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【書き起こし】ものづくりの基礎 ひずみゲージ
(00:00) tame rar バッハ こんにちは今日もものづくりの勉強をしていきたいとおもいます このチャンネルでは毎日少しずつ ものづくりの基本となる知識を 解説していきたいと思いますチャンネル登録していただけると 毎日少しずつものづくりの家とがついていくと思いますので チャンネル登録 していただけたらと思います 今日は歪み刑事という 歪みを測定するためのセンサーについて話をしていきたいとおもいます ん a まず泉とはということなんですがここに黄色い色の材料の円筒の 材料が置かれていてその長さが得るという風になっています
(01:09) ん の材料に力が加わるとそれぞれ少しずつ まあ左側た右側がそれぞれ少しずつ伸びるわけですがその伸びる寮を出る耐えるという 風にすると a [音楽] 左側が2分ので歌える右側が日本で れるだけ 伸びることになります 今ここにこの生口と言いたいのはこのジガーできるんですが リプシオンデカッ書かれたこの子のことを 泉というふうに言います歪みというのは力が加わって元の長さ l に対してどれだけ 伸びたかで歌える よって表される後になりますへ 自分のてルター得るというのが湖になります ん
(02:17) トゥデイの 傷ミというのはいくつかの国が加わるような状況2枠つかのパターンがあるわけですが 上側に書いてあるのは 例えば部材に対してその部材も な月な方向に 力ザックもあるような場合の 歪みを表していますますパンツが単純な状況での歪みというのを上側が表しています この場合には何か a 部西を長さ方向にパル力が変わって部材の長さが出る耐える だけ変化すると 霊道極小的なひずみゲージが張ってある分のところだけを考えるとへへ進み刑事の長さ の部分が 経てルター x だけ伸びるんですが その比率というのは12ゲージも流さ本モデルタイプスっていうのは 不在の長さ分ので歌えるに等しくということになります
(03:29) 従ってこの日ジムゲージを使って水を図ることができるというふうになっています で泉を受ける場合と言う 引っ張られる時がきではなくて曲げられるような状況でも五寸という 受けることになります曲げられる場合には 外側 の面はパリを受けて内側の面は宿を受けることになります [音楽] ひずみゲージとはそもそもどのような原理で 泉を図っているのでしょうかその原理は 導線の抵抗値の変化というのを 神がかっていることになります 胴体や胴体中を流れる電影 の抵抗値は 長さあにヒレ c 断面積に反比例するという関係があります
(04:37) また ここは少し機重要なことどうなんですが アプ後を重要になってくるんですが 温度によってもう抵抗値が変化するというのは よく覚えておいてください a 従って a ポーチ r というのは アン面積に安否0しているしてその一例系スローお米効率というふうに言います 4を定義することによって アルト r 断面積と長さ 抵抗でうすることができる蓮風になっています このね に比例体に反比例しているに比例するので比例ケース 狼王抵抗率というふうに停止て コールで結ぶという関係を作っています ん
(05:41) では同線の泥ポーチはどう決まるかという話をしたんですがそこでへ この性質導線の抵抗値っていうのが断面積と長さと低効率で変わるわけですが それを使ったその性質を使った センサーのことを ひずみゲージというふうに言います ねずみゲージモデルのは 胴体あるいは半導体を使うこともありますが 歪みを受けると 胴体 の電気抵抗値が変化することを擁して の ピース3を測定するというのが泉下旬になります 歪みの測定だけではなくて 応力ですとか力ですとか 2力の測定なども用いられる場合があります ねここにひずみゲージの構造というを表してありますでだいたい
(06:53) 黛ゲージ長手方向で 5ミリぐらいん というのが泉ゲージの大きさ になっていますで 電線連理は流れるための遠征 日本 体でその電線が フィルムに挟まれています でそのフィルムの中で伝世は いく中にもう 束ねられて 永井先生がの 体の長さあになるように 束ねられて配置されています ここにこのフィルムの間に挟まれている 同線が伸びたり縮んだりするとことによってえーっ 抵抗値が変化するのでその部西が入った 力
(07:58) によってのび太量がわかるんが 泉慶寺の権利になっています フェミゲージのフィルムには貼り付けのときの目印となるように センター正空ですとか えええ というものがついています4カ所付いていて ええ なりつ系の方向ひずみゲージが力を受ける方向に対してちゃんとへ 並行あるいは直角に貼り付けることができるようになっています 正しくつけないと泉を正確に測ることができないのでエアいマー君まりはセンター マークと呼ばれるものがついています 抵抗値の変化なんですが先ほどを示した r = 道をかけるヘイブンの得るというしキーを r が出るた r あるパールが r +
