ひずみゲージとは？【図解つき】
ひずみゲージは、材料が伸びたり縮んだりしたときに生じる「抵抗値の変化」からひずみを測定するセンサです。
● 図解：ひずみゲージの仕組み（抵抗変化の検出）
┌───────────────┐
│ [表面に貼り付けたひずみゲージ] │
│ ──────────── │
│ ｜ジグザグ抵抗体｜ ← ひずみで伸び縮み │
│ ──────────── │
└───────────────┘
ひずみが生じる
↓
抵抗値が変化
↓
ブリッジ回路で変化を読み取る
● 温度補償のイメージ図
【温度補償あり（2 or 4 ゲージ法）】
Rg ───┐ ┌─── Rg
＼／
／＼ ← 同種類のゲージ → 温度変化が相殺
Rg ───┘ └─── Rg
● ひずみゲージで重要なポイント
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 温度補償 | 同種類ゲージを2辺 or 4辺に配置 |
| ゲージ率 | 抵抗値変化率 ÷ ひずみ |
| 測定精度 | 方向ズレで誤差（5°ズレ → 約5％誤差） |
| 測定対象 | 表面ひずみのみ（内部応力は直接測れない） |
硬さ試験とは？【図解で理解する】
材料の「へこみにくさ」を調べる試験です。
ブリネル硬さ試験（HB）【図解】
●（超硬合金球）← 圧子
↓ 荷重をかける
┌───────────────┐
│ ● くぼみ │
└───────────────┘
くぼみの“表面積”から硬さを算定
ブリネルは「大きい材料の平均硬さ」を測るのに向いています。
他の硬さ試験との違い（比較図）
● ロックウェル（HR）
くぼみの“深さ”で測定
測定が速い → 現場向き
● ビッカース（HV）
ダイヤモンド四角錐圧子
微小荷重OK → 表面硬化層の測定に最適
● ショア（HS）
ハンマーの反発高さで測定
鍛造品・大型品に使う
練習問題（本番形式）
【問題1】ひずみゲージ
温度補償を行うための正しい方法はどれか？
ア ブリッジ回路の2辺または4辺に同種類のゲージを使う
イ ゲージ率を1.0にする
ウ 熱電対と併用する
エ ゲージの長さを2倍にする
▶ 解答：ア
【問題2】ひずみ方向とゲージ方向のズレ
ひずみ方向とゲージの向きが5°ずれるとどうなるか？
ア 誤差はほぼゼロ
イ 約5％の誤差が発生する
ウ 感度が2倍になる
エ 測定不能になる
▶ 解答：イ
【問題3】硬さ試験
「球状圧子のくぼみ表面積」で硬さを求める試験はどれか？
ア ロックウェル
イ ビッカース
ウ ブリネル
エ ショア
▶ 解答：ウ
【問題4】硬さ試験の特徴
微小荷重での測定に強い試験はどれか？
ア ロックウェル
イ ブリネル
ウ ビッカース
エ ショア
▶ 解答：ウ
まとめ
| 内容 | ポイント |
|---|---|
| ひずみゲージ | 抵抗変化でひずみを測定。温度補償は「2／4ゲージ法」。方向ズレは誤差につながる。 |
| ブリネル硬さ試験 | 球状圧子。くぼみ面積から硬さを算定。鋳鉄などに適用。 |
| 他硬さ試験 | ロックウェル＝深さ、ビッカース＝微小荷重、ショア＝反発高さ。 |
コメント