JP2003294405A - ひずみ測定方法及び多点ひずみ測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ひずみゲージに結線されたリード線の抵抗が測
定値に影響を与えないようにしてひずみを測定できるひ
ずみ測定方法を提供する。 【解決手段】ゲージ率Ｋのひずみゲージを物体に貼着
し、ひずみゲージに結線された電流供給用リード線を介
して、ひずみゲージに電流を流すステップと、ひずみ測
定の基準とする初期状態および物体のひずみ測定時にお
いて、ひずみゲージに生じた電圧をひずみゲージに結線
された電圧抽出用リード線を介して抽出するステップ
と、抽出された電圧に基づいて、次式（１）により表さ
れる値をひずみ測定値εとして求めるひずみ算出ステッ
プと、を有することを特徴とするひずみ測定方法。 ε＝（１／Ｋ）・（Ｃ_ε／Ｃ₀−１）・・・・・・・・・・（１） ただし、Ｃ_ε：ひずみ測定時の基準抵抗体に対するひず
みゲージの抵抗比、Ｃ₀：初期状態における基準抵抗体
に対するひずみゲージの抵抗比

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ひずみ測定方法お
よび多点ひずみ測定システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ひずみ測定方法においては、ひずみに応
じて抵抗値が変化するひずみゲージが物体に貼着され
る。ひずみを測定する方法には主に、１ゲージ法と２ゲ
ージ法がある。そして、ひずみゲージの抵抗値変化を検
出してひずみ測定を行う測定装置には、ひずみゲージと
併せてホイートストンブリッジ回路（ブリッジ回路）を
構成する抵抗回路が備えられている。

【０００３】図１３は、１ゲージ２線法による測定方法
を説明するための回路図である。この方法では、ひずみ
ゲージ１の両端に一対のリード線２，３が結線されてい
る。ひずみゲージ１は、抵抗体Ｒ₂〜Ｒ₄を接続してなる
抵抗回路にリード線２，３を介して接続され、これによ
り、ブリッジ回路が構成される。ただし抵抗体Ｒ₂〜Ｒ₄
の抵抗値はひずみゲージの基準抵抗値と同一である。こ
のブリッジ回路を用いてひずみ測定する際には、電源入
力部Ａ，Ｃ間にブリッジ回路の電源電圧Ｖが付与され
る。また、ブリッジ回路の電源入力部Ａ，Ｃ間に電源電
圧Ｖを付与した状態で、ブリッジ回路の出力部Ｂ，Ｄ間
に生じる出力電圧ｅが図示を省略する増幅回路やＡ／Ｄ
変換回路等を介して検出される。そして、ブリッジ回路
の出力電圧ｅから物体のひずみεを測定することができ
る。

【０００４】しかし、図１３に示す回路では、リード線
２，３の両者とひずみゲージ１とがブリッジ回路の同じ
辺に組み込まれるため、環境温度の変化によりリード線
２，３の抵抗が変化すると、ひずみゲージ１のひずみが
変化しなくても出力電圧ｅが変化してしまう。そこで、
図１４に示すように、ひずみゲージ１に結線するリード
線を１本追加し、温度変化に伴うブリッジ回路の不平衡
を是正することが広く用いられている（１ゲージ３線
法）。この方法では、ひずみゲージ１の両端に一対のリ
ード線２，３が結線されると共に、ひずみゲージ１の一
端にもう一つのリード線４が結線されている。そして、
ひずみ測定する際には、ブリッジ回路の電源入力部Ａ，
Ｃ間に電源電圧Ｖを付与した状態で、ひずみゲージ１の
リード線４を結線した一端と、抵抗体Ｒ₃、Ｒ₄の接続点
Ｄとの間に生じる出力電圧ｅが検出される。この方法で
は、リード線２，３がブリッジ回路の隣り合う辺に組み
込まれることとなるので、リード線２，３の抵抗値が環
境温度により同じように変化する限り、ブリッジ回路の
平衡が保たれる。

【０００５】図１５は、２ゲージ法のひずみ測定を説明
するための回路図である。この方法では、２つのひずみ
ゲージ１、１′の両端に各一対のリード線２，３および
４，５が結線されている。ひずみゲージ１、１′は、リ
ード線３，４により直列に接続され、抵抗体Ｒ₃、Ｒ₄を
接続してなる抵抗回路にリード線２，５を介して接続さ
れ、これにより、ブリッジ回路が構成される。ひずみゲ
ージ１、１′は、物体のひずみ量の比があらかじめ判っ
ている２つの部位（例えば、梁の表裏面部）に貼着され
る。このブリッジ回路を用いてひずみ測定する際には、
電源入力部Ａ，Ｃ間にブリッジ回路の電源電圧Ｖが付与
される。また、ブリッジ回路の電源入力部Ａ，Ｃ間に電
源電圧Ｖを付与した状態で、ブリッジ回路の出力部Ｂ，
Ｄ間に生じる出力電圧ｅが図示を省略する増幅回路やＡ
／Ｄ変換回路等を介して検出される。そして、ブリッジ
回路の出力電圧ｅから物体のひずみεを測定することが
できる。この２ゲージ法では、リード線２，３，４，５
の抵抗値が環境温度により同じように変化する限り、ブ
リッジ回路の平衡が保たれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た１ゲージ法および２ゲージ法では、１ゲージ２線法は
もちろん、１ゲージ３線法及び２ゲージ法であっても、
リード線同士の温度差によって、各リード線の抵抗値に
偏りが生じた場合には、見かけひずみが発生してしま
う。例えば、屋外でひずみ計測する際に、雲の動きによ
り日照が動的に変化すると、上記の温度差が生じて見か
けひずみが発生し、ひずみ測定の不安定要因になる場合
がある。

【０００７】また、ひずみ測定の基準とする初期状態の
値を測定した後に、例えば、リード線を延長した場合に
は、リード線の抵抗値が初期状態よりも増加するため、
見かけひずみが発生する。そのため、リード線の長さや
接続を変更した場合には、初期値の測定からやり直す必
要がある。

【０００８】また、物体の多数部位あるいは多数の物体
についての多点ひずみ測定を行う場合に、各測定点に対
応するリード線の抵抗値が、測定点同士で互いに異なる
場合も多々あり、このような場合には、測定点毎にひず
み測定値の補正を行わなければならず、リード線の抵抗
値の影響を排除するための補正作業に多大な労力を要す
るものとなっていた。

【０００９】また、多点ひずみ測定を行う場合に、測定
点を切り換えるスイッチの接点抵抗も測定誤差の要因と
なるので、その接点抵抗ができるだけ小さなスイッチ素
子を選択したり、その接点抵抗の影響を補償する方策を
採る必要がある。その結果、コストアップを招くという
不都合があった。

【００１０】本発明はかかる背景に鑑み、ひずみゲージ
に結線されたリード線の抵抗が測定値に影響を与えない
ようにしてひずみを測定できるひずみ測定方法および多
点ひずみ測定システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明を説明する前に、
本発明の基本的な考え方を図１〜図３を参照して説明し
ておく。

【００１２】まず説明の便宜上、２ゲージ法でひずみを
算出する方法を図１を参照して説明する。図１に示すよ
うに、第１のひずみゲージ１の一端にはリード線２，３
が結線され、他端にはリード線４、８が結線されてい
る。また、第２のひずみゲージ１′の一端にはリード線
５，８が結線され、他端にはリード線６，７が結線され
ている。２つのひずみゲージ１、１′はリード線８を介
して直列に接続されている。ひずみゲージ１、１′には
リード線２，７，８を介して電流が流れる。リード線
３，４はひずみゲージ１に生じる電圧を抽出し、リード
線５，６はひずみゲージ１′に生じる電圧を抽出する。
尚、回路１０、２０については後述する。

【００１３】なお、第１のひずみゲージ１と第２のひず
みゲージ１′は、それらのひずみ量の比が既知となるよ
うな物体の部位、例えば梁部材の表裏面部に貼着され
る。

【００１４】ここで、例えば、第１のひずみゲージ１の
抵抗値Ｒ₁と第２のひずみゲージ１′の抵抗値Ｒ₂との抵
抗比Ｃに着目し、この抵抗比Ｃは、次式（３）により定
義する。

【００１５】Ｃ＝Ｒ₁／Ｒ₂・・・・・・・・・・（３）

【００１６】式（３）より、ひずみ測定の基準とする初
期状態（添字０で示す）における第１のひずみゲージ１
と第２のひずみゲージ１′との抵抗比Ｃ₀は、次式で表
される。

【００１７】Ｃ₀＝Ｒ₁₀／Ｒ₂₀・・・・・・・・・・（４）

【００１８】同様に、ひずみ測定時（添字εで示す）に
おける第１のひずみゲージ１と第２のひずみゲージ１′
との抵抗比Ｃ_εは、次式で表される。

【００１９】Ｃ_ε＝Ｒ_1ε／Ｒ_2ε・・・・・・・・・・（５）

【００２０】第１のひずみゲージ１のゲージ率をＫ₁と
して、第１のひずみゲージ１に発生するひずみε₁を抵
抗変化で表すと次式で表される。

【００２１】 ε₁＝（１／Ｋ₁）・（Ｒ_1ε−Ｒ₁₀）／Ｒ₁₀・・・・・・・・・・（６）

【００２２】式（６）からひずみ測定時の第１のひずみ
ゲージ１の抵抗値Ｒ_1εを求めると次式が得られる。

【００２３】 Ｒ_1ε＝Ｒ₁₀・（Ｋ₁・ε₁＋１）・・・・・・・・・・（７）

【００２４】同様に、第２のひずみゲージ１′のゲージ
率をＫ₂、第２のひずみゲージ１′に発生するひずみを
ε₂としたときのひずみ測定時の第２のひずみゲージ
１′の抵抗値Ｒ_2εを求めると次式が得られる。

【００２５】 Ｒ_2ε＝Ｒ₂₀・（Ｋ₂・ε₂＋１）・・・・・・・・・・（８）

【００２６】式（７）の両辺をそれぞれ式（８）の両辺
で除算し、式（４）、（５）を用いて変形すると、次式
（９）が得られる。

【００２７】 Ｃ_ε＝Ｃ₀（Ｋ₁・ε₁＋１）／（Ｋ₂・ε₂＋１）・・・・・・・・・・（９）

【００２８】ここで、第１のひずみゲージ１に生じるひ
ずみε₁と第２のひずみゲージ１′に生じるひずみε₂と
の比を次式（１０）のとおりａとする。

【００２９】ε₂＝ａ・ε₁・・・・・・・・・・（１０）

【００３０】式（９）、（１０）から、第１のひずみゲ
ージ１に発生するひずみε₁を求めると次式が得られ
る。

【００３１】 ε₁＝（Ｃ_ε−Ｃ₀）／（Ｋ₁・Ｃ₀−ａ・Ｋ₂・Ｃ_ε）・・・・・・・・・・（１１）

【００３２】次に、２つのひずみゲージ１、１′の直列
回路に電流供給電圧Ｅによって、リード線２，７，８を
介して電流ｉを流した場合を想定する。尚、電流供給電
圧Ｅを生成する電源としては、定電圧源を用いてもよい
し定電流源を用いてもよい。このとき、第１のひずみゲ
ージ１に電圧Ｖ₁が生じ、第２のひずみゲージ１′に電
圧Ｖ₂が生じるとすると、式（１１）の右辺に示される
抵抗比Ｃ_ε、Ｃ₀は、次式（１２）、（１３）のように
ひずみゲージ１、１′に生じる電圧Ｖ₁，Ｖ₂で表され
る。

【００３３】 Ｃ₀＝Ｒ₁₀／Ｒ₂₀＝ｉ・Ｒ₁₀／（ｉ・Ｒ₂₀）＝Ｖ₁₀／Ｖ₂₀・・・・・・・・・・（１２）

【００３４】 Ｃ_ε＝Ｒ_1ε／Ｒ_2ε＝ｉ・Ｒ_1ε／（ｉ・Ｒ_2ε）＝Ｖ_1ε／Ｖ_2ε・・・・・・・・・・（ １３）

【００３５】従って、ひずみゲージ１、１′に生じる電
圧Ｖ₁，Ｖ₂をひずみゲージ１、１′に流れる電流ｉに影
響を及ぼすことなく把握すれば、それらの電圧Ｖ₁，Ｖ₂
から、式（１１）で表されるひずみεを把握することが
できる。そして、この電圧Ｖ ₁、Ｖ₂は、リード線２，
７，８の抵抗とは無関係であると共に、それぞれ、リー
ド線３，４、リード線５，６を介して抽出でき、さら
に、高入力インピーダンスのアンプやバッファを使用す
ることで、リード線３，４，５，６に電流をほとんど流
すことなく検出できる。つまり、ひずみゲージ１、１′
に生じる電圧Ｖ₁，Ｖ₂は電圧抽出用リード線３，４，
５，６を用いることで式（１２）、（１３）の関係式を
満たすように把握できる。

【００３６】尚、第１のひずみゲージ１に生じるひずみ
量と第２のひずみゲージ１′に生じるひずみ量との比ａ
の値は、例えば、板状の試験材料の表裏にそれぞれひず
みゲージを貼って曲げひずみを計測する場合には、ａ＝
−１となる。また、材料のポアッソン比を利用するため
に、同一面で直交軸方向にひずみゲージを貼ってひずみ
測定する場合には、ポアッソン比がνならば、ａ＝−ν
となる。

