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ひずみゲージ
1
ひずみゲージ
一般用
防水用 / コンクリート用
複合材料・プリント基板・プラスチック用
高温用 / 低温用 / 微小ひずみ用
大ひずみ用
抗磁性用
高圧水素ガス環境用 / 曲げひずみ測定用
プロテクタ付ゲージ / 埋込ゲージ
クラックゲージ
接着剤 / コーティング剤
特別注文品ゲージ
圧力測定フイルム
※特殊用途にご使用いただく場合には,営業員までお問い合わせください。
※価格,納期については,営業員にお問い合わせください。
※詳細カタログを用意してありますので,ご請求ください。
1
-1
ひずみゲージ
ひずみゲージ
■ひずみ,
応力,
ポアソン比
D
P
ΔL
2
D− ΔD
− ΔD
2
図1
− ΔD
2
ひずみゲージ
材料に引張力Pを加えると,これに対応した応力σが材料
内部に発生します。材料は応力に比例した断面の収縮と
ともに伸びが発生し,力を加える前の長さLはΔLだけ伸び
ます
(図1の上)
。
P
ΔL
2
L
L+Δ L
(引張)
L− ΔL
P
Δ
− L
2
L
(圧縮)
このときの両者の伸びの比率をひずみとよび
ε= Δ L
L
ε:ひずみ
L :力を加える前の長さ
Δ L :変形長さ
と表されます
(引張ひずみ)。なお,圧縮力を加えると,
ひずみは
ε= ­Δ L
L
となります
(圧縮ひずみ,図1の下)
。
1-1
ε= ΔL = 0.01 = 0.0001 = 100 10­6
L
100
したがって,ひずみは無名数で,数値の後に 10­6ひずみ,
με,
μm/mなどをつけてあらわされています。弊社では,
ひずみを
「 10­6ひずみ」
と表示し,読みはマイクロひずみ
です。
材料に加えられた力によって内部に発生した応力とひずみ
の間には,フックの法則により
σ= Eε
σ:応力
E :縦弾性係数
ε:ひずみ
ΔD
2
D
Δ
− L
2
D+Δ D
ΔD
2
P
例えば,長さ100mmの材料が引張力を受けて0.01mm
変形したときは
の式で表されます。この式からひずみに縦弾性係数を乗
ずることで応力が求められます。引張力Pを加えたとき材
料は軸方向に伸びるに従って,直角方向は縮みます。軸
方向の伸びを縦ひずみ,直角方向の縮みを横ひずみとい
い,縦ひずみと横ひずみの比の絶対値をポアソン比といい,
2
ν= ε
ε1 ν :ポアソン比
ΔL
ΔL(図1)
­
ε1 :縦ひずみ または L
L
Δ
ΔD(図1)
­ D
ε2 :横ひずみ または D
D
となります。ポアソン比は材料によって異なります。主な
材料の縦弾性係数,ポアソン比は工業材料の機械的性質
(P.9-1)
を参照してください。
1
-2
表面に接着してひずみを測定すれば,強度や安全性を知ることができます。このため,機械,自動車などの
移動体,電気,電機,土木建築,医学,食品などの各業界で使用されています。
また,力,圧力,加速度,振動,変位,トルクなどのセンサの受感素子としても応用され生産ラインなどの計測・
制御用としても使用されています。
弊社はひずみゲージをわが国で初めて
(1951年)生産を開始してからの技術と経験をもとに性能の優れた,
ひずみゲージ
ひずみゲージは機械的な寸法の微小な変化(ひずみ)
を電気信号として検出するセンサで,材料や構造物の
環境に適合した品種を多数製造しています。
■ひずみゲージの構造
金属材料は,その金属固有の抵抗値をもっていますので,
外部から引張力
(圧縮力)
を加えられると伸び
(縮み)
,そ
の抵抗値は増加
(減少)
します。金属材料にひずみが加え
られたときRであった抵抗値がΔRだけ変化したとすれば,
次の関係が成り立ちます。
ひずみゲージは,薄い樹脂の電気絶縁体上に格子状の
金属箔をフォトエッチングで製作されたものに引出線で
あるゲージリードが取り付けられたものです。その構造を
図2に示します。
ひずみゲージを被測定箇所に専用接着剤で接着します。
被測定箇所に発生したひずみは,接着剤,ひずみゲージ
のベースを介してひずみ受感部に伝達されます。ひずみ
を精度よく測定するためには,被測定材料・使用温度
など使用条件に合ったひずみゲージと接着剤を選択する
必要があります。ひずみゲージを金属に接着する方法は,
ひずみゲージの接着法と防湿処理
(P.9-9)
を参照してくだ
さい。
ΔR
R
= Ks・ΔL = Ks・ε
L
Ksはゲージ率といい,ひずみゲージの感度を表す係数
で,一般用のひずみゲージで使われている銅・ニッケ
ル系やニッケル・クロム系合金ではほぼ2です。
■ひずみゲージの種類
ひずみゲージ
■ひずみゲージの原理
ひずみゲージには,箔ひずみゲージ,線ひずみゲージ,
半導体ひずみゲージなどがあります。
ベース長
※KFGゲージの例
グリッド長(ひずみ受感部)
ラミネート処理
ベース材
(ゲージ長)
ベース幅
ひずみゲージの構造
グリッド幅
図2
センタマーク
ベース材
金属箔
接着面
ラミネートフィルム
はんだ
ゲージリード[銀クラッド銅線
(φ0.12∼0.16)25mm付]
1-2
1
-3
ひずみゲージ
■ひずみ測定の原理
とし,ブリッジ電圧をE
(V)
とすると,出力電圧e(
は
0 V)
R 1R 3­ R 2R 4
e 0 = (R1+
・E
(R3+R4)
R 2)
いま,抵抗R1をひずみゲージとし,ひずみによりR1が
ΔRだけ変化したとすると,
R1+ΔR)R3­R2R4 ・
e 0 = ((
E
(R3+R4)
R1+ΔR+R2)
ここで,R1 = R2 = R3 = R4 = Rとすれば,
