JP2923293B1 - Strain measurement method - Google Patents

Strain measurement method

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JP2923293B1
JP2923293B1 JP22437298A JP22437298A JP2923293B1 JP 2923293 B1 JP2923293 B1 JP 2923293B1 JP 22437298 A JP22437298 A JP 22437298A JP 22437298 A JP22437298 A JP 22437298A JP 2923293 B1 JP2923293 B1 JP 2923293B1
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Abstract

【要約】 【課題】温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化に起因
する見かけひずみの影響を適正に排除して、精度のよい
ひずみ測定を行うことができるひずみ測定方法を提供す
る。 【解決手段】ひずみ測定時におけるひずみゲージ1の温
度と同一の温度で且つひずみゲージ1を貼着する物体の
無ひずみ状態において、温度に応じたひずみゲージ1の
抵抗値変化に起因して把握される見かけひずみεT と、
ひずみ測定時におけるブリッジ回路7の出力電圧eから
把握されるひずみεD とから次式(1)の演算により求
まる値εを、温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化
の影響を排除したひずみ測定値として得る。 【数1】
An object of the present invention is to provide a strain measurement method capable of performing accurate strain measurement by appropriately eliminating the influence of apparent strain caused by a change in resistance value of a strain gauge according to temperature. In a strain-free state of an object to which the strain gauge 1 is attached at the same temperature as the temperature of the strain gauge 1 at the time of strain measurement, it is grasped due to a change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature. The apparent strain ε T
The value ε obtained by the calculation of the following equation (1) from the strain ε D grasped from the output voltage e of the bridge circuit 7 at the time of strain measurement is used as the strain that excludes the influence of the change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature. Obtained as measurements. (Equation 1)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ひずみゲージを使
用したひずみ測定方法に関する。
The present invention relates to a strain measuring method using a strain gauge.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体に生じるひずみの測定方法として
は、ひずみに応じた抵抗値変化を生じるひずみゲージを
物体に貼着すると共に、このひずみゲージと複数の所定
抵抗値の抵抗体とにより該ひずみゲージを一辺に有し、
且つ残りの三辺に抵抗体を有するブリッジ回路(詳しく
はホイートストンブリッジ回路)を構成し、このブリッ
ジ回路を用いてひずみ測定を行うものが一般に知られて
いる。
2. Description of the Related Art As a method of measuring a strain generated in an object, a strain gauge that changes the resistance value according to the strain is attached to the object, and the strain gauge and a plurality of resistors having a predetermined resistance are used to measure the strain. Have a gauge on one side,
It is generally known to form a bridge circuit (specifically, a Wheatstone bridge circuit) having resistors on the remaining three sides, and to perform strain measurement using this bridge circuit.

【0003】このように物体に貼着したひずみゲージを
一辺に組み込んだブリッジ回路を用いるひずみ測定手法
としては、所謂、1ゲージ法が従来より一般に知られて
おり、さらにこの1ゲージ法には、1ゲージ2線法及び
1ゲージ3線法が知られている。
As a strain measuring method using a bridge circuit in which a strain gauge attached to an object is incorporated on one side as described above, a so-called one-gauge method has been generally known. One gauge two wire method and one gauge three wire method are known.

【0004】図1は例えば1ゲージ3線法によるひずみ
測定の手法を説明するための回路図である。この測定手
法では、物体に貼着されるひずみゲージ1の両端にあら
かじめ一対のリード線2,3が結線されると共に、さら
にひずみゲージ1の一端(図ではリード線3側)にもう
一つのサブリード線8が結線されている(このために3
線法といわれる)。
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a technique for measuring strain by, for example, a one-gauge three-wire method. In this measurement method, a pair of lead wires 2 and 3 are connected in advance to both ends of a strain gauge 1 attached to an object, and another sub-lead is connected to one end of the strain gauge 1 (the lead wire 3 side in the figure). Line 8 is connected (for this reason, 3
Called the line method).

【0005】そして、このひずみゲージ1が図示の如
く、抵抗体4,5,6を相互に接続してなる抵抗回路に
前記リード線2,3を介して接続され、これによりひず
みゲージ1を一辺に有し、残りの三辺にそれぞれ抵抗体
4,5,6を有するブリッジ回路7が構成される。
[0005] As shown in the figure, the strain gauge 1 is connected to a resistance circuit formed by interconnecting resistors 4, 5 and 6 via the lead wires 2 and 3, whereby the strain gauge 1 is connected to one side. And a bridge circuit 7 having resistors 4, 5, and 6 on the remaining three sides, respectively.

【0006】尚、抵抗体4,5,6は、基本的には、そ
れぞれの抵抗値R2 ,R3 ,R4 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。また、
抵抗体4,5,6の抵抗値R 2 ,R3 ,R4 は、ひずみ
ゲージ1の無ひずみ状態(ひずみを生じていない状態)
における基準抵抗値(ひずみゲージ1の公称抵抗値)を
0 としたとき、R0=R2 =R3 =R4 とするのが通
例である。
The resistors 4, 5, and 6 are basically formed by
Each resistance value RTwo, RThree, RFourIs generated on the object to be measured.
Resistance element that is constant regardless of the strain
For example, a resistance element having a fixed resistance value). Also,
Resistance value R of resistors 4, 5, and 6 Two, RThree, RFourIs the strain
Gauge 1 in the unstrained state (state in which no strain occurs)
The reference resistance (nominal resistance of strain gauge 1) at
R0And R0= RTwo= RThree= RFourTo be
It is an example.

【0007】このブリッジ回路7を用いたひずみ測定に
際しては、前記リード線2と抵抗体5との接続部位もし
くはこれと同電位の部分と、前記抵抗体4と抵抗体6と
の接続部位もしくはこれと同電位の部分とを一対の電源
入力部I1 ,I2 として、これらの電源入力部I1 ,I
2 間にブリッジ回路7の電源電圧Vを付与する。
At the time of strain measurement using the bridge circuit 7, the connection portion between the lead wire 2 and the resistor 5 or a portion having the same potential as this, and the connection portion between the resistor 4 and the resistor 6 or And a portion having the same potential as a pair of power input portions I 1 and I 2 , and these power input portions I 1 and I 2
The power supply voltage V of the bridge circuit 7 is applied between the two .

【0008】そして、前記リード線3及びサブリード線
8を結線したひずみゲージ1の一端と、前記抵抗体5と
抵抗体6との接続部位もしくはこれと同電位の部分とを
上記の如く電源電圧Vを付与したブリッジ回路7の一対
の出力部O1 ,O2 とし、これらの出力部O1 ,O2
にブリッジ回路7が生成する測定信号である出力電圧e
をサブリード線8を介して検出する。
Then, one end of the strain gauge 1 to which the lead wire 3 and the sub-lead wire 8 are connected, and the connection portion between the resistor 5 and the resistor 6 or a portion having the same potential as this are connected to the power supply voltage V as described above. Are provided as a pair of output portions O 1 and O 2 of the bridge circuit 7, and an output voltage e which is a measurement signal generated by the bridge circuit 7 between these output portions O 1 and O 2.
Is detected via the sub lead wire 8.

【0009】このとき、ブリッジ回路7の出力電圧e
は、物体のひずみに応じた抵抗値変化を生じるひずみゲ
ージ1の抵抗値に応じたものとなるので、この出力電圧
eの検出値から物体のひずみを把握することができる。
At this time, the output voltage e of the bridge circuit 7 is
Is based on the resistance value of the strain gauge 1 that causes a change in the resistance value according to the strain of the object. Therefore, the strain of the object can be grasped from the detected value of the output voltage e.

【0010】より具体的には、例えばひずみゲージ1の
リード線2,3のそれぞれの抵抗値r1 ,r2 が無視で
きる程、十分に小さいとし(r1 ≒0、r2 ≒0)、さ
らに、ブリッジ回路7の電源電圧VをV=2[V]、ひ
ずみゲージ1のゲージ率KをK=2としたとき、周知の
ように、ひずみゲージ1を貼着した物体のひずみεと、
ブリッジ回路7の出力電圧eとの間には、次の関係式
(2)が成り立つ。
More specifically, for example, it is assumed that the resistance values r 1 and r 2 of the lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 are sufficiently small so that they can be ignored (r 1 ≒ 0, r 2 ≒ 0). Further, when the power supply voltage V of the bridge circuit 7 is V = 2 [V] and the gauge factor K of the strain gauge 1 is K = 2, as is well known, the strain ε of the object to which the strain gauge 1 is attached,
The following relational expression (2) holds between the output voltage e of the bridge circuit 7 and the output voltage e.

【0011】[0011]

【数2】 (Equation 2)

【0012】従って、ブリッジ回路7の出力電圧eから
物体のひずみεを前記式(2)に基づいて把握すること
ができる。これが、1ゲージ3線法によるひずみ測定の
基本的手法である。
Accordingly, the strain ε of the object can be determined from the output voltage e of the bridge circuit 7 based on the above equation (2). This is a basic method of strain measurement by the one-gauge three-wire method.

【0013】尚、1ゲージ2線法は、上記の3線法にお
けるひずみゲージ1からサブリード線8を除去したもの
(ひずみゲージ1に二本のリード線2,3のみを結線し
たもの)であり、この場合には、図1に示したように、
ひずみゲージ1のリード線3と抵抗体4との接続部位も
しくはこれと同電位の部分と、前記抵抗体5と抵抗体6
との接続部位もしくはこれと同電位の部分とを、ブリッ
ジ回路7の一対の出力部として、これらの出力部間にブ
リッジ回路7が生成する出力電圧eを検出する。そし
て、その出力電圧eの検出値から、3線法の場合と同様
に、例えば前記式(2)に基づいて物体のひずみを把握
するものである。つまり、1ゲージ2線法と1ゲージ3
線法とは、リード線2,3を介してひずみゲージ1を組
み込んだブリッジ回路7のどの部位から測定信号として
の出力電圧を得るかという点でのみ相違する。但し、1
ゲージ3線法は、ブリッジ回路7に組み込まれるひずみ
ゲージ1のリード線2,3の抵抗値が環境温度の影響で
変化するような場合に、それがひずみ測定の精度に及ぼ
す影響を排除する上で、1ゲージ2線法よりも有効な測
定手法として広く用いられている。
The 1-gauge 2-wire method is a method in which the sub-lead wire 8 is removed from the strain gauge 1 in the above-described 3-wire method (only two lead wires 2 and 3 are connected to the strain gauge 1). In this case, as shown in FIG.
A connection portion between the lead wire 3 and the resistor 4 of the strain gauge 1 or a portion having the same potential as the connection portion, and the resistor 5 and the resistor 6
And a part having the same electric potential as the connection part between the output part and the output part of the bridge circuit 7 is detected as an output voltage e generated by the bridge circuit 7 between these output parts. Then, as in the case of the three-wire method, the distortion of the object is grasped from the detected value of the output voltage e, for example, based on the equation (2). In other words, 1 gauge 2 wire method and 1 gauge 3
The difference from the wire method is only in which part of the bridge circuit 7 in which the strain gauge 1 is incorporated via the lead wires 2 and 3 from which the output voltage as the measurement signal is obtained. However, 1
The three-wire gauge method eliminates the influence that the resistance values of the lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 incorporated in the bridge circuit 7 have on the accuracy of the strain measurement when the resistance value changes due to the influence of the environmental temperature. It is widely used as a more effective measurement method than the one-gauge two-wire method.

【0014】また、以上説明した1ゲージ法による測定
手法では、ブリッジ回路7の出力電圧eから式(2)に
基づいて物体のひずみを把握する場合について説明した
が、測定するひずみεが十分に小さいと考えられる場合
には、式(2)の右辺の分母項を無視し、ε=eとして
ひずみεを把握する場合もある。
In the above-described measurement method using the 1-gauge method, the case where the strain of the object is grasped from the output voltage e of the bridge circuit 7 based on the equation (2) has been described. If it is considered small, the denominator term on the right side of equation (2) may be ignored and the strain ε may be grasped as ε = e.

【0015】また、式(2)によりひずみεを求める手
法は、ひずみゲージ1の無ひずみ状態におけるブリッジ
回路7の出力電圧eがe=0もしくは十分に微小なもの
であること(ブリッジ回路7が平衡状態となること)を
前提とした最も基本的な手法であるが、ひずみゲージ1
の基準抵抗値R0 や抵抗体4,5,6の抵抗値R2 ,R
3 ,R4 のばらつき、リード線2,3の抵抗値等の影響
で、ひずみゲージ1の無ひずみ状態(ひずみ測定の開始
前の状態)におけるブリッジ回路7の出力電圧e(以
下、これを初期不平衡出力電圧e0 という)が比較的大
きなものとなる場合もある。このような場合には、本願
発明者等の知見によれば、次式(3)〜(6)のいずれ
かの演算によりひずみεを把握することで、初期不平衡
出力電圧e 0 の影響を適正に排除したひずみ測定を行う
ことができる(この技術は本願出願人が先に特願平9−
341715号にて出願した技術である)。
Further, a method for obtaining the strain ε by the equation (2)
The method is the bridge in the strain-free state of the strain gauge 1.
The output voltage e of the circuit 7 is e = 0 or sufficiently small.
(That the bridge circuit 7 is in an equilibrium state)
It is the most basic method assumed, but strain gauge 1
Reference resistance value R0And the resistance value R of the resistors 4, 5, 6Two, R
Three, RFourOf resistance and the resistance of lead wires 2 and 3
The strain gauge 1 is in the non-strain state (start of strain measurement)
Output voltage e of the bridge circuit 7 in the previous state)
Below, this is the initial unbalanced output voltage e0Is relatively large
In some cases. In such a case,
According to the findings of the inventors, any of the following equations (3) to (6)
By grasping strain ε by calculation of
Output voltage e 0Performs strain measurement while properly eliminating the effects of
(This technology was first disclosed by the applicant of the present application in Japanese Patent Application
No. 341715).

【0016】[0016]

【数3】 (Equation 3)

【0017】[0017]

【数4】 (Equation 4)

【0018】[0018]

【数5】 (Equation 5)

【0019】[0019]

【数6】 (Equation 6)

【0020】ここで、式(4)〜(6)においてV3
図1に示した如く、ブリッジ回路7の抵抗体5を有する
辺に生じる電圧、V4 はブリッジ回路7の抵抗体6を有
する辺に生じる電圧であり、これら以外のパラメータ
は、前述の通りである。
[0020] Here, V 3 is as shown in FIG. 1 in the formula (4) to (6), the voltage generated to the side having the resistor 5 of the bridge circuit 7, the resistor 6 in the V 4 bridge circuit 7 This is the voltage generated on the side having the parameter, and the other parameters are as described above.

【0021】さらに、ひずみゲージ1に結線されたリー
ド線2,3の抵抗値r1 ,r2 がひずみゲージ1の基準
抵抗値R0 に比して比較的大きい場合には、ブリッジ回
路7の出力電圧eは、リード線2,3の抵抗値r1 ,r
2 の影響も受ける。このような場合にあっては、前記式
(3)〜(6)の演算結果の値を、さらに次式(7)の
演算により補正することで、初期不平衡出力電圧e0
影響に加えて、リード線2,3の抵抗値の影響をも排除
してひずみεを把握することができる。
Further, when the resistance values r 1 and r 2 of the lead wires 2 and 3 connected to the strain gauge 1 are relatively larger than the reference resistance value R 0 of the strain gauge 1, The output voltage e corresponds to the resistance values r 1 , r
Also affected by 2 . In such a case, the value of the calculation result of the above equations (3) to (6) is further corrected by the calculation of the following equation (7), thereby adding to the influence of the initial unbalanced output voltage e 0. Thus, the strain ε can be grasped without affecting the resistance of the lead wires 2 and 3.

【0022】[0022]

【数7】 (Equation 7)

【0023】ここで、式(7)において、ε’は前記式
(3)〜(6)のいずれかの式の演算結果の値である。
また、rはブリッジ回路7においてひずみゲージ1と同
じ辺に組み込まれたリード線の抵抗値であり、これは1
ゲージ3線法では図1のリード線2の抵抗値r1 であり
(r=r1 )、1ゲージ2線法ではリード線2,3の抵
抗値r1 ,r2 の総和である(r=r1 +r2 )。
Here, in equation (7), ε 'is the value of the operation result of any of equations (3) to (6).
Also, r is the resistance value of the lead wire incorporated in the bridge circuit 7 on the same side as the strain gauge 1, which is 1
In the three-wire gauge method, the resistance value of the lead wire 2 in FIG. 1 is r 1 (r = r 1 ), and in the one-gauge two-wire method, it is the sum of the resistance values r 1 and r 2 of the lead wires 2 and 3 (r = R 1 + r 2 ).

