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ひずみゲージ ひずみ 応力 ポアソン比 LΔL 1 1 P Δ D 2 Δ L 2 Δ D 2 D D Δ D L L Δ L Δ D Δ D 2 2 Δ L 2 P 100mm0.01mm ε= ΔL = 0.01 = = L m/m

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Academic year: 2021

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(1)

ひずみゲージ

1

※特殊用途にご使用いただく場合には、営業員までお問い合わせください。 ※価格、納期については、営業員にお問い合わせください。 ※詳細カタログを用意してありますので、ご請求ください。 一般用 防水用

/

コンクリート用 複合材料・プリント基板・プラスチック用 高温用

/

低温用

/

微小ひずみ用 大ひずみ用 抗磁性用 高圧水素ガス環境用

/

曲げひずみ測定用 プロテクタ付ゲージ

/

埋込ゲージ クラックゲージ 接着剤

/

コーティング剤 特別注文品ゲージ 圧力測定フイルム

ひずみゲージ

(2)

1

-1

■ひずみ、応力、ポアソン比

材料に引張力Pを加えると、これに対応した応力σが材料 内部に発生します。材料は応力に比例した断面の収縮と ともに伸びが発生し、力を加える前の長さ

L

はΔ

L

だけ伸び ます(図

1

の上)。 このときの両者の伸びの比率をひずみとよび と表されます(引張ひずみ)。なお、圧縮力を加えると、 ひずみは となります(圧縮ひずみ、図

1

の下)。 例えば、長さ

100mm

の材料が引張力を受けて

0.01mm

変形したときは したがって、ひずみは無名数で、数値の後に

10

­6ひずみ、 με、μ

m/m

などをつけてあらわされています。弊社では、 ひずみを「

10

­6ひずみ」と表示し、読みはマイクロひずみ です。 材料に加えられた力によって内部に発生した応力とひずみ の間には、フックの法則により の式で表されます。この式からひずみに縦弾性係数を乗 ずることで応力が求められます。引張力Pを加えたとき材 料は軸方向に伸びるに従って、直角方向は縮みます。軸 方向の伸びを縦ひずみ、直角方向の縮みを横ひずみとい い、縦ひずみと横ひずみの比の絶対値をポアソン比といい、 となります。ポアソン比は材料によって異なります。主な 材料の縦弾性係数、ポアソン比は工業材料の機械的性質 (

P.9-1

)を参照してください。 (引張) (圧縮) L+ L L P L 2 Δ L 2 Δ − L 2 Δ − L 2 Δ Δ Δ Δ Δ P P P D+ D Δ −D 2 D L L− L D− D D Δ −D 2 Δ D 2 Δ D 2 図1

ε

:ひずみ

L

:力を加える前の長さ Δ

L

:変形長さ Δ

L

L

ε

=

­Δ

L

L

ε

=

Δ

L

0.01

L

100

ε=

=

= 0.0001 = 100 10

­6

σ

:応力

E

:縦弾性係数

ε

:ひずみ

σ

= E

ε

ν

:ポアソン比

ε

1

:縦ひずみ  または   (図

1

ε

2:横ひずみ   または  (図

1

ν

=

ε

ε

12

ひずみゲージ

Δ

L

L

Δ

D

D

Δ

L

L

­ Δ

D

D

­

(3)

1

-2

1-2

■ひずみゲージの原理

■ひずみゲージの種類

■ひずみゲージの構造

金属抵抗材料は、外部から引張力(圧縮力)を加えられる と伸び(縮み)、その抵抗値は増加(減少)します。 金属抵抗材料にひずみεが加えられたとき

R

であった抵抗 値がΔ

R

だけ変化したとすれば、次の関係が成り立ちます。 ゲージ率

Ks

は、ひずみゲージの感度を表す係数です。 一般用のひずみゲージで使われている銅・ニッケル系 やニッケル・クロム系合金のゲージ率

Ks

は、ほぼ

2

です。

ひずみゲージには、箔ひずみゲージ、線ひずみゲージ、 半導体ひずみゲージなどがあります。 一般的なひずみゲージは、電気絶縁体である樹脂ベー ス上に、抵抗材料の金属箔と引出線であるゲージリード が取り付けられたものです。その構造を図

2

に示します。 ひずみゲージを被測定箇所に専用接着剤で接着します。 被測定箇所に発生したひずみは、接着剤、ひずみゲー ジのベースを介してひずみ受感部に伝達されます。ひず みを精度よく測定するためには、被測定材料・使用温 度など使用条件に合ったひずみゲージと接着剤を選択す る必要があります。 樹脂ベース 金属箔 樹脂カバー 鉛フリーはんだ 接着面 ゲージリード ベース長 グリッド長 (ゲージ長) グリッド 幅 樹脂カバー 樹脂ベース ※KFGSゲージの例 ベース 幅 センタマーク ひずみゲージの構造 図2 [銀被覆銅線(φ0.12∼0.16)25mm付] Δ

R

R

= Ks

ε

ひずみゲージ

ひずみゲージは機械的な寸法の微小な変化(ひずみ)を電気信号として検出するセンサで、材料や構造物の 表面に接着してひずみを測定すれば、強度や安全性を知ることができます。このため、機械、自動車などの 移動体、電気、電機、土木建築、医学、食品などの各業界で使用されています。 また、力、圧力、加速度、振動、変位、トルクなどのセンサの受感素子としても応用され生産ラインなどの計測・ 制御用としても使用されています。 弊社はひずみゲージをわが国で初めて(

1951

年)生産を開始してからの技術と経験をもとに性能の優れた、 環境に適合した品種を多数製造しています。

(4)