e 0=
R2+R ΔR­R2 ・
E
(2R+ΔR)2R
R≫ΔRとみなせるので,
e 0≒ 14 ・ΔRR ・E
1
= 4 ・Ks・ε・E
となり,抵抗変化分に比例した出力電圧が得られるととも
に,ひずみにも比例した出力電圧が得られることになりま
す。この微小電圧を増幅器で拡大して,アナログ出力と
して得たり,デジタル値として表示してひずみを測定する
ことができます。
1-3
図3
R1
R2
出力電圧
ひずみゲージ
ひずみゲージは,それ単独で用いるとひずみによる抵抗
の変化は極めて小さいので,図3に示すホイートストンブ
リッジ回路に組み,抵抗の変化を電圧の変化に変換して
測定します。図3において,各抵抗をR1,R2,R3,R(Ω)
4
ひずみゲージ
e0
R4
R3
ブリッジ電圧E
■ひずみゲージの結線法
ひずみゲージでブリッジ回路を構成する場合には,測定
目的に応じて1,2,4ゲージ法があります。それぞれの
結線法を図4,図5,図6に示します。なお,測定目的に
応じてひずみゲージの配置,結線法,ブリッジの出力な
どにより多数ありますので,ひずみゲージブリッジの組み
方例
(P.9-7,9-8)
を参照してください。
●1ゲージ法
ブリッジ回路の一辺にひずみゲージが,他の三辺に固定
抵抗が接続される回路です。この方式は一般の応力・ひ
ずみ測定に簡便なため広く行われていますが,図4-1の1
ゲージ2線式ではリード線の影響を大きく受けるため,温
度変化の大きい場合やリード線が長くなる場合には,図
4-2の1ゲージ3線式を使用しなければなりません。1ゲー
ジ3線式については,リード線の温度影響の補償法
(P.94)を参照してください。
1
-4
ひずみゲージ
Rg
R
R
図4-2
R
Rg1
e0
E
R
E
e0
ひずみゲージ
Rg
R
●2ゲージ法
ブリッジ回路の二辺にひずみゲージが,他の二辺に固定
抵抗が接続される回路です。2枚のひずみゲージのうち
1枚をアクティブゲージ,他の1枚を温度補償用のダミー
ゲージとするアクティブ・ダミー法
(図5-1)
や2枚ともア
クティブゲージとする2アクティブ法
(図5-2)
があります。
2アクティブ法は,測定対象以外のひずみ成分の除去な
どに使われますが,測定目的によって図5-1や図5-2の2
通りの接続がとられますので,ひずみゲージブリッジの組
み方例
(P.9-7,9-8)
を参照してください。
図5-1
R
R
e0
ひずみゲージ
ダミーゲージ
またはアクティブゲージ
ひずみゲージ
アクティブゲージ
Rg2
対辺2アクティブゲージ法2線式
R
E
Rg1
Rg2
R
ひずみゲージ
アクティブゲージ
e0
ひずみゲージ
ひずみゲージ
R
ひずみゲージ
アクティブゲージ
図5-2
図4-1
●4ゲージ法
ブリッジ回路の各辺がすべてひずみゲージで構成される
回路です
(図6)
。この回路は,変換器
(センサ)製作時の
出力を大きくしたり,温度補償を向上させます。また,測
定対象以外のひずみ成分の除去などに使われます。詳細
はひずみゲージブリッジの組み方例
(P.9-7,9-8)
を参照
してください。
図6
Rg1
Rg2
e0
Rg3
Rg4
E
E
2ゲージ法
1-4
1
-5
ひずみゲージ
■自己温度補償型ゲージ
(セルコンゲージ®)
ひずみゲージ
被測定材に接着したひずみゲージは,外力によるひずみ
以外に温度変化があると,被測定材とひずみゲージ抵抗
素子の線膨張係数の違いおよびひずみゲージ抵抗素子の
温度による抵抗値変化の影響でみかけひずみを生じます。
セルコンゲージ®は,被測定材に適合するようにひずみ
ゲージ抵抗素子材の抵抗温度係数を調整し温度によるみ
かけひずみを最小にしたひずみゲージです。
弊社のひずみゲージはほとんどがセルコンゲージ®で,適
合材に接着した場合,見かけひずみは自己温度補償範囲
で 1.8 10­6ひずみ/ ℃以内です。なお,KFG型ゲージ
の自己温度補償特性は図7に示すように,使用頻度の高
い20 ∼ 40 ℃間は 1 10­6ひずみ/ ℃以内となっていま
す。セルコンゲージ®の原理は,計測メモの中の自己温
度補償型ゲージ
(セルコンゲージ®)
の原理
(P.9-4)
を,適
用材料はひずみゲージの型式名とその読み方
(P.1-6)
を
参照してください。
■KFGゲージの温度による見かけひずみの特性例
温度による見かけひずみ出力( 10­6ひずみ)
140
120
100
80
60
40
20
0
­20
­40
­60
­80
­100
­120
­140
℃
み/
.8
+1
温度(℃)
40
50
­1 10­6ひずみ/℃
60
70
­1
.8
接着剤:CC-33A
図7
1-5
●ひずみゲージによる
「ひずみ測定入門」
(改定新版)
10
30
・工業材料の機械的性質
・材料の線膨張係数
・ひずみゲージによる測定例
・引張および圧縮応力の測定
・曲げ応力の測定
・はりのひずみの計算式
・軸のねじれとせん断応力の測定
・2線式結線法でのリード線の温度影響
・絶縁抵抗の影響
・曲面に接着したひずみゲージの抵抗値変化
・ゲージ率の補正式
・ひずみゲージの接着角度誤差の影響
・リード線,ケーブルを延長した場合の補正式
・1ゲージ法の非直線性の補正式
・主応力の大きさと方向の求め方(ロゼット解析)
・先端並列抵抗法による校正値発生法
■参考図書
­6 ひず
10
+1 10­6ひずみ/℃
20
■次の項目については計測メモ
(P.9-1)
に
掲載されていますので参照してください
80
90
10 ­6
ひず
み/
℃
100
……歴史から測定まで……
