ひずみゲージ

ひずみゲージは、物体表面へ接着した細い金属抵抗体などが伸縮すると電気抵抗が変化する性質を利用し、微小なひずみを測るセンサーです。ひずみεは長さの変化ΔLを元の長さLで割った$\varepsilon=\Delta L/L$で、無次元量です。

■ 試験で押さえるポイント

• ゲージ率Kは$K=(\Delta R/R)/\varepsilon$で表されるため、抵抗の相対変化は$\Delta R/R=K\varepsilon$です。ひずみは通常με（マイクロストレイン、$10^{-6}$）で扱います。

• 抵抗変化が非常に小さいのでホイートストンブリッジへ組み込み、電圧差として増幅します。半ブリッジ・全ブリッジは感度向上や温度変化の相殺に利用できます。

• ゲージ自体が測るのは接着方向のひずみであり、荷重、圧力、トルクは部材の形状・弾性特性と校正値から間接的に求めます。

• 接着状態、取付け方向、温度、リード線抵抗、クリープ、横感度が誤差要因です。測りたい主ひずみの方向へ正しく配置します。

■ 選択肢での判断ポイント

$\varepsilon=\Delta L/L$とゲージ率の関係、ホイートストンブリッジで微小抵抗変化を測る点が頻出です。圧電素子の電荷を直接測る方式とは異なります。

例: 長さ100mmの部分が0.1mm伸びると$\varepsilon=0.1/100=0.001=1{,}000\,\mu\varepsilon$です。$K=2$なら$\Delta R/R=2\times0.001=0.002$、すなわち0.2%です。