JP2972754B2 - ひずみ測定方法及びひずみ測定装置並びにひずみ測定用記録媒体 - Google Patents
ひずみ測定方法及びひずみ測定装置並びにひずみ測定用記録媒体Info
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Description
【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、及びこのひずみ測定方法を用い
たひずみ測定装置、並びにこのひずみ測定方法によるひ
ずみ測定に用いる記録媒体に関する。
用したひずみ測定方法、及びこのひずみ測定方法を用い
たひずみ測定装置、並びにこのひずみ測定方法によるひ
ずみ測定に用いる記録媒体に関する。
【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。
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。
【０００３】尚、物体に生じるひずみと応力とは周知の
如く比例関係にあるので、本明細書では、特にことわら
ない限り、「ひずみ」は本来の意味でのひずみの他、応
力も含むものとし、本来の意味でのひずみには、原則と
して参照符号ε（添え字付を含む）を付するものとす
る。
如く比例関係にあるので、本明細書では、特にことわら
ない限り、「ひずみ」は本来の意味でのひずみの他、応
力も含むものとし、本来の意味でのひずみには、原則と
して参照符号ε（添え字付を含む）を付するものとす
る。
【０００４】上記のように物体に貼着されるひずみゲー
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ゲージ法と２ゲージコモンダミ
ー法とが従来より一般に知られており、さらに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。
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ゲージ法と２ゲージコモンダミ
ー法とが従来より一般に知られており、さらに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。
【０００５】図１は、ひずみゲージを用いた最も基本的
なひずみ測定手法である前記１ゲージ２線法による測定
手法を説明するための回路図である。この手法では、ひ
ずみを測定しようする図示しない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
結線されている（このために２線法といわれる）。そし
て、ひずみゲージ１が、図示のように抵抗体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（詳しく
はひずみゲージ１及びリード線２，３）を一辺に有し、
且つ残りの３辺に抵抗体４，５，６をそれぞれ有するブ
リッジ回路７が構成される。
なひずみ測定手法である前記１ゲージ２線法による測定
手法を説明するための回路図である。この手法では、ひ
ずみを測定しようする図示しない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
結線されている（このために２線法といわれる）。そし
て、ひずみゲージ１が、図示のように抵抗体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（詳しく
はひずみゲージ１及びリード線２，３）を一辺に有し、
且つ残りの３辺に抵抗体４，５，６をそれぞれ有するブ
リッジ回路７が構成される。
【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、
通常、抵抗体４，５，６の抵抗値Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 は、
ひずみゲージ１の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Ｒ0 とした
とき、Ｒ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ 3 ＝Ｒ4 とされる。
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、
通常、抵抗体４，５，６の抵抗値Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 は、
ひずみゲージ１の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Ｒ0 とした
とき、Ｒ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ 3 ＝Ｒ4 とされる。
【０００７】このブリッジ回路７を用いたひずみ測定に
際しては、ひずみゲージ１のリード線２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、前記抵抗体４
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
を一対の電源入力部Ｉ1 ，Ｉ 2 として（これらの電源入
力部Ｉ1 ，Ｉ2 はブリッジ回路７の一対の対角点であ
る）、これらの電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間にブリッジ回路
７の電源電圧Ｖ（定電圧）が付与される。また、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
した状態で、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Ｏ1 ，Ｏ2 として
（これらの出力部Ｏ1 ，Ｏ2 はブリッジ回路７の残りの
一対の対角点である）、前記出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生じ
る出力電圧ｅが検出される。
際しては、ひずみゲージ１のリード線２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、前記抵抗体４
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
を一対の電源入力部Ｉ1 ，Ｉ 2 として（これらの電源入
力部Ｉ1 ，Ｉ2 はブリッジ回路７の一対の対角点であ
る）、これらの電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間にブリッジ回路
７の電源電圧Ｖ（定電圧）が付与される。また、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
した状態で、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Ｏ1 ，Ｏ2 として
（これらの出力部Ｏ1 ，Ｏ2 はブリッジ回路７の残りの
一対の対角点である）、前記出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生じ
る出力電圧ｅが検出される。
【０００８】このとき、ひずみゲージ１のリード線２，
３のそれぞれの抵抗値ｒa1，ｒa2が無視できる程、十分
に小さいとし（ｒa1≒０、ｒa2≒０）、さらに、前述の
如くＲ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、周知のように、
ひずみゲージ１を貼着した物体に生じるひずみε（本来
の意味でのひずみ）と、ブリッジ回路７の出力電圧ｅと
の間には、次の関係式（８）が成り立つ。
３のそれぞれの抵抗値ｒa1，ｒa2が無視できる程、十分
に小さいとし（ｒa1≒０、ｒa2≒０）、さらに、前述の
如くＲ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、周知のように、
ひずみゲージ１を貼着した物体に生じるひずみε（本来
の意味でのひずみ）と、ブリッジ回路７の出力電圧ｅと
の間には、次の関係式（８）が成り立つ。
【０００９】
【数８】
【００１０】ここで、式（８）中のＫはひずみゲージ１
のゲージ率である。
のゲージ率である。
【００１１】従って、ブリッジ回路７の出力電圧ｅを検
出することで、この出力電圧ｅから物体のひずみεを前
記式（８）に基づいて測定することができる。
出することで、この出力電圧ｅから物体のひずみεを前
記式（８）に基づいて測定することができる。
【００１２】尚、ひずみ測定では、ブリッジ回路７の電
源電圧ＶをＶ＝２［Ｖ］とすると共に、ゲージ率ＫがＫ
＝２のひずみゲージ１を使用するのが一般的であり、こ
の場合には、式（８）の関係式は、次式（９）となる。
源電圧ＶをＶ＝２［Ｖ］とすると共に、ゲージ率ＫがＫ
＝２のひずみゲージ１を使用するのが一般的であり、こ
の場合には、式（８）の関係式は、次式（９）となる。
【００１３】
【数９】
【００１４】さらに、ひずみεが十分に小さいと考えら
れる場合（ｅ≪１の場合）には、式（９）の右辺の分母
項を無視し、ε＝ｅとしてひずみεを求める場合もあ
る。また、物体のひずみεと応力σとの間には、σ＝Ｅ
・ε（但しＥ：物体のヤング率）なる関係が成り立つの
で、式（８）あるいは式（９）の右辺に物体のヤング率
Ｅを乗算することで、前記出力電圧ｅから物体の応力を
求めることもできる。
れる場合（ｅ≪１の場合）には、式（９）の右辺の分母
項を無視し、ε＝ｅとしてひずみεを求める場合もあ
る。また、物体のひずみεと応力σとの間には、σ＝Ｅ
・ε（但しＥ：物体のヤング率）なる関係が成り立つの
で、式（８）あるいは式（９）の右辺に物体のヤング率
Ｅを乗算することで、前記出力電圧ｅから物体の応力を
求めることもできる。
【００１５】これが、ひずみゲージを用いたひずみ測定
の基本的手法である。
の基本的手法である。
【００１６】次に、図２は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）。
測定の手法を説明するための回路図である。この手法で
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）。
【００１７】そして、このひずみゲージ１が前記図１の
１ゲージ２線法によるものと同様にリード線２，３を介
して抵抗体４，５，６から成る抵抗回路に接続されてブ
リッジ回路９が構成される。
１ゲージ２線法によるものと同様にリード線２，３を介
して抵抗体４，５，６から成る抵抗回路に接続されてブ
リッジ回路９が構成される。
【００１８】このブリッジ回路９を用いたひずみ測定に
際しては、前記図１の１ゲージ２線法によるものと同様
に、前記リード線２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、前記抵抗体４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を一対の電源入力部
Ｉ1 ，Ｉ2 （ブリッジ回路９の一対の対角点）として、
これらの電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間にブリッジ回路９の電
源電圧Ｖが付与される。
際しては、前記図１の１ゲージ２線法によるものと同様
に、前記リード線２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、前記抵抗体４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を一対の電源入力部
Ｉ1 ，Ｉ2 （ブリッジ回路９の一対の対角点）として、
これらの電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間にブリッジ回路９の電
源電圧Ｖが付与される。
【００１９】一方、この１ゲージ３線法の測定手法で
は、ブリッジ回路９の残りの一対の対角点は、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であり、この一対の対角点をブリ
ッジ回路９の一対の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 として、これらの
出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生じる出力電圧ｅがサブリード線
８を介して検出される。この場合、ブリッジ回路９のひ
ずみゲージ１を有する一辺は、該ひずみゲージ１とリー
ド線２とで形成され、また、抵抗体４を有する一辺は該
抵抗体４とリード線３とで形成されることとなる。
は、ブリッジ回路９の残りの一対の対角点は、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であり、この一対の対角点をブリ
ッジ回路９の一対の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 として、これらの
出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生じる出力電圧ｅがサブリード線
８を介して検出される。この場合、ブリッジ回路９のひ
ずみゲージ１を有する一辺は、該ひずみゲージ１とリー
ド線２とで形成され、また、抵抗体４を有する一辺は該
抵抗体４とリード線３とで形成されることとなる。
【００２０】このようにしてブリッジ回路９の出力電圧
ｅを検出する１ゲージ３線法の測定手法においても、１
ゲージ２線法の場合と同様に、前記リード線２，３のそ
れぞれの抵抗値ｒa1，ｒa2が無視できる程、十分に小さ
いとし（ｒa1≒０、ｒa2≒０）、さらに、前述の如くＲ
0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、前記式（８）の関係式
が成立する。さらに、Ｖ＝２［Ｖ］、Ｋ＝２の場合は式
（９）の関係式が成立する。従って、式（８）あるいは
式（９）の関係式に基づいて物体のひずみεや応力を測
定することができる。尚、この１ゲージ３線法は、環境
温度の変化等に応じたリード線２，３の抵抗値変化によ
るひずみ測定への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用いられている。
ｅを検出する１ゲージ３線法の測定手法においても、１
ゲージ２線法の場合と同様に、前記リード線２，３のそ
れぞれの抵抗値ｒa1，ｒa2が無視できる程、十分に小さ
いとし（ｒa1≒０、ｒa2≒０）、さらに、前述の如くＲ
0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、前記式（８）の関係式
が成立する。さらに、Ｖ＝２［Ｖ］、Ｋ＝２の場合は式
（９）の関係式が成立する。従って、式（８）あるいは
式（９）の関係式に基づいて物体のひずみεや応力を測
定することができる。尚、この１ゲージ３線法は、環境
温度の変化等に応じたリード線２，３の抵抗値変化によ
るひずみ測定への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用いられている。
【００２１】次に、図３は２ゲージコモンダミー法によ
るひずみ測定の手法を説明するための回路図である。こ
の手法は、前記図１の１ゲージ２線法の測定手法におけ
る抵抗体４の代わりに、ひずみゲージ１と同じ特性の抵
抗体としてのひずみゲージ１０（これは通常、ダミーゲ
ージといわれる）を、その両端に結線された一対のリー
ド線１１，１２を介してブリッジ回路１３の一辺に組み
込んで、前記ひずみゲージ１及び抵抗体５，６とにより
ブリッジ回路１３を構成するものである。
るひずみ測定の手法を説明するための回路図である。こ
の手法は、前記図１の１ゲージ２線法の測定手法におけ
る抵抗体４の代わりに、ひずみゲージ１と同じ特性の抵
抗体としてのひずみゲージ１０（これは通常、ダミーゲ
ージといわれる）を、その両端に結線された一対のリー
ド線１１，１２を介してブリッジ回路１３の一辺に組み
込んで、前記ひずみゲージ１及び抵抗体５，６とにより
ブリッジ回路１３を構成するものである。
【００２２】この場合、上記ダミーゲージ１０は、物体
に貼着するひずみゲージ１の近傍（より詳しくはひずみ
ゲージ１と同じような温度環境の箇所）で、ひずみを生
じないように配置される。また、ダミーゲージ１０はひ
ずみゲージ１と同一特性で、しかも上記のようにひずみ
を生じないように設けられるので、該ダミーゲージ１０
の抵抗値Ｒd は基本的にはひずみゲージ１の基準抵抗値
Ｒ0 に等しい（Ｒd ＝Ｒ0 ）。尚、この２ゲージコモン
ダミー法においても、通常、抵抗体５，６の抵抗値
Ｒ3 ，Ｒ4 は、Ｒ0 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とされる。
に貼着するひずみゲージ１の近傍（より詳しくはひずみ
ゲージ１と同じような温度環境の箇所）で、ひずみを生
じないように配置される。また、ダミーゲージ１０はひ
ずみゲージ１と同一特性で、しかも上記のようにひずみ
を生じないように設けられるので、該ダミーゲージ１０
の抵抗値Ｒd は基本的にはひずみゲージ１の基準抵抗値
Ｒ0 に等しい（Ｒd ＝Ｒ0 ）。尚、この２ゲージコモン
ダミー法においても、通常、抵抗体５，６の抵抗値
Ｒ3 ，Ｒ4 は、Ｒ0 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とされる。
【００２３】このようにして構成されたブリッジ回路１
３を用いる２ゲージコモンダミー法の測定手法では、ひ
ずみ測定に際しては、ひずみゲージ１のリード線２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、ダ
ミーゲージ１０のリード線１２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を一対の電源入力部
Ｉ 1 ，Ｉ2 （ブリッジ回路１３の一対の対角点）とし
て、これらの電源入力部Ｉ1，Ｉ2 間にブリッジ回路１
３の電源電圧Ｖが付与される。そして、ひずみゲージ１
のリード線３とダミーゲージ４のリード線１１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、
一対の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 （ブリッジ回路１３の残りの一
対の対角点）として、これらの出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生
じる出力電圧ｅが検出される。
３を用いる２ゲージコモンダミー法の測定手法では、ひ
ずみ測定に際しては、ひずみゲージ１のリード線２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、ダ
ミーゲージ１０のリード線１２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を一対の電源入力部
Ｉ 1 ，Ｉ2 （ブリッジ回路１３の一対の対角点）とし
て、これらの電源入力部Ｉ1，Ｉ2 間にブリッジ回路１
３の電源電圧Ｖが付与される。そして、ひずみゲージ１
のリード線３とダミーゲージ４のリード線１１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、
一対の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 （ブリッジ回路１３の残りの一
対の対角点）として、これらの出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生
じる出力電圧ｅが検出される。
【００２４】このようにしてブリッジ回路１３の出力電
圧ｅを検出する２ゲージコモンダミー法の測定手法にお
いても、リード線２，３及び１１，１２のそれぞれの抵
抗値ｒa1，ｒa2，ｒd1，ｒd2が無視できる程、十分に小
さいとし、さらに、前述の如くＲ0 ＝Ｒd ＝Ｒ3 ＝Ｒ4
とすると、１ゲージ２線法と同様に、前記式（８）の関
係式が成立する。さらに、Ｖ＝２［Ｖ］、Ｋ＝２の場合
は式（９）の関係式が成立する。従って、この２ゲージ
コモンダミー法においても、式（８）あるいは式（９）
の関係式に基づいて、物体のひずみεや応力を測定する
ことができる。
圧ｅを検出する２ゲージコモンダミー法の測定手法にお
いても、リード線２，３及び１１，１２のそれぞれの抵
抗値ｒa1，ｒa2，ｒd1，ｒd2が無視できる程、十分に小
さいとし、さらに、前述の如くＲ0 ＝Ｒd ＝Ｒ3 ＝Ｒ4
とすると、１ゲージ２線法と同様に、前記式（８）の関
係式が成立する。さらに、Ｖ＝２［Ｖ］、Ｋ＝２の場合
は式（９）の関係式が成立する。従って、この２ゲージ
コモンダミー法においても、式（８）あるいは式（９）
の関係式に基づいて、物体のひずみεや応力を測定する
ことができる。
【００２５】尚、この２ゲージコモンダミー法では、ひ
ずみゲージ１の抵抗値が環境温度の影響で変化しても、
ダミーゲージ１０の抵抗値もひずみゲージ１と同じよう
な抵抗値変化を生じる。また、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しても、この
とき、ダミーゲージ１０のリード線１１，１２も同じよ
うな抵抗値変化を生じる。このため、２ゲージコモンダ
ミー法は、ひずみゲージ１やリード線２，３，１１，１
２の抵抗値変化によるひずみ測定への影響を排除する上
で有効な測定手法として用いられている。
ずみゲージ１の抵抗値が環境温度の影響で変化しても、
ダミーゲージ１０の抵抗値もひずみゲージ１と同じよう
な抵抗値変化を生じる。また、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しても、この
とき、ダミーゲージ１０のリード線１１，１２も同じよ
うな抵抗値変化を生じる。このため、２ゲージコモンダ
ミー法は、ひずみゲージ１やリード線２，３，１１，１
２の抵抗値変化によるひずみ測定への影響を排除する上
で有効な測定手法として用いられている。
【００２６】また、前述のような測定手法によるひずみ
測定を行うひずみ測定装置にあっては、前記１ゲージ法
によるものでは、ひずみゲージ１と併せてブリッジ回路
７，９を構成するための抵抗体４，５，６をあらかじめ
回路基板上で回路パターン等により相互に接続した抵抗
回路が備えられている。また、２ゲージコモンダミー法
によるものでは、ひずみゲージ１及びダミーゲージ１０
と併せてブリッジ回路１３を構成するための抵抗体５，
６を上記と同様にあらかじめ接続した抵抗回路が備えら
れている。そして、この抵抗回路にひずみゲージ１やダ
ミーゲージ１０をそれらに結線されたリード線を介して
接続することで、ブリッジ回路７，９，１３を構成する
ようにしている。
測定を行うひずみ測定装置にあっては、前記１ゲージ法
によるものでは、ひずみゲージ１と併せてブリッジ回路
７，９を構成するための抵抗体４，５，６をあらかじめ
回路基板上で回路パターン等により相互に接続した抵抗
回路が備えられている。また、２ゲージコモンダミー法
によるものでは、ひずみゲージ１及びダミーゲージ１０
と併せてブリッジ回路１３を構成するための抵抗体５，
６を上記と同様にあらかじめ接続した抵抗回路が備えら
れている。そして、この抵抗回路にひずみゲージ１やダ
ミーゲージ１０をそれらに結線されたリード線を介して
接続することで、ブリッジ回路７，９，１３を構成する
ようにしている。
【００２７】この場合、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装置では、各測定
点毎に設けたひずみゲージ１（２ゲージコモンダミー法
では、ひずみゲージ１及びダミーゲージ１０）を前記抵
抗回路等を内蔵した所謂スイッチボックスに接続してお
く。そして、測定に際しては、スイッチボックスに備え
たスイッチ手段を介して抵抗回路に接続するひずみゲー
ジ１等を順次切り替えることで、各測定点毎に順次、ブ
リッジ回路７，９，１３を構成するようにしている。
物体についての多点ひずみ測定を行う装置では、各測定
点毎に設けたひずみゲージ１（２ゲージコモンダミー法
では、ひずみゲージ１及びダミーゲージ１０）を前記抵
抗回路等を内蔵した所謂スイッチボックスに接続してお
く。そして、測定に際しては、スイッチボックスに備え
たスイッチ手段を介して抵抗回路に接続するひずみゲー
ジ１等を順次切り替えることで、各測定点毎に順次、ブ
リッジ回路７，９，１３を構成するようにしている。
【００２８】さらに、上記のようにブリッジ回路７，
９，１３を構成するひずみ測定装置では、ブリッジ回路
７，９，１３に、電源回路からブリッジ回路７，９，１
３に電源電圧Ｖを付与しつつ、該ブリッジ回路７，９，
１３の出力電圧ｅを増幅回路やＡ／Ｄ変換器等を介して
検出し、その検出した出力電圧ｅのデータから前記式
（８）あるいは式（９）の関係式を基礎として、物体の
ひずみを示すデータを生成するようにしている。そし
て、その生成したひずみデータを表示器に表示したりす
るようにしている。尚、この場合、検出された出力電圧
ｅのデータを、パーソナルコンピュータとのオンライン
通信により、あるいは該データを記録したフロッピディ
スク等を介してパーソナルコンピュータに受け渡し、該
パーソナルコンピュータによって、ひずみを示すデータ
を生成したり、そのデータを解析処理する場合もある。
９，１３を構成するひずみ測定装置では、ブリッジ回路
７，９，１３に、電源回路からブリッジ回路７，９，１
３に電源電圧Ｖを付与しつつ、該ブリッジ回路７，９，
１３の出力電圧ｅを増幅回路やＡ／Ｄ変換器等を介して
検出し、その検出した出力電圧ｅのデータから前記式
（８）あるいは式（９）の関係式を基礎として、物体の
ひずみを示すデータを生成するようにしている。そし
て、その生成したひずみデータを表示器に表示したりす
るようにしている。尚、この場合、検出された出力電圧
ｅのデータを、パーソナルコンピュータとのオンライン
通信により、あるいは該データを記録したフロッピディ
スク等を介してパーソナルコンピュータに受け渡し、該
パーソナルコンピュータによって、ひずみを示すデータ
を生成したり、そのデータを解析処理する場合もある。
【００２９】ところで、前述したひずみ測定手法では、
ブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅから前記式
（８）に基づいてひずみ測定を行うようにしているた
め、物体に貼着するひずみゲージ１のひずみを生じてい
ない状態、すなわちε＝０の状態におけるブリッジ回路
７，９，１３の出力電圧ｅがｅ＝０であることを前提と
している。換言すれば、ひずみゲージ１のひずみに応じ
た抵抗値変化を生じていない状態におけるブリッジ回路
７，９，１３が平衡状態となることを前提としている。
ブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅから前記式
（８）に基づいてひずみ測定を行うようにしているた
め、物体に貼着するひずみゲージ１のひずみを生じてい
ない状態、すなわちε＝０の状態におけるブリッジ回路
７，９，１３の出力電圧ｅがｅ＝０であることを前提と
している。換言すれば、ひずみゲージ１のひずみに応じ
た抵抗値変化を生じていない状態におけるブリッジ回路
７，９，１３が平衡状態となることを前提としている。
【００３０】このために前述の各測定手法あるいはこれ
を使用するひずみ測定装置では、精度よくＲ0 ＝Ｒ2 ＝
Ｒ3 ＝Ｒ4 （１ゲージ法）、あるいは、Ｒ0 ＝Ｒd ＝Ｒ
3 ＝Ｒ4 （２ゲージコモンダミー法）となるような高精
度抵抗値のひずみゲージ１や抵抗体４，５，６、ダミー
ゲージ１０を用いる等して、できるだけブリッジ回路
７，９，１３の各辺の抵抗値を等しくする方策が採られ
ている。
を使用するひずみ測定装置では、精度よくＲ0 ＝Ｒ2 ＝
Ｒ3 ＝Ｒ4 （１ゲージ法）、あるいは、Ｒ0 ＝Ｒd ＝Ｒ
3 ＝Ｒ4 （２ゲージコモンダミー法）となるような高精
度抵抗値のひずみゲージ１や抵抗体４，５，６、ダミー
ゲージ１０を用いる等して、できるだけブリッジ回路
７，９，１３の各辺の抵抗値を等しくする方策が採られ
ている。
【００３１】しかるに、実際には、ひずみゲージ１や抵
抗体４，５，６、ダミーゲージ１０を相互に接続するた
めのリード線の抵抗等の影響で、物体に貼着するひずみ
ゲージ１のひずみを生じていない状態におけるブリッジ
回路７，９，１３の出力電圧ｅをｅ＝０、もしくは十分
に微小なものにすることは困難である。
抗体４，５，６、ダミーゲージ１０を相互に接続するた
めのリード線の抵抗等の影響で、物体に貼着するひずみ
ゲージ１のひずみを生じていない状態におけるブリッジ
回路７，９，１３の出力電圧ｅをｅ＝０、もしくは十分
に微小なものにすることは困難である。
【００３２】特に、建造物等、大型の物体の多点ひずみ
測定を、前述のような多点ひずみ測定装置を用いて行う
場合には、測定環境上、ひずみゲージ１、あるいはダミ
ーゲージ１０をブリッジ回路７，９，１３に組み込むた
めのリード線２，３、あるいは１１，１２は長いものと
なってそれらの抵抗値が比較的大きなものとなりやすい
と共に、それらのリード線２，３、あるいは１１，１２
の長さも種々様々なものとなって、該リード線２，３、
あるいは１１，１２の抵抗値も種々様々なものとなりや
すい。その結果、ひずみゲージ１のひずみを生じていな
い状態におけるブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅ
は一般にはｅ＝０、もしくは十分に微小なものとはなら
ず、比較的大きなものとなる場合も多い。
測定を、前述のような多点ひずみ測定装置を用いて行う
場合には、測定環境上、ひずみゲージ１、あるいはダミ
