JPH07174644A - ひずみ計，ひずみ計測装置およびこの装置の製造方法 - Google Patents
ひずみ計，ひずみ計測装置およびこの装置の製造方法Info
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- JPH07174644A JPH07174644A JP32258793A JP32258793A JPH07174644A JP H07174644 A JPH07174644 A JP H07174644A JP 32258793 A JP32258793 A JP 32258793A JP 32258793 A JP32258793 A JP 32258793A JP H07174644 A JPH07174644 A JP H07174644A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定物のひずみ量を、高温または低温下で
安定して長期にわたり測定できるひずみ計およびひずみ
計測装置を提供する。 【構成】 被測定物１のネジ穴８にねじ込んだ状態で、
被測定物１に加わる応力を測定できるように、ひずみ計
９にネジ部９ａを有しかつこのネジ部９ａの頭部９ｂに
ゲージ抵抗４を形成した。
安定して長期にわたり測定できるひずみ計およびひずみ
計測装置を提供する。 【構成】 被測定物１のネジ穴８にねじ込んだ状態で、
被測定物１に加わる応力を測定できるように、ひずみ計
９にネジ部９ａを有しかつこのネジ部９ａの頭部９ｂに
ゲージ抵抗４を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は荷重やトルクを測定す
るひずみ計測法に関する。
るひずみ計測法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のひずみ量を測定する方法を
示すひずみ計測状態の斜視図である。図において、１は
ひずみ量を測定したい被測定物，２はひずみ量を測定す
るひずみゲージで、外部と接続するパッド３，例えば銅
・ニッケル合金を材料とするゲージ抵抗４，パッド３や
ゲージ抵抗４を形成させる樹脂製のベース５等で構成さ
れ、接着剤６で被測定物１の表面に貼り付けられてい
る。
示すひずみ計測状態の斜視図である。図において、１は
ひずみ量を測定したい被測定物，２はひずみ量を測定す
るひずみゲージで、外部と接続するパッド３，例えば銅
・ニッケル合金を材料とするゲージ抵抗４，パッド３や
ゲージ抵抗４を形成させる樹脂製のベース５等で構成さ
れ、接着剤６で被測定物１の表面に貼り付けられてい
る。
【０００３】図７は図６のひずみ計測状態のホイートス
トンブリッジ回路を示す図である。図において、Ｒｇは
図６におけるゲージ抵抗４、Ｒは固定抵抗である。ま
た、Ｅはブリッジ電圧、ｅo は出力電圧である。
トンブリッジ回路を示す図である。図において、Ｒｇは
図６におけるゲージ抵抗４、Ｒは固定抵抗である。ま
た、Ｅはブリッジ電圧、ｅo は出力電圧である。
【０００４】次に動作について説明する。図６におい
て、例えば矢印７の方向に一様な引張り応力が働くとす
れば、ゲージ抵抗４は被測定物１の形状変化に伴い変化
する。ひずみの変化εo （ΔＬ／Ｌ）（最初Ｌの長さの
ものが、ΔＬだけ伸びたとした場合）に対する抵抗の変
化ΔＲｇ／Ｒｇの比，すなわちゲージ率をＫs とすれ
ば、 の式で、ひずみの量が表わされる。従って、矢印７の方
向の圧縮，引張り力はひずみゲージ２をパッド３を用い
て図示しない外部回路と接続することにより、ひずみ量
としてｅo の上式で表わされ、被測定物１の受けるひず
み量が測定できる。
て、例えば矢印７の方向に一様な引張り応力が働くとす
れば、ゲージ抵抗４は被測定物１の形状変化に伴い変化
する。ひずみの変化εo （ΔＬ／Ｌ）（最初Ｌの長さの
ものが、ΔＬだけ伸びたとした場合）に対する抵抗の変
化ΔＲｇ／Ｒｇの比，すなわちゲージ率をＫs とすれ
ば、 の式で、ひずみの量が表わされる。従って、矢印７の方
向の圧縮，引張り力はひずみゲージ２をパッド３を用い
て図示しない外部回路と接続することにより、ひずみ量
としてｅo の上式で表わされ、被測定物１の受けるひず
み量が測定できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のひずみ計測法は
以上のように構成されているので、ひずみ量を測定する
とき、ひずみゲージを被測定物１に接着剤６にて貼りつ
けねばならず、例えば自動車等の高温で長時間使用する
環境下では、はがれてしまうことがあり、この場合使用
できないという問題点があった。
以上のように構成されているので、ひずみ量を測定する