【0024】また、物体の応力σとひずみεとの間に
は、周知のようにσ=E・ε(E:物体のヤング率)な
る関係が成立する。従って、前述の如くひずみεを測定
すれば、そのひずみεに物体のヤング率Eを乗算するこ
とで物体の応力を測定することもできる。
As is well known, a relationship σ = E · ε (E: Young's modulus of the object) is established between the stress σ and the strain ε of the object. Therefore, if the strain ε is measured as described above, the stress of the object can be measured by multiplying the strain ε by the Young's modulus E of the object.

【0025】ところで、ひずみゲージ1の抵抗値は、一
般に、該ひずみゲージ1を貼着する物体のひずみに応じ
て変化するだけでなく、該ひずみゲージ1の温度(これ
は物体の該ひずみゲージ1を貼着した部位の温度でもあ
る)の変化によっても変化する。
In general, the resistance value of the strain gauge 1 not only changes according to the strain of the object to which the strain gauge 1 is attached, but also the temperature of the strain gauge 1 (this is the strain gauge 1 of the object). (Which is also the temperature of the part to which is adhered).

【0026】すなわち、該ひずみゲージ1単体の無ひず
み状態においても、該ひずみゲージ1の抵抗値は、該ひ
ずみゲージ1の所謂、抵抗温度係数に応じて、該ひずみ
ゲージ1の温度変化に伴い変化する。また、ひずみゲー
ジ1とこれを貼着する物体とでは一般にそれらの線膨張
係数の差があるため、ひずみゲージ1を物体に貼着した
後、温度変化が生じると、ひずみゲージ1と物体とで該
温度変化に伴う膨張率あるいは収縮率の差が生じ、この
ため物体のひずみが生じていなくとも、ひずみゲージ1
のひずみが生じ、ひずみゲージ1の抵抗値が変化する。
That is, even when the strain gauge 1 alone is in a non-strain state, the resistance value of the strain gauge 1 changes with the temperature change of the strain gauge 1 in accordance with the so-called resistance temperature coefficient of the strain gauge 1. I do. Further, since the strain gauge 1 and the object to which the strain gauge 1 is attached generally have a difference in their linear expansion coefficients, when the strain gauge 1 is attached to the object and a temperature change occurs, the strain gauge 1 and the object are attached. A difference in expansion rate or contraction rate occurs due to the temperature change, and therefore, even if the object is not distorted, the strain gauge 1
Is generated, and the resistance value of the strain gauge 1 changes.

【0027】尚、温度変化に伴うひずみゲージ1のこの
ような抵抗値変化は複合的に生じるものであり、上記抵
抗温度係数や線膨張係数によっては、それらに応じた抵
抗値変化が互いに逆向き(打ち消す向き)に生じる。そ
して、これを利用してひずみゲージ1の抵抗温度係数等
を適切に調整することで、これらの抵抗値変化を合わせ
たひずみゲージ1の抵抗値変化をできるだけ小さくなる
ようにした自己温度補償型のひずみゲージも知られてい
るが、このようなひずみゲージであっても、温度変化に
伴う抵抗値変化を完全に排除することはできない。
Incidentally, such a change in the resistance value of the strain gauge 1 due to the temperature change is caused in a complex manner, and depending on the above-mentioned resistance temperature coefficient and linear expansion coefficient, the resistance value changes corresponding thereto are opposite to each other. (Canceling direction). Then, by appropriately adjusting the temperature coefficient of resistance or the like of the strain gauge 1 by utilizing this, the self-temperature compensation type in which the resistance value change of the strain gauge 1 combined with these resistance value changes is made as small as possible. Strain gauges are also known, but even with such strain gauges, a change in resistance due to a change in temperature cannot be completely excluded.

【0028】本明細書では、ひずみゲージ1のこれらの
抵抗値変化、すなわち、ひずみゲージ1の抵抗温度係数
に応じて温度変化に伴い該ひずみゲージ1に生じる抵抗
値変化と、該ひずみゲージ1及びこれを貼着する物体の
線膨張係数の差に応じて温度変化に伴い該ひずみゲージ
1に生じる抵抗値変化とを併せて、温度に応じたひずみ
ゲージの抵抗値変化と称する。
In the present specification, these resistance changes of the strain gauge 1, that is, the resistance change occurring in the strain gauge 1 with the temperature change according to the temperature coefficient of resistance of the strain gauge 1, The change in the resistance value of the strain gauge 1 that accompanies the temperature change according to the difference in the coefficient of linear expansion of the object to which it is adhered is also referred to as the change in the resistance value of the strain gauge according to the temperature.

【0029】そして、前述のようなひずみ測定を、ある
程度継続的に行うような場合に、環境温度の変化によ
り、上記のようなひずみゲージ1の抵抗値変化が生じる
と、該ひずみゲージ1を貼着した物体の実際のひずみが
変化していなくとも前記ブリッジ回路7の出力電圧eが
変化する。従って、該出力電圧eから前述の如く把握さ
れるひずみには、温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値
変化に起因する見かけひずみ(温度に応じたひずみゲー
ジ1の抵抗値変化が物体のひずみに応じたものであると
仮定した場合に認識される見かけ上のひずみ)が含まれ
る。つまり、温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化
が生じるような測定環境下では、ブリッジ回路7の出力
電圧eから把握されるひずみは、測定しようとする本来
の物体のひずみの成分と上記見かけひずみの成分とが合
わさったもの(両成分の総和)である。
In the case where the above-described strain measurement is performed to some extent continuously, if the resistance value of the strain gauge 1 changes as described above due to a change in environmental temperature, the strain gauge 1 is attached. The output voltage e of the bridge circuit 7 changes even if the actual distortion of the worn object does not change. Accordingly, the strain grasped from the output voltage e as described above includes an apparent strain caused by a change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature (the change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature becomes a strain of the object. (Appearing distortion that would be recognized if it was assumed to be a response). That is, in a measurement environment in which the resistance value of the strain gauge 1 changes according to the temperature, the strain grasped from the output voltage e of the bridge circuit 7 is the same as the strain component of the original object to be measured and the apparent component. This is the sum of the strain components (sum of both components).

【0030】このようにブリッジ回路7の出力電圧eか
ら把握されるひずみに上記見かけひずみの成分が含まれ
る場合には、該出力電圧eから把握されるひずみは、本
来の測定しようとするひずみではないため、本来のひず
みを適正に測定するためには、その見かけひずみの影響
を排除する(出力電圧eから把握されるひずみから見か
けひずみの成分を除去する)必要がある。
As described above, when the distortion grasped from the output voltage e of the bridge circuit 7 includes the above-mentioned component of the apparent distortion, the distortion grasped from the output voltage e is the original distortion to be measured. Therefore, in order to properly measure the original distortion, it is necessary to eliminate the influence of the apparent distortion (remove the apparent distortion component from the distortion grasped from the output voltage e).

【0031】この場合、1ゲージ法による従来の測定手
法では、次のような手法により上記見かけひずみの影響
を排除するようにしていた。
In this case, in the conventional measuring method using the 1-gauge method, the influence of the apparent distortion is eliminated by the following method.

【0032】その一つの手法では、ひずみ測定をしよう
とする物体と同一材質かあるいは略同一の線膨張係数を
有する試験体について、該試験体を無ひずみ状態に維持
した状態で該試験体にひずみゲージ1を貼着した場合に
おける前記見かけひずみの温度特性のデータをあらかじ
め実験等に基づいて作成しておく。
In one method, a specimen having the same material or substantially the same coefficient of linear expansion as the object whose strain is to be measured is subjected to strain while maintaining the specimen in an unstrained state. The data of the temperature characteristics of the apparent strain when the gauge 1 is attached is created in advance based on experiments and the like.

【0033】そして、物体のひずみ測定に際して、ひず
みゲージ1の温度を温度センサ等を用いて計測し、その
温度の計測値から前記の温度特性のデータに基づいて、
ひずみ測定時の温度における見かけひずみを求める。さ
らに、この求めた見かけひずみを、ひずみ測定時におけ
るブリッジ回路7の出力電圧から把握されるひずみから
減算することによって、温度に応じたひずみゲージ1の
抵抗値変化に起因する見かけひずみの影響を排除する。
すなわち、ひずみ測定時におけるブリッジ回路7の出力
電圧eから把握されるひずみをεD 、上記の如く温度の
計測値から求めた見かけひずみをεT としたとき、ε=
εD −εT により求まる値εを上記見かけひずみの影響
を排除したひずみ測定値として得る。
Then, when measuring the strain of the object, the temperature of the strain gauge 1 is measured using a temperature sensor or the like, and based on the measured temperature value,
Obtain the apparent strain at the temperature during strain measurement. Furthermore, by subtracting the obtained apparent strain from the strain grasped from the output voltage of the bridge circuit 7 at the time of strain measurement, the influence of the apparent strain caused by the change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature is eliminated. I do.
That is, when the strain grasped from the output voltage e of the bridge circuit 7 at the time of strain measurement is ε D , and the apparent strain obtained from the measured value of the temperature as described above is ε T , ε =
The value ε obtained by ε D −ε T is obtained as a strain measurement value excluding the influence of the apparent strain.

【0034】また、他の一つの手法では、ひずみ測定に
際して、物体に貼着するひずみゲージ1と同一特性のひ
ずみゲージ(ゲージ率Kや基準抵抗値R0 、材質等が同
一のひずみゲージ)をダミーゲージとして用意し、この
ダミーゲージを、ひずみゲージ1と略同一の温度となる
ような箇所において、物体のひずみを生じないような部
位、あるいは、この物体と同一材質で無ひずみ状態に維
持されるダミー体に貼着する。そして、ひずみゲージ1
を組み込むブリッジ回路7と同じ回路構成のブリッジ回
路(以下、ここではダミーブリッジ回路という)にダミ
ーゲージを組み込み、ひずみゲージ1を組み込んだブリ
ッジ回路7によるひずみ測定とほぼ同時(若干の時間差
があってもよい)に、上記ダミーブリッジ回路の出力電
圧を検出する。
In another method, a strain gage having the same characteristics (strain gage having the same gage factor K, reference resistance value R 0 , material, etc.) as the strain gage 1 attached to the object is used for strain measurement. A dummy gauge is prepared, and the dummy gauge is maintained at a location where the temperature is substantially the same as that of the strain gauge 1 so as not to cause distortion of the object, or is maintained in an unstrained state by using the same material as the object. To the dummy body. And strain gauge 1
A dummy gauge is incorporated in a bridge circuit (hereinafter, referred to as a dummy bridge circuit) having the same circuit configuration as the bridge circuit 7 in which the strain gauge 1 is incorporated, and the strain measurement by the bridge circuit 7 in which the strain gauge 1 is incorporated is almost simultaneously (with a slight time lag). Then, the output voltage of the dummy bridge circuit is detected.

【0035】このとき、ダミーブリッジ回路の出力電圧
は、ひずみ測定時の環境温度の条件下で、ひずみゲージ
1を貼着した物体の無ひずみ状態におけるブリッジ回路
7の出力電圧に相当するものとなる。従って、該ダミー
ブリッジ回路の出力電圧から、通常のひずみ測定の場合
と同様に把握されるひずみは、上記見かけひずみに相当
する。そこで、この手法では、ブリッジ回路7によるひ
ずみ測定時に前記ダミーブリッジ回路の出力電圧から把
握されるひずみ、すなわち見かけひずみを、ひずみ測定
時のブリッジ回路7の出力電圧から把握されるひずみか
ら減算することで、該見かけひずみの影響を排除したひ
ずみ測定値を得る。
At this time, the output voltage of the dummy bridge circuit corresponds to the output voltage of the bridge circuit 7 in an unstrained state of the object on which the strain gauge 1 is adhered under the condition of the environmental temperature at the time of strain measurement. . Therefore, the distortion grasped from the output voltage of the dummy bridge circuit in the same manner as in the case of normal distortion measurement corresponds to the apparent distortion. Therefore, in this method, the distortion grasped from the output voltage of the dummy bridge circuit at the time of strain measurement by the bridge circuit 7, that is, the apparent strain is subtracted from the strain grasped from the output voltage of the bridge circuit 7 at the time of strain measurement. Thus, a strain measurement value excluding the influence of the apparent strain is obtained.

【0036】しかしながら、本願発明者等の種々の検討
によって、上記のような手法で、温度に応じたひずみゲ
ージの抵抗値変化に起因する見かけひずみの影響を排除
するようにしても、本来のひずみ(真のひずみ)を精度
よく測定することはできないということが判明した。
However, according to various studies conducted by the inventors of the present invention, even if the influence of the apparent strain caused by the change in the resistance value of the strain gauge according to the temperature is eliminated by the above-described method, the original strain can be reduced. It has been found that (true strain) cannot be measured accurately.

【0037】すなわち、上記のような従来手法は、ひず
みゲージ1を貼着した物体の無ひずみ状態において、ひ
ずみゲージ1の温度(物体のひずみゲージ1を貼着した
部位の温度)がある所定温度だけ変化したときのひずみ
ゲージ1の抵抗値の変化分と、測定対象の物体のひずみ
を生じた状態において該ひずみゲージ1の温度が上記所
定温度だけ変化したときのひずみゲージ1の抵抗値の変
化分とが同じになることを前提とするものである。しか
るに実際には、それらの抵抗値変化は、ひずみゲージ1
を貼着した物体の無ひずみ状態とひずみを生じた状態と
では相違する。このため、特に、温度変化が比較的大き
い環境下でのひずみ測定においては、上記のような従来
手法では、温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化に起
因する見かけひずみの影響を適正に排除して、精度のよ
いひずみ測定を行うことができないものとなっていた。
That is, in the conventional method as described above, the temperature of the strain gauge 1 (the temperature of the part of the object where the strain gauge 1 is adhered) is at a certain temperature in the non-strain state of the object to which the strain gauge 1 is adhered. And the change in the resistance value of the strain gauge 1 when the temperature of the strain gauge 1 changes by the predetermined temperature in a state where the object to be measured is distorted. It is assumed that the minutes will be the same. However, in practice, those resistance changes are measured by strain gauge 1
There is a difference between the unstrained state of the object to which is attached and the state in which the strain is generated. For this reason, especially in the strain measurement under the environment where the temperature change is relatively large, the conventional method as described above appropriately eliminates the influence of the apparent strain caused by the change in the resistance value of the strain gauge according to the temperature. Thus, accurate strain measurement cannot be performed.

【0038】尚、温度に応じたひずみゲージの抵抗値変
化に起因する見かけひずみの影響を補償してひずみ測定
を行う手法としては、所謂2ゲージコモンダミー法が知
られているが、この手法による測定は、一般に、高価な
ものとなりやすい。
A so-called two-gauge common dummy method is known as a method for performing strain measurement while compensating for the influence of apparent strain caused by a change in resistance value of a strain gauge according to temperature. Measurements generally tend to be expensive.

【0039】また、温度に応じた抵抗値変化を生じにく
いひずみゲージを使用する場合もあるが、この場合も該
ひずみゲージが高価なものとなる。
In some cases, a strain gauge that does not easily cause a change in resistance according to the temperature is used. In this case, however, the strain gauge is expensive.

【0040】[0040]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化に起因す
る見かけひずみの影響を適正に排除して、精度のよいひ
ずみ測定を行うことができるひずみ測定方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to perform accurate strain measurement by appropriately eliminating the influence of apparent strain caused by a change in resistance value of a strain gauge according to temperature. It is an object of the present invention to provide a method for measuring strain that can be performed.

【0041】[0041]

【課題を解決するための手段】本願発明者等は、前述の
背景に鑑み、種々の検討を行った結果、次のような知見
を得た。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made various studies in view of the above background, and have obtained the following findings.

【0042】まず、ひずみゲージを貼着する物体のひず
みεは、該ひずみεに応じたひずみゲージの抵抗値の変
化分ΔRと、該ひずみゲージの基準抵抗値R0 及びゲー
ジ率Kとを用いて一般的に次式(8)により表される。
First, the strain ε of the object to which the strain gauge is attached is determined by using the change ΔR of the resistance value of the strain gauge according to the strain ε, the reference resistance value R 0 of the strain gauge and the gauge factor K. And is generally expressed by the following equation (8).

