ひずみゲージ式変換器

2
-1
ひずみゲージ式変換器
ひずみゲージ式変換器
ひずみ量の表示
( 10­6ひずみ)
と
(μm/m)
の関係
「ひずみ」
には単位がなく,元の長さに対して変化した長さを表します。
例えば1mの棒の長さが0.001mm変化すると,0.001mm/1m=0.000001
となりますので
( 10­6ひずみ)
と
(μm/m)
の関係は
0.000001=1μm/m=1 10­6ひずみ
となります。
ひずみゲージ式変換器は,水素環境下ではご
使用できません。
●ケーブル先端がむきだしの場合
変換器ケース
(自動車試験用変換器については5章を参照してください。)
(土木 ・ 建築用変換器については7章を参照してください。)
R
R
■変換器のTEDS回路とケーブル結線
●ケーブル先端がコネクタプラグ
(NDI規格)
の場合
R
R
変換器ケース
−
R
R
白
︵出力電圧︶
出力
R
R
C
B
+
D
A
●ケーブル先端がむきだしの場合
変換器ケース
R
R
R
︵出力電圧︶
出力
R
入力
−
(印加電圧)
+
TEDS(+)
TEDS TEDS(COM)
IC
+
黒
赤
シールド
白
緑
黒
赤
黄
青
シールド
※TEDS
(+)
,TEDS
(COM)
をTEDS+,TEDS−と表記している
測定器もあります。
●ケーブル先端がコネクタプラグ
(NDI規格)
の場合
変換器ケース
R
R
R
R
白
コネク
黒
+
D
E
C
G
B
F
A
緑
入力
(印加電圧)
+
シール
※TEDS
(+)
,TEDS
(COM)
をTEDS+,TEDS−と表記している
測定器もあります。
−
緑
−
︵出力電圧︶
出力
黄
青
TEDS(+)
TEDS(COM)
+
F
シールド
赤
入力
(印加電圧)
+
白
−
E
G
緑
+
TEDS
IC
コネクタ
黒
入力
−
(印加電圧)
2-1
■変換器のブリッジ回路とケーブル結線
︵出力電圧︶
出力
●ひずみゲージ式変換器
ご使用に際しての重要な注意
赤
大部分の変換器は,
ケース
とシールド線とが接続され
ていません。
●各ケーブル間,
各端子間の抵抗値
(120Ω,350Ω変換器の場合)
入 力 出 力
コネクタプラグのピン間 (A­C) (B­D)
A­B
A­D
B­C
C­D
赤­白
赤­緑
白­黒
黒­緑
ケーブルの線間
赤­黒
白­緑
ブリッジ 350Ω
抵抗
(R)
120Ω
350Ω
350Ω 262.5Ω 262.5Ω 262.5Ω 262.5Ω
120Ω
120Ω
90Ω
90Ω
90Ω
90Ω
2
-2
度,振動,変位,トルク等)
を電気的出力に変換するためのものです。この電気的出力を測定目的により,各種
測定機器に接続して各種物理量の指示,記録,制御を行うことができます。変換素子にひずみゲージを使用
しているので,変換器は小型軽量,機械的変位が極めて小さく,構造がシンプルで直線性にすぐれています。
実験・研究用から工業用計器として,また生産ライン用モニタにも数多く使用されています。ひずみゲージ式
変換器には圧縮,引張などの力を検出するロードセル,水・油・空気などの圧力を検出する圧力変換器,衝撃
や振動加速度を検出する加速度変換器,また各種載荷試験や材料試験用に用いられる変位変換器,回転体
のねじれ力などトルク検出のためのトルク変換器,
自動車試験用の変換器,土木,建築用の土圧,応力,間隙水
圧など測定用の変換器など数多くの種類があります。
変換器のケーブル延長による感度低下
ひずみゲージ式変換器とシグナルコンディショナ,変換
物理量への換算は,変換器の検査成績書に掲載されて
いる校正係数を利用することにより容易にできます。
●ひずみ測定器を使用する場合:測定ひずみ値
求める物理量=測定ひずみ値
( 10­6) A
A:1 10 ひずみに相当する物理量を示した校正
­6
係数
●その他増幅器,
記録器を使用する場合:出力電圧値
求める物理量=
ブリッジ出力電圧
(μV)
B
ブリッジ印加電圧
(V)
B:ブリッジ印加電圧1Vのときの出力電圧1μVに相
当する物理量を示した校正係数
変換器の定格出力の電圧表示(mV/V)
