JPS59190603A - ひずみゲ−ジ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はひずみ測定ゲージに係り、特にゲージベースに
絶縁脆性材であるセラミックスを用いて低温から高温の
広範囲温度領域で使用できるひすみケージに関する。

〔従来技術〕

脆性材を利用してひずみ計測を行なう従来のひずみ測定
法としては応力塗料を用いる方法が存在する。応力塗料
は塗料の割れ状況から応力の大きさあるいは主応力方向
を推定する方法であり、応力の太きさは目で見て判断す
る。そのため精度良く測定することは困難であり、また
使用に熟練を要し７簡易に利用できにくい欠点があった
。さらに高温状態で実機プラントのひずみ測定を行なう
ことも困難である。

〔発明の目的〕

本発明は低温域から高温域の広範囲温度領域にわたって
簡易にひずみ測定可能なひすみケージを提供するにある
。

〔発明の概要〕

本発明は低温域から高温域にわたって広範囲に精度良く
簡易にひずみ測定が行なえるひずみケ〜ジを得るために
なされたものである。特に従来困ｆｆ１ｌｌｉ’＆極め
ている高温でのひずみ測定を容易としたその目的上、低
温域から高温域にわたって材料の特性が比較的安定して
いるセラミックス等の絶縁脆性材をゲージベースに使用
し、ゲージベースに薄く金属を付着させた構造のひずみ
ケージである。

ケージベースの絶縁脆性材がある限界ひすみ以上で脆性
破壊する性質を利用して、ケージベースの破断と共にゲ
ージベースに付着している金属箔を破断せしめ、金属箔
切断による電気抵抗の変化量を計測してひずみ値を求め
ることを％徴としたひすみゲージである。

〔発明の実施例〕

第１図、第２図にひすみケージ１の全体及び構成図を示
ず。絶縁脆性材料からなるゲージベース２は被測定物９
に接着剤４にエリ同１定され、絶縁体のケージベース２
は導電体の金属３が薄く塗布されている。被測定物９が
変形するとき金属３の電気抵抗が端子６間で変化するこ
とを利用して定量的にひずみ測定を行なうものである。

本発明によるひずみゲージはゲージベース２にある限界
ひずみ以上で脆性破壊する絶縁脆性材としてセラミック
ス全使用し、セラミックスのケージベース２に導電体の
金属３を薄く付着させる。

金属３けどのような金属でも使用可能であるが、特に高
温域での使用に耐える必要がある。そのため例えば高温
に強いニッケルークロム合金を使用すると良い。また接
着剤４も高温に耐える例えはセラミックス接着剤を用い
被測定物９とセラミックスケージベース２を固定する。

本発明のひずみケージにひずみが付加されると特にケー
ジ幅を小さくした場合は、第３図に示すように６る限界
以上のひずみ発生と同時にセラミックスのゲージベース
２が破断する。ゲージベース２に薄く付着された金属箔
３はゲージベース破断箇処でのひずみ集中のため当該部
に対応する箇処で破断する。金属箔３の破断によってケ
ージ端子６間の電気抵抗の変化量ΔΩは第４図に示すよ
うに付加ひずみの大きさに比例して増大するステージＩ
の状態からステップ状に無限大に増大するステージ■に
移行する。この現象Ｊ：リイ皮ｉｌ！Ｉ定物９には、ケ
ージベース２のセラミックス７５−脆＝イ波壊する１鼓
界ひずみεｒｓが生じていることを検ｔＢ−ｊ−ること
かできる。

この基本的な特性を応用することに、Ｘ：り第５１ＥＩ
に示す五つにケージ幅を大きくし面積を犬きくすること
に、ｌ：す、ひすみ値を連続的に泪ＩＩ　′Ｉ＝するこ
とができる。つまり第５図のようにひずみの増大と共に
、ゲージベース２と金属箔３の害１ｊ′ｉ″Ｉ−は応カ
イ乍用方向に対して口角に発生増力口する。その際、ゲ
ージ端子６間の電気抵抗の変化量ΔΩは第６図に示すご
とく、割れの増加と共にステーｕｌ’　　のよりにステ
ップ状に増加する現象を示し、第４図１のケージ幅が小
さい場合見もノ］２な力λつだ挙動を示す。

ケージ幅を太きくシ、あらかじめゲージベース２の割れ
によるひずみεと電気抵抗の変イヒ量ΔΩの関係を把握
しておくことにより、被ｉ１＋１定物のひずみを連続的
に求めることができる。ケージベース２のセラミックス
の特性として脆１生破壊するＷ丈界ひ１′みε。１の値
を適切に選択することによりＪ＼さなひずみから比較的
大きなひずみ領域捷で泪１１定力；可能である。

本発明の応用変形例として第７図１、第８図１に示すよ
うにゲージベース２に２種以上の脆性破壊強度の異なる
絶縁脆性材２　ａ　＋　２　ｂ＋・・・、　２ｔ　全ｆ
１ｍべて用いることによっても第６図１のような特性７
５毫得られる。

本発明のひずみゲージにケージ端子６を２対以上の複数
対設は多軸応力状態のびずみＩ１１定カミできる。第９
図は２輔、第１０図は３軸方１句のひずみ測定用のひず
みゲージを示したものである。

〔発明の効果〕

本発明のひずみゲージ金１吏用することにより、低温域
から高温域の広い範囲にわたって簡易にひずみ測定が可
能であり、特に従来困離であった高温でのひずみ測定に
威力を発揮する。

また、多軸ひすみ測定には、従来のワイヤ式ひずみゲー
ジのように方向性を考慮し複雑に設置−ｒる必要がなく
、ゲージ端子を複数設置するのみで容易に測定できる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明ひずみゲージの上面図及び側
面図、第３図はケージ幅が小さい場合でゲージベースが
破断し７た状態図、第４図は第３図の状態壕での電気抵
抗の変化量とひすみの関係図（、ｆ！、５図はゲージ幅
が大きい場合のり゛−ジ割れ状況図、第６図は第５図に
おけるひずみと電気抵抗の変化量の関係を示す線図、第
７図、第８図は本発明ひずみゲージで２称以上の異なる
ゲージベースを使用したひずみケージ説明図、第９図は
本発明ひずみケージの２　’Ｉｌｌひずみゲージ説明図
、第１０図は３軸の多軸ひずみを測定する方法を示す図
である。 １・・・ひずみゲージ、２・・・ケージベース、２ａ・
・・ケージベースａ、２ｂ・・・ゲージベースｂ、２Ｃ
・・・ケージベースｃ、２ｄ・・・ゲージベースｄ、２
ｅ・・・ゲージベースｅ、２ｆ・・・ケージベースｆ、
３・・・金属箔、４・・・接着剤、５・・・リード線、
６・・・ゲージ端子、７・・・電気抵抗測定器、８・・
・ケーブル、９・・・被測定物。 ＄８日 ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　被測定物にゲージベースを固定し当該ゲージベース
   面に導電体を付着させたひずみゲージにおいて、上記ゲ
   ージベースを脆性破壊する絶縁脆性材により構成するこ
   とによって、被測定物のひずみ量を導電体破断による導
   電体の電気抵抗の変化量に基づいて検出することを特徴
   としたひずみゲージ。 ２、特許請求の範囲第１項において、ゲージベースｆ２
   種以上の異なる絶縁脆性材を並べ＋１４用したことを特
   徴としたひずみケージ。 ３、特許請求の範囲第１項及び第２項において、導電体
   の電気抵抗を計測する端子を２対以上の複数対設けて多
   軸ひすみ測定を可としたことを％徴としたひずみゲージ
   。