【００３７】また、ひずみゲージ１、１′が近接部位に
貼着され、これらを接続するリード線８の長さが十分に
短い場合には、図３に示すように、電圧抽出用のリード
線４をひずみゲージ１、１′で共用してもよい。この場
合には、リード線３，４でひずみゲージ１に生じる電圧
Ｖ₁を、リード線４，５でひずみゲージ１′に生じる電
圧Ｖ₂を抽出するようにする。

【００３８】次に１ゲージ法での測定に関して説明す
る。図２に示すように、ひずみゲージ１の一端にはリー
ド線２，３が結線され、他端にはリード線４、５が結線
されている。ひずみゲージ１はリード線５を介して基準
抵抗体Ｒ_Sに直列に接続されている。ひずみゲージ１と
基準抵抗体Ｒ_Sにはリード線２，５を介して電流が流れ
る。リード線３，４はひずみゲージ１に生じる電圧を抽
出する。尚、回路１１、１２については後述する。

【００３９】この場合のひずみゲージ１と基準抵抗体Ｒ
_Sとの直列回路は、図１のひずみゲージ１′を一定抵抗
値の基準抵抗体Ｒ_Sで置き換えた回路と等価である。そ
して、基準抵抗体Ｒ_Sはひずみを生じないので式（１
１）でａ＝０となる。従って、このようなひずみゲージ
１と基準抵抗体Ｒ_Sとの直列回路においてひずみεを求
める場合には、式（１１）において、ａ＝０とすれば、
次式が得られる。

【００４０】 ε＝（１／Ｋ）・（Ｃ_ε／Ｃ₀−１）・・・・・・・・・・（１４）

【００４１】ただしＫはひずみゲージ１のゲージ率であ
る。また、抵抗比Ｃ_ε、Ｃ₀は、Ｃ _ε＝Ｒ_1ε／Ｒ_S、Ｃ₀
＝Ｒ₁₀／Ｒ_Sである。

【００４２】次に、ひずみゲージ１と基準抵抗体Ｒ_Sと
の直列回路に電流供給電圧Ｅによって、リード線２，５
を介して電流ｉを流した場合を想定する。尚、電流供給
電圧Ｅを生成する電源としては、定電圧源を用いてもよ
いし定電流源を用いてもよい。このとき、ひずみゲージ
１に電圧Ｖ₁が生じ、基準抵抗体Ｒ_Sに電圧Ｖ₂が生じる
とすると、式（１４）の右辺に示される抵抗比Ｃ_ε、Ｃ
₀は、前記の式（１２）、（１３）のように電圧Ｖ₁，Ｖ
₂で表される。従って、ひずみゲージ１および基準抵抗
体Ｒ_Sに生じる電圧Ｖ₁，Ｖ₂をひずみゲージ１および基
準抵抗体Ｒ_Sに流れる電流ｉに影響を及ぼすことなく把
握すれば、それらの電圧Ｖ₁，Ｖ₂から、式（１４）で表
されるひずみεを把握することができる。そして、電圧
Ｖ₁は、リード線２，５の抵抗とは無関係であると共
に、リード線３，４を介して抽出でき、さらに、高入力
インピーダンスのアンプやバッファを使用することで、
リード線３，４に電流をほとんど流すことなく検出でき
る。

【００４３】また、基準抵抗体Ｒ_Sは物体に貼着する必
要のないものであるので、任意の箇所（例えば測定器
内）に配置することができ、基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電
圧Ｖ₂はその近傍で配線パターンなど適宜の導体線を介
して抽出できる。

【００４４】さらに、高入力インピーダンスのアンプ等
を使用することで、ひずみゲージ１および基準抵抗体Ｒ
_Sに流れる電流に影響を及ぼすことなく電圧Ｖ₂を検出で
きる。従って、ひずみゲージ１の抵抗値と基準抵抗体Ｒ
_Sとの抵抗比Ｃ＝Ｒ₁／Ｒ_Sと、それらに生じる電圧Ｖ₁，
Ｖ₂の比Ｖ₁／Ｖ₂とが等しくなるように電圧Ｖ₁，Ｖ₂を
検出できる。

【００４５】以上説明した内容を基礎として本発明を以
下に説明する。尚、以下の説明では本発明の理解の便宜
上前述の参照符号を必要に応じて用いる。前記の目的を
達成するために、本発明の第１の態様に係るひずみ測定
方法は、ひずみに応じた抵抗値変化を生じるひずみゲー
ジ１を物体に貼着して、該物体のひずみを測定する方法
（１ゲージ法）であって、一定抵抗値の基準抵抗体Ｒ_S
と前記ひずみゲージ１とを直列に接続し、前記ひずみゲ
ージ１にあらかじめ結線された電流供給用リード線２，
５を介して、前記基準抵抗体Ｒ_Sとひずみゲージ１との
直列回路に電流を流す電流供給ステップと、ひずみ測定
の基準とする初期状態において、前記電流供給ステップ
によりひずみゲージ１に生じた電圧を、前記ひずみゲー
ジ１の各端部に前記電流供給用リード線２，５とは別に
あらかじめ結線された電圧抽出用リード線３，４を介し
て抽出すると共に、前記基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧を
該基準抵抗体Ｒ_Sの近傍で抽出する初期電圧抽出ステッ
プと、前記物体のひずみ測定時において、前記電流供給
ステップによりひずみゲージ１に生じた電圧を前記電圧
抽出用リード線３，４を介して抽出すると共に、前記基
準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧を該基準抵抗体Ｒ_Sの近傍で抽
出するひずみ電圧抽出ステップと、前記初期電圧抽出ス
テップおよびひずみ電圧抽出ステップで抽出された電圧
に基づいて、前記の式（１４）により表される値εをひ
ずみ測定値として求めるひずみ算出ステップと、を有す
ることを特徴とする。

【００４６】かかる本発明によれば、ひずみゲージ１に
あらかじめ結線された電流供給用リード線２，５を介し
て、基準抵抗体Ｒ_Sとひずみゲージ１との直列回路に電
流を流す。ひずみ測定の基準とする初期状態および物体
のひずみ測定時において、ひずみゲージ１に生じた電圧
を、ひずみゲージ１にあらかじめ結線された電圧抽出用
リード線３，４を介して抽出すると共に、基準抵抗体Ｒ
_Sに生じた電圧を基準抵抗体Ｒ_Sの近傍で抽出する。電圧
の抽出には、例えば、高入力インピーダンスのアンプを
用いる。これにより、前述したように、前記電流供給用
リード線２，５はもちろん電圧抽出用リード線３，４の
抵抗値によらずにひずみゲージ１及び基準抵抗体Ｒ_Sに
生じる電圧Ｖ₁，Ｖ₂を抽出できる。そして、初期状態お
よびひずみ測定時に抽出された電圧Ｖ₁，Ｖ₂に基づい
て、前記の式（１４）により表される値εをひずみ測定
値として決定することができる。

【００４７】従って、ひずみゲージ１に結線された電流
供給用リード線２，５や電圧抽出用リード線３，４の抵
抗が測定値に影響を与えないようにしてひずみを測定す
ることができる。つまり、各リード線の抵抗が異なった
抵抗値に変化したとしても測定誤差が生じることがなく
なる。例えば、日照により温度変化があるような屋外で
長いリード線を使用した場合でも、正確で安定なひずみ
測定ができる。

【００４８】また、前記の目的を達成するために、本発
明の第２の態様に係るひずみ測定方法は、ひずみに応じ
た抵抗値変化を生じる第１および第２のひずみゲージ
１、１′を直列に接続し、該第１および第２のひずみゲ
ージ１、１′をそれらのひずみ量の比が既知となるよう
な物体の２つの部位に貼着して該物体のひずみを測定す
る方法（２ゲージ法）であって、前記第１および第２の
ひずみゲージ１、１′にあらかじめ結線された電流供給
用リード線２，７，８を介して、第１および第２のひず
みゲージ１、１′の直列回路に電流を流す電流供給ステ
ップと、ひずみ測定の基準とする初期状態において、前
記電流供給ステップにより第１および第２のひずみゲー
ジ１、１′に生じた電圧を、第１および第２のひずみゲ
ージ１、１′の各端部に前記電流供給用リード線２，
７，８とは別にあらかじめ結線された電圧抽出用リード
線３，４，５，６を介して抽出する初期電圧抽出ステッ
プと、前記物体のひずみ測定時において、前記電流供給
ステップにより第１および第２のひずみゲージ１、１′
に生じた電圧を前記電圧抽出用リード線３，４，５，６
を介して抽出するひずみ電圧抽出ステップと、前記初期
電圧抽出ステップおよびひずみ電圧抽出ステップで抽出
された電圧に基づいて、前記の式（１１）により表され
る値εを第１のひずみゲージ１のひずみ測定値として求
めるひずみ算出ステップと、を有することを特徴とす
る。

【００４９】かかる発明によれば、第１および第２のひ
ずみゲージ１，１′にあらかじめ結線された電流供給用
リード線２，７，８を介して、第１および第２のひずみ
ゲージ１、１′の直列回路に電流を流す。そして、ひず
み測定の基準とする初期状態において、第１および第２
のひずみゲージ１、１′に生じた電圧を、第１および第
２のひずみゲージ１、１′の各端部にあらかじめ結線さ
れた電圧抽出用リード線３，４，５，６を介して抽出す
る。そして、物体のひずみ測定時において、第１および
第２のひずみゲージ１、１′に生じた電圧を電圧抽出用
リード線３，４，５，６を介して抽出する。これらの電
圧抽出手段として、例えば、高入力インピーダンスのア
ンプを使用する。初期状態およびひずみ測定時に抽出さ
れた電圧に基づいて、前記の式（１１）により表される
値εを第１のひずみゲージ１のひずみ測定値として決定
することができる。ひずみゲージ１、１′に結線された
リード線は、電流供給用リード線２，７，８とそれとは
別の電圧抽出用リード線３，４，５，６に分けられてい
る。従って、リード線の抵抗がたとえ異なった抵抗値に
変化したとしてもリード線抵抗がひずみ測定値に影響を
与えないようにしてひずみを測定することができる。

【００５０】ところで本発明の第１の態様において、ひ
ずみに応じたひずみゲージ１の抵抗値変化は微小である
ので、ひずみゲージ１と基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧
Ｖ₁，Ｖ ₂を各々測定するためには高分解能の電圧測定手
段が必要となる。すなわち、電圧Ｖ₁，Ｖ₂を測定する際
に、電圧Ｖ₁，Ｖ₂の中心的な大きさに比べてひずみによ
る電圧変化は極めて小さいので、電圧Ｖ₁、Ｖ₂をその中
心的な値よりも十分に小さな桁の電圧まで測定しなけれ
ばならない。一方、電圧Ｖ₁とＶ₂の差はその中心的な値
がＶ₁とＶ₂の大きさに比べて小さいので、アンプ等によ
り増幅することで、Ｖ₁とＶ₂の電圧変化を単独で測定す
るよりも精度よく測定することができる。また、Ｖ₁と
Ｖ₂の電圧差を次式（１５）のとおりｅ′とする。

【００５１】Ｖ₁−Ｖ₂＝ｅ′・・・・・・・・・・（１５）

【００５２】式（１５）により、ひずみゲージ１と基準
抵抗体Ｒ_Sとの抵抗比Ｃは次式（１６）または（１７）
で表される。

【００５３】 Ｃ＝Ｖ₁／Ｖ₂＝（Ｖ₂＋ｅ′）／Ｖ₂＝１＋ｅ′／Ｖ₂・・・・・・・・・・（１６）

【００５４】 Ｃ＝Ｖ₁／Ｖ₂＝１／（１−ｅ′／Ｖ₁）・・・・・・・・・・（１７）

【００５５】すなわち、抵抗比Ｃは、ひずみゲージ１に
生じた電圧Ｖ₁または基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧Ｖ
₂と、Ｖ₁とＶ₂の電圧差ｅ′とにより表すことができ
る。従って、Ｖ₁とＶ₂の電圧差ｅ′を検出するようにし
た場合には、電圧Ｖ₁またはＶ₂と、その電圧差ｅ′によ
り、ひずみを算出することができる。

【００５６】そこで、本発明の第１の態様のひずみ測定
方法では、さらに前記初期電圧抽出ステップとひずみ電
圧抽出ステップとは、それぞれ、ひずみゲージ１に生じ
る電圧と基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧との差を検出する
電圧差検出ステップを有し、前記ひずみ算出ステップ
は、前記初期電圧抽出ステップおよびひずみ電圧抽出ス
テップがそれぞれ、前記電圧差検出ステップにて検出し
た電圧差と、基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧またはひずみ
ゲージ１に生じた電圧とから、前記の式（１４）により
表される値εを求めることが好ましい。