1

-3

■ひずみ測定の原理

■ひずみゲージの結線法

ひずみゲージは、それ単独で用いるとひずみによる抵抗 の変化は極めて小さいので、図

3

に示すホイートストンブ リッジ回路に組み、抵抗の変化を電圧の変化に変換して 測定します。図

3

において、各抵抗をR1、R2、R3、R(Ω)4 とし、ブリッジ電圧をE(

V

)とすると、出力電圧

e

(0

V

)は いま、抵抗R1をひずみゲージとし、ひずみによりR1が ΔRだけ変化したとすると、 ここで、

R

1=

R

2=

R

3=

R

4=

R

とすれば、 R≫ΔRとみなせるので、 となり、抵抗変化分に比例した出力電圧が得られるととも に、ひずみにも比例した出力電圧が得られることになりま す。この微小電圧を増幅器で拡大して、アナログ出力と して得たり、デジタル値として表示してひずみを測定する ことができます。 ひずみゲージでブリッジ回路を構成する場合には、測定 目的に応じて

1

2

4

ゲージ法があります。それぞれの 結線法を図

4

、図

5

、図

6

に示します。なお、測定目的に 応じてひずみゲージの配置、結線法、ブリッジの出力な どにより多数ありますので、ひずみゲージブリッジの組み 方例(

P.9-7

9-8

)を参照してください。

1

ゲージ法 ブリッジ回路の一辺にひずみゲージが、他の三辺に固定 抵抗が接続される回路です。この方式は一般の応力・ひ ずみ測定に簡便なため広く行われていますが、図

4-1

1

ゲージ

2

線式ではリード線の影響を大きく受けるため、温 度変化の大きい場合やリード線が長くなる場合には、図

4-2

1

ゲージ

3

線式を使用しなければなりません。

1

ゲー ジ

3

線式については、リード線の温度影響の補償法(

P.9-4

)を参照してください。 図3 R2 R3 R1 R4 ひずみゲージ 出 力 電 圧

e

0 ブリッジ電圧E ・

E

R

1

R

R

2

R

4 (

R

1+

R

2)(

R

3+

R

4)

e

0

=

E

R

1

+

Δ

R

R

R

2

R

4 (

R

1

+

Δ

R+R

2)(

R

3+

R

4)

e

0

=

E

R

2

+R

Δ

R

­

R

2 (

2R+

Δ

R

2R

e

0

=

E =

Ks

ε

E

1

1

4

4

e

0≒ ・ΔRR

(5)

1

-4

1-4

2

ゲージ法 ブリッジ回路の二辺にひずみゲージが、他の二辺に固定 抵抗が接続される回路です。

2

枚のひずみゲージのうち

1

枚をアクティブゲージ、他の

1

枚を温度補償用のダミー ゲージとするアクティブ・ダミー法(図

5-1

)や

2

枚ともア クティブゲージとする

2

アクティブ法(図

5-2

)があります。

2

アクティブ法は、測定対象以外のひずみ成分の除去な どに使われますが、測定目的によって図

5-1

や図

5-2

2

通りの接続がとられますので、ひずみゲージブリッジの組 み方例(

P.9-7

9-8

)を参照してください。

4

ゲージ法 ブリッジ回路の各辺がすべてひずみゲージで構成される 回路です(図

6

)。この回路は、変換器(センサ)製作時の 出力を大きくしたり、温度補償を向上させます。また、測 定対象以外のひずみ成分の除去などに使われます。詳細 はひずみゲージブリッジの組み方例(

P.9-7

9-8

)を参照 してください。 図5-1 ひ ず み ゲ ー ジ ダ ミ ー ゲ ー ジ ま た は ア ク テ ィ ブ ゲ ー ジ R R

e

0 E Rg2 Rg1 ひ ず み ゲ ー ジ ア ク テ ィ ブ ゲ ー ジ 2ゲージ法 図4-1 図4-2 R R Rg R ひずみゲージ E

e

0 R R R ひずみゲージ E

e

0 Rg 図6

e

0 E Rg2 Rg1 Rg3 Rg4 図5-2 R R

e

0 E Rg2 Rg1 ひ ず み ゲ ー ジ ア ク テ ィ ブ ゲ ー ジ 対辺2アクティブゲージ法2線式 ひ ず み ゲ ー ジ ア ク テ ィ ブ ゲ ー ジ

(6)

1

-5

■自己温度補償型ゲージ(セルコンゲージ

®

■次の項目については計測メモ(

9

章)に

 掲載されていますので参照してください

被測定材に接着したひずみゲージは、外力によるひずみ 以外に温度変化があると、被測定材とひずみゲージ抵抗 素子の線膨張係数の違いおよびひずみゲージ抵抗素子の 温度による抵抗値変化の影響でみかけひずみを生じます。 セルコンゲージは、被測定材に適合するようにひずみゲー ジ抵抗素子材の抵抗温度係数を調整し温度によるみかけ ひずみを最小にしたひずみゲージです。 弊社のひずみゲージはほとんどがセルコンゲージで、適 合材に接着した場合、見かけひずみは自己温度補償範囲 で

1.8 10

­6ひずみ

/

℃以内です。なお、

KFGS®

型ゲージ の自己温度補償特性は図

7

に示すように、使用頻度の高 い

20

40

℃間は

1 10

­6ひずみ

/

℃以内となっていま す。セルコンゲージの原理は、計測メモの中の自己温度 補償型ゲージ(セルコンゲージ)の原理(

P.9-4

)を、適用 材料はひずみゲージの型式名とその読み方(

P.1-6

)を参 照してください。 ・工業材料の機械的性質 ・材料の線膨張係数 ・ひずみゲージによる測定例 ・引張および圧縮応力の測定 ・曲げ応力の測定 ・はりのひずみの計算式 ・軸のねじれとせん断応力の測定 ・

2

線式結線法でのリード線の温度影響 ・絶縁抵抗の影響 ・曲面に接着したひずみゲージの抵抗値変化 ・ゲージ率の補正式 ・ひずみゲージの接着角度誤差の影響 ・リード線、ケーブルを延長した場合の補正式 ・

1

ゲージ法の非直線性の補正式 ・主応力の大きさと方向の求め方(ロゼット解析) ・先端並列抵抗法による校正値発生法 ■KFGSゲージの温度による見かけひずみの特性例 0 ­20 ­40 ­60 ­80 ­100 ­120 ­140 20 10 20 30 40 50 40 60 80 100 120 140 温度(℃) 接着剤:CC-33A 温度 によ る見 かけ ひず み出 力( 10 ­ 6ひず み) +1.8 10 ­6ひずみ/℃ ­1.8 10­6 ひずみ/℃ +1 10­6ひずみ/℃ ­1 10­6ひずみ/℃ 60 70 80 90 100 図7