【0043】[0043]

【数8】 (Equation 8)

【0044】この式(8)によりΔR=R0 ・K・εで
あるので、ひずみεが発生しているとき(ε=0の場合
を含む)のひずみゲージの抵抗値をRe (=R0 +Δ
R)とおくと、該抵抗値Re は、次式(9)により表さ
れる。
Since ΔR = R 0 · K · ε according to the equation (8), when the strain ε is generated (including the case where ε = 0), the resistance value of the strain gauge is expressed by R e (= R 0 + Δ
R), the resistance value Re is expressed by the following equation (9).

【0045】[0045]

【数9】 (Equation 9)

【0046】次に、ひずみεが発生している状態(ひず
みゲージの抵抗値=Re の状態)で、ひずみゲージの温
度(物体の温度)がΔt[deg ]だけ変化したとする。
このとき、その温度変化後のひずみゲージの抵抗値をR
etとおくと、該抵抗値Retは、温度変化前のひずみゲー
ジの抵抗値Re を用いて、一般的に次式(10)により
表される。ここで、式(10)中のαは、ひずみゲージ
の抵抗温度係数やゲージ率K、該ひずみゲージとこれを
貼着する物体との線膨張係数の差により定まる値であ
り、ひずみゲージの上記抵抗温度係数をγ、線膨張係数
をβg 、物体の線膨張係数をβs とおくとα=γ+K・
(βs −βg )である。尚、ひずみゲージとこれを貼着
する物体との線膨張係数βs ,βg が等しいか、もしく
は略同一である場合には、α=γである。
Next, in a state where the strain ε is occurring (strain state of the resistance value = R e gauge), the strain gauge temperature (temperature of object) has changed by Δt [deg].
At this time, the resistance value of the strain gauge after the temperature change is represented by R
putting the et, the resistance R et, using the resistance value R e strain gauge before a temperature change is generally expressed by the following equation (10). Here, α in the equation (10) is a value determined by the difference between the temperature coefficient of resistance of the strain gauge, the gauge factor K, and the coefficient of linear expansion between the strain gauge and an object to which the strain gauge is attached. If the resistance temperature coefficient is γ, the linear expansion coefficient is β g , and the linear expansion coefficient of the object is β s , α = γ + K ·
Is a (β sg). When the linear expansion coefficients β s and β g of the strain gauge and the object to which the strain gauge is attached are equal or substantially equal, α = γ.

【0047】[0047]

【数10】 (Equation 10)

【0048】従って、Δtの温度変化によるひずみゲー
ジの抵抗値の変化分をΔRt (=R et−Re )とおく
と、この抵抗値変化分ΔRt は、前記式(10)を変形
することで、次式(11)により表される。
Therefore, the strain gauge due to the temperature change of Δt
ΔRt(= R et-Re)far
And the resistance change ΔRtTransforms the above equation (10)
By doing so, it is represented by the following equation (11).

【0049】[0049]

【数11】 [Equation 11]

【0050】また、上記の温度変化によるひずみゲージ
の抵抗値変化分ΔRt に相当する見かけ上のひずみ(ひ
ずみεが発生している状態での見かけひずみ)をεt
おくと、該見かけひずみεt は、ひずみゲージの抵抗値
変化とひずみとの関係を表す基本式である前記式(8)
によって次式(12)により表現することができる。
[0050] Also, by placing a the epsilon t (apparent strain in a state in which strain epsilon is occurring) strain apparent that corresponds to the resistance value variation [Delta] R t of strain gauge by the temperature change,該見subjected strain ε t is the above-mentioned equation (8), which is a basic equation representing the relationship between the change in the resistance value of the strain gauge and the strain.
Can be expressed by the following equation (12).

【0051】[0051]

【数12】 (Equation 12)

【0052】そして、この式(12)に前記式(9)と
式(11)とを適用することで、次式(13)が得られ
る。
The following equation (13) is obtained by applying the equations (9) and (11) to the equation (12).

【0053】[0053]

【数13】 (Equation 13)

【0054】この式(13)は、任意の大きさのひずみ
εが物体に発生している状態で、Δtの温度変化が生じ
たときのひずみゲージの抵抗値変化分ΔRt に相当する
見かけひずみεt を表すものである。そして、この式
(13)から判るようにΔtの温度変化が生じたときの
ひずみゲージの抵抗値変化分ΔRt に相当する見かけひ
ずみεt は、その時発生しているひずみεの影響を受け
る。
This equation (13) indicates that the apparent strain corresponding to the change ΔR t in the resistance value of the strain gauge when a temperature change Δt occurs in a state where a strain ε of an arbitrary magnitude is generated in the object. It represents ε t . As apparent from the equation (13), the apparent strain ε t corresponding to the resistance change ΔR t of the strain gauge when a temperature change of Δt occurs is affected by the strain ε generated at that time.

【0055】一方、ひずみゲージを貼着した物体の無ひ
ずみ状態において、Δtの温度変化が生じたときのひず
みゲージの抵抗値変化分ΔRt による見かけひずみ(こ
れを、ここでは無ひずみ状態見かけひずみという)は、
式(13)の右辺のεをε=0としたときの見かけひず
みεt である。従って、上記無ひずみ状態見かけひずみ
は、これをεT とおくと、次式(14)により表され
る。
On the other hand, in the no-strain state of the object adhered a strain gauge, the strain apparent by strain gauge resistance change amount [Delta] R t when the temperature change Δt has occurred (this, here strain apparently no strain state Is)
Is the apparent strain epsilon t when the epsilon of the right side of equation (13) as the epsilon = 0. Thus, the apparent strain unstrained state, when put to as epsilon T, represented by the formula (14).

【0056】[0056]

【数14】 [Equation 14]

【0057】そして、この式(14)を式(13)に代
入すると次式(15)が得られる。
By substituting equation (14) into equation (13), the following equation (15) is obtained.

【0058】[0058]

【数15】 (Equation 15)

【0059】また、前述の1ゲージ法によりブリッジ回
路の出力電圧から把握されるひずみをεD とおくと、測
定しようとするひずみεは、次式(16)により表すよ
うに、ブリッジ回路の出力電圧から把握されるひずみを
εD から、当該ひずみεが発生している状態における見
かけひずみεt を除去したものである
When the strain grasped from the output voltage of the bridge circuit by the one-gauge method is ε D , the strain ε to be measured is expressed by the output of the bridge circuit as expressed by the following equation (16). The strain grasped from the voltage is obtained by removing the apparent strain ε t in the state where the strain ε is generated from ε D.

【0060】[0060]

【数16】 (Equation 16)

【0061】この式(16)に前記式(15)を代入し
て整理することで、次式(17)が得られる。
The following equation (17) is obtained by substituting the equation (15) into the equation (16) and rearranging the equation.

【0062】[0062]

【数17】 [Equation 17]

【0063】従って、1ゲージ法によるひずみ測定に際
して、温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化の影響を
適正に排除するためには、ブリッジ回路7の出力電圧か
ら把握されるひずみεD から前記無ひずみ状態見かけひ
ずみεT を減算するだけでなく、さらにその減算結果を
式(17)の分母(1+K・εT )により除算しなけれ
ばならないことが判る。
Therefore, in order to properly eliminate the influence of the change in the resistance value of the strain gauge in accordance with the temperature when measuring the strain by the one-gauge method, the strain ε D grasped from the output voltage of the bridge circuit 7 must be used. It can be seen that not only is the apparent state of strain ε T subtracted, but the result of the subtraction must be further divided by the denominator (1 + K · ε T ) of equation (17).

【0064】本発明のひずみ測定方法は、以上説明した
ことを基礎としてなされたものである。
The strain measuring method of the present invention is based on the above description.

【0065】すなわち、本発明のひずみ測定方法は、前
述の目的を達成するために、物体のひずみに応じた抵抗
値変化を生じるように該物体に貼着したひずみゲージを
一辺に有し、且つ他の三辺に所定抵抗値の抵抗体を有す
るブリッジ回路により該ひずみゲージの抵抗値に応じた
測定信号を生成し、その測定信号に基づき前記物体のひ
ずみを測定する1ゲージ法によるひずみ測定方法におい
て、前記物体のひずみの測定時における前記ひずみゲー
ジの温度と同一の温度で且つ該ひずみゲージを貼着した
物体の無ひずみ状態で前記ブリッジ回路を動作させた場
合に、該温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化に起因
して該ブリッジ回路が生成する測定信号に基づき把握さ
れる見かけひずみεT (これは前記無ひずみ状態見かけ
ひずみである)を取得する工程と、前記物体のひずみ測
定時に前記ブリッジ回路が生成する測定信号に基づき把
握されるひずみεD と前記見かけひずみεT とから次式
(1)の演算により求まる値εを、温度に応じたひずみ
ゲージの抵抗値変化の影響を排除したひずみ測定値とし
て得る工程とを備えたことを特徴とするものである。こ
こで、式(17)中のKは、前述の通り、前記ひずみゲ
ージのゲージ率である。
That is, in order to achieve the above object, the strain measuring method of the present invention has a strain gauge attached to one side of an object so as to cause a change in resistance according to the strain of the object, and A strain measurement method according to a 1-gauge method of generating a measurement signal corresponding to the resistance value of the strain gauge by a bridge circuit having a resistor having a predetermined resistance value on the other three sides, and measuring the strain of the object based on the measurement signal. In the case where the bridge circuit is operated at the same temperature as the temperature of the strain gauge at the time of measuring the strain of the object and in an unstrained state of the object to which the strain gauge is attached, a strain corresponding to the temperature is obtained. due to the change in resistance of strain gauge apparent grasped on the basis of the measurement signal the bridge circuit generates epsilon T (which is strain apparent the no strain state) A step of Tokusuru, the obtained value epsilon by the following calculation (1) and a strain epsilon D wherein the apparent strain epsilon T where the bridge circuit during strain measurement of the object is grasped on the basis of the measurement signal generated, according to the temperature Obtaining a strain measurement value from which the influence of the change in the resistance value of the strain gauge has been eliminated. Here, K in the equation (17) is the gauge factor of the strain gauge as described above.

【0066】かかる本発明によれば、前記式(17)の
演算により求まる値εを、温度に応じたひずみゲージの
抵抗値変化の影響を排除したひずみ測定値として得るの
で、該温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化に起因す
る見かけひずみの影響を適正に排除して、精度の良いひ
ずみ測定を行うことができる。
According to the present invention, the value ε obtained by the calculation of the equation (17) is obtained as a strain measurement value excluding the influence of the change in the resistance value of the strain gauge according to the temperature. Accurate strain measurement can be performed by properly eliminating the influence of apparent strain caused by a change in the resistance value of the strain gauge.

【0067】尚、本発明において、前記ブリッジ回路が
生成する測定信号に基づき把握されるひずみは、例えば
前記式(2)、あるいは式(3)〜(6)、(7)の演
算処理等によって求められるひずみであり、より正確に
は、温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化を考慮せ
ず、該抵抗値変化がひずみゲージを貼着した物体のひず
みのみよって生じるものと仮定した場合に、該抵抗値変
化に応じて前記ブリッジ回路が生成する測定信号から把
握されるひずみである。
In the present invention, the distortion ascertained based on the measurement signal generated by the bridge circuit can be calculated, for example, by the above-described equation (2) or the arithmetic processing of equations (3) to (6) and (7). Strain is determined, more precisely, without considering the change in resistance value of the strain gauge according to the temperature, assuming that the change in resistance value is caused only by the strain of the object to which the strain gauge is attached, This is distortion that is grasped from a measurement signal generated by the bridge circuit according to the change in the resistance value.

【0068】また、本発明において、前記式(17)に
より求まるひずみεに物体のヤング率を乗算すれば、物
体の応力が求められる。本発明のひずみ測定方法は、こ
のような応力測定を含めてひずみ測定と称したものであ
る。
In the present invention, the stress of the object is obtained by multiplying the strain ε obtained by the above equation (17) by the Young's modulus of the object. The strain measurement method of the present invention includes such stress measurement and is referred to as strain measurement.

【0069】かかる本発明において、式(17)の演算
に必要な前記見かけひずみεT (無ひずみ状態見かけひ
ずみ)は従来と同様の手法により取得することができ
る。
In the present invention, the apparent strain ε T (apparent strain in a no-strain state) required for the calculation of the equation (17) can be obtained by a method similar to the conventional method.

【0070】その一つの手法では、前記見かけひずみε
T を取得する工程は、前記物体のひずみ測定時における
前記ひずみゲージの温度を計測する工程と、該温度の計
測値から、前記見かけひずみεT のあらかじめ作成され
た温度特性のデータに基づき前記式(1)の演算に用い
る見かけひずみεT を求める工程とからなる。
In one of the methods, the apparent strain ε
Obtaining a T includes the steps of measuring the temperature of the strain gauge during strain measurement of the object, from the measured value of the temperature, the type based on the data of the pre-made temperature characteristics of the apparent strain epsilon T Obtaining the apparent strain ε T used in the calculation of (1).

【0071】これによれば、ひずみ測定時におけるひず
みゲージの温度を計測するだけで、その温度の計測値か
ら、前記温度特性のデータに基づき前記式(17)の演
算に用いる見かけひずみεT を容易に求めることができ
る。この場合、上記温度特性のデータとしては、種々の
温度に対する見かけひずみεT (無ひずみ状態見かけひ
ずみ)のテーブルデータや、該見かけひずみεT を温度
を変数とする多項式等の関数により表した演算式データ
等が挙げられる。これらのデータは、実験等に基づいて
定めておけばよい。
According to this, only by measuring the temperature of the strain gauge at the time of strain measurement, the apparent strain ε T used for the calculation of the equation (17) is calculated from the measured temperature value based on the data of the temperature characteristic. It can be easily obtained. In this case, operation as the data of the temperature characteristic, expressed and table data of the apparent strain epsilon T (strain apparently no strain state) for different temperatures, by a function such as a polynomial of the temperature as a variable該見over strain epsilon T Expression data and the like. These data may be determined based on experiments and the like.

【0072】また、他の一つの手法では、前記見かけひ
ずみεT を取得する工程は、あらかじめ前記ひずみゲー
ジと同一特性を有するひずみゲージをダミーゲージとし
て用意し、該ダミーゲージを前記ひずみゲージと略同一
の温度となる箇所において前記物体の無ひずみ状態に維
持される部位又は該物体と同一材質で且つ無ひずみ状態
に維持されるダミー物体に貼着しておく工程と、前記物
体のひずみ測定時に、前記ブリッジ回路と同一の回路構
成で該ダミーゲージを一辺に有するブリッジ回路により
該ダミーゲージの抵抗値に応じた測定信号を生成する工
程と、該ダミーゲージの抵抗値に応じた測定信号に基づ
き把握されるひずみを前記式(1)の演算に用いる見か
けひずみεT として得る工程とから成る。
In another method, the step of obtaining the apparent strain ε T includes preparing in advance a strain gauge having the same characteristics as the strain gauge as a dummy gauge, and using the dummy gauge substantially as the strain gauge. Affixing to a part where the object is maintained in a non-strain state at a location where the temperature is the same or a dummy object which is made of the same material as the object and is maintained in a non-strain state, and when measuring the strain of the object Generating a measurement signal according to the resistance value of the dummy gauge by a bridge circuit having the dummy gauge on one side in the same circuit configuration as the bridge circuit, and based on the measurement signal according to the resistance value of the dummy gauge. Obtaining the strain to be grasped as the apparent strain ε T used in the calculation of the equation (1).

【0073】すなわち、前記物体のひずみ測定時に、前
記ダミーゲージを用い、前記ブリッジ回路と同一の回路
構成で該ダミーゲージを一辺に有するブリッジ回路によ
り該ダミーゲージの抵抗値に応じた測定信号を生成した
とき、その測定信号は、仮に前記ひずみゲージを貼着し
た物体の無ひずみ状態で且つひずみ測定時の温度と同一
の温度で該ひずみゲージを含むブリッジ回路を動作させ
た場合に該ブリッジ回路が生成すると予想される測定信
号に相当する。従って、前記ダミーゲージを含むブリッ
ジ回路が生成する測定信号に基づき把握されるひずみ
を、前記式(17)の演算に用いる見かけひずみεT
して用いることができる。
That is, at the time of strain measurement of the object, a measurement signal corresponding to the resistance value of the dummy gauge is generated by the bridge circuit having the dummy gauge on one side with the same circuit configuration as the bridge circuit using the dummy gauge. When the bridge circuit including the strain gauge is operated at the same temperature as the temperature at the time of the strain measurement in a state where the object to which the strain gauge is attached is in the unstrained state, It corresponds to the measurement signal expected to be generated. Therefore, the strain grasped based on the measurement signal generated by the bridge circuit including the dummy gauge can be used as the apparent strain ε T used in the calculation of the equation (17).