関東学院大学元学長 高橋 賞
(株)共和電業元取締役社長 河井正安 共著
ひずみゲージ,ひずみ測定の基本を平易に解説してあります。
定価 本体3,200円+税 送料330円
出版社 〒104-0041 東京都中央区新富1-15-3
新富ミハマビル6階
(株)大成社 電話03-5542-3366,FAX03-5542-2077
●ひずみゲージ接着マニュアル
ひずみゲージを正しく接着していただくためのマニュアルです。
1
-6
■ひずみゲージの型式名とその読み方
ゲージパターン
ゲージ長( mm )
適合線膨張係数
N付はベース,グリッド幅が
狭いナロータイプ
リード線の種類と長さ
型式名
KFG-2-120-C1-11 L1M3R
ひずみゲージ
抵抗値(Ω)
適合線膨張係数
( 10­6/℃)
(KCゲージ)
A1 :単軸,片端リード,
(箔ゲージ)
C1 :単軸,片端リード,
C2 :単軸,
90 ,両端リード
C3 :単軸,
0 ,両端リード
C9 :単軸,
片端リード,
(KFNゲージ)
C11 :単軸,2素子厚み1mm,(KFFゲージ)
C12 :単軸,2素子厚み2mm,(KFFゲージ)
C15 :単軸,右,45 ,剪断用,片端リード
C16 :単軸,左,45 ,剪断用,片端リード
(ボルト軸力用)
C20 :単軸,片端リード,
D1 :2軸 0 /90 ,両端リード
D2 :2軸 0 /90 ,両端リード(トルク用)
D3 :3軸 0 /45 /90 ,両端リード,平面配置
D4 :3軸 0 /120 /240 ,平面配置
D6 :4軸 0 /30 /90 /150 ,平面配置
D9 :1軸 5素子,90
D16 :2軸 0 /90 重ね配置,丸ベース
D17 :3軸 0 /45 /90 重ね配置,丸ベース
D19 :1軸 5素子,0
D20 :2軸 0 /90(KFNゲージ)
D22 :3軸 0 /45 /90 ,平面配置
D25 :3軸 0 /45 /90 ,平面配置
(穿孔法用)
D28 :3軸 0 /90 /135 ,平面配置,
(トルク)
D31 :2軸 0 /90 ,片端リード,
D34 :2軸 0 /90 ,平面配置
D35 :3軸 0 /45 /90 ,平面配置
D39 :2軸 5素子 0 /90 ,重ね配置
(半導体ゲージ)
E3 :単軸,両端リード,
(半導体ゲージ)
E4 :単軸,片端リード,
(半導体ゲージ)
E5 :単軸,両端リード,ベース無し,
(半導体ゲージ)
F2 :1軸2素子,
(半導体ゲージ)
F3 :2軸,0 /90 ,
(KH–G4)
G4 :単軸,片端リード,
(KHC用)
G8 :単軸アクティブダミー2素子,インコネル,
(KHC用)
G9 :単軸アクティブダミー2素子,SUS,
(KCW用)
G10 :単軸,
(KHCS用)
G12 :単軸アクティブダミー2素子,
(KHCX用)
G13 :単軸アクティブダミー2素子,
(KHCM用)
G15 :単軸アクティブダミー2素子,
(KHCR用)
G16 :単軸アクティブダミー2素子,
(KHCV用)
G17 :単軸アクティブ1素子,
(KM–30用)
H1 :単軸,
(KM–120用)
H2 :単軸,
(KMC用)
H3 :単軸,
(KMC用)
H4 :単軸,T熱電対付,
(KFS用)
J1 :単軸,
1 :複合材料用CFRPなど
アンバー
(1.1)
ダイヤモンド
(1.2)
3 :複合材料用GFRPなど
ケイ素
(2.3)
硫黄
(2.7)
5 :複合材料用GFRPなど
タングステン
(4.5)
木材
(5.0)
モリブデン
(5.2)
ジルコニウム
(5.4)
コバー
(5.9)
6 :複合材料用GFRPなど
28タンタル(6.6)
9 :複合材料用CFRP,GFRPなど
チタン合金
(8.5)
白金
(8.9)
ソーダガラス
(9.2)
11 :普通鋼材(11.7)
SUS631(10.3)
SUS630(10.6)
鋳鉄
(10.8)
ひずみゲージ
KFG: 汎用箔ひずみゲージ
KFGT: 温度センサ付箔ひずみゲージ
KFR: 箔ひずみゲージ
KFW: 防水型箔ひずみゲージ
KFWS: 小型防水箔ひずみゲージ
KCW: 溶接型防水箔ひずみゲージ
KC: 線ひずみゲージ
KM: 埋込型ひずみゲージ
KMC: コンクリート埋込型線ひずみゲージ
KFRP: 複合材料用箔ひずみゲージ
KFRS: プリント基板用ひずみゲージ
KFP: プラスチック用箔ひずみゲージ
KFML: 低弾性用箔ひずみゲージ
KSP: 半導体ひずみゲージ
KSN: 自己温度補償型半導体ひずみゲージ
KSPH: 高出力型半導体ひずみゲージ
KSPL: 超直線性半導体ひずみゲージ
KHCX: カプセル型ひずみゲージ
KHCR: カプセル型ひずみゲージ
KHCV: カプセル型ひずみゲージ
KHCS: カプセル型ひずみゲージ
KHCM: カプセル型ひずみゲージ
KHC: カプセル型ひずみゲージ
KFU: 高温用箔ひずみゲージ
KH: 溶接型高温用箔ひずみゲージ
KFH: 高温用箔ひずみゲージ
KFL: 低温用箔ひずみゲージ
KFEM: 箔超大ひずみゲージ
KFEL: 箔大ひずみゲージ
KFN: 無誘導型箔ひずみゲージ
KFS: シールド型箔ひずみゲージ
KFV: 水素ガス環境用箔ひずみゲージ
KFF: 曲げひずみ用箔ひずみゲージ
KCH: プロテクタ付箔ひずみゲージ
KMP: 埋込ゲージ
KV: クラックゲージ
ニッケルクロムモリブデン鋼(11.3)
ベリリウム
(11.5)
インコネル (12.1)
13 :耐食,耐熱合金材料用NCFなど
ニッケル
(13.3)
プリント基板
(13.0)
