ひずみゲージ ブリッジ回路の組み方
ブリッジ回路とは、4つの素子に互いに橋を渡したような形状の電気回路のことで、代表的なものには、ホイートストンブリッジやメートルブリッジなどがあります。ブリッジ回路は各素子の値が平衡である場合、入力電圧にかかわらず出力電圧が「0」になります。ひずみゲージは、この性質を利用してひずみを測定します。回路の組み方は測定対象によって異なり、目的に応じた回路で計測します。
ここでは、回路の組み方とひずみ計測ユニット「NR-ST04」への接続方法について説明します。
引張ひずみ/圧縮ひずみ
1ゲージ法2線式
最も⼀般的な接続⽅法です。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
1倍 |
× |
× |
1ゲージ法3線式
リード線の温度影響をキャンセルできます。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
1倍 |
× |
○ |
1ゲージ法(2枚)2線式
60Ωのひずみゲージを2枚直列に接続します。曲げひずみをキャンセルできます。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
1倍 |
× |
× |
1ゲージ法(2枚)3線式
60Ωのひずみゲージを2枚直列に接続します。リード線の温度影響および曲げひずみをキャンセルできます。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
1倍 |
× |
○ |
2ゲージ法隣辺(アクティブ/ダミー)
測定対象と同じ材質で応力を受けない試料片に、参照用ひずみゲージを貼り付けます。温度変化によって発生した見かけひずみを、参照用ゲージで測定しキャンセルします。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
1倍 |
○ |
○ |
2ゲージ法隣辺(2アクティブ直交配置)
2素⼦⼊り(2軸クロス)を1枚貼ります。出⼒:(1+ポアソン⽐)倍
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
1+ν |
○ |
○ |
2ゲージ法対辺(2アクティブ)2線式
NR-ST04の内蔵ブリッジBOXは対辺に対応していないため、外付けブリッジBOXまたは2ch使⽤して演算します。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
2倍 |
× |
× |
⽅法1:外付けブリッジBOXを使用します。ブリッジBOXとNR-ST04は4ゲージ法で接続します。 ⽅法2:2枚のひずみゲージをそれぞれ1ゲージ法2線式でCH1とCH2に接続します。 演算:(CH1+CH2) |
2ゲージ法対辺(2アクティブ)3線式
NR-ST04の内蔵ブリッジBOXは対辺に対応していないため、外付けブリッジBOXまたは2ch使⽤して演算します。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
2倍 |
× |
○ |
⽅法1:外付けブリッジBOXを使用します。ブリッジBOXとNR-ST04は4ゲージ法で接続します。 ⽅法2:2枚のひずみゲージをそれぞれ1ゲージ法3線式でCH1とCH2に接続します。 演算:(CH1+CH2) |
4ゲージ法(アクティブ/ ダミー)
測定対象と同じ材質で応⼒を受けない試料⽚に、参照⽤ひずみゲージを貼り付けます。温度変化によって発⽣した⾒かけひずみを、参照⽤ゲージで測定しキャンセルします。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
2倍 |
○ |
○ |
4ゲージ法(4アクティブ直交配置)
2素子入り(2軸クロス)を2枚貼ります。(合計4ゲージ)出力:2×(1+ポアソン⽐)倍
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
2× (1+ν) |
○ |
○ |
曲げひずみ
2ゲージ法隣辺
ひずみゲージを表と裏に貼ります。引張、圧縮ひずみの影響を受けず曲げひずみのみの測定が可能です。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
2倍 |
○ |
○ |
4ゲージ法
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
4倍 |
○ |
○ |
ねじりひずみ
2ゲージ法隣辺
ひずみゲージを軸に対して±45°傾けて2枚(2素子±45°剪断⽤)貼ります。
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
2倍 |
○ |
○ |
4ゲージ法
測定例 | ブリッジ回路 | 出力 | 温度 補償 |
リード 線の 温度 補償 |
NR-ST04 への 配線 |
---|---|---|---|---|---|
4倍 |
○ |
○ |
スケーリングについて
スケーリングで0.5倍にする場合は、上記のように設定します。