【００５７】かかる発明によれば、ひずみ測定の基準と
する初期状態およびひずみ測定時において、ひずみゲー
ジ１に生じる電圧と基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧との電
圧差と、基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧またはひずみゲー
ジ１に生じた電圧の一方とを検出し、それらに基づいて
ひずみを算出する。ひずみゲージ１に生じる電圧と基準
抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧との電圧差を測定する際には、
ひずみゲージ１に生じる電圧または基準抵抗体Ｒ_Sに生
じる電圧を単独で測定する場合に比べて、測定する電圧
の中心的な値が小さくなるので、前述のように高精度で
測定できる。また、この電圧差を精度よく測定できるこ
とから、基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧またはひずみゲー
ジ１に生じた電圧の測定精度は、その両者を測定する場
合よりも劣っても良い。この結果、電圧測定手段のコス
トを下げることができる。

【００５８】上記と同様に、本発明の第２の態様におい
て、ひずみに応じた２つのひずみゲージ１,１′の抵抗
値変化は微小であるので、２つのひずみゲージ１、１′
に生じた電圧Ｖ₁，Ｖ₂を各々測定するためには高分解能
の電圧測定手段が必要となる。そこで、Ｖ₁とＶ₂の電圧
差を直接的に検出するようにすれば、前記第１の態様の
場合と同様に前記の式（１５）により、第１のひずみゲ
ージ１と第２のひずみゲージ１′との抵抗比Ｃは前記の
式（１６）または（１７）で表される。従って、抵抗比
Ｃは、第１のひずみゲージ１に生じた電圧Ｖ₁または第
２のひずみゲージ１′に生じた電圧Ｖ₂と、Ｖ₁とＶ₂の
電圧差ｅ′とにより表すことができる。従って、Ｖ₁と
Ｖ₂の電圧差を得る回路を設けた場合には、電圧Ｖ₁また
はＶ₂と、その電圧差ｅ′により、ひずみを算出するこ
とができる。

【００５９】そこで、本発明の第２の態様のひずみ測定
方法では、さらに前記初期電圧抽出ステップとひずみ電
圧抽出ステップとは、それぞれ、第１のひずみゲージ１
に生じる電圧と第２のひずみゲージ１′に生じる電圧と
の差を検出する電圧差検出ステップを有し、前記ひずみ
算出ステップは、前記初期電圧抽出ステップおよびひず
み電圧抽出ステップがそれぞれ、前記電圧差検出ステッ
プにて検出した電圧差と、第１または第２のひずみゲー
ジに生じた電圧とから、前記式（１１）により表される
値εを求めることが好ましい。

【００６０】かかる発明によれば、ひずみ測定の基準と
する初期状態およびひずみ測定時において、第１のひず
みゲージ１に生じる電圧と第２のひずみゲージ１′に生
じる電圧との電圧差を検出する。電圧差のほかに、第１
または第２のひずみゲージに生じた電圧の一方を検出す
ればよいので、第１または第２のひずみゲージに生じた
電圧をそれぞれ測定するための高分解能電圧測定手段を
必要とせずに測定回路を構成することができる。

【００６１】尚、このＶ₁とＶ₂の電圧差を得る回路を実
現するために例えば、２ゲージ法では図１に示すような
電圧差検出回路１０を設ければ良い。この例では、電圧
差検出回路１０は、２つのひずみゲージ１、１′に生じ
る電圧の差を検出する。この回路１０では、オペアンプ
ｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３，ｏｐ４はボルテージフォロア
回路を形成し、２つのひずみゲージ１、１′の直列回路
に流れる電流ｉに影響を与えずに、２つのひずみゲージ
１、１′に生じた電圧Ｖ₁，Ｖ₂およびリード線８に生じ
た電圧Ｖ₈の和Ｖ₁＋Ｖ₂＋Ｖ₈を固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの直列
回路に与え、リード線８に生じた電圧Ｖ₈を固定抵抗
Ｒ_c、Ｒ_dの直列回路に与える。尚、固定抵抗Ｒ_a〜Ｒ_dの
抵抗値は同一である（Ｒ_a＝Ｒ_b＝Ｒ_c＝Ｒ_d）。この電圧
差検出回路１０の出力電圧ｅすなわち、固定抵抗Ｒ_a、
Ｒ_bの直列回路の中点と、固定抵抗Ｒ _c、Ｒ_dの直列回路
の中点との間の電圧であるが、それは、次式（１８）の
ように表される。

【００６２】 ｅ＝（Ｖ₁＋Ｖ₂＋Ｖ₈）・Ｒ_b／（Ｒ_a＋Ｒ_b）−Ｖ₂ −Ｖ₈・Ｒ_d／（Ｒ_c＋Ｒ_d） ＝（Ｖ₁−Ｖ₂）／２・・・・・・・・・・（１８）

【００６３】従って、出力電圧ｅはＶ₁−Ｖ₂に比例した
ものになり、Ｖ₁−Ｖ₂を検出できることとなる。尚、図
１の回路でＶ₁を検出するためにはｏｐ１，ｏｐ２の出
力差を検出すればよく、Ｖ₂を検出するためにはｏｐ
３，ｏｐ４の出力差を検出すればよい。また、詳細は後
述するが図２の１ゲージ法や図３の２ゲージ法でも同様
にＶ₁、Ｖ₂の電圧差を検出できる。

【００６４】また、本発明の第１の態様のひずみ測定方
法は、基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧、または、ひずみゲ
ージ１に生じる電圧、または、基準抵抗体Ｒ_Sに生じる
電圧とひずみゲージ１に生じる電圧との和を所定の一定
値に保つステップをさらに有することが好ましい。

【００６５】このようにひずみゲージ１に生じる電圧Ｖ
₁または基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧Ｖ₂またはその両者
に生じる電圧の和Ｖ₁＋Ｖ₂を所定の一定値に保つこと
で、基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧、または、ひずみゲー
ジ１に生じる電圧の一方を測定すればひずみを算出する
ことができる。

【００６６】すなわち、Ｖ₁、Ｖ₂の一方を所定の一定値
Ｖに保てばその値は既知となるので、その既知の値と他
方の電圧Ｖ₁、Ｖ₂の検出値とを用いて、式（１４）のε
の値を求めることができる。また、Ｖ₁＋Ｖ₂を一定値Ｖ
に保てば、Ｖ₁、Ｖ₂の一方を検出すれば他方の値Ｖ₁、
Ｖ₂は既知の一定値Ｖから減算することで求めることが
できるので、それらの検出値と算出値とを用いて式（１
４）のεの値を求めることができる。

【００６７】上記と同様に、本発明の第２の態様のひず
み測定方法は、第１または第２のひずみゲージに生じる
電圧、または、第１および第２のひずみゲージに生じる
電圧の和を所定の一定値に保つステップをさらに有する
ことが好ましい。

【００６８】従って、第１のひずみゲージ１に生じる電
圧Ｖ₁、第２のひずみゲージ１′に生じる電圧Ｖ₂の一方
を所定の一定値Ｖに保てばその値は既知となるので、そ
の既知の値と他方の電圧Ｖ₁、Ｖ₂の検出値とを用いて、
式（１１）のεの値を求めることができる。また、Ｖ₁
＋Ｖ₂を一定値Ｖに保てば、Ｖ₁、Ｖ₂の一方を検出すれ
ば他方の値Ｖ₁、Ｖ₂は既知の一定値Ｖから減算すること
で求めることができるので、それらの検出値と算出値と
を用いて式（１１）のεの値を求めることができる。

【００６９】また、本発明の第１の態様では、前記初期
電圧抽出ステップおよびひずみ電圧抽出ステップとは、
それぞれ、ひずみゲージ１に生じる電圧と基準抵抗体Ｒ
_Sに生じる電圧との差を検出する電圧差検出ステップ
と、基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧、または、ひずみゲー
ジ１に生じる電圧、または、基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電
圧とひずみゲージ１に生じる電圧との和を所定の一定値
に保つステップと、を併せて有し、前記ひずみ算出ステ
ップは、前記初期電圧抽出ステップおよびひずみ電圧抽
出ステップがそれぞれ、前記電圧差検出ステップにて検
出した電圧差と、前記所定の一定値とから、前記式（１
４）により表される値εを求めることが特に好ましい。

【００７０】かかる発明によれば、ひずみ測定の基準と
する初期状態およびひずみ測定時において、ひずみゲー
ジ１に生じる電圧Ｖ₁と基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧Ｖ₂
との電圧差を検出し、ひずみゲージ１に生じる電圧Ｖ₁
または基準抵抗体Ｒ_Sに生じる電圧Ｖ₂、またはその両者
に生じる電圧の和Ｖ₁＋Ｖ₂を所定の一定値Ｖに保つ。そ
して、検出した電圧差と所定の一定値Ｖにより、式（１
４）によりひずみを算出することができる。例えば、
ｅ′＝Ｖ₁−Ｖ₂を検出すると共にＶ₁またはＶ₂を一定値
Ｖに保てば、それらの値から、前記式（１６）又は（１
７）により抵抗比が判り、ひいては式（１４）によりひ
ずみを算出できる。または、ｅ′＝Ｖ₁−Ｖ₂を検出する
と共にＶ₁＋Ｖ₂を一定値Ｖに保てば抵抗比Ｃは次式で表
される。

【００７１】 Ｃ＝Ｒ₁／Ｒ_S＝（Ｖ＋ｅ′）／（Ｖ−ｅ′）・・・・・・・・・・（１９）

【００７２】この抵抗比から、式（１４）によりひずみ
を算出できる。従って、ひずみゲージ１に生じた電圧Ｖ
₁および基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧Ｖ₂をそれぞれ測定
するための高分解能電圧測定手段を必要としないで測定
回路を構成することができ、コストを低減できる。

【００７３】上記と同様に、本発明の第２の態様では、
前記初期電圧抽出ステップとひずみ電圧抽出ステップと
は、それぞれ、第１のひずみゲージ１に生じる電圧と第
２のひずみゲージ１′に生じる電圧との差を検出する電
圧差検出ステップと、第１または第２のひずみゲージに
生じる電圧、または、第１のひずみゲージ１に生じる電
圧と第２のひずみゲージ１′に生じる電圧との和を所定
の一定値に保つステップと、を併せて有し、前記ひずみ
算出ステップは、前記初期電圧抽出ステップおよびひず
み電圧抽出ステップがそれぞれ、前記電圧差検出ステッ
プにて検出した電圧差と、前記所定の一定値とから、前
記式（１１）により表される値εを求めることが特に好
ましい。

【００７４】かかる発明によれば、ひずみ測定の基準と
する初期状態およびひずみ測定時において、第１のひず
みゲージ１に生じる電圧Ｖ₁と第２のひずみゲージ１′
に生じる電圧Ｖ₂との電圧差を検出し、第１または第２
のひずみゲージに生じる電圧Ｖ₁またはＶ₂、またはその
両者に生じる電圧の和Ｖ₁＋Ｖ₂を所定の一定値Ｖに保
つ。そして、前記第１の態様の場合と同様に、検出した
電圧差と所定の一定値Ｖにより、式（１１）によりひず
みを算出することができる。従って、第１のひずみゲー
ジ１に生じた電圧Ｖ₁および第２のひずみゲージ１′に
生じた電圧Ｖ₂をそれぞれ測定するための高分解能電圧
測定手段を必要としないで測定回路を構成することがで
きる。

【００７５】尚、前述の本発明の第１の態様の説明で
は、式（１４）の右辺におけるひずみゲージと基準抵抗
体の抵抗比Ｃが、ひずみゲージと基準抵抗体にそれぞれ
生じる電圧Ｖ₁，Ｖ₂で表せることを示し、それに基づい
て本発明の第１の態様を説明したが、本発明の第１の態
様は抵抗比Ｃ自体を電圧Ｖ₁，Ｖ₂から求めることを必須
とするものではない。つまり、Ｖ₁，Ｖ₂あるいはその差
を用いて式（１４）と同じ演算結果が得られる限りどの
ような形式の演算式を用いてもよい。

【００７６】このことは本発明の第２の態様でも同様で
あり、式（１１）における２つのひずみゲージの抵抗比
Ｃ自体を、各ひずみゲージに生じる電圧Ｖ₁，Ｖ₂から求
めることを必須とするものではない。つまり、Ｖ₁，Ｖ₂
あるいはその差を用いて式（１１）と同じ演算結果が得
られる限りどのような形式の演算式を用いてもよい。

【００７７】次に、本発明の多点ひずみ測定システムの
第１の態様は、前述した本発明のひずみ測定方法の第１
の態様（１ゲージ法）を用いて多点ひずみ測定を行うシ
ステムであって、前記電流供給用リード線２，５及び電
圧抽出用リード線３，４がそれぞれあらかじめ結線され
た複数のひずみゲージ１と、前記基準抵抗と、前記電流
供給ステップ、初期電圧抽出ステップ、ひずみ電圧抽出
ステップ及びひずみ算出ステップの処理を実行するため
の回路と、を含む測定手段と、各ひずみゲージ１の電流
供給用リード線２，５および電圧抽出用リード線３，４
が接続され、前記測定手段に接続するひずみゲージ１を
選択的に切り換えるスイッチ手段と、を備えることを特
徴とするものである。

