ひずみ測定器とは
ひずみ測定器とは、物体のひずみを計測する計測器です。ひずみとは、材料に外力が加わったときの材料の変形量のことです。ひずみを計測し応力を把握し、構造体の強度および信頼性を評価します。
ひずみゲージと呼ばれるセンサーで材料のひずみを検出し、この微小電圧信号をひずみ測定器に入力し、ひずみ量を計測します。構造物のひずみを計測する際、数百点のひずみを計測するケースもあり、ひずみ測定器はこのような多チャンネル計測に対応しています。
ひずみ測定器の使用用途
ひずみ測定器は、構造物の強度および信頼性を担保するために欠かせない計測器の一つです。また、ひずみ測定器は応力だけでなく、温度、圧力、荷重や変位などの物理量も計測可能です。
このように多機能であることから、自動車、産業機械、電子機器、金属・鉄鋼など様々な業界でひずみ測定器が用いられています。例えば油圧ショベルの場合、土の掘削や岩盤破壊など、過酷な条件にて使用されます。そのため、研究開発では構造物の強度評価のために、ひずみ測定器が用いられています。
ひずみ測定器の原理
ひずみ測定器には様々な種類の測定がありますが、ここではブリッジボックスを介してひずみゲージを接続して使用するタイプのひずみ測定器の原理を紹介します。
まず、ひずみゲージを用いて対象物のひずみを検知します。ひずみゲージは構造物の伸び縮みに伴い電気抵抗が変化する原理を有しています。この電気抵抗の変化を計測し、ひずみを検知します。次にブリッジボックスにおいて、ひずみゲージで検知した電気抵抗をブリッジ回路を用いて電圧の変化に変換します。この信号をひずみ測定器に取り込み、ブリッジボックスから得た電圧は微小であるため、内蔵されたアンプで信号を増幅します。増幅された信号はAD変換され、パソコンへ信号を出力します。ひずみ測定器によっては、ブリッジボックスが内蔵されているタイプもあります。
ひずみ測定器を用いて、静ひずみ（静的なひずみ）から、衝撃などで生じる数百kHzの動ひずみ（動的なひずみ）まで測定可能です。