16 :ステンレス鋼 SUS304(16.2)
ベリリウム銅
(16.7)
銅
(16.7)
(23.4)
23 :2014-T4アルミ
黄銅
(21.0)
錫
(23.0)
(23.2)
2024-T4アルミ
27 :マグネシウム合金(27.0)
65 :アクリル樹脂(65.0)
ポリカーボネート
(66.6)
ひずみゲージの選び方は,P.1-7,1-8 を参照してください。
お客様の測定目的に応じたひずみゲージの製作も承ります。(P.1-52,
1-53)を参照してください。
注)各項目のメニュー欄内の数値などは任意に組み合わせることはできません。
1-6
1
-7
ひずみゲージの選び方
ひずみ測定の目的や環境に合わせて
ひずみゲージの種類を選定します。
ひずみゲージ
KFG-2-120型式名
種類
ゲージ長(mm)
長さ
抵抗値
(Ω)
抵抗値
ひずみゲージ
ゲージの
ゲージの
ゲージの
測定物の素材や
温度などの
測定環境に
合った種類を
選びます。
測定物の素材や
環境スペース
などに合った
ゲージ長の
ひずみゲージを
選びます。
測定目的に
合った
抵抗値を
選びます。
例えば
・屋外,
水中での
測定
KFW
防水型
箔ひずみゲージ
主な用途
モルタル,
コンクリート
などのひずみ測定
ゲージ長(mm)
30~120
木材,
ガラスなど
のひずみ測定
・高温中での測定
KFU
高温用
箔ひずみゲージ
・コンクリート内部のひずみ測定
一般金属,
アクリルなどの
ひずみ測定
応力集中測定
5~30
用 途
曲げ
補正用
120Ω
変換器用
350~
1000Ω
0.15~2
0.2~1
衝撃ひずみなど
速い現象での
ひずみ測定
0.2~1
KM
コンクリート埋込型
ひずみゲージ
お客様の測定目的に応じたひずみゲージの製作も承ります。(P.1-52,
1-53)を参照してください。
注)各項目のメニュー欄内の数値などは,任意に組み合わせることはできません。
1-7
60Ω
一般応力
測定用
1~6
スペースの狭い
箇所のひずみ測定
抵抗値
1
-8
C1-11 L1M3R
ゲージパターン
パターン
ゲージの
例えば
ゲージの
適合線膨張係数
測定物の
線膨張係数に
合わせて
選びます。
リード線の種類と長さ
リード線
ゲージの
測定環境や
温度等の条件に
合わせて
リード線を
選びます。
例えば
・応力集中部
のひずみ測定
5
木材
D9
1軸 5素子,90
11
普通鋼材
・ポアソン比
の測定等
16
ステンレス鋼
D16
2軸 重ね配置,
丸ベース
・応力解析等
D17
23
アルミ合金
27
マグネシウム合金
3軸 重ね配置,
丸ベース
ひずみゲージ
測定目的に合わせて
パターンを
選びます。
適合線膨張係数
ひずみゲージ
型式には
意味が
あるんだね
リード線付ゲージは
省力化が可能。
ゲージには,ゲージリードの
みのものと,所要の長さの平
行ビニル線などのリード線が
直接接続されているものがあ
ります。リード線付きゲージ
はゲージ接着作業の迅速化,
省力化ができます。ゲージと
リード線の接続の組み合わせ
などは,各ゲージの項を参
照してください。
65
プラスチック用
1-8
1
-9
ひずみゲージ
ひずみゲージによる測定事例(イメージ)
●テトラポットなどコンクリート2次製品の応力測定
線ひずみゲージ
KC
ひずみゲージ
ユニバーサルレコーダ
EDX-100A
●プラスチック部品の応力測定
汎用箔ひずみゲージ
KFG
センサインタフェース
PCD-400A
1-9
1
-10
ひずみゲージ
●プリント基板実装時の応力測定
プリント基板用箔ひずみゲージ
KFRS
ひずみゲージ
センサインタフェース
PCD-400A
●シャッターの強度試験時のひずみ測定
汎用箔ひずみゲージ
KFG
ユニバーサルレコーダ
EDX-200A
1-10
1
-11
測定目的別ひずみゲージ選択表
金属
ひずみゲージ
一般応力測定
測定環境
型式名
一般環境下
での測定
KFG
最大伸び5%
までの測定
KFG
中温150℃
までの測定
KFR
防水処理の
簡易化
KFW
防水処理の
簡易化
防水処理の
簡易化,
長期安定性
防水処理の
簡易化,
堅牢性
クラックの測定
汎用箔ひずみゲージ
汎用箔ひずみゲージ
箔ひずみゲージ
防水型箔ひずみゲージ
掲載
ページ
測定環境
1-18
クラックの進行・
伝播速度の測定
1-18
1-29
1-30
1-30
1-45
型式名
ひずみゲージ
単軸,高抵抗 KFG
350,500,
1000Ω
汎用箔ひずみゲージ
単軸 せん断
ひずみ測定
KFG-C15,16
2軸トルク
KFG-D2,31
測定
汎用箔ひずみゲージ
箔ひずみゲージ
型式名
切込法による
測定
KFG T-F7
穿孔法による
測定
KFG-D28
汎用箔ひずみゲージ
汎用箔ひずみゲージ
掲載
ページ
型式名
1-11
カプセル型ひずみゲージ
1-38
1-38
KHCS
カプセル型ひずみゲージ
1-38
KHCM
カプセル型ひずみゲージ
1-38
KHC
カプセル型ひずみゲージ
250℃
KFH
高温用箔ひずみゲージ
高温用箔ひずみゲージ
高温用箔ひずみゲージ
1-38
1-39
1-39
1-40
低温での測定
掲載
ページ
1-25
1-25
測定環境
LHe温度
(−269℃)
までの測定
掲載
ページ
掲載
ページ
1-44
型式名
掲載
ページ
KFL
低温用箔ひずみゲージ
1-41
高電界中での測定
測定環境
内部面のひずみの測定
ボックス構造物 KFF
の内部にゲージ
が貼れない場合 曲げひずみ用箔ひずみゲージ
1-38
KHCR
1-22
1-44
型式名
