JPS59187205A - せん断型ひずみ検出器 - Google Patents
せん断型ひずみ検出器Info
- Publication number
- JPS59187205A JPS59187205A JP6005983A JP6005983A JPS59187205A JP S59187205 A JPS59187205 A JP S59187205A JP 6005983 A JP6005983 A JP 6005983A JP 6005983 A JP6005983 A JP 6005983A JP S59187205 A JPS59187205 A JP S59187205A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- measured
- generating portion
- detector
- slits
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、被測定対象物に取付けて詠被測定対象物に生
するひずみを検出し、そのひすみに相応する電気信号を
得るぜん新型ひずみ検出器に関するものである。
するひずみを検出し、そのひすみに相応する電気信号を
得るぜん新型ひずみ検出器に関するものである。
従来のひすみ検出器は、一般に座屈を防止すべく起歪部
を中空厚肉円筒状あるいは断面正方形状に形成して断面
形状を大きくしである。そのため、剛性が高くなり、ひ
すみ感度が低いばかりでなく被測定対象物の剛性か小さ
い例えば、薄い板材やプラスチック等のひずみはひずみ
検出器自体の剛性で支えてしまう結果、正確なひずみ検
出が困難であった。
を中空厚肉円筒状あるいは断面正方形状に形成して断面
形状を大きくしである。そのため、剛性が高くなり、ひ
すみ感度が低いばかりでなく被測定対象物の剛性か小さ
い例えば、薄い板材やプラスチック等のひずみはひずみ
検出器自体の剛性で支えてしまう結果、正確なひずみ検
出が困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、圧縮および
引張りに対する剛性は小さく、大きな電気的信号を取出
し得るせん新型ひすみ検出器を提供することを目的とし
ている。
引張りに対する剛性は小さく、大きな電気的信号を取出
し得るせん新型ひすみ検出器を提供することを目的とし
ている。
すなわち、本発明の特徴とするところは、荷重印加方向
両端部にそれぞれ被測定対象物へ取付けるための取付部
が形成され、略中夾ｆｆ１５が起歪部とされ、この起歪
部を挟んで互いに反対の側縁部から前記起歪部に至るス
リン１〜か形成されて成る起歪板と、この起歪板の前記
起歪部に荷重印加方向に対し略４５°をなす方向に向け
て添着されたひずみゲージとを具備するごとにある。
両端部にそれぞれ被測定対象物へ取付けるための取付部
が形成され、略中夾ｆｆ１５が起歪部とされ、この起歪
部を挟んで互いに反対の側縁部から前記起歪部に至るス
リン１〜か形成されて成る起歪板と、この起歪板の前記
起歪部に荷重印加方向に対し略４５°をなす方向に向け
て添着されたひずみゲージとを具備するごとにある。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の第１の
実施例の構成を示すそれぞれ平面図、正面中央横断面図
および同図（Ａ）Ｘ−Ｘ線断面図である。
実施例の構成を示すそれぞれ平面図、正面中央横断面図
および同図（Ａ）Ｘ−Ｘ線断面図である。
同図において、１は薄板材からなる起歪板であり、この
起歪板１の長手方向（荷重印加方向）における両端部に
は、被測定対象物へ取付けるための取付部としての取付
孔２，３が穿設されており、略中央部は起歪部４とされ
、ひすみゲージＳＧＩおよびＳＧ２が取付孔２，３を結
ぶ線分すなわち荷重印加方向に対し４５°および１３５
°をなす方向に向けて接着、その他の手段により添着さ
れている。この起歪部４を挟んで互いに反対の側縁部か
ら取付孔２，３を結ぶ線分５に直交する２本のスリット
６．７が形成されている。この場合スリット６および７
の長さは、起歪板１の側縁部から、線分５を若干過ぎた
部位に達する長さとされ、さらに、この起歪板】の短辺
方向（荷重印加方向に直交する方向）の両端縁にはそれ
