ひずみゲージとは?
ひずみげーじ
ひずみゲージとは、物体に貼り付けてその変形(ひずみ)を電気抵抗の変化として計測するセンサーです。
ひずみゲージ(Strain Gauge)は、金属や半導体の薄い抵抗体を絶縁フィルムに貼り付けた小型のセンサで、測定対象の表面に接着剤で固定して使います。対象物が力を受けて伸縮(ひずみ)すると、ゲージも同じだけ変形し、そのわずかな長さ変化が電気抵抗値の変化として現れる原理を利用します。
動作の基本は金属の電気抵抗がその長さと断面積に依存するという性質です。引っ張られると抵抗が増加し、圧縮されると減少します。この変化量(ゲージ率)は抵抗体の材料によって異なります。典型的なゲージ率は金属箔式で2前後、半導体式では100以上に達します。
ひずみゲージの主な用途は以下のとおりです。
- 材料試験:引張試験・曲げ試験での応力・ひずみの計測
- 構造物の健全性監視:橋梁・ダム・建築物への常設計測
- 力・トルク・圧力センサの製造:ロードセルや圧力計の検出素子として内蔵
- 航空・宇宙・自動車:機体・車体の応力分布評価
測定回路には感度を上げるためのホイートストンブリッジ回路が広く使われ、微小な抵抗変化を電圧変化として取り出します。ひずみゲージは精密で安価なため、産業から研究まで幅広く普及している重要なセンシング技術です。
使い方・例文
橋の主桁に複数のひずみゲージを取り付けて常時計測することで、通過する車両の荷重による橋梁の応力変化を長期的に監視する場面で登場します。
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