カプセル型ひずみゲージ
KH
までの測定
掲載
ページ
KHCV
350℃
までの測定
水素ガス環境用箔ひずみゲージ
測定環境
までの測定
カプセル型ひずみゲージ
1-24
1-20
1-21
1-46
KHCX
KFU
KFV
高圧水素ガス
環境下での測定
650℃
型式名
350℃
までの測定
水素ガス環境下での測定
測定環境
750℃
550℃
残留応力の測定
測定環境
750℃
までの測定
変換器の検出素子への応用
測定環境
800℃
までの測定
KCH
プロテクタ付
箔ひずみゲージ
950℃
までの測定
までの測定
KCW
溶接型防水箔ひずみゲージ
クラックゲージ
高温での測定
までの測定
KFWS
小型防水箔ひずみゲージ
KV
測定環境
1-27
掲載
ページ
型式名
掲載
ページ
型式名
高電界中で, KFS
誘導ノイズが シールド型
ある場合
箔ひずみゲージ
1-43
微小ひずみの測定,高感度センサの検出素子への応用
型式名
掲載
ページ
温度変化の小さい環境で, KSP
100×10−6ひずみ未満
の測定
半導体ひずみゲージ
1-36
測定環境
温度変化の小さい環境で, KSN
100×10−6ひずみ未満 自己温度補償型
の測定
半導体ひずみゲージ
温度変化の小さい環境で, KSPL
100×10−6ひずみ未満
の測定
超直線性半導体ひずみゲージ
1-36
1-37
複合材料・プリント基板・プラスチック等
測定環境
アンプレス
の測定
型式名
KSPH
高出力型半導体ひずみゲージ
特別注文品ゲージ
測定環境
センサ製作用
型式名
ダイアフラム型
応力集中の測定
測定環境
8~12mm間の
分布測定
2mm間の
分布測定
型式名
1-53
掲載
ページ
KFR-D9,19
1-28
型式名
掲載
ページ
KFL
1-27
KFH
高温用箔ひずみゲージ
1-40
KFN
無誘導型箔
ひずみゲージ
測定環境
1-43
適合線膨張係数
1~9×10−6/℃
KFRP
適合線膨張係数
13×10−6/℃
KFRS
適合線膨張係数
65×10−6/℃
複合材料用箔ひずみゲージ
プリント基板用箔ひずみゲージ
プラスチック用箔ひずみゲージ
ポリウレタン, KFML
ゴムなどの
測定
低弾性用箔ひずみゲージ
樹脂内部の
ひずみ測定
掲載
ページ
1-33
1-34
KFP
1-35
1-35
KMP
埋込型
箔ひずみゲージ
1-45
型式名
掲載
ページ
KFW
防水型箔ひずみゲージ
1-29
測定環境
最大伸び
20~30%
までの測定
最大伸び
約15%
までの測定
型式名
小型防水箔ひずみゲージ
1-30
1-31
表面ひずみの KC
測定
線ひずみゲージ
1-31
(骨材の小さい場合) ゲージ長10 ~ 30mm
(骨材の大きい場合) ゲージ長60 ~ 120mm
KM
埋込型ひずみゲージ
1-32
KMC
自己収縮の
ひずみの測定 コンクリート埋込型
1-32
掲載
ページ
KFEM
箔超大ひずみゲージ
1-42
KFEL
箔大ひずみゲージ
1-42
木材,石膏,紙 等
一般応力測定
型式名
掲載
ページ
KFG
木材
(適合線膨張係数
5×10−6/℃)
汎用箔ひずみゲージ
1-19
被測定材料各種材料
一般応力測定
測定環境
KFWS
ひずみゲージ
金属・プラスチック・木材,ゴム
測定環境
表面ひずみの KFG
測定
汎用箔ひずみゲージ
内部ひずみの
測定
型式名
ひずみゲージ
低温用箔ひずみゲージ
1-41
一般応力測定
防水処理の
簡易化
測定環境
大ひずみの測定
ピッチ0.5mm
コンクリート・モルタル等
防水処理の
簡易化
一般応力測定
素子間ピッチ2mmおよび3mm
直流磁界中で KFR
中温までの
測定
箔ひずみゲージ
直流および
交流磁界中
での測定
掲載
ページ
1-22
測定環境
直流磁界中で
高温での測定
1-37
KFG-D9,19,39
高磁界中の測定
直流磁界中で
低温での測定
掲載
ページ
-12
ひずみゲージ
衝撃ひずみの測定
1
ひずみと温度
の同時測定
型式名
掲載
ページ
KFGT
温度センサ付箔ひずみゲージ
1-26
被測定材料金属ボルト
ボルトの軸力測定
測定環境
ボルトの締め付
けに応力測定
型式名
掲載
ページ
KFG-C20
汎用箔ひずみゲージ
1-25
1-12
1
-13
ひずみゲージの主な特性
ひずみゲージ
品名・型式名
材 質
抵抗素子
ベ ー ス
CC-33A ­196∼120
­30∼100
CC-36
­55∼150
EP-340
PC-600 ­196∼150
一般用
変換器の
検出素子
汎用箔
ひずみゲージ
KFG
コンクリート用
応力集中の
測定
Cu-Ni系
合金箔
ポリイミド
残留応力の
測定
一般 応 力 測 定 用
ボルトの
軸力の測定
Cu-Ni系
中温域までの
ひずみ測定,
変換器用
Ni-Cr系
箔ひずみ
ゲージ
KFR
応力集中の
測定
Cu-Ni系
小型防水型箔ひずみゲージ
Cu-Ni系
溶接型防水ひずみゲージ
Ni-Cr系
線ひずみゲージ
Cu-Ni系
埋込型ひずみゲージ
Cu-Ni系
コンクリート埋込型ひずみゲージ
Cu-Ni系
ひずみゲージ
KFWS
KCW
KC
KM
KMC
合金箔
合金箔
合金箔
合金線
合金
合金線
プラスチック・ゴム用
複合材料・
複合材料用箔ひずみゲージ
Ni-Cr系
プリント基板用ひずみゲージ
Ni-Cr系
プラスチック用箔ひずみゲージ
Cu-Ni系
低弾性用箔ひずみゲージ
Cu-Ni系
KFRP
KFRS
KFP
KFML
合金箔
合金箔
合金箔
合金箔
微小ひずみ測定用
微小ひずみの
測定
P型Si
半導体
高感度変換器