【0074】尚、この場合、物体に貼着するひずみゲー
ジを含むブリッジ回路と、前記ダミーゲージを含みブリ
ッジ回路とは、それらのゲージ以外の辺の抵抗体の抵抗
値が同一であれば、別々の抵抗体を用いて構成した別回
路としてもよいが、例えば、物体に貼着するひずみゲー
ジを含むブリッジ回路を該ひずみゲージと併せて構成す
るための抵抗回路(図1の抵抗体4,5,6から成る回
路)に、該ひずみゲージと、前記ダミーゲージとをスイ
ッチ回路等を介して切替接続することができるようにし
ておいてもよい。この場合には、物体に貼着するひずみ
ゲージを含むブリッジ回路による測定の直前もしくは直
後に、前記ダミーゲージを上記抵抗回路に切替接続する
ようにすれば、該ダミーゲージを含むブリッジ回路を構
成することができる。
In this case, the bridge circuit including the strain gauge to be attached to the object and the bridge circuit including the dummy gauge are different if the resistance values of the resistors on the sides other than those gauges are the same. A separate circuit may be configured using the above-described resistor. For example, a resistor circuit for configuring a bridge circuit including a strain gauge attached to an object together with the strain gauge (the resistors 4 and 5 in FIG. 1) may be used. , 6) so that the strain gauge and the dummy gauge can be switched and connected via a switch circuit or the like. In this case, the bridge circuit including the dummy gauge is constituted by switching the dummy gauge to the resistance circuit immediately before or immediately after the measurement by the bridge circuit including the strain gauge attached to the object. be able to.

【0075】[0075]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態を前記図
1並びに図2乃至図4を参照して説明する。図2は本発
明の第1の実施形態を適用するひずみ測定装置の回路構
成図、図3は該ひずみ測定装置で用いる見かけひずみの
温度特性のデータを示す線図、図4は該ひずみ測定装置
による演算処理を示すフローチャートである。尚、本実
施形態の1ゲージ3線法によるものであり、前記図1と
同一構成部分については図1と同一の参照符号を用いて
説明する。 図2を参照して、10はひずみ測定装置で
あり、このひずみ測定装置10には、図示しない物体に
貼着するひずみゲージ1の両端にあらかじめ結線された
一対のリード線2,3をそれぞれ接続する接続端子1
1,12と、該ひずみゲージ1のリード線3側の一端に
該リード線3と共に結線されたサブリード線8を接続す
る接続端子13とが備えられている。さらに、ひずみ測
定装置10には、ひずみゲージ1を物体に貼着するに際
して、該ひずみゲージ1の近傍でひずみゲージ1と略同
一温度となるような箇所に配置される温度センサ14を
リード線15,16を介して接続する接続端子17,1
8が備えられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a strain measuring device to which the first embodiment of the present invention is applied, FIG. 3 is a diagram showing data of temperature characteristics of apparent strain used in the strain measuring device, and FIG. 6 is a flowchart showing the calculation processing according to FIG. It is to be noted that the present embodiment is based on the one-gauge three-wire method, and the same components as those in FIG. 1 will be described using the same reference numerals as in FIG. Referring to FIG. 2, reference numeral 10 denotes a strain measuring device, to which a pair of lead wires 2 and 3 connected in advance to both ends of a strain gauge 1 to be attached to an object (not shown) are connected. Connection terminal 1
1 and 12, and a connection terminal 13 for connecting a sub-lead 8 connected to the lead 3 at one end of the strain gauge 1 on the lead 3 side. Further, when the strain gauge 1 is attached to an object, a temperature sensor 14 which is disposed near the strain gauge 1 and has a temperature substantially equal to that of the strain gauge 1 is attached to the strain measuring device 10 with a lead wire 15. , 16 connected via connection terminals 17, 1
8 are provided.

【0076】尚、温度センサ14は、ひずみゲージ1も
しくはその周辺の温度を検出し得るものであれば、サー
ミスタ、熱電対等、各種のセンサを採用することができ
る。さらには、ひずみゲージ1のリード線2,3,8の
うちのいずれか二本について互いに異種材料のものを用
いることで、それらの二本のリード線により熱電対を形
成し、その熱電対によりひずみゲージ1の温度を検出す
ることも可能である。
As the temperature sensor 14, various sensors such as a thermistor and a thermocouple can be employed as long as they can detect the temperature of the strain gauge 1 or its surroundings. Furthermore, by using one of the two wires of the strain gauge 1 of different materials for any two of the lead wires 2, 3, and 8, a thermocouple is formed by the two lead wires, and the thermocouple is formed by the thermocouple. It is also possible to detect the temperature of the strain gauge 1.

【0077】上記ひずみ測定装置10は、その構成を大
別すると測定ユニット19と、コントロールユニット2
0とにより構成されている。尚、測定ユニット19とコ
ントロールユニット20とは、必ずしも一体的に構成す
る必要はなく、別体に構成してもよい。
The structure of the strain measuring apparatus 10 is roughly divided into a measuring unit 19 and a control unit 2.
0. Note that the measurement unit 19 and the control unit 20 do not necessarily have to be integrally formed, but may be formed separately.

【0078】測定ユニット19は、前記ひずみゲージ1
と併せてブリッジ回路7を構成するための抵抗体4,
5,6が備えられている。これらの抵抗体4,5,6は
固定抵抗値の抵抗素子により構成されたもので、ひずみ
ゲージ1のリード線2,3をそれぞれ接続端子11,1
2に接続したとき、前記図1に示したブリッジ回路7が
構成されるように、図示しない回路基盤に形成された回
路パターンを介して相互に接続されていると共に、前記
接続端子11,12に接続されている。
The measuring unit 19 includes the strain gauge 1
Resistors 4 to form the bridge circuit 7 in conjunction with
5 and 6 are provided. These resistors 4, 5, and 6 are constituted by resistance elements having a fixed resistance value, and lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 are connected to connection terminals 11 and 1, respectively.
2 are connected to each other via a circuit pattern formed on a circuit board (not shown) so that the bridge circuit 7 shown in FIG. It is connected.

【0079】また、測定ユニット19には、ブリッジ回
路7の一対の電源入力部I1 ,I2に付与する電源電圧
Vを外部から入力するための一対の電源入力端子21,
22と、ブリッジ回路7の一対の出力部O1 ,O2 に生
成される出力電圧e、及びブリッジ回路7の抵抗体6を
有する辺に生じる電圧V4 のいずれかを外部に出力する
ための一対の出力端子23,24とが備えられている。
The measuring unit 19 has a pair of power input terminals 21 and 21 for externally inputting a power voltage V applied to the pair of power input portions I 1 and I 2 of the bridge circuit 7.
22 for outputting any one of the output voltage e generated at the pair of output portions O 1 and O 2 of the bridge circuit 7 and the voltage V 4 generated at the side having the resistor 6 of the bridge circuit 7 to the outside. A pair of output terminals 23 and 24 are provided.

【0080】この場合、電源入力端子21,22は、そ
れぞれブリッジ回路7の電源入力部I1 ,I2 に接続さ
れている。また、一対の出力端子23,24のうち、出
力端子24は、ブリッジ回路7の一方の出力部O2 に接
続され、出力端子23は、ブリッジ回路7の他方の出力
部O1 と電源入力部I2 とにそれぞれ外部からの制御信
号により断接するスイッチ素子25,26を介して接続
されている。
In this case, the power input terminals 21 and 22 are connected to the power input sections I 1 and I 2 of the bridge circuit 7, respectively. Further, the pair of output terminals 23 and 24, output terminal 24 is connected to one output section O 2 of the bridge circuit 7, the output terminal 23, the other output section O 1 and the power input of the bridge circuit 7 It is connected to I 2 via switch elements 25 and 26 which are respectively connected and disconnected by an external control signal.

【0081】従って、ブリッジ回路7に電源電圧Vを付
与した状態で、スイッチ素子25,26をそれぞれON
状態、OFF状態にすると、出力端子23,24間に
は、ブリッジ回路7が生成する出力電圧eが発生し、ま
た、スイッチ素子25,26をそれぞれOFF状態、O
N状態にすると、出力端子23,24間には、ブリッジ
回路7の抵抗体6を有する辺に生じる電圧V4 が発生す
る。
Therefore, the switch elements 25 and 26 are turned ON while the power supply voltage V is applied to the bridge circuit 7.
In the OFF state, an output voltage e generated by the bridge circuit 7 is generated between the output terminals 23 and 24, and the switch elements 25 and 26 are turned OFF and O, respectively.
When the N state, between the output terminals 23 and 24, voltage V 4 is produced which occurs sides with resistor 6 in the bridge circuit 7.

【0082】尚、27はスイッチ素子25,26の断接
動作を行わしめる制御信号を後述するコントロールユニ
ット20の制御回路32から該スイッチ素子25,24
に付与するための制御端子である。
Reference numeral 27 denotes a control signal for performing the disconnection operation of the switch elements 25 and 26 from a control circuit 32 of the control unit 20 which will be described later.
Is a control terminal for giving

【0083】コントロールユニット20は、前記測定ユ
ニット19の一対の電源入力端子21,22に接続され
て、該電源入力端子21,22を介してブリッジ回路7
の電源入力部I1 ,I2 間に付与する電源電圧V(定電
圧)を生成するブリッジ電源回路28と、測定ユニット
19の一対の出力端子23,24に接続されて、該出力
端子23,24間に発生する電圧(e又はV4 )を増幅
する増幅回路29と、前記温度センサ14が生成する温
度に応じた信号を増幅すべく前記接続端子17,18に
接続された増幅回路30と、これらの増幅回路29,3
0の出力をA/D変換するA/D変換回路31とを備え
ている。
The control unit 20 is connected to a pair of power input terminals 21 and 22 of the measurement unit 19, and is connected to the bridge circuit 7 via the power input terminals 21 and 22.
And a pair of output terminals 23 and 24 of the measurement unit 19, which are connected to a bridge power supply circuit 28 for generating a power supply voltage V (constant voltage) applied between the power supply input units I 1 and I 2 . Amplifying circuit 29 for amplifying a voltage (e or V 4 ) generated between 24; an amplifying circuit 30 connected to the connection terminals 17 and 18 for amplifying a signal corresponding to the temperature generated by the temperature sensor 14; , These amplifier circuits 29, 3
An A / D conversion circuit 31 for A / D converting the output of 0.

【0084】さらに該コントロールユニット20は、後
述の各種データ処理や制御処理を行う制御回路32と、
後述の各種データや制御回路32が行う処理に必要なプ
ログラム等を記憶保持する記憶回路33と、制御回路3
2により表示回路34を介して駆動され、ひずみ測定値
等を表示する表示器35と、制御回路32がコントロー
ルユニット20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
インターフェース回路36と、コントロールユニット2
0全体の電源電圧を商用電源等から生成する主電源回路
37とを備えている。
Further, the control unit 20 includes a control circuit 32 for performing various data processing and control processing described later,
A storage circuit 33 for storing and holding various data described later and programs necessary for processing performed by the control circuit 32;
The control circuit 32 transmits and receives various data between a display 35, which is driven by a display circuit 34 via the display circuit 34 and displays strain measurement values and the like, and an operation unit (not shown), a personal computer, and the like outside the control unit 20. Interface circuit 36 for performing the control unit 2
And a main power supply circuit 37 for generating the entire power supply voltage from a commercial power supply or the like.

【0085】尚、制御回路32はマイクロプロセッサ等
により構成され、また、記憶回路33は、ROM,RA
M,EEPROM等により構成されたものである。ま
た、コントロールユニット20の電源として電池を使用
するようにしてもよい。
The control circuit 32 comprises a microprocessor or the like, and the storage circuit 33 comprises a ROM, RA
M, EEPROM and the like. Further, a battery may be used as the power supply of the control unit 20.

【0086】この場合、詳細は後述するが、ひずみ測定
器10によるひずみ測定に際しては、前記式(7)中の
ε’として、前記式(5)の演算結果を用いてなる次式
(18)の演算により求まる値ε、すなわち、前記式
(5)の演算結果の値に、前記式(7)の補正を施して
なる値εをブリッジ回路7の出力電圧から把握されるひ
ずみεD (温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化を
考慮せずにブリッジ回路7の出力電圧から把握されるひ
ずみεD 。以下、これを仮ひずみ測定値εD と称する)
として得るようにしている。
In this case, although the details will be described later, when the strain is measured by the strain measuring device 10, the following equation (18) obtained by using the calculation result of the equation (5) as ε ′ in the equation (7) is used. , Which is the value obtained by performing the correction of the equation (7) on the value of the calculation result of the equation (5), and the value ε D obtained from the output voltage of the bridge circuit 7 (temperature strain grasped from the output voltage of the bridge circuit 7 without considering the change in resistance of the strain gage 1 in accordance with the epsilon D. hereinafter referred to as the temporary strain measurement epsilon D it)
As you get.

【0087】[0087]

【数18】 (Equation 18)

【0088】そして、この仮ひずみ測定値εD を用いて
前記式(17)の演算を行うことで、最終的なひずみ測
定値を得るようにしている。
The final strain measurement value is obtained by performing the calculation of the above equation (17) using the provisional strain measurement value ε D.

【0089】このような処理を制御回路32に行わしめ
るために、記憶回路33には、あらかじめひずみ測定器
10で使用するひずみゲージ1の基準抵抗値R0 及びゲ
ージ率Kや、ブリッジ電源回路28が生成するブリッジ
回路7の電源電圧Vの値、ブリッジ回路6におけるひず
みゲージ1と同じ辺に組み込まれるリード線2の抵抗値
1 (1ゲージ3線法では、この抵抗値r1 が式(1
8)中に「r」である)、処理手順のプログラムが、あ
らかじめ記憶保持されている。
In order for the control circuit 32 to perform such processing, the storage circuit 33 stores in advance the reference resistance value R 0 and the gauge factor K of the strain gauge 1 used in the strain measuring device 10, the bridge power supply circuit 28. , The value of the power supply voltage V of the bridge circuit 7, the resistance value r 1 of the lead wire 2 incorporated on the same side as the strain gauge 1 in the bridge circuit 6 (in the one-gauge three-wire method, this resistance value r 1 is represented by the equation ( 1
8) is “r”), and the program of the processing procedure is stored and held in advance.

【0090】ここで、記憶回路33に記憶保持させるリ
ード線2の抵抗値r1 は、測定に際してリード線2につ
いてあらかじめ実測した抵抗値、あるいは、リード線2
の材質や長さ、太さ等から求めた値である。
Here, the resistance value r 1 of the lead wire 2 stored and held in the storage circuit 33 is a resistance value actually measured in advance for the lead wire 2 at the time of measurement, or the resistance value r 1 of the lead wire 2.
Is a value obtained from the material, length, thickness, etc.

【0091】さらに記憶回路33には、ひずみゲージ1
を貼着する物体の無ひずみ状態での温度に応じたひずみ
ゲー1の抵抗値変化に起因する見かけひずみ(温度に応
じたひずみゲージ1の抵抗値の変化分に相当する見かけ
上のひずみ)の温度特性のデータ(図3に示す)があら
かじめ記憶保持されている。この温度特性のデータは、
ひずみゲージ1を貼着する物体の無ひずみ状態における
温度と見かけひずみの値との関係を実験に基づいて定め
たものであり、例えば次のような実験をあらかじめ行っ
ておくことで作成される。
The storage circuit 33 further includes a strain gauge 1
Of the apparent strain (the apparent strain corresponding to the change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature) caused by the change in the resistance value of the strain gage 1 according to the temperature in an unstrained state of the object to which is attached. Temperature characteristic data (shown in FIG. 3) is stored and held in advance. The data of this temperature characteristic is
The relationship between the temperature of the object to which the strain gauge 1 is adhered and the apparent strain value in an unstrained state is determined based on an experiment, and is created by, for example, performing the following experiment in advance.