ぞれ同し側へ９０°折曲された座屈防止用の補強リブ８
，９が設けられている。この起歪板１は、薄い板材を素
材として、例えばプレスマシンによって取付孔２，３お
よびスリット６．７は打抜かれ、補強リブ８゜９は折曲
げ成形される。この第１の実施例の場合、上述の起歪板
１を２枚背中合せに重合し、その表、裏の起歪部４にそ
れぞれひすみゲージＳＧＩ、ＳＧ２を添着してひずみ検
出器が構成されている。
起歪板１の長手方向（荷重印加方向）における両端部に
は、被測定対象物へ取付けるための取付部としての取付
孔２，３が穿設されており、略中央部は起歪部４とされ
、ひすみゲージＳＧＩおよびＳＧ２が取付孔２，３を結
ぶ線分すなわち荷重印加方向に対し４５°および１３５
°をなす方向に向けて接着、その他の手段により添着さ
れている。この起歪部４を挟んで互いに反対の側縁部か
ら取付孔２，３を結ぶ線分５に直交する２本のスリット
６．７が形成されている。この場合スリット６および７
の長さは、起歪板１の側縁部から、線分５を若干過ぎた
部位に達する長さとされ、さらに、この起歪板】の短辺
方向（荷重印加方向に直交する方向）の両端縁にはそれ
ぞれ同し側へ９０°折曲された座屈防止用の補強リブ８
，９が設けられている。この起歪板１は、薄い板材を素
材として、例えばプレスマシンによって取付孔２，３お
よびスリット６．７は打抜かれ、補強リブ８゜９は折曲
げ成形される。この第１の実施例の場合、上述の起歪板
１を２枚背中合せに重合し、その表、裏の起歪部４にそ
れぞれひすみゲージＳＧＩ、ＳＧ２を添着してひずみ検
出器が構成されている。
次に、上記構成よりなる第１の実施例の作用につき説明
する。
する。
先ず、被測定対象物にひずみ検出器を取付けるボルト（
図示せず）の穴またはねし穴を形設し、該ボルトを起歪
板１に穿設された取付孔２゜３に挿通し、被測定対象物
に設けられた例えば上記ねし穴に捻し込むことによって
、ひずみ検出器を被測定対象物に取付ける。
図示せず）の穴またはねし穴を形設し、該ボルトを起歪
板１に穿設された取付孔２゜３に挿通し、被測定対象物
に設けられた例えば上記ねし穴に捻し込むことによって
、ひずみ検出器を被測定対象物に取付ける。
この被測定対象物に仮に圧縮荷重が印加された場合には
、取付ボルト（図示せず）を介して起歪板１に伝達され
起歪板１を圧縮する。起歪Ｆｉｌには、スリット６．７
が一方に偏して穿設されているため、起歪部４に作用す
る作用点が第１図（Ａ）におけるＧｌ、Ｇ２に移動する
と考えられる。そのため上記するように取付孔２゜３に
圧縮荷重が印加された場合、起歪部４に集中的にせん断
ひずみを生ずる。このせん断ひずみによって、起歪部４
上に荷重方向に対しそれぞれ４５°および１３５°の方
向に添着された合計４枚のひずみゲージＳＧＩ、ＳＧ２
は、縮みまたは伸びる。一般に４枚のひすみゲージによ
ってホイートストンブリッジ回路が構成されるため、ホ
イートストンブリッジ回路の出力端からは、起歪部４の
せん断ひずみに相応した出力信号が送出され、これをひ
ずみ測定器（図示せず）によって、せん断ひずみ量を測
定することができる。
、取付ボルト（図示せず）を介して起歪板１に伝達され
起歪板１を圧縮する。起歪Ｆｉｌには、スリット６．７
が一方に偏して穿設されているため、起歪部４に作用す
る作用点が第１図（Ａ）におけるＧｌ、Ｇ２に移動する
と考えられる。そのため上記するように取付孔２゜３に
圧縮荷重が印加された場合、起歪部４に集中的にせん断
ひずみを生ずる。このせん断ひずみによって、起歪部４
上に荷重方向に対しそれぞれ４５°および１３５°の方
向に添着された合計４枚のひずみゲージＳＧＩ、ＳＧ２
は、縮みまたは伸びる。一般に４枚のひすみゲージによ
ってホイートストンブリッジ回路が構成されるため、ホ
イートストンブリッジ回路の出力端からは、起歪部４の
せん断ひずみに相応した出力信号が送出され、これをひ
ずみ測定器（図示せず）によって、せん断ひずみ量を測
定することができる。
ここで、ひずみ検出器の取付寸法をし、被測定対象物上
のこの寸法り間に発生する圧縮ひずみをＥａ、ひずみ検
出器の伸びをΔＬとすると、伸びΔＬは次式で表わされ
る。
のこの寸法り間に発生する圧縮ひずみをＥａ、ひずみ検
出器の伸びをΔＬとすると、伸びΔＬは次式で表わされ
る。
ΔＬ＝εａ −Ｌ（ｉ ）
