JP4160683B2 - Strain measurement system - Google Patents

Description

【００１２】
ここで、式（６）中のＫはひずみゲージ１のゲージ率である。
【００１３】
従って、このような相関関係に基づいて、ブリッジ回路８の出力電圧ｅから物体のひずみεを測定することができる。尚、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、ひずみεの測定値に物体のヤング率Ｅを乗算することで、物体の応力の測定値が得られる。これが、１ゲージ３線法によるひずみ測定の手法である。
【００１４】
このような１ゲージ３線法によるひずみ測定手法は、所謂、１ゲージ２線法等の測定手法に比して、測定環境の温度変化に起因したひずみゲージ１のリード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の変化の影響を受けにくいことから、温度変化の生じやすい環境でのひずみ測定や、長期的なひずみ測定に適した測定手法として一般的に用いられている。
【００１５】
また、前述のような１ゲージ３線法によるひずみ測定を行うシステムにあっては、ひずみゲージ１と併せてブリッジ回路８を構成するための抵抗体５，６，７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や、ブリッジ回路８にその電源電圧Ｖを付与する電源回路、ブリッジ回路８の出力電圧を検出するための増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路等を具備したひずみ測定装置が用いられ、この装置にひずみゲージ１のリード線２，３及びサブリード線４を接続することで、前記ブリッジ回路８を含む測定回路を構成する。そして、この装置によって得られたブリッジ回路８の出力電圧の検出データから、該装置に備えたマイクロコンピュータや、該装置とは別のパーソナルコンピュータ等によって前述したような演算処理を行うことで、ひずみ測定が行われる。
【００１６】
ところで、このような１ゲージ３線法によるひずみ測定おいて、ひずみゲージ１を抵抗体５，６，７の抵抗回路に接続するリード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ が比較的大きい場合には、ブリッジ回路８の出力電圧ｅは該リード２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響を受け、ブリッジ回路８の出力電圧ｅの検出データだけからひずみ測定を行うようにしても精度の良い測定を行うことができない。一方、リード線２，３は通常、同じ線種で同じ長さのもの（同じ抵抗値のもの）が使用されている。このとき、前記１ゲージ３線法にあっては、リード線２，３のそれぞれの抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ をｒ₁ ＝ｒ₂ ＝ｒとおくと、この抵抗値ｒを用いた次式（７）により求まる補正係数ｘを、ブリッジ回路８の出力電圧ｅにより把握されるひずみの測定値に乗算して該測定値を補正することで、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ （＝ｒ）の影響（より詳しくは、リード線２，３の抵抗値ｒに起因した感度低下）を排除することが従来より一般的に行われている。
【００１７】
【数７】

【００１８】
ここで、式（７）中のＲ₀ はひずみゲージ１の前記基準抵抗値である。
【００１９】
このようにしてリード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響（感度低下）を排除するために、従来の１ゲージ３線法による測定手法では、リード線２，３の一方の抵抗値ｒ₁ 又はｒ₂ （＝ｒ）を該リード線２，３の線種や長さ等に基づき求め、さらにその求めた抵抗値ｒを用いて前記式（７）の演算により前記補正係数ｘを求めるようにしていた。あるいは、リード線２，３の線種や長さ等からあらかじめ作成された換算表を用いて前記補正係数ｘを求めるようにしていた。そして、このようにして求めた補正係数ｘを、ひずみ測定器によってブリッジ回路８の出力電圧ｅに基づき得られたひずみ測定値に乗算することで、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響（感度低下）を排除したひずみ測定値を得るようにしていた。
【００２０】
しかしながら、上記のようにしてリード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響を排除するためのひずみ測定値の補正作業は人的作業に負うところが大きく、手間暇を要するものとなっていた。特に、物体の多数部位あるいは多数の物体についての多点ひずみ測定を行う場合には、それぞれの測定点については、通常、各測定点のひずみゲージ１の両端に結線されたリード線２，３の長さや線種を同じとし、そのリード線２の抵抗値ｒ₁ とリード線３の抵抗値ｒ₂ とが同一（ｒ₁ ＝ｒ₂ ＝ｒ）とされるものの、その一対のリード線２，３の長さを測定点同士で比較すると、その長さが測定点毎に異なる場合も多々ある。つまり、各測定点に対応するリード線２及び３の抵抗値ｒが、測定点同士で互いに異なる場合も多々ある。そして、このような場合には、測定点毎に各別の補正係数ｘによるひずみ測定値の補正を行わなければならず、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響（感度低下）を排除するための補正作業に多大な労力を要するものとなっていた。
【００２１】
このような不都合を解消するために、本願出願人は、次のような技術を特願平９−３５７７５２号にて先に提案している。この技術では、ひずみゲージ１のリード線２，３及びサブリード線４を接続する測定装置によって、あらかじめひずみゲージ１のひずみを生じていない状態において前記ブリッジ回路８に電源電圧Ｖを付与する。そして、このときサブリード線４側のリード線３に生じる電圧とブリッジ回路８の出力電圧とを測定装置に備えた検出回路によって検出し、それらの検出データを用いることで、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ （ｒ₁ ＝ｒ₂ ＝ｒ）を用いることなく、前記式（７）により表される補正係数ｘを求める。そして、この補正係数ｘを、ひずみ測定時のブリッジ回路８の出力電圧に基づき把握されるひずみ測定値に乗算することで、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響（感度低下）を排除したひずみ測定値を得る。
【００２２】
このような技術によれば、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の影響（感度低下）を排除するための補正処理を測定装置において自動的に効率よく行うことができる。
【００２３】
しかるに、かかる技術では、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ が経時的に変化しないことを前提としており、環境温度の変化が生じやすい測定環境や、長期的なひずみ測定を行うような状況等、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ の経時的な変化が生じやすい測定環境下では、高精度なひずみ測定を行うことが困難なものとなっていた。
【００２４】
【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、１ゲージ３線法によるひずみ測定システムにおいて、ひずみゲージをブリッジ回路に組み込むためのリード線の抵抗値やその経時的な変化の影響を排除した精度のよいひずみ測定を行う処理を簡単な構成で自動的に効率よく行うことができるひずみ測定システムを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明を説明する前に、本発明の基本的な考え方を前記図１を参照して説明しておく。尚、以下の説明では、ひずみゲージ１の抵抗値の変化は、これを貼着する物体のひずみのみに応じて生じるものとする。また、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 は互いに等しい（ｒ₁ ＝ｒ₂ ）ものとし、この関係は、それらの抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ が環境温度の変化によって変化しても成立するものとする。つまり、リード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ はそれらが環境温度の変化に応じて変化しても、その変化量は、各リード線２，３について同一であるとする。さらに、ブリッジ回路８の抵抗体５〜７のそれぞれの抵抗値Ｒ₂ 〜Ｒ₄ は一定で、変化しないものとする。
【００２６】
図１を参照して、ひずみゲージ１を貼着した物体のひずみ測定の開始時点におけるひずみゲージ１の抵抗値をＲ_G0、リード線２，３の互いに等しい抵抗値をｒ₀ （＝ｒ₁ ＝ｒ₂ ）とおく。さらに、この測定開始時点において、ブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₁ ，Ｉ₂ 間に電源電圧Ｖを付与したときに、該ブリッジ回路８の出力部Ｏ₁ ，Ｏ₂ 間に発生する出力電圧をｅ₀ 、ひずみゲージ１のリード線２又は３に生じる電圧をｅ_r0（これは各リード線２，３について同一である）、ひずみゲージ１に流れる電流をｉ₀ とおく。
【００２７】
ここで、ひずみ測定の開始時点というのは、測定しようとする物体のひずみ値（これは物体のある状態を基準とした相対値である）の基準とする時点、すなわち、物体のひずみを「０」と見なす時点である。つまり、測定しようとするひずみ値は、当該開始時点以後に物体に生じるひずみである。このひずみ測定の開始時点は、通常的には、ひずみゲージ１を物体に貼着した当初の時点であるが、その貼着後の任意の時点でもよい。
【００２８】
上記のようにひずみ測定の開始時点におけるひずみゲージ１の抵抗値Ｒ_G0等を定義したとき、次式（８）〜（１０）の関係式が成立する。
【００２９】
【数８】

【００３０】
【数９】

【００３１】
【数１０】

【００３２】
ここで、式（８）を変形し、さらに式（９）、（１０）を適用すると、次式（１１）が得られる。
【００３３】
【数１１】

【００３４】
また、式（９）を変形すると、次式（１２）が得られる。
【００３５】
【数１２】

【００３６】
そして、式（１１）の左辺、右辺をそれぞれ式（１２）の左辺、右辺により除算して整理すると、次式（１３）が得られる。
【００３７】
【数１３】

【００３８】
次に、ひずみ測定の開始時点以後（開始時点を含む）における物体のひずみ測定時における物体のひずみに応じたひずみゲージ１の抵抗値をＲ_G 、リード線２，３の抵抗値をｒ（＝ｒ₁ ＝ｒ₂ ）とおく。さらに、このひずみ測定時において、ブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₁ ，Ｉ₂ 間に電源電圧Ｖを付与したときに、該ブリッジ回路８の出力部Ｏ₁ ，Ｏ₂ 間に発生する出力電圧をｅ、ひずみゲージ１のリード線２又は３に生じる電圧をｅ_r 、ひずみゲージ１に流れる電流をｉとおく。
【００３９】
このとき、前記式（８）〜（１０）で、Ｒ_G0、ｒ₀ 、ｅ₀ 、ｅ_r0、ｉ₀ をそれぞれ上記のように定義したＲ_G 、ｒ、ｅ、ｅ_r 、ｉに置き換えた式が成立するので、ひずみ測定の開始時点に関する場合と同様の考察によって、前記式（１３）に対応する次式（１４）が得られる。
【００４０】
【数１４】

【００４１】
また、上記のひずみ測定時における物体のひずみ（本来の意味でのひずみで、ひずみ測定の開始時点を基準としたひずみ）をεとおくと、このひずみεと、ひずみゲージ１の測定開始時点における抵抗値Ｒ_G0及びひずみ測定時における抵抗値Ｒ_G との間には、次の関係式（１５）が成立する。ここで、式（１５）中のＫはひずみゲージ１のゲージ率である。
【００４２】
【数１５】

【００４３】
そして、この式（１５）に前記式（１３）、（１４）を適用すると、物体のひずみεは、ひずみ測定の開始時点におけるブリッジ回路８の出力電圧ｅ₀ 、リード線２又は３の電圧ｅ_r0、並びにひずみ測定時におけるブリッジ回路８の出力電圧ｅ、リード線２又は３の電圧ｅ_r を用いて次式（１６）により表される。
【００４４】
【数１６】