とひずみ表示
( 10­6ひずみ)
の関係
変換器の定格出力の表示で使用されるmV/Vは,
ブリッ
ジ電圧1Vに対する出力電圧
(mV)
を示しています。
器用ディジタル表示器,ひずみ測定器などを接続して
使用する測定で,ケーブルを延長する場合,延長する
ケーブルのもつ抵抗値により生じる感度低下は無視で
きなくなります。これは,ケーブル抵抗値により変換器
に加わる電圧
(印加電圧)
が低下するためです。
感度低下する定格出力は
ε
( R r )
L
ε0 =
i
εi :検査成績書に記載されている定格出力
より求められます。
弊社延長ケーブル
(N-82∼85,
100)を使用する場合の感度低下
参 考
ケーブル長
(L)
感度低下率
(約)
r L(Ω)
(約)
R
R+(r L)
N-82
10m
0.2%
0.8
0.998
N-83
20m
0.5%
1.6
0.995
N-84
30m
0.7%
2.4
0.993
N-85
50m
1.1%
4
0.989
N-100
100m
2.2%
8
0.978
型式名
1mV/V=2000 10 ひずみ
となっています。
詳しくは計測メモP.9-14を参照してください。
R
+
(
)
R:変換器の入力抵抗値(Ω)
r:延長するケーブル1mあたりの往復の抵抗値(Ω)
(m)
L:延長するケーブルの長さ
この電圧とひずみ量
( 10­6ひずみ)
の関係は
­6
●ひずみゲージ式変換器
変換器の測定ひずみ値または
出力電圧値から物理量への換算
ひずみゲージ式変換器
ひずみゲージ式変換器は,ひずみゲージを力→電気量の変換部に使用して各種物理量(荷重,力,圧力,加速
ブリッジ抵抗 R=350Ω 延長ケーブル0.5mm2,
4心クロロプレンキャプタイヤ
ケーブル1mあたりの往復抵抗値 0.0794Ω 0.08Ω
2-2
2
-3
■測定ブロック図
●表示,
測定,制御,監視
●動的現象での測定
ひずみゲージ式変換器
ロードセル
ブリッジユニット
DBU-120A
圧力変換器
計装用
コンディショナ
上・下限接点出力
WGA
USB
BCD
出力
センサインタフェース
PCD-400A
トルク変換器
(モニタ表示)
パソコン
RS232C
LAN
プリンタ
変位変換器
ハブ
コンパクトレコーダ
ロードセル
EDS-400A
CFカード
パソコン
その他の変換器
USB
コンパクトレコーディングシステム
EDX-10A
※変換器のコネクタ,
ケーブルは機種により異なりますの
で,
本文およびP8-1,2を参照してください。
●ひずみゲージ式変換器
注)
計装用コンディショナWGA型と組み合わせた時,圧
力変換器の初期不平衡によって測定レンジを超える
場合が稀に発生します。詳細はお問い合わせくださ
い。
圧力変換器
USB
ユニバーサルレコーダ
加速度変換器
●中速動的現象
EDX-100A
ユニバーサルレコーダ
USB
EDX-200A
トルク変換器
LAN
ロードセル
ハブ
メモリレコーダ/アナライザ
EDX-3000A
変位変換器
LAN
A-D
圧力変換器
オンライン型コンディショナ
変換器
MCE-24A
ハブ
パソコン
RS-232C
ネットワークターミナルボックス
NTB-500Aシリーズ
マルチコンディショナ
CAN
変位変換器
その他の変換器
MCD-A
A-D
変換器
CAN­USB
インタフェース
パソコン
パソコン
動ひずみ測定器
DPM
その他の変換器
シグナルコンディショナ
CDV,CDA-900A
2-3
レコーダ
2
-4
ひずみゲージ式変換器
●データロガーによる測定(静的現象)
高速データロガー
パソコン
UCAM-550A
ロードセル
多チャネル測定時必要
●ひずみゲージ式変換器
LAN
RS-232C
LAN
圧力変換器
スキャナ USB
データロガー
UCAM-60B
パソコン
ハブ
トルク変換器
RS-232C
LAN
データロガー
UCAM-65B
パソコン
ハブ
変位変換器
CAN
その他の変換器
ネットワークターミナルボックス
NTBシリーズ
CAN­USB
インタフェース
USB
パソコン
2-4