【００７８】上記構成によれば、複数のひずみゲージ１
には、電流供給用リード線２，５及び電圧抽出用リード
線３，４があらかじめ結線される。測定手段は、例え
ば、ひずみゲージへの電流を供給するための回路、初期
状態およびひずみ測定時の電圧を抽出するための回路、
及びひずみ算出処理を実行するための回路と、基準抵抗
とを備える。スイッチ手段は、例えば複数のスイッチ素
子からなる。スイッチ素子は、各ひずみゲージ１の電流
供給用リード線２，５および電圧抽出用リード線３，４
が接続されるとともに、測定手段に結線され、測定手段
に接続するひずみゲージ１を選択的に切り換えることが
できる。また、スイッチ素子の接点抵抗はリード線の抵
抗の一部とみなされるので、リード線抵抗と同様に接点
抵抗のひずみ測定への影響をなくすことができる。

【００７９】また、本発明の多点ひずみ測定システムの
第２の態様は、前述した本発明のひずみ測定方法の第２
の態様（２ゲージ法）を用いて多点ひずみ測定を行うシ
ステムであって、２つのひずみゲージ１、１′を直列に
接続し、接続された直列回路を１組として構成され、前
記電流供給用リード線及び電圧抽出用リード線がそれぞ
れあらかじめ結線された複数組のひずみゲージ１、１′
と、前記基準抵抗と、前記電流供給ステップ、初期電圧
抽出ステップ、ひずみ電圧抽出ステップ及びひずみ算出
ステップの処理を実行するための回路と、を含む測定手
段と、各組のひずみゲージ１、１′の電流供給用リード
線および電圧抽出用リード線が接続され、前記測定手段
に接続するひずみゲージ１、１′を選択的に切り換える
スイッチ手段と、を備えることを特徴とするものであ
る。

【００８０】上記構成によれば、２つのひずみゲージ
１、１′を１組として構成された複数組のひずみゲージ
１、１′には、電流供給用リード線及び電圧抽出用リー
ド線があらかじめ結線される。測定手段は、ひずみゲー
ジ１、１′への電流供給、初期状態およびひずみ測定時
の電圧抽出、並びにひずみ算出処理を実行するための回
路と、基準抵抗とを含む。スイッチ手段には、各組のひ
ずみゲージ１、１′の電流供給用リード線および電圧抽
出用リード線が接続される。また、スイッチ手段は、測
定手段に接続するひずみゲージ１、１′の組を選択的に
切り換えることができる。従って、スイッチ手段でひず
みゲージの組を選択的に切り換えることにより、各測定
点において、測定手段により２つのひずみゲージに生じ
る電圧を抽出し、ひずみを算出することができる。

【００８１】また、本発明の多点ひずみ測定システムの
第１の態様は、前記スイッチ手段は、各ひずみゲージに
対応したチャンネルを有して、該チャンネルを指定する
信号を識別して該信号に基づいてスイッチを切り換える
チャンネル識別手段を備えた複数の測定用モジュールか
ら構成され、前記複数の測定用モジュールは、前記測定
手段に接続された共通の信号線に結線され、前記測定手
段は、前記チャンネルを指定する信号を前記測定用モジ
ュールに供給するチャンネル制御手段を備えることが好
ましい。

【００８２】上記構成によれば、スイッチ手段は、測定
手段に接続された共通の信号線に結線された複数の測定
用モジュールから構成される。測定用モジュールは、各
ひずみゲージに対応したチャンネルを有し、チャンネル
識別手段を備える。測定手段は、チャンネル制御手段に
より、チャンネルを指定する信号を測定用モジュールに
供給する。測定用モジュールは、チャンネル識別手段に
より、チャンネルを指定する信号を識別し、識別した信
号に基づいてスイッチを切り換える。従って、測定用モ
ジュールを切り換えることができるので、各測定点にお
いてひずみゲージに生じる電圧を抽出することにより各
測定点におけるひずみを算出することができる。また、
従来のように各測定点でブリッジ回路を形成する必要も
ないので、各測定点へのダミー抵抗の配置が不要にな
り、経済的なだけでなく、配置したダミー抵抗の安定性
が測定に影響することもないので測定精度が向上する。

【００８３】また、本発明の多点ひずみ測定システムの
第２の態様は、前記スイッチ手段は、２つのひずみゲー
ジよりなる各組に対応したチャンネルを有して、該チャ
ンネルを指定する信号を識別して該信号に基づいてスイ
ッチを切り換えるチャンネル識別手段を備えた複数の測
定用モジュールから構成され、前記複数の測定用モジュ
ールは、前記測定手段に接続された共通の信号線に結線
され、前記測定手段は、前記チャンネルを指定する信号
を前記測定用モジュールに供給するチャンネル制御手段
を備えることが好ましい。

【００８４】上記構成によれば、測定手段に接続された
信号線はひずみゲージのリード線の一部とみなされる。
この場合に各リード線抵抗が異なった抵抗値に変化した
としても測定誤差が生じることがなくなるので、ひずみ
測定の基準とする初期値設定後にケーブルの長さや接続
を変更したとしても再度初期値測定を行う作業が不要に
なり、多点ひずみ測定を行いやすくすることができる。

【００８５】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の態様に係るひずみ測定方法を用いたひずみ測定装置を
図４を参照して説明する。

【００８６】このひずみ測定装置３０は、測定回路３１
と、コントロールユニット４０とを備えている。なお、
測定回路３１とコントロールユニット４０とは、必ずし
も一体に構成する必要はなく、別体に構成してもよい。

【００８７】測定回路３１にはリード線２〜５を介して
ひずみゲージ１が接続されている。ひずみゲージ１は測
定対象の物体（図示せず）に貼着され、ひずみに応じた
抵抗値変化を生じる。ひずみゲージ１の両端には、あら
かじめ２本ずつのリード線２〜５が結線されている。ひ
ずみゲージ１の両端に結線された一対のリード線２、５
が電流供給用のリード線として使用され、さらにひずみ
ゲージ１の両端に結線されたもう一対のリード線３、４
が電圧抽出用のリード線として用いられる。

【００８８】測定回路３１は、前記図２に示したものと
等価であり、基準抵抗体Ｒ_Sと、電圧差検出回路１１
と、電圧安定化回路２１とを備えている。

【００８９】基準抵抗体Ｒ_Sは、リード線５を介してひ
ずみゲージ１と直列に接続されている。基準抵抗体Ｒ_S
は、基本的には、抵抗値が測定対象の物体に生じるひず
みとは無関係に一定となるような抵抗素子（例えば固定
抵抗値の抵抗素子）により構成される。

【００９０】電圧差検出回路１１は、高入力インピーダ
ンスのオペアンプｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３と抵抗体Ｒ_a
〜Ｒ_dとを備えている。オペアンプｏｐ１，ｏｐ２の正
入力にはそれぞれリード線３，４が接続され、オペアン
プｏｐ３の正入力にはリード線５と基準抵抗体Ｒ_Sとの
間の中点が接続されている。また、オペアンプｏｐ１の
出力は抵抗体Ｒ_a、Ｒ_bの直列回路を介して基準抵抗体Ｒ
_Sの一端（ひずみゲージ１と反対側の一端）に接続さ
れ、オペアンプｏｐ２、ｏｐ３の出力は抵抗体Ｒ_c、Ｒ_d
の直列回路を介して相互に接続されている。

【００９１】電圧差検出回路１１は、ひずみゲージ１に
生じた電圧Ｖ₁と基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧Ｖ₂との差
分ｅを検出する。この回路１１では、オペアンプｏｐ
１，ｏｐ２，ｏｐ３はボルテージフォロア回路を形成
し、ひずみゲージ１に生じた電圧Ｖ₁と基準抵抗体Ｒ_Sに
生じた電圧Ｖ₂とリード線５に生じた電圧Ｖ₅の和Ｖ₁＋
Ｖ₂＋Ｖ₅を固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの直列回路に与え、リード
線５に生じた電圧Ｖ₅を固定抵抗Ｒ_c、Ｒ_dの直列回路に
与える。尚、固定抵抗Ｒ_a〜Ｒ_dの抵抗値は同一である
（Ｒ_a＝Ｒ_b＝Ｒ_c＝Ｒ_d）。この電圧差検出回路１１の出
力電圧ｅすなわち、固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの直列回路の中点
と、固定抵抗Ｒ_c、Ｒ_dの直列回路の中点との間の電圧
は、次式（２０）で与えられる。

【００９２】 ｅ＝（Ｖ₁＋Ｖ₂＋Ｖ₅）・Ｒ_b／（Ｒ_a＋Ｒ_b）−Ｖ₂ −Ｖ₅・Ｒ_d／（Ｒ_c＋Ｒ_d） ＝（Ｖ₁−Ｖ₂）／２・・・・・・・・・・（２０）

【００９３】従って、出力電圧ｅはＶ₁−Ｖ₂に比例した
ものになり、Ｖ₁−Ｖ₂を検出できることとなる。尚、こ
の場合、オペアンプｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３は高入力イ
ンピーダンスのものであるので、リード線３，４には電
流がほとんど流れないと共に、基準抵抗体Ｒ_Sとリード
線５の間からオペアンプｏｐ３に流れる電流もほぼ０で
ある。

【００９４】電圧安定化回路２１は高入力インピーダン
スのオペアンプｏｐ４から構成される。オペアンプｏｐ
４の負入力は、リード線５と基準抵抗体Ｒ_Sとの間の中
点に接続され、オペアンプｏｐ４の出力はリード線２に
接続されている。また、測定回路３１には、あらかじめ
定められたレベルの基準入力電圧Ｖを外部から入力する
ための一対の電源入力端子３２，３３が設けられてお
り、オペアンプｏｐ４の正入力は電源入力端子３２に接
続されている。さらに、電源入力端子３３は、基準抵抗
体Ｒ_Sの一端（ひずみゲージ１と反対側の一端）に接続
されている。従って、オペアンプｏｐ４は、基準抵抗体
Ｒ_Sに生じる電圧Ｖ₂が電源入力端子３２，３３に付与さ
れる基準入力電圧Ｖと等しくなるように、ひずみゲージ
１及び基準抵抗体Ｒ_Sに流れる電流を制御する。また、
測定回路３１には、電圧差検出回路１１の出力電圧ｅを
外部に出力するための一対の出力端子３４，３５が備え
られている。

【００９５】コントロールユニット４０は、基準電源回
路４１と、増幅回路４２と、Ａ／Ｄ変換回路４３と、制
御回路４４と、記憶回路４５と、インターフェース回路
４６と、主電源回路４７と、表示器４８と、表示回路４
９とを備えている。

【００９６】基準電源回路４１は、測定回路３１の一対
の電源入力端子３２，３３に接続されて、測定回路３１
に基準入力電圧Ｖ（定電圧）を供給する。増幅回路４２
は、測定回路３１の一対の出力端子３４，３５に接続さ
れて、該出力端子３４，３５間に発生する電圧差検出回
路１１の出力電圧ｅを増幅する。Ａ／Ｄ変換回路４３
は、増幅回路４２の出力をＡ／Ｄ変換する。制御回路４
４は、後述の各種データ処理や制御処理を行う。記憶回
路４５は、後述の各種データや制御回路４４が行う処理
に必要なプログラム等を記憶保持する。インターフェー
ス回路４６は、制御回路４４がコントロールユニット４
０の外部の図示しない操作器やパーソナルコンピュータ
等との間で各種データの授受を行うための回路である。
主電源回路４７は、コントロールユニット４０全体の電
源電圧を商用電源等から生成する。表示器４８は、制御
回路４４により表示回路４９を介して駆動され、ひずみ
測定値等を表示する。なお、制御回路４４はマイクロプ
ロセッサ等により構成され、また記憶回路４５はＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等により構成されたものであ
る。コントロールユニット４０の電源としては商用電源
の他、電池を使用するようにしてもよい。

【００９７】上記構成のひずみ測定装置の作動を説明す
る。本実施形態のひずみ測定装置３０では、ひずみ測定
に先立って、あらかじめ、前記基準入力電圧Ｖの値およ
びひずみゲージのゲージ率Ｋの値が、ひずみ測定装置３
０の外部の適宜の操作器等からインターフェース回路４
６及び制御回路４４を介して記憶回路４５に入力され
て、記憶回路４５に記憶保持される。尚、これらの値
Ｖ，Ｋはひずみ測定装置３０の製造段階で記憶回路４５
に記憶保持しておくようにしてもよい。

【００９８】そして、ひずみ測定の基準とする初期状態
において、以下のように測定が行われる。まず、ひずみ
ゲージ１が測定対象の物体（図示せず）に貼着される。
ひずみ測定装置３０の所定の操作等により、コントロー
ルユニット４０を動作させる。このとき、コントロール
ユニット４０の制御回路４４は、まず、基準電源回路４
１を起動して、基準電源回路４１から電源入力端子３
２，３３に基準入力電圧Ｖを付与させる。基準電源回路
４１が、測定回路３１に基準入力電圧Ｖを供給すると、
電流供給用リード線２，５を介してひずみゲージ１と基
準抵抗体Ｒ_Sにｏｐ４によってＶ₂＝Ｖとするように電流
ｉが流れる。ひずみゲージ１の両端に生じた電圧Ｖ₁と
基準抵抗体Ｒ_Sに生じた電圧Ｖ₂（＝Ｖ）との差に比例し
た電圧差検出回路１１の出力電圧ｅ（初期状態での出力
電圧ｅ₀）は、出力端子３４，３５から出力され、増幅
回路４２に入力される。制御回路４４は、この増幅回路
４２に入力される電圧ｅ₀の値を、増幅回路４２及びＡ
／Ｄ変換回路４３を介して与えられるデータによって認
識する。その認識した電圧ｅ₀と前記基準入力電圧Ｖの
値とに基づいて、制御回路４４は次式（２１）により、
基準抵抗体Ｒ_Sに対するひずみゲージ１の抵抗の比（抵
抗比）Ｃ（初期状態での抵抗比Ｃ₀）を求め、求めた抵
抗比Ｃ₀を記憶回路４５に記憶保持させる。