【００４５】
つまり、ブリッジ回路８の出力電圧ｅ₀ ，ｅと、リード線２又は３の電圧ｅ_r0，ｅ_r とを検出すれば、それらの検出値から式（１６）の演算によって物体のひずみεを測定することができる。そして、この式（１６）は、リード線２，３の抵抗値ｒによらずに成立することはもちろん、該抵抗値ｒが経時的に変化しても成立するものである。
【００４６】
一方、前記ブリッジ回路８を構成するための抵抗体５〜７から成る抵抗回路等を具備した１ゲージ３線法によるひずみ測定装置では、リード線３と共にひずみゲージ１の一端に結線されたサブリード線４が該装置に接続されるので、リード線３のひずみゲージ１側の一端（これはブリッジ回路８の出力部Ｏ₁ である）の電位を、該装置の内部においてサブリード線４を介して抽出することができる。また、前記抵抗回路に接続するリード線３の他端（リード線３と抵抗体５との接続部位）の電位は該抵抗回路から抽出することができる。従って、リード線２，３のうち、サブリード線４側のリード線３に生じる電圧ｅ_r0，ｅ_r は、ひずみゲージ１に新たなリード線を結線したりすることなく、リード線２，３及びサブリード線４を接続するひずみ測定装置側でサブリード線４を介して検出することができる。また、ひずみ測定の開始時点及びひずみ測定時におけるブリッジ回路８の出力電圧ｅ₀ ，ｅは、従来と同様にひずみ測定装置側で検出できることはもちろんである。
【００４７】
そして、このように、ひずみ測定の開始時におけるリード線３の電圧ｅ_r0及びブリッジ回路８の出力電圧ｅ₀ と、ひずみ測定時におけるリード線３の電圧ｅ_r 及びブリッジ回路８の出力電圧ｅとを検出すれば、それらの検出値を用いて式（１６）の演算を行うことで、リード線２，３の抵抗値ｒやその変化によらない適正なひずみ測定値εを得ることができる。また、この式（１６）により求まるひずみ測定値εに物体のヤング率を乗算すれば、リード線２，３の抵抗値ｒやその変化によらない適正な物体の応力の測定値を得ることができる。
【００４８】
尚、式（１６）の演算に必要な抵抗体６の抵抗値Ｒ₃ や抵抗体７の抵抗値Ｒ₄ は、例えばこれらの抵抗体６，７を構成する抵抗素子の公称抵抗値や、該抵抗体６，７のあらかじめ計測してなる抵抗値を使用すればよい。また、式（１６）中の電源電圧Ｖは、ブリッジ回路８に付与すべき電圧としてあらかじめ定めた値、あるいは、該電源電圧Ｖのあらかじめ計測してなる値を使用すればよい。また、式（１６）中のゲージ率Ｋは、使用すべきひずみゲージ１のゲージ率としてあらかじめ定めた値、あるいは該ひずみゲージ１のゲージ率の公称値を使用すればよい。
【００４９】
以上説明したことを基礎として本発明を以下に説明する。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の参照符号である。
【００５０】
本発明のひずみ測定システムは、物体に生じる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されるひずみゲージ（１）の両端に結線された一対のリード線（２，３）が接続され、その接続状態で該ひずみゲージ（１）を一辺に有し、且つ他の三辺に所定抵抗値の抵抗体（５，６，７）を有するブリッジ回路（８）を形成する抵抗回路と、該抵抗回路に前記ひずみゲージ（１）を接続して成る前記ブリッジ回路（８）にその電源電圧を付与すべく該抵抗回路に接続されたブリッジ電源回路と、前記ひずみゲージ（８）の一方のリード線（３）側の一端に結線されたサブリード線（４）が接続されると共に前記抵抗回路に接続され、前記ブリッジ電源回路から電源電圧を付与した前記ブリッジ回路（８）の出力電圧を前記サブリード線（４）を介して検出するブリッジ出力検出手段とを備え、該ブリッジ出力検出手段により検出された前記ブリッジ回路（８）の出力電圧に基づき前記物体のひずみ測定を行う１ゲージ３線法によるひずみ測定システムにおいて、前記ひずみゲージ（１）を前記抵抗回路に接続してなる前記ブリッジ回路（８）にその電源電圧を前記ブリッジ電源回路から付与した状態で前記一対のリード線（２，３）のうちの前記サブリード線（４）側の一方のリード線（３）に生じる電圧を該サブリード線（４）を介して検出するリード線電圧検出手段と、前記物体のひずみ測定の開始時点において前記ブリッジ出力検出手段及び前記リード線電圧検出手段によりそれぞれ検出された前記ブリッジ回路（８）の出力電圧ｅ₀ 及び前記一方のリード線（３）の電圧ｅ_r0と前記物体のひずみ測定の開始時点以後における前記物体のひずみ測定時に前記ブリッジ出力検出手段及び前記リード線電圧検出手段によりそれぞれ検出された前記ブリッジ回路（８）の出力電圧ｅ及び前記一方のリード線（３）の電圧ｅ_r とを用いて前記の式（１６）の演算を行う演算処理手段とを備え、該演算処理手段により求められた値εに基づき前記リード線（２，３）の抵抗値及びその変化の影響を排除した前記物体のひずみ測定を行うことを特徴とするものである。
【００５１】
ここで、式（１６）で用いる前記電圧ｅ₀ ，ｅ_r0，ｅ，ｅ_r 以外のパラメータを改めて定義すると、次の通りである。
【００５２】
Ｖ：前記ブリッジ回路（８）の電源電圧、Ｒ₃ ：前記ブリッジ回路（８）の各辺のうち、前記ひずみゲージ（１）を有する辺に該ひずみゲージ（１）の他端側のリード線（２）を介して隣接する辺に存する抵抗体（６）の抵抗値、Ｒ₄ ：前記ブリッジ回路（８）の各辺のうち、前記ひずみゲージ（８）を有する辺の対辺に存する抵抗体（７）の抵抗値。
【００５３】
尚、前記演算処理手段は、例えばマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータにより構成すればよい。
【００５４】
かかる本発明によれば、前記物体のひずみ測定の開始時点において、前記ブリッジ出力検出手段及び前記リード線電圧検出手段により、それぞれ前記ブリッジ回路（８）の出力電圧ｅ₀ と前記サブリード線（４）側の一方のリード線（３）の電圧ｅ_r0を検出すると共に、前記物体のひずみ測定時に、前記ブリッジ出力検出手段及び前記リード線電圧検出手段により、それぞれ前記ブリッジ回路（８）の出力電圧ｅと前記サブリード線（４）側の一方のリード線（３）の電圧ｅ_r を検出する。そして、これらの検出値を用いて前記演算処理手段が前記式（１６）の演算を行うことで、ひずみゲージ（１）のリード線（２，３）の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ （＝ｒ）によらず、しかもその抵抗値の変化にもよらない適正なひずみ測定値ε（本来の意味でのひずみ）が得られる。このため、リード線（２，３）の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ （＝ｒ）を別途把握したり、それに応じて測定結果の補正処理を別途行ったりすることなく、式（１６）の演算により求まる値εに基づいて、リード線（２，３）の抵抗値やその変化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。
【００５５】
また、この場合、このようなひずみ測定を行うために必要なリード線（３）の電圧ｅ_r0，ｅ_r の検出は、１ゲージ３線法のひずみ測定においてひずみゲージ（１）に結線されている前記サブリード線（４）を介して行うので、該電圧ｅ_r0，ｅ_r の検出のために、ひずみゲージ（１）に新たなリード線を結線したりする必要が無く、従来の１ゲージ３線法によるひずみ測定において用いていたひずみゲージをそのまま本発明で使用することができる。そして、本発明のひずみ測定システムは、従来の１ゲージ３線法のひずみ測定に用いていたひずみ測定装置に、リード線（３）の電圧ｅ_r0，ｅ_r を検出するための回路構成を追加し、また、演算処理のためのプログラム等を変更するだけけで、構築することができる。
【００５６】
従って、本発明のひずみ測定システムによれば、ひずみゲージをブリッジ回路に組み込むためのリード線の抵抗値やその経時的な変化の影響を排除した精度のよいひずみ測定を行う処理を簡単な構成で自動的に効率よく行うことができ、また、そのシステムを安価に提供することができる。
【００５７】
本発明のように前記ブリッジ回路（８）を用いた１ゲージ３線法によるひずみ測定では、従来より、ブリッジ回路（８）の電源電圧Ｖを２［Ｖ］とし、前記抵抗回路の各辺の抵抗体（５〜７）の抵抗値（Ｒ₂ 〜Ｒ₄ ）を同一とするのが通例である。そして、この場合には、前記式（１６）は、次式（１７）に書き換えることができる。
【００５８】
【数１７】

【００５９】
そこで、本発明では、前記ブリッジ回路の電源電圧Ｖが略２［Ｖ］であると共に、前記ブリッジ回路の各辺のうちの前記ひずみゲージを有する辺に該ひずみゲージの他端側のリード線を介して隣接する辺に存する抵抗体の抵抗値Ｒ₃ と前記ひずみゲージを有する辺の対辺に存する抵抗体の抵抗値Ｒ₄ とが略同一である場合において、前記演算処理手段は前記式（１６）の演算を次式（１７）により行う。
【００６０】
このようにすることで、従来の１ゲージ３線法のひずみ測定で用いていた既存のひずみ測定装置の回路構成をなるべく流用しつつ、本発明のひずみ測定システムを構築することができ、本発明のひずみ測定システムをより安価に構成することができる。
【００６１】
また、本発明において、前記式（１６）の右辺の分母及び分子に現れるＶ・Ｒ₃ ／（Ｒ₃ ＋Ｒ₄ ）は、ブリッジ回路（８）に電源電圧Ｖを付与したときに、該ブリッジ回路（８）の前記抵抗値Ｒ₃ の抵抗体（６）を有する辺に生じる電圧Ｖ₃ である。同様に、式（１６）の右辺の分母及び分子に現れるＶ・Ｒ₄ ／（Ｒ₃ ＋Ｒ₄ ）は、ブリッジ回路（８）の前記抵抗値Ｒ₄ の抵抗体（７）を有する辺に生じる電圧Ｖ₄ である。また、上記電圧Ｖ₃ ，Ｖ₄ の総和（＝Ｖ₃ ＋Ｖ₄ ）が、ブリッジ回路（８）の電源電圧Ｖである。
【００６２】
そして、こららの電圧Ｖ₃ ，Ｖ₄ を用いれば、前記式（１６）は、次式（１８）〜（２０）のいずれかに書き換えることができる。
【００６３】
【数１８】

【００６４】
【数１９】

【００６５】
【数２０】

【００６６】
そこで、本発明では、前記ブリッジ電源回路から前記ブリッジ回路にその電源電圧を付与した状態で、前記ブリッジ回路の各辺のうち、前記ひずみゲージを有する辺に該ひずみゲージの他端側のリード線を介して隣接する辺に生じる電圧Ｖ₃ と、前記ひずみゲージを有する辺の対辺に生じる電圧Ｖ₄ とのいずれか一方を検出する辺電圧検出手段を具備し、前記演算処理手段は、前記式（１６）の演算を、前記辺電圧検出手段により検出された前記電圧Ｖ₃ 及び／又はＶ₄ を用いた次式（１８）〜（１９）のいずれか一つの式により行う。
【００６７】
このように前記辺電圧検出手段によって、前記電圧Ｖ₃ 及び／又はＶ₄ を検出するようにすることで、それらの電圧Ｖ₃ ，Ｖ₄ を検出するブリッジ回路（８）の辺に存する抵抗体（６，７）の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ が判らなかったり、該抵抗体（６，７）の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ の精度が低いような場合でも、式（１８）〜（２０）のいずれかの演算によって、リード線（２，３）の抵抗値やその変化によらないひずみ測定値ε（本来の意味でのひずみの測定値）を適正に得ることができる。また、上記抵抗体の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ の精度があまり要求されないことから、それらの抵抗体を安価なものにすることができる。
【００６８】
また、前述の如くブリッジ出力検出手段及びリード線電圧検出手段を備えた本発明では、それらの検出手段を各別に構成してもよいが、好ましくは、前記ブリッジ出力検出手段と前記リード線電圧検出手段とを共通の電圧検出手段により構成し、前記ブリッジ回路の出力電圧と、前記一方のリード線に生じる電圧とを切換自在の前記電圧検出手段に入力するスイッチ回路を具備する。
【００６９】
同様に、ブリッジ出力検出手段及びリード線電圧検出手段に加えてさらに、前記辺電圧検出手段を備えた本発明にあっては、それらの検出手段を各別に構成してもよいが、好ましくは、前記ブリッジ出力検出手段と前記リード線電圧検出手段と前記辺電圧検出手段とを共通の電圧検出手段により構成し、前記ブリッジ回路の出力電圧と、前記一方のリード線に生じる電圧と、前記ブリッジ回路の辺に生じる電圧とを切換自在に前記電圧検出手段に入力するスイッチ回路を具備する。
【００７０】
このように前記スイッチ回路を備えて、ブリッジ出力検出手段や、リード線電圧検出手段、辺電圧検出手段を共通の電圧検出手段により構成することで、回路構成をより安価で簡略なものとすることができる。
【００７１】
【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及び図３を参照して説明する。図２は本実施形態のひずみ測定システムとしてのひずみ測定装置の回路構成図、図３は図２の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、本実施形態の説明において図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る。
【００７２】
図２を参照して、本実施形態のひずみ測定装置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リード線２，３と、リード線３と共にひずみゲージ１の一端にあらかじめ結線されたサブリード線４とをそれぞれ接続する接続端子１１，１２，１３が備えられている。尚、リード線２，３はその線種（材質や径）や長さが同一のものとされ、リード線２，３のそれぞれの抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ は同一（ｒ₁ ＝ｒ₂ ＝ｒ）とされている。そして、これらのリード線２，３は互いに沿わせて配線されている。このため、これらのリード線２，３の抵抗値ｒ₁ ，ｒ₂ は、その値ｒが環境温度の変化等に起因して変化しても、その変化は、基本的には、各リード線２，３について同じように発生し、ｒ₁ ＝ｒ₂ の関係が維持される。
【００７３】
このひずみ測定装置１０は、その構成を大別すると測定ユニット１４とコントロールユニット１５とにより構成されている。尚、測定ユニット１４とコントロールユニット１５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。
【００７４】
測定ユニット１４は、前記ひずみゲージ１と併せてブリッジ回路８を構成するための抵抗体５，６，７を有する抵抗回路を具備している。この抵抗回路は、ひずみゲージ１のリード線２，３をそれぞれ接続端子１１，１２に接続したとき、図１に示したブリッジ回路８が構成されるように、抵抗体５，６，７を、図示しない回路基板に形成された回路パターンによって相互に接続すると共に接続端子１１，１２に接続している。尚、抵抗体５，６，７は、例えば固定抵抗値の抵抗素子により構成さたものである。
【００７５】
また、測定ユニット１４には、ブリッジ回路８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１６，１７と、電源電圧Ｖの付与時にブリッジ回路８の一対の出力部Ｏ₁ ，Ｏ₂ 間に発生する出力電圧ｅ等を外部に出力するための一対の出力端子１８，１９と、出力端子１８に接続された一対のスイッチ素子２０，２１、並びに出力端子１９に接続された一対のスイッチ素子２２，２３により構成されたスイッチ回路２４とが備えられている。
【００７６】
この場合、電源入力端子１６，１７は、それぞれブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₁ ，Ｉ₂ に接続されている。
【００７７】
また、一対の出力端子１８，１９のうち、出力端子１８は、ブリッジ回路８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４を介して接続される接続端子１３と、ブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₂ とにそれぞれ前記スイッチ回路２４のスイッチ素子２０，２１を介して接続されている。
【００７８】
さらに、出力端子１９は、ブリッジ回路８の他方の出力部Ｏ₂ と、リード線３が接続される接続端子１２とにそれぞれスイッチ回路２４のスイッチ素子２２，２３を介して接続されている。
【００７９】
このような回路構成によって、ブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₁ ，Ｉ₂ 間に電源電圧Ｖを付与した状態で、次の表１に示すようにスイッチ素子２０〜２３のＯＮ／ＯＦＦ状態の切換えを行うことで、出力端子１８，１９間には、ブリッジ回路８の出力電圧ｅと、リード線３に生じる電圧ｅ_r2と、ブリッジ回路８の抵抗体７を有する辺に生じる電圧Ｖ₄ とが切換自在に発生する。
【００８０】
【表１】