ーゲージ１０をブリッジ回路７，９，１３に組み込むた
めのリード線２，３、あるいは１１，１２は長いものと
なってそれらの抵抗値が比較的大きなものとなりやすい
と共に、それらのリード線２，３、あるいは１１，１２
の長さも種々様々なものとなって、該リード線２，３、
あるいは１１，１２の抵抗値も種々様々なものとなりや
すい。その結果、ひずみゲージ１のひずみを生じていな
い状態におけるブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅ
は一般にはｅ＝０、もしくは十分に微小なものとはなら
ず、比較的大きなものとなる場合も多い。
【００３３】このように前述の各測定手法では、一般に
は、ひずみゲージ１のひずみを生じていない状態でブリ
ッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅ（≠０）が発生する
（以下、このように発生するブリッジ回路７，９，１３
の出力電圧ｅを初期不平衡出力電圧ｅ0 という）。そし
て、このような初期不平衡出力電圧ｅ0 を生じるブリッ
ジ回路７，９，１３によって物体のひずみの測定時（ひ
ずみゲージ１を物体に貼着した状態）に生成される出力
電圧ｅから前記式（８）の演算を行ってひずみεを求め
ても、精度のよいひずみ測定を行うことはできない。な
ぜなら、初期不平衡出力電圧ｅ0 を発生するブリッジ回
路７，９，１３の出力電圧ｅから式（８）の演算だけで
ひずみεを求めた場合には、ひずみゲージ１のひずみを
生じていない状態でも、ε＝（４／Ｋ）・［ｅ0 ／（Ｖ
−２・ｅ0 ）］というひずみεが生じていることとなっ
てしまうからである。
は、ひずみゲージ１のひずみを生じていない状態でブリ
ッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅ（≠０）が発生する
（以下、このように発生するブリッジ回路７，９，１３
の出力電圧ｅを初期不平衡出力電圧ｅ0 という）。そし
て、このような初期不平衡出力電圧ｅ0 を生じるブリッ
ジ回路７，９，１３によって物体のひずみの測定時（ひ
ずみゲージ１を物体に貼着した状態）に生成される出力
電圧ｅから前記式（８）の演算を行ってひずみεを求め
ても、精度のよいひずみ測定を行うことはできない。な
ぜなら、初期不平衡出力電圧ｅ0 を発生するブリッジ回
路７，９，１３の出力電圧ｅから式（８）の演算だけで
ひずみεを求めた場合には、ひずみゲージ１のひずみを
生じていない状態でも、ε＝（４／Ｋ）・［ｅ0 ／（Ｖ
−２・ｅ0 ）］というひずみεが生じていることとなっ
てしまうからである。
【００３４】このため、従来は、次のようにして、ブリ
ッジ回路７，９，１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 がひず
み測定に及ぼす影響を排除するようにしていた。
ッジ回路７，９，１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 がひず
み測定に及ぼす影響を排除するようにしていた。
【００３５】すなわち、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 を
あらかじめ測定しておき、その初期不平衡出力電圧ｅ0
から前記式（８）によって、該初期不平衡出力電圧ｅ0
に相当するひずみゲージ１の見掛け上のひずみε0 （＝
（４／Ｋ）・［ｅ0 ／（Ｖ−２・ｅ0 ）］）を求める。
そして、この見掛け上のひずみε0 を、ひずみ測定時に
ブリッジ回路７，９，１３により生成された出力電圧ｅ
から前記式（８）によって求められるひずみεから減算
することで、ひずみεp を求める。言い換えれば、初期
不平衡出力電圧ｅ0 と、ひずみ測定時の出力電圧ｅとか
ら次式（１０）の演算を行うことで、ひずみεp を求め
るのである。
あらかじめ測定しておき、その初期不平衡出力電圧ｅ0
から前記式（８）によって、該初期不平衡出力電圧ｅ0
に相当するひずみゲージ１の見掛け上のひずみε0 （＝
（４／Ｋ）・［ｅ0 ／（Ｖ−２・ｅ0 ）］）を求める。
そして、この見掛け上のひずみε0 を、ひずみ測定時に
ブリッジ回路７，９，１３により生成された出力電圧ｅ
から前記式（８）によって求められるひずみεから減算
することで、ひずみεp を求める。言い換えれば、初期
不平衡出力電圧ｅ0 と、ひずみ測定時の出力電圧ｅとか
ら次式（１０）の演算を行うことで、ひずみεp を求め
るのである。
【００３６】
【数１０】
【００３７】尚、前述の如く、Ｖ＝２［Ｖ］、Ｋ＝２と
するのが通例であるので、この場合には、式（１０）は
次式（１１）となる。
するのが通例であるので、この場合には、式（１０）は
次式（１１）となる。
【００３８】
【数１１】
【００３９】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、初期不平衡出力電圧ｅ
0 の影響を排除するようにしても、ひずみε（あるいは
これに応じた応力）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。
によって、上記のような手法で、初期不平衡出力電圧ｅ
0 の影響を排除するようにしても、ひずみε（あるいは
これに応じた応力）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。
【００４０】すなわち、前記式（８）からも明らかなよ
うに、初期不平衡出力電圧ｅ0 がｅ 0 ＝０である場合に
おけるブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅとひずみ
εとの相関関係は非線形で（但し、ひずみεが十分に小
さい範囲では擬似的に線形とみなせる）、例えば図４に
実線ａで示すような曲線となる。そして、初期不平衡出
力電圧ｅ0 （≠０）が発生するブリッジ回路７，９，１
３の出力電圧ｅとひずみεとの実際の相関関係も例えば
図４に実線ｂで示すような曲線となり、また、この曲線
の形状は、ｅ0 ＝０である場合の実線ａの曲線の形状と
多少相違したものとなる。
うに、初期不平衡出力電圧ｅ0 がｅ 0 ＝０である場合に
おけるブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅとひずみ
εとの相関関係は非線形で（但し、ひずみεが十分に小
さい範囲では擬似的に線形とみなせる）、例えば図４に
実線ａで示すような曲線となる。そして、初期不平衡出
力電圧ｅ0 （≠０）が発生するブリッジ回路７，９，１
３の出力電圧ｅとひずみεとの実際の相関関係も例えば
図４に実線ｂで示すような曲線となり、また、この曲線
の形状は、ｅ0 ＝０である場合の実線ａの曲線の形状と
多少相違したものとなる。
【００４１】一方、前述のように初期不平衡出力電圧ｅ
0 の影響を排除する従来の手法は、前記式（１０）から
明らかなように、図４の実線ａ上において、初期不平衡
出力電圧ｅ0 に対応する見掛け上のひずみε0 と、ひず
み測定時に得られる出力電圧ｅ（図では参照符号ｅx に
より示している）に対応するひずみεxpとの差εp （＝
εxp−ε0 ）を、初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除
したひずみε（＝εp）として求めるものである。
0 の影響を排除する従来の手法は、前記式（１０）から
明らかなように、図４の実線ａ上において、初期不平衡
出力電圧ｅ0 に対応する見掛け上のひずみε0 と、ひず
み測定時に得られる出力電圧ｅ（図では参照符号ｅx に
より示している）に対応するひずみεxpとの差εp （＝
εxp−ε0 ）を、初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除
したひずみε（＝εp）として求めるものである。
【００４２】しかるに、初期不平衡出力電圧ｅ0 がｅ0
≠０である場合の出力電圧ｅとひずみεとの実際の相関
関係は、実線ｂで示す曲線である。従って、ひずみ測定
時の出力電圧ｅx に対応する実際のひずみεは、図４に
参照符号εx を付した値である。そして、この場合、出
力電圧ｅとひずみεとの相関関係は非線形（曲線）であ
るため、前述の如く従来の手法によって求められるひず
みεp ＝εxp−ε0 と、本来のひずみε＝εx とは明ら
かに一致しない。
≠０である場合の出力電圧ｅとひずみεとの実際の相関
関係は、実線ｂで示す曲線である。従って、ひずみ測定
時の出力電圧ｅx に対応する実際のひずみεは、図４に
参照符号εx を付した値である。そして、この場合、出
力電圧ｅとひずみεとの相関関係は非線形（曲線）であ
るため、前述の如く従来の手法によって求められるひず
みεp ＝εxp−ε0 と、本来のひずみε＝εx とは明ら
かに一致しない。
【００４３】従って、前記式（１０）に基づき、初期不
平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除してひずみ測定を行う従
来の手法では、ひずみ測定を精度よく行うことができな
いものとなっていた。
平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除してひずみ測定を行う従
来の手法では、ひずみ測定を精度よく行うことができな
いものとなっていた。
【００４４】また、従来のひずみ測定方法あるいはひず
み測定装置では、前記式（８）に基づくひずみ測定を基
本的前提とし、できるだけブリッジ回路７，９，１３の
各辺の抵抗値を等しくするために、前述の如く高精度抵
抗値のひずみゲージ１や抵抗体４，５，６、ダミーゲー
ジ１０が用いられていた。このため、ひずみゲージ１や
抵抗体４，５，６、ダミーゲージ１０が高価なものとな
ると共に、それらの製造技術も高度な技術を要するもの
となっていた。
み測定装置では、前記式（８）に基づくひずみ測定を基
本的前提とし、できるだけブリッジ回路７，９，１３の
各辺の抵抗値を等しくするために、前述の如く高精度抵
抗値のひずみゲージ１や抵抗体４，５，６、ダミーゲー
ジ１０が用いられていた。このため、ひずみゲージ１や
抵抗体４，５，６、ダミーゲージ１０が高価なものとな
ると共に、それらの製造技術も高度な技術を要するもの
となっていた。
【００４５】さらに、従来の測定手法を用いるひずみ測
定装置にあっては、ひずみゲージ１を接続してブリッジ
回路７，９，１３を構成する抵抗回路の回路パターンの
抵抗値をキャンセルするための方策を講じたり、多点ひ
ずみ測定に際して抵抗回路に接続するひずみゲージ１を
切り替えるためのスイッチ手段として接点抵抗の小さい
ものを使用する等の方策を採る必要があり、その結果、
ひずみ測定装置も高価なものとなりやすいものとなって
いた。
定装置にあっては、ひずみゲージ１を接続してブリッジ
回路７，９，１３を構成する抵抗回路の回路パターンの
抵抗値をキャンセルするための方策を講じたり、多点ひ
ずみ測定に際して抵抗回路に接続するひずみゲージ１を
切り替えるためのスイッチ手段として接点抵抗の小さい
ものを使用する等の方策を採る必要があり、その結果、
ひずみ測定装置も高価なものとなりやすいものとなって
いた。
【００４６】
【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、物体に貼着するひずみゲージを一辺に備えたブリ
ッジ回路の初期不平衡出力電圧の影響を適正に排除し
て、該ブリッジ回路の出力電圧から精度よく物体のひず
みを測定することができると共に、安価で簡略なひずみ
測定システムを構築する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。
鑑み、物体に貼着するひずみゲージを一辺に備えたブリ
ッジ回路の初期不平衡出力電圧の影響を適正に排除し
て、該ブリッジ回路の出力電圧から精度よく物体のひず
みを測定することができると共に、安価で簡略なひずみ
測定システムを構築する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。
【００４７】さらに、ひずみゲージに結線されたリード
線の抵抗値の影響も排除して、ブリッジ回路の出力電圧
に基づくひずみ測定の精度をより高めることができるひ
ずみ測定方法を提供することを目的とする。
線の抵抗値の影響も排除して、ブリッジ回路の出力電圧
に基づくひずみ測定の精度をより高めることができるひ
ずみ測定方法を提供することを目的とする。
【００４８】また、本発明は、上記のようなひずみ測定
方法を用いて、ひずみ測定を行うことができるひずみ測
定装置を提供することを目的とする。
方法を用いて、ひずみ測定を行うことができるひずみ測
定装置を提供することを目的とする。
【００４９】また、本発明は上記のようなひずみ測定方
法をパーソナルコンピュータを用いた汎用性の高いひず
み測定システムに容易に適用することができるひずみ測
定用記録媒体を提供することを目的とする。
法をパーソナルコンピュータを用いた汎用性の高いひず
み測定システムに容易に適用することができるひずみ測
定用記録媒体を提供することを目的とする。
【００５０】
【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、前記１ゲージ２線法、１ゲージ３線法及び
２ゲージコモンダミー法のそれぞれに関し、前述の如く
構成されるブリッジ回路７，９，１３（図１乃至図３参
照）の出力電圧ｅについて詳細に検討し、次のような知
見を得た。
背景に鑑み、前記１ゲージ２線法、１ゲージ３線法及び
２ゲージコモンダミー法のそれぞれに関し、前述の如く
構成されるブリッジ回路７，９，１３（図１乃至図３参
照）の出力電圧ｅについて詳細に検討し、次のような知
見を得た。
【００５１】まず、説明を一般化するために、図５に示
すように、４個のひずみゲージＧ1〜Ｇ4 をそれぞれ各
辺に具備したブリッジ回路Ｂ（この回路は所謂４ゲージ
法によるひずみ測定の回路である）に関して考察する。
すように、４個のひずみゲージＧ1〜Ｇ4 をそれぞれ各
辺に具備したブリッジ回路Ｂ（この回路は所謂４ゲージ
法によるひずみ測定の回路である）に関して考察する。
【００５２】ここで、以下の説明において、各ひずみゲ
ージＧ1 〜Ｇ4 の無ひずみ状態での抵抗値である基準抵
抗値（公称抵抗値）をそれぞれＲ10〜Ｒ40、各ひずみゲ
ージＧ1 〜Ｇ4 のひずみに応じた抵抗値の変化分をそれ
ぞれΔＲ1 〜ΔＲ4 とおく（各ひずみゲージＧ1 〜Ｇ4
の抵抗値をそれぞれＲ10＋ΔＲ1 〜Ｒ40＋ΔＲ4 とお
く）。また、各ひずみゲージＧn （ｎ＝1,2,3,4 ）をブ
リッジ回路Ｂに組み込むべく各ひずみゲージＧn の両端
に結線されたリード線Ｌn1，Ｌn2（ｎ＝1,2,3,4）の抵
抗値をそれぞれｒn1，ｒn2（ｎ＝1,2,3,4 ）とおき、さ
らに、各ひずみゲージＧn の両端に結線されたリード線
Ｌn1，Ｌn2（ｎ＝1,2,3,4 ）の抵抗値ｒn1，ｒn2（ｎ＝
1,2,3,4 ）の総和（ｒn1＋ｒn2）をそれぞれｒn （ｎ＝
1,2,3,4 ）とおく。
ージＧ1 〜Ｇ4 の無ひずみ状態での抵抗値である基準抵
抗値（公称抵抗値）をそれぞれＲ10〜Ｒ40、各ひずみゲ
ージＧ1 〜Ｇ4 のひずみに応じた抵抗値の変化分をそれ
ぞれΔＲ1 〜ΔＲ4 とおく（各ひずみゲージＧ1 〜Ｇ4
の抵抗値をそれぞれＲ10＋ΔＲ1 〜Ｒ40＋ΔＲ4 とお
く）。また、各ひずみゲージＧn （ｎ＝1,2,3,4 ）をブ
リッジ回路Ｂに組み込むべく各ひずみゲージＧn の両端
に結線されたリード線Ｌn1，Ｌn2（ｎ＝1,2,3,4）の抵
抗値をそれぞれｒn1，ｒn2（ｎ＝1,2,3,4 ）とおき、さ
らに、各ひずみゲージＧn の両端に結線されたリード線
Ｌn1，Ｌn2（ｎ＝1,2,3,4 ）の抵抗値ｒn1，ｒn2（ｎ＝
1,2,3,4 ）の総和（ｒn1＋ｒn2）をそれぞれｒn （ｎ＝
1,2,3,4 ）とおく。
【００５３】また、ひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11と
ひずみゲージＧ4 のリード線Ｌ42との接続部位もしくは
これと同電位の部分と、ひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ
22とひずみゲージＧ3 のリード線Ｌ31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Ｂの一対の電
源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 とし、ひずみゲージＧ1 のリード線
Ｌ12とひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21との接続部位も
しくはこれと同電位の部分と、ひずみゲージＧ3 のリー
ド線Ｌ32とひずみゲージＧ4 のリード線Ｌ41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Ｂの一
対の出力部Ｏ1，Ｏ2 とする。
ひずみゲージＧ4 のリード線Ｌ42との接続部位もしくは
これと同電位の部分と、ひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ
22とひずみゲージＧ3 のリード線Ｌ31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Ｂの一対の電
源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 とし、ひずみゲージＧ1 のリード線
Ｌ12とひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21との接続部位も
しくはこれと同電位の部分と、ひずみゲージＧ3 のリー
ド線Ｌ32とひずみゲージＧ4 のリード線Ｌ41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Ｂの一
対の出力部Ｏ1，Ｏ2 とする。
【００５４】また、以下の説明においては、各ひずみゲ
ージＧn （ｎ＝1,2,3,4 ）の抵抗値の変化は基本的には
ひずみのみによって生じるものとし、また、リード線Ｌ
n1，Ｌn2（ｎ＝1,2,3,4 ）の抵抗値は、時間的な変化を
生じない（一定）か、もしくは、その変化が無視できる
程、微小なものであるとする。
ージＧn （ｎ＝1,2,3,4 ）の抵抗値の変化は基本的には
ひずみのみによって生じるものとし、また、リード線Ｌ
n1，Ｌn2（ｎ＝1,2,3,4 ）の抵抗値は、時間的な変化を
生じない（一定）か、もしくは、その変化が無視できる
程、微小なものであるとする。
【００５５】このようなブリッジ回路Ｂにおいて、電源
入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間に電源電圧Ｖを付与したとき、出力
部Ｏ1 ，Ｏ2 間に発生する出力電圧ｅは、次式（１２）
により与えられる。
入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間に電源電圧Ｖを付与したとき、出力
部Ｏ1 ，Ｏ2 間に発生する出力電圧ｅは、次式（１２）
により与えられる。
【００５６】
【数１２】
【００５７】また、この式（１２）から、各ひずみゲー
ジＧn （ｎ＝1,2,3,4 ）のひずみを生じていない状態、
すなわちΔＲn ＝０（ｎ＝1,2,3,4 ）におけるブリッジ
回路Ｂの初期不平衡出力電圧ｅ0 は、次式（１３）によ
り与えられ、
ジＧn （ｎ＝1,2,3,4 ）のひずみを生じていない状態、
すなわちΔＲn ＝０（ｎ＝1,2,3,4 ）におけるブリッジ
回路Ｂの初期不平衡出力電圧ｅ0 は、次式（１３）によ
り与えられ、
【００５８】
【数１３】
【００５９】この式（１３）から次式（１４）が得られ
る。
る。
【００６０】
【数１４】
【００６１】一方、式（１２）を整理すると、次式（１
５）が得られる。
５）が得られる。
【００６２】
【数１５】
【００６３】そして、この式（１５）の右辺第２項を式
（１４）の右辺に置き換え、さらに式（１５）の両辺を
整理すると、次式（１６）が得られる。
（１４）の右辺に置き換え、さらに式（１５）の両辺を
整理すると、次式（１６）が得られる。
【００６４】
【数１６】
【００６５】ここで、各ひずみゲージＧn （ｎ＝1,2,3,
4 ）のひずみ（これは各ひずみゲージＧn を物体に貼着
したときは基本的には物体のひずみに等しい）をそれぞ
れε n （ｎ＝1,2,3,4 ）、各ひずみゲージＧn のゲージ
率をそれぞれＫn （ｎ＝1,2,3,4 ）とおく。このとき、
ひずみεn （本来の意味でのひずみ）とこれに応じた各
ひずみゲージＧn の抵抗値の変化分ΔＲn との間には、
次の関係式（１７）が成立するので、
4 ）のひずみ（これは各ひずみゲージＧn を物体に貼着
したときは基本的には物体のひずみに等しい）をそれぞ
れε n （ｎ＝1,2,3,4 ）、各ひずみゲージＧn のゲージ
率をそれぞれＫn （ｎ＝1,2,3,4 ）とおく。このとき、
ひずみεn （本来の意味でのひずみ）とこれに応じた各
ひずみゲージＧn の抵抗値の変化分ΔＲn との間には、
次の関係式（１７）が成立するので、
【００６６】
【数１７】
【００６７】式（１６）は、次式（１８）に書き換えら
れる。
れる。
【００６８】
【数１８】
【００６９】一方、前記式（１４）を（Ｒ20＋ｒ2 ）に
ついて解くと、次式（１９）が得られ、
ついて解くと、次式（１９）が得られ、
【００７０】
【数１９】
【００７１】この式（１９）から、式（１８）の右辺に
含まれる（Ｒ10＋Ｒ20＋ｒ1 ＋ｒ2 ）は次式（２０）に
より与えられる。
含まれる（Ｒ10＋Ｒ20＋ｒ1 ＋ｒ2 ）は次式（２０）に
より与えられる。
【００７２】
【数２０】
【００７３】そこで、この式（２０）を式（１８）に適
用すると、式（１８）は次式（２１）に書き換えられ
る。
用すると、式（１８）は次式（２１）に書き換えられ
る。
【００７４】
【数２１】
【００７５】この式（２１）は、ブリッジ回路Ｂの各辺
のひずみゲージＧn （ｎ＝1,2,3,4）の抵抗値の変化分
ΔＲn に相当するひずみεn と、ブリッジ回路Ｂの出力
電圧ｅ及び初期不平衡行出力電圧ｅ0 とを相関づける一
般式である。
のひずみゲージＧn （ｎ＝1,2,3,4）の抵抗値の変化分
ΔＲn に相当するひずみεn と、ブリッジ回路Ｂの出力
電圧ｅ及び初期不平衡行出力電圧ｅ0 とを相関づける一
般式である。
【００７６】次に、上述した図５のブリッジ回路Ｂと式
（２１）とに基づいて、１ゲージ２線法、１ゲージ３線
法及び２ゲージコモンダミー法のそれぞれについて考察
する。
（２１）とに基づいて、１ゲージ２線法、１ゲージ３線
法及び２ゲージコモンダミー法のそれぞれについて考察
する。
【００７７】まず、図１の１ゲージ２線法の前記ブリッ
ジ回路７は、図５のブリッジ回路Ｂにおいて、ひずみゲ
ージＧ2 〜Ｇ4 をひずみを生じない状態に維持する（Δ
Ｒ2＝ΔＲ3 ＝ΔＲ4 ＝０）と共に、ひずみゲージＧ1
〜Ｇ4 のそれぞれの基準抵抗値Ｒ10〜Ｒ40をそれぞれ図
１のブリッジ回路７のひずみゲージ１の基準抵抗値
Ｒ 0 、抵抗体４〜６の抵抗値Ｒ2 〜Ｒ4 と同一とし、さ
らに、ひずみゲージＧ2 〜Ｇ4 のリード線Ｌ21，Ｌ22，
Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42の抵抗値ｒ21，ｒ22，ｒ31，ｒ
32，ｒ41，ｒ42をいずれも「０」とすると共にひずみゲ
ージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の抵抗値ｒ11，ｒ12をそ
れぞれひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒa1，
ｒa2と同一とした回路と等価である。
ジ回路７は、図５のブリッジ回路Ｂにおいて、ひずみゲ
ージＧ2 〜Ｇ4 をひずみを生じない状態に維持する（Δ
Ｒ2＝ΔＲ3 ＝ΔＲ4 ＝０）と共に、ひずみゲージＧ1
〜Ｇ4 のそれぞれの基準抵抗値Ｒ10〜Ｒ40をそれぞれ図
１のブリッジ回路７のひずみゲージ１の基準抵抗値
Ｒ 0 、抵抗体４〜６の抵抗値Ｒ2 〜Ｒ4 と同一とし、さ
らに、ひずみゲージＧ2 〜Ｇ4 のリード線Ｌ21，Ｌ22，
Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42の抵抗値ｒ21，ｒ22，ｒ31，ｒ
32，ｒ41，ｒ42をいずれも「０」とすると共にひずみゲ
ージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の抵抗値ｒ11，ｒ12をそ
れぞれひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒa1，
ｒa2と同一とした回路と等価である。
【００７８】従って、１ゲージ２線法の前記ブリッジ回
路７では、前記式（２１）において、ε2 ＝ε3 ＝ε4
＝０、ｒ2 ＝ｒ3 ＝ｒ4 ＝０とし、さらにＲ10〜Ｒ40を
それぞれＲ0 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 に置き換えると共に、
ひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の抵抗値の総和
ｒ1 （＝ｒ11＋ｒ12）をブリッジ回路７のひずみゲージ
１のリード線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）に置
き換えてなる次式（２２）が成立する。尚、この場合、
式（２１）中で用いているひずみゲージＧ1 のひずみε
1 及びゲージ率Ｋ1 をそれぞれブリッジ回路７のひずみ
ゲージ１のひずみε及びゲージ率Ｋに置き換えている。
路７では、前記式（２１）において、ε2 ＝ε3 ＝ε4
＝０、ｒ2 ＝ｒ3 ＝ｒ4 ＝０とし、さらにＲ10〜Ｒ40を
それぞれＲ0 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 に置き換えると共に、
ひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の抵抗値の総和
ｒ1 （＝ｒ11＋ｒ12）をブリッジ回路７のひずみゲージ
１のリード線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）に置
き換えてなる次式（２２）が成立する。尚、この場合、
式（２１）中で用いているひずみゲージＧ1 のひずみε
1 及びゲージ率Ｋ1 をそれぞれブリッジ回路７のひずみ
ゲージ１のひずみε及びゲージ率Ｋに置き換えている。
【００７９】
【数２２】
【００８０】そして、この式（２２）から次式（２３）
が得られる。
が得られる。
【００８１】
【数２３】
【００８２】ここで、説明の便宜上、式（２３）の大括
弧［ ］内の演算結果の値をεa とおく。すなわち、
弧［ ］内の演算結果の値をεa とおく。すなわち、
【００８３】
【数２４】
【００８４】とする。このとき、式（２４）により求め
られるεa は、式（２３）においてｒ＝０とした場合、
より一般的には、前記ブリッジ回路７においてひずみゲ
ージ１と同じ辺に組み込まれるひずみゲージ１のリード
線２，３の総抵抗値ｒがひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ
0 に比して十分に小さい場合（ｒ／Ｒ0 ≒０）に、ひず
みゲージ１を貼着する物体のひずみ測定時に得られるブ
リッジ回路７の出力電圧ｅと前記初期不平衡出力電圧ｅ
0 とを用いて求められる物体のひずみε（＝ひずみゲー
ジ１のひずみ）である。言い換えれば、式（２４）は、
初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除して、ブリッジ回
路７の出力電圧ｅから物体のひずみεa （本来の意味で
のひずみ）を求めるための基本式である。
られるεa は、式（２３）においてｒ＝０とした場合、
より一般的には、前記ブリッジ回路７においてひずみゲ
ージ１と同じ辺に組み込まれるひずみゲージ１のリード
線２，３の総抵抗値ｒがひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ
0 に比して十分に小さい場合（ｒ／Ｒ0 ≒０）に、ひず
みゲージ１を貼着する物体のひずみ測定時に得られるブ
リッジ回路７の出力電圧ｅと前記初期不平衡出力電圧ｅ
0 とを用いて求められる物体のひずみε（＝ひずみゲー
ジ１のひずみ）である。言い換えれば、式（２４）は、
初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除して、ブリッジ回
路７の出力電圧ｅから物体のひずみεa （本来の意味で
のひずみ）を求めるための基本式である。
【００８５】尚、前述した従来の測定手法に合わせて、
式（２４）において、Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、
式（２４）において、Ｒ3 ＝Ｒ4 とすると、
【００８６】
【数２５】
【００８７】となり、さらに、Ｖ＝２［Ｖ］、Ｋ＝２と
すると、
すると、
【００８８】
【数２６】
【００８９】となる（これらの式（２５）、（２６）は
従来の測定手法で初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除
するために用いていた前記式（１０）、（１１）と一致
しないことに注意）。そして、これらの式（２５）、
（２６）においてｅ0 ＝０とすると、式（２５）、（２
６）はそれぞれ従来の測定手法で用いていた前記の基本
式（８）、（９）と一致する。
従来の測定手法で初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除
するために用いていた前記式（１０）、（１１）と一致
