ひずみ計レンタル一覧 (比較表/特徴)

ひずみ計(ひずみゲージ/歪ゲージ/Strain Gauge)とは？

ひずみ計とは、測定対象物に生じるひずみを測定する装置です。ひずみは、材料に加わる外力に比例して材料が伸びたり縮んだりする変形の量です。このひずみを電気信号として検出することで、応力、温度、変形量などを測定することができます。一般的に、金属箔や薄膜などの電気抵抗体を使用して作られており、物体のひずみによって抵抗値が変化する原理を利用しています。

ひずみ計は、主に以下の2つの種類に分けられます。

・電気抵抗式ひずみ計
・光ファイバー式ひずみ計

電気抵抗式ひずみ計は、最も一般的に使用されているひずみ計です。このひずみ計は、金属製の抵抗体を測定対象物に接着し、抵抗体の伸び縮みによって抵抗値が変化することを利用しています。抵抗値の変化は、電圧計やデータロガーなどの測定器で測定されます。

光ファイバー式ひずみ計は、電気抵抗式ひずみ計に比べて高感度で、ひずみの微小な変化を測定することができます。このひずみ計は、光ファイバーの伸び縮みによって光の伝搬速度が変化することを利用しています。光ファイバーの光伝搬速度の変化は、光ファイバーの両端に設置された検出器によって測定されます。

ひずみ計は、以下の分野で幅広く使用されています。
土木・建築
機械・製造
自動車・航空宇宙
エネルギー
医療
土木・建築分野では、橋梁やダムなどの構造物の耐久性や安全性を確認するために使用されています。機械・製造分野では、製品の品質や性能を評価するために使用されています。自動車・航空宇宙分野では、エンジンや部品の疲労や損傷を検出するために使用されています。エネルギー分野では、原子力発電所や太陽光発電などの施設で、構造物の安全性や稼働状況を監視するために使用されています。医療分野では、生体組織のひずみを測定するために使用されています。

ひずみ計は、現代のさまざまな産業や社会インフラの安全性や信頼性を支える重要な装置です。

以下に、ひずみ計の詳細について説明します。

ひずみ計の原理：
物体が力や圧力などの外力によって変形すると、その変形に応じてひずみが生じます。ひずみとは、物体の長さや形状が微小な変化することを指します。ひずみ計はこのひずみを検出し、電気抵抗の変化として測定します。

ひずみ計の構造：
ひずみ計は、通常は非常に薄い金属箔や薄膜が基板上に取り付けられています。この金属箔はストレインゲージパターンと呼ばれる、線やグリッド状の構造になっており、物体のひずみによって伸縮します。金属箔は通常抵抗体として作られ、金属の電気抵抗率がひずみに応じて変化する性質を利用して測定が行われます。

動作原理：
ひずみ計は、通常ウィートストーンブリッジと呼ばれる回路に接続されます。この回路には4つのひずみ計が含まれており、それぞれが試料の異なる方向のひずみを測定します。ウィートストーンブリッジは、ひずみ計の抵抗変化によって出力電圧が変化し、この変化を計測することでひずみを検出します。

応用：
ひずみ計は、構造物や材料の研究、品質管理、耐久性試験、重量や荷重の測定、およびセンサー技術として広く使用されています。例えば、航空機の部品、自動車の部品、建造物の耐震性試験、ロボティクス、医療機器など多岐にわたる分野で利用されています。

以上が、ひずみ計の基本的な原理と応用についての詳細な説明です。