ひずみゲージとは

応力または荷重が加わると、すべての材料が変形します。 ひずみは、オブジェクトがストレスを受けているときに発生する変形量の尺度です。 ひずみゲージは、負荷がかかっている材料のこの変化を正確に測定するために使用される道具です。 多くの機械設計アプリケーションでは、オブジェクトに歪みが生じたときに発生する寸法変化を理解することが重要です。

材料に低レベルの応力がかかると、弾性ひずみが発生します。 応力が除去されると消え、材料は元の状態に戻ります。 高レベルのストレスでは、物質は変形し、元の寸法に戻らず元に戻りません。 これは塑性ひずみと呼ばれます。 ひずみゲージを使用して、材料が塑性ひずみを受け、永久変形がいつ発生したかを判断できます。

金属箔ひずみゲージは、ごくわずかなひずみと寸法変化が発生する場合に一般的に使用されます。 このタイプは、導電性材料が変形するときに発生する電気抵抗の変化を測定することで機能します。 通常、金属箔ひずみゲージは、薄い箔に適用された一連の非常に薄い平行な導電性金属の線で構成されます。 箔は電気的に絶縁されているバッキング材に取り付けられており、電圧や電流を伝導しません。

金属箔ひずみゲージは、測定対象に接着されています。 応力が加えられ、オブジェクトが変形すると、金属箔も変形し、その電気抵抗が変化します。 電気抵抗の変化が測定され、材料の歪みに関連する可能性があります。 電気抵抗の変化と対応する機械的歪みの数値的関係は、 ゲージ係数として知られています。

箔ひずみゲージは、ひずみの測定が正確であることを保証するために注意深い較正が必要です。 校正は、ホイートストンブリッジと呼ばれる電気回路を使用して完了します。 これはゲージ係数を決定するために使用され、また、誤った測定結果を生成する可能性のある金属箔材料の膨張と収縮を引き起こす温度変化を補正します。

ひずみゲージは、さまざまな測定用途に使用できます。 これらは、引っ張り力によって生じる伸び、押し込み力によって生じる圧縮、または重さやその他の荷重によって表面積に加えられる圧力によるひずみを測定するために使用されます。 ひずみゲージは、多くの場合、実験室での実験試験に使用され、継続的に測定できるようにオブジェクトに永久的に取り付けることができます。