とき、ひずみゲージを被測定物１に接着剤６にて貼りつ
けねばならず、例えば自動車等の高温で長時間使用する
環境下では、はがれてしまうことがあり、この場合使用
できないという問題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高温や低温という悪影響下でも
長時間安定して使用できるひずみ計およびひずみ計測装
置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、高温や低温という悪影響下でも
長時間安定して使用できるひずみ計およびひずみ計測装
置を得ることを目的とする。
【０００７】また、この発明はひずみ計に空洞を利用し
て薄肉部を形成することにより、この薄肉部に形成した
ゲージ抵抗の感度が良くなるというひずみ計およびひず
み計測装置を得ることを目的とする。
て薄肉部を形成することにより、この薄肉部に形成した
ゲージ抵抗の感度が良くなるというひずみ計およびひず
み計測装置を得ることを目的とする。
【０００８】また、この発明はひずみ計のネジ部を被測
定物にねじ込むことによってひずみ計測装置を製造する
ことにより、温度変化によっても安定した測定性能が得
られるひずみ計測装置の製造方法を得ることを目的とす
る。
定物にねじ込むことによってひずみ計測装置を製造する
ことにより、温度変化によっても安定した測定性能が得
られるひずみ計測装置の製造方法を得ることを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るひ
ずみ計は、ネジ部を有しかつこのネジ部の頭部にゲージ
抵抗を形成したものである。請求項２の発明に係るひず
み計は、ネジ部を有すると共にこのネジ部の内側に空洞
を有しかつこの空洞を利用して前記ネジ部の頭部薄肉部
にゲージ抵抗を形成したものである。
ずみ計は、ネジ部を有しかつこのネジ部の頭部にゲージ
抵抗を形成したものである。請求項２の発明に係るひず
み計は、ネジ部を有すると共にこのネジ部の内側に空洞
を有しかつこの空洞を利用して前記ネジ部の頭部薄肉部
にゲージ抵抗を形成したものである。
【００１０】請求項３の発明に係るひずみ計測装置は、
請求項１または２のひずみ計と、被測定物に形成したネ
ジ部をねじ込むためのネジ穴とからなるものである。
請求項１または２のひずみ計と、被測定物に形成したネ
ジ部をねじ込むためのネジ穴とからなるものである。
【００１１】請求項４の発明に係るひずみ計測装置の製
造方法は、ネジ部を形成しかつこのネジ部の頭部にゲー
ジ抵抗を形成したひずみ計を被測定物にねじ込むもので
ある。請求項５の発明に係るひずみ計測装置の製造方法
は、ネジ部を形成すると共にこのネジ部の内側に空洞を
形成しかつこの空洞を利用して前記ネジ部の頭部薄肉部
を形成し、この頭部薄肉部にゲージ抵抗を形成したひず
み計を被測定物にねじ込むものである。
造方法は、ネジ部を形成しかつこのネジ部の頭部にゲー
ジ抵抗を形成したひずみ計を被測定物にねじ込むもので
ある。請求項５の発明に係るひずみ計測装置の製造方法
は、ネジ部を形成すると共にこのネジ部の内側に空洞を
形成しかつこの空洞を利用して前記ネジ部の頭部薄肉部
を形成し、この頭部薄肉部にゲージ抵抗を形成したひず
み計を被測定物にねじ込むものである。
【００１２】
【作用】この発明における特に請求項１，３のひずみ計
およびひずみ計測装置は、ひずみを測る対象物すなわち
被測定物にネジ穴を切っておき、このネジ穴にひずみ計
のネジ部をねじ込むこととされているので、被測定物に
かかるひずみ量を測定するにあたり、高温，低温下でも
安定して長時間測定できる。
およびひずみ計測装置は、ひずみを測る対象物すなわち
被測定物にネジ穴を切っておき、このネジ穴にひずみ計
のネジ部をねじ込むこととされているので、被測定物に
かかるひずみ量を測定するにあたり、高温，低温下でも
安定して長時間測定できる。
【００１３】また、特に請求項２，３のひずみ計および
ひずみ計測装置は、ひずみ計に空洞を利用して薄肉部を
形成しているので、この薄肉部に形成したゲージ抵抗の
感度が良くなる。
ひずみ計測装置は、ひずみ計に空洞を利用して薄肉部を
形成しているので、この薄肉部に形成したゲージ抵抗の
感度が良くなる。
【００１４】また、請求項４，５のひずみ計測装置の製
造方法は、ひずみ計のネジ部を被測定物にねじ込むこと
によってひずみ計測装置が製造されるので、温度変化に
よっても安定した測定性能が得られるひずみ計測装置を
簡易に製造できる。
造方法は、ひずみ計のネジ部を被測定物にねじ込むこと
によってひずみ計測装置が製造されるので、温度変化に
よっても安定した測定性能が得られるひずみ計測装置を