■参考図書

●ひずみゲージによる「ひずみ測定入門」(改定新版)  ……歴史から測定まで……  関東学院大学元学長 高橋 賞  (株)共和電業元取締役社長 河井正安 共著  ひずみゲージ、ひずみ測定の基本を平易に解説してあります。  定価 本体3,200円+税+送料  出版社〒104-0041 東京都中央区新富1-15-3        新富ミハマビル6階  (株)大成社 電話03-5542-3366、FAX03-5542-2077 ●ひずみゲージ接着マニュアル  ひずみゲージを正しく接着していただくためのマニュアルです。

(7)

1

-6

1-6

適合線膨張係数 ( 10­6/℃) 1 :複合材料用CFRPなど アンバー(1.1) ダイヤモンド(1.2) 3 :複合材料用GFRPなど ケイ素(2.3) 硫黄(2.7) 5 :複合材料用GFRPなど タングステン(4.5) 木材(5.0) モリブデン(5.2) ジルコニウム(5.4) コバー(5.9) 6 :複合材料用GFRPなど 28タンタル(6.6) 9 :複合材料用CFRP,GFRPなど チタン合金(8.5) 白金(8.9) ソーダガラス(9.2) 11 :普通鋼材(11.7) SUS631(10.3) SUS630(10.6) 鋳鉄(10.8) ニッケルクロムモリブデン鋼(11.3) ベリリウム(11.5) インコネル(12.1) 13 :耐食,耐熱合金材料用NCFなど ニッケル(13.3) プリント基板(13.0) 16 :ステンレス鋼 SUS304(16.2) ベリリウム銅(16.7) 銅(16.7) 23 : 2014-T4アルミ(23.4) 黄銅(21.0) 錫(23.0) 2024-T4アルミ(23.2) 27 :マグネシウム合金(27.0) 65 :アクリル樹脂(65.0) ポリカーボネート(66.6) A1 :単軸,片端リード,(KCゲージ) C1 :単軸,片端リード,(箔ゲージ) C2 :単軸,90,両端リード C3 :単軸,0,両端リード C9 :単軸,片端リード,(KFNゲージ) C11 :単軸,2素子厚み1mm,(KFFゲージ) C12 :単軸,2素子厚み2mm,(KFFゲージ) C15 :単軸,右,45,剪断用,片端リード C16 :単軸,左,45,剪断用,片端リード C20 :単軸,片端リード,(ボルト軸力用) D1 : 2軸 0 /90,両端リード D2 : 2軸 0 /90,両端リード(トルク用) D3 : 3軸 0 /45 /90,両端リード,平面配置 D4 : 3軸 0 /120 /240,平面配置 D6 : 4軸 0 /30 /90 /150,平面配置 D9 : 1軸 5素子,90 D16 : 2軸 0 /90重ね配置,丸ベース D17 : 3軸 0 /45 /90重ね配置,丸ベース D19 : 1軸 5素子,0 D20 : 2軸 0 /90(KFNゲージ) D22 : 3軸 0 /45 /90,平面配置 D25 : 3軸 0 /45 /90,平面配置 D28 : 3軸 0 /90 /135,平面配置,(穿孔法用) D31 : 2軸 0 /90,片端リード,(トルク) D34 : 2軸 0 /90,平面配置 D35 : 3軸 0 /45 /90,平面配置 D39 : 2軸 5素子 0 /90,重ね配置 E3 :単軸,両端リード,(半導体ゲージ) E4 :単軸,片端リード,(半導体ゲージ) E5 :単軸,両端リード,ベース無し,(半導体ゲージ) F2 : 1軸2素子,(半導体ゲージ) F3 : 2軸,0 /90,(半導体ゲージ) G4 :単軸,片端リード,(KH–G4) G8 :単軸アクティブダミー2素子,インコネル,(KHC用) G9 :単軸アクティブダミー2素子,SUS,(KHC用) G10 :単軸,(KCW用) G12 :単軸アクティブダミー2素子,(KHCS用) G13 :単軸アクティブダミー2素子,(KHCX用) G15 :単軸アクティブダミー2素子,(KHCM用) G16 :単軸アクティブダミー2素子,(KHCR用) G17 :単軸アクティブ1素子,(KHCV用) H1 :単軸,(KM–30用) H2 :単軸,(KM–120用) H3 :単軸,(KMC用) H4 :単軸,T熱電対付,(KMC用) J1 :単軸,(KFS用) KFGS:汎用箔ひずみゲージ KFGT:温度センサ付箔ひずみゲージ KFR:箔ひずみゲージ KFWB:防水型箔ひずみゲージ KFWS:小型防水箔ひずみゲージ KCW:溶接型防水箔ひずみゲージ KC:線ひずみゲージ KM:埋込型ひずみゲージ KMC:コンクリート埋込型線ひずみゲージ KFRP:複合材料用箔ひずみゲージ KFRS:プリント基板用ひずみゲージ KFP:プラスチック用箔ひずみゲージ KSPB:半導体ひずみゲージ KSN:自己温度補償型半導体ひずみゲージ KSPH:高出力型半導体ひずみゲージ KSPL:超直線性半導体ひずみゲージ KHCX:カプセルゲージ KHCR:カプセルゲージ KHCV:カプセルゲージ KHCS:カプセルゲージ KHCM:カプセルゲージ KHC:カプセルゲージ KFU:高温用箔ひずみゲージ KH:溶接型高温用箔ひずみゲージ KFH:高温用箔ひずみゲージ KFL:低温用箔ひずみゲージ KFEM:箔超大ひずみゲージ KFEL:箔大ひずみゲージ KFN:無誘導型箔ひずみゲージ KFS:シールド型箔ひずみゲージ KFV:水素ガス環境用箔ひずみゲージ KFF:曲げひずみ用箔ひずみゲージ KCH:プロテクタ付箔ひずみゲージ KMP:埋込ゲージ KV:クラックゲージ 型式名 リード線の種類と長さ N付はベース,グリッド幅が 狭いナロータイプ 抵抗値(Ω) ゲージ長(mm) ゲージパターン 適合線膨張係数