【００９９】 Ｃ＝Ｖ₁／Ｖ₂＝１＋２・ｅ／Ｖ・・・・・・・・・・（２１）

【０１００】尚、式（２１）は式（２０）とＶ₂＝Ｖと
いう関係式に基づいて得られる。

【０１０１】次に、制御回路４４は、操作者の所定の操
作等により指示されたタイミングや、あらかじめ設定さ
れたタイムスケジュールに従って、次のようにひずみ測
定を行う。制御回路４４は、ひずみ測定を行うタイミン
グにおいて、基準電源回路４１から電源入力端子３２，
３３に基準入力電圧Ｖを付与させる。そして、ひずみゲ
ージ１の両端に生じた電圧Ｖ₁と基準抵抗体Ｒ_Sに生じた
電圧Ｖ₂との差に比例した電圧差検出回路１１の出力電
圧ｅ（ひずみ測定時の出力電圧ｅ_ε）は増幅回路４２に
入力される。制御回路４４は、この増幅回路４２に入力
される電圧ｅ_εの値を、増幅回路４２及びＡ／Ｄ変換回
路４３を介して与えられるデータによって認識する。そ
の認識した電圧ｅ_εに基づいて、制御回路４４は前記の
式（２１）により抵抗比Ｃ（ひずみ測定時の抵抗比
Ｃ_ε）を求め、求めた抵抗比Ｃ_εを記憶回路４５に記憶
保持させる。

【０１０２】そして、制御回路４４は、記憶回路４５に
あらかじめプログラムされた図５のフローチャートの処
理を行うことで、物体のひずみεを求める。すなわち、
制御回路４４は、記憶回路４５に記憶保持されたゲージ
率Ｋ、初期状態における抵抗比Ｃ₀、およびひずみ測定
時の抵抗比Ｃ_εのデータを記憶回路４５から読み込む。
そして、読み込んだ上記の各データの値を用いて、前記
の式（１４）の演算を行うことで、ひずみεを求める。
なお、制御回路４４は、求めたひずみεの値を表示回路
４９を介して表示器４８に表示させる。

【０１０３】上述のように、本実施形態によれば、ひず
みゲージに結線されたリード線２〜５の抵抗が測定値に
影響を及ぼすことなくひずみを測定することができ、各
リード線２〜５の抵抗が異なった抵抗値に変化したとし
ても測定誤差が生じることがなくなるという効果を奏す
る。

【０１０４】本実施形態では基準抵抗体は１つとした
が、基準抵抗体を複数用いて、ひずみゲージの抵抗値に
合わせて、切換手段により適切な抵抗値を選択するよう
にしてもよい。あるいは、電子可変抵抗などによって任
意の値を設定するようにしてもよい。

【０１０５】また、電圧安定化回路は、ひずみゲージ１
に生じる電圧Ｖ₁、あるいは、ひずみゲージ１と基準抵
抗体Ｒ_Sに生じる電圧の和Ｖ₁＋Ｖ₂が一定レベルの値に
保持されるように構成してもよい。

【０１０６】また、本実施形態では、制御回路４４は、
初期状態のときに抵抗比Ｃ₀を算出するものとしたが、
初期値の測定時には抵抗比Ｃ₀は求めずに電圧差検出回
路の出力値ｅ₀を記憶しておき、ひずみ測定時に、初期
状態の抵抗比Ｃ₀とひずみ測定時の抵抗比Ｃ_εをまとめ
て算出するようにしてもよい。

【０１０７】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を図６を参照して説明する。この実施形態は、
本発明のひずみ測定方法の第２の態様に係る実施形態で
あり、ひずみゲージを２枚用いてひずみ測定を行う。こ
のひずみ測定装置５０は、測定回路５１と、コントロー
ルユニット４０とを備えている。この装置５０では、コ
ントロールユニット４０は第１の実施形態と同一であ
り、この構成については第１の実施形態のひずみ測定装
置３０と同一の参照番号を付与し、説明を省略する。

【０１０８】測定回路５１にはリード線２〜７を介して
２つのひずみゲージ１、１′が接続されている。第１の
ひずみゲージ１の一端にはリード線２，３が結線され、
他端にはリード線４、８が結線されている。また、第２
のひずみゲージ１′の一端にはリード線５，８が結線さ
れ、他端にはリード線６，７が結線されている。２つの
ひずみゲージ１、１′はリード線８を介して直列に接続
されている。リード線２，７，８は電流供給用として使
用される。リード線３，４はひずみゲージ１に生じる電
圧Ｖ₁を抽出し、リード線５，６はひずみゲージ１′に
生じる電圧Ｖ₂を抽出するためのものである。

【０１０９】測定回路５１は、前記図１に示したものと
等価であり、電圧差検出回路１０と、電圧安定化回路２
０とを備えている。電圧差検出回路１０は、高入力イン
ピーダンスのオペアンプｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３，ｏｐ
４と抵抗体Ｒ_a〜Ｒ_dを具備している。オペアンプｏｐ
１，ｏｐ２，ｏｐ３，ｏｐ４の正入力にはそれぞれリー
ド線３，４，５，６が接続されている。また、オペアン
プｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３，ｏｐ４の出力にはそれぞれ
抵抗体Ｒ_a、Ｒ_b、Ｒ_c、Ｒ_dが接続され、抵抗体Ｒ _a、Ｒ_d
が直列に接続されると共に抵抗体Ｒ_b、Ｒ_cが直列に接続
されている。電圧差検出回路１０は、２つのひずみゲー
ジ１、１′に生じる電圧の差を検出する。この回路１０
では、オペアンプｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３，ｏｐ４はボ
ルテージフォロア回路を形成し、２つのひずみゲージ
１、１′に生じた電圧Ｖ₁，Ｖ₂およびリード線８に生じ
た電圧Ｖ₈の和Ｖ₁＋Ｖ₂＋Ｖ₈を固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの直列
回路に与え、リード線８に生じた電圧Ｖ₈を固定抵抗
Ｒ_c、Ｒ_dの直列回路に与える。尚、固定抵抗Ｒ_a〜Ｒ_dの
抵抗値は同一である（Ｒ_a＝Ｒ_b＝Ｒ_c＝Ｒ_d）。この電圧
差検出回路１０の出力電圧ｅすなわち、固定抵抗Ｒ_a、
Ｒ_bの直列回路の中点と、固定抵抗Ｒ_c、Ｒ_dの直列回路
の中点との間の電圧は、前記の式（２０）で表される。
従って、出力電圧ｅはＶ₁−Ｖ₂に比例したものになり、
Ｖ₁−Ｖ₂を検出できることとなる。尚、この場合、オペ
アンプｏｐ１，ｏｐ２，ｏｐ３，ｏｐ４は高入力インピ
ーダンスのものであるので、リード線３，４，５，６に
は電流がほとんど流れない。

【０１１０】電圧安定化回路２０は高入力インピーダン
スのオペアンプｏｐ５，ｏｐ６から構成される。オペア
ンプｏｐ５，ｏｐ６の負入力にはそれぞれリード線５，
６が接続され、オペアンプｏｐ５，ｏｐ６の出力にはそ
れぞれリード線２，７が接続されている。また、測定回
路５１には、あらかじめ定められたレベルの基準入力電
圧Ｖを外部から入力するための一対の電源入力端子５
２，５３が設けられており、オペアンプｏｐ５の正入力
は電源入力端子５２に接続されている。さらに、オペア
ンプｏｐ６の正入力は電源入力端子５３に接続されてい
る。従って、オペアンプｏｐ５，ｏｐ６は、ひずみゲー
ジ１′に生じる電圧Ｖ₂が電源入力端子５２，５３に付
与される基準入力電圧Ｖと等しくなるようにひずみゲー
ジ１、１′に流れる電流を制御する。また、電圧差検出
回路１１の出力電圧ｅを外部に出力するための一対の出
力端子５４，５５が備えられている。

【０１１１】上記構成のひずみ測定装置５０の作動は、
以下のように、第１の実施形態のひずみ測定装置３０と
同様な作動を行う。

【０１１２】まず、ひずみゲージ１、１′が測定対象の
物体に貼着される。このとき、第１のひずみゲージ１に
生じるひずみと第２のひずみゲージ１′に生じるひずみ
との比が既知となるような物体の２つの部位に貼着され
る。本実施形態では、例えば、板状の試験材料の表裏面
にそれぞれひずみゲージ１、１′を貼ってひずみ（曲げ
ひずみ）を計測する。この場合には、第１のひずみゲー
ジ１に生じるひずみと第２のひずみゲージ１′に生じる
ひずみとの比ａはａ＝−１とする。

【０１１３】本実施形態のひずみ測定装置５０では、ひ
ずみ測定に先立って、あらかじめ、２つのひずみゲージ
１、１′の直列回路に付与する基準入力電圧Ｖの値と、
第１のひずみゲージのゲージ率Ｋ₁の値と、第２のひず
みゲージのゲージ率Ｋ₂の値と、２つのひずみの比ａ
（ａ＝−１）とが、適宜の操作器等からインターフェー
ス回路４６及び制御回路４４を介して記憶回路４５に入
力されて、記憶回路４５に記憶保持される。尚、これら
の値Ｖ、Ｋ₁、Ｋ₂、ａは、ひずみ測定装置５０の製造段
階で記憶回路４５に記憶保持しておくようにしてもよ
い。

【０１１４】ひずみ測定の基準とする初期状態におい
て、ひずみ測定装置５０の所定の操作等により、コント
ロールユニット４０を動作させる。このとき、コントロ
ールユニット４０の制御回路４４は、まず、基準電源回
路４１を起動して、基準電源回路４１から電源入力端子
５２，５３に基準入力電圧Ｖを付与させる。基準電源回
路４１が、測定回路５１に基準入力電圧Ｖを供給する
と、電流供給用リード線２，７，８を介してひずみゲー
ジ１、１′にｏｐ５，ｏｐ６によってＶ₂＝Ｖとするよ
うに電流が流れる。ひずみゲージ１、１′の両端に生じ
た電圧Ｖ₁、Ｖ₂の差に比例した電圧差検出回路１０の出
力電圧ｅ₀は、出力端子５４，５５から出力され、増幅
回路４２に入力される。制御回路４４は、この増幅回路
４２に入力される電圧ｅ₀の値を、増幅回路４２及びＡ
／Ｄ変換回路４３を介して与えられるデータによって認
識する。その認識した電圧ｅ₀と前記基準入力電圧Ｖの
値とに基づいて、制御回路４４は前記の式（２１）によ
り、ひずみゲージ１′に対するひずみゲージ１の抵抗の
比（抵抗比）Ｃ₀を求め、求めた抵抗比Ｃ₀を記憶回路４
５に記憶保持させる。

【０１１５】次に、制御回路４４は、操作者の所定の操
作等により指示されたタイミング等に従って、次のよう
にひずみ測定を行う。制御回路４４は、ひずみ測定を行
うタイミングにおいて、基準電源回路４１から電源入力
端子５２，５３に基準入力電圧Ｖを付与させる。そし
て、ひずみゲージ１、１′の両端に生じた電圧Ｖ₁、Ｖ₂
の差に比例した電圧差検出回路１０の出力電圧ｅ_εは増
幅回路４２に入力される。制御回路４４は、増幅回路４
２に入力される電圧ｅ_εの値を、増幅回路４２及びＡ／
Ｄ変換回路４３を介して与えられるデータによって認識
する。その認識した電圧ｅ_εに基づいて、制御回路４４
は前記の式（２１）により抵抗比Ｃ_εを求め、求めた抵
抗比Ｃ_εを記憶回路４５に記憶保持させる。

【０１１６】そして、制御回路４４は、記憶回路４５に
あらかじめプログラムされた図７のフローチャートの処
理を行うことで、物体のひずみεを求める。すなわち、
制御回路４４は、記憶回路４５に記憶保持されたゲージ
率Ｋ₁，Ｋ₂と、２つのひずみゲージに生じるひずみの比
ａと、初期状態における抵抗比Ｃ₀およびひずみ測定時
の抵抗比Ｃ_εの各データを記憶回路４５から読み込む。
そして、読み込んだ上記の各データの値を用いて、前記
の式（１１）の演算を行うことで、ひずみゲージ１に関
するひずみε₁を求める。また、これを基にひずみゲー
ジ１′に関するひずみε₂＝−ε₁を求める。