簡易に製造できる。
【００１５】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は縦断側面図、図２は図１の平面図であり、
前記従来のものと同一または相当部分には同一符号を付
して説明を省略する。図において、８は被測定物１に形
成されたネジ穴、９はひずみ計で、ネジ穴８にねじ込ま
れるネジ部９ａと、ゲージ抵抗４が形成された頭部９ｂ
とからなると共に、被測定物１にねじ込み易いように例
えば六角形状をしたボルト形状をしている。
する。図１は縦断側面図、図２は図１の平面図であり、
前記従来のものと同一または相当部分には同一符号を付
して説明を省略する。図において、８は被測定物１に形
成されたネジ穴、９はひずみ計で、ネジ穴８にねじ込ま
れるネジ部９ａと、ゲージ抵抗４が形成された頭部９ｂ
とからなると共に、被測定物１にねじ込み易いように例
えば六角形状をしたボルト形状をしている。
【００１６】ゲージ抵抗４の製作方法は、例えばひずみ
計９の材料がＳＵＳ（ステンレス）の場合、ＳＵＳ頭部
９ｂを絶縁し、その上に例えばＣＶＤ（化学蒸着）によ
り形成することができる。頭部９ｂ上の絶縁は、例えば
ＳｉＯ2 の膜を蒸着などによって絶縁部１２を形成して
おくことにより行う。
計９の材料がＳＵＳ（ステンレス）の場合、ＳＵＳ頭部
９ｂを絶縁し、その上に例えばＣＶＤ（化学蒸着）によ
り形成することができる。頭部９ｂ上の絶縁は、例えば
ＳｉＯ2 の膜を蒸着などによって絶縁部１２を形成して
おくことにより行う。
【００１７】次に動作について説明する。ひずみ計９の
ネジ部９ａを被測定物１のネジ穴８にネジ部９ａが充分
に嵌合するように固くねじ込む。この時、ゲージ抵抗４
の最終位置が被測定物１の応力（ひずみ）を測定したい
方向と合わせることが必要である。但し、若干のズレは
オフセットとなって現われるが、図示しない回路によっ
て補正することができる。なお、ゲージ抵抗４を使って
被測定物１の受けるひずみ量を測定する方法は、従来の
ところで図７を用いて説明したのと同じであるので説明
を省略する。
ネジ部９ａを被測定物１のネジ穴８にネジ部９ａが充分
に嵌合するように固くねじ込む。この時、ゲージ抵抗４
の最終位置が被測定物１の応力（ひずみ）を測定したい
方向と合わせることが必要である。但し、若干のズレは
オフセットとなって現われるが、図示しない回路によっ
て補正することができる。なお、ゲージ抵抗４を使って
被測定物１の受けるひずみ量を測定する方法は、従来の
ところで図７を用いて説明したのと同じであるので説明
を省略する。
【００１８】実施例２．上記実施例１において、図３に
示すようにひずみ計９のネジ部９ａ内側に空洞１０を設
けてこの空洞１０を利用して薄肉部１１を形成しておく
と、ゲージ抵抗４の感度が良くなる。
示すようにひずみ計９のネジ部９ａ内側に空洞１０を設
けてこの空洞１０を利用して薄肉部１１を形成しておく
と、ゲージ抵抗４の感度が良くなる。
【００１９】すなわち、ゲージ抵抗４は頭部９ｂの表面
の歪により変化するが、この歪は頭部９ｂに発生する応
力（ひずみ）に比例する。応力はネジ部９ａを締めつけ
る時に発生し、これは薄肉部１１の厚みをｈとすると、
ｈ2 に反比例する。 この式から、薄肉部１１が薄いことによる効果が特に締
めつけ力が小さいときに有効となることが解る。
の歪により変化するが、この歪は頭部９ｂに発生する応
力（ひずみ）に比例する。応力はネジ部９ａを締めつけ
る時に発生し、これは薄肉部１１の厚みをｈとすると、
ｈ2 に反比例する。 この式から、薄肉部１１が薄いことによる効果が特に締
めつけ力が小さいときに有効となることが解る。
【００２０】実施例３．上記実施例１，２において、ゲ
ージ抵抗４を図４，図５に示すように４本（Ｒｇ1 ，Ｒ
ｇ2 ，Ｒｇ3 ，Ｒｇ4 ）としておくと、安定した出力を
取り出せるという効果が得られる。
ージ抵抗４を図４，図５に示すように４本（Ｒｇ1 ，Ｒ
ｇ2 ，Ｒｇ3 ，Ｒｇ4 ）としておくと、安定した出力を
取り出せるという効果が得られる。
【００２１】つまり、この実施例の場合、図５に即すれ
ば、 （但し、νはポアソン比、ゲージ抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ３は
ひずみεo 相当、ゲージ抵抗Ｒｇ２，Ｒｇ４はひずみ−
νεo 相当である。）で表わされ、出力が２（１＋ν）
倍にて得られる。
ば、 （但し、νはポアソン比、ゲージ抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ３は
ひずみεo 相当、ゲージ抵抗Ｒｇ２，Ｒｇ４はひずみ−