【００８１】
すなわち、スイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態、ＯＮ状態、ＯＦＦ状態にすると、出力端子１８にはブリッジ回路８の出力部Ｏ₁ であるひずみゲージ１の一端の電位がサブリード線４及びスイッチ素子２０を介して付与され、出力端子１９には出力部Ｏ₂ の電位がスイッチ素子２２を介して付与される。このため、出力端子１８，１９間にはブリッジ回路８の出力電圧ｅが発生する。
【００８２】
また、スイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態、ＯＦＦ状態、ＯＮ状態にすると、出力端子１８にはブリッジ回路８の出力部Ｏ₁ であるひずみゲージ１の一端の電位がサブリード線４及びスイッチ素子２０を介して付与され、出力端子１９にはリード線３が接続された接続端子１２の電位（リード線３と抵抗体５との接続箇所の電位）がスイッチ素子２３を介して付与される。このため、出力端子１８，１９間にはリード線３に生じる電圧ｅ_r （この電圧ｅ_r はリード線２に生じる電圧に等しい）が発生する。
【００８３】
さらに、スイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態、ＯＮ状態、ＯＦＦ状態にすると、出力端子１８にはブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₂ の電位がスイッチ素子２１を介して付与され、出力端子１９には出力部Ｏ₂ の電位がスイッチ素子２２を介して付与される。このため、出力端子１８，１９間にはブリッジ回路８の抵抗体７を有する辺に生じる電圧Ｖ₄ が発生する。
【００８４】
尚、２５はスイッチ素子２０〜２３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１５の制御回路２９からスイッチ回路２４に付与するための制御端子である。
【００８５】
コントロールユニット１５は、測定ユニット１４の一対の電源入力端子１６，１７に接続されて、該電源入力端子１６，１７を介してブリッジ回路８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２６と、測定ユニット１４の一対の出力端子１８，１９に接続されて、該出力端子１８，１９間に発生する電圧（ｅ又はｅ_r 又はＶ₄ ）を増幅する増幅回路２７と、この増幅回路２７の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路２８と、後述の各種データ処理や制御処理を行う制御回路２９（演算処理手段）と、後述の各種データや制御回路２９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３０と、制御回路２９により表示回路３１を介して駆動され、ひずみ測定値等を表示する表示器３２と、制御回路２９がコントロールユニット１５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３３と、コントロールユニット１５全体の電源電圧を商用電源や電池等から生成する主電源回路３４とを備えている。
【００８６】
尚、制御回路２９はマイクロプロセッサ等により構成され、また記憶回路３０はＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等により構成されたものである。また、本発明の構成に対応させると、前記増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８は、ブリッジ出力検出手段、リード線電圧検出手段及び辺電圧検出手段を共通化した電圧検出手段３５を構成するものであり、増幅回路２７は、その入力インピーダンスが十分に高いものとされている。
【００８７】
この場合、コントロールユニット１５の制御回路２９は、ひずみゲージ１を貼着する図示しない物体のひずみ測定の開始時点において後述の如く検出するブリッジ回路８の出力電圧ｅ₀ 、リード線３の電圧ｅ_r0、及びブリッジ回路８の抵抗体７を有する辺に生じる電圧Ｖ₄ の検出データ、並びに物体のひずみ測定時に検出するブリッジ回路８の出力電圧ｅ及びリード線３の電圧ｅ_r の検出データ等を用いて前記式（１９）の演算処理を行うようにしている。そして、この演算処理により、ひずみゲージ１を貼着する物体のひずみε（本来の意味でのひずみ）の測定値を求めるようにしている。
【００８８】
そして、本実施形態では、このような演算処理を制御回路２９に行わしめるために、図３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３０にプログラムされている。
【００８９】
次に、本実施形態のひずみ測定装置１０の作動を説明する。
【００９０】
本実施形態のひずみ測定装置１０では、ひずみ測定に先立って、あらかじめ、使用するひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値と、ブリッジ電源回路２６からブリッジ回路８に付与する電源電圧Ｖの値とが、ひずみ測定装置１０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３３及び制御回路２９を介して記憶回路３０に入力され、該記憶回路３０に記憶保持される。
【００９１】
この場合、記憶回路３０に記憶保持させるひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値は、ひずみ測定装置１０で使用すべきひずみゲージ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である。また、記憶回路３０に記憶保持させるブリッジ回路８の電源電圧Ｖの値は、ブリッジ電源回路２６からブリッジ回路８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や、該電源電圧Ｖをあらかじめ実測してなる値である。
【００９２】
尚、電源電圧Ｖは、ひずみ測定装置１０に固有のものとなるので、ひずみ測定装置１０の製造段階で、記憶回路３０のＲＯＭに記憶保持させておくようにしてもよい。また、ひずみ測定装置１０で使用すべきひずみゲージのゲージ率があらかじめ定められているような場合には、ゲージ率Ｋの値もひずみ測定装置１０の製造段階で、記憶回路３０のＲＯＭに記憶保持させておくようにしてもよい。
【００９３】
次に、ひずみ測定に際しては、ひずみゲージ１を図示しない測定対象の物体に貼着すると共に、リード線２，３及びサブリード線４をそれぞれ接続端子１１〜１３に接続した後、所望の測定開始タイミングで、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１５を動作させる。
【００９４】
このとき、コントロールユニット１５の制御回路２９は、まず、ブリッジ電源回路２６を起動して、該ブリッジ電源回路２６からブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₁ ，Ｉ₂ に定電圧の電源電圧Ｖを付与させる。
【００９５】
この状態において、制御回路２９は、測定ユニット１４のスイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態、ＯＮ状態、ＯＦＦ状態に制御することで、ブリッジ回路８の出力部Ｏ₁ ，Ｏ₂ 間に発生する出力電圧ｅを前記出力端子１８，１９を介して増幅回路２７に入力させる。そして、制御回路２９は、この時ブリッジ回路８が生成した出力電圧ｅを、増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８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の値を物体のひずみ測定の開始時点における出力電圧ｅ₀ （以下、初期出力電圧ｅ₀ という）として記憶回路３０に記憶保持させる。
【００９６】
これに続いて、制御回路２９は、スイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態、ＯＦＦ状態、ＯＮ状態に制御し、リード線３に生じる電圧ｅ_r を出力端子１８，１９を介して増幅回路２７に入力させる。そして、制御回路２９は、この電圧ｅ_r を、増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８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ｅ_r の値をひずみ測定の開始時点におけるリード線３の電圧ｅ_r0（以下、リード線３の初期電圧ｅ_r0という）として記憶回路３０に記憶保持させる。
【００９７】
尚、リード線３の初期電圧ｅ_r0の検出及びその記憶保持は、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ の検出及びその記憶保持の前に行うようにしてもよい。
【００９８】
上記のようにブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 及びリード線３の初期電圧ｅ_r0を記憶回路３０に記憶保持させた後、制御回路２９はさらに、スイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＦＦ状態、ＯＮ状態、ＯＮ状態、ＯＦＦ状態に制御し、ブリッジ回路８の抵抗体７を備えた辺に生じる電圧Ｖ₄ （以下、単にブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ という）を増幅回路２７に入力させる。そして、制御回路２９は、この辺電圧Ｖ₄ を、増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８を介して与えられるデータによって認識し、その認識した辺電圧Ｖ₄ の値を記憶回路３０に記憶保持させる。尚、上記辺電圧Ｖ₄ の検出及びその記憶保持は、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 及びリード線３の初期電圧ｅ_r0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、ひずみゲージ１を物体に貼着する前や、ひずみゲージ１をひずみ測定装置１０に接続する前に行うようにしてもよい。さらには、後述するひずみ測定時に行うようにしてもよい。
【００９９】
以上のようにして、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0及びブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ の検出及びその記憶保持を行った後、制御回路２９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の処理を行う。
【０１００】
制御回路２９は、ひずみ測定の処理を行うタイミングにおいて、ブリッジ回路８の前記初期出力電圧ｅ₀ を検出した場合と同様にして、ブリッジ電源回路２６からブリッジ回路８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１４のスイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態、ＯＮ状態、ＯＦＦ状態に制御し、ブリッジ回路８の出力電圧ｅを増幅回路２７に入力させる。そして、制御回路２９は、この出力電圧ｅの値を、該増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８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（以下、測定時出力電圧ｅという）の値を記憶回路３０に記憶保持させる。
【０１０１】
これに続いて、制御回路２９は、スイッチ素子２０〜２３をそれぞれＯＮ状態、ＯＦＦ状態、ＯＦＦ状態、ＯＮ状態に制御し、リード線３に生じる電圧ｅ_r を出力端子１８，１９を介して増幅回路２７に入力させる。そして、制御回路２９は、この電圧ｅ_r を、増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８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ｅ_r （以下、測定時電圧ｅ_r という）の値を記憶回路３０に記憶保持させる。
【０１０２】
尚、このひずみ測定時において、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅの検出及び記憶保持と、リード線３の測定時電圧ｅ_r の検出及び記憶保持との順序を逆にしてもよいことは、ひずみ測定の開始時の場合と同様である。
【０１０３】
そして、制御回路２９は、記憶回路３０にあらかじめプログラムされた図３のフローチャートの処理を行うことで、当該ひずみ測定時における物体のひずみε（本来の意味でのひずみ）を求める。
【０１０４】
すなわち、制御回路２９は、前述の如く記憶回路３０に記憶保持された、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、ブリッジ回路８の電源電圧Ｖ、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ 、並びに、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時リード線電圧ｅ_r のデータを記憶回路３０から読み込む。
【０１０５】
そして、読み込んだ上記の各データの値を用いて、前記式（１９）の演算を行うことで、ひずみεを求める。
【０１０６】
尚、制御回路２９は、求めたひずみεの値を表示回路３１を介して表示器３３に表示させる。
【０１０７】
また、このひずみεの値と、これに対応したブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r のデータとは、一組として記憶回路３０に記憶保持され、ひずみ測定を行う毎に、該記憶回路３０に時系列的に記憶保持される。そして、それらの各組のデータは、必要に応じて随時、表示器３１に表示させたり、インターフェース回路３３を介して外部のパーソナルコンピュータ等に転送できるようになっている。
【０１０８】
かかる本実施形態のひずみ測定装置１０では、ひずみ測定の開始時にブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0及びブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ を検出しておき、これらの検出データと、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r のデータを用いて制御回路２９により前記式（１９）の演算を行うことで、リード線２，３のそれぞれの抵抗値ｒの大きさや、その経時的な変化によらずに精度のよいひずみεの測定値を自動的に効率よく行うことができる。
【０１０９】
また、式（１９）の演算を行うために必要なブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ や、リード線３の初期電圧ｅ_r0、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ、リード線３の測定時リード線電圧ｅ_r 、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ は、スイッチ回路２４のスイッチ素子２０〜２３の切換制御だけで、共通の増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８を介して検出することができるので、それらの検出のための回路構成を簡単で安価なものとすることができる。
【０１１０】
さらに、式（１９）の演算を行うために必要なリード線３の初期電圧ｅ_r0や、測定電圧ｅ_r は、ひずみゲージ１に結線されているサブリード線４を介して検出するので、ひずみゲージ１に新たなリード線を結線したりする必要がないと共に、ひずみ測定装置１０は、１ゲージ３線法による従来のひずみ測定装置の回路構成の僅かな変更（リード線３の電圧ｅ_r0，ｅ_r や、辺電圧Ｖ₄ を検出するための回路構成の追加）と演算処理プログラムの変更とを行うだけで構築することができる。この結果、本実施形態のひずみ測定装置１０を簡素で安価なものとすることができる。
【０１１１】
また、本実施形態のひずみ測定装置１０では、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ を検出し、その検出した辺電圧Ｖ₄ を用いて式（１９）の演算を行うことで、抵抗体６，７の抵抗値の精度が比較的低いような場合であっても、リード線２，３の抵抗値ｒの大きさやその変化の影響を排除したひずみ測定を精度よく行うことができる。
【０１１２】
尚、本実施形態では、ブリッジ回路８の抵抗体７を有する辺の電圧Ｖ₄ を検出するようにしたが、これに代えて抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ₃ を検出し、前記式（１８）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、図２のひずみ測定装置１０において、ブリッジ回路８の電源入力部Ｉ₁ をスイッチ素子を介して測定ユニット１４の出力端子１８に接続し、そのスイッチ素子と、図２のスイッチ素子２２とをＯＮ状態にすれば増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８を介して抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ₃ を検出することができる。
【０１１３】
さらに、ブリッジ回路８の抵抗体７を有する辺の電圧Ｖ₄ と、抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ₃ との両者を検出し、それらの検出データを用いて前記式（２０）の演算を行うことで、ひずみεを求めるようにしてもよい。
【０１１４】
次に、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。図４は本実施形態のひずみ測定システムとしての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。
【０１１５】
尚、本実施形態のひずみ測定装置は、図２に示した第１の実施形態のひずみ測定装置１０と回路構成は同一で、制御回路２９による演算処理のみが第１の実施形態のひずみ測定装置１０と相違するものであるので、本実施形態のひずみ測定装置の構成については、図２の参照符号を用いて詳細な説明は省略する。
【０１１６】
本実施形態のひずみ測定装置１０は、前記式（１７）の演算により、ひずみゲージ１を貼着する物体のひずみεを求めるようにしたものである。このため、本実施形態では、ブリッジ回路８の電源電圧Ｖは２［Ｖ］に定められ、また、抵抗体６，７の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ は互いに同一の抵抗値（例えばひずみゲージ１の無ひずみ状態における基準抵抗値Ｒ₀ と同じ抵抗値）とされている。そして、記憶回路３０には、前記式（１７）の演算を行うために、図４のフローチャートに示すような演算処理手順があらかじめプログラムされている。
【０１１７】
その他の構成は、第１の実施形態と同一である。
【０１１８】
尚、本実施形態では、ブリッジ回路８の抵抗体７を有する辺の電圧Ｖ₄ を検出する必要がないので、スイッチ回路２４のスイッチ素子２１を除去してもよい。
【０１１９】
かかる本実施形態のひずみ測定装置１０では、ひずみ測定に先立って、あらかじめ、使用するひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値が、前述の第１の実施形態の場合と全く同様に、記憶回路３０に入力されて記憶保持される。
【０１２０】
そして、ひずみ測定に際しては、ひずみゲージ１を図示しない測定対象の物体に貼着した後、所望の測定開始タイミングで、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１５を動作させる。
【０１２１】
このとき、コントロールユニット１５の制御回路２９は、前記第１の実施形態と同様に、ブリッジ電源回路２６からブリッジ回路８に電源電圧Ｖを付与させつつ、スイッチ回路２４のスイッチ素子２０〜２３を前述の如くＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ の検出及び記憶保持の処理と、リード線３の初期電圧ｅ_r0の検出及び記憶保持の処理とを順次行う。
【０１２２】
尚、本実施形態では、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ を検出する必要はないので、該電圧Ｖ₄ の検出及び記憶保持の処理は省略される。
【０１２３】
このようにして、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 及びリード線３の初期電圧ｅ_r0の検出及びその記憶保持を行った後、制御回路２９は、前記第１の実施形態と同様に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、ひずみ測定を行う。
【０１２４】
すなわち、制御回路２９は、ひずみ測定を行うタイミングにおいて、前記第１の実施形態の場合と全く同様に、ブリッジ電源回路２６からブリッジ回路８に電源電圧Ｖを付与させつつ、スイッチ回路２４のスイッチ素子２２〜２３をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅの検出及び記憶保持の処理と、リード線３の測定時電圧ｅ_r の検出及び記憶保持の処理とを順次行う。
【０１２５】
そして、制御回路２９は、記憶回路３０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。
【０１２６】
すなわち、制御回路２９は、前述の如く記憶回路３０に記憶保持されたひずみゲージ１のゲージ率Ｋ、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0、並びに、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r のデータを記憶回路３０から読み込む。
【０１２７】
そして、読み込んだ上記の各データの値を用いて、前記式（１７）の演算を行うことで、ひずみεを求める。
【０１２８】
尚、制御回路２９は、求めたひずみεの値を表示回路３１を介して表示器３３に表示させる。
【０１２９】
かかる本実施形態のひずみ測定装置においても、前記第１の実施形態と同様に、リード線２，３のそれぞれの抵抗値ｒの大きさや、その経時的な変化によらずに精度のよいひずみεの測定値を自動的に効率よく行うことができる。
【０１３０】
また、式（１７）の演算を行うために必要なブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ や、リード線３の初期電圧ｅ_r0、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ、リード線３の測定時電圧ｅ_r は、スイッチ回路２４のスイッチ素子２０〜２３の切換制御だけで、共通の増幅回路２７及びＡ／Ｄ変換回路２８を介して検出することができるので、それらの検出のための回路構成を簡単で安価なものとすることができる。
【０１３１】
さらに、式（１７）の演算を行うために必要なリード線３の初期電圧ｅ_r0や、測定時電圧ｅ_r は、ひずみゲージ１に結線されているサブリード線４を介して検出するので、ひずみゲージ１に新たなリード線を結線したりする必要がないと共に、ひずみ測定装置１０は、１ゲージ３線法による従来のひずみ測定装置の回路構成の僅かな変更と演算処理プログラムの変更とを行うだけで構築することができる。特に、本実施形態では、ブリッジ回路８の電源電圧を２［Ｖ］とし、抵抗体６，７の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ を同一としているため、従来のひずみ測定装置の構成の多くを流用したひずみ測定装置１０の構築が容易である。この結果、本実施形態のひずみ測定装置１０を簡素で安価なものとすることができる。
【０１３２】
次に、本発明の第３の実施形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は本実施形態のひずみ測定システムのシステム構成図、図６は図５のシステムの要部の処理を示すフローチャートである。
【０１３３】
図５を参照して、本実施形態のひずみ測定システムは、前記図２に示したひずみ測定装置１０（より詳しくは前記第１の実施形態で説明したもの）と、パーソナルコンピュータ３６（以下、パソコン３６という）とにより構成したものであり、パソコン３６は、ひずみ測定装置１０のコントロールユニット１５と通信可能なように、該コントロールユニット１５の前記インターフェース回路３３（図２参照）に通信ケーブル３７を介して接続される。尚、パソコン３６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。
【０１３４】
この場合、ひずみ測定装置１０のコントロールユニット１５の制御回路２９（図２参照）は、前記第１の実施形態で説明したように記憶回路３０に記憶保持されるブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ 、並びにブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r のデータを、パソコン３６との通信によって該パソコン３６に受け渡すようにしている。
【０１３５】
尚、本実施形態では、ひずみ測定装置１０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３０に、前記式（１９）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ブリッジ回路８の電源電圧Ｖ、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋの値をあらかじめ記憶保持しておく必要はない。
【０１３６】
パソコン３６は、通常のパソコンと同様、ディスプレイ３８、キーボード３９、フロッピディスクの装填スロット４０（以下、ＦＤスロット４０）等を備えており、ひずみ測定装置１０から通信ケーブル３７を介してブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ 、並びにブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r 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、ブリッジ回路８の電源電圧Ｖやひずみゲージ１のゲージ率Ｋ等のデータを入力可能とされている。
【０１３７】
また、図中、４１はフロッピディスクであり、このフロッピディスク４１には、パソコン３６にひずみ測定の解析処理を行わしめるために、例えば図６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。尚、本実施形態では、フロッピディスクのアプリケーションプログラムは、前述の第１の実施形態で用いた前記式（１９）の演算処理をパソコン３６に後述するように行わしめてひずみεを求めるようにしている。そして、本発明の構成に対応させると、パソコン３６は、上記アプリケーションプログラムを記録したフロッピディスク４１と併せて演算処理手段４２を構成するものである。
【０１３８】
かかるひずみ測定システムでは、前記第１の実施形態で説明したひずみ測定装置１０を用いた測定処理、すなわち、ひずみ測定の開始時におけるブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ 、リード線３の初期電圧ｅ_r0、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ の検出及びその記憶保持、並びにひずみ測定時におけるブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ、リード線３の測定時電圧ｅ_r の検出及びその記憶保持の終了後に、ひずみ測定装置１０を通信ケーブル３７を介してパソコン３６に接続する。そして、前記フロッピディスク４１をパソコン３６のＦＤスロット４０に装填して、該フロッピディスク４１のアプリケーションプログラムを起動する。
【０１３９】
このとき、該アプリケーションプログラムは、パソコン３６に次のような処理を行わしめる。
【０１４０】
すなわち図６を参照して、該アプリケーションプログラムは、パソコン３６に、ひずみゲージ１のゲージ率Ｋ及びブリッジ回路８の電源電圧Ｖのデータの入力要求をディスプレイ３８上で行わしめる（ＳＴＥＰ１）。
【０１４１】
この入力要求に応じて上記のデータがキーボード３９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１０の記憶回路３０に記憶されている初期出力電圧ｅ₀ 、初期電圧ｅ_r0、及び辺電圧Ｖ₄ のデータを通信ケーブル３７を介してパソコン３６に取り込ませる（ＳＴＥＰ２）。
【０１４２】
さらに、該アプリケーションプログラムは、ブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r の組からなるデータ（この場合、この組データは、ひずみ測定装置１０によるひずみ測定の処理を行った回数分の個数の時系列データである）を記憶回路３０からパソコン３６に取り込ませる（ＳＴＥＰ３）。
【０１４３】
そして、該アプリケーションプログラムは、ＳＴＥＰ１でパソコン３６に入力されたデータと、ＳＴＥＰ２，３でパソコン３６に取り込まれたデータとから、前記式（１９）の演算処理をパソコン３６に行わしめることで、測定時出力電圧ｅ及び測定時電圧ｅ_r の各組のデータに対応するひずみεを算出させる（ＳＴＥＰ４）。
【０１４４】
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３８への表示処理等をパソコン３６に行わしめる。
【０１４５】
かかる本実施形態のひずみ測定装置においては、前記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる他、前述のような演算処理をパソコン３６に行わしめるための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４１に記録しておくことで、パソコン３６を使用したひずみ測定の汎用性を高めることができる。
【０１４６】
尚、本実施形態では、前記のアプリケーションプログラムをフロッピディスク４１に記録しておくようにしたが、パソコン３６がアクセス可能なものであれば、ＣＤ−ＲＯＭ等の他の記録媒体にアプリケーションプログラムを記録しておくようにしてもよい。
【０１４７】
また、本実施形態では、ひずみ測定装置１０からパソコン３６への初期出力電圧ｅ₀ 等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１０側で、パソコン３６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３６に受け渡すようにしてもよい。
【０１４８】
さらに、ひずみ測定装置１０側でブリッジ回路８の抵抗体６を有する辺の電圧Ｖ₃ を検出して、その検出データをパソコン３６に受け渡すような場合には、式（１８）あるいは式（２０）の演算処理によってひずみεを求めるようにしてもよい。
【０１４９】
また、前述した第１〜第３の各実施形態では、抵抗体６，７の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ を直接的には使用しない式（１９）あるいは式（１７）の演算処理によりひずみεを求めるようにしたが、第１あるいは第２の実施形態でひずみ測定装置１０の記憶回路３０に抵抗体６，７の抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ をあらかじめ記憶保持させたり、第３の実施形態でそれらの抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ をパソコン３６に入力するようにした場合には、前記式（１６）の演算処理によってひずみεを求めるようにしてもよい。この場合、記憶回路３０に記憶保持させ、あるいはパソコン３６に入力する抵抗値Ｒ₃ ，Ｒ₄ は、それらのあらかじめ実測してなる抵抗値を用いればよい。あるいは、抵抗体６，７が高精度な抵抗値を有するものである場合には、それらの公称抵抗値を用いてもよい。
【０１５０】
また、前述の各実施形態では、単一のひずみゲージ１を物体に貼着してひずみεの単点測定を行うものを示したが、物体の複数箇所もしくは複数の物体（以下、これらを測定点と称する）についての多点ひずみ測定を行う場合にも、本発明を適用することができる。この場合には、例えば各測定点に貼着するひずみゲージ１を測定ユニット１４の抵抗体５，６，７の抵抗回路等に適宜のスイッチ素子を介して切換自在に接続しておき、その切換接続を行うことで、各測定点毎にブリッジ回路８を構成させる。そして、各測定点毎に、前述した各実施形態の場合と同様に、ひずみ測定の開始タイミングにおいて、ブリッジ回路８の初期出力電圧ｅ₀ やリード線３の初期電圧ｅ_r0を検出しておく。さらに、前記式（１９）の演算を用いる場合には、ブリッジ回路８の辺電圧Ｖ₄ （これは、各測定点について共通である）を検出しておく。そして、これらの検出データと、各測定点毎のひずみ測定時におけるブリッジ回路８の測定時出力電圧ｅ及びリード線３の測定時電圧ｅ_r の検出データとを用いて、制御回路２９やパソコン３６によって前述の各実施形態と同様の演算処理を行うことで、各測定点毎にひずみεを求めるようにすればよい。
【０１５１】
また、前述の各実施形態では、本来の意味でのひずみεを測定するものを示したが、このひずみεに測定対象の物体のヤング率Ｅを乗算することで、物体の応力測定を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】本発明のひずみ測定システムの第１の実施形態としてのひずみ測定装置の回路構成図。
【図３】図２のひずみ測定装置による演算処理を示すフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明するためのフローチャート。
【図５】本発明の第３の実施形態のひずみ測定システムのシステム構成図。
【図６】図５のシステムの要部の演算処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…ひずみゲージ、２，３…リード線、４…サブリード線、５，６，７…抵抗体、８…ブリッジ回路、１０…ひずみ測定装置、２９…制御回路（演算処理手段）、３５…電圧検出手段（ブリッジ出力検出手段、リード線電圧検出手段、辺電圧検出手段）、４２…演算処理手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a strain measurement system, and more particularly to a strain measurement system based on a 1-gauge 3-wire method.
[0002]
[Prior art]
As a method for measuring the strain generated in an object, a strain gauge that causes a change in resistance value according to the strain is attached to the object, and the strain gauge and a plurality of resistors are provided on one side, and the rest It is generally known that a bridge circuit (more specifically, a Wheatstone bridge circuit) having resistors on the three sides is configured and strain measurement is performed using this bridge circuit. Since strain and stress generated in an object are in a proportional relationship as is well known, in this specification, unless otherwise specified, “strain” includes stress in addition to the original strain, In principle, a reference sign ε (including a suffix) is attached to the meaning distortion.
[0003]
As a strain measurement method using a bridge circuit in which a strain gauge attached to an object as described above is incorporated on one side, for example, a 1-gauge 3-wire method is known.
[0004]
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a measuring method using the 1-gauge 3-wire method. In this 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 wire is connected to one end of the strain gauge 1 (the lead wire 3 side in the figure). 4 is connected (this is called the 3-wire method).
[0005]
At the time of measurement, the strain gauge 1 is connected to the resistance circuit formed by connecting the resistors 5, 6 and 7 as shown in the drawing via the lead wires 2 and 3, whereby the strain gauge 1 Is formed on one side, and the bridge circuit 8 having resistors 5, 6, and 7 on the remaining three sides is formed.
[0006]
Note that the resistors 5, 6, and 7 on the three sides of the bridge circuit 8 basically have respective resistance values R. ₂ , R _Three , R _Four Is constituted by a resistance element (for example, a resistance element having a fixed resistance value) that is constant regardless of the strain generated in the object to be measured. Usually, the resistance value R of the resistors 5, 6 and 7 ₂ , R _Three , R _Four Is the reference resistance value (the nominal resistance value of the strain gauge 1) in a state where the strain of the strain gauge 1 is not generated. ₀ R ₀ = R ₂ = R _Three = R _Four It is said.
[0007]
In the strain measurement using the bridge circuit 8, the connecting portion between the lead wire 2 and the resistor 6 or the portion having the same potential as the connecting portion, and the connecting portion between the resistor 5 and the resistor 7 or the same potential as the connecting portion. And a pair of power input parts I ₁ , I ₂ These power input parts I ₁ , I ₂ A power supply voltage V of the bridge circuit 8 is applied between them.
[0008]
Further, the power input part I of the bridge circuit 8 ₁ , I ₂ With the power supply voltage V applied between them, one end of the strain gauge 1 connected to the sub lead wire 4 and the connecting portion of the resistor 6 and the resistor 7 or a portion having the same potential are connected to the bridge circuit 8. A pair of output units O ₁ , O ₂ The output unit O ₁ , O ₂ An output voltage e generated therebetween is detected via an amplifying circuit, an A / D conversion circuit, etc. (not shown). In this case, the output unit O ₁ The potential of (one end of the strain gauge 1) is extracted through the sub lead wire 4.
[0009]
At this time, a certain correlation is established between the strain ε (strain in the original sense) generated in the object to which the strain gauge 1 is attached and the output voltage e of the bridge circuit 8.
[0010]
For example, the resistance value r of each of the lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 incorporated in the bridge circuit 8 ₁ , R ₂ Is sufficiently small to be negligible, and when the output voltage e of the bridge circuit 8 in a state in which the strain of the strain gauge 1 is not generated is e = 0 or sufficiently small, as is well known, A correlation expressed by the following relational expression (6) is established between the strain ε generated in the object after the gauge 1 is attached and the output voltage e of the bridge circuit 8.
[0011]
[Formula 6]