【０１１７】本実施形態のひずみ測定装置によれば、第
１のひずみゲージ１に生じるひずみと第２のひずみゲー
ジ１′に生じるひずみとの比ａが既知となるような物体
の２つの部位にひずみゲージ１，１′を貼着した場合の
それぞれのひずみを求めることができる。そして、それ
らのひずみは、ひずみゲージ１、１′に結線されたリー
ド線２〜８の抵抗が測定値に影響を及ぼすことなく測定
することができ、ひずみ測定装置５０に接続する各リー
ド線２〜７の抵抗が異なった抵抗値に変化したとしても
測定誤差が生じることがなくなる。

【０１１８】本実施形態では、電圧安定化回路は、ひず
みゲージ１′に生じる電圧Ｖ₂が一定値Ｖに保持される
ように構成したが、ひずみゲージ１に生じる電圧Ｖ₁、
あるいは、ひずみゲージ１、１′に生じる電圧の和Ｖ₁
＋Ｖ₂が一定レベルの値に保持されるように構成しても
よい。

【０１１９】また、２つのひずみゲージ１、１′が近接
部位に貼着され、これらを接続するリード線８の長さが
十分に短く、前記図３に示したようにひずみゲージ１、
１′にリード線２〜６が結線されている場合には、ひず
み測定装置５０の測定回路は例えば図３に示す回路で構
成してもよい。この場合には、測定回路は図示するよう
に、電圧差検出回路１２と、電圧安定化回路２２とを備
える。

【０１２０】電圧差検出回路１２は、高入力インピーダ
ンスのオペアンプｏｐ１，ｏｐ２と抵抗体Ｒ_a、Ｒ_bを具
備している。オペアンプｏｐ１，ｏｐ２の正入力にはそ
れぞれリード線３，５が接続され、オペアンプｏｐ１，
ｏｐ２の出力は抵抗体Ｒ_a、Ｒ_bの直列回路を介して相互
に接続されている。電圧差検出回路１２は、２つのひず
みゲージ１、１′に生じる電圧の差を検出する。この回
路１２では、オペアンプｏｐ１，ｏｐ２はボルテージフ
ォロア回路を形成し、２つのひずみゲージ１、１′に生
じた電圧Ｖ₁，Ｖ₂の和Ｖ₁＋Ｖ₂を固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの直
列回路に与える。尚、固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの抵抗値は同一
である（Ｒ_a＝Ｒ_b）。この電圧差検出回路１２の出力電
圧ｅすなわち、固定抵抗Ｒ_a、Ｒ_bの直列回路の中点と、
リード線４との間の電圧は、前記の式（２０）で表され
る。従って、出力電圧ｅはＶ₁−Ｖ₂に比例したものにな
り、Ｖ₁−Ｖ₂を検出できることとなる。尚、この場合、
オペアンプｏｐ１，ｏｐ２は高入力インピーダンスのも
のであるので、リード線３，４には電流がほとんど流れ
ない。

【０１２１】電圧安定化回路２２は高入力インピーダン
スのオペアンプｏｐ３，ｏｐ４から構成される。オペア
ンプｏｐ３，ｏｐ４の負入力はそれぞれリード線３，５
に接続され、ｏｐ３，ｏｐ４の出力はそれぞれリード線
２，６に接続されている。それで、オペアンプｏｐ３，
ｏｐ４の正入力間には一定レベルの基準入力電圧Ｖが付
与される。このとき、オペアンプｏｐ３，ｏｐ４は、ひ
ずみゲージ１、１′に生じる電圧の和Ｖ₁＋Ｖ₂が基準入
力電圧Ｖと等しくなるようにひずみゲージ１、１′に流
れる電流を制御する。

【０１２２】上記測定回路を用いる場合には、２つのひ
ずみゲージ１、１′の抵抗比には前記の式（２１）に代
えて次式（２２）を用いる。この式（２２）は、前記の
式（２０）と電圧の和Ｖ₁＋Ｖ₂が基準入力電圧Ｖと同一
であるという条件から求められる。

【０１２３】 Ｃ＝Ｖ₁／Ｖ₂＝（Ｖ＋２・ｅ）／（Ｖ−２・ｅ）・・・・・・・・・・（２２）

【０１２４】尚、図３の例ではＶ₁+Ｖ₂を一定にしたが
Ｖ₁またはＶ₂を一定になるようにしてもよい。

【０１２５】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態に係る多点ひずみ測定装置６０を図８を参照し
て説明する。この実施形態は本発明の第１の態様の多点
ひずみ測定装置の実施形態である。

【０１２６】多点ひずみ測定装置６０は、ｎ個のチャン
ネルＣｈ１〜Ｃｈｎ分のスイッチ回路６１と、測定回路
３１と、コントロールユニット４０とを備えている。こ
の装置６０では、測定回路３１とコントロールユニット
４０は第１の実施形態と同一であり、これらの構成につ
いては第１の実施形態のひずみ測定装置３０と同一の参
照番号を付与し、説明を省略する。

【０１２７】各ひずみゲージ１の両端には、あらかじめ
２本ずつのリード線２〜５が結線されている。ひずみゲ
ージ１の両端に結線された一対のリード線２、５が電流
供給用のリード線として使用され、ひずみゲージ１の両
端に結線されたもう一対のリード線３、４が電圧抽出用
のリード線として用いられる。スイッチ回路６１は、４
つのスイッチ素子からなり、それらのスイッチ素子は一
端が各ひずみゲージのリード線２〜５に各々結線されて
おり、他端が測定回路３１に結線されている。この場
合、各スイッチ回路６１の４つのスイッチ素子をオン状
態にしたとき、そのスイッチ回路６１に対応するひずみ
ゲージ１が測定回路３１に対して図４のものと同様に接
続されるようになっている。また、コントロールユニッ
ト４０の制御回路４４は、チャンネルを選択する制御信
号をスイッチ回路６１に供給する。

【０１２８】上記構成の多点ひずみ測定装置６０は、次
のように動作する。まず、ひずみ測定の基準とする初期
状態において、以下のように測定が行われる。ｎ個のひ
ずみゲージ１は測定対象の物体のｎ個の部位に貼着され
る。多点ひずみ測定装置６０の所定の操作等により、コ
ントロールユニット４０を動作させる。まず、コントロ
ールユニット４０の制御回路４４は、選択すべきチャン
ネルのスイッチ回路６１に制御信号を供給する。選択さ
れたスイッチ回路６１は、４つのスイッチ素子をオンさ
せ、選択されなかった残りのスイッチ回路６１は、それ
ぞれ４つのスイッチ素子をオフ状態に維持する。制御回
路４４は、基準電源回路４１を起動して、基準電源回路
４１から、測定回路３１に基準入力電圧Ｖを付与させ
る。選択したスイッチ回路６１により測定回路３１に接
続されるひずみゲージ１には、測定回路３１により前記
第１実施形態のものと同様に電流が供給される。そし
て、制御回路４４は、測定回路３１の電圧差検出回路１
１の出力電圧ｅ₀に基づいて抵抗比Ｃ₀を前記の式（２
１）により求め、求めた抵抗比Ｃ₀を記憶回路４５に記
憶保持させる。以下、同様にして、制御回路４４は、各
スイッチ回路６１に順次制御信号を供給し、選択したス
イッチ回路６１に接続されるひずみゲージ１に関して抵
抗比Ｃ₀を求め、記憶回路４５に記憶保持させる。この
ようにして、ｎ個のチャンネル分のスイッチ回路をすべ
て選択することにより、ｎ個の抵抗比データＣ₀₁〜Ｃ_0n
を記憶回路４５に記憶保持させる。

【０１２９】次に、制御回路４４は、操作者の所定の操
作等により指示されたタイミング等に従って、初期状態
における測定と同様にしてひずみ測定を行い、各チャン
ネルにそれぞれ対応するｎ個の抵抗比データＣ_ε1〜Ｃ
_εnを記憶回路４５に記憶保持させる。そして、制御回
路４４は、記憶回路４５にあらかじめプログラムされた
図５のフローチャートの処理を行う。すなわち、制御回
路４４は、記憶回路４５に保持されたゲージ率Ｋ、各チ
ャンネル毎の初期状態における抵抗比Ｃ_0kおよびひずみ
測定時の抵抗比Ｃ_εk（ｋ＝１〜ｎ）のデータを記憶回
路４５から読み込む。そして、読み込んだ上記の各デー
タの値を用いて、前記の式（１４）の演算を行うこと
で、物体のｎ個の測定点におけるひずみε₁〜ε_nを求め
る。

【０１３０】なお、ｎ個のひずみゲージ１は測定対象の
物体のｎ個の部位に貼着されるものとして説明したが、
ｎ個のひずみゲージがｎ個の物体に貼着されるものとし
てもよい。上記実施形態によれば、ひずみゲージを選択
的に切り換えることにより、各測定点において、ひずみ
ゲージに生じる電圧を抽出し、ひずみを算出することが
できる。また、各測定点に対応するリード線の抵抗値
が、測定点同士で互いに異なる場合も測定に悪影響を及
ぼさなくなる。また、測定点を切り換えるスイッチの接
点抵抗が測定誤差の要因とならないので、接点抵抗がで
きるだけ小さなスイッチ素子を選択したり、接点抵抗の
影響を補償する方策を採る必要がなく、その結果、コス
トを低減することができる。

【０１３１】（第４の実施形態）上記第３の実施形態
は、第１の実施形態を多点ひずみ測定に応用したもので
あるが、これに限定されるものではなく、第２実施形態
に示した２ゲージの測定方法を用いて多点ひずみ測定を
行うようにしてもよい。この場合の多点ひずみ測定装置
を第４の実施形態（本発明の第２の態様の多点ひずみ測
定装置の実施形態）として図９を参照して説明する。

【０１３２】この多点ひずみ測定装置７０は、ｎ個のチ
ャンネルＣｈ１〜Ｃｈｎ分のスイッチ回路７１と、測定
回路５１と、コントロールユニット４０とを備えてい
る。この装置７０では、測定回路５１とコントロールユ
ニット４０は第２の実施形態と同一であり、これらの構
成については第２の実施形態のひずみ測定装置５０と同
一の参照番号を付与し、説明を省略する。

【０１３３】本実施形態では、２つのひずみゲージ１、
１′を１組として、ｎ組のひずみゲージが例えば板状の
物体のｎ個の部位の表裏面に貼着されるものとする（２
つのひずみゲージのひずみの比ａ＝−１）。各組のひず
みゲージ１、１′には、合計７本のリード線２〜８が結
線されている。このうち、ひずみゲージ１、１′双方に
結線されたリード線８は電流供給用のリード線として使
用され、他の６本のリード線２〜７は、スイッチ回路７
１に結線されている。スイッチ回路７１は、６つのスイ
ッチ素子からなり、それら６つのスイッチ素子は一端が
各ひずみゲージのリード線２〜７に結線されており、他
端が測定回路５１に結線されている。この場合、各スイ
ッチ回路７１の６つのスイッチ素子をオン状態にしたと
き、そのスイッチ回路７１に対応するひずみゲージ１、
１′が測定回路５１に対して図６のものと同様に接続さ
れるようになっている。

【０１３４】上記構成の多点ひずみ測定装置７０は、以
下のように、第３の実施形態の装置６０と同様な動作を
する。すなわち、制御回路４４は、測定基準とする初期
状態と測定時において、スイッチ回路７１を切り換えて
ｎ個の測定点について２つのひずみゲージの抵抗比を算
出し、記憶回路４５に記憶保持させる。そして、制御回
路４４は、記憶回路４５にあらかじめプログラムされた
図７のフローチャートの処理をチャンネルごとに行う。
すなわち、制御回路４４は、記憶回路４５に記憶保持さ
れたゲージ率Ｋ₁，Ｋ₂、２つのひずみゲージのひずみの
比ａ、初期状態における抵抗比Ｃ_0kおよびひずみ測定時
の抵抗比Ｃ_εk（ｋ＝１〜ｎ）のデータを記憶回路４５
から読み込む。そして、読み込んだ上記の各データの値
を用いて、前記の式（１１）の演算を行うことで、物体
のｎ点におけるひずみゲージ１に関するひずみε₁₁〜ε
_1nを求める。

【０１３５】なお、ｎ組のひずみゲージ１、１′は測定
対象の物体のｎ個の部位に貼着されるものとして説明し
たが、ｎ組のひずみゲージ１、１′がｎ個の物体に貼着
されるものとしてもよい。上記実施形態によれば、２つ
のひずみゲージからなる組を選択的に切り換えることに
より、各測定点において、２つのひずみゲージに生じる
電圧を抽出し、ひずみを算出することができる。また、
ひずみゲージに結線されたリード線の抵抗値が、測定点
同士で互いに異なる場合も測定に影響を及ぼさなくなる
という効果がある。また、測定点を切り換えるスイッチ
の接点抵抗が測定誤差の要因とならないので、接点抵抗
ができるだけ小さなスイッチ素子を選択したり、接点抵
抗の影響を補償する方策を採る必要がなく、その結果、
コストを低減することができる。

【０１３６】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態に係る多点ひずみ測定システムを図１０を参照
して説明する。この実施形態は本発明の第１の態様の多
点ひずみ測定システムの実施形態である。