νεo 相当である。）で表わされ、出力が２（１＋ν）
倍にて得られる。
【００２２】以上の各実施例では、圧縮や引張りという
応力を測定する場合について述べたが、トルク等他の力
学量を測定しても同様の効果が得られる。
応力を測定する場合について述べたが、トルク等他の力
学量を測定しても同様の効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、この発明によればネジ部
の頭部にゲージ抵抗を形成したひずみ計を被測定物にね
じ込み、被測定物に印加されるひずみ量を測定できるよ
うにしたので、悪い環境下でも長期にわたり安定してひ
ずみを測定できるという効果が得られる。
の頭部にゲージ抵抗を形成したひずみ計を被測定物にね
じ込み、被測定物に印加されるひずみ量を測定できるよ
うにしたので、悪い環境下でも長期にわたり安定してひ
ずみを測定できるという効果が得られる。
【００２４】また、この発明によればひずみ計に空洞を
利用して薄肉部を形成しているので、この薄肉部に形成
したゲージ抵抗の感度が良くなるという効果が得られ
る。
利用して薄肉部を形成しているので、この薄肉部に形成
したゲージ抵抗の感度が良くなるという効果が得られ
る。
【００２５】また、この発明によればひずみ計のネジ部
を披測定物にねじ込むことによってひずみ計測装置が製
造できるので、温度変化によっても安定した測定性能が
得られるひずみ計測装置の製造方法が得られるという効
果を奏する。
を披測定物にねじ込むことによってひずみ計測装置が製
造できるので、温度変化によっても安定した測定性能が
得られるひずみ計測装置の製造方法が得られるという効
果を奏する。
【図１】この発明の実施例１を示す縦断側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】この発明の実施例２を示す縦断側面図である。
【図４】この発明の実施例３を示す平面図である。
【図５】図４のゲージ抵抗の等価回路を示す図である。
【図６】従来のものを示す斜視図である。
【図７】図６のゲージ抵抗の等価回路を示す図である。
１ 被測定物 ４ ゲージ抵抗 ８ ネジ穴 ９ ひずみ計 ９ａ ネジ部 ９ｂ 頭部 １０ 空洞 １１ 薄肉部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年３月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】次に動作について説明する。図６におい
て、例えば矢印７の方向に一様な引張り応力が働くとす
れば、ゲージ抵抗４は被測定物１の形状変化に伴い変化
する。ひずみの変化εo （ΔＬ／Ｌ）（最初Ｌの長さの
ものが、ΔＬだけ伸びたとした場合）に対する抵抗の変
化ΔＲｇ／Ｒｇの比，すなわちゲージ率をＫs とすれ
ば、ｅo ＝ Ｅ・Ｋs ・εo ／４ の式で、ひずみの量が表わされる。従って、矢印７の方
向の圧縮，引張り力はひずみゲージ２をパッド３を用い
て図示しない外部回路と接続することにより、ひずみ量
としてｅo の上式で表わされ、被測定物１の受けるひず
み量が測定できる。
て、例えば矢印７の方向に一様な引張り応力が働くとす
れば、ゲージ抵抗４は被測定物１の形状変化に伴い変化
する。ひずみの変化εo （ΔＬ／Ｌ）（最初Ｌの長さの
ものが、ΔＬだけ伸びたとした場合）に対する抵抗の変
化ΔＲｇ／Ｒｇの比，すなわちゲージ率をＫs とすれ
ば、ｅo ＝ Ｅ・Ｋs ・εo ／４ の式で、ひずみの量が表わされる。従って、矢印７の方
向の圧縮，引張り力はひずみゲージ２をパッド３を用い
て図示しない外部回路と接続することにより、ひずみ量
としてｅo の上式で表わされ、被測定物１の受けるひず
み量が測定できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】すなわち、ゲージ抵抗４は頭部９ｂの表面
の歪により変化するが、この歪は頭部９ｂに発生する応
力（ひずみ）に比例する。応力はネジ部９ａを締めつけ
る時に発生し、これは薄肉部１１の厚みをｈとすると、
ｈ2 に反比例する。応力＝ｋ／ｈ2 （ｋ＝定数） この式から、薄肉部１１が薄いことによる効果が特に締
めつけ力が小さいときに有効となることが解る。
の歪により変化するが、この歪は頭部９ｂに発生する応
力（ひずみ）に比例する。応力はネジ部９ａを締めつけ
る時に発生し、これは薄肉部１１の厚みをｈとすると、
ｈ2 に反比例する。応力＝ｋ／ｈ2 （ｋ＝定数） この式から、薄肉部１１が薄いことによる効果が特に締
めつけ力が小さいときに有効となることが解る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】つまり、この実施例の場合、図５に即すれ