KFGS-2-120-C1-11 L1M3R

■ひずみゲージの型式名とその読み方

ひずみゲージの選び方は、P.1-7、1-8を参照してください。 お客様の測定目的に応じたひずみゲージの製作も承ります。(P.1-52、1-53)を参照してください。 注)各項目のメニュー欄内の数値などは任意に組み合わせることはできません。

(8)

1

-7

ひずみ測定の目的や環境に合わせて

ひずみゲージの種類を選定します。

お客様の測定目的に応じたひずみゲージの製作も承ります。(P.1-52、1-53)を参照してください。 注)各項目のメニュー欄内の数値などは、任意に組み合わせることはできません。

ひずみゲージの選び方

ゲージの

長さ

ゲージの

抵抗値

ゲージには、ゲージリードの みのものと、所要の長さの平 行ビニル線などのリード線が 直接接続されているものがあ ります。リード線付きゲージ はゲージ接着作業の迅速化、 省力化ができます。ゲージと リード線の接続の組み合わせ などは、各ゲージの項を参 照してください。 抵抗値 用 途 曲げ 補正用 一般応力 測定用 主な用途 ゲージ長(mm) 応力集中測定 モルタル、 コンクリート などのひずみ測定

型式名

ゲージ長(mm)

抵抗値(Ω)

ゲージパターン

適合線膨張係数

リード線の種類と長さ

ゲージの

種類

ゲージの

パターン

ゲージの

適合線膨張係数

ゲージの

リード線

リード線付ゲージは

省力化が可能。

測定物の素材や

温度などの

測定環境に

合った種類を

選びます。

測定物の素材や

環境スペース

などに合った

ゲージ長の

ひずみゲージを

選びます。

測定目的に

合った

抵抗値を

選びます。

測定目的に合わせて

パターンを

選びます。

測定物の

線膨張係数に

合わせて

選びます。

測定環境や

温度等の条件に

合わせて

リード線を

選びます。

木材、ガラスなど のひずみ測定 一般金属、 アクリルなどの ひずみ測定 スペースの狭い 箇所のひずみ測定 衝撃ひずみなど 速い現象での ひずみ測定 変換器用

KFWB

防水型 箔ひずみゲージ

D16

2軸  重ね配置、 丸ベース

KFU

高温用 箔ひずみゲージ

KM

コンクリート埋込型 ひずみゲージ

例えば

・屋外、水中での

測定 ・応力集中部

のひずみ測定 ・ポアソン比

の測定等 ・応力解析等 ・コンクリート内部のひずみ測定 ・高温中での測定

例えば

D9

1軸  5素子、 90

D17

3軸  重ね配置、 丸ベース

例えば

型式には 意味が あるんだね

C1-11 L1M3R

60Ω 350~ 1000Ω 120Ω 30~120 5~30 1~6 0.15~2 0.2~1 0.2~1

65

プラスチック用

27

マグネシウム合金

23

アルミ合金

16

ステンレス鋼

11

普通鋼材

5

木材

(9)

KFGS-2-120-1

-8

1-8

ゲージの

長さ

ゲージの

抵抗値

ゲージには、ゲージリードの みのものと、所要の長さの平 行ビニル線などのリード線が 直接接続されているものがあ ります。リード線付きゲージ はゲージ接着作業の迅速化、 省力化ができます。ゲージと リード線の接続の組み合わせ などは、各ゲージの項を参 照してください。 抵抗値 用 途 曲げ 補正用 一般応力 測定用 主な用途 ゲージ長(mm) 応力集中測定 モルタル、 コンクリート などのひずみ測定

型式名

ゲージ長(mm)

抵抗値(Ω)

ゲージパターン

適合線膨張係数

リード線の種類と長さ

ゲージの

種類

ゲージの

パターン

ゲージの

適合線膨張係数

ゲージの

リード線

リード線付ゲージは

省力化が可能。

測定物の素材や

温度などの

測定環境に

合った種類を

選びます。

測定物の素材や

環境スペース

などに合った

ゲージ長の

ひずみゲージを

選びます。

測定目的に

合った

抵抗値を

選びます。

測定目的に合わせて

パターンを

選びます。

測定物の

線膨張係数に

合わせて

選びます。

測定環境や

温度等の条件に

合わせて

リード線を

選びます。

木材、ガラスなど のひずみ測定 一般金属、 アクリルなどの ひずみ測定 スペースの狭い 箇所のひずみ測定 衝撃ひずみなど 速い現象での ひずみ測定 変換器用

KFWB

防水型 箔ひずみゲージ

D16

2軸  重ね配置、 丸ベース

KFU

高温用 箔ひずみゲージ

KM

コンクリート埋込型 ひずみゲージ

例えば

・屋外、水中での

測定 ・応力集中部

のひずみ測定 ・ポアソン比

の測定等 ・応力解析等 ・コンクリート内部のひずみ測定 ・高温中での測定

例えば

D9

1軸  5素子、 90

D17

3軸  重ね配置、 丸ベース

例えば

型式には 意味が あるんだね

C1-11 L1M3R

60Ω 350~ 1000Ω 120Ω 30~120 5~30 1~6 0.15~2 0.2~1 0.2~1

65

プラスチック用

27

マグネシウム合金

23

アルミ合金

16

ステンレス鋼

11

普通鋼材

5

木材

(10)

KFGS-2-120-1

-9

センサインタフェース PCD-400A 汎用箔ひずみゲージ KFGS ユニバーサルレコーダ EDX-100A 線ひずみゲージ KC ●プラスチック部品の応力測定 ●テトラポットなどコンクリート

2

次製品の応力測定

ひずみゲージ

による測定事例(イメージ)

(11)

