株式会社昭和測器
株式会社共和電業
株式会社エー・アンド・デイ
日本キスラー株式会社
HBM

【2021年版】ひずみセンサー5選 / メーカー9社一覧

ひずみセンサーのメーカー9社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


ひずみセンサーとは

ひずみセンサとは材料のひずみを電気信号に変換、測定する装置です。外部から材料を引っ張りもしくは圧縮させると、材料は力に応じて伸び縮みを起こします。このとき、材料の元の長さに対して変化した量を「ひずみ」と言います。

ひずみは外部から力・圧力・熱などが加えられることで生まれます。そしてひずみの量から、外部からの応力値などを計算できます。そのため、建造物や産業機器などの安全性確保を目的とした応力値の測定などにひずみセンサは使われます。

ひずみセンサーの使用用途

ひずみセンサは自動車・鉄道・航空機の輸送機、ビルの建築等の建造物などの製品の強度、安全性の確認のために用いられます。このような大型の建造物、機械のひずみを測定するときは測位物の表面に装置を接着させます。非常に高精度かつ早い応答の測定が可能で、また静的、動的いずれのひずみ測定も可能です。

ひずみセンサを応用したセンサとしては、加速度センサ、ロードセル、圧力センサ、変位センサ、トルクセンサなどがあります。

ひずみセンサーの原理

ひずみセンサはサンプル表面のひずみを電気信号として変換することで測定を実施しています。このセンサではサンプルのひずみに応じて電気回路全体の抵抗値が変わるため、抵抗を測定することでひずみを定量することができます。

ひずみセンサの一例として一般的な形態の1つである電気抵抗ひずみセンサを紹介します。この装置は電気絶縁体の表面にフォトエッチング加工された抵抗体を有しています。専用の接着剤でサンプルの表面にこのセンサを接着、ホーイストンブリッジ回路を利用して外力によりサンプルがひずんだ際の電気抵抗を電圧に変化します。ブリッジの入力側に電圧を印加し、出力側では外力のひずみの効果が含まれた電圧を測定します。

ひずみセンサの抵抗素子としては金属、箔、半導体などがあります。ベース材料としてはペーパーゲージ、ポリエステルゲージ、エポキシゲージなどが挙げられます。単軸ゲージ、多軸ゲージといった形状による分類わけがなされ、測定物によって材料や形状を選びます。

ひずみセンサーの貼り方

ひずみセンサー(ひずみゲージ)は試験対象に接着剤で貼るだけで簡単に使用できると思われがちですが、ひずみセンサーの選択、試験対象の表面処理、ひずみセンサーの接着位置及び接着方法によっては測定値に誤差が発生します。ひずみセンサーを使用して正確に測定を行うためには数多くの確認手順がありますが、ここでは上記の手順に関してのポイントを示します。

  • ひずみセンサーの選択方法
    測定対象により、ひずみセンサーの種類、ゲージ長を選択するのはもちろんですが、同時にひずみセンサーの線膨張係数を測定対象物の線膨張係数に合わせるのが正確な測定を行う上でのポイントになります。
  • 試験対象の表面処理
    正確な測定を行うためには、試験対象の錆、塗料などを落とす必要があります。また、試験対象の表面をサンドペーパー等で整え、ひずみセンサーを接着する面の脱脂を行います。
  • ひずみセンサーの接着位置及び接着方法
    測定対象の測定位置を正確に測定し十字にマーキングします。その後、ひずみセンサーの裏側に指定の接着剤を付け、測定対象のマーキングとひずみセンサーのセンターマークを合わせて圧着します。瞬間接着剤を使用していても、十分な乾燥時間を取ることが正確な測定を行うためには重要です。

ひずみセンサーの精度

ひずみセンサー(ひずみゲージ)による測定は、ひずみセンサーの抵抗の変化を電気信号に変換することで測定していますが、抵抗値の誤差やひずみセンサーの回路特有の誤差、ひずみセンサーから伸びるリード線の抵抗など、幾つかの要因から必ず測定誤差が発生します。また、試験環境の温度、湿度なども測定誤差を発生させる要因となります。

しかし、特定のひずみセンサーとデータロガーの組み合わせを使用する事でこれらの誤差を自動的に修正できるものも存在します。簡単に言えば、特定のひづみセンサーの特定をデータロガー内の特別なロジックのソフトウェアで測定値を補正しています。

参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jime1966/16/6/16_6_465/_pdf/-char/ja
https://www.kyowa-ei.com/jpn/technical/strainbasic_course/index.html
https://www.kyowa-ei.com/jpn/technical/notes/bonding_procedure/index.html

