歪ゲージ式力センサ

歪ゲージ式力センサはどのように機能するのですか？

歪ゲージ式技術をベースとした力センサの仕組みを以下に示します。

歪ゲージ式技術をベースとした力センサは、いわゆる歪ゲージを使用して、負荷された静的および準静的な引張力と圧縮力を測定します。一方、動的な力の測定には、圧電式技術の方が適しています。

歪ゲージの電気抵抗は、長さ方向のごくわずかな変形にも反応して変化します。ホイートストンブリッジ回路によって、非常に高精度に、かつ長期的に安定して判断できます。歪ゲージ式力センサは、4つの歪ゲージが接着された金属測定体またはばね状の剛体で構成されます。2つの歪ゲージは長さの変化を測定するため、力のベクトルに平行に、他の2つの歪ゲージは、印加される力に対して横向きに配置され、測定物本体に同時に発生する厚みを検出します。力が加えられると、2つの歪ゲージが引っ張られ、他の2つ（90°のオフセットで取り付けられている）は圧縮されます。電気出力信号は、印加された力に比例して変化を増幅させ、その後精密な力測定値に変換されます。

歪ゲージ技術をベースとする力センサは、非常に精密な測定データを提供し、ごくわずかな力の変化をドリフトなしに測定できます。そのため、静的および準静的な力の測定に適しており、また温度変動などの望ましくない環境条件が補償されます。歪ゲージ式力センサの構造は、要求される用途および測定範囲に応じて、色々な形で対応できます。機械的な構造体の原理として、公称測定範囲が大きくなるほど、力センサを大きくする必要があります。小さな力の測定には、より柔らかく小さなばね状の構造体が使用されます。

歪ゲージ式力センサはどこに使用されますか？

このタイプのセンサの一般的な用途として、特に以下が挙げられます。

• テストベンチ 
• 材料試験機
• 圧入、接合、リベット、打ち抜き、絞り加工の工程監視
• ねじ締結技術における工程監視（トルク測定）
• 品質保証