ひずみ検出器にΔＬの伸びが発生したとき起歪部４に発
生するせん断心力σＳは、次式で表わされる。
生するせん断心力σＳは、次式で表わされる。
３Ｅ−ｈ−Ｌ・Ｅａ
８、？・ ０′９
ここで、ｔは起歪部４の厚さ、ｈは起歪部４の高さ、Ｅ
は縦弾性率、■は断面２次モーメント、Ｑは起歪部４の
長さ、である。
は縦弾性率、■は断面２次モーメント、Ｑは起歪部４の
長さ、である。
また、せん断心力σＳとせん断ひずみεＳとの関係はポ
アッソン数をｍとすると次の如くである。
アッソン数をｍとすると次の如くである。
２（・・１） （３）上記（２）式
と（３）式より ェ 、Ｉｅ３ （４）上記（４）式で
示すように被測定対象物上のひずみとひずみ検出器に発
生するひずみ（せん断ひすみ）には倍率関係があること
が分る。
と（３）式より ェ 、Ｉｅ３ （４）上記（４）式で
示すように被測定対象物上のひずみとひずみ検出器に発
生するひずみ（せん断ひすみ）には倍率関係があること
が分る。
因に、上記（４）式に具体的な数値を代入して計算して
みる。すなわち、ｈ＝８ｍｍ、Ｑ＝４２ｍｍ、Ｌ＝４０
ｍｍ、ｍ＝３．３とすると、こ ａ ろ、３
Ｘ４Ｘ１２５となる。
みる。すなわち、ｈ＝８ｍｍ、Ｑ＝４２ｍｍ、Ｌ＝４０
ｍｍ、ｍ＝３．３とすると、こ ａ ろ、３
Ｘ４Ｘ１２５となる。
次にｆｌ＝８ｍｍに変えて計算すると、次の値が得られ
る。
る。
ｍ＝４，８８６
ε ａ
この後者の計算例の場合、被測定対象物のひずみ（圧縮
または引張ひすみ）に対して、ひずみ検出器には約５倍
のひずみ（せん断ひずみ）が発生することになる。つま
り、比較的小さい作用力（印加荷重）で且つ小さい変形
量で応動して大きな検出出力を発生するひずみ検出器が
得られる。従って、この検出器によＡｔは、薄い板材や
プラスチックなどの剛性の小さい被測定対象物のひずみ
の検出が可能であり、また、微小ひずみも正確に検出で
きる。而して、この第１の実施例によれば、２枚の起歪
板１が対称的に重合されているためひずみ検出器に曲げ
力が作用してもひずみ検出出力に殆んど影響を与えない
。また、ひずみ検出器に加わる圧縮力を補強リブ８，９
でも受けるように構成しであるので、この補強リブ８，
９によって座屈を防止することができる。従って、大き
な圧縮ひずみが生ずるような場合でも座屈がなく、正確
な圧縮ひずみ量を検出することができる。
または引張ひすみ）に対して、ひずみ検出器には約５倍
のひずみ（せん断ひずみ）が発生することになる。つま
り、比較的小さい作用力（印加荷重）で且つ小さい変形
量で応動して大きな検出出力を発生するひずみ検出器が
得られる。従って、この検出器によＡｔは、薄い板材や
プラスチックなどの剛性の小さい被測定対象物のひずみ
の検出が可能であり、また、微小ひずみも正確に検出で
きる。而して、この第１の実施例によれば、２枚の起歪
板１が対称的に重合されているためひずみ検出器に曲げ
力が作用してもひずみ検出出力に殆んど影響を与えない
。また、ひずみ検出器に加わる圧縮力を補強リブ８，９
でも受けるように構成しであるので、この補強リブ８，
９によって座屈を防止することができる。従って、大き
な圧縮ひずみが生ずるような場合でも座屈がなく、正確
な圧縮ひずみ量を検出することができる。
第２図（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の第２の実施例の
構成を示す平面図および同図（Ａ）Ｘ−Ｘ線断面図であ
る。
構成を示す平面図および同図（Ａ）Ｘ−Ｘ線断面図であ
る。
この第２の実施例は、起歪板１′の端縁にある座屈防止
用の補強リブ８’ 、９’ が互いに反対方向を向いて
いる点およびフッシュｌＯと１１ （但し１１は図には
あられれない）、ブツシュ１２と１３がそれぞれ起歪板
１′を挟むようにして取付けられている点が第１の実施
例と相違している。特にこの第２の実施例の場合、起歪
板１′が一枚ですむので、第１の実施例に比較して１／
２の力でひずみ検出が可能となる。
用の補強リブ８’ 、９’ が互いに反対方向を向いて
いる点およびフッシュｌＯと１１ （但し１１は図には
あられれない）、ブツシュ１２と１３がそれぞれ起歪板
１′を挟むようにして取付けられている点が第１の実施
例と相違している。特にこの第２の実施例の場合、起歪
板１′が一枚ですむので、第１の実施例に比較して１／