[0012]
Here, K in Equation (6) is the gauge factor of the strain gauge 1.
[0013]
Therefore, based on such a correlation, the strain ε of the object can be measured from the output voltage e of the bridge circuit 8. Since the relationship σ = E · ε (where E is the Young's modulus of the object) holds between the strain ε and stress σ of the object, the measured value of the strain ε is multiplied by the Young's modulus E of the object. Thus, the measured value of the stress of the object is obtained. This is a technique for strain measurement by the 1-gauge 3-wire method.
[0014]
Such a strain measurement method using the 1-gauge 3-wire method has a resistance value of the lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 caused by a temperature change in the measurement environment as compared with a so-called 1-gauge 2-wire method. r ₁ , R ₂ Therefore, it is generally used as a measurement technique suitable for strain measurement in an environment where temperature change is likely to occur and long-term strain measurement.
[0015]
Further, in the system for measuring strain by the 1-gauge 3-wire method as described above, the resistors 5, 6 and 7 for configuring the bridge circuit 8 together with the strain gauge 1 are previously provided on the circuit board. Strain measurement including a resistance circuit connected to each other by a pattern, a power supply circuit for applying the power supply voltage V to the bridge circuit 8, an amplifier circuit for detecting the output voltage of the bridge circuit 8, an A / D conversion circuit, etc. A measurement circuit including the bridge circuit 8 is configured by connecting the lead wires 2 and 3 and the sub lead wire 4 of the strain gauge 1 to the device. Then, from the detection data of the output voltage of the bridge circuit 8 obtained by this device, the above-described arithmetic processing is performed by a microcomputer provided in the device, a personal computer different from the device, or the like. Measurement is performed.
[0016]
By the way, in such strain measurement by the 1-gauge 3-wire method, the resistance value r of the lead wires 2, 3 connecting the strain gauge 1 to the resistance circuit of the resistors 5, 6, 7 ₁ , R ₂ Is relatively large, the output voltage e of the bridge circuit 8 is the resistance value r of the leads 2 and 3. ₁ , R ₂ Therefore, even if the strain measurement is performed only from the detection data of the output voltage e of the bridge circuit 8, accurate measurement cannot be performed. On the other hand, the lead wires 2 and 3 are usually the same wire type and the same length (the same resistance value). At this time, in the 1-gauge 3-wire method, each of the resistance values r of the lead wires 2 and 3 ₁ , R ₂ R ₁ = R ₂ = R, the correction value x obtained by the following equation (7) using the resistance value r is multiplied by the measured strain value obtained from the output voltage e of the bridge circuit 8 to correct the measured value. The resistance value r of the lead wires 2 and 3 ₁ , R ₂ Conventionally, the influence of (= r) (more specifically, sensitivity reduction due to the resistance value r of the lead wires 2 and 3) is generally eliminated.
[0017]
[Expression 7]

