測定器概要
ひずみゲージの抵抗変化は極めて小さいため、それを測定するために電気的な手段が必要となります。ひずみ測定器はその目的のために用意されたもので、ひずみゲージの抵抗変化を電圧の変化に置き換え、それを増幅してデジタルまたはアナログデータとして取り出すことができます。また荷重計、変位計など、内部にひずみゲージを用いた変換器も同様にひずみ測定器に接続して測定を行います。
なおひずみ測定器の多くの機種は、電圧測定や、熱電対および白金測温抵抗体による温度測定も行えます。
静ひずみと動ひずみ
時間の経過に対して変化が少ないひずみを「静ひずみ」と呼び、対して変化の速いひずみを「動ひずみ」と呼びます。ひずみ測定器には、静ひずみ測定を目的とした静ひずみ測定器と、動ひずみ測定を目的とした動ひずみ測定器があります。当社データロガーは、静ひずみ測定器の代表的なものです。ただし、近年では静ひずみ測定器でも比較的速い現象をとらえるデータロガーも登場しています。動ひずみ測定器としては、標準的なアナログタイプのほか、デジタル式の測定器もあります。また、ヒストグラムレコーダのように、動的現象のヒストグラムすなわち頻度分布を測定する測定器もあります。
静的ひずみ(STATIC STRAIN)
測定されるひずみ量が時間とともに変化しない場合および緩やかに変化する場合。
動的ひずみ(DYNAMIC STRAIN)
測定されるひずみ量が時間とともに速く変化する場合。
ある周波数で正弦波的に変化する振動現象も含まれます。
測定器の主な用語
- 測定点数(Number of Measuring Points)
- 測定器で測定できる点数です。
データロガー、スイッチボックスなどの静ひずみ測定器では、切り換えて測定できる点数を示します。
動ひずみ測定器では、同時に測定できる点数(チャンネル数)を示します。 - 適用ゲージ抵抗(Applicable Gauge Resistance)
- 測定可能なひずみゲージ(またはひずみゲージ式変換器)の抵抗値です。
- ブリッジ電源(Bridge Excitation)
- ひずみ測定においてブリッジ回路に加える電源の、電圧または電流と、直流と交流の別を示します。ブリッジ電源をパルス状に加える測定器では、パルス幅を示してあります。またブリッジ電源が交流の場合は、周波数を示してあります。
- 切換速度(Measuring Speed)
- データロガーで、1点の測定に要する時間を示します。
- サンプリング速度(Sampling Speed)
- 動的なデジタル測定器で現象を連続してデジタル化する速度を示します。
- 平衡調整範囲(Balancing Range)
- 測定器で調整できる初期不平衡値の範囲です。
ブリッジ電源に交流を用いた搬送波型測定器では、抵抗値だけでなく容量値についても示しています。 - 平衡調整確度(Balancing Accuracy)
- 平衡調整動作の確度です。入力ひずみ値などに換算して示しています。
- 測定範囲(Measuring Range)
- 仕様を満足して測定できる範囲です。
- 初期値記憶範囲(Initial Value Storing Range)
- 記憶できる初期値(イニシャル値)の範囲です。
- センサモード(Sensor Mode)
- ひずみ測定時の測定法(1ゲージ法、4ゲージ法など)や、温度測定時の熱電対種類など、測定対象の区別や設定を示します。
- 応答周波数範囲(Frequency Range)
- 正弦波に変化する入力に対し、出力が仕様を満足する範囲で応答できる周波数範囲です。出力が-3dB(出力の約70%)となる周波数で示しています。
- 測定モード(Measuring Mode)
- データロガーでの、測定値の処理方法を示します。測定モードには、イニシャル測定、ダイレクト測定、メジャー測定があります。
イニシャル測定:
ひずみ測定では、無負荷の状態でも初期不平衡値(初期値またはイニシャル値とも言います)があります。この値を測定して記憶します。
ダイレクト測定:
測定した値(初期不平衡値を含む値で、ダイレクト値と言います)をそのまま測定して出力します。
メジャー測定:
ダイレクト値から、記憶しているイニシャル値を差し引いて出力します。したがってイニシャル値からの変化分が測定されます。 - 確度(Accuracy)
- 指定された条件における誤差の限界値です。
表示値または測定範囲に対するパーセンテージ(%rdgまたは%FS)で表します。rdg=reading(表示値)、FS=Full Scale(測定範囲)です。 - 分解能(Resolution)
- 測定可能な最小の変化量です。
- 非直線性(Non-linearity)
- 増幅器の出力または指示器の指示値などにおいて、基点と出力の最大値を結ぶ直線に対する測定曲線の最大偏差です。最大測定値に対するパーセンテージで示します。
- 安定度(Stability)
- 温度、時間などの変化による零点または感度の変化です。
- SN比(Signal to Noise Ratio)
- 設定感度における規定出力とノイズとの比です。デシベル(dB)で表します。
- 感度(Sensitivity)
- 規定された条件での入力に対する出力(電圧、電流、表示値など)です。
- 使用温湿度範囲(Operating Temperature and Humidity Range)
- 仕様を満足して使用できる温度および湿度の範囲です。
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