ひずみゲージ
の検出素子
P型Si
KSP
微小ひずみの測定
2素子温度補償型
自己温度補償型半導体ひずみゲージ
KSN
高出力型半導体ひずみゲージ
KSPH
超直線性型半導体ひずみゲージ
KSPL
1-13
合金箔
防水型箔ひずみゲージ
KFW
注
合金箔
P型Si
N型Si
N型Si
ポリイミド
1.2 107
1-18
PC-600 ­196∼150
11,16,23,
EP-340 ­55∼150 10∼100
27
5.0
1.2 107
1-20
­30∼120
CC-35
10∼100
PC-12B ­196∼150
5.0
1.2 107
1-31
CC-33A
CC-36
EP-340
PC-600
CC-33A
CC-36
EP-340
PC-600
CC-33A
CC-36
EP-340
PC-600
P型Si
­196∼120
­30∼100
­55∼150
­196∼150
­196∼120
­30∼100
­55∼150
­196∼150
常温∼50
­10∼120
­10∼100
­10∼120
­10∼120
10∼100
11
,
23,
10∼100 11,16
27
1-22
,
23,
10∼100 11,16
27
1-25
1-25
20∼50
11
10∼100
11,16,23
3
1 106
1-26
0∼150
11,16,23
2.2
1 106
1-27
0∼150
11,16,23
10∼80
11,16,23
2.8
3 104
1-29
PC-600
CC-33A
EP-340
ポリイミド
PC-600
CC-33A
EP-340
CC-33A
紙基材+
CC-36
フェノールエポキシ EP-180
­196∼150
­196∼120
­55∼150
­196∼150
­196∼120
­55∼150
­10∼80
­10∼80
­10∼80
CC-33A
EP-180
­10∼80
­10∼80
10∼80
11,16,23
5.0
3 104
1-30
ステンレス鋼 (点溶接) ­20∼100
10∼90
11
0.9
※A
1 106
1-30
紙基材+
PC-12B ­196∼150
­30∼120
フェノールエポキシ CC-35
10∼60
11
1.8
1.5 105
1-31
0∼50
11
0.3
1-32
0.3
1-32
ポリイミド
アクリル
(埋め込み) ­10∼70
シリコーン
(埋め込み) 常温∼70
ポリイミド
EP-34B ­55∼200
CC-33A ­196∼120
ポリイミド
ポリイミド
フェノールエポキシ
1-28
1,3,6,9
2.2
1 106
1-33
CC-33A ­196∼120 ­30∼120
PC-600 ­196∼150
13
1.6
2 106
1-34
EP-34B
CC-33A
CC-36
­20∼80
­20∼80
­20∼80
65
3.0
1 106
1-35
EC-30
CC-33A
0∼60
0∼60
PC-12B
­50∼150
­50∼120
­30∼100
­50∼150
­50∼120
­30∼100
紙基材+
CC-33A
フェノールエポキシ
CC-36
PC-12B
紙基材+
CC-33A
フェノールエポキシ
CC-36
PC-12B ­50∼150
紙基材+
CC-33A ­50∼120
フェノールエポキシ CC-36
­30∼100
PC-12B
紙基材+
CC-33A
フェノールエポキシ CC-36
EP-17
P型Si
5,11,16,
23,27
5.0
EP-180
温度センサ付箔ひずみゲージ
KFGT
自己温度 適合線
主な適用接着剤と
室温における 室温における
掲載頁
組合せたときの硬化後の 補償範囲 膨張係数 ひずみ限界 疲労寿命
使用温度範囲(℃)
(注1) (℃)
(注2)(回数)
(注3)
10­6/℃ (約%)
PC-12B
紙基材+
CC-33A
フェノールエポキシ
CC-36
PC-12B
紙基材+
CC-33A
フェノールエポキシ
CC-36
­50∼150
­50∼120
­30∼100
­50∼120
(E5)
0∼150
10∼80
1-35
1.0
0.3
※A
2 106
1-36
0.3
※A
2 106
1-36
20∼70
11
0.3
※A
2 106
1-36
20∼70
11,16
0.3
※A
2 106
1-36
0.3
※A
2 106
1-37
0.3
※A
2 106
1-37
­50∼150
­50∼120
­30∼100
­50∼150
­50∼120
­30∼100
注1 下線のある接着剤は,
室温におけるひずみ限界試験,
室温における疲労寿命試験などに使用したものです。
ひずみ限界は,
引張荷重を与えたときの指示ひずみと機械ひずみとの差が,10%を越えた点の機械ひずみ。
注2 単軸型ゲージでの代表特性例です。
注3 単軸型ゲージでの代表特性例です。
ひずみレベル 1500 10­6ひずみ,
※A 1000 10­6ひずみ,
※B 500 10­6ひずみ,
※C 100 10­6ひずみ
1
-14
カプセル型
ひずみゲージ
KHCX
カプセル型
ひずみゲージ
KHCV
カプセル型
ひずみゲージ
高
温
用
KHCR
カプセル型
ひずみゲージ
KHCS
カプセル型
ひずみゲージ
KHCM
カプセル型ひずみゲージ
KHC 20型
カプセル型ひずみゲージ
KHC 10型
適合線
室温における 室温における
掲載頁
膨張係数 ひずみ限界 疲労寿命
(注2)(回数)
(注3)
10­6/℃ (約%)
耐熱特殊
合金線
耐熱金属 (点溶接) ­196∼950