[0018]
Here, R in the formula (7) ₀ Is the reference resistance value of the strain gauge 1.
[0019]
In this way, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 ₁ , R ₂ In order to eliminate the influence (sensitivity reduction) of the lead wire 2 or 3, the resistance value r of one of the lead wires 2 and 3 is determined by the conventional measurement method using the 1-gauge 3-wire method. ₁ Or r ₂ (= R) is obtained based on the wire type and length of the lead wires 2 and 3, and the correction coefficient x is obtained by the calculation of the equation (7) using the obtained resistance value r. . Alternatively, the correction coefficient x is obtained using a conversion table prepared in advance from the line type, length, and the like of the lead wires 2 and 3. Then, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 is obtained by multiplying the correction coefficient x thus obtained by the strain measurement value obtained based on the output voltage e of the bridge circuit 8 by the strain measuring instrument. ₁ , R ₂ The strain measurement value that eliminates the influence (sensitivity reduction) was obtained.
[0020]
However, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 as described above. ₁ , R ₂ The work of correcting the strain measurement value to eliminate the influence of this is largely a human work, and it takes time and effort. In particular, when multipoint strain measurement is performed on a large number of parts of an object or a large number of objects, the lead wires 2 and 3 connected to both ends of the strain gauge 1 at each measurement point are usually used for each measurement point. The length and the wire type are the same, and the resistance value r of the lead wire 2 ₁ And resistance value r of lead wire 3 ₂ Is the same (r ₁ = R ₂ However, when the lengths of the pair of lead wires 2 and 3 are compared between the measurement points, the lengths are often different for each measurement point. That is, the resistance values r of the lead wires 2 and 3 corresponding to the respective measurement points are often different from each other at the measurement points. In such a case, the strain measurement value must be corrected with a different correction coefficient x for each measurement point, and the resistance value r of the lead wires 2 and 3 is determined. ₁ , R ₂ Therefore, a great amount of labor is required for the correction work for eliminating the influence (sensitivity reduction).
[0021]
In order to eliminate such inconvenience, the present applicant has previously proposed the following technique in Japanese Patent Application No. 9-357552. In this technique, a power supply voltage V is applied to the bridge circuit 8 in a state where the strain of the strain gauge 1 is not generated in advance by a measuring device that connects the lead wires 2 and 3 and the sub lead wire 4 of the strain gauge 1. At this time, the voltage generated in the lead wire 3 on the sub lead wire 4 side and the output voltage of the bridge circuit 8 are detected by the detection circuit provided in the measuring device, and by using these detection data, the lead wires 2 and 3 Resistance value r ₁ , R ₂ (R ₁ = R ₂ = R), the correction coefficient x expressed by the above equation (7) is obtained. Then, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 is obtained by multiplying the correction coefficient x by the strain measurement value grasped based on the output voltage of the bridge circuit 8 at the time of strain measurement. ₁ , R ₂ Strain measurement value that eliminates the effect of (sensitivity reduction) is obtained.
[0022]
According to such a technique, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 ₁ , R ₂ The correction process for eliminating the influence (sensitivity reduction) of the sensor can be automatically and efficiently performed in the measuring apparatus.
[0023]
However, in this technique, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 is ₁ , R ₂ The resistance value r of the lead wires 2 and 3 such as a measurement environment in which the environmental temperature is likely to change or a situation where long-term strain measurement is performed is assumed. ₁ , R ₂ In a measurement environment in which changes over time are likely to occur, it is difficult to perform highly accurate strain measurement.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
In view of such a background, in the strain measurement system based on the 1-gauge 3-wire method, the present invention performs accurate strain measurement by eliminating the influence of the resistance value of the lead wire for incorporating the strain gauge into the bridge circuit and the change over time. It is an object of the present invention to provide a strain measurement system that can automatically and efficiently perform processing to be performed with a simple configuration.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
First, before describing the present invention, the basic concept of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that the change in the resistance value of the strain gauge 1 occurs only according to the strain of the object to which it is attached. Also, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 connected to the strain gauge 1 ₁ , R ₂ Are equal to each other (r ₁ = R ₂ ) And this relationship is expressed as their resistance r ₁ , R ₂ Even if changes due to changes in the environmental temperature, it holds. That is, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 ₁ , R ₂ Even if they change in accordance with changes in the environmental temperature, the amount of change is assumed to be the same for each of the lead wires 2 and 3. Furthermore, the resistance value R of each of the resistors 5 to 7 of the bridge circuit 8 ₂ ~ R _Four Is constant and does not change.
[0026]
Referring to FIG. 1, the resistance value of the strain gauge 1 at the start of strain measurement of the object with the strain gauge 1 attached is R _G0 , The resistance values of the lead wires 2 and 3 being equal to each other r ₀ (= R ₁ = R ₂ )far. Further, at the time of starting the measurement, the power input unit I of the bridge circuit 8 is used. ₁ , I ₂ When the power supply voltage V is applied between them, the output section O of the bridge circuit 8 ₁ , O ₂ The output voltage generated between ₀ , The voltage generated in the lead wire 2 or 3 of the strain gauge 1 is e _r0 (This is the same for each of the lead wires 2 and 3). ₀ far.
[0027]
Here, the strain measurement start time refers to the time when the strain value of the object to be measured (this is a relative value based on a certain state of the object), that is, the strain of the object is “0”. " That is, the strain value to be measured is a strain generated in the object after the start time. The starting point of this strain measurement is usually the initial point of time when the strain gauge 1 is attached to the object, but it may be an arbitrary point after the attaching.
[0028]
As described above, the resistance value R of the strain gauge 1 at the start of strain measurement. _G0 Etc., the following relational expressions (8) to (10) are established.
[0029]
[Equation 8]

[0030]
[Equation 9]

[0031]
[Expression 10]

[0032]
Here, when Expression (8) is modified and Expressions (9) and (10) are applied, the following Expression (11) is obtained.
[0033]
## EQU11 ##

[0034]
Further, when the formula (9) is modified, the following formula (12) is obtained.
[0035]
[Expression 12]

[0036]
Then, by dividing the left side and the right side of Equation (11) by the left side and the right side of Equation (12), respectively, the following Equation (13) is obtained.
[0037]
[Formula 13]

[0038]
Next, the resistance value of the strain gauge 1 corresponding to the strain of the object at the time of the strain measurement of the object after the start time of the strain measurement (including the start time) is R. _G , R (= r ₁ = R ₂ )far. Furthermore, at the time of this strain measurement, the power input part I of the bridge circuit 8 ₁ , I ₂ When the power supply voltage V is applied between them, the output section O of the bridge circuit 8 ₁ , O ₂ The output voltage generated between them is e, and the voltage generated on the lead wire 2 or 3 of the strain gauge 1 is e. _r The current flowing through the strain gauge 1 is i.
[0039]
At this time, in the formulas (8) to (10), R _G0 , R ₀ , E ₀ , E _r0 , I ₀ Where R is defined as above _G , R, e, e _r Therefore, the following expression (14) corresponding to the expression (13) is obtained by the same consideration as in the case of the strain measurement start time.
[0040]
[Expression 14]

[0041]
In addition, if the strain of the object at the time of the above strain measurement (strain in the original meaning and strain based on the strain measurement start time) is set to ε, this strain ε and the strain gauge 1 measurement start time Resistance value R _G0 And resistance value R during strain measurement _G The following relational expression (15) is established between Here, K in the equation (15) is a gauge factor of the strain gauge 1.
[0042]
[Expression 15]

[0043]
When the above equations (13) and (14) are applied to this equation (15), the strain ε of the object is the output voltage e of the bridge circuit 8 at the start of strain measurement. ₀ , Lead 2 or 3 voltage e _r0 In addition, the output voltage e of the bridge circuit 8 and the voltage e of the lead wire 2 or 3 at the time of strain measurement _r Is represented by the following equation (16).
[0044]
[Expression 16]