1

-10

1-10

ユニバーサルレコーダ EDX-200A 汎用箔ひずみゲージ KFGS センサインタフェース PCD-400A プリント基板用箔ひずみゲージ KFRS ●シャッターの強度試験時のひずみ測定 ●プリント基板実装時の応力測定

(12)

1

-11

測定目的別ひずみゲージ選択表

金属

クラックの測定

測定環境 ページ掲載 クラックの進行・ 伝播速度の測定 クラックゲージ 1-46 KV

高温での測定

型式名 測定環境 ページ掲載 750 までの測定 750 までの測定 800 までの測定 950 までの測定 650 までの測定 550 までの測定 350 までの測定 350 までの測定 250 までの測定 1-38 1-38 1-38 1-38 1-38 1-38 1-39 1-39 1-40 カプセルゲージ® カプセルゲージ® カプセルゲージ® カプセルゲージ® カプセルゲージ® カプセルゲージ® 高温用箔ひずみゲージ 高温用箔ひずみゲージ 高温用箔ひずみゲージ KHCS KHCR KHCV KHCX KHCM KHC KFU KH KFH

低温での測定

型式名 測定環境 ページ掲載 LHe温度 (−269℃) までの測定 低温用箔ひずみゲージ 1-41 KFL

高電界中での測定

型式名 測定環境 ページ掲載 高電界中で、 誘導ノイズが ある場合 シールド型箔ひずみゲージ 1-43 KFS

微小ひずみの測定、高感度センサの検出素子への応用

型式名 測定環境 ページ掲載 温度変化の小さい環境で、 100×106ひずみ未満 の測定 温度変化の小さい環境で、 100×106ひずみ未満 の測定 温度変化の小さい環境で、 100×106ひずみ未満 の測定 1-36 1-36 1-37 2-E4 半導体ひずみゲージ 自己温度補償型 半導体ひずみゲージ 超直線性型半導体ひずみゲージ KSPB KSN KSPL

変換器の検出素子への応用

残留応力の測定

内部面のひずみの測定

水素ガス環境下での測定

型式名 型式名 型式名 測定環境 測定環境 測定環境 掲載 ページ 掲載 ページ 掲載 ページ 単軸、高抵抗 350500 1000Ω 切込法による 測定 ボックス構造物 の内部にゲージ が貼れない場合 単軸せん断 ひずみ測定 穿孔法による 測定 2軸トルク 測定 1-24 1-22 1-20 1-21 1-25 1-25 1-44 汎用箔ひずみゲージ 汎用箔ひずみゲージ 汎用箔ひずみゲージ KFGS® KFGS®-C15,16 KFGS®-D2,31

一般応力測定

型式名 測定環境 ページ掲載 一般環境下 での測定 最大伸び5 までの測定 中温150 までの測定 防水処理の 簡易化 防水処理の 簡易化 防水処理の 簡易化、 長期安定性 防水処理の 簡易化、 堅牢性 1-18 1-18 1-27 1-29 1-30 1-30 1-45 汎用箔ひずみゲージ 汎用箔ひずみゲージ 箔ひずみゲージ 防水型箔ひずみゲージ 小型防水型箔ひずみゲージ 溶接型防水箔ひずみゲージ プロテクタ付 箔ひずみゲージ KFGS® KFGS® KFR KFWB KFWS KCW KCH KFGS® T-F7 KFF 端子付箔ひずみゲージ 穿孔法用箔ひずみゲージ KFGS®-D28 型式名 測定環境 ページ掲載 高圧水素ガス 環境下での測定 1-44 水素ガス環境用箔ひずみゲージ KFV 曲げひずみ用箔ひずみゲージ 型式名

(13)

1

-12

1-12

木材、石膏、紙 等

一般応力測定

型式名 測定環境 ページ掲載 木材 (適合線膨張係数 5×106/℃) 汎用箔ひずみゲージ 1-19 KFGS®

被測定材料各種材料

一般応力測定

型式名 測定環境 ページ掲載 ひずみと温度 の同時測定 温度センサ付箔ひずみゲージ 1-26 KFGT

被測定材料金属ボルト

ボルトの軸力測定

型式名 測定環境 ページ掲載 ボルトの締め付 けに応力測定 汎用箔ひずみゲージ 1-25 KFG-C20

衝撃ひずみの測定

型式名 測定環境 ページ掲載 アンプレス の測定 高出力型半導体ひずみゲージ 1-37 KSPH

コンクリート・モルタル等

一般応力測定

型式名 測定環境 ページ掲載 防水処理の 簡易化 防水処理の 簡易化 表面ひずみの 測定 (骨材の小さい場合) 表面ひずみの 測定 (骨材の大きい場合) 内部ひずみの 測定 自己収縮の ひずみの測定 1-29 1-30 1-31 1-31 1-32 1-32 防水型箔ひずみゲージ 小型防水型箔ひずみゲージ 汎用箔ひずみゲージ ゲージ長10~30mm 線ひずみゲージ ゲージ長60~120mm 埋込型ひずみゲージ コンクリート埋込型 ひずみゲージ KFWB KFWS KFGS® KC KM KMC

特別注文品ゲージ

型式名 測定環境 ページ掲載 センサ製作用 ダイアフラム型 1-53

応力集中の測定

高磁界中の測定

型式名 型式名 測定環境 測定環境 掲載 ページ 掲載 ページ 812mm間の 分布測定 直流磁界中で 低温での測定 2mm間の 分布測定 直流磁界中で 中温までの 測定 直流磁界中で 高温での測定 直流および 交流磁界中 での測定 1-22 1-28 1-41 1-27 1-40 1-43 素子間ピッチ2mmおよび3mm 低温用箔ひずみゲージ ピッチ0.5mm 箔ひずみゲージ 高温用箔ひずみゲージ 無誘導型箔 ひずみゲージ KFGS®-D9,19,39 KFL KFR-D9,19 KFR KFH KFN

金属・プラスチック・木材、ゴム

大ひずみの測定

型式名 測定環境 ページ掲載 最大伸び 2030 までの測定 最大伸び 1015 までの測定 1-42 1-42 箔超大ひずみゲージ 箔大ひずみゲージ KFEM KFEL