ひずみセンサーのメーカー情報

ひずみセンサーのメーカー9社一覧


ひずみセンサーのメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 ミネベアミツミ株式会社
  2. 2 株式会社エー・アンド・デイ
  3. 3 日本キスラー株式会社

設立年の新しい会社

  1. 1 パイクリスタル株式会社
  2. 2 株式会社エー・アンド・デイ
  3. 3 株式会社昭和測器

歴史のある会社

  1. 1 バンドー化学株式会社
  2. 2 株式会社共和電業
  3. 3 ミネベアミツミ株式会社

ひずみセンサー5選

センサー ひずみゲージ

株式会社エー・アンド・デイ センサー ひずみゲージ 画像出典: 株式会社エー・アンド・デイ公式サイト

特徴

エーアンドデイの箔ひずみゲージは、構造物の表面に直接貼り付けることにより機械的なひずみ量を電気量に変換する装置です。

他のひずみ測定法と比較して高精度かつ応答性が高く、多点同時測定可能なことが特徴です。

荷重や圧力、加速度など、物理量測定に用いられる変換器の受感素子に応用可能なため、人間工学や医療、航空機など使用分野の幅広さに優れています。

抵抗箔には銅ニッケル合金が使用されているため、弾性、比抵抗、安定性に優れています。

株式会社エー・アンド・デイの会社概要

  • 会社所在地: 東京都豊島区東池袋3丁目23番14号
  • URL: https://www.aandd.co.jp
  • 創業: 1977年
  • 従業員数: 2,633人

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タイバー用型締ひずみセンサー QE1008-WJシリーズ(ワイヤレス・マグネット式)

日本ダイニスコ株式会社 タイバー用型締ひずみセンサー QE1008-WJシリーズ(ワイヤレス・マグネット式) 画像出典: 日本ダイニスコ株式会社公式サイト

特徴

Dyniscoのワイヤレスマグネット式QE1008-WJシリーズは、タイバー用型締ひずみセンサーです。

センサー部分はマグネットによって固定されているため追加の加工が必要なく、着脱も手作業で容易に行うことができることが特徴です。

成型機のタイバーの型締力やひずみの測定に適しています。

ワイヤレス接続のため、センサーとモニター間をケーブルで接続する必要がなく、結線時間の短縮及び作業性の向上に貢献します。

日本ダイニスコ株式会社の会社概要

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C-STRETCH®

バンドー化学株式会社 C-STRETCH® 画像出典: バンドー化学株式会社公式サイト

特徴

BANDOのC-STRETCHは、伸縮性と柔軟性に優れた静電容量式の伸縮性ひずみセンサです。

エラストマー素材の採用により、従来は計測が不可能とされていた非幾何的線形や曲面の伸びを計測することが可能です。

センサ本体が伸縮するため柔らかい面や曲面に取り付けでき、設置場所を選ばないことが特徴です。

静電容量方式によって直接的に計測するため高精度のデータ習得が可能となり、繰り返しの計測においても再現性が維持されます。

バンドー化学株式会社の会社概要

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フレキシブルひずみセンサー

パイクリスタル株式会社 フレキシブルひずみセンサー 画像出典: パイクリスタル株式会社公式サイト

特徴

パイクリスタルのフレキシブルひずみセンサーは、有機半導体単結晶を利用した高精度なひずみセンサーです。

ひずみによって生じる抵抗値の変化を利用して測定するため、高感度かつフレキシブルな測定が可能です。

高抵抗であることに加えて消費電力が少ないため、運用コストの削減に貢献します。

軽量化が必要な製品の品質管理や荷重測定、故障予知におけるセンサー、電子機器や精密機器の設計時の応力測定試験など、さまざまな分野へ展開されています。

パイクリスタル株式会社の会社概要

  • 会社所在地: 千葉県柏市柏の葉5-4-19 東大柏ベンチャープラザ104
  • URL: http://pi-crystal.com/ja/
  • 創業: 2013年
  • 従業員数: 27人

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光ファイバ式センサ newLightシリーズ

HBM 光ファイバ式センサ newLightシリーズ 画像出典: HBM公式サイト

特徴

HBMのnewLightシリーズは、長距離のデータ伝送においても安定したモニタリングが可能な光ファイバ式のひずみセンサです。

堅牢度の高さが特徴で、湿度やサビ、塩分に影響されづらい設計のため、メンテナンス性に優れています。

ケーブルの種類やコネクタ、波長を選択することができ、単純計測から複雑なセンサシステムまで多様なセンサ形式に対応することができます。

迅速かつ容易に設置可能なため、導入コストの削減を実現します。

HBMの会社概要

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