しないことに注意）。そして、これらの式（２５）、
（２６）においてｅ0 ＝０とすると、式（２５）、（２
６）はそれぞれ従来の測定手法で用いていた前記の基本
式（８）、（９）と一致する。
【００９０】また、前記式（２４）により求まるεa に
（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してなる値、すなわち、前記
式（２３）の演算により求められるひずみεを便宜上、
εbとおく（εb ＝εa ・（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 ）。この
εb を求める前記式（２３）の演算は、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るひずみ
ゲージ１のリード線２，３の総抵抗値ｒ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、前記
初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響の排除に加えて、該リー
ド線２，３の総抵抗値ｒの影響（より詳しくは総抵抗値
ｒに起因した感度低下）をも排除してひずみεb （本来
の意味でのひずみ）を求めるものである。
（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してなる値、すなわち、前記
式（２３）の演算により求められるひずみεを便宜上、
εbとおく（εb ＝εa ・（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 ）。この
εb を求める前記式（２３）の演算は、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るひずみ
ゲージ１のリード線２，３の総抵抗値ｒ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、前記
初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響の排除に加えて、該リー
ド線２，３の総抵抗値ｒの影響（より詳しくは総抵抗値
ｒに起因した感度低下）をも排除してひずみεb （本来
の意味でのひずみ）を求めるものである。
【００９１】次に、前記１ゲージ３線法について考察す
る。図２の１ゲージ３線法のブリッジ回路９は、図５の
ブリッジ回路Ｂにおいて、ひずみゲージＧ2 〜Ｇ4 をひ
ずみを生じない状態に維持する（ΔＲ2 ＝ΔＲ3 ＝ΔＲ
4 ＝０）と共に、ひずみゲージＧ1 〜Ｇ4 のそれぞれの
基準抵抗値Ｒ10〜Ｒ40をそれぞれ図２のブリッジ回路９
のひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 、抵抗体４〜６の抵
抗値Ｒ2 〜Ｒ4 と同一とし、さらに、ひずみゲージＧ1
のリード線Ｌ12の抵抗値ｒ12及びひずみゲージＧ2 のリ
ード線Ｌ22の抵抗値ｒ22、並びにひずみゲージＧ3 ，Ｇ
4 のそれぞれのリード線Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42の抵抗
値ｒ31，ｒ32，ｒ41，ｒ42をいずれも「０」とすると共
にひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11の抵抗値ｒ11及びひ
ずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21の抵抗値ｒ21をそれぞれ
ひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒa1，ｒa2と
同一とした回路と等価である。
る。図２の１ゲージ３線法のブリッジ回路９は、図５の
ブリッジ回路Ｂにおいて、ひずみゲージＧ2 〜Ｇ4 をひ
ずみを生じない状態に維持する（ΔＲ2 ＝ΔＲ3 ＝ΔＲ
4 ＝０）と共に、ひずみゲージＧ1 〜Ｇ4 のそれぞれの
基準抵抗値Ｒ10〜Ｒ40をそれぞれ図２のブリッジ回路９
のひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 、抵抗体４〜６の抵
抗値Ｒ2 〜Ｒ4 と同一とし、さらに、ひずみゲージＧ1
のリード線Ｌ12の抵抗値ｒ12及びひずみゲージＧ2 のリ
ード線Ｌ22の抵抗値ｒ22、並びにひずみゲージＧ3 ，Ｇ
4 のそれぞれのリード線Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ42の抵抗
値ｒ31，ｒ32，ｒ41，ｒ42をいずれも「０」とすると共
にひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11の抵抗値ｒ11及びひ
ずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21の抵抗値ｒ21をそれぞれ
ひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒa1，ｒa2と
同一とした回路と等価である。
【００９２】従って、１ゲージ３線法の前記ブリッジ回
路９では、前記式（２１）において、ε2 ＝ε3 ＝ε4
＝０、ｒ3 ＝ｒ4 ＝０とし、さらにＲ10〜Ｒ40をそれぞ
れＲ 0 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 に置き換えると共に、ひずみ
ゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の総抵抗値ｒ1 （＝ｒ
11＋ｒ12）及びひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21，Ｌ 22
の総抵抗値ｒ2 （＝ｒ21＋ｒ22）をそれぞれブリッジ回
路９のひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒa1，
ｒa2に置き換えてなる次式（２７）が成立する。尚、こ
の場合、式（２１）中で用いているひずみゲージＧ1 の
ひずみε1 及びゲージ率Ｋ1 をそれぞれブリッジ回路９
のひずみゲージ１のひずみε及びゲージ率Ｋに置き換え
ている。
路９では、前記式（２１）において、ε2 ＝ε3 ＝ε4
＝０、ｒ3 ＝ｒ4 ＝０とし、さらにＲ10〜Ｒ40をそれぞ
れＲ 0 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 に置き換えると共に、ひずみ
ゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の総抵抗値ｒ1 （＝ｒ
11＋ｒ12）及びひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21，Ｌ 22
の総抵抗値ｒ2 （＝ｒ21＋ｒ22）をそれぞれブリッジ回
路９のひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒa1，
ｒa2に置き換えてなる次式（２７）が成立する。尚、こ
の場合、式（２１）中で用いているひずみゲージＧ1 の
ひずみε1 及びゲージ率Ｋ1 をそれぞれブリッジ回路９
のひずみゲージ１のひずみε及びゲージ率Ｋに置き換え
ている。
【００９３】
【数２７】
【００９４】そして、この式（２７）から次式（２８）
が得られる。
が得られる。
【００９５】
【数２８】
【００９６】ここで、この式（２８）において、ｒa1＝
０とした場合、より一般的には、前記ブリッジ回路９に
おいてひずみゲージ１と同じ辺に組み込まれるひずみゲ
ージ１のリード線２の抵抗値ｒa1がひずみゲージ１の基
準抵抗値Ｒ0 に比して十分に小さい（ｒa1／Ｒ0 ≒０）
場合には、式（２８）の右辺の演算式は、式（２３）の
大括弧［ ］内の演算式となり、これは、前記式（２
４）と一致する。
０とした場合、より一般的には、前記ブリッジ回路９に
おいてひずみゲージ１と同じ辺に組み込まれるひずみゲ
ージ１のリード線２の抵抗値ｒa1がひずみゲージ１の基
準抵抗値Ｒ0 に比して十分に小さい（ｒa1／Ｒ0 ≒０）
場合には、式（２８）の右辺の演算式は、式（２３）の
大括弧［ ］内の演算式となり、これは、前記式（２
４）と一致する。
【００９７】従って、前記式（２４）は、１ゲージ３線
法のひずみ測定手法においても、初期不平衡出力電圧ｅ
0 の影響を排除して、ブリッジ回路９の出力電圧ｅから
ひずみεa を求めるための基本式となる。
法のひずみ測定手法においても、初期不平衡出力電圧ｅ
0 の影響を排除して、ブリッジ回路９の出力電圧ｅから
ひずみεa を求めるための基本式となる。
【００９８】そして、式（２４）により求まるεa に
（Ｒ0 ＋ｒa1）／Ｒ0 を乗算してなる値（＝εa ・（Ｒ
0 ＋ｒa1）／Ｒ0 ）を求める前記式（２８）の演算は、
１ゲージ３線法のブリッジ回路９においてひずみゲージ
１と同じ辺に組み込まれるひずみゲージ１のリード線２
の抵抗値ｒa1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、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 の
影響の排除に加えて、該リード線２の抵抗値ｒa1の影響
（より詳しくは抵抗値ｒa1に起因した感度低下）をも排
除してひずみε（これは、前記１ゲージ２線法における
前記ひずみεb に相当する）を求めるものである。
（Ｒ0 ＋ｒa1）／Ｒ0 を乗算してなる値（＝εa ・（Ｒ
0 ＋ｒa1）／Ｒ0 ）を求める前記式（２８）の演算は、
１ゲージ３線法のブリッジ回路９においてひずみゲージ
１と同じ辺に組み込まれるひずみゲージ１のリード線２
の抵抗値ｒa1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、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 の
影響の排除に加えて、該リード線２の抵抗値ｒa1の影響
（より詳しくは抵抗値ｒa1に起因した感度低下）をも排
除してひずみε（これは、前記１ゲージ２線法における
前記ひずみεb に相当する）を求めるものである。
【００９９】尚、前記式（２３）において、ｒをブリッ
ジ回路７，９のひずみゲージ１と同じ辺に存するリード
線（１ゲージ２線法ではリード線２，３。１ゲージ３線
法ではリード線２）の総抵抗値と考えれば、式（２３）
は、１ゲージ２線法だけでなく、１ゲージ３線法につい
ても成立する式である。
ジ回路７，９のひずみゲージ１と同じ辺に存するリード
線（１ゲージ２線法ではリード線２，３。１ゲージ３線
法ではリード線２）の総抵抗値と考えれば、式（２３）
は、１ゲージ２線法だけでなく、１ゲージ３線法につい
ても成立する式である。
【０１００】次に、前記２ゲージコモンダミー法につい
て考察する。図３の２ゲージコモンダミー法のブリッジ
回路１３は、図５のブリッジ回路Ｂにおいて、ひずみゲ
ージＧ2 〜Ｇ4 をひずみを生じない状態に維持する（Δ
Ｒ2 ＝ΔＲ3 ＝ΔＲ4 ＝０）と共に、ひずみゲージＧ1
〜Ｇ4 のそれぞれの基準抵抗値Ｒ10〜Ｒ40をそれぞれ図
３のブリッジ回路１３のひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ
0 、ダミーゲージ１０の基準抵抗値Ｒd 、抵抗体５，６
の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 と同一とし、さらに、ひずみゲージ
Ｇ3 ，Ｇ4 のそれぞれのリード線Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ
42の抵抗値ｒ31，ｒ32，ｒ41，ｒ42をいずれも「０」と
すると共にひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の抵
抗値ｒ11，ｒ12及びひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21，
Ｌ22の抵抗値ｒ21，ｒ22をそれぞれひずみゲージ１のリ
ード線２，３の抵抗値ｒa1，ｒa2及びダミーゲージ１０
のリード線１１，１２の抵抗値ｒd1，ｒd2と同一とした
回路と等価である。
て考察する。図３の２ゲージコモンダミー法のブリッジ
回路１３は、図５のブリッジ回路Ｂにおいて、ひずみゲ
ージＧ2 〜Ｇ4 をひずみを生じない状態に維持する（Δ
Ｒ2 ＝ΔＲ3 ＝ΔＲ4 ＝０）と共に、ひずみゲージＧ1
〜Ｇ4 のそれぞれの基準抵抗値Ｒ10〜Ｒ40をそれぞれ図
３のブリッジ回路１３のひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ
0 、ダミーゲージ１０の基準抵抗値Ｒd 、抵抗体５，６
の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 と同一とし、さらに、ひずみゲージ
Ｇ3 ，Ｇ4 のそれぞれのリード線Ｌ31，Ｌ32，Ｌ41，Ｌ
42の抵抗値ｒ31，ｒ32，ｒ41，ｒ42をいずれも「０」と
すると共にひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の抵
抗値ｒ11，ｒ12及びひずみゲージＧ2 のリード線Ｌ21，
Ｌ22の抵抗値ｒ21，ｒ22をそれぞれひずみゲージ１のリ
ード線２，３の抵抗値ｒa1，ｒa2及びダミーゲージ１０
のリード線１１，１２の抵抗値ｒd1，ｒd2と同一とした
回路と等価である。
【０１０１】従って、２ゲージコモンダミー法の前記ブ
リッジ回路１３では、前記式（２１）において、ε2 ＝
ε3 ＝ε4 ＝０、ｒ3 ＝ｒ4 ＝０とし、さらにＲ10〜Ｒ
40をそれぞれＲ0 ，Ｒd ，Ｒ3 ，Ｒ4 に置き換えると共
に、ひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の総抵抗値
ｒ1 （＝ｒ11＋ｒ12）及びひずみゲージＧ2 のリード線
Ｌ21，Ｌ22の総抵抗値ｒ2 （＝ｒ21＋ｒ22）をそれぞれ
ブリッジ回路１３のひずみゲージ１のリード線２，３の
総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）及びダミーゲージ１０のリ
ード線１１，１２の総抵抗値（ｒd1＋ｒd2）に置き換え
ることで、前記１ゲージ２線法の場合と全く同一の前記
式（２２）、ひいては前記式（２３）が得られることと
なる。そして、式（２３）においてひずみゲージ１のリ
ード線２，３の総抵抗値ｒがｒ＝０であるとした場合、
より一般的には、リード線２，３の総抵抗値ｒがひずみ
ゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 に比して十分に小さい（ｒ／
Ｒ 0 ≒０）場合には、前記式（２４）が得られることと
なる。
リッジ回路１３では、前記式（２１）において、ε2 ＝
ε3 ＝ε4 ＝０、ｒ3 ＝ｒ4 ＝０とし、さらにＲ10〜Ｒ
40をそれぞれＲ0 ，Ｒd ，Ｒ3 ，Ｒ4 に置き換えると共
に、ひずみゲージＧ1 のリード線Ｌ11，Ｌ12の総抵抗値
ｒ1 （＝ｒ11＋ｒ12）及びひずみゲージＧ2 のリード線
Ｌ21，Ｌ22の総抵抗値ｒ2 （＝ｒ21＋ｒ22）をそれぞれ
ブリッジ回路１３のひずみゲージ１のリード線２，３の
総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）及びダミーゲージ１０のリ
ード線１１，１２の総抵抗値（ｒd1＋ｒd2）に置き換え
ることで、前記１ゲージ２線法の場合と全く同一の前記
式（２２）、ひいては前記式（２３）が得られることと
なる。そして、式（２３）においてひずみゲージ１のリ
ード線２，３の総抵抗値ｒがｒ＝０であるとした場合、
より一般的には、リード線２，３の総抵抗値ｒがひずみ
ゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 に比して十分に小さい（ｒ／
Ｒ 0 ≒０）場合には、前記式（２４）が得られることと
なる。
【０１０２】以上のことから、前記式（２４）は、１ゲ
ージ２線法、１ゲージ３線法及び２ゲージコモンダミー
法のいずれの手法についても、ひずみゲージ１と同じ辺
に存するリード線（１ゲージ２線法及び２ゲージコモン
ダミー法ではリード線２，３。１ゲージ３線法ではリー
ド線２）の総抵抗値がひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ 0
に比して十分に小さい場合に、ブリッジ回路７，９，１
３の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除して、ひずみ
測定時のブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅからひ
ずみεa を適正に求めるための基本式となる。
ージ２線法、１ゲージ３線法及び２ゲージコモンダミー
法のいずれの手法についても、ひずみゲージ１と同じ辺
に存するリード線（１ゲージ２線法及び２ゲージコモン
ダミー法ではリード線２，３。１ゲージ３線法ではリー
ド線２）の総抵抗値がひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ 0
に比して十分に小さい場合に、ブリッジ回路７，９，１
３の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除して、ひずみ
測定時のブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅからひ
ずみεa を適正に求めるための基本式となる。
【０１０３】さらに、１ゲージ２線法、１ゲージ３線法
及び２ゲージコモンダミー法のそれぞれのブリッジ回路
７，９，１３において、ひずみゲージ１と同じ辺に存す
る該ひずみゲージ１のリード線（１ゲージ２線法及び２
ゲージコモンダミー法ではリード線２，３。１ゲージ３
線法では、リード線２）の総抵抗値を式（２３）中のｒ
と考えれば、式（２３）は、ブリッジ回路７，９，１３
の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響に加えて、ひずみゲー
ジ１のリード線の抵抗値の影響（より詳しくはリード線
の抵抗値に起因した感度低下）をも排除して、ひずみ測
定時のブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅからひず
みε（＝εb ）を求めるための式となる。
及び２ゲージコモンダミー法のそれぞれのブリッジ回路
７，９，１３において、ひずみゲージ１と同じ辺に存す
る該ひずみゲージ１のリード線（１ゲージ２線法及び２
ゲージコモンダミー法ではリード線２，３。１ゲージ３
線法では、リード線２）の総抵抗値を式（２３）中のｒ
と考えれば、式（２３）は、ブリッジ回路７，９，１３
の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響に加えて、ひずみゲー
ジ１のリード線の抵抗値の影響（より詳しくはリード線
の抵抗値に起因した感度低下）をも排除して、ひずみ測
定時のブリッジ回路７，９，１３の出力電圧ｅからひず
みε（＝εb ）を求めるための式となる。
【０１０４】以上のことを基礎として、本発明を次に説
明する。尚、以下の本発明の説明において、括弧（ ）
内の参照符号は、本発明の理解の便宜のために付した図
１乃至図３の参照符号である。
明する。尚、以下の本発明の説明において、括弧（ ）
内の参照符号は、本発明の理解の便宜のために付した図
１乃至図３の参照符号である。
【０１０５】すなわち、本発明のひずみ測定方法は前記
の目的を達成するために、物体に生じるひずみに応じた
抵抗値変化が生じるように該物体に貼着されるひずみゲ
ージ（１）を一辺に具備し、且つ残りの三辺にそれぞれ
前記物体のひずみと無関係な所定抵抗値の抵抗体（１ゲ
ージ法では４，５，６、２ゲージコモンダミー法では１
０，５，６）を具備してなるブリッジ回路（７，９，１
３）を用い、該ブリッジ回路（７，９，１３）の所定の
一対の対角点を一対の電源入力部（Ｉ1 ，Ｉ2）、該ブ
リッジ回路（７，９，１３）の残りの一対の対角点を一
対の出力部（Ｏ 1 ，Ｏ2 ）として、前記ブリッジ回路
（７，９，１３）の一対の電源入力部（Ｉ 1 ，Ｉ2 ）に
電源電圧を付与した状態で、前記一対の出力部（Ｏ1 ，
Ｏ2 ）間に生じる出力電圧を検出し、その検出した出力
電圧から前記物体のひずみを測定するひずみ測定方法に
おいて、あらかじめ前記ひずみゲージ（１）のひずみを
生じていない状態における前記ブリッジ回路（７，９，
１３）の出力電圧を該ブリッジ回路（７，９，１３）の
初期不平衡出力電圧ｅ0 として検出する工程を備え、前
記物体のひずみの測定時に検出された前記ブリッジ回路
（７，９，１３）の出力電圧ｅと、前記初期不平衡出力
電圧ｅ0 とを用いた前記の式（２４）の演算により求め
られる値εa に基づき前記物体のひずみを測定すること
を特徴とするものである。
の目的を達成するために、物体に生じるひずみに応じた
抵抗値変化が生じるように該物体に貼着されるひずみゲ
ージ（１）を一辺に具備し、且つ残りの三辺にそれぞれ
前記物体のひずみと無関係な所定抵抗値の抵抗体（１ゲ
ージ法では４，５，６、２ゲージコモンダミー法では１
０，５，６）を具備してなるブリッジ回路（７，９，１
３）を用い、該ブリッジ回路（７，９，１３）の所定の
一対の対角点を一対の電源入力部（Ｉ1 ，Ｉ2）、該ブ
リッジ回路（７，９，１３）の残りの一対の対角点を一
対の出力部（Ｏ 1 ，Ｏ2 ）として、前記ブリッジ回路
（７，９，１３）の一対の電源入力部（Ｉ 1 ，Ｉ2 ）に
電源電圧を付与した状態で、前記一対の出力部（Ｏ1 ，
Ｏ2 ）間に生じる出力電圧を検出し、その検出した出力
電圧から前記物体のひずみを測定するひずみ測定方法に
おいて、あらかじめ前記ひずみゲージ（１）のひずみを
生じていない状態における前記ブリッジ回路（７，９，
１３）の出力電圧を該ブリッジ回路（７，９，１３）の
初期不平衡出力電圧ｅ0 として検出する工程を備え、前
記物体のひずみの測定時に検出された前記ブリッジ回路
（７，９，１３）の出力電圧ｅと、前記初期不平衡出力
電圧ｅ0 とを用いた前記の式（２４）の演算により求め
られる値εa に基づき前記物体のひずみを測定すること
を特徴とするものである。
【０１０６】ここで式（２４）の演算で用いる前記ブリ
ッジ回路（７，９，１３）のひずみ測定時の出力電圧ｅ
0 及び初期不平衡出力電圧ｅ以外のパラメータを改めて
定義すると、次の通りである。
ッジ回路（７，９，１３）のひずみ測定時の出力電圧ｅ
0 及び初期不平衡出力電圧ｅ以外のパラメータを改めて
定義すると、次の通りである。
【０１０７】Ｖ：前記ブリッジ回路（７，９，１３）の
電源電圧、Ｋ：前記ひずみゲージ（１）のゲージ率、Ｒ
3 ：前記ブリッジ回路（７，９，１３）の各辺のうち、
前記ひずみゲージ（１）を具備する辺の対辺に存する抵
抗体（５）の抵抗値、Ｒ4 ：前記ブリッジ回路（７，
９，１３）の各辺のうち、前記ひずみゲージ（１）を具
備する辺に前記一対の電源入力部の一方（Ｉ1 ）を介し
て隣接する辺に存する抵抗体（６）の抵抗値。
電源電圧、Ｋ：前記ひずみゲージ（１）のゲージ率、Ｒ
3 ：前記ブリッジ回路（７，９，１３）の各辺のうち、
前記ひずみゲージ（１）を具備する辺の対辺に存する抵
抗体（５）の抵抗値、Ｒ4 ：前記ブリッジ回路（７，
９，１３）の各辺のうち、前記ひずみゲージ（１）を具
備する辺に前記一対の電源入力部の一方（Ｉ1 ）を介し
て隣接する辺に存する抵抗体（６）の抵抗値。
【０１０８】かかる本発明によれば、前記物体のひずみ
の測定時に検出された前記ブリッジ回路（７，９，１
３）の出力電圧ｅと、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 とを
用いた前記の式（２４）の演算を行うことで、前述の如
く、ブリッジ回路（７，９，１３）の初期不平衡出力電
圧ｅ0 によるひずみ測定への影響を適正に排除すること
ができ、この式（２４）の演算結果の値εa に基づき物
体のひずみを測定することで、そのひずみ測定の精度を
高めることができる。
の測定時に検出された前記ブリッジ回路（７，９，１
３）の出力電圧ｅと、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 とを
用いた前記の式（２４）の演算を行うことで、前述の如
く、ブリッジ回路（７，９，１３）の初期不平衡出力電
圧ｅ0 によるひずみ測定への影響を適正に排除すること
ができ、この式（２４）の演算結果の値εa に基づき物
体のひずみを測定することで、そのひずみ測定の精度を
高めることができる。
【０１０９】また、式（２４）では、前記ブリッジ回路
（７，９，１３）の各辺の抵抗値が等しいこと等を前提
としない。このため、ブリッジ回路（７，９，１３）の
各辺に備える前記ひずみゲージや抵抗体は、検出可能な
出力電圧ｅをブリッジ回路（７，９，１３）に発生させ
ることができるものであれば、基本的にはどのような抵
抗値のものを使用してもよい。特に、物体に貼着するひ
ずみゲージ（１）の基準抵抗値や、前記抵抗値Ｒ4 の抵
抗体（６）の対辺に存する抵抗体（１ゲージ法では抵抗
体４、２ゲージコモンダミー法ではダミーゲージ１０）
の抵抗値については、式（２４）の演算と無関係であ
る。このため、これらのひずみゲージ（１）や抵抗体
（４又は１０）は、高精度な抵抗値のものを使用する必
要がない。この結果、ひずみ測定のためのブリッジ回路
を構成する際の柔軟性が高まり、ひいては、ひずみ測定
のための装置のコスト低減を図ることが可能となる。
（７，９，１３）の各辺の抵抗値が等しいこと等を前提
としない。このため、ブリッジ回路（７，９，１３）の
各辺に備える前記ひずみゲージや抵抗体は、検出可能な
出力電圧ｅをブリッジ回路（７，９，１３）に発生させ
ることができるものであれば、基本的にはどのような抵
抗値のものを使用してもよい。特に、物体に貼着するひ
ずみゲージ（１）の基準抵抗値や、前記抵抗値Ｒ4 の抵
抗体（６）の対辺に存する抵抗体（１ゲージ法では抵抗
体４、２ゲージコモンダミー法ではダミーゲージ１０）
の抵抗値については、式（２４）の演算と無関係であ
る。このため、これらのひずみゲージ（１）や抵抗体
（４又は１０）は、高精度な抵抗値のものを使用する必
要がない。この結果、ひずみ測定のためのブリッジ回路
を構成する際の柔軟性が高まり、ひいては、ひずみ測定
のための装置のコスト低減を図ることが可能となる。
【０１１０】よって、本発明によれば、ブリッジ回路の
初期不平衡出力電圧の影響を適正に排除して、該ブリッ
ジ回路の出力電圧から精度よく物体のひずみを測定する
ことができると共に、安価で簡略なひずみ測定システム
を構築することが可能となる。
初期不平衡出力電圧の影響を適正に排除して、該ブリッ
ジ回路の出力電圧から精度よく物体のひずみを測定する
ことができると共に、安価で簡略なひずみ測定システム
を構築することが可能となる。
【０１１１】尚、式（２４）の演算に用いるひずみゲー
ジ（１）のゲージ率Ｋは、該ひずみゲージ（１）の材質
等によって定まるゲージ率の値を用いればよい。また、
式（２４）中の電源電圧Ｖはブリッジ回路（７，９，１
３）に付与すべき電圧としてあらかじめ定められた値、
あるいは該電源電圧Ｖの計測値を使用すればよい。ま
た、式（２４）中の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 は、これらに対応
する抵抗体（５，６）のあらかじめ計測してなる抵抗値
を用いればよく、あるいは、該抵抗体（５，６）の抵抗
値が高精度のものである場合には、該抵抗体（５，６）
の公称抵抗値を使用するようにしてもよい。
ジ（１）のゲージ率Ｋは、該ひずみゲージ（１）の材質
等によって定まるゲージ率の値を用いればよい。また、
式（２４）中の電源電圧Ｖはブリッジ回路（７，９，１
３）に付与すべき電圧としてあらかじめ定められた値、
あるいは該電源電圧Ｖの計測値を使用すればよい。ま
た、式（２４）中の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 は、これらに対応
する抵抗体（５，６）のあらかじめ計測してなる抵抗値
を用いればよく、あるいは、該抵抗体（５，６）の抵抗
値が高精度のものである場合には、該抵抗体（５，６）
の公称抵抗値を使用するようにしてもよい。
【０１１２】かかる本発明において、式（２４）の右辺
の分母に現れるＶ・Ｒ3 ／（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）は、ブリッジ
回路（７，９，１３）に電源電圧Ｖを付与したときに、
抵抗値Ｒ3 の抵抗体（５）の存する辺に生じる電圧に相
当する。同様に、式（２４）の右辺の分母に現れるＶ・
Ｒ4 ／（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）は、抵抗値Ｒ4 の抵抗体（６）の
存する辺に生じる電圧に相当する。また、抵抗値Ｒ3 の
抵抗体（５）の存する辺に生じる電圧と抵抗値Ｒ4 の抵
抗体（６）の存する辺に生じる電圧との和が電源電圧Ｖ
である。
の分母に現れるＶ・Ｒ3 ／（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）は、ブリッジ
回路（７，９，１３）に電源電圧Ｖを付与したときに、
抵抗値Ｒ3 の抵抗体（５）の存する辺に生じる電圧に相
当する。同様に、式（２４）の右辺の分母に現れるＶ・
Ｒ4 ／（Ｒ3 ＋Ｒ4 ）は、抵抗値Ｒ4 の抵抗体（６）の
存する辺に生じる電圧に相当する。また、抵抗値Ｒ3 の
抵抗体（５）の存する辺に生じる電圧と抵抗値Ｒ4 の抵