複合材料・プリント基板・プラスチック等

一般応力測定

型式名 測定環境 ページ掲載 適合線膨張係数 19×106/ 適合線膨張係数 13×106/ 適合線膨張係数 65×106/ 樹脂内部の ひずみ測定 1-33 1-34 1-35 1-45 複合材料用箔ひずみゲージ プリント基板用箔ひずみゲージ プラスチック用箔ひずみゲージ 埋込ゲージ KFRP KFRS KFP KMP

(14)

1

-13

ひずみゲージの主な特性

超直線性型半導体ひずみゲージ KSPL ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド Cu-Ni系 合金箔 アクリル ステンレス鋼 ポリイミド 紙基材+ フェノールエポキシ 紙基材+ フェノールエポキシ 紙基材+ フェノールエポキシ 紙基材+ フェノールエポキシ 高出力型半導体ひずみゲージ KSPH 自己温度補償型半導体ひずみゲージ KSN プラスチック用箔ひずみゲージ KFP 複合材料用箔ひずみゲージ KFRP プリント基板用箔ひずみゲージ KFRS 埋込型ひずみゲージ KM 線ひずみゲージ KC 溶接型防水箔ひずみゲージ KCW 小型防水型箔ひずみゲージ KFWS 防水型箔ひずみゲージ KFWB 箔ひずみ ゲージ KFR 温度センサ付箔ひずみゲージ KFGT 汎用箔 ひずみゲージ KFGS® 汎用箔 ひずみゲージ KFG 半導体 ひずみゲージ KSPB 微小ひずみの測定、 高感度変換器の 検出素子 Cu-Ni系 合金 Cu-Ni系 合金線 Cu-Ni系 合金箔 Cu-Ni系 合金箔 Cu-Ni系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 ボルトの 軸力の測定 残留応力の 測定 コンクリート用 応力集中の 測定 変換器の 検出素子 一般用 抵抗素子 ベ ー ス 自己温度 補償範囲 (℃) 材    質 主な適用接着剤と 組合せたときの硬化後の 使用温度範囲(℃)(注1) 応力集中の 測定 中温域までの ひずみ測定, 変換器用 微小ひずみの測定 2素子温度補償型 N型Si P型Si P型Si N型Si P型Si P型Si 注 CC-33A CC-36 EP-340 PC-600 ­196∼120 ­30∼100 ­55∼150 ­196∼150 5.0 5.0 5.0 3 2.2 2.8 5.0 1.8 0.3 1.6 3.0 0.3 0.15 0.1 0.3 0.3 5,11,16, 23,27 11,16,23 11,16,23 11,16,23 11,16,23 11,16,23, 27 11,16,23, 27 11,16,23, 27 11,16,23, 27 11 11 10∼100 20∼50 10∼100 10∼100 10∼100 10∼100 10∼100 0∼150 0∼150 10∼80 10∼80 10∼90 11 11 11 10∼60 0∼50 0∼150 ­30∼120 1,3,6,9 13 10∼80 65 11.7 20∼70 20∼70 11,16 PC-600 EP-340 ­196­55∼∼150150 CC-35 PC-12B ­­1010∼∼8080 CC-33A CC-36 EP-340 PC-600 ­196∼120 ­30∼100 ­55∼150 ­196∼150 CC-33A CC-36 EP-340 PC-600 ­196∼120 ­30∼100 ­55∼150 ­196∼150 EP-370 常温∼50 CC-33A CC-36 EP-340 ­10∼120 ­10∼100 ­10∼120 PC-600 CC-33A EP-340 ­196∼150 ­196∼120 ­55∼150 PC-600 CC-33A EP-340 ­196∼150 ­196∼120 ­55∼150 CC-33A CC-36 EP-340 ­10∼80 ­10∼80 ­10∼80 CC-33A EP-340 ­­1010∼∼8080 ­20∼100 PC-12B CC-35 ­196­30∼∼150120 ­10∼70 CC-33A PC-600 ­55∼200 ­196∼120 EP-34B CC-33A CC-36 ­20∼80 ­20∼80 ­20∼80 PC-12B CC-33A EP-340 ­50∼150 ­50∼120 ­50∼150 PC-12B CC-33A EP-340 ­50∼150 ­50∼120 ­50∼150 PC-12B CC-33A CC-36 EP-17 ­50∼150 ­50∼120 ­30∼100 ­50∼150(E5) PC-12B CC-33A CC-36 ­50∼150 ­50∼120 ­30∼100 ­50∼150 ­50∼120 ­30∼100 PC-12B CC-33A CC-36 シリコーン コンクリート埋込型ひずみゲージ KMC Cu-Ni合金線系 Cu-Ni系 合金箔 0.3 常温∼70 1.2 107 1.2 107 1.2 107 1 106 1 106 3 104 3 104 1 106 1 106 ※A 2 106 ※A 2 106 ※A 2 106 ※A 2 106 ※A 2 106 1.5 105 適合線 膨張係数 10­6/ 室温における ひずみ限界 (約%)(注2) 室温における 疲労寿命 (回数)(注3)掲載頁 注1 下線のある接着剤は、室温におけるひずみ限界試験、室温における疲労寿命試験などに使用したものです。 注2 単軸型ゲージでの代表特性例です。ひずみ限界は、引張荷重を与えたときの指示ひずみと機械的ひずみとの差が、10%を越えた点の機械的ひずみ。 注3 単軸型ゲージでの代表特性例です。ひずみレベル 1500 10­6ひずみ、※A 1000 10­6ひずみ、※B 500 10­6ひずみ Ni-Cr系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 2.2 EP-34B CC-33A ­196∼120 ­196∼150 2 106 微 小 ひ ず み 測 定 用 プ ラ ス チ ッ ク・ ゴ ム 用 複 合 材 料 ・ 一 般 応 力 測 定 用 品名・型式名 (埋め込み) (埋め込み) (点溶接) 1-18 1-24 1-31 1-22 1-25 1-25 1-26 1-27 1-28 1-29 1-30 1-30 1-31 1-32 1-32 1-33 1-34 1-35 1-36 1-36 1-36 1-37 1-37