【0092】すなわち、例えば測定対象の物体と同一材
質あるいは略同一の線膨張係数を有し且つ無ひずみ状態
に維持した試験体にひずみゲージ1と同一特性のひずみ
ゲージを貼着し、該ひずみゲージの温度(試験体の温
度)を種々の値に変化させる。この場合、ひずみゲージ
1と測定対象の物体との線膨張係数が略同一である場合
には、ひずみゲージを試験体に貼着せずに無ひずみ状態
に維持しておくようにしてもよい。そして、それらの種
々の温度条件下で、該ひずみゲージを用いたひずみ測定
を行う(該ひずみゲージを組み込んだブリッジ回路の出
力電圧に基づいてひずみ測定を行う)ことで、上記の温
度特性のデータが得られる。
That is, for example, a strain gauge having the same characteristics as the strain gauge 1 is adhered to a test specimen having the same material or substantially the same linear expansion coefficient as the object to be measured and maintained in a non-strain state. Is changed to various values. In this case, when the linear expansion coefficients of the strain gauge 1 and the object to be measured are substantially the same, the strain gauge may be maintained in an unstrained state without being attached to the specimen. Then, under these various temperature conditions, a strain measurement using the strain gauge is performed (a strain measurement is performed based on an output voltage of a bridge circuit incorporating the strain gauge), thereby obtaining the data of the temperature characteristics. Is obtained.

【0093】尚、本実施形態では、前記温度特性のデー
タは、例えば20°Cの温度(常温)を基準とし、20
°Cにおける見かけひずみは「0」である。
In the present embodiment, the data of the temperature characteristics is based on, for example, a temperature of 20 ° C. (normal temperature).
The apparent strain at ° C is “0”.

【0094】また、この見かけひずみの温度特性のデー
タは、本実施形態では、該見かけひずみを、温度を変数
とする所定の関数式(例えば4次多項式)により表して
おき、この関数式を記憶回路33に記憶保持している。
但し、このような温度特性のデータは、例えばテーブル
データとして記憶回路33に記憶保持しておくようにし
てもよい。
In the present embodiment, the data of the temperature characteristics of the apparent strain is represented by a predetermined function formula (for example, a fourth-order polynomial) using the temperature as a variable, and the function formula is stored. The information is stored in the circuit 33.
However, such temperature characteristic data may be stored and held in the storage circuit 33 as, for example, table data.

【0095】次に、本実施形態のひずみ測定装置10の
作動を具体的に説明する。
Next, the operation of the strain measuring apparatus 10 according to the present embodiment will be specifically described.

【0096】本実施形態のひずみ測定装置10では、物
体のひずみ測定に先立って、次の処理が行われる。
In the strain measuring apparatus 10 of the present embodiment, the following processing is performed before measuring the strain of the object.

【0097】すなわち、まず、ひずみゲージ1を物体に
貼着せずに(ひずみゲージ1の無ひずみ状態)、ひずみ
測定装置10の接続端子11〜13にそれぞれリード線
2,3及びサブリード線8を介して接続した状態で、ひ
ずみ測定装置10の所定の操作等により、コントロール
ユニット20を動作させる。
That is, first, without attaching the strain gauge 1 to an object (the strain gauge 1 is in a non-strained state), the connection terminals 11 to 13 of the strain measuring device 10 are connected to the connection terminals 11 to 13 via the lead wires 2 and 3 and the sub-lead wire 8 respectively. In the connected state, the control unit 20 is operated by a predetermined operation of the strain measuring device 10 or the like.

【0098】このとき、コントロールユニット20の制
御回路32は、まず、ブリッジ電源回路28を起動し
て、該ブリッジ電源回路28からブリッジ回路7の電源
入力部I1 ,I2 に電源入力端子21,22を介して電
源電圧Vを付与させる。
[0098] At this time, the control circuit 32 of the control unit 20 first activates the bridge power supply circuit 28, the bridge power supply input I 1 from the circuit 28 the bridge circuit 7, I 2 to the power input terminal 21, The power supply voltage V is applied through the power supply 22.

【0099】この状態において、制御回路32は、測定
ユニット23のスイッチ素子25,26をそれぞれON
状態、OFF状態に制御することで、ブリッジ回路7の
出力部O1 ,O2 間に発生する出力電圧eを前記出力端
子23,24を介して増幅回路29に入力させる。そし
て、制御回路32は、この時ブリッジ回路7が生成した
出力電圧eを、増幅回路29及びA/D変換回路31を
介して与えられるデータによって認識し、その認識した
出力電圧eの値をブリッジ回路7の初期不平衡出力電圧
0 として記憶回路33に記憶保持させる。さらに制御
回路32は、上記ように初期不平衡出力電圧e0 を記憶
回路33に記憶保持させた後、スイッチ素子25,26
をそれぞれOFF状態、ON状態に制御することで、ブ
リッジ回路7の抵抗体6を備えた辺に生じる電圧V4
増幅回路29に入力させる。そして、制御回路32は、
この時増幅回路29に入力される電圧V4 を、増幅回路
29及びA/D変換回路31を介して与えられるデータ
によって認識し、その認識した電圧V4 の値を記憶回路
33に記憶保持させる。尚、上記電圧V4 の検出及びそ
の記憶保持は、ひずみゲージ1を物体に貼着した後に行
うようにしてよく、あるいは、ひずみゲージ1をひずみ
測定器10に接続する前に行うようにしてもよい。さら
に、電圧V4 の値は、V・R4 /(R3+R4 )となる
はずなので、該電圧V4 のばらつきが小さいような場合
には、ブリッジ回路7の電源電圧Vと抵抗体5,6の抵
抗値R3 ,R4 とからV・R4 /(R3 +R4 )の演算
により求めた値を電圧V4 の値として記憶回路33に記
憶保持しておき、電圧V4 の測定を行わないようにして
もよい。
In this state, the control circuit 32 turns on the switch elements 25 and 26 of the measurement unit 23, respectively.
The output voltage e generated between the output portions O 1 and O 2 of the bridge circuit 7 is input to the amplifier circuit 29 through the output terminals 23 and 24 by controlling the state to the OFF state. Then, the control circuit 32 recognizes the output voltage e generated by the bridge circuit 7 at this time by the data supplied through the amplifier circuit 29 and the A / D conversion circuit 31, and bridges the recognized value of the output voltage e to the bridge circuit 7. The storage circuit 33 stores and holds the initial unbalanced output voltage e 0 of the circuit 7. Further, the control circuit 32 stores the initial unbalanced output voltage e 0 in the storage circuit 33 as described above, and then switches the switch elements 25 and 26.
Are controlled to an OFF state and an ON state, respectively, so that the voltage V 4 generated on the side of the bridge circuit 7 including the resistor 6 is input to the amplifier circuit 29. Then, the control circuit 32
At this time, the voltage V 4 input to the amplifier circuit 29 is recognized by the data supplied through the amplifier circuit 29 and the A / D conversion circuit 31, and the value of the recognized voltage V 4 is stored and held in the storage circuit 33. . The detection and storage of the voltage V 4 may be performed after attaching the strain gauge 1 to an object, or may be performed before connecting the strain gauge 1 to the strain measuring device 10. Good. Further, since the value of the voltage V 4 should be V · R 4 / (R 3 + R 4 ), when the variation of the voltage V 4 is small, the power supply voltage V of the bridge circuit 7 and the resistor 5 , stores holds a value obtained by calculation of V · R 4 / a resistance value of 6 R 3, R 4 Metropolitan (R 3 + R 4) in the memory circuit 33 as the value of the voltage V 4, the voltage V 4 The measurement may not be performed.

【0100】次に、ひずみ測定を開始すべくひずみゲー
ジ1を図示しない物体に貼着すると共に、該ひずみゲー
ジ1とほぼ同じ温度となるような箇所(基本的にはひず
みゲージ1の近傍箇所)に前記温度センサ14を設置す
る。そして、この状態で、所定の操作によりコントロー
ルユニット20を動作させると、制御回路32は、ま
ず、温度センサ14から増幅回路30に入力される検出
信号、すなわち、測定開始時におけるひずみゲージ1の
温度(以下、初期ゲージ温度T0 という)を表すデータ
を増幅回路29及びA/D変換回路31を介して取得
し、その取得したデータにより表される上記初期ゲージ
温度T0 を記憶回路33に記憶保持させる。
Next, in order to start the strain measurement, the strain gauge 1 is attached to an object (not shown), and a location where the temperature is substantially the same as that of the strain gauge 1 (basically a location near the strain gauge 1). The temperature sensor 14 is installed at the second position. Then, when the control unit 20 is operated by a predetermined operation in this state, the control circuit 32 firstly detects the detection signal input from the temperature sensor 14 to the amplifier circuit 30, that is, the temperature of the strain gauge 1 at the start of the measurement. Data representing the initial gauge temperature T 0 (hereinafter, referred to as an initial gauge temperature T 0 ) is acquired via the amplifier circuit 29 and the A / D conversion circuit 31, and the initial gauge temperature T 0 represented by the acquired data is stored in the storage circuit 33. Hold.

【0101】その後に、制御回路35は、測定者の所定
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。
Thereafter, the control circuit 35 measures the strain in the following manner in accordance with the timing designated by a predetermined operation of the measurer or the time schedule set in advance.

【0102】制御回路32は、ひずみ測定を行うタイミ
ングにおいて、前記初期不平衡出力電圧e0 を検出した
場合と同様にして、ブリッジ電源回路28からブリッジ
回路7の電源入力部I1 ,I2 に電源電圧Vを付与せし
めた状態で、測定ユニット19のスイッチ素子25,2
6をそれぞれON状態、OFF状態に制御することで、
ブリッジ回路7の出力電圧eを増幅回路29に入力させ
る。そして、制御回路32は、この増幅回路29に入力
される出力電圧eの値を、該増幅回路29及びA/D変
換回路31を介して与えられるデータによって認識し、
その認識した出力電圧eの値を記憶回路33に記憶保持
させる。
The control circuit 32 sends the signals from the bridge power supply circuit 28 to the power supply input sections I 1 and I 2 of the bridge circuit 7 at the timing of performing the strain measurement in the same manner as when the initial unbalanced output voltage e 0 is detected. In a state where the power supply voltage V is applied, the switch elements 25 and 2 of the measurement unit 19 are
By controlling the ON state and the OFF state of 6 respectively,
The output voltage e of the bridge circuit 7 is input to the amplifier circuit 29. Then, the control circuit 32 recognizes the value of the output voltage e input to the amplifier circuit 29 by the data supplied through the amplifier circuit 29 and the A / D conversion circuit 31,
The storage circuit 33 stores the recognized value of the output voltage e.

【0103】続いて制御回路32は、前記初期ゲージ温
度T0 のデータを取得した場合と同様にして、温度セン
サ14から増幅回路30及びA/D変換回路31を介し
てひずみゲージ1の現在の温度T(ひずみ測定時の温
度)のデータを取得し、それを記憶回路33に記憶保持
させる。
Subsequently, the control circuit 32 transmits the current value of the strain gauge 1 from the temperature sensor 14 via the amplification circuit 30 and the A / D conversion circuit 31 in the same manner as when the data of the initial gauge temperature T 0 is obtained. The data of the temperature T (temperature at the time of strain measurement) is obtained, and the data is stored and held in the storage circuit 33.

【0104】尚、この温度Tの検出は、ひずみ測定(出
力電圧eの検出)の直前に行うようにしてもよい。
The detection of the temperature T may be performed immediately before the measurement of the strain (detection of the output voltage e).

【0105】次いで、制御回路32は、記憶回路33に
あらかじめプログラムされた図4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。
Next, the control circuit 32 obtains the distortion ε of the object by performing the processing of the flowchart of FIG.

【0106】すなわち、制御回路32は、前述の如く記
憶回路33に記憶保持されたひずみゲージ1の基準抵抗
値R0 及びゲージ率K、ブリッジ回路7の電源電圧V、
ブリッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0 、ブリッジ回
路7の抵抗体6を備えた辺の電圧V4 、リード線2の抵
抗値r1 (=r)及びひずみ測定時のブリッジ回路7の
出力電圧eのデータを記憶回路33から読み込む(ST
EP4−1)。
That is, the control circuit 32 determines the reference resistance value R 0 and the gauge factor K of the strain gauge 1 stored in the storage circuit 33 as described above, the power supply voltage V of the bridge circuit 7,
The initial unbalanced output voltage e 0 of the bridge circuit 7, the voltage V 4 of the bridge circuit 7 having the resistor 6, the resistance r 1 (= r) of the lead wire 2, and the output of the bridge circuit 7 when measuring strain. The data of the voltage e is read from the storage circuit 33 (ST
EP4-1).

【0107】そして、読み込んだ上記の各データの値を
用いて、前記式(18)の演算を行うことで、前記仮ひ
ずみ測定値εD を求める(STEP4−2)。
Then, the above-mentioned read data values are used to perform the operation of the above equation (18), thereby obtaining the provisional strain measurement value ε D (STEP 4-2).

【0108】さらに、制御回路32は、前述の如く記憶
回路33に記憶保持されたひずみゲージ1の初期ゲージ
温度T0 とひずみ測定時の温度Tのデータを記憶回路3
3から読み込む(STEP4−3)。
Further, the control circuit 32 stores the data of the initial gauge temperature T 0 of the strain gauge 1 and the temperature T at the time of strain measurement stored in the storage circuit 33 as described above.
3 (STEP 4-3).

【0109】そして、読み込んだ初期ゲージ温度T0
ひずみ測定時の温度Tとのそれぞれに対応する見かけひ
ずみ(無ひずみ状態見かけひずみ)の値を記憶回路33
に記憶保持されている前述の温度特性のデータ(図3参
照)に基づいて求め、それらの各温度T0 ,Tにそれぞ
れ対応する見かけひずみの値の差分を式(17)の演算
に用いる見かけひずみ(無ひずみ状態見かけひずみ)ε
T として得る(STEP4−4)。このようにして式
(17)の演算に用いる無ひずみ状態見かけひずみεT
を求めるのは、該無ひずみ状態見かけひずみεT は、温
度変化によるひずみゲージ1の抵抗値の変化分に対応す
るものであると共に、図3の温度特性のデータは、20
°Cの温度を基準としているためである(初期ゲージ温
度T0 は必ずしも20°Cとは限らない)。
The storage circuit 33 stores the values of the apparent strains (apparent strains in the unstrained state) corresponding to the read initial gauge temperature T 0 and the temperature T at the time of strain measurement.
Is obtained based on the temperature characteristic data (see FIG. 3) stored and stored in the storage unit, and the difference between the values of the apparent strains corresponding to the respective temperatures T 0 and T is used in the calculation of the equation (17). Strain (apparent strain without strain) ε
Obtained as T (STEP 4-4). Thus, the strain-free apparent strain ε T used in the calculation of equation (17)
Is determined in such a manner that the apparent strain ε T in the non- strain state corresponds to a change in the resistance value of the strain gauge 1 due to a temperature change, and the temperature characteristic data in FIG.
° is because are based on the temperature of the C (initial gauge temperature T 0 is not always 20 ° C).

【0110】次いで、制御回路32は、このようにして
求めた無ひずみ状態見かけひずみε T と、先に求めた前
記仮ひずみ測定値εD と、記憶回路33に記憶保持され
ているゲージ率Kのデータとから前記式(17)の演算
を行うことで、その演算結果の値εを最終的なひずみ測
定値(より正確には、初期不平衡出力電圧e0 の影響
と、ひずみゲージ1のリード線2の抵抗値r1 の影響
と、ひずみゲージ1の温度に応じた抵抗値変化の影響と
を排除したひずみ測定値)として得る(STEP4−
5)。
Next, the control circuit 32 operates in this manner.
Obtained strain-free apparent strain ε TAnd before asking before
Temporary strain measurement εDAnd stored in the storage circuit 33.
Of the above equation (17) from the data of the gauge factor K
By performing the above, the value ε of the calculation result is
Constant value (more precisely, the initial unbalanced output voltage e0Impact of
And the resistance value r of the lead wire 2 of the strain gauge 11Impact of
And the effect of the resistance value change according to the temperature of the strain gauge 1
(STEP 4-)
5).

【0111】尚、制御回路32は、このようにして最終
的に求めたひずみ測定値εを表示回路34を介して表示
器35に表示させる。
The control circuit 32 causes the display 35 to display the finally obtained strain measurement value ε via the display circuit 34.