抗体（６）の存する辺に生じる電圧との和が電源電圧Ｖ
である。
【０１１３】そこで、本発明ではさらに、前記ブリッジ
回路（７，９，１３）の一対の電源入力部（Ｉ1 ，
Ｉ2 ）間に前記電源電圧Ｖを付与した状態で、前記ブリ
ッジ回路（７，９，１３）の各辺のうち、前記ひずみゲ
ージ（１）を具備する辺の対辺に生じる電圧Ｖ3 と、前
記ひずみゲージ（１）を具備する辺に前記一対の電源入
力部の一方（Ｉ1 ）を介して隣接する辺に生じる電圧Ｖ
4 との少なくともいずれか一方を検出する工程を備え、
その検出した電圧Ｖ3 及び／又はＶ4 を用いて、前記式
（２４）の演算を次式（２９）、（３０）及び（３１）
のいずれか一つの式により行う。
回路（７，９，１３）の一対の電源入力部（Ｉ1 ，
Ｉ2 ）間に前記電源電圧Ｖを付与した状態で、前記ブリ
ッジ回路（７，９，１３）の各辺のうち、前記ひずみゲ
ージ（１）を具備する辺の対辺に生じる電圧Ｖ3 と、前
記ひずみゲージ（１）を具備する辺に前記一対の電源入
力部の一方（Ｉ1 ）を介して隣接する辺に生じる電圧Ｖ
4 との少なくともいずれか一方を検出する工程を備え、
その検出した電圧Ｖ3 及び／又はＶ4 を用いて、前記式
（２４）の演算を次式（２９）、（３０）及び（３１）
のいずれか一つの式により行う。
【０１１４】
【数２９】
【０１１５】
【数３０】
【０１１６】
【数３１】
【０１１７】このようにブリッジ回路（７，９，１３）
のひずみゲージ（１）を具備する辺の対辺に生じる電圧
Ｖ3 と、ひずみゲージ（１）を具備する辺に前記一対の
電源入力部の一方（Ｉ1 ）を介して隣接する辺に生じる
電圧Ｖ4 との少なくともいずれか一方を検出するように
することで、それらの辺に存する抵抗体（５，６）の抵
抗値Ｒ3 ，Ｒ4 が判っていなくても、検出した電圧Ｖ3
及び／又はＶ4 を用いて前記式（２９）〜（３１）のい
ずれかの演算を行うことで、初期不平衡出力電圧ｅ0 に
よる影響を適正に排除してひずみ測定を行うことができ
る。そして、この場合、ひずみゲージ（１）を具備する
辺の対辺に生じる電圧Ｖ3 と、前記ひずみゲージ（１）
を具備する辺に前記一対の電源入力部の一方（Ｉ1 ）を
介して隣接する辺に生じる電圧Ｖ4 との少なくも一方を
検出することで、それらの電圧Ｖ 3 ，Ｖ4 は、それらの
辺に存する抵抗体（５，６）をブリッジ回路（７，９，
１３）に組み込むための回路パターン等の抵抗値の影響
も含んだものとなる。このため、該回路パターン等の抵
抗値の影響も排除されることとなり、より高精度のひず
み測定を行うことができる。また、回路パターン等の抵
抗値の影響も排除されることで、本発明のひずみ測定方
法をひずみ測定装置に適用した場合に、上記回路パター
ン等の抵抗値をキャンセルする等の手法を講じたりする
必要がなくなって、該ひずみ測定装置の製造コストを低
減することができる。
のひずみゲージ（１）を具備する辺の対辺に生じる電圧
Ｖ3 と、ひずみゲージ（１）を具備する辺に前記一対の
電源入力部の一方（Ｉ1 ）を介して隣接する辺に生じる
電圧Ｖ4 との少なくともいずれか一方を検出するように
することで、それらの辺に存する抵抗体（５，６）の抵
抗値Ｒ3 ，Ｒ4 が判っていなくても、検出した電圧Ｖ3
及び／又はＶ4 を用いて前記式（２９）〜（３１）のい
ずれかの演算を行うことで、初期不平衡出力電圧ｅ0 に
よる影響を適正に排除してひずみ測定を行うことができ
る。そして、この場合、ひずみゲージ（１）を具備する
辺の対辺に生じる電圧Ｖ3 と、前記ひずみゲージ（１）
を具備する辺に前記一対の電源入力部の一方（Ｉ1 ）を
介して隣接する辺に生じる電圧Ｖ4 との少なくも一方を
検出することで、それらの電圧Ｖ 3 ，Ｖ4 は、それらの
辺に存する抵抗体（５，６）をブリッジ回路（７，９，
１３）に組み込むための回路パターン等の抵抗値の影響
も含んだものとなる。このため、該回路パターン等の抵
抗値の影響も排除されることとなり、より高精度のひず
み測定を行うことができる。また、回路パターン等の抵
抗値の影響も排除されることで、本発明のひずみ測定方
法をひずみ測定装置に適用した場合に、上記回路パター
ン等の抵抗値をキャンセルする等の手法を講じたりする
必要がなくなって、該ひずみ測定装置の製造コストを低
減することができる。
【０１１８】尚、前記電圧Ｖ3 ，Ｖ4 の両者を検出する
場合には、式（３１）中のＶの値として、電圧Ｖ3 ，Ｖ
4 の検出値の和（＝Ｖ3 ＋Ｖ4 ）を用いてもよい。
場合には、式（３１）中のＶの値として、電圧Ｖ3 ，Ｖ
4 の検出値の和（＝Ｖ3 ＋Ｖ4 ）を用いてもよい。
【０１１９】ところで、前記式（２４）において、Ｒ3
＝Ｒ4 としてなる前記式（２５）は、次式（３２）に書
き換えることができる。
＝Ｒ4 としてなる前記式（２５）は、次式（３２）に書
き換えることができる。
【０１２０】
【数３２】
【０１２１】ここで、この式（３２）の大括弧［ ］内
の項を次式（３３）のようにεp とおく。
の項を次式（３３）のようにεp とおく。
【０１２２】
【数３３】
【０１２３】このとき、式（３３）の演算により求まる
値εp は、図１及び図２にそれぞれ示した１ゲージ２線
法及び１ゲージ３線法のブリッジ回路７，９において、
Ｒ0＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 という条件を前提とし、また、
２ゲージコモンダミー法のブリッジ回路１３において、
Ｒ0 ＝Ｒd ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 という条件を前提として、ブリ
ッジ回路７，９，１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響
を排除してひずみεを求めるために従来用いていた前記
式（１０）の演算により求まる値に他ならない。
値εp は、図１及び図２にそれぞれ示した１ゲージ２線
法及び１ゲージ３線法のブリッジ回路７，９において、
Ｒ0＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 という条件を前提とし、また、
２ゲージコモンダミー法のブリッジ回路１３において、
Ｒ0 ＝Ｒd ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 という条件を前提として、ブリ
ッジ回路７，９，１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響
を排除してひずみεを求めるために従来用いていた前記
式（１０）の演算により求まる値に他ならない。
【０１２４】つまり、式（３３）の演算により求まる値
εp は、上記の条件下において、従来のようにひずみ測
定時のブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅから
前記式（８）に基づいて求めた値εから、ブリッジ回路
（７，９，１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 に相当する
見掛け上のひずみε0 として、前記式（８）に基づく次
式（３４）により求まる値ε0 を差し引いたものであ
る。
εp は、上記の条件下において、従来のようにひずみ測
定時のブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅから
前記式（８）に基づいて求めた値εから、ブリッジ回路
（７，９，１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 に相当する
見掛け上のひずみε0 として、前記式（８）に基づく次
式（３４）により求まる値ε0 を差し引いたものであ
る。
【０１２５】
【数３４】
【０１２６】一方、上記式（３４）から、初期不平衡出
力電圧ｅ0 をε0 を用いて表すと、次式（３５）が得ら
れる。
力電圧ｅ0 をε0 を用いて表すと、次式（３５）が得ら
れる。
【０１２７】
【数３５】
【０１２８】そして、この式（３５）から、前記式（３
２）の大括弧［ ］以外の項（Ｖ−２ｅ0 ）／（Ｖ＋２
ｅ0 ）は、式（３４）により求まる値ε0 を用いて次式
（３６）により表されることとなる。
２）の大括弧［ ］以外の項（Ｖ−２ｅ0 ）／（Ｖ＋２
ｅ0 ）は、式（３４）により求まる値ε0 を用いて次式
（３６）により表されることとなる。
【０１２９】
【数３６】
【０１３０】この式（３６）と前記式（３２）、（３
３）とから、本発明において、ブリッジ回路（７，９，
１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除してひず
みεaを求めるための前記式（２４）は、従来におい
て、初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除するために用
いていた式（３３）の演算により求まる値εp と、初期
不平衡出力電圧ｅ0 に相当する見掛け上のひずみε0 と
して前記（３４）の演算により求まる値ε0 とを用いれ
ば、次式（３７）により表されることとなる。
３）とから、本発明において、ブリッジ回路（７，９，
１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除してひず
みεaを求めるための前記式（２４）は、従来におい
て、初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を排除するために用
いていた式（３３）の演算により求まる値εp と、初期
不平衡出力電圧ｅ0 に相当する見掛け上のひずみε0 と
して前記（３４）の演算により求まる値ε0 とを用いれ
ば、次式（３７）により表されることとなる。
【０１３１】
【数３７】
【０１３２】そこで、本発明では、前記ブリッジ回路
（７，９，１３）の前記ひずみゲージ（１）を具備する
辺以外の三辺にそれぞれ存する前記抵抗体（１ゲージ法
では４，５，６、２ゲージコモンダミー法では１０，
５，６）の抵抗値は、前記ひずみゲージ（１）のひずみ
を生じていない状態における基準抵抗値（Ｒ0 ）と略同
一の抵抗値であり、前記物体のひずみの測定時に検出さ
れた前記ブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅ
と、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 とを用いた前記式（３
３）の演算を行う工程と、前記初期不平衡出力電圧ｅ0
を用いた前記式（３４）の演算を行う工程とを備え、前
記式（３３）の演算により求まる値εp と前記式（３
４）の演算により求まる値ε0 とを用いた前記式（３
７）の演算により、前記式（２４）の演算を行う。
（７，９，１３）の前記ひずみゲージ（１）を具備する
辺以外の三辺にそれぞれ存する前記抵抗体（１ゲージ法
では４，５，６、２ゲージコモンダミー法では１０，
５，６）の抵抗値は、前記ひずみゲージ（１）のひずみ
を生じていない状態における基準抵抗値（Ｒ0 ）と略同
一の抵抗値であり、前記物体のひずみの測定時に検出さ
れた前記ブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅ
と、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 とを用いた前記式（３
３）の演算を行う工程と、前記初期不平衡出力電圧ｅ0
を用いた前記式（３４）の演算を行う工程とを備え、前
記式（３３）の演算により求まる値εp と前記式（３
４）の演算により求まる値ε0 とを用いた前記式（３
７）の演算により、前記式（２４）の演算を行う。
【０１３３】このように式（３７）の演算によって、前
記式（２４）の演算を行うことで、従来において、ブリ
ッジ回路（７，９，１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 の
影響を排除するために用いていた式（３３）の演算によ
り求まる値εp と、初期不平衡出力電圧ｅ0 に相当する
見掛け上のひずみε0 として前記（３４）の演算により
求まる値ε0 とから、ブリッジ回路（７，９，１３）の
初期不平衡出力電圧ｅ 0 の影響を正しく排除してなるひ
ずみεa を求めることができる。
記式（２４）の演算を行うことで、従来において、ブリ
ッジ回路（７，９，１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 の
影響を排除するために用いていた式（３３）の演算によ
り求まる値εp と、初期不平衡出力電圧ｅ0 に相当する
見掛け上のひずみε0 として前記（３４）の演算により
求まる値ε0 とから、ブリッジ回路（７，９，１３）の
初期不平衡出力電圧ｅ 0 の影響を正しく排除してなるひ
ずみεa を求めることができる。
【０１３４】以上説明した本発明のひずみ測定方法にあ
っては、前記ひずみゲージ（１）は、その両端に結線さ
れた一対のリード線（２，３）を介して前記抵抗体（１
ゲージ法では５，４、２ゲージコモンダミー法では５，
１０）に接続されて、該一対のリード線のうちの少なく
とも一方（１ゲージ２線法及び２ゲージコモンダミー法
では２，３、１ゲージ３線法では２）が該ひずみゲージ
（１）と同一の辺に存する状態で前記ブリッジ回路
（７，９，１３）に組み込まれる。この場合、前記の演
算により求められる前記値εa に、さらに、前記ひずみ
ゲージ（１）のひずみを生じていない状態における基準
抵抗値Ｒ0 と、該ひずみゲージと同一の辺に存する前記
リード線（１ゲージ２線法及び２ゲージコモンダミー法
では２，３、１ゲージ３線法では２）の総抵抗値ｒとの
和（Ｒ0 ＋ｒ）の前記基準抵抗値Ｒ0に対する比（Ｒ0
＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してなる値εb に基づき前記物体の
ひずみを測定することが好ましい。
っては、前記ひずみゲージ（１）は、その両端に結線さ
れた一対のリード線（２，３）を介して前記抵抗体（１
ゲージ法では５，４、２ゲージコモンダミー法では５，
１０）に接続されて、該一対のリード線のうちの少なく
とも一方（１ゲージ２線法及び２ゲージコモンダミー法
では２，３、１ゲージ３線法では２）が該ひずみゲージ
（１）と同一の辺に存する状態で前記ブリッジ回路
（７，９，１３）に組み込まれる。この場合、前記の演
算により求められる前記値εa に、さらに、前記ひずみ
ゲージ（１）のひずみを生じていない状態における基準
抵抗値Ｒ0 と、該ひずみゲージと同一の辺に存する前記
リード線（１ゲージ２線法及び２ゲージコモンダミー法
では２，３、１ゲージ３線法では２）の総抵抗値ｒとの
和（Ｒ0 ＋ｒ）の前記基準抵抗値Ｒ0に対する比（Ｒ0
＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してなる値εb に基づき前記物体の
ひずみを測定することが好ましい。
【０１３５】このようにすることで、前記式（２３）の
演算により求められる値ε（＝εb）に基づきひずみ測
定を行うこととなり、その結果、前述の如く、ブリッジ
回路（７，９，１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響
を排除することに加えて、ひずみゲージ（１）に結線さ
れたリード線（詳しくはひずみゲージと同じ辺に存する
リード線）の抵抗値の影響（より詳しくは該抵抗値に起
因した感度低下）をも排除することができる。このた
め、該リード線が比較的大きな抵抗値を有するような場
合であっても、精度のよいひずみ測定を行うことができ
る。
演算により求められる値ε（＝εb）に基づきひずみ測
定を行うこととなり、その結果、前述の如く、ブリッジ
回路（７，９，１３）の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響
を排除することに加えて、ひずみゲージ（１）に結線さ
れたリード線（詳しくはひずみゲージと同じ辺に存する
リード線）の抵抗値の影響（より詳しくは該抵抗値に起
因した感度低下）をも排除することができる。このた
め、該リード線が比較的大きな抵抗値を有するような場
合であっても、精度のよいひずみ測定を行うことができ
る。
【０１３６】尚、前記値εb を求めるために必要となる
ひずみゲージ（１）の基準抵抗値Ｒ 0 は、該ひずみゲー
ジ（１）のあらかじめ定められた基準抵抗値（公称
値）、あるいは該ひずみゲージ（１）のあらかじめ計測
してなる基準抵抗値を使用すればよい。また、前記リー
ド線の総抵抗値ｒは、例えばそれをあらかじめ計測して
なる値、あるいは、該リード線の材質や長さ、太さ等に
基づいてあらかじめ求めた値を使用すればよい。またさ
らに、ひずみゲージ（１）のひずみを生じていない状態
でブリッジ回路（７，９，１３）に電源電圧Ｖを付与し
たときに、ひずみゲージ（１）に印加される電圧を
ＶG 、ひずみゲージ（１）と同じ辺に存するリード線全
体に印加される電圧をＶr とおくと、明らかに、（Ｒ0
＋ｒ）／Ｒ0 ＝（ＶG ＋Ｖr ）／ＶG である。従って、
例えば上記電圧ＶG ，Ｖr を計測しておき、その計測値
ＶG ，Ｖr に基づく比（ＶG ＋Ｖr ）／ＶG の値をひず
みゲージ（１）の基準抵抗値Ｒ0 とリード線の抵抗値ｒ
とに基づく比（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 の値として用いるよう
にしてもよい。
ひずみゲージ（１）の基準抵抗値Ｒ 0 は、該ひずみゲー
ジ（１）のあらかじめ定められた基準抵抗値（公称
値）、あるいは該ひずみゲージ（１）のあらかじめ計測
してなる基準抵抗値を使用すればよい。また、前記リー
ド線の総抵抗値ｒは、例えばそれをあらかじめ計測して
なる値、あるいは、該リード線の材質や長さ、太さ等に
基づいてあらかじめ求めた値を使用すればよい。またさ
らに、ひずみゲージ（１）のひずみを生じていない状態
でブリッジ回路（７，９，１３）に電源電圧Ｖを付与し
たときに、ひずみゲージ（１）に印加される電圧を
ＶG 、ひずみゲージ（１）と同じ辺に存するリード線全
体に印加される電圧をＶr とおくと、明らかに、（Ｒ0
＋ｒ）／Ｒ0 ＝（ＶG ＋Ｖr ）／ＶG である。従って、
例えば上記電圧ＶG ，Ｖr を計測しておき、その計測値
ＶG ，Ｖr に基づく比（ＶG ＋Ｖr ）／ＶG の値をひず
みゲージ（１）の基準抵抗値Ｒ0 とリード線の抵抗値ｒ
とに基づく比（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 の値として用いるよう
にしてもよい。
【０１３７】また、本発明のひずみ測定装置は、少なく
とも前記ブリッジ回路（７，９，１３）の初期不平衡出
力電圧ｅ0 と前記物体のひずみの測定時の前記ブリッジ
回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出データを用
いて前記物体のひずみを示すデータを生成するひずみ測
定装置であって、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 及び前記
ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データを用いて前述
の本発明のひずみ測定方法に基づき前記物体のひずみを
示すデータを生成するための演算処理手順をあらかじめ
記憶保持した記憶手段と、前記初期不平衡出力電圧ｅ0
及び前記ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データを用
いて、該記憶手段に記憶保持された前記演算処理手順に
基づき前記物体のひずみを示すデータを生成するデータ
処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
とも前記ブリッジ回路（７，９，１３）の初期不平衡出
力電圧ｅ0 と前記物体のひずみの測定時の前記ブリッジ
回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出データを用
いて前記物体のひずみを示すデータを生成するひずみ測
定装置であって、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 及び前記
ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データを用いて前述
の本発明のひずみ測定方法に基づき前記物体のひずみを
示すデータを生成するための演算処理手順をあらかじめ
記憶保持した記憶手段と、前記初期不平衡出力電圧ｅ0
及び前記ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データを用
いて、該記憶手段に記憶保持された前記演算処理手順に
基づき前記物体のひずみを示すデータを生成するデータ
処理手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０１３８】かかる本発明のひずみ測定装置によれば、
前記データ処理手段が、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 及
び前記ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データを用い
て前記記憶手段に記憶保持した演算処理手順に基づく処
理を行って、物体のひずみを示すデータを生成すること
で、前述した本発明のひずみ測定方法を適用した精度の
よいひずみ測定を実行することができる。
前記データ処理手段が、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 及
び前記ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データを用い
て前記記憶手段に記憶保持した演算処理手順に基づく処
理を行って、物体のひずみを示すデータを生成すること
で、前述した本発明のひずみ測定方法を適用した精度の
よいひずみ測定を実行することができる。
【０１３９】また、本発明のひずみ測定用記録媒体は、
少なくとも前記ブリッジ回路（７，９，１３）の初期不
平衡出力電圧ｅ0 と前記物体のひずみ測定時の前記ブリ
ッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出データ
を入力可能なパーソナルコンピュータに適用する記録媒
体であって、該パーソナルコンピュータに入力される前
記初期不平衡出力電圧ｅ0 と前記ひずみの測定時の前記
ブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出デ
ータを用いて前述の本発明のひずみ測定方法に基づき前
記物体のひずみを示すデータを生成するための演算処理
手順を前記パーソナルコンピュータが処理するアプリケ
ーションプログラムとしてあらかじめ記録したことを特
徴とするものである。
少なくとも前記ブリッジ回路（７，９，１３）の初期不
平衡出力電圧ｅ0 と前記物体のひずみ測定時の前記ブリ
ッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出データ
を入力可能なパーソナルコンピュータに適用する記録媒
体であって、該パーソナルコンピュータに入力される前
記初期不平衡出力電圧ｅ0 と前記ひずみの測定時の前記
ブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出デ
ータを用いて前述の本発明のひずみ測定方法に基づき前
記物体のひずみを示すデータを生成するための演算処理
手順を前記パーソナルコンピュータが処理するアプリケ
ーションプログラムとしてあらかじめ記録したことを特
徴とするものである。
【０１４０】かかる本発明のひずみ測定用記録媒体は、
前記初期不平衡出力電圧ｅ0 と前記ひずみの測定時の前
記ブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出
データから前述の本発明のひずみ測定方法に基づき前記
物体のひずみを示すデータを生成するための演算処理手
順を前記パーソナルコンピュータが処理するアプリケー
ションプログラムとしてあらかじめ記録されている。こ
のため、この記録媒体（例えばフロッピディスクやＣＤ
−ＲＯＭ）をパーソナルコンピュータに適用して、該パ
ーソナルコンピュータに前記初期不平衡出力電圧ｅ0 と
前記ひずみの測定時の前記ブリッジ回路（７，９，１
３）の出力電圧ｅとの検出データを入力することで、該
パーソナルコンピュータに前述の本発明のひずみ測定方
法に基づく演算処理を実行させて、ひずみを示すデータ
を生成させることができる。従って、本発明のひずみ測
定方法をパーソナルコンピュータを用いた汎用性の高い
ひずみ測定システムに容易に適用することができる。
前記初期不平衡出力電圧ｅ0 と前記ひずみの測定時の前
記ブリッジ回路（７，９，１３）の出力電圧ｅとの検出
データから前述の本発明のひずみ測定方法に基づき前記
物体のひずみを示すデータを生成するための演算処理手
順を前記パーソナルコンピュータが処理するアプリケー
ションプログラムとしてあらかじめ記録されている。こ
のため、この記録媒体（例えばフロッピディスクやＣＤ
−ＲＯＭ）をパーソナルコンピュータに適用して、該パ
ーソナルコンピュータに前記初期不平衡出力電圧ｅ0 と
前記ひずみの測定時の前記ブリッジ回路（７，９，１
３）の出力電圧ｅとの検出データを入力することで、該
パーソナルコンピュータに前述の本発明のひずみ測定方
法に基づく演算処理を実行させて、ひずみを示すデータ
を生成させることができる。従って、本発明のひずみ測
定方法をパーソナルコンピュータを用いた汎用性の高い
ひずみ測定システムに容易に適用することができる。
【０１４１】
【発明の実施の形態】本発明のひずみ測定方法及びひず
み測定装置の第１の実施形態を図６及び図７を参照して
説明する。図６はひずみ測定装置の回路構成図、図７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、本実施形態は１ゲージ２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。
み測定装置の第１の実施形態を図６及び図７を参照して
説明する。図６はひずみ測定装置の回路構成図、図７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、本実施形態は１ゲージ２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。
【０１４２】図６を参照して、２０はひずみ測定装置で
あり、このひずみ測定装置２０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２
１，２２が備えられている。
あり、このひずみ測定装置２０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２
１，２２が備えられている。
【０１４３】このひずみ測定装置２０は、その構成を大
別すると測定ユニット２３と、コントロールユニット２
４とにより構成されている。尚、測定ユニット２３とコ
ントロールユニット２４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。
別すると測定ユニット２３と、コントロールユニット２
４とにより構成されている。尚、測定ユニット２３とコ
ントロールユニット２４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。
【０１４４】測定ユニット２３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
例えば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２
１，２２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、図示しない回路基板に形成さ
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２１，２２に接続されている。
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
例えば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２
１，２２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、図示しない回路基板に形成さ
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２１，２２に接続されている。
【０１４５】また、測定ユニット２３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２５，
２６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５を
有する辺に生じる電圧Ｖ3 のいずれかを外部に出力する
ための一対の出力端子２７，２８とが備えられている。
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２５，
２６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５を
有する辺に生じる電圧Ｖ3 のいずれかを外部に出力する
ための一対の出力端子２７，２８とが備えられている。
【０１４６】この場合、電源入力端子２５，２６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２７，２８のうち、出
