ひずみ測定

ひずみとは

ある物質に張力や圧縮などの外力が加わることで生じる変化量εのことである。
例）棒に引張りの力Pが加わった場合

元の長さL　　変形後の長さΔL　　ひずみεの関係は
ε＝ΔL／L　となる。

ここで発生するひずみとは微小変化であり、1×10^－6(100万分の1)という非常に小さなもの なので、
【μ】を用いて【με】などと表現する。
※変化率は無名数なので、それ自体に単位は存在しない。

ひずみゲージの原理

ゲージを接着した測定対象物に外力を加えると、伸びまたは縮みといった微小な変化が発生する。
その微小な変化に追従してひずみゲージの受感素子である抵抗箔が伸び縮みすることから、
受感素子の抵抗変化が起こる。
この特性を用いることにより、抵抗変化を測定することでひずみに換算することが可能。

元の抵抗値R　　変化後の抵抗値ΔR　　ゲージ率K　　ひずみε(ΔL／L)
　　ΔR／R＝K・(ΔL／L)
　　ΔR／R＝K・ε　　という関係が成り立つ。

微小な抵抗変化は一般的な抵抗計などでは測定出来ないため、ホイートストンブリッジを用いて
専用のひずみ測定器で測定を行う。

ホイートストンブリッジ回路

ホイートストンブリッジとは図のように4つの抵抗辺で構成され、各抵抗値が
R1＝R2＝R3＝R4　　または　　R1×R3＝R2×R4
という条件が成り立つとき、ブリッジの出力電圧eはブリッジ電圧Eに左右されることなく、e＝0 となる。
この状態をブリッジの平衡状態という。