(15)

1

-14

1-14

注1 下線のある接着剤は、室温におけるひずみ限界試験、室温における疲労寿命試験などに使用したものです。 注2 単軸型ゲージでの代表特性例です。ひずみ限界は、引張荷重を与えたときの指示ひずみと機械的ひずみとの差が、10%を越えた点の機械的ひずみ。 ※1%=10,000 10­6ひずみ 注3 単軸型ゲージでの代表特性例です。ひずみレベル 1500 10­6ひずみ、※A 1000 10­6ひずみ、※B 500 10­6ひずみ PI-32 1.5 10※A 5 (300℃) 10∼300 11,16,23 1.9 ※B 1 107 10∼300 11,16 0.5 PC-600 EP-34B PI-32 ­196∼250 ­55∼200 ­196∼250 10∼250 11,16,23 2.1 2 10 5 PC-600 EP-270 CC-33A UC-26B ­269∼150 ­269∼30 ­196∼120 ­269∼50 1 106 ­196∼50 5,11,16, 23 2.2 CC-36 ­20∼80 20∼30 CC-33A CC-36 PC-600 クラックゲージ KV Cu-Ni合金箔系 フェノールエポキシ紙基材+ CC-36 ­10∼80 15 1 106 埋込ゲージ KMP アルミ PC-600 CC-33A ­­196196∼∼120150 0∼150 11,16,23 1 1 104 PC-600 CC-33A EP-340 ­196∼150 ­196∼120 ­55∼150 1 10 4 10∼100 11,16,23 0.5 CC-33A EP-340 ­­5050∼∼8080 20∼60 4 10※B6 20∼120 11,16,23 0.2 プロテクタ部スタッドボルト ひずみゲージ部 EP-340,CC-33A ­40∼100 ※A 1.2 106 11 1 25∼750 25∼750 25∼950 11,13,16 11,13,16 耐熱特殊 合金線 耐熱特殊 合金線 耐熱金属 耐熱特殊 合金線 耐熱金属 耐熱特殊 合金線 耐熱金属 耐熱特殊 合金線 耐熱金属 耐熱金属 耐熱金属 25∼650 常温∼500 11,13,16 自己温度 補償範囲 (℃) 材    質 主な適用接着剤と 組合せたときの硬化後の 使用温度範囲(℃)(注1) 適合線 膨張係数 10­6/ 室温における ひずみ限界 (約%)(注2) 室温における 疲労寿命 (回数)(注3)掲載頁 品名・型式名 高   温   用 低温 用 大 ひ ず み 測 定 用 ク ラ ッ ク 抗磁性用 の 測 定 内 面 ひ ず み ク タ 付 プ ロ テ 埋込 プロテクタ付 箔ひずみゲージ KCH 曲げひずみ用 箔ひずみゲージ KFF シールド型箔ひずみゲージ KFS 無誘導型箔ひずみゲージ KFN 箔大ひずみゲージ KFEL 箔超大ひずみゲージ KFEM 低温用箔ひずみゲージ KFL 高温用箔ひずみゲージ KFH 高温用箔ひずみゲージ KH 高温用箔ひずみゲージ KFU カプセルゲージ® KHC カプセルゲージ® KHCM カプセルゲージ® KHCS Cu-Ni系 合金箔 Cu-Ni系 合金箔 Cu-Ni系 合金箔 Cu-Ni系 合金箔(120Ω) Ni-Cr系 合金箔(350Ω) Ni-Cr系 合金箔 Cu-Ni系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 Ni-Cr系 合金箔 Ni-Cr系 合金線 ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド ポリイミド アクリル PC-600 ­30∼80 下 で の 測 定 水 素 ガ ス 環 境 水素ガス環境用 箔ひずみゲージ KFV 特殊合金箔 ポリイミド ポリイミド ポリイミド ステンレス鋼 (点溶接) (点溶接) (点溶接) (点溶接) ­196∼750 11,13,16 カプセルゲージ® KHCR (点溶接) 25∼750 (動ひずみ専用) カプセルゲージ® KHCV (点溶接) 25∼800 11,13 カプセルゲージ® KHCX (点溶接) ­196∼950 ­196∼650 ­196∼550 ­30∼350 ­50∼350 1-38 1-38 1-38 1-38 1-38 1-38 1-39 1-39 1-40 1-41 1-42 1-42 1-43 1-43 1-44 1-44 1-45 1-45 1-46 注 抵抗素子 ベ ー ス

(16)

1

-15

リード線付ゲージの選択

共和のゲージは、そのほとんどがリード線付ゲージ です。このゲージを使うことにより、はんだ付け作業 の必要がなくなり、ゲージ貼り作業の省力化に非常 に有効です。リード線の種類と長さは、ゲージによ り下表のようにそろっています。 リード線の 種  

類 ゲージの 種  類

2

線式 ポリエステル 銅線 ­196∼150℃

3

線式 ポリエステル 銅線 ­196∼150℃

2

線式平行ビニル線 ­10∼80℃ 単軸 多軸 単軸 多軸

3

線式平行ビニル線 ­10∼80℃ リ ー ド 線 の 長 さ

15

30

1

3

5

cm

cm

m

m

m

リード線型式名、他 50cm以上はツイスト線 L-6、6m以上はL-9 L-7、6m以上はL-10 赤 赤 リード線被覆色 赤ストライプ(単独線)白 白 KCWはP.1-30、KMはP.1-32、KHはP.1-39 に掲載されています。 ご注文に際してはゲージ型式名の末尾に

1

字分あけてリード線 コード名を付け加えてください。 ゲージ型式名 リード線コード名

リード線を別に選ばれる場合は

P.1-16

をご覧ください。

L1M3R

KFGS-2-120-C1-11

KFGS®,KFR,

KFRP,KFRS,KFP,

KFL,KFEL,KFEM

KFGS®,KFR,

KFRP,KFRS,

KFP,KFL

KFGS®,KFR,KFWB,KFWS,KC,

KFRP,KFRS,KFP,KFEL,KFEM

N15C2 N30C2 N1M2 N15C3 N30C3 N1M3 L15C2R L30C2R L1M2R L3M2R L5M2R L15C2S L30C2S L1M2S L3M2S L5M2S L15C3R L30C3R L1M3R L3M3R L5M3R L15C3S L30C3S L1M3S L3M3S L5M3S リード線の 種  