力端子２８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２７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２９，３０を介して接続
されている。
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２７，２８のうち、出
力端子２８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２７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２９，３０を介して接続
されている。
【０１４７】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２９，３０をそれぞれＯＮ
状態、ＯＦＦ状態にすると、出力端子２７，２８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２９，３０をそれぞれＯＦＦ状態、Ｏ
Ｎ状態にすると、出力端子２７，２８間には、ブリッジ
回路７の抵抗体５を有する辺に生じる電圧Ｖ3 が発生す
る。
与した状態で、スイッチ素子２９，３０をそれぞれＯＮ
状態、ＯＦＦ状態にすると、出力端子２７，２８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２９，３０をそれぞれＯＦＦ状態、Ｏ
Ｎ状態にすると、出力端子２７，２８間には、ブリッジ
回路７の抵抗体５を有する辺に生じる電圧Ｖ3 が発生す
る。
【０１４８】尚、３１はスイッチ素子２９，３０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２４の制御回路３５から該スイッチ素子２９，３０
に付与するための制御端子である。
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２４の制御回路３５から該スイッチ素子２９，３０
に付与するための制御端子である。
【０１４９】コントロールユニット２４は、前記測定ユ
ニット２３の一対の電源入力端子２５，２６に接続され
て、該電源入力端子２５，２６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３２と、測定ユニット
２３の一対の出力端子２７，２８に接続されて、該出力
端子２７，２８間に発生する電圧（ｅ又はＶ3 ）を増幅
する増幅回路３３と、この増幅回路３３の出力をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換回路３４と、後述の各種データ処理
や制御処理を行う制御回路３５（データ処理手段）と、
後述の各種データや制御回路３５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３６（記憶手段）
と、制御回路３５により表示回路３７を介して駆動さ
れ、ひずみ測定値等を表示する表示器３８と、制御回路
３５がコントロールユニット２４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３９と、コント
ロールユニット２４全体の電源電圧を商用電源等から生
成する主電源回路４０とを備えている。尚、制御回路３
５はマイクロプロセッサ等により構成され、また、記憶
回路３６は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ等により構
成されたものである。また、増幅回路３３は、その入力
インピーダンスが十分に大きなものである。また、コン
トロールユニット２４の電源として電池を使用するよう
にしてもよい。
ニット２３の一対の電源入力端子２５，２６に接続され
て、該電源入力端子２５，２６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３２と、測定ユニット
２３の一対の出力端子２７，２８に接続されて、該出力
端子２７，２８間に発生する電圧（ｅ又はＶ3 ）を増幅
する増幅回路３３と、この増幅回路３３の出力をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換回路３４と、後述の各種データ処理
や制御処理を行う制御回路３５（データ処理手段）と、
後述の各種データや制御回路３５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３６（記憶手段）
と、制御回路３５により表示回路３７を介して駆動さ
れ、ひずみ測定値等を表示する表示器３８と、制御回路
３５がコントロールユニット２４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３９と、コント
ロールユニット２４全体の電源電圧を商用電源等から生
成する主電源回路４０とを備えている。尚、制御回路３
５はマイクロプロセッサ等により構成され、また、記憶
回路３６は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ等により構
成されたものである。また、増幅回路３３は、その入力
インピーダンスが十分に大きなものである。また、コン
トロールユニット２４の電源として電池を使用するよう
にしてもよい。
【０１５０】この場合、本実施形態のひずみ測定装置２
０では、コントロールユニット２４の制御回路３５は、
後述の如く増幅回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介し
て検出されるブリッジ回路７の初期不平衡出力電圧
ｅ0 、ひずみ測定時のブリッジ回路７の出力電圧ｅ、ブ
リッジ回路７の抵抗体５が存する辺に生じる電圧Ｖ3 等
のデータを用いて、次式（３８）の演算処理を行い、こ
の演算処理により、ひずみゲージ１を貼着する図示しな
い物体に生じるひずみεを求めるようにしている。
０では、コントロールユニット２４の制御回路３５は、
後述の如く増幅回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介し
て検出されるブリッジ回路７の初期不平衡出力電圧
ｅ0 、ひずみ測定時のブリッジ回路７の出力電圧ｅ、ブ
リッジ回路７の抵抗体５が存する辺に生じる電圧Ｖ3 等
のデータを用いて、次式（３８）の演算処理を行い、こ
の演算処理により、ひずみゲージ１を貼着する図示しな
い物体に生じるひずみεを求めるようにしている。
【０１５１】
【数３８】
【０１５２】尚、式（３８）の演算処理は、前記式（２
３）の右辺の大括弧［ ］内の演算を前記式（２９）の
演算により行ってひずみεを求めることと同じであり、
さらに換言すれば、前記式（２９）の演算により得られ
る値εa に、（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 （但しｒ＝ｒa1＋
ｒa2）を乗算してなる値εb をひずみεとして求めるこ
とと同じである。
３）の右辺の大括弧［ ］内の演算を前記式（２９）の
演算により行ってひずみεを求めることと同じであり、
さらに換言すれば、前記式（２９）の演算により得られ
る値εa に、（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 （但しｒ＝ｒa1＋
ｒa2）を乗算してなる値εb をひずみεとして求めるこ
とと同じである。
【０１５３】そして、本実施形態では、このような演算
処理を制御回路３５に行わしめるために、図７のフロー
チャートで示すような演算処理手順が記憶回路３６にプ
ログラムされている。
処理を制御回路３５に行わしめるために、図７のフロー
チャートで示すような演算処理手順が記憶回路３６にプ
ログラムされている。
【０１５４】次に、本実施形態のひずみ測定装置２０の
作動を具体的に説明する。
作動を具体的に説明する。
【０１５５】本実施形態のひずみ測定装置２０では、ひ
ずみ測定に先立って、あらかじめ、ひずみゲージ１のゲ
ージ率Ｋの値及び基準抵抗値Ｒ0 と、ブリッジ電源回路
３２からブリッジ回路７に付与する電源電圧Ｖの値と、
ひずみゲージ１をひずみ測定装置２０の接続端子２１，
２２に接続してブリッジ回路７に組み込むための前記リ
ード線２，３（ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード
線）の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）とが、ひずみ測定装
置２０の外部の適宜の操作器等から前記インターフェー
ス回路３９及び制御回路３５を介して記憶回路３６に入
力されて、該記憶回路３６に記憶保持される。
ずみ測定に先立って、あらかじめ、ひずみゲージ１のゲ
ージ率Ｋの値及び基準抵抗値Ｒ0 と、ブリッジ電源回路
３２からブリッジ回路７に付与する電源電圧Ｖの値と、
ひずみゲージ１をひずみ測定装置２０の接続端子２１，
２２に接続してブリッジ回路７に組み込むための前記リ
ード線２，３（ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード
線）の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）とが、ひずみ測定装
置２０の外部の適宜の操作器等から前記インターフェー
ス回路３９及び制御回路３５を介して記憶回路３６に入
力されて、該記憶回路３６に記憶保持される。
【０１５６】この場合、記憶回路３６に記憶保持させる
ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値は、例えばひずみ測定
装置２０で使用するひずみゲージ１のゲージ率としてあ
らかじめ定められた値や、使用するひずみゲージ１のゲ
ージ率の公称値を使用する。また、ひずみゲージ１の基
準抵抗値Ｒ0 は、その公称値や、該ひずみゲージ１につ
いてあらかじめ実測してなる基準抵抗値を使用する。同
様に、電源電圧Ｖの値は、ブリッジ電源回路３２からブ
リッジ回路７の電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 に付与する電源電
圧としてあらかじめ定められた値、あるいは、該電源電
圧をあらかじめ実測してなる値を用いる。さらに、リー
ド線２，３の総抵抗値ｒは、リード線２，３のそれぞれ
についてあらかじめ実測した抵抗値の和、あるいは、リ
ード線２，３の材質や長さ、太さ等から求めた値を用い
る。
ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値は、例えばひずみ測定
装置２０で使用するひずみゲージ１のゲージ率としてあ
らかじめ定められた値や、使用するひずみゲージ１のゲ
ージ率の公称値を使用する。また、ひずみゲージ１の基
準抵抗値Ｒ0 は、その公称値や、該ひずみゲージ１につ
いてあらかじめ実測してなる基準抵抗値を使用する。同
様に、電源電圧Ｖの値は、ブリッジ電源回路３２からブ
リッジ回路７の電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 に付与する電源電
圧としてあらかじめ定められた値、あるいは、該電源電
圧をあらかじめ実測してなる値を用いる。さらに、リー
ド線２，３の総抵抗値ｒは、リード線２，３のそれぞれ
についてあらかじめ実測した抵抗値の和、あるいは、リ
ード線２，３の材質や長さ、太さ等から求めた値を用い
る。
【０１５７】尚、上記のように記憶回路３６にあらかじ
め記憶保持するデータのうち、例えば電源電圧Ｖは、ひ
ずみ測定装置２０に固有のものとなるので、該ひずみ測
定装置２０の製造段階で、記憶回路３６のＲＯＭに記憶
保持させておくようにしてもよい。また、例えばひずみ
測定装置２０に使用すべきひずみゲージ１のゲージ率Ｋ
があらかじめ定められている場合には、該ゲージ率Ｋの
値もひずみ測定装置２０の製造段階で記憶回路３６のＲ
ＯＭに記憶保持させておくようにしてもよい。
め記憶保持するデータのうち、例えば電源電圧Ｖは、ひ
ずみ測定装置２０に固有のものとなるので、該ひずみ測
定装置２０の製造段階で、記憶回路３６のＲＯＭに記憶
保持させておくようにしてもよい。また、例えばひずみ
測定装置２０に使用すべきひずみゲージ１のゲージ率Ｋ
があらかじめ定められている場合には、該ゲージ率Ｋの
値もひずみ測定装置２０の製造段階で記憶回路３６のＲ
ＯＭに記憶保持させておくようにしてもよい。
【０１５８】次いで、ひずみゲージ１を物体に貼着せず
に、ひずみ測定装置２０の接続端子２１，２２にリード
線２，３を介して接続した状態で、ひずみ測定装置２０
の所定の操作等により、コントロールユニット２４を動
作させる。
に、ひずみ測定装置２０の接続端子２１，２２にリード
線２，３を介して接続した状態で、ひずみ測定装置２０
の所定の操作等により、コントロールユニット２４を動
作させる。
【０１５９】このとき、コントロールユニット２４の制
御回路３５は、まず、ブリッジ電源回路３２を起動し
て、該ブリッジ電源回路３２からブリッジ回路７の電源
入力部Ｉ1 ，Ｉ2 に電源入力端子２５，２６を介して電
源電圧Ｖを付与させる。
御回路３５は、まず、ブリッジ電源回路３２を起動し
て、該ブリッジ電源回路３２からブリッジ回路７の電源
入力部Ｉ1 ，Ｉ2 に電源入力端子２５，２６を介して電
源電圧Ｖを付与させる。
【０１６０】この状態において、制御回路３５は、測定
ユニット２３のスイッチ素子２９，３０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２７，２８を介して増幅回路３３に入力させる。そし
て、制御回路３５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３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を
介して与えられるデータによって検出し、その検出した
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
ｅ0 として記憶回路３６に記憶保持させる。
ユニット２３のスイッチ素子２９，３０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２７，２８を介して増幅回路３３に入力させる。そし
て、制御回路３５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３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を
介して与えられるデータによって検出し、その検出した
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
ｅ0 として記憶回路３６に記憶保持させる。
【０１６１】さらに制御回路３５は、上記ように初期不
平衡出力電圧ｅ0 を記憶回路３６に記憶保持させた後、
スイッチ素子２９，３０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５を備え
た辺に生じる電圧Ｖ3 を増幅回路３３に入力させる。そ
して、制御回路３５は、この時増幅回路３３に入力され
る電圧Ｖ3 を、増幅回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を
介して与えられるデータによって検出し、その検出した
電圧Ｖ3 の値を記憶回路３６に記憶保持させる。尚、上
記電圧Ｖ3 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２０に接続する前に行う
ようにしてもよい。
平衡出力電圧ｅ0 を記憶回路３６に記憶保持させた後、
スイッチ素子２９，３０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５を備え
た辺に生じる電圧Ｖ3 を増幅回路３３に入力させる。そ
して、制御回路３５は、この時増幅回路３３に入力され
る電圧Ｖ3 を、増幅回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を
介して与えられるデータによって検出し、その検出した
電圧Ｖ3 の値を記憶回路３６に記憶保持させる。尚、上
記電圧Ｖ3 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２０に接続する前に行う
ようにしてもよい。
【０１６２】次に、ひずみゲージ１を図示しない物体に
貼着した後、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。
貼着した後、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。
【０１６３】制御回路３５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３２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２３のスイッチ素子２９，３
０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の出力電圧ｅを増幅回路３３に入力させ
る。そして、制御回路３５は、この増幅回路３３に入力
される出力電圧ｅの値を、該増幅回路３３及びＡ／Ｄ変
換回路３４を介して与えられるデータによって検出し、
その検出した出力電圧ｅの値を記憶回路３６に記憶保持
させる。
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３２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２３のスイッチ素子２９，３
０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の出力電圧ｅを増幅回路３３に入力させ
る。そして、制御回路３５は、この増幅回路３３に入力
される出力電圧ｅの値を、該増幅回路３３及びＡ／Ｄ変
換回路３４を介して与えられるデータによって検出し、
その検出した出力電圧ｅの値を記憶回路３６に記憶保持
させる。
【０１６４】そして、制御回路３５は、記憶回路３６に
あらかじめプログラムされた図７のフローチャートの処
理を行うことで、物体のひずみε（本来の意味でのひず
み）を求める。
あらかじめプログラムされた図７のフローチャートの処
理を行うことで、物体のひずみε（本来の意味でのひず
み）を求める。
【０１６５】すなわち、制御回路３５は、前述の如く記
憶回路３６に記憶保持された、ひずみゲージ１のゲージ
率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ0 、ブリッジ回路７に付与する電
源電圧Ｖ、リード線２，３の抵抗値ｒa1，ｒa2の総和ｒ
（＝ｒa1＋ｒa2）、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５を備えた辺の電圧Ｖ
3 、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３６から読み込む。
憶回路３６に記憶保持された、ひずみゲージ１のゲージ
率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ0 、ブリッジ回路７に付与する電
源電圧Ｖ、リード線２，３の抵抗値ｒa1，ｒa2の総和ｒ
（＝ｒa1＋ｒa2）、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５を備えた辺の電圧Ｖ
3 、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３６から読み込む。
【０１６６】そして、読み込んだ上記の各データの値を
用いて、前記式（３８）の演算を行うことで、ひずみε
を求める。
用いて、前記式（３８）の演算を行うことで、ひずみε
を求める。
【０１６７】尚、制御回路３５は、求めたひずみεの値
を表示回路３７を介して表示器３８に表示させる。
を表示回路３７を介して表示器３８に表示させる。
【０１６８】かかる本実施形態のひずみ測定では、前記
式（３８）の演算によってひずみεを求めるので、この
式（３８）の大括弧［ ］内の演算、すなわち、前記式
（２９）の演算によって、ブリッジ回路７の各辺の抵抗
値によらずにブリッジ回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0
の影響（詳しくは初期不平衡出力電圧ｅ0 が出力電圧ｅ
に基づくひずみεの測定精度に及ぼす影響）を適正に排
除することができる。さらに、式（３８）の大括弧［
］内の演算結果に（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してなる
値をひずみεとして求めることで、ひずみゲージ１をひ
ずみ測定装置２０に接続するリード線２，３の抵抗値ｒ
a1，ｒa2に起因した感度低下も排除され、式（３８）に
よって求めたひずみεの精度を高精度なものとすること
ができる。
式（３８）の演算によってひずみεを求めるので、この
式（３８）の大括弧［ ］内の演算、すなわち、前記式
（２９）の演算によって、ブリッジ回路７の各辺の抵抗
値によらずにブリッジ回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0
の影響（詳しくは初期不平衡出力電圧ｅ0 が出力電圧ｅ
に基づくひずみεの測定精度に及ぼす影響）を適正に排
除することができる。さらに、式（３８）の大括弧［
］内の演算結果に（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してなる
値をひずみεとして求めることで、ひずみゲージ１をひ
ずみ測定装置２０に接続するリード線２，３の抵抗値ｒ
a1，ｒa2に起因した感度低下も排除され、式（３８）に
よって求めたひずみεの精度を高精度なものとすること
ができる。
【０１６９】また、上記のようにブリッジ回路７の各辺
の抵抗値によらずにブリッジ回路７の初期不平衡出力電
圧ｅ0 の影響を適正に排除することができるため、ひず
み測定装置２０にあっては、ブリッジ回路７の各辺に備
えるひずみゲージ１や抵抗体４，５，６としてさほど高
精度の抵抗値のものを使用する必要がないと共に、種々
の抵抗値のものを使用することができる。さらに、ブリ
ッジ回路７の各辺の抵抗値によらないため、抵抗体４，
５，６を相互に接続するための回路パターンの抵抗値等
を考慮する必要もない。この結果、ひずみゲージ１やひ
ずみ測定装置２０の測定ユニット２３の製造コストを低
減することが可能となる。
の抵抗値によらずにブリッジ回路７の初期不平衡出力電
圧ｅ0 の影響を適正に排除することができるため、ひず
み測定装置２０にあっては、ブリッジ回路７の各辺に備
えるひずみゲージ１や抵抗体４，５，６としてさほど高
精度の抵抗値のものを使用する必要がないと共に、種々
の抵抗値のものを使用することができる。さらに、ブリ
ッジ回路７の各辺の抵抗値によらないため、抵抗体４，
５，６を相互に接続するための回路パターンの抵抗値等
を考慮する必要もない。この結果、ひずみゲージ１やひ
ずみ測定装置２０の測定ユニット２３の製造コストを低
減することが可能となる。
【０１７０】次に、本発明のひずみ測定方法及びひずみ
測定装置の第２の実施形態を図８を参照して説明する。
図８は本実施形態のひずみ測定装置の回路構成図であ
る。尚、本実施形態は１ゲージ３線法によるものであ
り、前記図２と同一構成部分については、図２と同一の
参照符号を用いて説明する。また、本実施形態における
ひずみ測定装置において、前記図６のひずみ測定装置２
０と同一構成部分については図６と同一の参照符号を用
いて詳細な説明を省略する。
測定装置の第２の実施形態を図８を参照して説明する。
図８は本実施形態のひずみ測定装置の回路構成図であ
る。尚、本実施形態は１ゲージ３線法によるものであ
り、前記図２と同一構成部分については、図２と同一の
参照符号を用いて説明する。また、本実施形態における
ひずみ測定装置において、前記図６のひずみ測定装置２
０と同一構成部分については図６と同一の参照符号を用
いて詳細な説明を省略する。
【０１７１】本実施形態のひずみ測定装置４１は、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２
１，２２の他、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４２が備えられている。
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２
１，２２の他、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４２が備えられている。
【０１７２】このひずみ測定装置４１は、前記図６のひ
ずみ測定装置２０と同様に、測定ユニット４３とコント
ロールユニット２４とにより構成され、このうち、コン
トロールユニット２４の回路構成はひずみ測定装置２０
と同一とされている。
ずみ測定装置２０と同様に、測定ユニット４３とコント
ロールユニット２４とにより構成され、このうち、コン
トロールユニット２４の回路構成はひずみ測定装置２０
と同一とされている。
【０１７３】前記測定ユニット４３は、その基本的構成
はひずみ測定装置２０の測定ユニット２３と同一であ
り、ひずみゲージ１と併せてブリッジ回路９を構成する
ための抵抗体４，５，６と、ブリッジ回路９の電源電圧
Ｖを入力する一対の電源入力端子２５，２６とが該測定
ユニット２３と同一の接続構成で設けられている。
はひずみ測定装置２０の測定ユニット２３と同一であ
り、ひずみゲージ１と併せてブリッジ回路９を構成する
ための抵抗体４，５，６と、ブリッジ回路９の電源電圧
Ｖを入力する一対の電源入力端子２５，２６とが該測定
ユニット２３と同一の接続構成で設けられている。
【０１７４】さらに、測定ユニット４３は、前記ひずみ
測定装置２０の測定ユニット２３と同様にコントロール
ユニット２４の増幅回路３３に接続した一対の出力端子
２７，２８と、一対のスイッチ素子２９，３０と、これ
らのスイッチ素子２９，３０を断接制御する制御信号を
コントロールユニット２４の制御回路３５から入力する
制御端子３１とを備えている。但し、この場合、出力端
子２７は、ブリッジ回路９の一つの出力部Ｏ1 であるひ
ずみゲージ１の一端がサブリード線８を介して接続され
た接続端子４２と、ブリッジ回路９の電源入力部Ｉ2 と
にそれぞれスイッチ素子２９，３０を介して接続されて
おり、この点で測定ユニット２３と相違している。尚、
出力端子２８は、測定ユニット２３と同様に、ブリッジ
回路９の出力部Ｏ2 に接続されている。
測定装置２０の測定ユニット２３と同様にコントロール
ユニット２４の増幅回路３３に接続した一対の出力端子
２７，２８と、一対のスイッチ素子２９，３０と、これ
らのスイッチ素子２９，３０を断接制御する制御信号を
コントロールユニット２４の制御回路３５から入力する
制御端子３１とを備えている。但し、この場合、出力端
子２７は、ブリッジ回路９の一つの出力部Ｏ1 であるひ
ずみゲージ１の一端がサブリード線８を介して接続され
た接続端子４２と、ブリッジ回路９の電源入力部Ｉ2 と
にそれぞれスイッチ素子２９，３０を介して接続されて
おり、この点で測定ユニット２３と相違している。尚、
出力端子２８は、測定ユニット２３と同様に、ブリッジ
回路９の出力部Ｏ2 に接続されている。
【０１７５】このような測定ユニット４３の構成によっ
て、出力端子２７，２８間には、ブリッジ回路９の電源
入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間に電源電圧Ｖを付与した状態で、ス
イッチ素子２９，３０をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態
にすると、ブリッジ回路９の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生成
される出力電圧ｅが発生し、また、スイッチ素子２９，
３０をそれぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態にすると、ブリッ
ジ回路９の抵抗体５を有する辺に生じる電圧Ｖ3 が発生
する。
て、出力端子２７，２８間には、ブリッジ回路９の電源
入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間に電源電圧Ｖを付与した状態で、ス
イッチ素子２９，３０をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態
にすると、ブリッジ回路９の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に生成
される出力電圧ｅが発生し、また、スイッチ素子２９，
３０をそれぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態にすると、ブリッ
ジ回路９の抵抗体５を有する辺に生じる電圧Ｖ3 が発生
する。
【０１７６】尚、コントロールユニット２４の制御回路
３５は、前述の第１実施形態と同様に、前記式（３８）
の演算処理により物体のひずみεを求めるようにしてお
り、この演算処理を制御回路３５に実行させるために、
前記記憶回路３６には、前記図７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。
３５は、前述の第１実施形態と同様に、前記式（３８）
の演算処理により物体のひずみεを求めるようにしてお
り、この演算処理を制御回路３５に実行させるために、
前記記憶回路３６には、前記図７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。