ば、ｅo ＝（１＋ν）・Ｅ・Ｋs ・εo ／２ （但し、νはポアソン比、ゲージ抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ３は
ひずみεo 相当、ゲージ抵抗Ｒｇ２，Ｒｇ４はひずみ−
νεo 相当である。）で表わされ、出力が２（１＋ν）
倍にて得られる。
ば、ｅo ＝（１＋ν）・Ｅ・Ｋs ・εo ／２ （但し、νはポアソン比、ゲージ抵抗Ｒｇ１，Ｒｇ３は
ひずみεo 相当、ゲージ抵抗Ｒｇ２，Ｒｇ４はひずみ−
νεo 相当である。）で表わされ、出力が２（１＋ν）
倍にて得られる。
Claims (5)
- 【請求項１】 ネジ部を有しかつこのネジ部の頭部にゲ
ージ抵抗を形成したことを特徴とするひずみ計。 - 【請求項２】 ネジ部を有すると共にこのネジ部の内側
に空洞を有しかつこの空洞を利用して前記ネジ部の頭部
薄肉部にゲージ抵抗を形成したことを特徴とするひずみ
計。 - 【請求項３】 請求項１または２のひずみ計と、被測定
物に形成したネジ部をねじ込むためのネジ穴とからなる
ことを特徴とするひずみ計測装置。 - 【請求項４】 ネジ部を形成しかつこのネジ部の頭部に
ゲージ抵抗を形成したひずみ計を被測定物にねじ込むこ
とを特徴とするひずみ計測装置の製造方法。 - 【請求項５】 ネジ部を形成すると共にこのネジ部の内
側に空洞を形成しかつこの空洞を利用して前記ネジ部の
頭部薄肉部を形成し、この頭部薄肉部にゲージ抵抗を形
成したひずみ計を被測定物にねじ込むことを特徴とする
ひずみ計測装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32258793A JPH07174644A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | ひずみ計，ひずみ計測装置およびこの装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32258793A JPH07174644A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | ひずみ計，ひずみ計測装置およびこの装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07174644A true JPH07174644A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18145366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32258793A Pending JPH07174644A (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | ひずみ計，ひずみ計測装置およびこの装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07174644A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006200940A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 歪み測定センサ及び弁開閉検出用センサ |
| JP2008126733A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Ntn Corp | インホイール型モータ内蔵センサ付き車輪用軸受装置 |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32258793A patent/JPH07174644A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006200940A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 歪み測定センサ及び弁開閉検出用センサ |
| JP4496095B2 (ja) * | 2005-01-18 | 2010-07-07 | 日本原子力発電株式会社 | 弁開閉検出用センサ |
| JP2008126733A (ja) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Ntn Corp | インホイール型モータ内蔵センサ付き車輪用軸受装置 |
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