耐熱特殊
合金線
耐熱金属 (点溶接)
25∼800
耐熱特殊
合金線
耐熱金属 (点溶接)
25∼750
25∼750
11,13,16
耐熱特殊
合金線
耐熱金属 (点溶接) ­196∼750
25∼750
11,13,16
耐熱特殊
合金線
耐熱金属 (点溶接) ­196∼650
25∼650
11,13,16
25∼950
11,13
1.0
(950℃)
1.0
(動ひずみ専用)
(800℃)
1.0
(750℃)
1.0
(750℃)
1.0
(650℃)
0.8
Ni-Cr系
合金線
耐熱金属 (点溶接) ­196∼550
常温∼500
Ni-Cr系
高温用箔ひずみゲージ
Ni-Cr系
低温用箔ひずみゲージ
Ni-Cr系
箔超大ひずみゲージ
Cu-Ni系
箔大ひずみゲージ
Cu-Ni系
無誘導型箔ひずみゲージ
Ni-Cr系
合金箔
ポリイミド
PI-32
1-38
※B
1 106
(800℃)
1-38
※B
1 106
(750℃)
1-38
※B
1 106
(750℃)
1-38
※B
1 106
(650℃)
1-38
※A
4 105
1-38
※A
4 105
10∼300
11,16,23
1.9
※A
1.5 105
(300℃)
1-39
­50∼350
10∼300
11,16
0.5
※B
1 107
1-39
­196∼250
­55∼200
­196∼250
10∼250
11,16,23
2.1
2 105
1-40
5,11,16,
23
2.2
1 106
1-41
ステンレス鋼(点溶接)
ポリイミド
PC-600
EP-34B
PI-32
ポリイミド
PC-600 ­269∼150
­269∼30
EP-270
CC-33A ­196∼120 ­196∼50
UC-26B ­269∼50
ポリイミド
CC-36
­20∼80
20∼30
ポリイミド
CC-36
­10∼80
15
1 106
1-42
ポリイミド
PC-600 ­196∼150
CC-33A ­196∼120
0∼150
11,16,23
1
1 104
1-43
Cu-Ni系
シールド型箔ひずみゲージ 合金箔
(120Ω)
ポリイミド
Ni-Cr系
KFS
合金箔
(350Ω)
PC-600 ­196∼150
CC-33A ­196∼120
­55∼150
EP-340
10∼100
11,16
0.5
1 104
1-43
KFH
低温用 大ひずみ測定用
­196∼350
KFL
KFEM
KFEL
抗磁性用
KFN
下での測定
の測定
水素ガス環境 内面ひずみ
水素ガス環境用
箔ひずみゲージ
KFV
合金箔
合金箔
合金箔
合金箔
合金箔
鉄クロム
合金箔
クタ付
クラック
プロテ
曲げひずみ用
箔ひずみゲージ
Cu-Ni系
プロテクタ付
箔ひずみゲージ
Cu-Ni系
クラックゲージ
Cu-Ni系
KFF
KCH
KV
合金箔
合金箔
合金箔
ポリイミド
PC-600
­30∼80
アクリル
CC-33A
EP-180
­50∼80
­50∼80
ポリイミド
プロテクタ部スタッドボルト
ひずみゲージ部
EP-340,CC-33A
­40∼100
CC-33A 紙基材+
CC-36
フェノールエポキシ
PC-600
ひずみゲージ
高温用箔ひずみゲージ
合金箔
※C
1 106
(950℃)
11,16
0.5
Ni-Cr系
KH
注
抵抗素子
高温用箔ひずみゲージ
KFU
主な適用接着剤と
自己温度
組合せたときの硬化後の 補償範囲
(注1) (℃)
ベ ー ス 使用温度範囲(℃)
材 質
ひずみゲージ
品名・型式名
1-42
1-44
20∼60
11,16,23
0.2
※B
4 106
1-44
11
1
※A
1.2 106
1-45
1-46
注1 下線のある接着剤は,
室温におけるひずみ限界試験,
室温における疲労寿命試験などに使用したものです。
注2 単軸型ゲージでの代表特性例です。
ひずみ限界は,
引張荷重を与えたときの指示ひずみと機械ひずみとの差が,10%を越えた点の機械ひずみ。
※1%=10,000 10­6ひずみ
注3 単軸型ゲージでの代表特性例です。
ひずみレベル 1500 10­6ひずみ,
※A 1000 10­6ひずみ,
※B 500 10­6ひずみ,
※C 100 10­6ひずみ
1-14
1
-15
リード線付ゲージの選択
ひずみゲージ
共和のゲージは,そのほとんどがリード線付ゲージ
です。このゲージを使うことにより,はんだ付け作業
の必要がなくなり,ゲージ貼り作業の省力化に非常
に有効です。リード線の種類と長さは,ゲージによ
り下表のようにそろっています。
KFG,KFR,KFRP,
KFP,KFL,KFEL,KFEM
リード線の
種 類
2線式
3線式
ポリエステル ポリエステル
銅線
銅線
­196∼150℃ ­196∼150℃
リード線の長さ
ゲージの
種 類
(*)
15 cm
30 cm
1m
3m
5m
リード線型式名,他
N15C2
N30C2
N1M2
N15C3
N30C3
N1M3
50cm以上はツイスト線
ご注文に際してはゲージ型式名の末尾に1字分あけてリード線
コード名を付け加えてください。
リード線コード名
ゲージ型式名
例 KFG-2-120-C1-11
L1M3R
KFG,KFR,KFW,KFWS,KC,
KFRP,KFP,KFEL,KFEM
2線式平行ビニル線
3線式平行ビニル線
­10∼80℃
単軸
­10∼80℃
多軸
単軸
L15C2S
L15C2R
L30C2S
L30C2R
L1M2S
L1M2R
L3M2S
L3M2R
L5M2S
L5M2R
L-6,6m以上はL-9