【０１７７】かかる本実施形態のひずみ測定装置４１で
は、前記第１実施形態の場合と同様に、ひずみ測定に先
立って、あらかじめ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値
及び基準抵抗値Ｒ0 と、ブリッジ回路９に付与する電源
電圧Ｖの値とが、記憶回路３６に入力されて、該記憶回
路３６に記憶保持される。さらにこの場合、ひずみゲー
ジ１のリード線２，３のうち、ブリッジ回路９における
ひずみゲージ１と同一の辺に存するリード線２の抵抗値
ｒa1がひずみゲージ１と同一辺のリード線の総抵抗値ｒ
として記憶回路３６に入力されて記憶保持される。
は、前記第１実施形態の場合と同様に、ひずみ測定に先
立って、あらかじめ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値
及び基準抵抗値Ｒ0 と、ブリッジ回路９に付与する電源
電圧Ｖの値とが、記憶回路３６に入力されて、該記憶回
路３６に記憶保持される。さらにこの場合、ひずみゲー
ジ１のリード線２，３のうち、ブリッジ回路９における
ひずみゲージ１と同一の辺に存するリード線２の抵抗値
ｒa1がひずみゲージ１と同一辺のリード線の総抵抗値ｒ
として記憶回路３６に入力されて記憶保持される。
【０１７８】その後は前記第１実施形態と全く同様にし
て、ブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、ブリッ
ジ回路９の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 、並びにひず
み測定に際してのブリッジ回路９の出力電圧ｅの検出及
び記憶保持が行われる。そして、コントロールユニット
２４の制御回路３５は、記憶回路３６にプログラムされ
た前記図７のフローチャートの処理を行って、上記の検
出データ並びに先に記憶回路３６に記憶保持した前述の
ゲージ率Ｋ等のデータからひずみεを求め、それを表示
器３７に表示させる。
て、ブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、ブリッ
ジ回路９の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 、並びにひず
み測定に際してのブリッジ回路９の出力電圧ｅの検出及
び記憶保持が行われる。そして、コントロールユニット
２４の制御回路３５は、記憶回路３６にプログラムされ
た前記図７のフローチャートの処理を行って、上記の検
出データ並びに先に記憶回路３６に記憶保持した前述の
ゲージ率Ｋ等のデータからひずみεを求め、それを表示
器３７に表示させる。
【０１７９】かかる本実施形態においても、前記第１の
実施形態と同様に、式（３８）の演算によりひずみεを
求めることで、ブリッジ回路９の各辺の抵抗値によらず
にブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を適
正に排除することができ、さらには、ブリッジ回路９の
ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線２の抵抗値ｒ
（＝ｒa1）に起因した感度低下をも排除することができ
る。従って、ひずみεの測定を精度よく行うことができ
る。また、ブリッジ回路９の各辺の抵抗値の精度がさほ
ど要求されないことから、ひずみゲージ１やひずみ測定
装置４１の測定ユニット４３の製造コストを低減するこ
とが可能となる。
実施形態と同様に、式（３８）の演算によりひずみεを
求めることで、ブリッジ回路９の各辺の抵抗値によらず
にブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を適
正に排除することができ、さらには、ブリッジ回路９の
ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線２の抵抗値ｒ
（＝ｒa1）に起因した感度低下をも排除することができ
る。従って、ひずみεの測定を精度よく行うことができ
る。また、ブリッジ回路９の各辺の抵抗値の精度がさほ
ど要求されないことから、ひずみゲージ１やひずみ測定
装置４１の測定ユニット４３の製造コストを低減するこ
とが可能となる。
【０１８０】次に、本発明のひずみ測定方法及びひずみ
測定装置の第３の実施形態を図９を参照して説明する。
図９は本実施形態のひずみ測定装置の回路構成図であ
る。尚、本実施形態は２ゲージコモンダミー法によるも
のであり、前記図３と同一構成部分については、図３と
同一の参照符号を用いて説明する。また、本実施形態に
おけるひずみ測定装置において、前記図６のひずみ測定
装置２０と同一構成部分については図６と同一の参照符
号を用いて詳細な説明を省略する。
測定装置の第３の実施形態を図９を参照して説明する。
図９は本実施形態のひずみ測定装置の回路構成図であ
る。尚、本実施形態は２ゲージコモンダミー法によるも
のであり、前記図３と同一構成部分については、図３と
同一の参照符号を用いて説明する。また、本実施形態に
おけるひずみ測定装置において、前記図６のひずみ測定
装置２０と同一構成部分については図６と同一の参照符
号を用いて詳細な説明を省略する。
【０１８１】本実施形態のひずみ測定装置４４は、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２
１，２２の他、ひずみゲージ１と同一特性のひずみゲー
ジ（ダミーゲージ）１０の両端に結線された一対のリー
ド線１１，１２をそれぞれ接続する接続端子４５，４６
が備えられている。
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２
１，２２の他、ひずみゲージ１と同一特性のひずみゲー
ジ（ダミーゲージ）１０の両端に結線された一対のリー
ド線１１，１２をそれぞれ接続する接続端子４５，４６
が備えられている。
【０１８２】このひずみ測定装置４４は、前記図６のひ
ずみ測定装置２０と同様に、測定ユニット４７とコント
ロールユニット２４とにより構成され、このうち、コン
トロールユニット２４の回路構成はひずみ測定装置２０
と同一とされている。
ずみ測定装置２０と同様に、測定ユニット４７とコント
ロールユニット２４とにより構成され、このうち、コン
トロールユニット２４の回路構成はひずみ測定装置２０
と同一とされている。
【０１８３】一方、測定ユニット４７は、前記ひずみゲ
ージ１及びダミーゲージ１０と併せてブリッジ回路１３
を構成するための抵抗体５，６が備えられている。ま
た、測定ユニット４７は、その内部において、ひずみゲ
ージ１のリード線３を接続する接続端子２２とダミーゲ
ージ１０のリード線１１を接続する接続端子４５とを回
路パターンにより接続している。そして、前記抵抗体
５，６は、ひずみゲージ１のリード線２，３をそれぞれ
接続端子２１，２２に接続し、且つダミーゲージ１０の
リード線１１，１２をそれぞれ接続端子４５，４６に接
続したとき、前記図３に示したブリッジ回路１３が構成
されるように、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２１，４６に接続されてい
る。
ージ１及びダミーゲージ１０と併せてブリッジ回路１３
を構成するための抵抗体５，６が備えられている。ま
た、測定ユニット４７は、その内部において、ひずみゲ
ージ１のリード線３を接続する接続端子２２とダミーゲ
ージ１０のリード線１１を接続する接続端子４５とを回
路パターンにより接続している。そして、前記抵抗体
５，６は、ひずみゲージ１のリード線２，３をそれぞれ
接続端子２１，２２に接続し、且つダミーゲージ１０の
リード線１１，１２をそれぞれ接続端子４５，４６に接
続したとき、前記図３に示したブリッジ回路１３が構成
されるように、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２１，４６に接続されてい
る。
【０１８４】また、測定ユニット４７には、前記ひずみ
測定装置２０の測定ユニット２３と同様にブリッジ回路
１３の電源電圧Ｖがコントロールユニット２４のブリッ
ジ電源回路３２から入力される一対の電源入力端子２
５，２６がブリッジ回路１３の一対の電源入力部Ｉ1 ，
Ｉ2 に接続して設けられている。
測定装置２０の測定ユニット２３と同様にブリッジ回路
１３の電源電圧Ｖがコントロールユニット２４のブリッ
ジ電源回路３２から入力される一対の電源入力端子２
５，２６がブリッジ回路１３の一対の電源入力部Ｉ1 ，
Ｉ2 に接続して設けられている。
【０１８５】さらに測定ユニット４７には、コントロー
ルユニット２４の増幅回路３３に接続した一対の出力端
子２７，２８と、一対のスイッチ素子２９，３０と、こ
れらのスイッチ素子２９，３０を断接制御する制御信号
をコントロールユニット２４の制御回路３５から入力す
る制御端子３１とが備えられている。
ルユニット２４の増幅回路３３に接続した一対の出力端
子２７，２８と、一対のスイッチ素子２９，３０と、こ
れらのスイッチ素子２９，３０を断接制御する制御信号
をコントロールユニット２４の制御回路３５から入力す
る制御端子３１とが備えられている。
【０１８６】この場合、出力端子２７，２８のうち、出
力端子２７は、ブリッジ回路１３の一方の出力部Ｏ1 、
すなわち測定ユニット４７の内部における接続端子２
２，４５の接続箇所と、ブリッジ回路１３の電源入力部
Ｉ2 とにそれぞれスイッチ素子２９，３０を介して接続
されている。尚、出力端子２８は、測定ユニット２３と
同様に、ブリッジ回路１３の出力部Ｏ2 に接続されてい
る。
力端子２７は、ブリッジ回路１３の一方の出力部Ｏ1 、
すなわち測定ユニット４７の内部における接続端子２
２，４５の接続箇所と、ブリッジ回路１３の電源入力部
Ｉ2 とにそれぞれスイッチ素子２９，３０を介して接続
されている。尚、出力端子２８は、測定ユニット２３と
同様に、ブリッジ回路１３の出力部Ｏ2 に接続されてい
る。
【０１８７】このような測定ユニット４７の構成によっ
て、出力端子２７，２８間には、ブリッジ回路１３の電
源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間に電源電圧Ｖを付与した状態で、
スイッチ素子２９，３０をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状
態にすると、ブリッジ回路１３の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に
生成される出力電圧ｅが発生し、また、スイッチ素子２
９，３０をそれぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態にすると、ブ
リッジ回路１３の抵抗体５を有する辺に生じる電圧Ｖ3
が発生する。
て、出力端子２７，２８間には、ブリッジ回路１３の電
源入力部Ｉ1 ，Ｉ2 間に電源電圧Ｖを付与した状態で、
スイッチ素子２９，３０をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状
態にすると、ブリッジ回路１３の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に
生成される出力電圧ｅが発生し、また、スイッチ素子２
９，３０をそれぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態にすると、ブ
リッジ回路１３の抵抗体５を有する辺に生じる電圧Ｖ3
が発生する。
【０１８８】尚、コントロールユニット２４の制御回路
３５は、前述の第１実施形態と同様に、前記式（３８）
の演算処理により物体のひずみεを求めるようにしてお
り、この演算処理を制御回路３５に実行させるために、
前記記憶回路３６には、前記図７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。
３５は、前述の第１実施形態と同様に、前記式（３８）
の演算処理により物体のひずみεを求めるようにしてお
り、この演算処理を制御回路３５に実行させるために、
前記記憶回路３６には、前記図７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。
【０１８９】かかる本実施形態のひずみ測定装置４４で
は、前記第１実施形態の場合と同様に、ひずみ測定に先
立って、あらかじめ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値
及び基準抵抗値Ｒ0 と、ブリッジ回路１３に付与する電
源電圧Ｖの値と、ひずみゲージ１のリード線２，３の総
抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）とが、記憶回路３６に入力さ
れて、該記憶回路３６に記憶保持される。
は、前記第１実施形態の場合と同様に、ひずみ測定に先
立って、あらかじめ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値
及び基準抵抗値Ｒ0 と、ブリッジ回路１３に付与する電
源電圧Ｖの値と、ひずみゲージ１のリード線２，３の総
抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）とが、記憶回路３６に入力さ
れて、該記憶回路３６に記憶保持される。
【０１９０】その後は前記第１実施形態と全く同様にし
て、ブリッジ回路１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 、ブリ
ッジ回路１３の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 、並びに
ひずみ測定に際してのブリッジ回路１３の出力電圧ｅの
検出及び記憶保持が行われる。そして、コントロールユ
ニット２４の制御回路３５は、記憶回路３６にプログラ
ムされた前記図７のフローチャートの処理を行って、上
記の検出データ並びに先に記憶回路３６に記憶保持した
前述のゲージ率Ｋ等のデータからひずみεを求め、それ
を表示器３７に表示させる。
て、ブリッジ回路１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 、ブリ
ッジ回路１３の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 、並びに
ひずみ測定に際してのブリッジ回路１３の出力電圧ｅの
検出及び記憶保持が行われる。そして、コントロールユ
ニット２４の制御回路３５は、記憶回路３６にプログラ
ムされた前記図７のフローチャートの処理を行って、上
記の検出データ並びに先に記憶回路３６に記憶保持した
前述のゲージ率Ｋ等のデータからひずみεを求め、それ
を表示器３７に表示させる。
【０１９１】かかる本実施形態においても、前記第１の
実施形態と同様に、式（３８）の演算によりひずみεを
求めることで、ブリッジ回路１３の各辺の抵抗値によら
ずにブリッジ回路１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響
を適正に排除することができ、さらには、ブリッジ回路
１３のひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線２，３
の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）に起因した感度低下をも
排除することができる。従って、ひずみεの測定を精度
よく行うことができる。また、ブリッジ回路１３の各辺
の抵抗値の精度がさほど要求されないことから、ひずみ
ゲージ１やダミーゲージ１０、ひずみ測定装置４４の測
定ユニット４７の製造コストを低減することが可能とな
る。
実施形態と同様に、式（３８）の演算によりひずみεを
求めることで、ブリッジ回路１３の各辺の抵抗値によら
ずにブリッジ回路１３の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響
を適正に排除することができ、さらには、ブリッジ回路
１３のひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線２，３
の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）に起因した感度低下をも
排除することができる。従って、ひずみεの測定を精度
よく行うことができる。また、ブリッジ回路１３の各辺
の抵抗値の精度がさほど要求されないことから、ひずみ
ゲージ１やダミーゲージ１０、ひずみ測定装置４４の測
定ユニット４７の製造コストを低減することが可能とな
る。
【０１９２】次に、本発明のひずみ測定方法及びひずみ
測定装置の第４の実施形態を図１０を参照して説明す
る。図１０は本実施形態のひずみ測定装置の回路構成図
である。尚、本実施形態のひずみ測定装置は前述した図
８の１ゲージ３線法によるひずみ測定装置と基本的構成
が同一のものであり、図８のひずみ測定装置と同一の構
成部分については図８と同一の参照符号を付して説明を
省略する。
測定装置の第４の実施形態を図１０を参照して説明す
る。図１０は本実施形態のひずみ測定装置の回路構成図
である。尚、本実施形態のひずみ測定装置は前述した図
８の１ゲージ３線法によるひずみ測定装置と基本的構成
が同一のものであり、図８のひずみ測定装置と同一の構
成部分については図８と同一の参照符号を付して説明を
省略する。
【０１９３】図１０を参照して、本実施形態のひずみ測
定装置４８は、図示しない物体の複数箇所あるいは複数
の物体（以下、これらを測定点という）についての多点
ひずみ測定を１ゲージ３線法で行うものであり、測定ユ
ニット４９（これは一般にスイッチボックスと称され
る）とコントロールユニット５０とにより構成されてい
る。
定装置４８は、図示しない物体の複数箇所あるいは複数
の物体（以下、これらを測定点という）についての多点
ひずみ測定を１ゲージ３線法で行うものであり、測定ユ
ニット４９（これは一般にスイッチボックスと称され
る）とコントロールユニット５０とにより構成されてい
る。
【０１９４】測定ユニット４９には、各測定点に貼着す
るひずみゲージ１に結線されたリード線２，３及びサブ
リードリード線８をそれぞれ接続する接続端子２１，２
２，４２が各測定点毎に各別に備えられている。
るひずみゲージ１に結線されたリード線２，３及びサブ
リードリード線８をそれぞれ接続する接続端子２１，２
２，４２が各測定点毎に各別に備えられている。
【０１９５】また、測定ユニット４９には、各ひずみゲ
ージ１に対応する接続端子２１，２２，４２にそれぞれ
接続されたスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃが接続
端子２１，２２，４２の組毎に備えられている。さらに
測定ユニット４９には、図８の測定ユニット４３と同様
に抵抗体４，５，６、スイッチ素子２９，３０、一対の
電源入力端子２５，２６、一対の出力端子２７，２８、
及び制御端子３１が備えられている。
ージ１に対応する接続端子２１，２２，４２にそれぞれ
接続されたスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃが接続
端子２１，２２，４２の組毎に備えられている。さらに
測定ユニット４９には、図８の測定ユニット４３と同様
に抵抗体４，５，６、スイッチ素子２９，３０、一対の
電源入力端子２５，２６、一対の出力端子２７，２８、
及び制御端子３１が備えられている。
【０１９６】そして、各ひずみゲージ１に対応する各組
のスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、これらをＯ
Ｎ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２に示したブリッジ回路９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４２をスイッチ素子２９を介して出力端子２
７に接続するように設けられている。
のスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃは、これらをＯ
Ｎ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２に示したブリッジ回路９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４２をスイッチ素子２９を介して出力端子２
７に接続するように設けられている。
【０１９７】尚、各組のスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，
５１ｃは、そのＯＮ／ＯＦＦ状態が測定ユニット４９に
備えた制御端子５２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。以上説明した以外の測定ユニッ
ト４９の構成は図８の測定ユニット４３と同一である。
５１ｃは、そのＯＮ／ＯＦＦ状態が測定ユニット４９に
備えた制御端子５２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。以上説明した以外の測定ユニッ
ト４９の構成は図８の測定ユニット４３と同一である。
【０１９８】一方、コントロールユニット５０は、図８
のひずみ測定装置４１のコントロールユニット２４と基
本的回路構成は同一で、ブリッジ電源回路３２、増幅回
路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４、制御回路３５、記憶回路
３６、表示回路３７及び表示器３８、インターフェース
回路３９、並びに主電源回路４０を備え、ひずみ測定装
置４１と同様に、ブリッジ電源回路３２及び増幅回路３
３が測定ユニット４９に接続されている。但し、この場
合、制御回路３５は、測定ユニット４９の制御端子５２
に制御信号を付与することで、各組のスイッチ素子５１
ａ，５１ｂ，５１ｃのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するよう
にしている。
のひずみ測定装置４１のコントロールユニット２４と基
本的回路構成は同一で、ブリッジ電源回路３２、増幅回
路３３、Ａ／Ｄ変換回路３４、制御回路３５、記憶回路
３６、表示回路３７及び表示器３８、インターフェース
回路３９、並びに主電源回路４０を備え、ひずみ測定装
置４１と同様に、ブリッジ電源回路３２及び増幅回路３
３が測定ユニット４９に接続されている。但し、この場
合、制御回路３５は、測定ユニット４９の制御端子５２
に制御信号を付与することで、各組のスイッチ素子５１
ａ，５１ｂ，５１ｃのＯＮ／ＯＦＦ状態を制御するよう
にしている。
【０１９９】尚、コントロールユニット５０の制御回路
３５は、各測定点毎に、前記式（３８）の演算処理によ
り各測定点におけるひずみεを求めるようにしており、
この演算処理を制御回路３５に実行させるために、前記
記憶回路３６には、前記図７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。
３５は、各測定点毎に、前記式（３８）の演算処理によ
り各測定点におけるひずみεを求めるようにしており、
この演算処理を制御回路３５に実行させるために、前記
記憶回路３６には、前記図７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。
【０２００】かかる本実施形態のひずみ測定装置４８に
よるひずみ測定は次のように行われる。
よるひずみ測定は次のように行われる。
【０２０１】すなわち、まず、ひずみ測定に先立って、
あらかじめ、ブリッジ回路９に付与する電源電圧Ｖの値
（この値は各測定点について共通である）が前記の各実
施形態と同様に記憶回路３６に入力されて該記憶回路３
６に記憶保持される。さらに、各測定点毎の各ひずみゲ
ージ１のゲージ率Ｋの値及び基準抵抗値Ｒ0 が記憶回路
３６に入力されて記憶保持されると共に、各ひずみゲー
ジ１のリード線２の抵抗値ｒa1がブリッジ回路９のひず
みゲージ１と同じ辺に有するリード線の総抵抗値ｒとし
て記憶回路３６に入力されて記憶保持される。
あらかじめ、ブリッジ回路９に付与する電源電圧Ｖの値
（この値は各測定点について共通である）が前記の各実
施形態と同様に記憶回路３６に入力されて該記憶回路３
６に記憶保持される。さらに、各測定点毎の各ひずみゲ
ージ１のゲージ率Ｋの値及び基準抵抗値Ｒ0 が記憶回路
３６に入力されて記憶保持されると共に、各ひずみゲー
ジ１のリード線２の抵抗値ｒa1がブリッジ回路９のひず
みゲージ１と同じ辺に有するリード線の総抵抗値ｒとし
て記憶回路３６に入力されて記憶保持される。
【０２０２】次いで、各測定点のひずみゲージ１を物体
に貼着せずに、測定ユニット４９に接続した状態で、ひ
ずみ測定装置２０の所定の操作等により、コントロール
ユニット５０を動作させる。
に貼着せずに、測定ユニット４９に接続した状態で、ひ
ずみ測定装置２０の所定の操作等により、コントロール
ユニット５０を動作させる。
【０２０３】このとき、コントロールユニット５０の制
御回路３５は、まず、ブリッジ電源回路３２を起動し
て、該ブリッジ電源回路３２から電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2
に電源入力端子２５，２６を介して電源電圧Ｖを付与さ
せ、さらに、測定ユニット４９のスイッチ素子２９，３
０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３５は、各ひずみゲー
ジ１に対応するスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃの
組を順番にＯＮ状態に制御することで、各ひずみゲージ
１を順番に抵抗体４，５，６の抵抗回路に接続して各測
定点毎にブリッジ回路９を順番に構成する。このとき、
各測定点毎にブリッジ回路９が構成される毎に、該ブリ
ッジ回路９の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に発生する出力電圧ｅ
が前記出力端子２７，２８を介して増幅回路３３に入力
される。そして、制御回路３５は、こように各測定点毎
のブリッジ回路９が発生する出力電圧ｅを、増幅回路３
３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して与えられるデータに
よって検出し、その検出した出力電圧ｅの値を該ブリッ
ジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 として記憶回路３６
に記憶保持させる。このようにして、各測定点毎のブリ
ッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 が時系列的に記憶
回路３６に記憶保持される。
御回路３５は、まず、ブリッジ電源回路３２を起動し
て、該ブリッジ電源回路３２から電源入力部Ｉ1 ，Ｉ2
に電源入力端子２５，２６を介して電源電圧Ｖを付与さ
せ、さらに、測定ユニット４９のスイッチ素子２９，３
０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３５は、各ひずみゲー
ジ１に対応するスイッチ素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃの
組を順番にＯＮ状態に制御することで、各ひずみゲージ
１を順番に抵抗体４，５，６の抵抗回路に接続して各測
定点毎にブリッジ回路９を順番に構成する。このとき、
各測定点毎にブリッジ回路９が構成される毎に、該ブリ
ッジ回路９の出力部Ｏ1 ，Ｏ2 間に発生する出力電圧ｅ
が前記出力端子２７，２８を介して増幅回路３３に入力
される。そして、制御回路３５は、こように各測定点毎
のブリッジ回路９が発生する出力電圧ｅを、増幅回路３
３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して与えられるデータに
よって検出し、その検出した出力電圧ｅの値を該ブリッ
ジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 として記憶回路３６
に記憶保持させる。このようにして、各測定点毎のブリ
ッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 が時系列的に記憶
回路３６に記憶保持される。
【０２０４】さらに制御回路３５は、上記ように各測定
点毎のブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 を記憶
回路３６に記憶保持させた後、スイッチ素子２９，３０
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９の抵抗体５を備えた辺に生じる電圧Ｖ3 を
増幅回路３３に入力させる。そして、制御回路３５は、
この時増幅回路３３に入力される電圧Ｖ3 を、増幅回路
３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して与えられるデータ
によって検出し、その検出した電圧Ｖ3 の値（この値は
全ての測定点に対応するブリッジ回路９について同一で
ある）を記憶回路３６に記憶保持させる。尚、上記電圧
Ｖ3 の検出及びその記憶保持は、スイッチ素子５１ａ，
５１ｂ，５１ｃ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つの組のスイッチ素子５１ａ，
５１ｂ，５１ｃをＯＮ状態として行っても、どちらでも
よい。また、該電圧Ｖ3 の検出及びその記憶保持は、前