【0112】かかる本実施形態のひずみ測定では、前記
式(17)の演算によってひずみεを求めるので、温度
に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化の影響を適正に排
除して精度のよいひずみ測定を行うことができる。特
に、本実施形態では、前記仮ひずみ測定値εD 、すなわ
ち、温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化を考慮せ
ずにブリッジ回路7の出力電圧eから把握されるひずみ
を、前記式(18)の演算によって求めるので、ブリッ
ジ回路7の初期不平衡出力電圧e0 の影響、並びにひず
みゲージ1のリード線2の抵抗値r1 の影響をも適正に
排除することができ、より高精度のひずみ測定を行うこ
とができる。
In the strain measurement of the present embodiment, since the strain ε is obtained by the operation of the above equation (17), the effect of the resistance value change of the strain gauge 1 in accordance with the temperature is properly eliminated to achieve accurate strain measurement. It can be performed. In particular, in the present embodiment, the provisional strain measurement value ε D , that is, the strain grasped from the output voltage e of the bridge circuit 7 without considering the change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature is calculated by the above equation ( 18), the effect of the initial unbalanced output voltage e 0 of the bridge circuit 7 and the effect of the resistance value r 1 of the lead wire 2 of the strain gauge 1 can be properly eliminated, and higher accuracy can be achieved. Can be measured.

【0113】次に、本発明の第2の実施形態を図5及び
図6を参照して説明する。図5は本発明の第2の実施形
態を適用するひずみ測定装置の回路構成図、図6は該ひ
ずみ測定装置による演算処理を示すフローチャートであ
る。尚、本実施形態のひずみ測定装置の説明では、前述
した図2のひずみ測定装置と同一の構成部分については
図2と同一の参照符号を付して説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a strain measuring device to which the second embodiment of the present invention is applied, and FIG. 6 is a flowchart showing a calculation process by the strain measuring device. In the description of the strain measuring device of the present embodiment, the same components as those of the strain measuring device of FIG. 2 described above are denoted by the same reference numerals as in FIG.

【0114】図5を参照して、本実施形態のひずみ測定
装置40は、その構成を大別すると、前述のひずみ測定
装置10と同様、測定ユニット41及びコントロールユ
ニット42により構成されている。
Referring to FIG. 5, the strain measuring device 40 of the present embodiment is roughly composed of a measuring unit 41 and a control unit 42, similarly to the above-described strain measuring device 10.

【0115】測定ユニット41には、前述のひずみ測定
装置10と同様に図示しない物体に貼着するひずみゲー
ジ1のリード線2,3及びサブリード線8をそれぞれ接
続するための接続端子11〜13を備える他、さらにひ
ずみゲージ1と同一特性(基準抵抗値やゲージ率、材質
等が同じ)のひずみゲージ(ダミーゲージ)43を3線
法で接続するための接続端子44〜46を備えている。
The measuring unit 41 has connection terminals 11 to 13 for connecting the lead wires 2 and 3 and the sub-lead wire 8 of the strain gauge 1 to be attached to an object (not shown) similarly to the above-described strain measuring device 10. In addition to the above, there are further provided connection terminals 44 to 46 for connecting a strain gauge (dummy gauge) 43 having the same characteristics (same reference resistance value, gauge ratio, material, etc.) as the strain gauge 1 by a three-wire method.

【0116】この場合、ダミーゲージ43は、ひずみゲ
ージ1と同様に、その両端に結線されたリード線47,
48をそれぞれ接続端子44,45に接続し、さらに、
ダミーゲージ43のリード線48側の一端に結線された
サブリード線52を接続端子46に接続する。このダミ
ーゲージ43は、ひずみ測定に際して物体に貼着するひ
ずみゲージ1と略同一温度となるような箇所において、
物体のひずみを生じないような部位、あるいは該物体と
同一材質で且つ無ひずみ状態に維持するダミー体に貼着
されるものである。
In this case, similar to the strain gauge 1, the dummy gauge 43 has lead wires 47 connected to both ends thereof.
48 to the connection terminals 44 and 45, respectively.
The sub lead wire 52 connected to one end of the dummy gauge 43 on the lead wire 48 side is connected to the connection terminal 46. The dummy gauge 43 is provided at a location where the temperature becomes substantially the same as that of the strain gauge 1 to be attached to an object during strain measurement.
It is attached to a portion where the object is not distorted, or to a dummy body made of the same material as the object and maintained in an unstrained state.

【0117】また、測定ユニット41には、ひずみゲー
ジ1に対応する接続端子11〜13にそれぞれ接続され
たスイッチ素子49a,49b,49cと、ダミーゲー
ジ43に対応する接続端子44〜46にそれぞれ接続さ
れたスイッチ素子50a,50b,50cとが備えられ
ている。さらに測定ユニット41には、図2のひずみ測
定装置10の測定ユニット19と同様に抵抗体4,5,
6、スイッチ素子25,26、一対の電源入力端子2
1,22、一対の出力端子23,24、及び制御端子2
7が備えられている。
Further, the measuring unit 41 is connected to the switch elements 49a, 49b, 49c connected to the connection terminals 11 to 13 corresponding to the strain gauge 1 and the connection terminals 44 to 46 corresponding to the dummy gauge 43, respectively. Provided switching elements 50a, 50b, 50c. Further, the measuring unit 41 includes resistors 4, 5, 5 as in the measuring unit 19 of the strain measuring device 10 in FIG.
6, switch elements 25 and 26, a pair of power input terminals 2
1 and 22; a pair of output terminals 23 and 24;
7 are provided.

【0118】そして、ひずみゲージ1に対応するスイッ
チ素子49a,49b,49cは、これらをON状態に
したとき、該ひずみゲージ1のリード線2,3を接続し
た接続端子21,22を抵抗体4,5,6の抵抗回路に
接続して、図1に示したブリッジ回路7を構成すると共
に、ひずみゲージ1のサブリード線8を接続した接続端
子23をスイッチ素子25を介して出力端子23に接続
するように設けられている。
When the switch elements 49a, 49b and 49c corresponding to the strain gauge 1 are turned on, the connection terminals 21 and 22 to which the lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 are connected are connected to the resistor 4 , 5 and 6 to form the bridge circuit 7 shown in FIG. 1, and connect the connection terminal 23 to which the sub-lead wire 8 of the strain gauge 1 is connected to the output terminal 23 via the switch element 25. It is provided to be.

【0119】同様に、ダミーゲージ43に対応するスイ
ッチ素子50a,50b,50cは、これらをON状態
にしたとき、該ダミーゲージ43のリード線47,48
を接続した接続端子44,45を抵抗体4,5,6の抵
抗回路に接続して、ブリッジ回路7を構成すると共に、
ダミーゲージ43のサブリード線52を接続した接続端
子46をスイッチ素子25を介して出力端子23に接続
するように設けられている。
Similarly, when the switch elements 50a, 50b, 50c corresponding to the dummy gauge 43 are turned on, the lead wires 47, 48 of the dummy gauge 43 are turned on.
Are connected to the resistor circuits of the resistors 4, 5, and 6 to form the bridge circuit 7, and
The connection terminal 46 to which the sub lead wire 52 of the dummy gauge 43 is connected is provided to be connected to the output terminal 23 via the switch element 25.

【0120】つまり、スイッチ素子49a,49b,4
9cの組(以下、これをスイッチ群49と総称する)
と、スイッチ素子50a,50b,50cの組(以下、
これをスイッチ群50と総称する)とのON/OFFの
切替えを行うことで、ひずみゲージ1を一辺に有するブ
リッジ回路7(以下、このブリッジ回路を測定側ブリッ
ジ回路7という)と、ダミーゲージ43を一辺に有する
ブリッジ回路7(以下、このブリッジ回路をダミー側ブ
リッジ回路7という)とが同じ回路構成で切替的に構成
されるようになっている。
That is, the switching elements 49a, 49b, 4
9c (hereinafter referred to as a switch group 49)
And a set of switch elements 50a, 50b, 50c (hereinafter, referred to as
By performing ON / OFF switching with a switch group 50), a bridge circuit 7 having a strain gauge 1 on one side (hereinafter, this bridge circuit is referred to as a measurement-side bridge circuit 7) and a dummy gauge 43 (Hereinafter, this bridge circuit is referred to as a dummy bridge circuit 7) is configured to be switchable with the same circuit configuration.

【0121】尚、各スイッチ群49,50は、そのON
/OFF状態が測定ユニット41に備えた制御端子51
に付与する制御信号によって制御されるようになってい
る。また、以上説明した以外の測定ユニット41の構成
は図2のひずみ測定装置10の測定ユニット19と同一
である。
Each of the switch groups 49 and 50 has its ON
The control terminal 51 provided in the measurement unit 41 for the / OFF state
Is controlled by a control signal applied to the The configuration of the measurement unit 41 other than that described above is the same as that of the measurement unit 19 of the strain measurement device 10 in FIG.

【0122】コントロールユニット42は、図2のひず
み測定装置10のコントロールユニット20と基本的回
路構成は同一で、ブリッジ電源回路28、増幅回路2
9、A/D変換回路31、制御回路32、記憶回路3
3、表示回路34及び表示器35、インターフェース回
路36、並びに主電源回路37を備え、ひずみ測定装置
10と同様に、ブリッジ電源回路28及び増幅回路29
が測定ユニット41に接続されている。但し、この場
合、本実施形態のひずみ測定装置40では、温度計測を
行わないため、図2に示した温度センサ14用の増幅回
路30は備えられていない。また、制御回路32は、測
定ユニット41の制御端子51に制御信号を付与するこ
とで、各スイッチ群49,50のON/OFF状態を制
御するようにしている。
The control unit 42 has the same basic circuit configuration as the control unit 20 of the strain measuring apparatus 10 shown in FIG.
9, A / D conversion circuit 31, control circuit 32, storage circuit 3
3, a display circuit 34 and a display 35, an interface circuit 36, and a main power supply circuit 37. Similar to the strain measuring apparatus 10, the bridge power supply circuit 28 and the amplification circuit 29
Are connected to the measurement unit 41. However, in this case, since the temperature measurement is not performed in the strain measuring device 40 of the present embodiment, the amplifier circuit 30 for the temperature sensor 14 shown in FIG. 2 is not provided. The control circuit 32 controls the ON / OFF state of each of the switch groups 49 and 50 by applying a control signal to the control terminal 51 of the measurement unit 41.

【0123】尚、制御回路32は、詳細は後述するが、
前記式(18)の演算処理と、式(17)の演算処理と
を用いて物体のひずみεを求めるようにしており、この
演算処理を制御回路32に実行させるために、前記記憶
回路33には、図6のフローチャートに示した演算処理
手順があらかじめプログラムされている。
The details of the control circuit 32 will be described later.
The distortion ε of the object is calculated using the arithmetic processing of the equation (18) and the arithmetic processing of the equation (17). In order to cause the control circuit 32 to execute this arithmetic processing, the storage circuit 33 Is pre-programmed with the arithmetic processing procedure shown in the flowchart of FIG.

【0124】また、記憶回路33には、ひずみゲージ1
及びこれと同一特性のダミーゲージ43の基準抵抗値R
0 及びゲージ率K、ブリッジ回路7の電源電圧V、ひず
みゲージ1のリード線2の抵抗値r1 が前述のひずみ測
定装置10の場合と同様にあらじめ記憶保持されている
と共に、さらに、ダミーゲージ43のリード線47の抵
抗値r1'のデータが前述のひずみ測定装置10の場合と
同様にあらじめ記憶保持されている。ここで、記憶回路
33に記憶保持させるリード線47の抵抗値r 1'は、リ
ード線2の抵抗値r1 と同様、測定に際してリード線4
7についてあらかじめ実測した抵抗値、あるいは、リー
ド線47の材質や長さ、太さ等から求めた値である。
The storage circuit 33 has a strain gauge 1
And the reference resistance value R of the dummy gauge 43 having the same characteristics.
0And gauge factor K, power supply voltage V of bridge circuit 7, strain
Resistance value r of lead wire 2 of gauge 11Is the strain measurement
As in the case of the setting device 10
And the resistance of the lead wire 47 of the dummy gauge 43
Resistance r1'Data is the same as that of the strain measurement device 10 described above.
Similarly, it is stored and held in advance. Where the memory circuit
33, the resistance value r of the lead wire 47 stored and held 1'
Resistance value r of lead wire 21In the same way as in
7 or the measured resistance value
This is a value obtained from the material, length, thickness, and the like of the lead wire 47.

【0125】かかる本実施形態のひずみ測定装置40に
よるひずみ測定は次のように行われる。
The strain measurement by the strain measuring device 40 according to the present embodiment is performed as follows.

【0126】すなわち、まず、ひずみ測定に先立って、
ひずみゲージ1及びダミーゲージ43を物体に貼着せず
に、測定ユニット41に接続した状態で(このときひず
みゲージ1及びダミーゲージ43は無ひずみ状態であ
る)、ひずみ測定装置40の所定の操作等により、コン
トロールユニット42を動作させる。
That is, first, prior to the strain measurement,
When the strain gauge 1 and the dummy gauge 43 are not attached to the object and are connected to the measuring unit 41 (at this time, the strain gauge 1 and the dummy gauge 43 are in a non-strain state), a predetermined operation of the strain measuring device 40 and the like are performed. Thereby, the control unit 42 is operated.

【0127】このとき、コントロールユニット42の制
御回路32は、まず、ブリッジ電源回路28を起動し
て、該ブリッジ電源回路28から電源入力部I1 ,I2
に電源入力端子21,22を介して電源電圧Vを付与さ
せ、さらに、測定ユニット19のスイッチ素子25,2
6をそれぞれON状態、OFF状態に制御する。そし
て、この状態において、制御回路32は、ひずみゲージ
1に対応するスイッチ群49とダミーゲージ43に対応
するスイッチ群50とを順番にON状態に制御すること
で、ひずみゲージ1及びダミーゲージ43を順番に抵抗
体4,5,6の抵抗回路に接続して、前記測定側ブリッ
ジ回路7及びダミー側ブリッジ回路7を順番に構成す
る。このとき、測定側ブリッジ回路7及びダミー側ブリ
ッジ回路7のそれぞれの構成時において、各ブリッジ回
路7の出力部O1 ,O2 間に発生する出力電圧eが該ブ
リッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0 として前記出力
端子23,24を介して増幅回路29に入力される。そ
して、制御回路32は、このように測定側ブリッジ回路
7及びダミー側ブリッジ回路7がそれぞれ発生する初期
不平衡出力電圧e0 (以下、測定側ブリッジ回路7の初
期不平衡出力電圧e0 に参照符号e0Xを付し、ダミー側
ブリッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0 に参照符号e
0Dを付する)を、増幅回路29及びA/D変換回路31
を介して与えられるデータによって順次検出し、その検
出した初期不平衡出力電圧e0X,e0Dの値を記憶回路3
3に記憶保持させる。
At this time, the control circuit 32 of the control unit 42 first activates the bridge power supply circuit 28, and the power supply input sections I 1 , I 2
Is supplied with power supply voltage V via power supply input terminals 21 and 22.
6 are turned on and off, respectively. Then, in this state, the control circuit 32 controls the switch group 49 corresponding to the strain gauge 1 and the switch group 50 corresponding to the dummy gauge 43 to be in the ON state in order, thereby turning the strain gauge 1 and the dummy gauge 43 on. The measurement-side bridge circuit 7 and the dummy-side bridge circuit 7 are sequentially connected to the resistance circuits of the resistors 4, 5, and 6, respectively. At this time, in the configuration of each of the measurement-side bridge circuit 7 and the dummy-side bridge circuit 7, the output voltage e generated between the output portions O 1 and O 2 of each bridge circuit 7 becomes the initial unbalanced output of the bridge circuit 7. The voltage e 0 is input to the amplifier circuit 29 via the output terminals 23 and 24. Then, the control circuit 32 is thus determined side bridge circuit 7 and the dummy-side bridge circuit 7 the initial unbalanced output voltage e 0 generated respectively (hereinafter, referred to the initial unbalanced output voltage e 0 of the measuring-side bridge circuit 7 The reference symbol e 0X is assigned to the initial unbalanced output voltage e 0 of the dummy-side bridge circuit 7.
0D ) to the amplification circuit 29 and the A / D conversion circuit 31.
, And sequentially detects the values of the detected initial unbalanced output voltages e 0X and e 0D.
3 is stored.