[0045]
That is, the output voltage e of the bridge circuit 8 ₀ , E and the voltage e of the lead wire 2 or 3 _r0 , E _r , The strain ε of the object can be measured from the detected values by the calculation of Expression (16). This equation (16) is established regardless of the resistance value r of the lead wires 2 and 3, and is also established even if the resistance value r changes with time.
[0046]
On the other hand, in the strain measuring device by the 1 gauge 3 wire method provided with the resistor circuit composed of the resistors 5 to 7 for constituting the bridge circuit 8, the sub lead wire connected to one end of the strain gauge 1 together with the lead wire 3. 4 is connected to the device, one end of the lead wire 3 on the strain gauge 1 side (this is the output portion O of the bridge circuit 8). ₁ Can be extracted through the sub-lead wire 4 inside the device. In addition, the potential of the other end of the lead wire 3 connected to the resistor circuit (connection portion between the lead wire 3 and the resistor 5) can be extracted from the resistor circuit. Therefore, of the lead wires 2 and 3, the voltage e generated in the lead wire 3 on the sub lead wire 4 side. _r0 , E _r Can be detected via the sub lead wire 4 on the strain measuring device side connecting the lead wires 2, 3 and the sub lead wire 4 without connecting a new lead wire to the strain gauge 1. In addition, the output voltage e of the bridge circuit 8 at the start of strain measurement and at the time of strain measurement. ₀ , E can be detected on the strain measuring apparatus side as in the prior art.
[0047]
In this way, the voltage e of the lead wire 3 at the start of strain measurement is as follows. _r0 And the output voltage e of the bridge circuit 8 ₀ And the voltage e of the lead wire 3 during strain measurement _r If the output voltage e of the bridge circuit 8 is detected, the calculation of the equation (16) is performed using those detected values, so that an appropriate distortion independent of the resistance value r of the lead wires 2 and 3 and the change thereof. A measured value ε can be obtained. Further, by multiplying the strain measurement value ε obtained by the equation (16) by the Young's modulus of the object, the resistance value r of the lead wires 2 and 3 and an appropriate measurement value of the stress of the object regardless of the change can be obtained. it can.
[0048]
The resistance value R of the resistor 6 necessary for the calculation of the equation (16) _Three And resistance value R of resistor 7 _Four For example, the nominal resistance values of the resistance elements constituting the resistors 6 and 7 and the resistance values measured in advance of the resistors 6 and 7 may be used. The power supply voltage V in the equation (16) may be a value determined in advance as a voltage to be applied to the bridge circuit 8 or a value measured in advance of the power supply voltage V. Further, the gauge factor K in the equation (16) may be a predetermined value as a gauge factor of the strain gauge 1 to be used or a nominal value of the gauge factor of the strain gauge 1.
[0049]
The present invention will be described below based on the above description. In the following description of the present invention, reference numerals in parentheses () are reference numerals in FIG. 1 attached for the convenience of understanding the present invention.
[0050]
In the strain measurement system of the present invention, a pair of lead wires (2, 3) connected to both ends of a strain gauge (1) attached to the object so as to cause a change in resistance value according to the strain generated in the object. A resistance circuit which forms a bridge circuit (8) which is connected and has the strain gauge (1) on one side and the resistors (5, 6, 7) having predetermined resistance values on the other three sides in the connected state. A bridge power supply circuit connected to the resistance circuit to apply a power supply voltage to the bridge circuit (8) formed by connecting the strain gauge (1) to the resistance circuit; and the strain gauge (8) An output voltage of the bridge circuit (8) to which a sub lead wire (4) connected to one end on one lead wire (3) side is connected and connected to the resistor circuit, and a power supply voltage is applied from the bridge power supply circuit. The sub lead wire 4) and a bridge output detection means for detecting via the one-gauge three-wire method for measuring the strain of the object based on the output voltage of the bridge circuit (8) detected by the bridge output detection means. In the system, the bridge circuit (8) formed by connecting the strain gauge (1) to the resistance circuit is applied with the power supply voltage from the bridge power supply circuit, and the pair of lead wires (2, 3). Lead voltage detecting means for detecting a voltage generated in one lead wire (3) on the sub lead wire (4) side through the sub lead wire (4), and the bridge output at the start of strain measurement of the object The output voltage e of the bridge circuit (8) detected by the detection means and the lead wire voltage detection means, respectively. ₀ And the voltage e of the one lead wire (3) _r0 And the output voltage e of the bridge circuit (8) and the one lead wire detected by the bridge output detection means and the lead wire voltage detection means during the strain measurement of the object after the start of the strain measurement of the object, respectively. Voltage e in (3) _r And an arithmetic processing means for performing the calculation of the equation (16) using the above-mentioned, and based on the value ε obtained by the arithmetic processing means, the resistance value of the lead wires (2, 3) and the influence of the change are calculated. The strain of the excluded object is measured.
[0051]
Here, the voltage e used in the equation (16) ₀ , E _r0 , E, e _r The parameters other than are defined again as follows.
[0052]
V: power supply voltage of the bridge circuit (8), R _Three : A resistor existing on the side adjacent to the side having the strain gauge (1) via the lead wire (2) on the other end side of the strain gauge (1) among the sides of the bridge circuit (8). 6) Resistance value, R _Four : Resistance value of the resistor (7) existing on the opposite side of the side having the strain gauge (8) among the sides of the bridge circuit (8).
[0053]
The arithmetic processing means may be constituted by a microcomputer or a personal computer, for example.
[0054]
According to the present invention, at the start of the strain measurement of the object, the bridge output detection means and the lead wire voltage detection means respectively output voltage e of the bridge circuit (8). ₀ And the voltage e of one lead wire (3) on the sub lead wire (4) side. _r0 When the strain of the object is measured, the output voltage e of the bridge circuit (8) and one lead wire on the sub lead wire (4) side are respectively detected by the bridge output detection means and the lead wire voltage detection means. Voltage e in (3) _r Is detected. Then, the arithmetic processing means performs the calculation of the equation (16) using these detection values, whereby the resistance value r of the lead wire (2, 3) of the strain gauge (1). ₁ , R ₂ An appropriate strain measurement value ε (strain in the original sense) that does not depend on (= r) and does not depend on the change in the resistance value can be obtained. Therefore, the resistance value r of the lead wire (2, 3) ₁ , R ₂ The resistance value of the lead wires (2, 3) is obtained based on the value ε obtained by the calculation of the equation (16) without separately grasping (= r) and separately performing the correction process of the measurement result accordingly. It is possible to perform strain measurement that appropriately eliminates the effects of the change.
[0055]
Further, in this case, the voltage e of the lead wire (3) necessary for performing such strain measurement. _r0 , E _r Is detected through the sub lead wire (4) connected to the strain gauge (1) in the strain measurement of the one gauge three wire method. _r0 , E _r Therefore, it is not necessary to connect a new lead wire to the strain gauge (1), and the strain gauge used in the conventional strain measurement by the 1-gauge 3-wire method can be used as it is in the present invention. it can. And the strain measuring system of this invention is the voltage e of a lead wire (3) in the strain measuring apparatus used for the strain measurement of the conventional 1 gauge 3 wire method. _r0 , E _r It is possible to construct the system simply by adding a circuit configuration for detecting the error and changing a program for arithmetic processing.
[0056]
Therefore, according to the strain measurement system of the present invention, the processing for performing accurate strain measurement that eliminates the influence of the resistance value of the lead wire for incorporating the strain gauge into the bridge circuit and its change with time can be performed with a simple configuration. This can be done automatically and efficiently, and the system can be provided at low cost.
[0057]
In the strain measurement by the 1-gauge 3-wire method using the bridge circuit (8) as in the present invention, the power supply voltage V of the bridge circuit (8) is conventionally set to 2 [V], and each side of the resistance circuit is Resistance value (R) of resistor (5-7) ₂ ~ R _Four ) Is usually the same. In this case, the equation (16) can be rewritten as the following equation (17).
[0058]
[Expression 17]

[0059]
Therefore, in the present invention, the power supply voltage V of the bridge circuit is approximately 2 [V], and the lead wire on the other end side of the strain gauge is connected to the side having the strain gauge in each side of the bridge circuit. Resistance value R of the resistor existing on the adjacent side _Three And resistance value R of the resistor existing on the opposite side of the side having the strain gauge _Four Are substantially the same, the arithmetic processing means performs the calculation of the equation (16) by the following equation (17).
[0060]
In this way, the strain measurement system of the present invention can be constructed while diverting as much as possible the circuit configuration of the existing strain measurement apparatus used in the conventional strain measurement of the 1 gauge 3-wire method. This strain measuring system can be configured at a lower cost.
[0061]
In the present invention, V · R appearing in the denominator and numerator of the right side of the formula (16). _Three / (R _Three + R _Four ) Is the resistance value R of the bridge circuit (8) when the power supply voltage V is applied to the bridge circuit (8). _Three Voltage V generated on the side having the resistor (6) _Three It is. Similarly, V · R appearing in the denominator and numerator of the right side of Equation (16) _Four / (R _Three + R _Four ) Is the resistance value R of the bridge circuit (8). _Four Voltage V generated on the side having the resistor (7) _Four It is. In addition, the voltage V _Three , V _Four Sum of (= V _Three + V _Four ) Is the power supply voltage V of the bridge circuit (8).
[0062]
And these voltages V _Three , V _Four When the above equation (16) is used, the equation (16) can be rewritten into any of the following equations (18) to (20).
[0063]
[Expression 18]

[0064]
[Equation 19]

[0065]
[Expression 20]

[0066]
Therefore, in the present invention, in the state where the power supply voltage is applied from the bridge power supply circuit to the bridge circuit, the lead wire on the other end side of the strain gauge is connected to the side having the strain gauge among the sides of the bridge circuit. The voltage V generated on the adjacent side via _Three And the voltage V generated across the side having the strain gauge. _Four , And the calculation processing means calculates the voltage V detected by the side voltage detection means. _Three And / or V _Four This is performed according to any one of the following formulas (18) to (19) using
[0067]
In this way, the voltage V is detected by the side voltage detection means. _Three And / or V _Four By detecting these, the voltage V _Three , V _Four Resistance value R of the resistor (6, 7) existing on the side of the bridge circuit (8) for detecting _Three , R _Four Or the resistance value R of the resistor (6, 7) _Three , R _Four Even if the accuracy of is low, the resistance value of the lead wires (2, 3) and the strain measurement value ε (in the original sense) not depending on the change by the calculation of any of the equations (18) to (20) Strain measurement value) can be obtained properly. Also, the resistance value R of the resistor _Three , R _Four Therefore, these resistors can be made inexpensive.
[0068]
Further, in the present invention having the bridge output detecting means and the lead wire voltage detecting means as described above, these detecting means may be configured separately, but preferably the bridge output detecting means and the lead wire voltage detecting means. And a switch circuit for inputting the output voltage of the bridge circuit and the voltage generated on the one lead wire to the switchable voltage detection means.
[0069]
Similarly, in addition to the bridge output detection means and the lead wire voltage detection means, in the present invention provided with the side voltage detection means, those detection means may be configured separately, preferably, The bridge output detection means, the lead wire voltage detection means, and the side voltage detection means are constituted by a common voltage detection means, and the output voltage of the bridge circuit, the voltage generated in the one lead wire, and the bridge circuit And a switch circuit for switching the voltage generated at the side of the voltage to the voltage detection means.
[0070]
As described above, the switch circuit is provided, and the bridge output detection means, the lead wire voltage detection means, and the side voltage detection means are configured by the common voltage detection means, thereby making the circuit configuration cheaper and simpler. Can do.
[0071]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a strain measuring apparatus as a strain measuring system of the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing arithmetic processing by the strain measuring apparatus of FIG. In the description of the present embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the same components as those in FIG.
[0072]
Referring to FIG. 2, the strain measuring device 10 of the present embodiment includes a lead wire 2, 3 connected in advance to both ends of a strain gauge 1 attached to an object (not shown), and the strain gauge 1 together with the lead wire 3. Connection terminals 11, 12, and 13 are provided for connecting sub-lead wires 4 previously connected to one end. The lead wires 2 and 3 have the same wire type (material and diameter) and length, and the resistance values r of the lead wires 2 and 3 are the same. ₁ , R ₂ Are identical (r ₁ = R ₂ = R). These lead wires 2 and 3 are wired along each other. Therefore, the resistance value r of these lead wires 2 and 3 ₁ , R ₂ Even if the value r changes due to a change in the environmental temperature or the like, the change basically occurs in the same way for each of the lead wires 2 and 3, and r ₁ = R ₂ The relationship is maintained.
[0073]
The strain measuring apparatus 10 is roughly composed of a measuring unit 14 and a control unit 15 when the configuration is roughly divided. Note that the measurement unit 14 and the control unit 15 are not necessarily configured integrally, and may be configured separately.
[0074]
The measurement unit 14 includes a resistance circuit having resistors 5, 6, and 7 for configuring the bridge circuit 8 together with the strain gauge 1. In this resistance circuit, when the lead wires 2 and 3 of the strain gauge 1 are connected to the connection terminals 11 and 12, respectively, the resistors 5, 6, and 7 are formed so that the bridge circuit 8 shown in FIG. They are connected to each other by a circuit pattern formed on a circuit board (not shown) and to the connection terminals 11 and 12. Note that the resistors 5, 6, and 7 are composed of, for example, a resistance element having a fixed resistance value.
[0075]
The measurement unit 14 includes a pair of power input units I of the bridge circuit 8. ₁ , I ₂ A pair of power input terminals 16 and 17 for inputting a power supply voltage V applied to the outside from the outside, and a pair of output portions O of the bridge circuit 8 when the power supply voltage V is applied. ₁ , O ₂ A pair of output terminals 18 and 19 for outputting an output voltage e generated between them to the outside, a pair of switch elements 20 and 21 connected to the output terminal 18, and a pair of switches connected to the output terminal 19 And a switch circuit 24 including elements 22 and 23.
[0076]
In this case, the power input terminals 16 and 17 are respectively connected to the power input part I of the bridge circuit 8. ₁ , I ₂ It is connected to the.
[0077]
Of the pair of output terminals 18 and 19, the output terminal 18 is one output unit O of the bridge circuit 8. ₁ A connection terminal 13 to which one end of the strain gauge 1 is connected via the sub lead wire 4, and a power input part I of the bridge circuit 8. ₂ Are connected via switch elements 20 and 21 of the switch circuit 24, respectively.
[0078]
Further, the output terminal 19 is connected to the other output part O of the bridge circuit 8. ₂ And the connection terminal 12 to which the lead wire 3 is connected via the switch elements 22 and 23 of the switch circuit 24, respectively.
[0079]
With such a circuit configuration, the power input part I of the bridge circuit 8 ₁ , I ₂ In the state where the power supply voltage V is applied between them, the output of the bridge circuit 8 is connected between the output terminals 18 and 19 by switching the ON / OFF state of the switch elements 20 to 23 as shown in Table 1 below. Voltage e and voltage e generated in the lead wire 3 _r2 And the voltage V generated on the side having the resistor 7 of the bridge circuit 8 _Four And can be switched freely.
[0080]
[Table 1]