【０１３７】多点ひずみ測定システムは、多点ひずみ測
定装置８０と、ｎ個の測定モジュール９０と、測定モジ
ュール９０に接続されたｎ個のひずみゲージ１とを備え
る。多点ひずみ測定装置８０は、測定回路３１と、コン
トロールユニット４０と、チャンネル制御部８１とを備
えている。この装置８０では、測定回路３１とコントロ
ールユニット４０は第１の実施形態と同一であり、これ
らの構成については第１の実施形態のひずみ測定装置３
０と同一の参照番号を付与し、説明を省略する。

【０１３８】チャンネル制御部８１は、コントロールユ
ニット４０の制御回路４４の制御の下、測定モジュール
９０を選択するための制御信号を測定モジュール９０に
供給する。各測定モジュール９０は、４つのスイッチ素
子からなるスイッチ回路６１と、チャンネル識別回路９
１とを備える。各測定モジュール９０は、一端が共通の
信号線Ｌ₁〜Ｌ₄およびＬ_cで多点ひずみ測定装置８０に
結線され、他端がひずみゲージ１に前記第１の実施形態
のものと同様に結線されたリード線２〜５に接続されて
いる。尚、信号線Ｌ_cは図面上では１本の線で表現され
ているが実際には２線以上の線から構成されている。信
号線Ｌ₁〜Ｌ₄はそれぞれスイッチ回路６１のスイッチ素
子の一端に接続され、スイッチ素子の他端が各々ひずみ
ゲージ１のリード線２〜５に接続されている。チャンネ
ル識別回路９１は、多点ひずみ測定装置８０から信号線
Ｌ_cを経由する制御信号を識別し、制御信号に応じてス
イッチ素子をオン／オフする。

【０１３９】上記構成の多点ひずみ測定システムは、次
のように動作する。まず、ひずみ測定の基準とする初期
状態において、以下のように測定が行われる。ｎ個のひ
ずみゲージ１は測定対象の物体のｎ個の部位に貼着さ
れ、各測定モジュール９０は適宜配置される。多点ひず
み測定装置８０の所定の操作等により、コントロールユ
ニット４０を動作させる。このとき、チャンネル制御部
８１は、コントロールユニット４０の制御回路４４の制
御の下、測定モジュール９０に制御信号を供給する。選
択された測定モジュール９０では、チャンネル識別回路
９１は、４つのスイッチ素子をオンさせる。この測定モ
ジュール９０に接続されたひずみゲージ１は多点ひずみ
測定装置８０に導通する。このとき、このひずみゲージ
１は図４のものと同様に測定装置８０の測定回路３１に
接続する。制御回路４４は、基準電源回路４１（図４参
照）を起動して、基準電源回路４１から測定回路３１に
基準入力電圧Ｖを付与させる。選択したモジュール９０
には信号線Ｌ₁、Ｌ₄を介して電流が流れ、モジュール９
０に接続されたひずみゲージ１の両端に電圧が生じ、信
号線Ｌ₂、Ｌ₃により電圧が抽出される。制御回路４４
は、電圧差検出回路１１（図４参照）の出力電圧ｅ₀に
基づいて抵抗比Ｃ₀を前記の式（２１）により求め記憶
回路４５に記憶保持させる。以下、同様にして、制御回
路４４は、各モジュール９０に制御信号を順次供給し、
選択したモジュール９０に接続されるひずみゲージ１に
関して抵抗比Ｃ₀を求め、記憶回路４５に記憶保持させ
る。このようにして、ｎ個のチャンネル分のモジュール
９０をすべて選択することにより、各チャンネルにそれ
ぞれ対応するｎ個の抵抗比データＣ₀₁〜Ｃ_0nを記憶回路
４５に記憶保持させる。

【０１４０】次に、制御回路４４は、操作者の所定の操
作等により指示されたタイミング等に従って、初期状態
における測定と同様にしてひずみ測定を行い、各チャン
ネルに対応するｎ個の抵抗比データＣ_ε1〜Ｃ_εnを記憶
回路４５に記憶保持させる。そして、制御回路４４は、
記憶回路４５にあらかじめプログラムされた図５のフロ
ーチャートの処理を行う。すなわち、制御回路４４は、
記憶回路４５に記憶保持されたゲージ率Ｋ、各チャンネ
ル毎の初期状態およびひずみ測定時における抵抗比
Ｃ_0k、Ｃ_εk（ｋ＝１〜ｎ）を記憶回路４５から読み込
む。そして、上記の各データの値を用いて、前記の式
（１４）の演算を行うことで、物体のひずみε ₁₁〜ε_1n
を求める。なお、ｎ個のひずみゲージ１はｎ個の物体に
貼着されるものとしてもよい。

【０１４１】この実施形態によれば、各モジュールに結
線された共通の信号線が長くてもその抵抗値がひずみ測
定値に影響を及ぼさずに多点ひずみ測定を行うことがで
きる。また、測定点を切り換えるスイッチの接点抵抗が
測定誤差の要因とならないので、接点抵抗ができるだけ
小さなスイッチ素子を選択したり、接点抵抗の影響を補
償する方策を採る必要がなく、その結果、コストを低減
することができる。

【０１４２】（第６の実施形態）上記実施形態は１つの
ひずみゲージによる多点ひずみ測定システムを説明した
が、これに限定されるものではなく、２つのひずみゲー
ジを利用するようにしてもよい。この場合の多点ひずみ
測定システムを第６の実施形態として図１１を参照して
説明する。

【０１４３】多点ひずみ測定システムは、多点ひずみ測
定装置８２と、ｎ個の測定モジュール９２と、測定モジ
ュール９２に接続されたｎ個のひずみゲージ１、１′の
組とを備える。多点ひずみ測定装置８２は、測定回路５
１と、コントロールユニット４０と、チャンネル制御部
８１とを備えている。この装置８２では、測定回路５１
とコントロールユニット４０は第２の実施形態と同一で
あり、これらの構成については第２の実施形態のひずみ
測定装置５０と同一の参照番号を付与し、説明を省略す
る。チャンネル制御部８１は、コントロールユニット４
０の制御回路４４の制御の下、モジュール９２を選択す
るための制御信号を測定モジュール９２に供給する。

【０１４４】各測定モジュール９２は、６つのスイッチ
素子からなるスイッチ回路７１と、チャンネル識別回路
９１とを備える。各測定モジュール９２は、一端が共通
の信号線Ｌ₁〜Ｌ₆およびＬ_cで多点ひずみ測定装置８２
に結線され、他端がひずみゲージ１，１′に前記第２の
実施形態のものと同様に結線されたリード線２〜７に接
続されている。信号線Ｌ₁〜Ｌ₆はそれぞれスイッチ回路
７１のスイッチ素子の一端に接続され、スイッチ素子の
他端が各々ひずみゲージ１，１′のリード線２〜７に接
続されている。チャンネル識別回路９１は、多点ひずみ
測定装置８２から信号線Ｌ_cを経由する制御信号を識別
し、制御信号に応じてスイッチ素子をオン／オフする。

【０１４５】上記構成の多点ひずみ測定システムは、次
のように動作する。まず、ひずみ測定の基準とする初期
状態において、以下のように測定が行われる。ｎ個のひ
ずみゲージ１、１′の組は測定対象の物体のｎ個の部位
（例えば表裏面）に貼着され、各測定モジュール９２は
適宜配置される。多点ひずみ測定装置８２の所定の操作
等により、コントロールユニット４０を動作させる。こ
のとき、チャンネル制御部８１はコントロールユニット
４０の制御回路４４の制御の下、測定モジュール９２に
制御信号を供給する。選択された測定モジュール９２で
は、チャンネル識別回路９１は、６つのスイッチ素子を
オンさせる。この測定モジュール９２に接続されたひず
みゲージ１，１′は多点ひずみ測定装置８２に導通す
る。このとき、このひずみゲージ１，１′は図６のもの
と同様に測定装置８２の測定回路５１に接続する。制御
回路４４は、基準電源回路４１（図６参照）を起動し
て、基準電源回路４１から測定回路５１に基準入力電圧
Ｖを付与させる。選択したモジュール９２に測定回路５
１により信号線Ｌ₁、Ｌ₆を介して電流が流れ、モジュー
ル９２に接続されたひずみゲージ１、１′の各両端に電
圧が生じ、生じた電圧はそれぞれ信号線Ｌ₂、Ｌ₃および
Ｌ₄、Ｌ₅により抽出される。制御回路４４は、電圧差検
出回路１０（図６参照）の出力電圧ｅ₀に基づいて抵抗
比Ｃ₀を前記の式（２１）により求め記憶回路４５に記
憶保持させる。以下、同様にして、制御回路４４は、各
モジュール９２に制御信号を順次供給し、選択したモジ
ュール９２に接続されるひずみゲージ１,１′に関して
抵抗比Ｃ₀を求め、記憶回路４５に記憶保持させる。こ
のようにして、ｎ個のチャンネル分のモジュール９２を
すべて選択することにより、各チャンネルにそれぞれ対
応するｎ個の抵抗比データＣ₀₁〜Ｃ_0nを記憶回路４５に
記憶保持させる。

【０１４６】次に、制御回路４４は、操作者の所定の操
作等により指示されたタイミング等に従って、初期状態
における測定と同様にしてひずみ測定を行い、各チャン
ネルに対応するｎ個の抵抗比データＣ_ε1〜Ｃ_εnを記憶
回路４５に記憶保持させる。そして、制御回路４４は、
記憶回路４５にあらかじめプログラムされた図７のフロ
ーチャートの処理を行う。すなわち、制御回路４４は、
記憶回路４５に記憶保持されたゲージ率Ｋ₁、Ｋ₂、第１
のひずみゲージ１と第２のひずみゲージ１′のひずみの
比ａ、各チャンネル毎の初期状態およびひずみ測定時に
おける抵抗比Ｃ _0k、Ｃ_εk（ｋ＝１〜ｎ）を記憶回路４
５から読み込む。そして、上記の各データの値を用い
て、前記の式（１１）の演算を行うことで、物体のひず
みε₁₁〜ε _1nを求める。尚、ｎ個のひずみゲージ１、
１′の組はｎ個の物体に貼着されるものとしてもよい。

【０１４７】上記実施形態によれば、各モジュールに結
線された共通の信号線やひずみゲージに結線されたリー
ド線が長い場合でもその抵抗値がひずみ測定値に影響を
及ぼさずに２ゲージ法による多点ひずみ測定を行うこと
ができる。また、測定点を切り換えるスイッチの接点抵
抗が測定誤差の要因とならないので、接点抵抗ができる
だけ小さなスイッチ素子を選択したり、接点抵抗の影響
を補償する方策を採る必要がなく、その結果、コストを
低減することができる。

【０１４８】以上説明した第１〜第６の実施形態におい
ては、コントロールユニット４０の制御回路４４は、抵
抗比Ｃを求めた上で、前記の式（１１）または（１４）
からひずみを求めている。しかし、本発明は、式（１
１）、（１４）に示す抵抗比Ｃを必ず使用しなければな
らないわけではない。１ゲージ法では、ひずみゲージと
基準抵抗体に生じる電圧Ｖ₁、Ｖ₂あるいはそれらの差を
用いて求めることができ、且つ、式（１４）と同じ演算
結果になるかぎり、どのような形式の演算式を用いても
よい。例えば、１ゲージ法では、抵抗比Ｃの代わりに、
基準抵抗体Ｒ_Sに対するひずみゲージの抵抗Ｒと基準抵
抗体Ｒ_Sの差の割合（Ｒ−Ｒ_S）／Ｒ_S（以下これを抵抗
差率Ｄとよぶ）を用いてひずみを表すようにしてもよ
い。この場合には、式（１４）は、次式（２３）のよう
に書き換えられる。

【０１４９】 ε＝（１／Ｋ）・（Ｄ_ε−Ｄ₀ ）／（１＋Ｄ₀）・・・・・・・・・・（２３）

【０１５０】ただし、Ｄ_εはひずみ測定時の抵抗差率、
Ｄ₀は測定の基準とする初期状態における抵抗差率、Ｋ
はひずみゲージのゲージ率をそれぞれ表すものとする。

【０１５１】また、２ゲージ法では、２つのひずみゲー
ジに生じる電圧Ｖ₁、Ｖ₂あるいはそれらの差を用いて求
めることができ、且つ、式（１１）と同じ演算結果にな
るかぎり、どのような形式の演算式を用いてもよい。例
えば、抵抗比Ｃの代わりに、一方のひずみゲージの抵抗
に対する両者の抵抗の差の割合（Ｒ₁−Ｒ₂）／Ｒ₂（抵
抗差率Ｄ）を用いてひずみを表すようにしてもよい。こ
の場合には、式（１１）は、次式（２４）のように書き
換えられる。

【０１５２】 ε＝（Ｄ_ε−Ｄ₀ ）／（Ｋ₁・（１＋Ｄ₀）−ａ・Ｋ₂・（Ｄ_ε＋１））・・・・・（ ２４）

【０１５３】ただし、Ｄ₀、Ｄ_εはそれぞれ初期状態、
ひずみ測定時における抵抗差率、Ｋ₁、Ｋ₂は２つのひず
みゲージのゲージ率、ａは第１および第２のひずみゲー
ジのひずみの比を表すものとする。