【0128】さらに制御回路32は、上記のように測定
側ブリッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0Xと、ダミー
側ブリッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0Dを記憶回路
33に記憶保持させた後、スイッチ素子25,26をそ
れぞれOFF状態、ON状態に制御することで、ブリッ
ジ回路7の抵抗体6を備えた辺に生じる電圧V4 を増幅
回路33に入力させる。そして、制御回路32は、この
時増幅回路29に入力される電圧V4 を、増幅回路29
及びA/D変換回路31を介して与えられるデータによ
って認識し、その認識した電圧V4 の値(この値は測定
側ブリッジ回路7及びダミー側ブリッジ回路7の両者に
ついて同一である)を記憶回路33に記憶保持させる。
尚、上記電圧V4 の検出及びその記憶保持は、スイッチ
群49,50の全ての組をOFF状態として行っても、
あるいはいずれか一方のスイッチ群49又は50をON
状態として行っても、どちらでもよい。また、該電圧V
4の検出及びその記憶保持は、前記初期不平衡出力電圧
0X,e0Dの検出及びその記憶保持の前に行うようにし
てもよい。
Further, the control circuit 32 stores and holds the initial unbalanced output voltage e 0X of the measurement-side bridge circuit 7 and the initial unbalanced output voltage e 0D of the dummy-side bridge circuit 7 as described above. Thereafter, by controlling the switch elements 25 and 26 to the OFF state and the ON state, respectively, the voltage V 4 generated on the side of the bridge circuit 7 including the resistor 6 is input to the amplifier circuit 33. Then, the control circuit 32 outputs the voltage V 4 input to the amplifier circuit 29 at this time to the amplifier circuit 29.
And recognized by a data provided via the A / D conversion circuit 31, the recognized value of the voltage V 4 (this value is the same for both measurement side bridge circuit 7 and the dummy-side bridge circuit 7) a storage circuit 33.
The detection of the voltage V 4 and the storage of the voltage V 4 are performed even when all the sets of the switch groups 49 and 50 are set to the OFF state.
Or turn on either one of the switch groups 49 or 50
The state may be performed, or either may be performed. The voltage V
The detection of 4 and the storage thereof may be performed before the detection of the initial unbalanced output voltages e 0X and e 0D and the storage thereof.

【0129】次いで、ひずみ測定を開始すべくひずみゲ
ージ1を図示しない物体に貼着する。さらに、ダミーゲ
ージ43をひずみゲージ1とほぼ同一温度となるような
箇所(基本的にはひずみゲージ1の近傍箇所)におい
て、物体のひずみを生じないような部位に貼着する。あ
るいは、ひずみゲージ1とほぼ同一温度となるような箇
所(基本的にはひずみゲージ1の近傍箇所)において、
物体と同一材質のあらかじめ用意したダミー体を無ひず
み状態で配置し、これにダミーゲージ43を貼着する。
尚、物体とひずみゲージ1との線膨張係数が略同一であ
るような場合には、単に、ダミーゲージ1をひずみゲー
ジ1とほぼ同一温度となるような箇所でひずみを生じな
いように配置してもよい。
Next, the strain gauge 1 is attached to an object (not shown) to start the strain measurement. Further, the dummy gauge 43 is attached to a portion where the temperature becomes substantially the same as that of the strain gauge 1 (basically, a portion near the strain gauge 1) so as not to cause distortion of the object. Alternatively, at a location where the temperature is substantially the same as that of the strain gauge 1 (basically, a location near the strain gauge 1)
A dummy body prepared in advance and made of the same material as the object is placed in a strain-free state, and a dummy gauge 43 is attached to the dummy body.
In the case where the coefficient of linear expansion between the object and the strain gauge 1 is substantially the same, the dummy gauge 1 is simply arranged so as not to generate strain at a location where the temperature becomes substantially the same as the strain gauge 1. You may.

【0130】このようなセッティングを行った後、所要
のタイミング(ひずみ測定時)でコントロールユニット
42を動作させる。
After such setting, the control unit 42 is operated at a required timing (during strain measurement).

【0131】このとき、コントロールユニット42の制
御回路32は、ブリッジ電源回路28からブリッジ回路
7の電源入力部I1 ,I2 間に電源電圧Vを付与させる
と共に、スイッチ素子25,26をそれぞれON状態、
OFF状態に制御する。そして、この状態において、初
期不平衡出力電圧e0X,e0Dの検出の場合と同様に、ス
イッチ群49,50を順番にON状態に制御すること
で、前記測定側ブリッジ回路7及びダミー側ブリッジ回
路7を順番に構成すると共に、それらの各ブリッジ回路
7の出力電圧e(以下、測定側ブリッジ回路7に対応す
る出力電圧eに参照符号eX を付し、ダミー側ブリッジ
回路7に対応する出力電圧eに参照符号e D を付する)
をそれぞれ増幅回路33及びA/D変換回路34を介し
て検出し、該出力電圧eX ,eD を記憶回路33に記憶
保持される。
At this time, the control unit 42
The control circuit 32 includes a bridge circuit from the bridge power supply circuit 28.
7 power input section I1, ITwoApply power supply voltage V during
At the same time, the switch elements 25 and 26 are turned on, respectively.
Control to OFF state. And in this state,
Unbalanced output voltage e0X, E0DAs with the detection of
Controlling the switch groups 49 and 50 in the ON state in order
The measurement side bridge circuit 7 and the dummy side bridge circuit
The paths 7 are constructed in order and their respective bridge circuits
7 output voltage e (hereinafter, corresponding to the measurement side bridge circuit 7).
The output voltage eXWith a dummy bridge
The output voltage e corresponding to the circuit 7 DAttached)
Through an amplifier circuit 33 and an A / D conversion circuit 34, respectively.
Output voltage eX, EDIs stored in the storage circuit 33.
Will be retained.

【0132】次いで、制御回路32は、記憶回路33に
あらかじめプログラムされた図6のフローチャートの処
理を行うことで、物体のひずみゲージ1を貼着した箇所
のひずみεを求める。
Next, the control circuit 32 obtains the strain ε at the place where the strain gauge 1 is attached to the object by performing the processing of the flowchart of FIG.

【0133】すなわち、制御回路32は、前述の如く記
憶回路33に記憶保持された基準抵抗値R0 、ゲージ率
K、電源電圧V、電圧V4 のデータ(これらのデータは
測定側ブリッジ回路7及びダミー側ブリッジ回路7の両
者について共通である)と、測定側ブリッジ回路7に対
応するリード線2の抵抗値r1 、初期不平衡出力電圧e
0X及びひずみ測定時の出力電圧eX のデータとを読み込
む(STEP6−1)。
That is, the control circuit 32 transmits the data of the reference resistance value R 0 , the gauge factor K, the power supply voltage V, and the voltage V 4 stored in the storage circuit 33 as described above (these data are stored in the measurement-side bridge circuit 7. And the dummy side bridge circuit 7), the resistance value r 1 of the lead wire 2 corresponding to the measurement side bridge circuit 7, and the initial unbalanced output voltage e.
Read and 0X and strain output voltage e X of the data at the time of measurement (STEP6-1).

【0134】そして、読み込んだ上記の各データの値を
用いて、前記式(18)の演算を行うことで(この場
合、式(18)中の「e0 」は「e0X」に、「e」は
「eX 」に、「r」は「r1 」に置き換える)、温度に
応じたひずみゲージ1の抵抗値変化を考慮せずに測定側
ブリッジ回路7の出力電圧から把握されるひずみである
仮ひずみ測定値εD を求める(STEP6−2)。この
演算処理は、前述のひずみ測定装置10に関する図4の
STEP4−2の処理と同じである。
Then, the above equation (18) is used to calculate the value of each of the above data (in this case, “e 0 ” in the equation (18) becomes “e 0X ” and “e 0X ” e "in the" e X 'is replaced with "r""r1"), the strain is grasped from the output voltage of the measuring-side bridge circuit 7 without considering the change in resistance of the strain gage 1 in accordance with the temperature obtaining a temporary strain measurements epsilon D is (STEP6-2). This arithmetic processing is the same as the processing of STEP 4-2 of FIG.

【0135】次いで、制御回路32は、ダミー側ブリッ
ジ回路7に関して前述の如く記憶回路33に記憶保持さ
れたリード線47の抵抗値r1'、初期不平衡出力電圧e
0D及びひずみ測定時の出力電圧eD のデータを読み込む
(STEP6−3)。
Next, the control circuit 32 determines the resistance value r 1 ′ of the lead wire 47 stored in the storage circuit 33 and the initial unbalanced output voltage e with respect to the dummy bridge circuit 7 as described above.
0D and strain read data of the output voltage e D at the time of measurement (STEP6-3).

【0136】そして、この読み込んだリード線47の抵
抗値r1'、初期不平衡出力電圧e0D及びひずみ測定時の
出力電圧eD のデータと、前記STEP6−1で読み込
んだゲージ率K、電源電圧V、電圧V4 のデータとから
前記式(18)の演算を行うことで(この場合、式(1
8)中の「e0 」は「e0D」に、「e」は「eD 」に、
「r」は「r1'」に置き換える)、式(17)の演算に
用いる見かけひずみε T を求める。(STEP6−
4)。
The resistance of the read lead wire 47 is
Resistance r1', Initial unbalanced output voltage e0DAnd strain measurement
Output voltage eDRead in STEP6-1
Gauge factor K, power supply voltage V, voltage VFourFrom the data
By performing the operation of Expression (18) (in this case, Expression (1)
8) "e"0Is "e0D, And "e" is replaced with "eD"
"R" becomes "r1')), The calculation of equation (17)
Apparent strain used ε TAsk for. (STEP6-
4).

【0137】この場合、STEP6−4で求められる見
かけひずみεT は、ダミーゲージ43を貼着したもの
(物体のひずみを生じない部位もしくは前記ダミー体)
の無ひずみ状態において、ひずみ測定時の温度に応じた
該ダミーゲージ4の抵抗値変化に起因するダミー側ブリ
ッジ回路7の出力電圧によって把握されるひずみ(より
正確にはダミー側ブリッジ回路7の出力電圧から該ブリ
ッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0Dの影響とリード線
47の抵抗値r1'の影響とを排除して把握されるひず
み)であるが、測定側ブリッジ回路7及びダミー側ブリ
ッジ回路7は同一の回路構成で、しかも、これらのブリ
ッジ回路7に組み込まれるひずみゲージ1及びダミーゲ
ージ43は同一特性のもの(温度に応じた抵抗値変化も
等しい)である。さらに、該ダミーゲージ43を貼着し
たものは測定対象の物体あるいはこれと同一材質のダミ
ー体である。このため、STEP6−4で求められる見
かけひずみεT は、仮に、ひずみゲージ1を貼着した物
体の部位の無ひずみ状態で、且つひずみ測定時と同じ温
度で測定側ブリッジ回路7を動作させた場合に、該測定
側ブリッジ回路7の出力電圧から把握される無ひずみ状
態見かけひずみに相当するものとなる。
In this case, the apparent strain ε T determined in STEP 6-4 is the value obtained by attaching the dummy gauge 43 (a portion where the object does not cause distortion or the dummy body).
In the non-strain state, the strain grasped by the output voltage of the dummy-side bridge circuit 7 due to the change in the resistance value of the dummy gauge 4 according to the temperature at the time of strain measurement (more precisely, the output of the dummy-side bridge circuit 7) The distortion is grasped from the voltage excluding the influence of the initial unbalanced output voltage e 0D of the bridge circuit 7 and the influence of the resistance value r 1 ′ of the lead wire 47). The bridge circuits 7 have the same circuit configuration, and the strain gauges 1 and the dummy gauges 43 incorporated in these bridge circuits 7 have the same characteristics (the resistance change according to temperature is also equal). Further, the object to which the dummy gauge 43 is attached is an object to be measured or a dummy body of the same material as the object. For this reason, the apparent strain ε T determined in STEP 6-4 is obtained by operating the measurement-side bridge circuit 7 in the unstrained state of the portion of the object to which the strain gauge 1 is adhered and at the same temperature as the strain measurement. In this case, the distortion corresponds to the apparent distortion in the distortion-free state grasped from the output voltage of the bridge circuit 7 on the measurement side.

【0138】そこで、制御回路32は、次に、STEP
6−2で求めた仮ひずみ測定値εDと、STEP6−4
で求められる見かけひずみεT (無ひずみ状態見かけひ
ずみ)と、記憶回路33に記憶保持されているゲージ率
Kのデータとから前記式(17)の演算を行うことで、
その演算結果の値εを最終的なひずみ測定値(より正確
には、初期不平衡出力電圧e0 の影響と、リード線2の
抵抗値r1 の影響と、ひずみゲージ1の温度に応じた抵
抗値変化の影響とを排除したひずみ測定値)として得る
(STEP6−5)。
Then, the control circuit 32 next proceeds to STEP
And provisional strain measurements epsilon D obtained in 6-2, STEP6-4
By calculating the above equation (17) from the apparent strain ε T (apparent strain in a no-strain state) determined by the above and the data of the gauge factor K stored and held in the storage circuit 33,
The value ε of the calculation result is determined according to the final strain measurement value (more precisely, the influence of the initial unbalanced output voltage e 0 , the resistance value r 1 of the lead wire 2, and the temperature of the strain gauge 1. (Strain measurement value excluding the influence of the change in resistance value) (STEP 6-5).

【0139】尚、制御回路32は、このようにして最終
的に求めたひずみ測定値εを表示回路34を介して表示
器35に表示させる。
The control circuit 32 causes the display 35 to display the finally obtained strain measurement value ε via the display circuit 34.

【0140】かかる本実施形態のひずみ測定において
も、前記式(17)の演算によってひずみεを求めるの
で、温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化の影響を
適正に排除して精度のよいひずみ測定を行うことができ
る。さらに、温度に応じたひずみゲージ1の抵抗値変化
を考慮せずに測定側ブリッジ回路7の出力電圧から把握
される前記仮ひずみ測定値εD と、ダミーゲージ1を組
み込んだダミー側ブリッジ回路7の出力電圧から把握さ
れる見かけひずみεT とを、前記式(18)の演算によ
って求めるので、測定側ブリッジ回路7及びダミー側ブ
リッジ回路7の初期不平衡出力電圧e0X,e0Dの影響、
並びにリード線2,47の抵抗値r1 ,r 1'の影響をも
適正に排除することができ、より高精度のひずみ測定を
行うことができる。
In the strain measurement of this embodiment,
Can be calculated by the equation (17).
The effect of the change in the resistance value of the strain gauge 1 according to the temperature
It is possible to perform accurate strain measurement with proper exclusion.
You. Further, the resistance value of the strain gauge 1 changes according to the temperature.
From the output voltage of the bridge circuit 7 on the measurement side without considering
The measured temporary strain εDAnd a dummy gauge 1
From the output voltage of the bridge circuit 7 on the dummy side
Apparent strain εTIs calculated by the equation (18).
Therefore, the measurement side bridge circuit 7 and the dummy side
Initial unbalanced output voltage e of the ridge circuit 70X, E0DImpact of,
And the resistance value r of the lead wires 2 and 471, R 1'
It can be eliminated properly and more accurate strain measurement
It can be carried out.

【0141】尚、前述の第1及び第2の各実施形態で
は、1ゲージ3線法を例にとって説明したが、本発明は
1ゲージ2線法についても適用することができる。この
場合の実施形態については、例えば図2のひずみ測定器
10の接続端子12を測定ユニット19の内部でスイッ
チ素子25を介して出力端子23に接続しておく。そし
て、2本のリード線2,3のみが結線されたひずみゲー
ジを接続端子11,12に接続すれば、第1の実施形態
と全く同様の手順(処理)によって、1ゲージ2線法に
よるひずみ測定を第1の実施形態と全く同様に行うこと
ができる。
In the first and second embodiments described above, the one-gauge three-wire method has been described as an example. However, the present invention can be applied to the one-gauge two-wire method. In the embodiment in this case, for example, the connection terminal 12 of the strain measuring instrument 10 in FIG. 2 is connected to the output terminal 23 via the switch element 25 inside the measurement unit 19. If the strain gages to which only the two lead wires 2 and 3 are connected are connected to the connection terminals 11 and 12, the strain (gage) by the 1-gauge two-wire method can be obtained in exactly the same procedure (processing) as in the first embodiment. The measurement can be performed in exactly the same way as in the first embodiment.

【0142】また、あるいは、例えば図5のひずみ測定
器40の接続端子12を測定ユニット41の内部でスイ
ッチ素子49b及びスイッチ素子25を介して出力端子
23に接続すると共に、接続端子45を測定ユニット4
1の内部でスイッチ素子50b及びスイッチ素子25を
介して出力端子23に接続しておく(スイッチ素子49
b及び50bと抵抗体4との導通箇所をスイッチ素子2
5を介して出力端子23に接続しておく)。そして、2
本のリード線2,3のみが結線されたひずみゲージを接
続端子11,12に接続すると共に、2本のリード線4
7,48のみが結線されたダミーゲージを接続端子4
4,45に接続すれば、第2の実施形態と全く同一の手
順(処理)によって、1ゲージ2線法によるひずみ測定
を第2の実施形態と全く同様に行うことができる。
Alternatively, for example, the connection terminal 12 of the strain measuring device 40 in FIG. 5 is connected to the output terminal 23 via the switch element 49b and the switch element 25 inside the measurement unit 41, and the connection terminal 45 is connected to the measurement unit. 4
1 is connected to the output terminal 23 via the switch element 50b and the switch element 25 (switch element 49).
b and 50b and the resistor 4 are connected to the switch element 2
5 is connected to the output terminal 23). And 2
The strain gages to which only the two lead wires 2 and 3 are connected are connected to the connection terminals 11 and 12 and the two lead wires 4 and
Connect dummy gauges with only 7 and 48 connected to connection terminals 4
If the connection is made to 4, 45, the strain measurement by the 1-gauge two-wire method can be performed in exactly the same manner as in the second embodiment by the same procedure (processing) as in the second embodiment.