[0081]
That is, when the switch elements 20 to 23 are turned on, off, on, and off, respectively, the output terminal 18 of the bridge circuit 8 is connected to the output terminal 18. ₁ Is applied to the output terminal 19 through the sub lead wire 4 and the switch element 20. ₂ Is applied via the switch element 22. For this reason, the output voltage e of the bridge circuit 8 is generated between the output terminals 18 and 19.
[0082]
When the switch elements 20 to 23 are turned on, off, off, and on, respectively, the output terminal 18 of the bridge circuit 8 is connected to the output terminal 18. ₁ The potential at one end of the strain gauge 1 is applied via the sub lead wire 4 and the switch element 20, and the potential of the connection terminal 12 to which the lead wire 3 is connected to the output terminal 19 (the lead wire 3 and the resistor 5 are connected to each other). The potential at the connection point) is applied via the switch element 23. For this reason, the voltage e generated between the output terminals 18 and 19 in the lead wire 3 _r (This voltage e _r Is equal to the voltage generated on the lead wire 2).
[0083]
Further, when the switch elements 20 to 23 are turned off, on, on, and off, respectively, the output terminal 18 is connected to the power input part I of the bridge circuit 8. ₂ Is applied via the switch element 21, and the output terminal O is connected to the output terminal 19. ₂ Is applied via the switch element 22. Therefore, the voltage V generated on the side having the resistor 7 of the bridge circuit 8 between the output terminals 18 and 19. _Four Will occur.
[0084]
Reference numeral 25 denotes a control terminal for giving a control signal for performing the connecting / disconnecting operation of the switch elements 20 to 23 from the control circuit 29 of the control unit 15 described later to the switch circuit 24.
[0085]
The control unit 15 is connected to a pair of power input terminals 16 and 17 of the measurement unit 14, and the power input part I of the bridge circuit 8 is connected via the power input terminals 16 and 17. ₁ , I ₂ A bridge power supply circuit 26 that generates a power supply voltage V (constant voltage) applied between them and a pair of output terminals 18 and 19 of the measurement unit 14 and a voltage generated between the output terminals 18 and 19 (e or e _r Or V _Four ), An A / D conversion circuit 28 for A / D converting the output of the amplification circuit 27, a control circuit 29 (arithmetic processing means) for performing various data processing and control processing described later, A storage circuit 30 for storing and holding various data and programs necessary for processing performed by the control circuit 29, a display 32 driven by the control circuit 29 via the display circuit 31 and displaying strain measurement values, etc. The circuit 29 generates an interface circuit 33 for transmitting / receiving various data to / from an operating device (not shown), a personal computer, etc. outside the control unit 15, and generates a power supply voltage for the entire control unit 15 from a commercial power supply or a battery. And a main power supply circuit 34.
[0086]
The control circuit 29 is composed of a microprocessor or the like, and the storage circuit 30 is composed of ROM, RAM, EEPROM or the like. Further, according to the configuration of the present invention, the amplification circuit 27 and the A / D conversion circuit 28 constitute a voltage detection unit 35 in which the bridge output detection unit, the lead wire voltage detection unit, and the side voltage detection unit are shared. The amplifier circuit 27 has a sufficiently high input impedance.
[0087]
In this case, the control circuit 29 of the control unit 15 detects the output voltage e of the bridge circuit 8 to be detected as described later at the start of strain measurement of an object (not shown) to which the strain gauge 1 is attached. ₀ , Voltage e of the lead wire 3 _r0 , And the voltage V generated on the side having the resistor 7 of the bridge circuit 8 _Four Detection data, the output voltage e of the bridge circuit 8 and the voltage e of the lead wire 3 detected when measuring the strain of the object _r The calculation processing of the equation (19) is performed using the detected data. And by this calculation process, the measured value of strain ε (strain in the original sense) of the object to which the strain gauge 1 is attached is obtained.
[0088]
In this embodiment, in order to cause the control circuit 29 to perform such arithmetic processing, the arithmetic processing procedure as shown in the flowchart of FIG. 3 is programmed in the storage circuit 30.
[0089]
Next, the operation of the strain measuring device 10 of this embodiment will be described.
[0090]
In the strain measuring apparatus 10 of this embodiment, prior to strain measurement, the value of the gauge factor K of the strain gauge 1 to be used and the value of the power supply voltage V applied from the bridge power supply circuit 26 to the bridge circuit 8 are determined in advance. The data is input to the storage circuit 30 via the interface circuit 33 and the control circuit 29 from an appropriate operation device or the like outside the strain measuring apparatus 10, and stored and held in the storage circuit 30.
[0091]
In this case, the value of the gauge factor K of the strain gauge 1 stored and held in the memory circuit 30 is a value determined in advance as the gauge factor of the strain gauge to be used in the strain measuring device 10 or the gauge factor of the strain gauge 1 to be used. Is the nominal value. The value of the power supply voltage V of the bridge circuit 8 to be stored and held in the storage circuit 30 is determined from the bridge power supply circuit 26 to the power supply input unit I of the bridge circuit 8. ₁ , I ₂ Is a value determined in advance as a power supply voltage to be applied to, or a value obtained by actually measuring the power supply voltage V in advance.
[0092]
Since the power supply voltage V is unique to the strain measuring device 10, it may be stored in the ROM of the storage circuit 30 in the manufacturing stage of the strain measuring device 10. When the gauge factor of the strain gauge to be used in the strain measuring device 10 is determined in advance, the value of the gauge factor K is also stored in the ROM of the storage circuit 30 at the manufacturing stage of the strain measuring device 10. You may make it leave.
[0093]
Next, when strain is measured, the strain gauge 1 is attached to an object to be measured (not shown), and the lead wires 2 and 3 and the sub lead wire 4 are connected to the connection terminals 11 to 13 respectively, and then a desired measurement start timing. Then, the control unit 15 is operated by a predetermined operation or the like of the strain measuring apparatus 10.
[0094]
At this time, the control circuit 29 of the control unit 15 first activates the bridge power supply circuit 26, and from the bridge power supply circuit 26 to the power input unit I of the bridge circuit 8. ₁ , I ₂ Is applied with a constant power supply voltage V.
[0095]
In this state, the control circuit 29 controls the switch elements 20 to 23 of the measurement unit 14 to the ON state, the OFF state, the ON state, and the OFF state, respectively, so that the output unit O of the bridge circuit 8 is controlled. ₁ , O ₂ An output voltage e generated therebetween is input to the amplifier circuit 27 via the output terminals 18 and 19. Then, the control circuit 29 recognizes the output voltage e generated by the bridge circuit 8 at this time based on the data given through the amplifier circuit 27 and the A / D conversion circuit 28, and determines the value of the recognized output voltage e as the object. Output voltage e at the start of strain measurement ₀ (Hereafter, initial output voltage e ₀ Stored in the memory circuit 30.
[0096]
Following this, the control circuit 29 controls the switch elements 20 to 23 to the ON state, OFF state, OFF state, and ON state, respectively, and the voltage e generated in the lead wire 3. _r Is input to the amplifier circuit 27 via the output terminals 18 and 19. The control circuit 29 then supplies the voltage e _r Is recognized by data supplied via the amplifier circuit 27 and the A / D converter circuit 28, and the recognized voltage e is recognized. _r Is the voltage e of the lead wire 3 at the start of strain measurement. _r0 (Hereinafter, the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 Stored in the memory circuit 30.
[0097]
The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 Detection and memory retention thereof are performed by the initial output voltage e of the bridge circuit 8. ₀ It may be performed before detection and storage of the data.
[0098]
As described above, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 ₀ And the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 Is stored in the storage circuit 30, and the control circuit 29 further controls the switch elements 20 to 23 to the OFF state, the ON state, the ON state, and the OFF state, respectively. Voltage V _Four (Hereinafter, simply the side voltage V of the bridge circuit 8 _Four Is input to the amplifier circuit 27. The control circuit 29 then supplies the side voltage V _Four Is recognized by the data supplied through the amplifier circuit 27 and the A / D conversion circuit 28, and the recognized side voltage V is recognized. _Four Is stored in the storage circuit 30. The side voltage V _Four Detection and memory retention thereof are performed by the initial output voltage e of the bridge circuit 8. ₀ And the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 It may be performed before detecting and storing the memory, or may be performed before the strain gauge 1 is attached to an object or before the strain gauge 1 is connected to the strain measuring device 10. Further, it may be performed at the time of strain measurement described later.
[0099]
In this way, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 And the side voltage V of the bridge circuit 8 _Four Then, the control circuit 29 performs the strain measurement process as follows according to the timing instructed by the operator's predetermined operation or the like, or a preset time schedule.
[0100]
The control circuit 29 performs the initial output voltage e of the bridge circuit 8 at the timing of the strain measurement process. ₀ As in the case of detecting the power supply, the bridge power supply circuit 26 to the power supply input portion I of the bridge circuit 8 are detected. ₁ , I ₂ In the state where the power supply voltage V is applied, the switch elements 20 to 23 of the measurement unit 14 are controlled to the ON state, OFF state, ON state, and OFF state, respectively, and the output voltage e of the bridge circuit 8 is input to the amplifier circuit 27. Let Then, the control circuit 29 recognizes the value of the output voltage e based on the data given through the amplifier circuit 27 and the A / D conversion circuit 28, and recognizes the recognized output voltage e (hereinafter referred to as measurement output voltage e). Is stored in the storage circuit 30.
[0101]
Following this, the control circuit 29 controls the switch elements 20 to 23 to the ON state, OFF state, OFF state, and ON state, respectively, and the voltage e generated in the lead wire 3. _r Is input to the amplifier circuit 27 via the output terminals 18 and 19. The control circuit 29 then supplies the voltage e _r Is recognized by data supplied via the amplifier circuit 27 and the A / D converter circuit 28, and the recognized voltage e is recognized. _r (Hereafter, measurement voltage e _r Is stored in the storage circuit 30.
[0102]
In this strain measurement, the output voltage e at the time of measurement of the bridge circuit 8 is detected and stored, and the voltage e at the time of measurement of the lead wire 3 is measured. _r As in the case of the start of strain measurement, the order of the detection and storage retention may be reversed.
[0103]
And the control circuit 29 calculates | requires distortion | strain (epsilon in the original meaning) of the object at the time of the said distortion measurement by performing the process of the flowchart of FIG.
[0104]
That is, the control circuit 29 stores and holds the memory circuit 30 as described above, the gauge factor K of the strain gauge 1, the power supply voltage V of the bridge circuit 8, the initial output voltage e of the bridge circuit 8. ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 The side voltage V of the bridge circuit 8 _Four And the output voltage e during measurement of the bridge circuit 8 and the lead wire voltage e during measurement of the lead wire 3. _r Are read from the storage circuit 30.
[0105]
Then, the strain ε is obtained by performing the calculation of the equation (19) using the read values of the respective data.
[0106]
The control circuit 29 displays the obtained strain ε value on the display 33 via the display circuit 31.
[0107]
Further, the value of the strain ε, the measurement output voltage e of the bridge circuit 8 corresponding thereto, and the measurement voltage e of the lead wire 3 are measured. _r The data is stored and held in the storage circuit 30 as a set, and stored and held in time series in the storage circuit 30 every time strain measurement is performed. These sets of data can be displayed on the display 31 as needed, or transferred to an external personal computer or the like via the interface circuit 33.
[0108]
In the strain measuring apparatus 10 of the present embodiment, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 at the start of strain measurement. ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 And the side voltage V of the bridge circuit 8 _Four , The detected data, the output voltage e at the time of measurement of the bridge circuit 8 and the voltage at the time of measurement e of the lead wire 3 are detected. _r Is calculated by the control circuit 29 using the above-described data, so that the accurate strain ε can be obtained regardless of the magnitude of the resistance value r of each of the lead wires 2 and 3 and the change with time. The measured value can be automatically and efficiently performed.
[0109]
Further, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 necessary for performing the calculation of the equation (19). ₀ Or the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 , Output voltage e during measurement of the bridge circuit 8, lead wire voltage e during measurement of the lead wire 3 _r The side voltage V of the bridge circuit 8 _Four Can be detected via the common amplifier circuit 27 and the A / D conversion circuit 28 only by switching control of the switch elements 20 to 23 of the switch circuit 24, so that the circuit configuration for the detection can be simplified. It can be inexpensive.
[0110]
Furthermore, the initial voltage e of the lead wire 3 necessary for performing the calculation of the equation (19) _r0 And measurement voltage e _r Is detected through the sub-lead wire 4 connected to the strain gauge 1, so that it is not necessary to connect a new lead wire to the strain gauge 1, and the strain measuring device 10 is based on the 1-gauge 3-wire method. A slight change in the circuit configuration of the conventional strain measuring device (the voltage e of the lead wire 3 _r0 , E _r And side voltage V _Four It is possible to construct the system by simply adding a circuit configuration for detecting the above and changing the arithmetic processing program. As a result, the strain measuring apparatus 10 of the present embodiment can be made simple and inexpensive.
[0111]
Further, in the strain measuring apparatus 10 of the present embodiment, the side voltage V of the bridge circuit 8 _Four , And the detected side voltage V _Four Is used to calculate the magnitude of the resistance value r of the lead wires 2 and 3 and its change even when the accuracy of the resistance values of the resistors 6 and 7 is relatively low. Strain measurement that eliminates the effects of can be accurately performed.
[0112]
In this embodiment, the voltage V of the side having the resistor 7 of the bridge circuit 8 _Four However, instead of this, the voltage V of the side having the resistor 6 is changed. _Three May be detected, and the strain ε may be obtained by the calculation of the equation (18). In this case, in the strain measuring apparatus 10 of FIG. ₁ Is connected to the output terminal 18 of the measurement unit 14 through a switch element, and the switch element and the switch element 22 in FIG. 2 are turned on, the resistor is connected via the amplifier circuit 27 and the A / D conversion circuit 28. Side voltage V having 6 _Three Can be detected.
[0113]
Furthermore, the voltage V of the side having the resistor 7 of the bridge circuit 8 _Four And the voltage V of the side having the resistor 6 _Three The strain ε may be obtained by detecting both of these and performing the calculation of the equation (20) using the detected data.
[0114]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a calculation process by the strain measuring device as the strain measuring system of the present embodiment.
[0115]
Note that the strain measuring apparatus of the present embodiment has the same circuit configuration as the strain measuring apparatus 10 of the first embodiment shown in FIG. 2, and only the arithmetic processing by the control circuit 29 is the strain measuring apparatus of the first embodiment. 10, the detailed description of the configuration of the strain measuring device of the present embodiment is omitted using the reference numerals in FIG.
[0116]
The strain measuring apparatus 10 of the present embodiment is configured to obtain the strain ε of the object to which the strain gauge 1 is attached by the calculation of the equation (17). For this reason, in this embodiment, the power supply voltage V of the bridge circuit 8 is set to 2 [V], and the resistance value R of the resistors 6 and 7 is set. _Three , R _Four Are the same resistance values (for example, the reference resistance value R in the unstrained state of the strain gauge 1). ₀ And the same resistance value). The memory circuit 30 is preprogrammed with an arithmetic processing procedure as shown in the flowchart of FIG. 4 in order to perform the arithmetic operation of the equation (17).
[0117]
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0118]
In this embodiment, the voltage V of the side having the resistor 7 of the bridge circuit 8 _Four Therefore, the switch element 21 of the switch circuit 24 may be removed.
[0119]
In the strain measuring apparatus 10 of the present embodiment, prior to the strain measurement, the value of the gauge factor K of the strain gauge 1 to be used is stored in the memory circuit 30 in the same manner as in the first embodiment. It is input and stored.
[0120]
When measuring the strain, after attaching the strain gauge 1 to an object to be measured (not shown), the control unit 15 is operated by a predetermined operation of the strain measuring device 10 at a desired measurement start timing.
[0121]
At this time, the control circuit 29 of the control unit 15 applies the power supply voltage V from the bridge power supply circuit 26 to the bridge circuit 8 as in the first embodiment, and sets the switch elements 20 to 23 of the switch circuit 24 as described above. The initial output voltage e of the bridge circuit 8 is controlled by ON / OFF control as shown in FIG. ₀ Detection and memory retention processing, and the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 Are sequentially detected and stored.
[0122]
In the present embodiment, the side voltage V of the bridge circuit 8 is _Four It is not necessary to detect the voltage V _Four The process of detecting and storing data is omitted.
[0123]
In this way, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 ₀ And the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 Then, the control circuit 29 performs the strain measurement according to the timing instructed by a predetermined operation of the measurer or the preset time schedule as in the first embodiment. Do.
[0124]
That is, the control circuit 29 applies the power supply voltage V from the bridge power supply circuit 26 to the bridge circuit 8 at the timing of measuring the strain, just like the case of the first embodiment. By performing ON / OFF control of 22 to 23, detection of the output voltage e at the time of measurement of the bridge circuit 8 and processing for storing and holding, and measurement voltage e of the lead wire 3 are measured. _r Are sequentially detected and stored.
[0125]
And the control circuit 29 calculates | requires the distortion | strain (epsilon) of an object by performing the process of the flowchart of FIG.
[0126]
That is, the control circuit 29 determines the gauge factor K of the strain gauge 1 stored in the storage circuit 30 and the initial output voltage e of the bridge circuit 8 as described above. ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 , And the measurement output voltage e of the bridge circuit 8 and the measurement voltage e of the lead wire 3 _r Are read from the storage circuit 30.
[0127]
Then, the strain ε is obtained by performing the calculation of the equation (17) using the read values of the respective data.
[0128]
The control circuit 29 displays the obtained strain ε value on the display 33 via the display circuit 31.
[0129]
In the strain measuring apparatus of this embodiment as well, as in the first embodiment, a highly accurate strain ε regardless of the magnitude of the resistance value r of each of the lead wires 2 and 3 and its change over time. The measured value can be automatically and efficiently performed.
[0130]
In addition, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 necessary for performing the calculation of Expression (17). ₀ Or the initial voltage e of the lead wire 3 _r0 , Output voltage e during measurement of bridge circuit 8, voltage e during measurement of lead wire 3 _r Can be detected via the common amplifier circuit 27 and the A / D conversion circuit 28 only by switching control of the switch elements 20 to 23 of the switch circuit 24, so that the circuit configuration for the detection can be simplified. It can be inexpensive.
[0131]
Further, the initial voltage e of the lead wire 3 necessary for performing the calculation of Expression (17). _r0 And measurement voltage e _r Is detected via the sub-lead wire 4 connected to the strain gauge 1, so that it is not necessary to connect a new lead wire to the strain gauge 1, and the strain measuring device 10 is based on the 1-gauge 3-wire method. It can be constructed only by making a slight change in the circuit configuration of the conventional strain measuring device and a change in the arithmetic processing program. In particular, in the present embodiment, the power supply voltage of the bridge circuit 8 is set to 2 [V], and the resistance value R of the resistors 6 and 7 is set. _Three , R _Four Therefore, it is easy to construct the strain measuring apparatus 10 that uses most of the configuration of the conventional strain measuring apparatus. As a result, the strain measuring apparatus 10 of the present embodiment can be made simple and inexpensive.
[0132]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a system configuration diagram of the strain measurement system of the present embodiment, and FIG. 6 is a flowchart showing processing of a main part of the system of FIG.
[0133]
Referring to FIG. 5, the strain measurement system of the present embodiment includes a strain measurement apparatus 10 shown in FIG. 2 (described in more detail in the first embodiment) and a personal computer 36 (hereinafter referred to as a personal computer). 36), and the personal computer 36 is connected to the interface circuit 33 (see FIG. 2) of the control unit 15 via a communication cable 37 so that it can communicate with the control unit 15 of the strain measuring apparatus 10. Connected. As the personal computer 36, a so-called workstation other than a normal personal computer may be used.
[0134]
In this case, the control circuit 29 (refer to FIG. 2) of the control unit 15 of the strain measuring apparatus 10 receives the initial output voltage e of the bridge circuit 8 stored and held in the storage circuit 30 as described in the first embodiment. ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 The side voltage V of the bridge circuit 8 _Four , And the measurement output voltage e of the bridge circuit 8 and the measurement voltage e of the lead wire 3 _r Are transferred to the personal computer 36 by communication with the personal computer 36.
[0135]
In this embodiment, it is not necessary to calculate the strain ε in the strain measuring apparatus 10, and therefore, the storage circuit 30 is used for the program for the arithmetic processing of the equation (19) and the arithmetic processing thereof. It is not necessary to store and hold the power supply voltage V of the bridge circuit 8 and the gauge factor K of the strain gauge 1 in advance.
[0136]
The personal computer 36 includes a display 38, a keyboard 39, a floppy disk loading slot 40 (hereinafter referred to as an FD slot 40), and the like, similar to a normal personal computer, and the bridge circuit 8 via the communication cable 37 from the strain measuring device 10. Initial output voltage e ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 The side voltage V of the bridge circuit 8 _Four , And the measurement output voltage e of the bridge circuit 8 and the measurement voltage e of the lead wire 3 _r In addition, the data such as the power supply voltage V of the bridge circuit 8 and the gauge factor K of the strain gauge 1 can be input by operating the keyboard 56.
[0137]
In the figure, reference numeral 41 denotes a floppy disk. In order to cause the personal computer 36 to perform strain measurement analysis processing, an application program including processing such as that shown in the flowchart of FIG. Has been. In this embodiment, the floppy disk application program obtains the strain ε by performing the calculation process of the equation (19) used in the first embodiment on the personal computer 36 as described later. . In correspondence with the configuration of the present invention, the personal computer 36 constitutes the arithmetic processing means 42 together with the floppy disk 41 in which the application program is recorded.
[0138]
In such a strain measurement system, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 at the start of measurement processing using the strain measurement apparatus 10 described in the first embodiment, that is, strain measurement. ₀ , The initial voltage e of the lead wire 3 _r0 The side voltage V of the bridge circuit 8 _Four Detection, storage and storage, and measurement of the output voltage e of the bridge circuit 8 during strain measurement, and the measurement voltage e of the lead wire 3 _r After the end of the detection and storage of the memory, the strain measuring device 10 is connected to the personal computer 36 via the communication cable 37. Then, the floppy disk 41 is loaded into the FD slot 40 of the personal computer 36, and the application program for the floppy disk 41 is activated.
[0139]
At this time, the application program causes the personal computer 36 to perform the following processing.
[0140]
That is, referring to FIG. 6, the application program requests the personal computer 36 to input data of the gauge factor K of the strain gauge 1 and the power supply voltage V of the bridge circuit 8 on the display 38 (STEP 1).
[0141]
When the above data is input via the keyboard 39 in response to this input request, the application program then starts with the initial output voltage e stored in the storage circuit 30 of the strain measuring device 10. ₀ , Initial voltage e _r0 , And side voltage V _Four Is taken into the personal computer 36 via the communication cable 37 (STEP 2).
[0142]
Further, the application program includes the measurement output voltage e of the bridge circuit 8 and the measurement voltage e of the lead wire 3. _r (In this case, the set data is time-series data corresponding to the number of times the strain measurement processing is performed by the strain measuring device 10) from the storage circuit 30 to the personal computer 36 (STEP 3). .
[0143]
Then, the application program performs measurement processing by causing the personal computer 36 to perform the arithmetic processing of the equation (19) from the data input to the personal computer 36 in STEP 1 and the data captured in the personal computer 36 in STEP 2 and 3. Output voltage e and measurement voltage e _r The strain ε corresponding to each set of data is calculated (STEP 4).
[0144]
Thereafter, the application program causes the personal computer 36 to perform predetermined analysis processing of the calculated strain ε data, display processing on the display 38, and the like.
[0145]
In the strain measuring apparatus according to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and an application program for causing the personal computer 36 to perform the arithmetic processing as described above can be portable. By recording in 41, the versatility of strain measurement using the personal computer 36 can be enhanced.
[0146]
In the present embodiment, the application program is recorded on the floppy disk 41. However, if the personal computer 36 is accessible, the application program is recorded on another recording medium such as a CD-ROM. You may make it keep.
[0147]
In this embodiment, the initial output voltage e from the strain measuring device 10 to the personal computer 36 is also shown. ₀ However, the strain measurement apparatus 10 can record data to be transferred to the personal computer 36 on a recording medium such as a floppy disk. The data may be transferred to the personal computer 36 via the computer.
[0148]
Further, the voltage V of the side having the resistor 6 of the bridge circuit 8 on the strain measuring device 10 side. _Three When the detected data is transferred to the personal computer 36, the strain ε may be obtained by the arithmetic processing of Expression (18) or Expression (20).
[0149]
In each of the first to third embodiments described above, the resistance value R of the resistors 6 and 7 is as follows. _Three , R _Four Although the strain ε is obtained by the arithmetic processing of the equation (19) or the equation (17) that does not directly use the resistor 6, the resistor 6 is added to the memory circuit 30 of the strain measuring device 10 in the first or second embodiment. , 7 resistance R _Three , R _Four Or the resistance value R in the third embodiment. _Three , R _Four Is input to the personal computer 36, the strain ε may be obtained by the arithmetic processing of the equation (16). In this case, the resistance value R is stored in the storage circuit 30 or input to the personal computer 36. _Three , R _Four The resistance value obtained by actually measuring them may be used. Alternatively, when the resistors 6 and 7 have highly accurate resistance values, their nominal resistance values may be used.
[0150]
Further, in each of the above-described embodiments, the single strain gauge 1 is attached to an object and single point measurement of strain ε is performed. However, a plurality of objects or a plurality of objects (hereinafter, these are measured). The present invention can also be applied to the case where multipoint strain measurement is performed on a point). In this case, for example, the strain gauge 1 attached to each measurement point is connected to the resistance circuit of the resistors 5, 6 and 7 of the measurement unit 14 through an appropriate switch element so as to be switched. By performing the connection, the bridge circuit 8 is configured for each measurement point. For each measurement point, the initial output voltage e of the bridge circuit 8 is determined at the strain measurement start timing in the same manner as in the above-described embodiments. ₀ And initial voltage e of lead wire 3 _r0 Is detected in advance. Further, when the calculation of the equation (19) is used, the side voltage V of the bridge circuit 8 _Four (This is common for each measurement point). And these detection data, the output voltage e at the time of measurement of the bridge circuit 8 at the time of strain measurement at each measurement point, and the voltage at the time of measurement e of the lead wire 3 _r Using the detected data, the control circuit 29 and the personal computer 36 perform the same arithmetic processing as in the above-described embodiments, thereby obtaining the strain ε for each measurement point.
[0151]
In the above-described embodiments, the original strain ε is measured. However, the strain ε is multiplied by the Young's modulus E of the object to be measured to measure the stress of the object. It may be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a strain measurement method using a 1-gauge 3-wire method.
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a strain measuring apparatus as a first embodiment of the strain measuring system of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing calculation processing by the strain measuring apparatus of FIG. 2;
FIG. 4 is a flowchart for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a system configuration diagram of a strain measurement system according to a third embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing calculation processing of a main part of the system of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Strain gauge, 2, 3 ... Lead wire, 4 ... Sub lead wire, 5, 6, 7 ... Resistor, 8 ... Bridge circuit, 10 ... Strain measuring device, 29 ... Control circuit (arithmetic processing means), 35 ... Voltage Detection means (bridge output detection means, lead wire voltage detection means, side voltage detection means), 42... Arithmetic processing means.