【０１５４】ここで、上記１ゲージ法及び２ゲージ法の
いずれにおいても、抵抗差率Ｄと電圧Ｖ₁、Ｖ₂との間に
は次式（２５）の関係がある。

【０１５５】 Ｄ＝（Ｖ₁−Ｖ₂）／Ｖ₂・・・・・・・・・・（２５）

【０１５６】従って、この式（２５）を式（２３）、
（２４）に適用することでＶ₁，Ｖ₂を用いてひずみεの
測定値を得ることができることとなる。

【０１５７】また、上記実施の形態においては、ひずみ
測定装置に１つのひずみゲージを接続する場合（１ゲー
ジ法）と２つのひずみゲージを接続する場合（２ゲージ
法）を説明したが、これに限定されるものではなく、１
ゲージ法と２ゲージ法を切換により両方とも実現可能な
ひずみ測定装置を構成してもよい。この場合の測定回路
を図１２に示す。（第７実施形態）図１２において、ス
イッチＳＷ１がオフで、ＳＷ２がオンの場合には、１ゲ
ージ法の測定回路（第１の実施形態）になり、スイッチ
ＳＷ１がオンで、ＳＷ２がオフの場合には、２ゲージ法
の測定回路（第２の実施形態）になる。

【０１５８】また、上記実施の形態においては、ひずみ
測定装置の測定回路には、電圧差検出回路と電圧安定化
回路の両方を備えるものとして説明したが、必ずしもこ
のように構成する必要はなく、どちらか一方のみ備える
ようにしてもよい。また、測定回路から両方とも除去し
てもよい。この場合には、高分解能電圧測定手段を用い
るようにして、直接、基準抵抗体に生じた電圧やひずみ
ゲージに生じた電圧を測定するようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つのひずみゲージを用いた本発明の測定方法
の原理を説明するための測定回路を示す図。

【図２】１つのひずみゲージを用いた本発明の測定方法
の原理を説明するための測定回路を示す図。

【図３】近傍に配置された２つのひずみゲージを用いた
本発明の測定方法の原理を説明するための測定回路を示
す図。

【図４】第１の実施形態のひずみ測定装置を示す図。

【図５】第１の実施形態におけるひずみ算出の処理を示
すフローチャート。

【図６】第２の実施形態のひずみ測定装置を示す図。

【図７】第２の実施形態におけるひずみ算出の処理を示
すフローチャート。

【図８】第３の実施形態の多点ひずみ測定装置を示す
図。

【図９】第４の実施形態の多点ひずみ測定装置を示す
図。

【図１０】第５の実施形態の多点ひずみ測定システムを
示す図。

【図１１】第６の実施形態の多点ひずみ測定システムを
示す図。

【図１２】第７の実施形態のひずみ測定装置を示す図。

【図１３】従来の１ゲージ２線法の測定回路を示す図。

【図１４】従来の１ゲージ３線法の測定回路を示す図。

【図１５】従来の２ゲージ法の測定回路を示す図。

【符号の説明】

１，１′・・・ひずみゲージ、２〜８・・・リード線、１０，
１１，１２・・・電圧差検出回路、２０，２１，２２・・・電
圧安定化回路、３０，５０・・・ひずみ測定装置、６０，
７０，８０，８２・・・多点ひずみ測定装置、６１，７１・
・・スイッチ回路、８１・・・チャンネル制御部、９０，９
２・・・測定モジュール、９１・・・チャンネル識別回路。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ひずみに応じた抵抗値変化を生じるひずみ
   ゲージを物体に貼着して、該物体のひずみを測定する方
   法であって、 一定抵抗値の基準抵抗体と前記ひずみゲージとを直列に
   接続し、前記ひずみゲージにあらかじめ結線された電流
   供給用リード線を介して、前記基準抵抗体とひずみゲー
   ジとの直列回路に電流を流す電流供給ステップと、 ひずみ測定の基準とする初期状態において、前記電流供
   給ステップによりひずみゲージに生じた電圧を、前記ひ
   ずみゲージの各端部に前記電流供給用リード線とは別に
   あらかじめ結線された電圧抽出用リード線を介して抽出
   すると共に、前記基準抵抗体に生じた電圧を該基準抵抗
   体の近傍で抽出する初期電圧抽出ステップと、 前記物体のひずみ測定時において、前記電流供給ステッ
   プによりひずみゲージに生じた電圧を前記電圧抽出用リ
   ード線を介して抽出すると共に、前記基準抵抗体に生じ
   た電圧を該基準抵抗体の近傍で抽出するひずみ電圧抽出
   ステップと、 前記初期電圧抽出ステップおよびひずみ電圧抽出ステッ
   プで抽出された電圧に基づいて、次式（１）により表さ
   れる値εをひずみ測定値として求めるひずみ算出ステッ
   プと、 を有することを特徴とするひずみ測定方法。 ε＝（１／Ｋ）・（Ｃ_ε／Ｃ₀−１）・・・・・・・・・・（１） ただし、Ｃ_ε：ひずみ測定時の基準抵抗体に対するひず
   みゲージの抵抗比、Ｃ ₀：初期状態における基準抵抗体
   に対するひずみゲージの抵抗比、Ｋ：ひずみゲージのゲ
   ージ率
2. 【請求項２】前記初期電圧抽出ステップとひずみ電圧抽
   出ステップとは、 それぞれ、ひずみゲージに生じる電圧と基準抵抗体に生
   じる電圧との差を検出する電圧差検出ステップを有し、 前記ひずみ算出ステップは、前記初期電圧抽出ステップ
   およびひずみ電圧抽出ステップがそれぞれ、前記電圧差
   検出ステップにて検出した電圧差と、基準抵抗体に生じ
   た電圧またはひずみゲージに生じた電圧とから、前記の
   式（１）により表される値εを求めることを特徴とする
   請求項１に記載のひずみ測定方法。
3. 【請求項３】基準抵抗体に生じる電圧、または、ひずみ
   ゲージに生じる電圧、または、基準抵抗体に生じる電圧
   とひずみゲージに生じる電圧との和を所定の一定値に保
   つステップをさらに有することを特徴とする請求項１に
   記載のひずみ測定方法。
4. 【請求項４】前記初期電圧抽出ステップおよびひずみ電
   圧抽出ステップとは、 それぞれ、ひずみゲージに生じる電圧と基準抵抗体に生
   じる電圧との差を検出する電圧差検出ステップと、 基準抵抗体に生じる電圧、または、ひずみゲージに生じ
   る電圧、または、基準抵抗体に生じる電圧とひずみゲー
   ジに生じる電圧との和を所定の一定値に保つステップ
   と、 を有し、 前記ひずみ算出ステップは、前記初期電圧抽出ステップ
   およびひずみ電圧抽出ステップがそれぞれ、前記電圧差
   検出ステップにて検出した電圧差と、前記所定の一定値
   とから、前記式（１）により表される値εを求めること
   を特徴とする請求項１に記載のひずみ測定方法。
5. 【請求項５】ひずみに応じた抵抗値変化を生じる第１お
   よび第２のひずみゲージを直列に接続し、該第１および
   第２のひずみゲージをそれらのひずみ量の比が既知とな
   るような物体の２つの部位に貼着して該物体のひずみを
   測定する方法であって、 前記第１および第２のひずみゲージにあらかじめ結線さ
   れた電流供給用リード線を介して、第１および第２のひ
   ずみゲージの直列回路に電流を流す電流供給ステップ
   と、 ひずみ測定の基準とする初期状態において、前記電流供
   給ステップにより第１および第２のひずみゲージに生じ
   た電圧を、第１および第２のひずみゲージの各端部に前
   記電流供給用リード線とは別にあらかじめ結線された電
   圧抽出用リード線を介して抽出する初期電圧抽出ステッ
   プと、 前記物体のひずみ測定時において、前記電流供給ステッ
   プにより第１および第２のひずみゲージに生じた電圧を
   前記電圧抽出用リード線を介して抽出するひずみ電圧抽
   出ステップと、 前記初期電圧抽出ステップおよびひずみ電圧抽出ステッ
   プで抽出された電圧に基づいて、次式（２）により表さ
   れる値εを第１のひずみゲージのひずみ測定値として求
   めるひずみ算出ステップと、 を有することを特徴とするひずみ測定方法。 ε＝（Ｃ_ε−Ｃ₀）／（Ｋ₁・Ｃ₀−ａ・Ｋ₂・Ｃ_ε）・・・・・・・・・・（２） ただし、Ｃ_ε：ひずみ測定時の第２のひずみゲージに対
   する第１のひずみゲージの抵抗比、Ｃ₀：初期状態にお
   ける第２のひずみゲージに対する第１のひずみゲージの
   抵抗比、Ｋ₁：第１のひずみゲージのゲージ率、ａ：第
   １のひずみゲージに生じるひずみ量に対する第２のひず
   みゲージに生じるひずみ量の比、Ｋ₂：第２のひずみゲ
   ージのゲージ率
6. 【請求項６】前記初期電圧抽出ステップとひずみ電圧抽
   出ステップとは、 それぞれ、第１のひずみゲージに生じる電圧と第２のひ
   ずみゲージに生じる電圧との差を検出する電圧差検出ス
   テップを有し、 前記ひずみ算出ステップは、前記初期電圧抽出ステップ
   およびひずみ電圧抽出ステップがそれぞれ、前記電圧差
   検出ステップにて検出した電圧差と、第１または第２の
   ひずみゲージに生じた電圧とから、前記式（２）により
   表される値εを求めることを特徴とする請求項５に記載
   のひずみ測定方法。
7. 【請求項７】第１または第２のひずみゲージに生じる電
   圧、または、第１および第２のひずみゲージに生じる電
   圧の和を所定の一定値に保つステップをさらに有するこ
   とを特徴とする請求項５に記載のひずみ測定方法。
8. 【請求項８】前記初期電圧抽出ステップとひずみ電圧抽
   出ステップとは、それぞれ、 第１のひずみゲージに生じる電圧と第２のひずみゲージ
   に生じる電圧との差を検出する電圧差検出ステップと、 第１または第２のひずみゲージに生じる電圧、または、
   第１のひずみゲージに生じる電圧と第２のひずみゲージ
   に生じる電圧との和を所定の一定値に保つステップと、 を有し、 前記ひずみ算出ステップは、前記初期電圧抽出ステップ
   およびひずみ電圧抽出ステップがそれぞれ、前記電圧差
   検出ステップにて検出した電圧差と、前記所定の一定値
   とから、前記式（２）により表される値εを求めること
   を特徴とする請求項５に記載のひずみ測定方法。
9. 【請求項９】請求項１乃至４のいずれか１項に記載のひ
   ずみ測定方法を用いて多点ひずみ測定を行うシステムで
   あって、 前記電流供給用リード線及び電圧抽出用リード線がそれ
   ぞれあらかじめ結線された複数のひずみゲージと、 前記基準抵抗と、前記電流供給ステップ、初期電圧抽出
   ステップ、ひずみ電圧抽出ステップ及びひずみ算出ステ
   ップの処理を実行するための回路と、を含む測定手段
   と、 各ひずみゲージの電流供給用リード線および電圧抽出用
   リード線が接続され、前記測定手段に接続するひずみゲ
   ージを選択的に切り換えるスイッチ手段と、 を備えたことを特徴とする多点ひずみ測定システム。
10. 【請求項１０】請求項５乃至８のいずれか１項に記載の
    ひずみ測定方法を用いて多点ひずみ測定を行うシステム
    であって、 ２つのひずみゲージを直列に接続してなる直列回路を１
    組として構成され、前記電流供給用リード線及び電圧抽
    出用リード線がそれぞれあらかじめ結線された複数組の
    ひずみゲージと、 前記電流供給ステップ、初期電圧抽出ステップ、ひずみ
    電圧抽出ステップ及びひずみ算出ステップの処理を実行
    するための回路と、を含む測定手段と、 各組のひずみゲージの電流供給用リード線および電圧抽
    出用リード線が接続され、前記測定手段に接続するひず
    みゲージを選択的に切り換えるスイッチ手段と、 を備えたことを特徴とする多点ひずみ測定システム。
11. 【請求項１１】前記スイッチ手段は、 各ひずみゲージに対応したチャンネルを有して、該チャ
    ンネルを指定する信号を識別して該信号に基づいてスイ
    ッチを切り換えるチャンネル識別手段を備えた複数の測
    定用モジュールから構成され、前記複数の測定用モジュ
    ールは、前記測定手段に接続された共通の信号線に結線
    され、 前記測定手段は、前記チャンネルを指定する信号を前記
    測定用モジュールに供給するチャンネル制御手段を備え
    る、 ことを特徴とする請求項９に記載の多点ひずみ測定シス
    テム。
12. 【請求項１２】前記スイッチ手段は、 ２つのひずみゲージよりなる各組に対応したチャンネル
    を有して、該チャンネルを指定する信号を識別して該信
    号に基づいてスイッチを切り換えるチャンネル識別手段
    を備えた複数の測定用モジュールから構成され、前記複
    数の測定用モジュールは、前記測定手段に接続された共
    通の信号線に結線され、 前記測定手段は、前記チャンネルを指定する信号を前記
    測定用モジュールに供給するチャンネル制御手段を備え
    る、 ことを特徴とする請求項１０に記載の多点ひずみ測定シ
    ステム。