50年以上にわたりHBMの計測技術を使用-ドイツ・ジーゲン大学

常に新たな発見をもたらすHBM製品

製造品質や生活の質を高めるためには、電流、電圧、ひずみ、温度、圧力などの電気量/物理量の計測が不可欠です。ジーゲン大学の研究機関では、長年にわたり、研究プロジェクトで計測技術が使用し、1975年代にHBMのひずみゲージと計測装置を採用しました。その後は3台から6台以上のアンプを加えてHBM製品による計測チェーンを構築し、ひずみや変位を計測しています。中には50年以上にわたって使用されている装置もあり、それ自体が高い耐久性を証明しています。

また最近では高速高分解能で評価の高いHBMのデータ収集システムGenesis HighSpeedシリーズ(GEN7tやGEN17tAなど)が、同大学の異なる研究所のプロジェクトで使用されています。

複合材の破壊力学研究

材料は静的および動的荷重に異なる応答をするため、材料の挙動の調査は研究チームにとって重要な課題です。モハメド・レザ・コスラヴァニ博士(機械工学)は、最近ジーゲン大学の固体力学研究所で「複合材料の動的挙動と破壊に関する実験的調査」を検討しました。「ここ数年、HBM製品を使用して上記の実験研究を実施しました」と彼は説明します。「その内容は、2種類の複合材料 - サンドイッチ複合T継手と超高性能コンクリート(UHPC)の破壊力学に関する調査を行いました。この点で、我々はHBM製品と高速度カメラを備えた2つのスプリットホプキンソン圧力バー(SHPB)を使用しました。」その結果は、複数の論文審査のある科学雑誌に掲載されています。

ジーゲン大学で使用されているHBMのGenesis HighSpeedシステム

ひずみゲージが主役

HBMの計測システム と ひずみゲージ を使って挟込式のTジョイントを試験が行われました。ひずみゲージを使いTジョイントの境界面のひずみを計測しました。異なる負荷係数をもつ被計測対象の引張試験であり、デジタル画像相関(DIC)技術を使うべく超高速カメラが使用されました。サンプルに取り付けられたひずみゲージは信号を生成し、これによりカメラに撮影用のトリガがかかります。DIC技術を用いた画像は、研究者が亀裂の発生箇所を見定め、境界面の破壊の様子を研究することを可能にしました。

得られた画像は論争の対象にもなる重要なデータとなるため、ひずみゲージからのトリガ信号は非常に重要でした。この点でHBMひずみゲージが役立ちました。モハマド・レザ・コスラヴァニ工学博士は述べています:

「ひずみゲージとDAQシステムによって提供されるデータにより、静的/動的な荷重下のジョイントの応力/ひずみ曲線が作成されました。得られた曲線は、この構造要素(Tジョイント)の耐荷重性能を示しています。」

「世界市場で入手可能な最も強力で洗練されたシステムの1つ」

「UHPC材料の動的挙動を調べる際には、ホッピンキン圧力バー(SHPB)を使用し、高い荷重負荷下でのUHPC材料の機械的特性を決定しました」とコスラヴァニ工学博士は述べています。入力・伝達バーと試験片の両方にHBMひずみゲージが設置され、SHPBをはGenesis HighSpeed GEN7t データ収集システムに接続されました。このDAQシステムは、高い柔軟性と優れたパフォーマンスを提供する高速データレコーダで、1秒あたり最大106サンプリングが可能なRAMにより同時に4つのチャネルを使用することができます。

「GEN7tメインフレームには7枚の入力ボードがあり、必要に応じてチャンネルを追加できます。これはこのシステムの利点です。HBMのデータ収集システムGenesis HighSpeedは、世界市場で入手可能な最も強力で洗練されたシステムの1つです。トランジェントの記録とデータストリーミングに優れたGenesis HighSpeedシステムをさまざまな研究に使用してきました」とコスラヴァニ博士は述べています。「HBMのこのデータ収集システムは、任意の記録時間とサイズで構成することができます。HBM製品、特にGenesis HighSpeedシリーズの利点は、必要に応じて拡張できる点です。基本データの取得ブロックでシステムで必要な機能を選ぶことができ、チャンネル数も柔軟に設定できます。。

スムーズに機能する計測チェーン

研究者が指摘したもう1つの利点は、ひずみゲージと計測システムが同じ生産者によって製造され、したがって非常によく機能することです。研究チームは、ハードウェアに加えて、多言語ソフトウェアであるHBMの Perception software ソフトウェアを使用しました。

これは、利用可能なGenesis HighSpeedシステムを自動的に検出するユニークな高速計測ソフトウェアです。Perceptionを使用すると、高速で信頼性の高い処理が可能になり、StatStreamテクノロジにより、ソフトウェアは10秒で最大10ギガバイトのデータを可視化できます。さらに、制御と更新はどのコンピュータからでも実行できます。

ジーゲン大学について

ヘッセン州、ノルトラインヴェストファーレン州およびラインラント・プファルツ州の3つのドイツ連邦州の国境が接する地域の中央に位置する、ジーゲン大学 は 4つ学部で学際的な研究に取り組んでいます。 詳細は ウェブサイト をご覧ください。

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