記初期不平衡出力電圧ｅ0 の検出及びその記憶保持の前
に行うようにしてもよく、あるいは各ひずみゲージ１を
測定点に貼着した後に行うようにしてもよい。
点毎のブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 を記憶
回路３６に記憶保持させた後、スイッチ素子２９，３０
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９の抵抗体５を備えた辺に生じる電圧Ｖ3 を
増幅回路３３に入力させる。そして、制御回路３５は、
この時増幅回路３３に入力される電圧Ｖ3 を、増幅回路
３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して与えられるデータ
によって検出し、その検出した電圧Ｖ3 の値（この値は
全ての測定点に対応するブリッジ回路９について同一で
ある）を記憶回路３６に記憶保持させる。尚、上記電圧
Ｖ3 の検出及びその記憶保持は、スイッチ素子５１ａ，
５１ｂ，５１ｃ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つの組のスイッチ素子５１ａ，
５１ｂ，５１ｃをＯＮ状態として行っても、どちらでも
よい。また、該電圧Ｖ3 の検出及びその記憶保持は、前
記初期不平衡出力電圧ｅ0 の検出及びその記憶保持の前
に行うようにしてもよく、あるいは各ひずみゲージ１を
測定点に貼着した後に行うようにしてもよい。
【０２０５】次いで、各ひずみゲージ１を各測定点に貼
着して、各測定点のひずみ測定を行う際には、コントロ
ールユニット５０の制御回路３５は、前記初期不平衡出
力電圧ｅ0 の検出の場合と同様にして、ブリッジ電源回
路３２からブリッジ回路９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２９，３
０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ｅ0 の検出
の場合と同様に、各ひずみゲージ１に対応するスイッチ
素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃの組を順番にＯＮ状態に制
御することで、各測定点毎にブリッジ回路９を順番に構
成すると共に、各測定点毎のブリッジ回路９の出力電圧
ｅを増幅回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して検出
し、該出力電圧ｅを記憶回路３６に記憶保持される。こ
のようにして、各測定点毎のひずみ測定時のブリッジ回
路９の出力電圧ｅが時系列的に記憶回路３６に記憶保持
される。
着して、各測定点のひずみ測定を行う際には、コントロ
ールユニット５０の制御回路３５は、前記初期不平衡出
力電圧ｅ0 の検出の場合と同様にして、ブリッジ電源回
路３２からブリッジ回路９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２９，３
０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ｅ0 の検出
の場合と同様に、各ひずみゲージ１に対応するスイッチ
素子５１ａ，５１ｂ，５１ｃの組を順番にＯＮ状態に制
御することで、各測定点毎にブリッジ回路９を順番に構
成すると共に、各測定点毎のブリッジ回路９の出力電圧
ｅを増幅回路３３及びＡ／Ｄ変換回路３４を介して検出
し、該出力電圧ｅを記憶回路３６に記憶保持される。こ
のようにして、各測定点毎のひずみ測定時のブリッジ回
路９の出力電圧ｅが時系列的に記憶回路３６に記憶保持
される。
【０２０６】次いで、制御回路３５は、記憶回路３６に
あらかじめプログラムされた前記図７のフローチャート
の処理を各測定点毎に行うことで、各測定点のひずみε
を求める。
あらかじめプログラムされた前記図７のフローチャート
の処理を各測定点毎に行うことで、各測定点のひずみε
を求める。
【０２０７】すなわち、制御回路３５は、前述の如く記
憶回路３６に記憶保持された、各測定点について共通で
あるブリッジ回路９の電源電圧Ｖ、抵抗体５を備える辺
の電圧Ｖ3 を読み込み、さらに、ひずみεを求めようと
する測定点に対応するひずみゲージ１のゲージ率Ｋ及び
基準抵抗値Ｒ0 、リード線２の抵抗値ｒ（＝ｒa1）、ブ
リッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、及びひずみ測
定時のブリッジ回路９の出力電圧ｅのデータを記憶回路
３６から読み込む。
憶回路３６に記憶保持された、各測定点について共通で
あるブリッジ回路９の電源電圧Ｖ、抵抗体５を備える辺
の電圧Ｖ3 を読み込み、さらに、ひずみεを求めようと
する測定点に対応するひずみゲージ１のゲージ率Ｋ及び
基準抵抗値Ｒ0 、リード線２の抵抗値ｒ（＝ｒa1）、ブ
リッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、及びひずみ測
定時のブリッジ回路９の出力電圧ｅのデータを記憶回路
３６から読み込む。
【０２０８】そして、読み込んだ上記の各データの値を
用いて、前記式（３８）の演算を行うことで、ひずみε
を求め、このひずみεの算出を各測定点について行う。
用いて、前記式（３８）の演算を行うことで、ひずみε
を求め、このひずみεの算出を各測定点について行う。
【０２０９】尚、制御回路３５は、求めた各測定点のひ
ずみεの値を表示回路３７を介して表示器３８に表示さ
せる。
ずみεの値を表示回路３７を介して表示器３８に表示さ
せる。
【０２１０】かかる本実施形態においても、前記第１乃
至第３の各実施形態と同様に、式（３８）の演算により
各測定点のひずみεを求めることで、各測定点毎のブリ
ッジ回路９の各辺の抵抗値によらずに該ブリッジ回路９
の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を適正に排除すること
ができ、さらには、該ブリッジ回路９のひずみゲージ１
と同じ辺に存するリード線２の総抵抗値ｒ（＝ｒa1）に
起因した感度低下も排除することができる。従って、各
測定点のひずみεの測定を精度よく行うことができる。
また、ブリッジ回路９の各辺の抵抗値の精度がさほど要
求されないことから、ひずみゲージ１やひずみ測定装置
４８の測定ユニット４９の製造コストを低減することが
可能となる。
至第３の各実施形態と同様に、式（３８）の演算により
各測定点のひずみεを求めることで、各測定点毎のブリ
ッジ回路９の各辺の抵抗値によらずに該ブリッジ回路９
の初期不平衡出力電圧ｅ0 の影響を適正に排除すること
ができ、さらには、該ブリッジ回路９のひずみゲージ１
と同じ辺に存するリード線２の総抵抗値ｒ（＝ｒa1）に
起因した感度低下も排除することができる。従って、各
測定点のひずみεの測定を精度よく行うことができる。
また、ブリッジ回路９の各辺の抵抗値の精度がさほど要
求されないことから、ひずみゲージ１やひずみ測定装置
４８の測定ユニット４９の製造コストを低減することが
可能となる。
【０２１１】尚、本実施形態では、１ゲージ３線法によ
る多点ひずみ測定を行うものを示したが、１ゲージ２線
法や２ゲージコモンダミー法についても、本実施形態と
同様に多点ひずみ測定を行うようにすることが可能であ
ることはもちろんである。
る多点ひずみ測定を行うものを示したが、１ゲージ２線
法や２ゲージコモンダミー法についても、本実施形態と
同様に多点ひずみ測定を行うようにすることが可能であ
ることはもちろんである。
【０２１２】また、以上説明した第１乃至第４の各実施
形態では、ブリッジ回路７，９，１３の抵抗体５を有す
る辺の電圧Ｖ3 を検出し、その検出した電圧Ｖ3 を用い
て前記式（３８）の演算を行うものを示したが、ブリッ
ジ回路７，９，１３の抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ4 を
検出し、その検出した電圧Ｖ4 を用いて前記式（３８）
の大括弧［ ］内の演算を前記式（３０）の演算により
行うようにしてもよい。あるいは、電圧Ｖ3 ，Ｖ4 の両
者を検出し、前記式（３８）の大括弧［ ］内の演算を
前記式（３１）の演算により行うようにしてもよい。そ
して、電圧Ｖ3，Ｖ4 の両者を検出する場合には、式
（３８）の演算に用いるブリッジ回路７，９，１３の電
源電圧Ｖの値として、検出した電圧Ｖ3 ，Ｖ4 の和（＝
Ｖ3 ＋Ｖ4）を用いるようにしてもよい。
形態では、ブリッジ回路７，９，１３の抵抗体５を有す
る辺の電圧Ｖ3 を検出し、その検出した電圧Ｖ3 を用い
て前記式（３８）の演算を行うものを示したが、ブリッ
ジ回路７，９，１３の抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ4 を
検出し、その検出した電圧Ｖ4 を用いて前記式（３８）
の大括弧［ ］内の演算を前記式（３０）の演算により
行うようにしてもよい。あるいは、電圧Ｖ3 ，Ｖ4 の両
者を検出し、前記式（３８）の大括弧［ ］内の演算を
前記式（３１）の演算により行うようにしてもよい。そ
して、電圧Ｖ3，Ｖ4 の両者を検出する場合には、式
（３８）の演算に用いるブリッジ回路７，９，１３の電
源電圧Ｖの値として、検出した電圧Ｖ3 ，Ｖ4 の和（＝
Ｖ3 ＋Ｖ4）を用いるようにしてもよい。
【０２１３】尚、この場合、ブリッジ回路７，９，１３
の抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ4 は、例えばブリッジ回
路７，９，１３の出力部Ｏ2 の電位を出力端子２８を介
して増幅回路３３に付与すると共に、ブリッジ回路７，
９，１３の電源入力部Ｉ1 の電位をスイッチ素子（図示
せず）及び出力端子２７を介して増幅回路３３に付与す
るようにすることで、抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 の
場合と同様に検出することが可能である。
の抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ4 は、例えばブリッジ回
路７，９，１３の出力部Ｏ2 の電位を出力端子２８を介
して増幅回路３３に付与すると共に、ブリッジ回路７，
９，１３の電源入力部Ｉ1 の電位をスイッチ素子（図示
せず）及び出力端子２７を介して増幅回路３３に付与す
るようにすることで、抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 の
場合と同様に検出することが可能である。
【０２１４】また、前記第１乃至第４の各実施形態で
は、ブリッジ回路７，９，１３の抵抗体５を有する辺の
電圧Ｖ3 を検出するものを示したが、ブリッジ回路７，
９，１３の抵抗体５，６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 をあらかじ
め記憶回路３６に記憶保持しておき、それらの抵抗値Ｒ
3 ，Ｒ4 を用いて前記式（２３）の演算により、ひずみ
εを求めるようにしてもよい。この場合には、抵抗体５
を有する辺の電圧Ｖ3 、あるいは抵抗体６を有する辺の
電圧Ｖ4 を検出する必要はない。そして、この場合にお
いて、例えば抵抗体５，６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 が等しい
場合には、式（２３）の大括弧［ ］内の演算を、抵抗
値Ｒ3 ，Ｒ4 のデータを用いずに、前記式（２５）の右
辺の演算により行うようにしてもよい。さらには、ブリ
ッジ回路７，９，１３の電源電圧ＶがＶ＝２［Ｖ］で、
且つひずみゲージ１のゲージ率ＫがＫ＝２である場合に
は、式（２３）の大括弧［ ］内の演算を、前記式（２
６）の右辺の演算により行うようにしてもよい。
は、ブリッジ回路７，９，１３の抵抗体５を有する辺の
電圧Ｖ3 を検出するものを示したが、ブリッジ回路７，
９，１３の抵抗体５，６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 をあらかじ
め記憶回路３６に記憶保持しておき、それらの抵抗値Ｒ
3 ，Ｒ4 を用いて前記式（２３）の演算により、ひずみ
εを求めるようにしてもよい。この場合には、抵抗体５
を有する辺の電圧Ｖ3 、あるいは抵抗体６を有する辺の
電圧Ｖ4 を検出する必要はない。そして、この場合にお
いて、例えば抵抗体５，６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 が等しい
場合には、式（２３）の大括弧［ ］内の演算を、抵抗
値Ｒ3 ，Ｒ4 のデータを用いずに、前記式（２５）の右
辺の演算により行うようにしてもよい。さらには、ブリ
ッジ回路７，９，１３の電源電圧ＶがＶ＝２［Ｖ］で、
且つひずみゲージ１のゲージ率ＫがＫ＝２である場合に
は、式（２３）の大括弧［ ］内の演算を、前記式（２
６）の右辺の演算により行うようにしてもよい。
【０２１５】次に、本発明の第５の実施形態を図１１及
び前記図６を参照して説明する。尚、本実施形態は、例
えば図６に示した１ゲージ２線法による第１の実施形態
のひずみ測定装置２０と同一の回路構成のひずみ測定装
置を用いてひずみ測定を行うものであり、該ひずみ測定
装置の装置構成については、図６のひずみ測定装置２０
と同一の参照符号を用いて詳細な説明を省略する。
び前記図６を参照して説明する。尚、本実施形態は、例
えば図６に示した１ゲージ２線法による第１の実施形態
のひずみ測定装置２０と同一の回路構成のひずみ測定装
置を用いてひずみ測定を行うものであり、該ひずみ測定
装置の装置構成については、図６のひずみ測定装置２０
と同一の参照符号を用いて詳細な説明を省略する。
【０２１６】本実施形態では、ひずみ測定装置２０の測
定ユニット２３の抵抗体４，５，６のそれぞれの抵抗値
Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 は、ひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0
と同一とされている（Ｒ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 ）。ま
た、本実施形態では、前記式（３３）により求まる値ε
p と、前記式（３４）により求まる値ε0 とを用いて、
次式（３９）の演算により物体のひずみεを求めるよう
にしている。そして、この処理を制御回路３５に行わし
めるために、図１１のフローチャートで示すような演算
処理手順が記憶回路３６にプログラムされている。
定ユニット２３の抵抗体４，５，６のそれぞれの抵抗値
Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 は、ひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0
と同一とされている（Ｒ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 ）。ま
た、本実施形態では、前記式（３３）により求まる値ε
p と、前記式（３４）により求まる値ε0 とを用いて、
次式（３９）の演算により物体のひずみεを求めるよう
にしている。そして、この処理を制御回路３５に行わし
めるために、図１１のフローチャートで示すような演算
処理手順が記憶回路３６にプログラムされている。
【０２１７】
【数３９】
【０２１８】尚、式（３９）の演算処理は、前記式（２
３）の右辺の大括弧［ ］内の演算を前記式（３７）の
演算により行ってひずみεを求めることと同じであり、
さらに換言すれば、前記式（３７）の演算（但し、式
（３７）の演算に用いるεp ，ε0 はそれぞれ式（３
３）、（３４）により求める）により得られる値ε
a に、（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 （但しｒ＝ｒa1＋ｒa2）を乗
算してなる値εb をひずみεとして求めることと同じで
ある。
３）の右辺の大括弧［ ］内の演算を前記式（３７）の
演算により行ってひずみεを求めることと同じであり、
さらに換言すれば、前記式（３７）の演算（但し、式
（３７）の演算に用いるεp ，ε0 はそれぞれ式（３
３）、（３４）により求める）により得られる値ε
a に、（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 （但しｒ＝ｒa1＋ｒa2）を乗
算してなる値εb をひずみεとして求めることと同じで
ある。
【０２１９】以上説明した以外の構成は、第１の実施形
態と全く同一である。
態と全く同一である。
【０２２０】上記のように構成したひずみ測定装置２０
を用いた本実施形態のひずみ測定では、前記第１実施形
態の場合と同様に、ひずみ測定に先立って、あらかじ
め、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値及び基準抵抗値Ｒ
0 と、ブリッジ回路７に付与する電源電圧Ｖの値と、ひ
ずみゲージ１のリード線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋
ｒa2）とが、記憶回路３６に入力されて、該記憶回路３
６に記憶保持される。
を用いた本実施形態のひずみ測定では、前記第１実施形
態の場合と同様に、ひずみ測定に先立って、あらかじ
め、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値及び基準抵抗値Ｒ
0 と、ブリッジ回路７に付与する電源電圧Ｖの値と、ひ
ずみゲージ１のリード線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋
ｒa2）とが、記憶回路３６に入力されて、該記憶回路３
６に記憶保持される。
【０２２１】さらに、前記第１実施形態と同様にして、
ブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、及びひずみ
測定に際してのブリッジ回路７の出力電圧ｅの検出及び
記憶保持が行われる。但し、この場合、本実施形態で
は、ブリッジ回路７の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 の
検出及び記憶保持を行う必要はない。
ブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、及びひずみ
測定に際してのブリッジ回路７の出力電圧ｅの検出及び
記憶保持が行われる。但し、この場合、本実施形態で
は、ブリッジ回路７の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 の
検出及び記憶保持を行う必要はない。
【０２２２】そして、コントロールユニット２４の制御
回路３５は、記憶回路３６にプログラムされた図１１の
フローチャートの処理を行って、上記の検出データ並び
に先に記憶回路３６に記憶保持した前述のゲージ率Ｋ等
のデータからひずみεを求める。
回路３５は、記憶回路３６にプログラムされた図１１の
フローチャートの処理を行って、上記の検出データ並び
に先に記憶回路３６に記憶保持した前述のゲージ率Ｋ等
のデータからひずみεを求める。
【０２２３】すなわち、制御回路３５は、ブリッジ回路
７の電源電圧Ｖ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、ひずみ
ゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 及びリード線２，３の総抵抗
値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）、並びにブリッジ回路７の初期不
平衡出力電圧ｅ0 及びひずみ測定時の出力電圧ｅのデー
タを記憶回路３６から読み込む（ＳＴＥＰ１１−１）。
７の電源電圧Ｖ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、ひずみ
ゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 及びリード線２，３の総抵抗
値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）、並びにブリッジ回路７の初期不
平衡出力電圧ｅ0 及びひずみ測定時の出力電圧ｅのデー
タを記憶回路３６から読み込む（ＳＴＥＰ１１−１）。
【０２２４】次いで、制御回路３５は、電源電圧Ｖ、ゲ
ージ率Ｋ、初期不平衡出力電圧ｅ0及びひずみ測定時の
出力電圧ｅのデータから、前記式（３３）の演算を行っ
て値εp を求める（ＳＴＥＰ１１−２）。この値ε
p は、前述した従来のひずみ測定手法において、ブリッ
ジ回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0 を排除し得るものと
して前記式（１０）の演算により求めていたひずみεで
ある。
ージ率Ｋ、初期不平衡出力電圧ｅ0及びひずみ測定時の
出力電圧ｅのデータから、前記式（３３）の演算を行っ
て値εp を求める（ＳＴＥＰ１１−２）。この値ε
p は、前述した従来のひずみ測定手法において、ブリッ
ジ回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0 を排除し得るものと
して前記式（１０）の演算により求めていたひずみεで
ある。
【０２２５】さらに、制御回路３５は、ブリッジ回路７
の電源電圧Ｖ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、ブリッジ
回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0 のデータから前記式
（３４）の演算を行って値ε0 を求める（ＳＴＥＰ１１
−３）。この値ε0 は、前述した従来のひずみ測定手法
において、ブリッジ回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0 に
相当する見掛け上のひずみε0 として求めていたもので
ある。
の電源電圧Ｖ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、ブリッジ
回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0 のデータから前記式
（３４）の演算を行って値ε0 を求める（ＳＴＥＰ１１
−３）。この値ε0 は、前述した従来のひずみ測定手法
において、ブリッジ回路７の初期不平衡出力電圧ｅ0 に
相当する見掛け上のひずみε0 として求めていたもので
ある。
【０２２６】そして、制御回路３５は、これらの値εp
及びε0 、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、並びにひずみ
ゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 及びリード線２，３の総抵抗
値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）のデータから、前記式（３９）の
演算処理を行って、ひずみεを求める（ＳＴＥＰ１１−
４）。尚、この求めたひずみεは、表示器３７に表示さ
せる。
及びε0 、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、並びにひずみ
ゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 及びリード線２，３の総抵抗
値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）のデータから、前記式（３９）の
演算処理を行って、ひずみεを求める（ＳＴＥＰ１１−
４）。尚、この求めたひずみεは、表示器３７に表示さ
せる。
【０２２７】かかる本実施形態においても、前記第１の
実施形態と同様に、ブリッジ回路７の初期不平衡出力電
圧ｅ0 の影響を適正に排除することができ、さらには、
ブリッジ回路７のひずみゲージ１と同じ辺に存するリー
ド線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）に起因した感
度低下も排除することができる。従って、ひずみεの測
定を精度よく行うことができる。また、この場合、従来
の測定手法で得られる値εp 及びε0 を用いて式（３
９）の大括弧［ ］内の演算、すなわち、式（３７）の
演算を行うことで、ブリッジ回路７の初期不平衡出力電
圧ｅ0 の影響を適正に排除することができるため、従来
のひずみ測定装置に用いていた処理手順をわずかに変更
するだけで、精度のよいひずみ測定を行うことができる
ひずみ測定装置を提供することができる。
実施形態と同様に、ブリッジ回路７の初期不平衡出力電
圧ｅ0 の影響を適正に排除することができ、さらには、
ブリッジ回路７のひずみゲージ１と同じ辺に存するリー
ド線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋ｒa2）に起因した感
度低下も排除することができる。従って、ひずみεの測
定を精度よく行うことができる。また、この場合、従来
の測定手法で得られる値εp 及びε0 を用いて式（３
９）の大括弧［ ］内の演算、すなわち、式（３７）の
演算を行うことで、ブリッジ回路７の初期不平衡出力電
圧ｅ0 の影響を適正に排除することができるため、従来
のひずみ測定装置に用いていた処理手順をわずかに変更
するだけで、精度のよいひずみ測定を行うことができる
ひずみ測定装置を提供することができる。
【０２２８】尚、本実施形態では、ブリッジ回路７の抵
抗体５の辺に生じる電圧Ｖ3 を検出する必要がない。従
って、スイッチ素子２９，３０を省略し、出力端子２７
をブリッジ回路７の出力部Ｏ1 のみに接続しておいても
よい。
抗体５の辺に生じる電圧Ｖ3 を検出する必要がない。従
って、スイッチ素子２９，３０を省略し、出力端子２７
をブリッジ回路７の出力部Ｏ1 のみに接続しておいても
よい。
【０２２９】また、本実施形態では、１ゲージ２線法を
例にとって説明したが、１ゲージ３線法や２ゲージコモ
ンダミー法においても、式（３９）の演算により初期不
平衡出力電圧ｅ0 の影響とひずみゲージ１のリード線
２，３の抵抗値に起因した感度低下とを排除したひずみ
εを求めることができる。尚、この場合において、ブリ
ッジ回路９、１３の各辺の抵抗値に関し、１ゲージ３線
法では、Ｒ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ 3 ＝Ｒ4 とし、２ゲージコモン
ダミー法では、Ｒ0 ＝Ｒd ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とすることは１
ゲージ２線法の場合と同様である。
例にとって説明したが、１ゲージ３線法や２ゲージコモ
ンダミー法においても、式（３９）の演算により初期不
平衡出力電圧ｅ0 の影響とひずみゲージ１のリード線
２，３の抵抗値に起因した感度低下とを排除したひずみ
εを求めることができる。尚、この場合において、ブリ
ッジ回路９、１３の各辺の抵抗値に関し、１ゲージ３線
法では、Ｒ0 ＝Ｒ2 ＝Ｒ 3 ＝Ｒ4 とし、２ゲージコモン
ダミー法では、Ｒ0 ＝Ｒd ＝Ｒ3 ＝Ｒ4 とすることは１
ゲージ２線法の場合と同様である。
【０２３０】また、以上説明した第１乃至第５の各実施
形態では、ブリッジ回路７，９，１３におけるひずみゲ
ージ１と同じ辺に存するリード線（１ゲージ２線法及び
２ゲージコモンダミー法ではリード線２，３。１ゲージ
３線法ではリード線２）の抵抗値ｒに起因した感度低下
を排除するものを示したが、リード線の抵抗値ｒがひず
みゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 に比して十分に小さいよう
な場合には、前記式（２４）、あるいは式（２９）〜
（３１）、あるいは、式（３７）のいずれかの演算によ
り、ひずみεを求めるようにしてもよい。
形態では、ブリッジ回路７，９，１３におけるひずみゲ
ージ１と同じ辺に存するリード線（１ゲージ２線法及び
２ゲージコモンダミー法ではリード線２，３。１ゲージ
３線法ではリード線２）の抵抗値ｒに起因した感度低下
を排除するものを示したが、リード線の抵抗値ｒがひず
みゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 に比して十分に小さいよう
な場合には、前記式（２４）、あるいは式（２９）〜
（３１）、あるいは、式（３７）のいずれかの演算によ
り、ひずみεを求めるようにしてもよい。
【０２３１】また、前記第１乃至第５の各実施形態で
は、ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線の抵抗値
ｒに起因した感度低下を排除するための比の値（Ｒ0 ＋
ｒ）／Ｒ0 をひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 及びリー
ド線の抵抗値ｒを直接用いて決定するものを示したが、
例えば次のようなことをしてよい。すなわち、ひずみゲ
ージ１のひずみを生じていない状態で、ブリッジ回路
７，９，１３にその電源電圧Ｖを付与したときにひずみ
ゲージ１に生じる電圧ＶG と、ひずみゲージ１と同じ辺
に組み込まれるリード線に生じる電圧Ｖr とをあらかじ
め計測しておく。そして、それらの計測した電圧ＶG ，
Ｖr により定まる比の値（ＶG ＋Ｖr ）／Ｖ G をリード
線の抵抗値ｒに起因した感度低下を排除するための比の
値（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 として用いる。
は、ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線の抵抗値
