HBMの2つのストレインゲージ技術

機械、建築物、車両に使用される部品の機械的強度や疲労寿命を正確に評価するためには、堅牢な材料計算を行う必要があります。そのためには、静的および動作条件での材料の負荷を理解する必要があります。機械的なひずみ測定では、通常および過負荷の運転条件で材料が受ける応力レベルを導出するために、さまざまなひずみゲージ技術が必要となります。ひずみゲージ測定の基本原理はフックの法則で、ひずみと結果として生じる応力の間に比例関係を仮定しています。

すべてのストレインゲージは、計測されたコンポーネントの表面に密着して設置されるか、またはコンポーネント内に統合され、計測方法に関わらず機械的な歪み値を正確に取得できるようにしなければなりません。このブログ記事では、HBMが提供する2つの異なるストレインゲージ技術についてご紹介します。

電気式ひずみゲージの技術

最も定着しているひずみゲージ技術は、電気抵抗率の相対的な変化を測定してひずみ値を取得する電気式ひずみゲージです。これらは、実験的な応力解析に使用される場合と、変換器の製造に使用される場合があります。後者の場合は、機械的変形を受けるロードセルや力変換器に組み込まれた箔ひずみゲージでひずみを測定します。ひずみゲージの電気抵抗の変化として、正および負の両方のひずみを取得することができます。

1つの軸方向平面のひずみを測定するリニアストレインゲージ技術や、未知の方向の二軸応力状態を分析するロゼットストレインゲージ技術など、2000種類以上の異なる測定要件に対応した製品をご用意しています。

光ストレインゲージ技術

光ストレインゲージ技術は、光ファイバとその中を伝搬する光の特性を利用して、非電子的な手段でひずみを取得します。これらのコンポーネントでは、高強度ポリマーコーティングのシリカ光ファイバを使用し、ファイバを伝搬する光の反射スペクトルの変化を監視するために、ファイバブラッググレーティング(FBG)を刻印したものを使用しています。

FBGは、光ファイバのコアに刻まれた局部的な干渉パターンであり、これにより、コンポーネントを通過する光の伝搬挙動が変化する。このパターンにより、特定のバンドギャップが反射されながら、光が切り込みを通過することができます。機械的ストレスによるFBGの周期の変化は、反射光信号の変動を引き起こします。

光ファイバに取り付けられたインタロゲータは、波長の異なるレーザ光を光ファイバに掃引し、光センサから反射された光を解析します。光信号の変動を利用して、静止時や長時間使用時の部品の機械的なひずみを推測することができます。

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