２の力でひずみ検出が可能となる。
この図において取付孔２”、３’ 、起歪部４′、線分
５′、スリット６’ 、７’ 、作用点０１′、Ｇ２’
は、第１図に示した２、３，４，５，６゜７、Ｇ］、、
Ｇ２とそれぞれ対応する。
５′、スリット６’ 、７’ 、作用点０１′、Ｇ２’
は、第１図に示した２、３，４，５，６゜７、Ｇ］、、
Ｇ２とそれぞれ対応する。
なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではな
く種々変形して実施できるものである。
く種々変形して実施できるものである。
例えば、スリットは、上記各実施例の場合、いずれも荷
重印加方向（取付孔２，３等を結ぶ線分）に直交する方
向に形設した例を示しであるが、必らずしも直交する必
要はなく、前記線分５，５′に対しある角度をもって交
わるように形設してもよい。
重印加方向（取付孔２，３等を結ぶ線分）に直交する方
向に形設した例を示しであるが、必らずしも直交する必
要はなく、前記線分５，５′に対しある角度をもって交
わるように形設してもよい。
さらに、第１図示の実施例の上下面に補強リブ８，９と
同一の高さとなるようにエポキシ樹脂、合成ゴムなどの
硬質充填剤を硬化させ、座屈防止のためのモールド体を
形成してもよい。
同一の高さとなるようにエポキシ樹脂、合成ゴムなどの
硬質充填剤を硬化させ、座屈防止のためのモールド体を
形成してもよい。
この場合、モールド体の弾性率は、例えは起歪板３１の
１／１０以下のものが選ばれる。
１／１０以下のものが選ばれる。
以上詳述したように本発明によれば、圧縮および引張り
に対する剛性が小さく、小容量から大容量のものが容易
に得られ、特に小荷重、微少ひずみに対して高感度に応
動しこれを電気信号として取出し得るせん新型ひすみ検
出器を提供することができる。
に対する剛性が小さく、小容量から大容量のものが容易
に得られ、特に小荷重、微少ひずみに対して高感度に応
動しこれを電気信号として取出し得るせん新型ひすみ検
出器を提供することができる。
第１図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は本発明の第１の実
施例の構成を示すそれぞれ平面図、正面中央横断面図お
よび同図（Ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、第２図（Ａ）
および（Ｂ）は本発明の第２の実施例の構成をそれぞれ
示す平面図、および同図（Ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図
である。 １．１′・・・・・・起歪板、 ２．３．２’ 、３’・・・・・・取付孔、４，４′
・・・起歪部、 ５．５′・・・ 線分、 ６．７．６’ 、７’ ・・・スリット、８．９．８
’ 、９’・・・・・補強リブ、１０．１１，１２．１
３・・・・・・ブツシュ、ＳＧ、ＳＧＩ、ＳＧ２・・・
・・・ひずみゲージ。 第 ２ 図 （Ａ） （Ｂ）
施例の構成を示すそれぞれ平面図、正面中央横断面図お
よび同図（Ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図、第２図（Ａ）
および（Ｂ）は本発明の第２の実施例の構成をそれぞれ
示す平面図、および同図（Ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図
である。 １．１′・・・・・・起歪板、 ２．３．２’ 、３’・・・・・・取付孔、４，４′
・・・起歪部、 ５．５′・・・ 線分、 ６．７．６’ 、７’ ・・・スリット、８．９．８
’ 、９’・・・・・補強リブ、１０．１１，１２．１
３・・・・・・ブツシュ、ＳＧ、ＳＧＩ、ＳＧ２・・・
・・・ひずみゲージ。 第 ２ 図 （Ａ） （Ｂ）
Claims (1)
- （］）被？Ｊ＋８定対象物に取付けて該被測定対象物に
生ずるひずみを検出し、そのひずみに相応する電気信号
を得るひすみ検出器において、荷重印加方向両端部にそ
れぞれ被測定対象物へ取付けるための取付部か形成され
、略中央部が起歪部とされ、この起歪部を挟んで互いに
反対の側縁部から前記起歪部に至るスリンｌ〜か形成さ
れて成る起歪部と、この起歪板の前記起歪部に荷重印加