ｒに起因した感度低下を排除するための比の値（Ｒ0 ＋
ｒ）／Ｒ0 をひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 及びリー
ド線の抵抗値ｒを直接用いて決定するものを示したが、
例えば次のようなことをしてよい。すなわち、ひずみゲ
ージ１のひずみを生じていない状態で、ブリッジ回路
７，９，１３にその電源電圧Ｖを付与したときにひずみ
ゲージ１に生じる電圧ＶG と、ひずみゲージ１と同じ辺
に組み込まれるリード線に生じる電圧Ｖr とをあらかじ
め計測しておく。そして、それらの計測した電圧ＶG ，
Ｖr により定まる比の値（ＶG ＋Ｖr ）／Ｖ G をリード
線の抵抗値ｒに起因した感度低下を排除するための比の
値（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 として用いる。
【０２３２】さらに、１ゲージ３線法に係わる前記第２
及び第４の実施形態では、ひずみゲージ１と同じ辺に存
するリード線の抵抗値ｒとして、リード線２の抵抗値ｒ
a1そのものを用いたが、一般に、ひずみゲージ１のリー
ド線２，３は同一長さで同一の線種のものが使用され、
それぞれの抵抗値ｒa1，ｒa2はほぼ等しい。従って、１
ゲージ３線法に係わる前記第２及び第４の実施形態で
は、ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線の抵抗値
ｒとして、リード線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋
ｒa2）の半分の値ｒ／２を用いてもよい。
及び第４の実施形態では、ひずみゲージ１と同じ辺に存
するリード線の抵抗値ｒとして、リード線２の抵抗値ｒ
a1そのものを用いたが、一般に、ひずみゲージ１のリー
ド線２，３は同一長さで同一の線種のものが使用され、
それぞれの抵抗値ｒa1，ｒa2はほぼ等しい。従って、１
ゲージ３線法に係わる前記第２及び第４の実施形態で
は、ひずみゲージ１と同じ辺に存するリード線の抵抗値
ｒとして、リード線２，３の総抵抗値ｒ（＝ｒa1＋
ｒa2）の半分の値ｒ／２を用いてもよい。
【０２３３】また、前記第１乃至第５の各実施形態で
は、本来の意味でのひずみεを測定するものを示した
が、例えば前記式（３８）、あるいは式（３９）の演算
により求めたひずみεに、さらにひずみゲージ１を貼着
した物体のヤングＥを乗算することで応力を求めるよう
にしてもよい。
は、本来の意味でのひずみεを測定するものを示した
が、例えば前記式（３８）、あるいは式（３９）の演算
により求めたひずみεに、さらにひずみゲージ１を貼着
した物体のヤングＥを乗算することで応力を求めるよう
にしてもよい。
【０２３４】次に、本発明のひずみ測定用記録媒体の一
実施形態を図１２及び図１３を参照して説明する。図１
２は本実施形態の記録媒体を適用するひずみ測定システ
ムのシステム構成図、図１３は本実施形態の記録媒体に
記録したソフトウェア（アプリケーションプログラム）
の要部の処理を示すフローチャートである。
実施形態を図１２及び図１３を参照して説明する。図１
２は本実施形態の記録媒体を適用するひずみ測定システ
ムのシステム構成図、図１３は本実施形態の記録媒体に
記録したソフトウェア（アプリケーションプログラム）
の要部の処理を示すフローチャートである。
【０２３５】図１２を参照して、本実施形態のひずみ測
定システムは、例えば前記図８に示した１ゲージ３線法
によるひずみ測定装置４１と、パーソナルコンピュータ
５３（以下、パソコン５３という）とにより構成したも
のであり、パソコン５３は、ひずみ測定装置４１のコン
トロールユニット２４と通信可能なように、該コントロ
ールユニット２４の前記インターフェース回路３９（図
８参照）に通信ケーブル５４を介して接続されている。
尚、パソコン５３としては、通常的なパソコンの他、所
謂ワークステーションを使用してもよい。
定システムは、例えば前記図８に示した１ゲージ３線法
によるひずみ測定装置４１と、パーソナルコンピュータ
５３（以下、パソコン５３という）とにより構成したも
のであり、パソコン５３は、ひずみ測定装置４１のコン
トロールユニット２４と通信可能なように、該コントロ
ールユニット２４の前記インターフェース回路３９（図
８参照）に通信ケーブル５４を介して接続されている。
尚、パソコン５３としては、通常的なパソコンの他、所
謂ワークステーションを使用してもよい。
【０２３６】この場合、ひずみ測定装置４１のコントロ
ールユニット２４の制御回路３５（図８参照）は、前述
のように検出して記憶回路３６に記憶保持したブリッジ
回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、ブリッジ回路９の抵
抗体６を有する辺の電圧Ｖ4、及びひずみ測定時のブリ
ッジ回路９の出力電圧ｅのデータを、パソコン５３との
通信によって該パソコン５３に受け渡すようにしてい
る。
ールユニット２４の制御回路３５（図８参照）は、前述
のように検出して記憶回路３６に記憶保持したブリッジ
回路９の初期不平衡出力電圧ｅ0 、ブリッジ回路９の抵
抗体６を有する辺の電圧Ｖ4、及びひずみ測定時のブリ
ッジ回路９の出力電圧ｅのデータを、パソコン５３との
通信によって該パソコン５３に受け渡すようにしてい
る。
【０２３７】尚、本実施形態では、ひずみ測定装置４１
においてひずみεの算出を行う必要はなく、従って、前
記記憶回路３６に、前記式（３８）の演算処理のための
プログラムや、その演算処理に使用するひずみゲージ１
のゲージ率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ0 、ブリッジ回路９の電
源電圧Ｖ、及びリード線２の抵抗値ｒa1（＝ｒ）のデー
タをあらかじめ記憶保持しておく必要はない。
においてひずみεの算出を行う必要はなく、従って、前
記記憶回路３６に、前記式（３８）の演算処理のための
プログラムや、その演算処理に使用するひずみゲージ１
のゲージ率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ0 、ブリッジ回路９の電
源電圧Ｖ、及びリード線２の抵抗値ｒa1（＝ｒ）のデー
タをあらかじめ記憶保持しておく必要はない。
【０２３８】パソコン５３は、通常のパソコンと同様、
ディスプレイ５５、キーボード５６、フロッピディスク
の装填スロット５７（以下、ＦＤスロット５７）等を備
えている。そして、ひずみ測定装置４１から通信ケーブ
ル５４を介してブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ
0 、ブリッジ回路９の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3、
及びひずみ測定時のブリッジ回路９の出力電圧ｅのデー
タを入力可能とされている他、キーボード５６の操作に
よって、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ
0 、ブリッジ回路９の電源電圧Ｖ、及びリード線２の抵
抗値ｒa1（＝ｒ）のデータを入力可能とされている。
ディスプレイ５５、キーボード５６、フロッピディスク
の装填スロット５７（以下、ＦＤスロット５７）等を備
えている。そして、ひずみ測定装置４１から通信ケーブ
ル５４を介してブリッジ回路９の初期不平衡出力電圧ｅ
0 、ブリッジ回路９の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3、
及びひずみ測定時のブリッジ回路９の出力電圧ｅのデー
タを入力可能とされている他、キーボード５６の操作に
よって、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ
0 、ブリッジ回路９の電源電圧Ｖ、及びリード線２の抵
抗値ｒa1（＝ｒ）のデータを入力可能とされている。
【０２３９】また、図中、５８は本実施形態におけるひ
ずみ測定用記録媒体としてのフロッピディスクであり、
このフロッピディスク５８には、パソコン５３にひずみ
測定の解析処理を行わしめるために、例えば図１３のフ
ローチャートに示すような処理を含むアプリケーション
プログラムがあらかじめ記録されている。
ずみ測定用記録媒体としてのフロッピディスクであり、
このフロッピディスク５８には、パソコン５３にひずみ
測定の解析処理を行わしめるために、例えば図１３のフ
ローチャートに示すような処理を含むアプリケーション
プログラムがあらかじめ記録されている。
【０２４０】かかるひずみ測定システムでは、例えばひ
ずみ測定装置４１を用いた測定の終了後に、ひずみ測定
装置４１を通信ケーブル５４を介してパソコン５３に接
続し、さらに、前記フロッピディスク５８をパソコン５
３のＦＤスロット５７に装填して、該フロッピディスク
５８のアプリケーションプログラムを起動する。
ずみ測定装置４１を用いた測定の終了後に、ひずみ測定
装置４１を通信ケーブル５４を介してパソコン５３に接
続し、さらに、前記フロッピディスク５８をパソコン５
３のＦＤスロット５７に装填して、該フロッピディスク
５８のアプリケーションプログラムを起動する。
【０２４１】このとき、該アプリケーションプログラム
は、パソコン５３に次のような処理を行わしめる。
は、パソコン５３に次のような処理を行わしめる。
【０２４２】すなわち図１３を参照して、該アプリケー
ションプログラムは、パソコン５３に、ひずみゲージ１
のゲージ率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ0 、ブリッジ回路９の電
源電圧Ｖ、及びリード線２の抵抗値ｒa1（＝ｒ）のデー
タの入力要求をディスプレイ５５上で行わしめる（ＳＴ
ＥＰ１３−１）。
ションプログラムは、パソコン５３に、ひずみゲージ１
のゲージ率Ｋ及び基準抵抗値Ｒ0 、ブリッジ回路９の電
源電圧Ｖ、及びリード線２の抵抗値ｒa1（＝ｒ）のデー
タの入力要求をディスプレイ５５上で行わしめる（ＳＴ
ＥＰ１３−１）。
【０２４３】この入力要求に応じて上記のデータがキー
ボード５６を介して入力されると、次に、上記アプリケ
ーションプログラムは、ひずみ測定装置４１の記憶回路
３６に記憶されているブリッジ回路９の初期不平衡出力
電圧ｅ0 及びブリッジ回路９の抵抗体５を有する辺の電
圧Ｖ3 のデータを通信ケーブル５４を介してパソコン５
３に取り込ませる（ＳＴＥＰ１３−２）。
ボード５６を介して入力されると、次に、上記アプリケ
ーションプログラムは、ひずみ測定装置４１の記憶回路
３６に記憶されているブリッジ回路９の初期不平衡出力
電圧ｅ0 及びブリッジ回路９の抵抗体５を有する辺の電
圧Ｖ3 のデータを通信ケーブル５４を介してパソコン５
３に取り込ませる（ＳＴＥＰ１３−２）。
【０２４４】さらに、該アプリケーションプログラム
は、ひずみ測定装置４１によるひずみ測定時のブリッジ
回路９の出力電圧ｅのデータ（この場合、このデータ
は、時間差をおいて検出された複数の出力電圧ｅの時系
列データである）を記憶回路３６からパソコン２３に取
り込ませる（ＳＴＥＰ１３−３）。
は、ひずみ測定装置４１によるひずみ測定時のブリッジ
回路９の出力電圧ｅのデータ（この場合、このデータ
は、時間差をおいて検出された複数の出力電圧ｅの時系
列データである）を記憶回路３６からパソコン２３に取
り込ませる（ＳＴＥＰ１３−３）。
【０２４５】そして、該アプリケーションプログラム
は、ＳＴＥＰ１でパソコン５３に入力されたデータと、
ＳＴＥＰ２，３でパソコン５３に取り込まれたデータと
から、前記式（３８）の演算処理をパソコン５３に行わ
しめることで、ひずみ測定時のブリッジ回路９の出力電
圧ｅの各データに対応するひずみεを算出させる（ＳＴ
ＥＰ１３−４）。
は、ＳＴＥＰ１でパソコン５３に入力されたデータと、
ＳＴＥＰ２，３でパソコン５３に取り込まれたデータと
から、前記式（３８）の演算処理をパソコン５３に行わ
しめることで、ひずみ測定時のブリッジ回路９の出力電
圧ｅの各データに対応するひずみεを算出させる（ＳＴ
ＥＰ１３−４）。
【０２４６】その後は、該アプリケーションプログラム
は、算出したひずみεのデータの所定の解析処理や、デ
ィスプレイ５５への表示処理等をパソコン５３に行わし
める。
は、算出したひずみεのデータの所定の解析処理や、デ
ィスプレイ５５への表示処理等をパソコン５３に行わし
める。
【０２４７】このようなアプリケーションプログラムを
携帯自在なフロッピディスク５８に記録しておくこと
で、パソコン５３を使用したひずみ測定の汎用性を高め
ることができる。
携帯自在なフロッピディスク５８に記録しておくこと
で、パソコン５３を使用したひずみ測定の汎用性を高め
ることができる。
【０２４８】尚、本実施形態では記録媒体として、フロ
ッピディスク５８を使用したが、ＣＤ−ＲＯＭ等の他の
記録媒体を使用してもよい。
ッピディスク５８を使用したが、ＣＤ−ＲＯＭ等の他の
記録媒体を使用してもよい。
【０２４９】また、本実施形態では、ひずみ測定装置４
１からパソコン５３へのデータの受け渡しを通信によっ
て行うようにしたが、ひずみ測定装置４１側で、パソコ
ン５３に受け渡すべきデータをフロッピディスク等の記
録媒体に記録しておくことができるようにし、その記録
媒体を介して該データをパソコン５３に受け渡すように
してもよい。
１からパソコン５３へのデータの受け渡しを通信によっ
て行うようにしたが、ひずみ測定装置４１側で、パソコ
ン５３に受け渡すべきデータをフロッピディスク等の記
録媒体に記録しておくことができるようにし、その記録
媒体を介して該データをパソコン５３に受け渡すように
してもよい。
【０２５０】また、本実施形態では、ひずみ測定装置４
１により１ゲージ３線法のひずみ測定を行う場合につい
て説明したが、ひずみ測定装置２０による１ゲージ２線
法のひずみ測定や、ひずみ測定装置４４による２ゲージ
コモンダミー法のひずみ測定を行う場合にも本実施形態
で採用したアプリケーションプログラムを記録した記録
媒体を適用することができる。さらには、前記ひずみ測
定装置４８等による多点ひずみ測定の場合にも、本実施
形態と同様にパソコンに適用する記録媒体を用いてひず
み測定を行うようにすることも可能である。
１により１ゲージ３線法のひずみ測定を行う場合につい
て説明したが、ひずみ測定装置２０による１ゲージ２線
法のひずみ測定や、ひずみ測定装置４４による２ゲージ
コモンダミー法のひずみ測定を行う場合にも本実施形態
で採用したアプリケーションプログラムを記録した記録
媒体を適用することができる。さらには、前記ひずみ測
定装置４８等による多点ひずみ測定の場合にも、本実施
形態と同様にパソコンに適用する記録媒体を用いてひず
み測定を行うようにすることも可能である。
【０２５１】また、本実施形態では、ひずみεの算出を
前記式（３８）の演算により行うようにしたが、ひずみ
測定装置によって前記ブリッジ回路７，９，１３の抵抗
体６を有する辺の電圧Ｖ4 を検出するような場合には、
式（３８）の大括弧［ ］内の演算を前記式（３０）の
演算により行うようなアプリケーションプログラムを記
録媒体に記録しておけばよい。さらに、ブリッジ回路
７，９，１３の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 と抵抗体
６を有する辺の電圧Ｖ4 との両者をひずみ測定装置で検
出するような場合には、式（３８）の大括弧［ ］内の
演算を前記式（３１）の演算により行うようなアプリケ
ーションプログラムを記録媒体に記録しておけばよい。
前記式（３８）の演算により行うようにしたが、ひずみ
測定装置によって前記ブリッジ回路７，９，１３の抵抗
体６を有する辺の電圧Ｖ4 を検出するような場合には、
式（３８）の大括弧［ ］内の演算を前記式（３０）の
演算により行うようなアプリケーションプログラムを記
録媒体に記録しておけばよい。さらに、ブリッジ回路
７，９，１３の抵抗体５を有する辺の電圧Ｖ3 と抵抗体
６を有する辺の電圧Ｖ4 との両者をひずみ測定装置で検
出するような場合には、式（３８）の大括弧［ ］内の
演算を前記式（３１）の演算により行うようなアプリケ
ーションプログラムを記録媒体に記録しておけばよい。
【０２５２】また、上記電圧Ｖ3 ，Ｖ4 のいずれも検出
しないような場合には、抵抗体５，６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ
4 をパソコンに入力させるようにすると共に、前記式
（２３）の演算によりひずみεを求めるようなアプリケ
ーションプログラムを記録媒体に記録しておけばよい。
しないような場合には、抵抗体５，６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ
4 をパソコンに入力させるようにすると共に、前記式
（２３）の演算によりひずみεを求めるようなアプリケ
ーションプログラムを記録媒体に記録しておけばよい。
【０２５３】また、本実施形態では、ひずみεの算出を
前記式（３８）の演算により行うようにしたが、１ゲー
ジ法によるブリッジ回路７，９の抵抗体４〜６の抵抗値
Ｒ2〜Ｒ4 がひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 に等し
く、また、２ゲージコモンダミー法によるブリッジ回路
１３のダミーゲージ１の基準抵抗値Ｒd 及び抵抗体５，
６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 がひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ
0 に等しいような場合には、前記第５の実施形態の場合
と同様に、式（３８）演算に代えて、式（３９）の演算
によりひずみεを求めるようなアプリケーションプログ
ラム（例えば図１３のＳＴＥＰ１３−４の処理を図１１
のＳＴＥＰ１１−２〜１１ー４の処理に置き換えたプロ
グラム）を記録媒体に記録しておいてもよい。
前記式（３８）の演算により行うようにしたが、１ゲー
ジ法によるブリッジ回路７，９の抵抗体４〜６の抵抗値
Ｒ2〜Ｒ4 がひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ0 に等し
く、また、２ゲージコモンダミー法によるブリッジ回路
１３のダミーゲージ１の基準抵抗値Ｒd 及び抵抗体５，
６の抵抗値Ｒ3 ，Ｒ4 がひずみゲージ１の基準抵抗値Ｒ
0 に等しいような場合には、前記第５の実施形態の場合
と同様に、式（３８）演算に代えて、式（３９）の演算
によりひずみεを求めるようなアプリケーションプログ
ラム（例えば図１３のＳＴＥＰ１３−４の処理を図１１
のＳＴＥＰ１１−２〜１１ー４の処理に置き換えたプロ
グラム）を記録媒体に記録しておいてもよい。
【０２５４】また、本実施形態では本来の意味でのひず
みεを測定するものを示したが、物体のヤング率Ｅをパ
ソコンに入力させるようにすると共に、前述の如く算出
されるひずみεに物体のヤング率Ｅを乗算するようなア
プリケーションプログラムを記録媒体に記録しておくこ
とで、パソコンを使用して応力測定を行うようにするこ
とも可能である。
みεを測定するものを示したが、物体のヤング率Ｅをパ
ソコンに入力させるようにすると共に、前述の如く算出
されるひずみεに物体のヤング率Ｅを乗算するようなア
プリケーションプログラムを記録媒体に記録しておくこ
とで、パソコンを使用して応力測定を行うようにするこ
とも可能である。
【図１】１ゲージ２線法によるひずみ測定手法を説明す
るための回路図。
るための回路図。
【図２】１ゲージ３線法によるひずみ測定手法を説明す
るための回路図。
るための回路図。
【図３】２ゲージコモンダミー法によるひずみ測定手法
を説明するための回路図。
を説明するための回路図。
【図４】ひずみ測定のためのブリッジ回路の出力特性を
示す線図。
示す線図。
【図５】本発明の測定手法の原理を説明するための回路
図。
図。
【図６】本発明のひずみ測定方法を適用したひずみ測定
装置の第１の実施形態の回路構成図。
装置の第１の実施形態の回路構成図。
【図７】図６のひずみ測定装置における演算処理を示す
フローチャート。
フローチャート。
【図８】本発明のひずみ測定方法を適用したひずみ測定
装置の第２の実施形態の回路構成図。
装置の第２の実施形態の回路構成図。
【図９】本発明のひずみ測定方法を適用したひずみ測定
装置の第３の実施形態の回路構成図。
装置の第３の実施形態の回路構成図。
【図１０】本発明のひずみ測定方法を適用したひずみ測
定装置の第４の実施形態の回路構成図。
定装置の第４の実施形態の回路構成図。
【図１１】本発明のひずみ測定方法を適用したひずみ測
定装置の第５の実施形態における演算処理を説明するた
めのフローチャート。
定装置の第５の実施形態における演算処理を説明するた
めのフローチャート。
【図１２】本発明のひずみ測定用記録媒体を適用したひ
ずみ測定システムのシステム構成図。
ずみ測定システムのシステム構成図。
【図１３】図１２のひずみ測定システムに使用する記録
媒体に記録したアプリケーションプログラムの要部の処
理を示すフローチャート。
媒体に記録したアプリケーションプログラムの要部の処
理を示すフローチャート。
１…ひずみゲージ、２，３…リード線、４，５，６…抵
抗体、７，９，１３…ブリッジ回路、１０…ダミーゲー
ジ（抵抗体）、２０，４１，４４，４８…ひずみ測定装
置、３５…制御回路（データ処理手段）、３６…記憶回
路（記憶手段）、５３…パーソナルコンピュータ、５８
…フロッピディスク（記憶媒体）。
抗体、７，９，１３…ブリッジ回路、１０…ダミーゲー
ジ（抵抗体）、２０，４１，４４，４８…ひずみ測定装
置、３５…制御回路（データ処理手段）、３６…記憶回
路（記憶手段）、５３…パーソナルコンピュータ、５８
…フロッピディスク（記憶媒体）。
Claims (6)
- 【請求項１】物体に生じるひずみに応じた抵抗値変化が
生じるように該物体に貼着されるひずみゲージを一辺に
具備し、且つ残りの三辺にそれぞれ前記物体のひずみと
無関係な所定抵抗値の抵抗体を具備してなるブリッジ回
路を用い、該ブリッジ回路の所定の一対の対角点を一対
の電源入力部、該ブリッジ回路の残りの一対の対角点を
一対の出力部として、前記ブリッジ回路の一対の電源入
力部に電源電圧を付与した状態で、前記一対の出力部間
に生じる出力電圧を検出し、その検出した出力電圧から
前記物体のひずみを測定するひずみ測定方法において、 あらかじめ前記ひずみゲージのひずみを生じていない状
態における前記ブリッジ回路の出力電圧を該ブリッジ回
路の初期不平衡出力電圧ｅ0 として検出する工程を備
え、前記物体のひずみの測定時に検出された前記ブリッ
ジ回路の出力電圧ｅと、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 と
を用いた次式（１）の演算により求められる値εa に基
づき前記物体のひずみを測定することを特徴とするひず
み測定方法。 【数１】 但し、上記式（１）において、Ｖ：前記ブリッジ回路の
電源電圧、Ｋ：前記ひずみゲージのゲージ率、Ｒ3 ：前
記ブリッジ回路の各辺のうち、前記ひずみゲージを具備
する辺の対辺に存する抵抗体の抵抗値、Ｒ4 ：前記ブリ
ッジ回路の各辺のうち、前記ひずみゲージを具備する辺
に前記一対の電源入力部の一方を介して隣接する辺に存
する抵抗体の抵抗値。 - 【請求項２】前記ブリッジ回路の一対の電源入力部間に
前記電源電圧Ｖを付与した状態で、前記ブリッジ回路の
各辺のうち、前記ひずみゲージを具備する辺の対辺に生
じる電圧Ｖ3 と、前記ひずみゲージを具備する辺に前記
一対の電源入力部の一方を介して隣接する辺に生じる電
圧Ｖ4 との少なくともいずれか一方を検出する工程を備
え、その検出した電圧Ｖ3 及び／又はＶ4 を用いて、前
記式（１）の演算を次式（２）、（３）及び（４）のい
ずれか一つの式により行うことを特徴とする請求項１記
載のひずみ測定方法。 【数２】 【数３】 【数４】 - 【請求項３】前記ブリッジ回路の前記ひずみゲージを具
備する辺以外の三辺にそれぞれ存する前記抵抗体の抵抗
値は、前記ひずみゲージのひずみを生じていない状態に
おける基準抵抗値と略同一の抵抗値であり、 前記物体のひずみの測定時に検出された前記ブリッジ回
路の出力電圧ｅと、前記初期不平衡出力電圧ｅ0 とを用
いた次式（５）の演算を行う工程と、 【数５】 前記初期不平衡出力電圧ｅ0 を用いた次式（６）の演算
を行う工程とを備え、 【数６】 前記式（５）の演算により求まる値εp と前記式（６）
の演算により求まる値ε0 とを用いた次式（７）の演算
により、前記式（１）の演算を行うことを特徴とする請
求項１記載のひずみ測定方法。 【数７】 - 【請求項４】前記ひずみゲージは、その両端に結線され
た一対のリード線を介して前記抵抗体に接続されて、該
一対のリード線のうちの少なくとも一つが該ひずみゲー
ジと同一の辺に存する状態で前記ブリッジ回路に組み込
まれており、 前記の演算により求められる前記値εa に、さらに、前
記ひずみゲージのひずみを生じていない状態における基
準抵抗値Ｒ0 と、該ひずみゲージと同一の辺に存する前
記リード線の総抵抗値ｒとの和（Ｒ0 ＋ｒ）の前記基準
抵抗値Ｒ0 に対する比（Ｒ0 ＋ｒ）／Ｒ0 を乗算してな
る値εb に基づき前記物体のひずみを測定することを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のひずみ測
定方法。 - 【請求項５】少なくとも前記ブリッジ回路の初期不平衡
出力電圧ｅ0 と前記物体のひずみの測定時の前記ブリッ
ジ回路の出力電圧ｅとの検出データを用いて前記物体の
ひずみを示すデータを生成するひずみ測定装置であっ
て、 前記初期不平衡出力電圧ｅ0 及び前記ひずみの測定時の
出力電圧ｅの検出データを用いて請求項１〜４のいずれ
か１項に記載のひずみ測定方法に基づき前記物体のひず
みを示すデータを生成するための演算処理手順をあらか
じめ記憶保持した記憶手段と、前記初期不平衡出力電圧
ｅ0 及び前記ひずみの測定時の出力電圧ｅの検出データ
を用いて、該記憶手段に記憶保持された前記演算処理手
順に基づき前記物体のひずみを示すデータを生成するデ
ータ処理手段とを備えたことを特徴とするひずみ測定装
置。 - 【請求項６】少なくとも前記ブリッジ回路の初期不平衡
出力電圧ｅ0 と前記物体のひずみ測定時の前記ブリッジ
回路の出力電圧ｅとの検出データを入力可能なパーソナ
ルコンピュータに適用する記録媒体であって、該パーソ
ナルコンピュータに入力される前記初期不平衡出力電圧
ｅ0 と前記ひずみの測定時の前記ブリッジ回路の出力電
圧ｅとの検出データを用いて請求項１〜４のいずれかに
記載のひずみ測定方法に基づき前記物体のひずみを示す
データを生成するための演算処理手順を前記パーソナル
コンピュータが処理するアプリケーションプログラムと
してあらかじめ記録したことを特徴とするひずみ測定用
記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295890A JP2972754B2 (ja) | 1997-12-11 | 1998-10-16 | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置並びにひずみ測定用記録媒体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34171597 | 1997-12-11 | ||
| JP9-341715 | 1997-12-11 | ||
| JP10295890A JP2972754B2 (ja) | 1997-12-11 | 1998-10-16 | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置並びにひずみ測定用記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230709A JPH11230709A (ja) | 1999-08-27 |
| JP2972754B2 true JP2972754B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=26560452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10295890A Expired - Fee Related JP2972754B2 (ja) | 1997-12-11 | 1998-10-16 | ひずみ測定方法及びひずみ測定装置並びにひずみ測定用記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972754B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5688792B2 (ja) * | 2010-09-10 | 2015-03-25 | 国立大学法人弘前大学 | センサ装置および分布測定装置 |
| JP2012112849A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Kanazawa Univ | 高精度ブリッジ回路型検出器 |
| JP7254388B2 (ja) * | 2021-03-29 | 2023-04-10 | エスシーティー株式会社 | 歪抵抗測定回路及び当該回路における歪抵抗算定方法 |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP10295890A patent/JP2972754B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11230709A (ja) | 1999-08-27 |
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