類 ゲージの 種  類

2

線式中温用 リード線 ­100∼150℃

3

線式中温用 リード線 ­100∼150℃

3

線式 低ノイズビニル線 ­10∼80℃

3

線式高低温用 ふっ素樹脂被覆線 ­269∼250℃ 高温用リード線 ­269∼350℃ リ ー ド 線 の 長 さ

15

30

1

3

5

cm

cm

m

m

m

リード線型式名、他 L-11 L-12 L-13 L-3 L-17 リード線被覆色

KFGS®,KFR,KFRP,KFL

KFU,KFH

R15C2 R30C2 R1M2 R3M2 R5M2 R15C3 R30C3 R1M3 R3M3 R5M3 J15C3 J30C3 J1M3 J3M3 J5M3 F15C3 F30C3 F1M3 F3M3 F5M3 H15C3 H30C3 H1M3 H3M3 H5M3 グレー グレー 赤 (単独線) 白 黒 赤 (単独線) 白 黒 赤 (単独線) 青 青 黒 (単独線) 黄 緑 *この表にないリード線の長さについてはお問い合わせください。 (*) (*) ●2線式リード線付ゲージの場合はリード線を含んだ抵抗値を パッケージに表示しています。 ●3線式リード線付ゲージの場合はリード線を含まないゲージ 単体の抵抗値をパッケージに表示しています。 ●「KFU」、「KFH」はアドバンスリボン線部をガラスクロステープ で覆い、補強しています。(右図参照) ●「カプセルゲージ」はMIケーブルでは2m、ソフトケーブルでは 50cmが標準となります。 図 KFUゲージのリード線取付例

KFRP,KFH,

KFL

KFN,KFS

(20) ( 8 ) KFU-2-120-C1-16 アドバンスリボン線 ロウ付け L-17リード線 ガラスクロステープで サンドイッチ

(17)

1-16

1

-16

リード線

型式名 使用温度範囲 (℃) リード線種類 導体材質 導体公称 断面積 (mm2 心数/線径 (mm) 1本当りの 被覆外径 (mm) 1m当りの 往復抵抗 (Ω) 注1) 型式名の後にR(赤)、W(白)、G(緑)、Y(黄)、B(黒)を付し、それぞれの線色を示します。例:L-6Bは黒ビニル線 注2) 型式名の後にWR(赤)、WL(青)、WY(黄)を付し白ビニル被覆に、それぞれのストライプ色を示します。例:L-7WRは、白ビニル被覆に赤のストライプ

L-1

L-2

L-3

L-4

L-5

L-6

(注1)

L-7

(注2)

L-9

(注1)

L-10

(注2)

L-11

L-12

L-13

L-14

L-15

L-16

L-17

室温∼350 ­10∼80 ­269∼250 室温∼350 ­10∼80 ­10∼80 ­10∼80 ­10∼80 ­10∼80 ­100∼150 ­100∼150 ­10∼80 ­50∼90 ­269∼250 ­269∼250 ­269∼350 高温用リード線 3線式平行ビニル線 3線式高低温用ふっ素樹脂線 高温用リード線 2線式平行ビニル線 2線式平行ビニル線 3線式平行ビニル線 2線式平行ビニル線 3線式平行ビニル線 2線式中温用リード線 3線式中温用リード線 3線式常温用低ノイズビニル線 4心常温用低ノイズクロロプレン線 3線式高低温用低ノイズふっ素樹脂線 4心高低温用低ノイズふっ素樹脂線 3線式高低温用リード線 14.20 0.12 0.28 0.18 0.07 0.44 0.44 0.32 0.32 0.44 0.44 0.46 0.48 0.48 0.48 0.50 銅ニッケル合金線 銅線 銀めっき銅線 ニッケルクラッド銅線 銅線 銅線 銅線 銅線 銅線 錫めっき銅線 錫めっき銅線 錫めっき銅線 錫めっき銅線 銀めっき銅線 銀めっき銅線 ニッケルめっき銅線 0.07 0.30 0.14 0.20 0.50 0.08 0.08 0.11 0.11 0.08 0.08 0.09 0.08 0.08 0.08 0.07 1/φ0.30 12/φ0.18 7/φ0.16 1/φ0.50 20/φ0.18 7/φ0.12 7/φ0.12 10/φ0.12 10/φ0.12 7/φ0.12 7/φ0.12 7/φ0.13 7/φ0.12 7/φ0.12 7/φ0.12 1/φ0.30 φ0.50 φ2.30 φ0.98 φ0.70 φ2.50 φ1.00 φ1.00 φ1.00 φ1.00 φ0.86 φ0.86 φ3.50 φ4.00 φ2.50 φ3.30 φ0.38 ●

L

リード線 単位 (m巻) 50 100 50 30 100 10 30

(18)

1

-17

平行ビニル線の接続例

2

線式

3

線式

2

線式

3

線式

赤 緑 白 緑 赤 白 赤 青ストライプ 赤ストライプ 黄ストライプ 赤ストライプ 赤 赤 ス ト ラ イ プ 赤 ス ト ラ イ プ 赤 赤 型式によりゲージリー ドの出方は2種類あり ます。 (D16、D17も同) ※KFGSは右側のみ 赤ストライプ 赤ストライプ 赤 白 赤ストライプ 緑 赤 白 赤ストライプ 黄ストライプ 青ストライプ 赤ストライプ 黄ストライプ

D17

D9

D19

D39

D16

D31

D28

赤 赤ストライプ 黄ストライプ 赤ストライプ 黄ストライプ 赤ストライプ 青ストライプ

C15

C16

C1

C2

C3

コード タイプ

D2

D1

D4

コード タイプ

参照

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