひずみ計測に関する重要な疑問点について、深く掘り下げた回答を提供します。下記の項目をクリックすると、各ページのコンテンツに移動します。

  1. ひずみ計測の基礎と実験的応力解析
  2. ひずみゲージ、接着剤、カバー剤などの正しい選択法
  3. ひずみゲージの設置:全情報
  4. 計測エラーの削減と排除
  5. 適切なハードウェアとソフトウェアによるデータの取得
  6. ひずみ計測に関するトレーニング、Webセミナーおよび参考資料

1. ひずみ計測の基礎と応力解析

電気式ひずみゲージの動作原理

電気的ひずみゲージの仕組みについてのビデオをご覧ください。

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ひずみ計測用語集

HBMひずみ計測用語集

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応力解析

応力解析(ESA)は、ひずみゲージ計測を使用した実験により行われる材料の機械的応力状態の解析です。応力の種類、その発生源および状態、また計測されたひずみから応力をどのように決定するかについて解説をします。

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ホイートストンブリッジ回路 | ひずみゲージ

ホイートストンブリッジは、電気抵抗を計測するために様々な方法で使用できます。既知の抵抗との比較による抵抗の絶対値の決定、抵抗の相対的な変化の決定に使用します。その基本原理と動作原理の説明をします。

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参考文献

ひずみゲージは、応力解析や安全試験、技術的な評価などにおいて欠かせないツールです。またセンサの製造において、コンポーネントとして使用されるのもひずみゲージの主要な使い方の一つでもあります。

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2. ひずみゲージ、接着剤、カバー剤などの正しい選択法

正しいひずみゲージの選択法

正しいひずみゲージを選択する前に、計測目標を明確に設定する必要があります。考慮すべき主な点はひずみゲージの使用目的が、試験用もしくはセンサ製造用のどちらであるかです。

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ひずみゲージ設置用接着剤の選択

接着剤は、ひずみゲージを計測対象物の表面にしっかりと取り付けるとともに、対象物の変形を正確にひずみゲージに伝達する役割をもっています。様々な設置状況、外的影響、使用方法があるので、それぞれのケースに適した接着剤があります。

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保護用コーティング剤の選択と概要

ストレインゲージでの計測結果は、基本的にインストールのタイプと計測点の設計で決まります。

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3. ひずみゲージの設置:全情報

ゲージ設置用の材料の準備方法

環境によっては(例:建設現場など)、非常な低温または過剰な粉塵の発生のため、接着によるひずみゲージの設置ができない場合があります。溶接タイプのひずみゲージは、このような環境での設置に最適です。

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Welding or Bonding Strain Gauges?

How to identify the perfect connection for your strain gauges.

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ひずみゲージの正しい溶接方法

環境によっては(例:建設現場など)、非常な低温または過剰な粉塵の発生のため、接着によるひずみゲージの設置ができない場合があります。

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ひずみゲージをより速く設置するための10ステップ

ひずみゲージを設置するには、スピードが重要になります。時間の大きな節約につながる簡単な方法があります。このビデオをご覧ください: この新しいビデオは、ひずみゲージを手早く設置するための10のステップを解説しています。

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参考文献

ひずみゲージは、応力解析や安全試験、技術的な評価などにおいて欠かせないツールです。またセンサの製造において、コンポーネントとして使用されるのもひずみゲージの主要な使い方の一つでもあります。

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ひずみゲージ設置方法の動画

HBMの動画から、ひずみゲージを最大限に活用し、最高の結果を得る方法を学びましょう。

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ボルト中心部にひずみゲージを設置

ひずみゲージをボルト内に接着する方法

締め付け応力を計測するために、ひずみゲージをボルトに接着することは、一般的には困難です。しかし特別な電気式ひずみゲージを使用することにより、ボルトの軸方向荷重を計測する単純化されたソリューションがあります。

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ボルト用ひずみゲージの配線

ボルト用ひずみゲージ内蔵の計測ボルトを最終設定: 締め付け応力を計測するために、ひずみゲージをボルトに接着することは、一般的には困難です。しかし、特別な電気式ひずみゲージを使用することにより、ボルトの軸方向荷重を計測する単純化されたソリューションがあります。このゲージは、平らなひずみゲージを設置する従来の手法とは異なり、ボルトの中に埋め込まれたゲージを使用します。すぐに現場で使用できる計測ボルトの設定の方法を以下に示します。

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4. 計測エラーの削減と排除

高精度なひずみ応力解析のヒント - パート3

ひずみゲージを応力解析試験(ESA)に使用する際に発生する誤差原因を明らかにして、試験の準備段階からあらかじめ計測の不確さを評価する方法について紹介

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ひずみゲージ、温度補償

温度が変動しても、ひずみゲージは信頼性の高い計測を行うことができます。このページではデータの信頼性や精度に温度が与える影響の種類とその対策について紹介します。

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リード線の抵抗を確実に補正する

例えば橋梁や航空機の翼などに配置された計測ポイントは、計測機器からかなり遠距離にあることがほとんどです。直接接続できない計測ポイントの場合、長いケーブルを使用して接続する必要があります。その場合のデメリットは、ケーブル内のリード線の抵抗が全体で数オームに達するため、計測にマイナスの影響を及ぼすことです。特に、(例えば温度の変動などによって)計測中にケーブル内の電気抵抗が変化すると、計測に悪影響が出ます。

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ゲージ率の誤差

本記事では、ゲージ率がひずみの計測結果にどのような影響を与えるのか、そして個別のHBM製ひずみゲージの仕様から規定値を選びパラメータ化することの重要性について解説します。

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5. 適切なハードウェアとソフトウェアによるデータの取得

シャント信号による1ゲージ式ひずみゲージブリッジの校正

本文献では、簡単なシャント抵抗スイッチング技術を使用して、どのように高速で正確な較正手順を自動的に実行できるかについて説明します。

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線形誤差と感度誤差

この記事では、ひずみゲージによるひずみ計測の基本原理について、ひずみそのものから最終的な電気信号への抵抗変化を用いて説明し、電圧供給ブリッジ回路と電流供給回路の誤差の大きさを比較します。

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6. ひずみ計測に関するトレーニング、Webセミナーおよび参考資料

導入事例・ケーススタディ

HBMセンサ、計測アンプ、ソフトウェアは、世界中のあらゆる産業分野において何千もの開発プロジェクトに使用されています。このページに集積された導入事例は、HBM製品の多様性を示しています。

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HBM計測技術アカデミー

HBMでは年間を通じトルク計測技術を中心にした技術講座を多数実施しています。ぜひご参加ください。

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