Claims (5)

A pair of lead wires connected to both ends of a strain gauge attached to the object so as to cause a resistance value change according to the strain generated in the object is connected, and the strain gauge is on one side in the connected state, In addition, a resistor circuit for forming a bridge circuit having a resistor of a predetermined resistance value on the other three sides, and the resistor circuit for applying the power supply voltage to the bridge circuit formed by connecting the strain gauge to the resistor circuit. The bridge circuit in which a connected bridge power supply circuit and a sub lead wire connected to one end of one lead wire side of the strain gauge are connected and connected to the resistance circuit, and a power supply voltage is applied from the bridge power supply circuit A bridge output detecting means for detecting the output voltage of the bridge circuit detected by the bridge output detecting means. In strain measurement system according to one gage three-wire method in which the strain measurement of the object based on,
A voltage generated in one lead wire on the sub-lead wire side of the pair of lead wires in a state where the power supply voltage is applied from the bridge power supply circuit to the bridge circuit formed by connecting the strain gauge to the resistance circuit. A lead wire voltage detecting means for detecting via the sub lead wire;
The output voltage e _{0 of the} bridge circuit and the voltage e _r0 of the one lead wire detected by the bridge output detection means and the lead wire voltage detection means at the start of the strain measurement of the object, and the strain of the object, respectively. by using the voltage e _r of the output voltage e and the one of the leads of the bridge circuit respectively detected by the bridge output detecting means and the read line voltage detecting means when the strain measurement of the object at the beginning after the measurement Arithmetic processing means for performing the calculation of the following formula (1),
A strain measurement system for measuring the strain of the object excluding the influence of the resistance value of the lead wire and the change based on the value ε obtained by the arithmetic processing means.

However, in the above formula (1), V: power supply voltage of the bridge circuit, R ₃ : among the sides of the bridge circuit, the side having the strain gauge is connected via a lead wire on the other end side of the strain gauge. Resistance value of the resistor existing on the adjacent side, R ₄ : Resistance value of the resistor existing on the opposite side of the side having the strain gauge among the sides of the bridge circuit. The power supply voltage V of the bridge circuit is approximately 2 [V], and the side adjacent to the side having the strain gauge of each side of the bridge circuit via the lead wire on the other end side of the strain gauge. The resistance value R ₃ of the existing resistor and the resistance value R ₄ of the resistor existing on the opposite side of the side having the strain gauge are substantially the same, and the arithmetic processing means calculates the formula (1) by the following formula (2 The strain measuring system according to claim 1, wherein

In a state where the power supply voltage is applied from the bridge power supply circuit to the bridge circuit, among the sides of the bridge circuit, the side adjacent to the side having the strain gauge via the lead wire on the other end side of the strain gauge a voltage V ₃ generated, comprises a side voltage detecting means for detecting either one of the voltage V ₄ generated in opposite side edges with the strain gauges, the processing means, the calculation of the equation (1) the side voltage strain measurement system according to claim 1, characterized in that either one of the equations of the formula using the voltage V ₃ or V ₄ are detected (3) to (5) by the detection means .

The bridge output detection means and the lead wire voltage detection means are constituted by a common voltage detection means, and the output voltage of the bridge circuit and the voltage generated on the one lead wire are input to the switchable voltage detection means. The strain measuring system according to claim 1, further comprising a switching circuit that performs the switching operation. The bridge output detection means, the lead wire voltage detection means, and the side voltage detection means are constituted by a common voltage detection means, and the output voltage of the bridge circuit, the voltage generated in the one lead wire, and the bridge circuit 4. The strain measuring system according to claim 3, further comprising a switch circuit for switching the voltage generated on the side of the input to the voltage detecting means in a switchable manner.

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