【0143】尚、上記のような1ゲージ2線法による測
定において、前記式(18)の演算により前記仮ひずみ
測定値εD を求めるに際しては、同式(18)中の
「r」の値として、リード線2,3の抵抗値r1 ,r2
の総和(=r1 +r2 )を用いる。同様に、1ゲージ2
線法による測定において、第2の実施形態に対応させて
前記式(18)の演算により前記見かけひずみεT を求
めるに際しては、同式(18)中の「r」の値として、
リード線47,48の抵抗値の総和を用いる。
In the measurement by the one-gauge two-wire method as described above, when calculating the provisional strain measurement value ε D by the calculation of the equation (18), the value of “r” in the equation (18) is used. The resistance values r 1 and r 2 of the lead wires 2 and 3
(= R 1 + r 2 ). Similarly, 1 gauge 2
In the measurement by the line method, when calculating the apparent strain ε T by the calculation of the equation (18) corresponding to the second embodiment, as the value of “r” in the equation (18),
The sum of the resistance values of the lead wires 47 and 48 is used.

【0144】また、前述の各実施形態では、前記仮ひず
み測定値εD を前記式(18)の演算により求め、さら
に第2の実施形態では、見かけひずみεT (無ひずみ状
態見かけひずみ)も式(18)の演算により求めるよう
にしたが、それらの仮ひずみ測定値εD (第1及び第2
の実施形態)や見かけひずみεT (第2の実施形態)
を、前記式(7)の「ε’」として前記式(3)、
(4)、(6)の演算結果を用いる式により求めるよう
にしてもよい。
In each of the above-described embodiments, the provisional strain measurement value ε D is obtained by the calculation of the equation (18). In the second embodiment, the apparent strain ε T (the apparent strain in a no-strain state) is also calculated. The temporary strain measurement values ε D (first and second values) were obtained by the calculation of equation (18).
Embodiment) and apparent strain ε T (second embodiment)
Is defined as “ε ′” in the equation (7),
(4) It may be determined by an equation using the calculation results of (6).

【0145】具体的には、例えば前記式(7)の
「ε’」として前記式(3)の演算結果を用いる式によ
り仮ひずみ測定値εD や見かけひずみεT を求める場合
には、前述の第1及び第2の実施形態において、記憶回
路33に、基準抵抗値R0 や、ゲージ率K、電源電圧
V、リード線2,47の抵抗値r1 ,r1'(抵抗値r1'
は第2の実施形態の場合のみ)のデータと共に、抵抗体
5,6のそれぞれの抵抗値R3,R4 をあらかじめ記憶
保持しておく。そして、図4のSTEP4−2、図6の
STEP6−2、6−4の処理において、それらのデー
タを用いて、式(3)の演算を行い、さらにその演算結
果の値ε’を用いて式(7)の演算を行うことで仮ひず
み測定値εD や見かけひずみεT を求めるようにすれば
よい。この場合には、抵抗体6を有する辺の電圧V4
検出する必要はない。
Specifically, for example, when the provisional strain measurement value ε D and the apparent strain ε T are obtained by the equation using the calculation result of the above equation (3) as “ε ′” of the above equation (7), In the first and second embodiments, the storage circuit 33 stores the reference resistance value R 0 , the gauge factor K, the power supply voltage V, and the resistance values r 1 and r 1 ′ of the lead wires 2 and 47 (resistance value r 1 '
(Only in the case of the second embodiment), the resistance values R 3 and R 4 of the resistors 5 and 6 are stored and held in advance together with the data of FIG. Then, in the processing of STEP 4-2 in FIG. 4 and STEPs 6-2 and 6-4 in FIG. 6, the operation of the equation (3) is performed using the data, and the value ε ′ of the operation result is used. it suffices to determine the temporary strain measurements epsilon D or the apparent strain epsilon T by performing the calculation of expression (7). In this case, there is no need to detect the voltage V 4 on the side having the resistor 6.

【0146】また、例えば前記式(7)の「ε’」とし
て前記式(4)の演算結果を用いる式により仮ひずみ測
定値εD や見かけひずみεT を求める場合には、前述の
第1及び第2の実施形態において、抵抗体6を有する辺
の電圧V4 を検出をする場合と同様にして、抵抗体5を
有する辺の電圧V3 (図1を参照)を検出するようにし
ておく。そして、図4のSTEP4−2、図6のSTE
P6−2、6−4の処理において、その検出した電圧V
3 を用いて、式(4)の演算を行い、さらにその演算結
果の値ε’を用いて式(7)の演算を行うことで仮ひず
み測定値εD や見かけひずみεT を求めるようにすれば
よい。
Further, for example, when the provisional strain measurement value ε D and the apparent strain ε T are obtained by an equation using the calculation result of the above equation (4) as “ε ′” of the above equation (7), the first In the second embodiment, the voltage V 3 (see FIG. 1) of the side having the resistor 5 is detected in the same manner as in the case of detecting the voltage V 4 of the side having the resistor 6. deep. Then, STEP4-2 in FIG. 4 and STE in FIG.
In the processing of P6-2 and P6-2, the detected voltage V
As shown in FIG. 3 , the provisional strain measurement value ε D and the apparent strain ε T are obtained by performing the calculation of the equation (4) using the equation (3) and further performing the calculation of the equation (7) using the value ε ′ of the calculation result. do it.

【0147】さらに、抵抗体6を有する辺の電圧V
4 と、抵抗体5を有する辺の電圧V3 との両者を検出す
るようにした場合には、図4のSTEP4−2、図6の
STEP6−2、6−4の処理において、その検出した
電圧V3 、V4 を用いて、式(6)の演算を行い、さら
にその演算結果の値ε’を用いて式(7)の演算を行う
ことで仮ひずみ測定値εD や見かけひずみεT を求める
ようにしてもよい。
Further, the voltage V on the side having the resistor 6
4 and the voltage V 3 on the side having the resistor 5 are detected in the processing of STEP 4-2 of FIG. 4 and STEPs 6-2 and 6-4 of FIG. Using the voltages V 3 and V 4 , the calculation of the equation (6) is performed, and the calculation of the equation (7) is performed using the value ε ′ of the calculation result, thereby obtaining the provisional strain measurement value ε D and the apparent strain ε. T may be obtained.

【0148】また、前述の第1及び第2の各実施形態で
は、仮ひずみ測定値εD や見かけひずみεT を求めるに
際して、リード線2,47の抵抗値r1 ,r1'の影響を
排除するために、式(7)の演算を用いたが、それらの
抵抗値r1 ,r1'がひずみゲージ1やダミーゲージ43
の基準抵抗値R0 に比して十分に小さい場合には、式
(3)〜(6)のいずれかの演算により仮ひずみ測定値
εD や見かけひずみεTを求めるようにしてもよい。
In each of the first and second embodiments, the influence of the resistance values r 1 , r 1 ′ of the lead wires 2, 47 when obtaining the temporary strain measurement value ε D and the apparent strain ε T is determined. To eliminate this, the calculation of equation (7) was used, but the resistance values r 1 and r 1 ′ of the strain gage 1 and the dummy gage 43
If the reference resistance value R 0 is sufficiently smaller than the reference resistance value R 0 , the provisional strain measurement value ε D and the apparent strain ε T may be obtained by any one of the equations (3) to (6).

【0149】さらには、ブリッジ回路7の初期不平衡出
力電圧e0 が十分に微小なもの(e 0 ≒0)で、該初期
不平衡出力電圧e0 の影響を考慮する必要がないような
場合には、仮ひずみ測定値εD や見かけひずみεT を通
常的に使用されている前記式(2)の演算により求める
ようにしてもよい。
Furthermore, the initial unbalance of the bridge circuit 7
Force voltage e0Is sufficiently small (e 0≒ 0), the initial
Unbalanced output voltage e0Do not need to consider the effects of
In this case, the provisional strain measurement εDAnd apparent strain εTThrough
It is obtained by the calculation of the above formula (2) which is usually used.
You may do so.

【0150】また、前記第1及び第2の実施形態では、
ひずみそのものを測定する場合について説明したが、前
述の如く最終的に得られたひずみεに物体のヤング率を
乗算すれば、物体の応力を測定することもできる。
In the first and second embodiments,
Although the case where the strain itself is measured has been described, the stress of the object can be measured by multiplying the finally obtained strain ε by the Young's modulus of the object as described above.

【0151】また、前記第1及び第2の実施形態では、
ひずみの単点測定を例にとって説明したが、物体の複数
箇所あるいは複数の物体についての多点ひずみ測定を行
う場合についても本発明を適用することができることは
もちろんである。
In the first and second embodiments,
Although the single point measurement of strain has been described as an example, it goes without saying that the present invention can also be applied to a case where multipoint strain measurement is performed on a plurality of points or a plurality of objects.

【0152】さらに前記第1及び第2の実施形態では、
ひずみ測定器10,40において、最終的なひずみεを
求める処理を行うものを示したが、ひずみ測定器10,
40の記憶回路33に前述の如く記憶される初期不平衡
出力電圧e0 や、ひずみ測定時の出力電圧eのデータを
通信等によって、パーソナルコンピュータに受け渡すこ
とができるようにした場合には、それらのデータを用い
て前記式(18)や式(17)の演算によりひずみεを
求める処理をパーソナルコンピュータに行わせるように
してもよい。そして、この場合には、このような処理を
パーソナルコンピュータに行わせるための前記式(1
7)の演算式等を含むプログラムを該パーソナルコンピ
ュータが使用するフロッピディスクやCD−ROM等の
記録媒体に記録しておくようにしてもよい。
Further, in the first and second embodiments,
In the strain measuring devices 10 and 40, the process for obtaining the final strain ε has been described.
If the data of the initial unbalanced output voltage e 0 and the output voltage e at the time of strain measurement stored in the storage circuit 33 as described above can be transferred to a personal computer by communication or the like, The personal computer may be made to perform a process of obtaining the strain ε by using the data and calculating the equations (18) and (17). Then, in this case, the above equation (1) for causing the personal computer to perform such processing.
A program including the arithmetic expression 7) may be recorded on a recording medium such as a floppy disk or a CD-ROM used by the personal computer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】1ゲージ法によるひずみ測定の手法を説明する
ための回路構成図。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining a method of measuring strain by a 1-gauge method.

【図2】本発明のひずみ測定方法の第1の実施形態を適
用したひずみ測定装置の回路構成図。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a strain measuring device to which the first embodiment of the strain measuring method of the present invention is applied.

【図3】図2の装置で用いる見かけひずみの温度特性の
データを示す線図。
FIG. 3 is a diagram showing data of temperature characteristics of apparent strain used in the apparatus of FIG. 2;

【図4】図2の装置による演算処理を示すフローチャー
ト。
FIG. 4 is a flowchart showing a calculation process by the device of FIG. 2;

【図5】本発明のひずみ測定方法の第2の実施形態を適
用したひずみ測定装置の回路構成図。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a strain measuring apparatus to which a second embodiment of the strain measuring method according to the present invention is applied.

【図6】図5の装置による演算処理を示すフローチャー
ト。
FIG. 6 is a flowchart showing a calculation process by the device of FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ひずみゲージ、7…ブリッジ回路、43…ダミーゲ
ージ。
1 ... strain gauge, 7 ... bridge circuit, 43 ... dummy gauge.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】物体のひずみに応じた抵抗値変化を生じる
ように該物体に貼着したひずみゲージを一辺に有し、且
つ他の三辺に所定抵抗値の抵抗体を有するブリッジ回路
により該ひずみゲージの抵抗値に応じた測定信号を生成
し、その測定信号に基づき前記物体のひずみを測定する
1ゲージ法によるひずみ測定方法において、 前記物体のひずみの測定時における前記ひずみゲージの
温度と同一の温度で且つ該ひずみゲージを貼着した物体
の無ひずみ状態で前記ブリッジ回路を動作させた場合
に、該温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化に起因し
て該ブリッジ回路が生成する測定信号に基づき把握され
る見かけひずみεT を取得する工程と、 前記物体のひずみ測定時に前記ブリッジ回路が生成する
測定信号に基づき把握されるひずみεD と前記見かけひ
ずみεT とから次式(1)の演算により求まる値εを、
温度に応じたひずみゲージの抵抗値変化の影響を排除し
たひずみ測定値として得る工程とを備えたことを特徴と
するひずみ測定方法。 【数1】 但し、式(1)において、K:前記ひずみゲージのゲー
ジ率。
1. A bridge circuit having a strain gauge attached to one side of an object so as to generate a resistance change according to the strain of the object on one side and a resistor having a predetermined resistance value on the other three sides. In a strain measurement method according to a 1-gauge method of generating a measurement signal according to a resistance value of a strain gauge and measuring the strain of the object based on the measurement signal, the same as the temperature of the strain gauge at the time of measuring the strain of the object. When the bridge circuit is operated at a temperature of and without distortion of the object to which the strain gauge is attached, a measurement signal generated by the bridge circuit due to a change in the resistance value of the strain gauge according to the temperature see the the step of obtaining an apparent strain epsilon T is grasped based, and strain epsilon D the bridge circuit is grasped on the basis of the measurement signal generated upon strain measurement of the object The value ε obtained by the calculation of the following equation (1) from the applied strain ε T is
Obtaining a strain measurement value excluding the effect of a change in resistance value of the strain gauge according to temperature. (Equation 1) However, in the equation (1), K is a gauge factor of the strain gauge.
【請求項2】前記見かけひずみεT を取得する工程は、
前記物体のひずみ測定時における前記ひずみゲージの温
度を計測する工程と、該温度の計測値から、前記見かけ
ひずみεT のあらかじめ作成された温度特性のデータに
基づき前記式(1)の演算に用いる見かけひずみεT
求める工程とからなることを特徴とする請求項1記載の
ひずみ測定方法。
2. The step of obtaining the apparent strain ε T comprises:
It used a step of measuring the temperature of the strain gauge during strain measurement of the object, from the measured value of the temperature, the calculation of the equation based on the data of the pre-made temperature characteristics of the apparent strain ε T (1) 2. The method according to claim 1, further comprising the step of obtaining an apparent strain ε T.
【請求項3】前記見かけひずみεT を取得する工程は、
あらかじめ前記ひずみゲージと同一特性を有するひずみ
ゲージをダミーゲージとして用意し、該ダミーゲージを
前記ひずみゲージと略同一の温度となる箇所において前
記物体の無ひずみ状態に維持される部位又は該物体と同
一材質で且つ無ひずみ状態に維持されるダミー物体に貼
着しておく工程と、前記物体のひずみ測定時に、前記ブ
リッジ回路と同一の回路構成で該ダミーゲージを一辺に
有するブリッジ回路により該ダミーゲージの抵抗値に応
じた測定信号を生成する工程と、該ダミーゲージの抵抗
値に応じた測定信号に基づき把握されるひずみを前記式
(1)の演算に用いる見かけひずみεTとして得る工程
とから成ることを特徴とする請求項1記載のひずみ測定
方法。
3. The step of obtaining the apparent strain ε T comprises:
A strain gauge having the same characteristics as the strain gauge is prepared in advance as a dummy gauge, and the dummy gauge is the same as a portion or a portion where the object is maintained in an unstrained state at a location having substantially the same temperature as the strain gauge. A step of attaching the dummy gauge to a dummy object which is made of a material and maintained in a strain-free state, and a bridge circuit having the same dummy gauge as one side in the same circuit configuration as the bridge circuit when measuring the strain of the object. Generating a measurement signal corresponding to the resistance value of the dummy gauge, and obtaining a strain grasped based on the measurement signal corresponding to the resistance value of the dummy gauge as an apparent strain ε T used in the calculation of the equation (1). The strain measurement method according to claim 1, wherein the strain measurement is performed.
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