方向に対し略４５°をなす方向に向けて添着されたひず
みゲージとを具備するぜん新型ひずみ検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6005983A JPS59187205A (ja) | 1983-04-07 | 1983-04-07 | せん断型ひずみ検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6005983A JPS59187205A (ja) | 1983-04-07 | 1983-04-07 | せん断型ひずみ検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59187205A true JPS59187205A (ja) | 1984-10-24 |
| JPH038682B2 JPH038682B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=13131127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6005983A Granted JPS59187205A (ja) | 1983-04-07 | 1983-04-07 | せん断型ひずみ検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59187205A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098601A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Molten Corp | ずれ力測定装置 |
| JP2007033050A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Shimizu Corp | 歪センサ |
| JP2008241615A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Nissan Motor Co Ltd | 応力測定装置およびこれを用いた応力測定方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124203A (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | Toyo Denshi Kk | Detection system for strain of shear type plate |
-
1983
- 1983-04-07 JP JP6005983A patent/JPS59187205A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57124203A (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-03 | Toyo Denshi Kk | Detection system for strain of shear type plate |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098601A (ja) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Molten Corp | ずれ力測定装置 |
| JP2007033050A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Shimizu Corp | 歪センサ |
| JP2008241615A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Nissan Motor Co Ltd | 応力測定装置およびこれを用いた応力測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038682B2 (ja) | 1991-02-06 |
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