多軸
L15C3S
L15C3R
L30C3S
L30C3R
L1M3S
L1M3R
L3M3S
L3M3R
L5M3S
L5M3R
L-7,6m以上はL-10
ひずみゲージ
赤ライン
(単独線)
白
白
赤
赤
リード線被覆色
※KFEL,KFEMは2線式のみ
*その他のリード線の長さについてはお問い合わせください。
ゲージの
種 類
リード線の
種 類
リード線の長さ
(*)
15 cm
30 cm
1m
3m
5m
リード線型式名,他
リード線被覆色
KFG,KFR,KFRP,KFL
KFN,KFS
KFRP,KFH,
KFL
KFU,KFH
3線式高低温用
3線式
3線式ガラス被覆
高温用リード線
リード線
リード線
低ノイズビニル線 ふっ素樹脂被覆線
Niクラッド銅線
­269∼350℃
­100∼150℃ ­100∼150℃
­10∼80℃
RT∼280℃
­269∼250℃
2線式中温用 3線式中温用
R15C2
R30C2
R1M2
R3M2
R5M2
L-11
R15C3
R30C3
R1M3
R3M3
R5M3
L-12
グレー
グレー
赤
(単独線)
白
黒
J15C3
J30C3
J1M3
J3M3
J5M3
L-13
赤
(単独線)
白
黒
F15C3
F30C3
F1M3
F3M3
F5M3
L-3
赤
(単独線)
青
青
H15C3
H30C3
H1M3
H3M3
H5M3
L-17
黒
(単独線)
黄
緑
B15C3
B30C3
B1M3
B3M3
B5M3
詳細については,営業員まで
お問い合わせください。
赤
(単独線)
青
白
*その他のリード線の長さについてはお問い合わせください。
●「KFR(応力集中測定用)」は10cmが標準となります。
●「カプセル型ひずみゲージ」はMIケーブルでは2m,ソフトケーブルでは50cmが標準となります。
KCWはP.1-30,KMはP.1-32,KFRSはP.1-34,
KHはP.1-39に掲載されています。
1-15
リード線を別に選ばれる場合はP.1-16をご覧ください。
1
リード線
-16
使用温度範囲
型式名
高温用リード線
L-1
­10∼80
L-2
­269∼250
L-3
室温∼350
L-4
­10∼80
L-5
­10∼80
L-6
(注1)
­10∼80
L-7
(注2)
­10∼80
L-9
(注1)
­10∼80
L-10 (注2)
L-11
­100∼150
L-12
­10∼80
L-13
­50∼90
L-14
­269∼250
L-15
­269∼250
L-16
­269∼350
L-17
3線式平行ビニル線
3線式高低温用ふっ素樹脂線
高温用リード線
2線式平行ビニル線
2線式平行ビニル線
3線式平行ビニル線
2線式平行ビニル線
3線式平行ビニル線
2線式中温用リード線
3線式中温用リード線
3線式常温用低ノイズビニル線
4心常温用低ノイズクロロプレン線
3線式高低温用低ノイズふっ素樹脂線
4心高低温用低ノイズふっ素樹脂線
3線式高低温用リード線
導体材質
導体公称 心数 線径
/
断面積
(mm)
(mm2)
1m当りの 1本当りの
単位
往復抵抗 被覆外径
(m巻)
(Ω) (mm)
銅ニッケル合金線
0.07
1/φ0.30
14.20
φ0.50
50
銅線
0.30
12/φ0.18
0.12
φ2.30
100
銀めっき銅線
0.14
7/φ0.16
0.28
φ0.98
50
ニッケルクラッド銅線
0.20
1/φ0.50
0.18
φ0.70
30
銅線
0.50
20/φ0.18
0.07
φ2.50
銅線
0.08
7/φ0.12
0.44
φ1.00
銅線
0.08
7/φ0.12
0.44
φ1.00
銅線
0.11
10/φ0.12
0.32
φ1.00
銅線
0.11
10/φ0.12
0.32
φ1.00
銀めっき銅線
0.08
7/φ0.12
0.44
φ0.86
銀めっき銅線
0.08
7/φ0.12
0.44
φ0.86
錫めっき銅線
0.09
7/φ0.13
0.46
φ3.50
錫めっき銅線
0.08
7/φ0.12
0.48
φ4.00
銀めっき銅線
0.08
7/φ0.12
0.48
φ2.50
100
ひずみゲージ
室温∼350
­100∼150
リード線種類
ひずみゲージ
●Lリード線
10
銀めっき銅線
0.08
7/φ0.12
0.48
φ3.30
ニッケルめっき銅線
0.07
1/φ0.30
0.50
φ0.38
30
注1) 型式名の後にR
(赤)
,
W(白),G(緑),Y(黄),B(黒)を付し,それぞれの線色を示します。例:L-6Bは黒ビニル線
注2) 型式名の後にWR
(赤)
,
WL(青),WY(黄)を付し白ビニル被覆に,それぞれのストライプ色を示します。例:L-7WRは,白ビニル被覆に赤のストライプ
1-16
1
-17
平行ビニル線の接続例
2線式
タイプ
コード
3線式
赤ストライプ
C1
2線式
タイプ
赤ストライプ
ひずみゲージ
コード
D9
・
D19
・
D39
ゲージ長によりゲージ
赤
リードの出方は2 種類
赤
3線式
赤ストライプ
あります。
(D16、D17も同)
黄ストライプ
D16
C2
・
C3
赤
赤ストライプ
赤
赤ストライプ
黄ストライプ
D17
緑
ひずみゲージ
白
C15
・
C16
赤ストライプ
赤
赤
青ストライプ
赤ストライプ
D1
赤
白
赤ストライプ
黄ストライプ
白
黄ストライプ
D28
赤
赤ストライプ
D2
緑
青ストライプ
赤ストライプ
白
赤
赤ストライプ
黄ストライプ
D31
D4
緑
1-17
青ストライプ
赤ストライプ