(09:12) 出るタールに変化してローは防+出るだろう 変化して a は a +デルタ会に変化して l は las 出る対応の変化して いるというのは式を 式の対数をとって 展開していくと今ここに書いてある お式を得ることができますこの r 分までルターるごるるー 同郡出る太郎 多数 n 分の del file -英軍で喘いというのはまあ てそのようにして導くことができます ここまここで 使える分までるタイルは泉なんで行く人ん おいてあとは縦ヒースリーとよ小泉のであるフォア村いいとの桜 4妻であるらしい 干支 a 今の自衛隊は-22 figma いくしろもうちょっとお分かりにくいか もしれませんが ちょっとわかると思う分からない人はこういうもんだ いうふうに帰って理解しておいてください両親の両辺を泉に不死飛んで割ると
(10:23) me me k =いくし論文のアールヴのでタールボール1ダース nc 4はプラス1の部分を no 分の出るターローという式があるていきます このちょっともう部分ですね 東ピョンピッチ論文の r 軍の出るタールというのは turn in 歪みあたりの栄光値の変化を表しているので 泉ゲージの感動に相当することになります でひずみゲージの感度に相当するのでこの部分を このラージ型というので表してこのラージ ko ゲージファクターという風に呼んだりします ねずみゲージの感度を表す数字で比較的に重要な数値になりますだいたい泉ゲージを 買うとこのゲージ fuck ターっていうのが 袋に書いてあったりすると思います
(11:31) でまぁ泉ゲージ あの細い銅線がちょっと引っ張られたりちょっと負けられたりしても抵抗値なんて そんな変わらないんじゃないかという風にお坊方もいるかもしれませんがまぁ実際に その通りといえばそのといでー じゃあ例えば 歪みとゲージファクターと到底コーチにを与えていた 必要とされる であつっ 出力されるという低放置変化デルタは何歳ぐらいカーていうのを計算してみたいと思い ます まあ このへ ん ka ゴールイプシロンボナール分がデルタループを変形すると デルタ r = rkf シロンという意識が出てきます rkf ションは r が120型が 全0エプシロンが尖閣ルージュのマイナス屋上という風に
(12:38) あった得られているので全てなぁと思ったーい して計算すると0.24オウムん 外がれています 手の込ん0.24ホームなんですが へー実際には泉測定を行う場合にはよく oe とストーン分一帰ろうというのを使っ て 8 測定が行われますで拭いとストーンビーチ街道についてはまたどこかで詳しくやらなく てはいけないんですがここでは で2つの理由でもってホイトップブリッジを使うということだけ覚えておいてください 一つは 成功の組み合わせで税ローが作り出せる もう一つは温度の影響を称することができるというのが フィリーとストーンブリッジ回路を使う理由になります この保証っていうのは温度の影響を 受けなくなるひずみゲージが泉っていうのは温度によっても変化するわけですが
(13:50) 温度が上がると歪みが増えて温度が皿等歪みが減るという 特性があるので 環境の温度が変わると泉があったんだ今どう思ったんだか 測定して分からなくなってしまうのですが多いとストーンビーチ回路を使うことによっ て 温度の影響を除外することができます [音楽] うざん では4位とストアブリッジ回路具体的に見ていってみたいと思います まあここ西方に書かれていてその角併任は抵抗が配置されているわけですがこれが ホイートストンフリー近い方になります でここに良いというのが定年チングを表していて長いほうがプラス ま+から出てきた電気が高校の丸ポツンところでもって 左側に流れる電流と右側に流れるデビューで
(14:57) 別れることになります 左側を流れる電流を r 1ギアを流れデリ王 r 2という風にしてあげます そうすると 今ある晩と r 4が直列でつながっているんで i i というのはえーどうやったら恐れるっていう r バー+ているたーーー+あー4分のピントリング空になります 左側の抵抗にも 右側な抵抗アンツあるそれにも電圧いいがかかっているので 流れる電離は抵抗分の電圧 フォームの法則カラーそのようになります あいつに関しても右側抵抗が直立に r 2クラス r 3位低電圧が ん て表されるのでアイツーというのはどのような新で表されます [音楽]
(16:04) いいというのは愛1かける r 1+てるタール引くことの r ツアー5になりますいいというのは 何かというと閉店と閉店というのはこう ここですが レビー点というのはここですが a 点灯 移転の電位歳というのは ここのところ電流 i 1でも低抵抗 r 1 抵抗あるわに恋愛はが流れると桜 8 分 r by one というのがこの抵抗で変化する電圧になるわけですが 今 r 番街セミゲージだという風にすると 歪みが発生すると r バーナー抵抗ちーというのは r 1+てると r になることになりますしたがって a てのねえええ 10でい
(17:07) 電圧というのは愛はんか おおぉ r 1と+で歌 r と近く引く 右側のビールので安くて あいつが r 2になられたわけですが 従ってこの b 店の電圧というのは r 2 eye 2という風になっています でまぁこの式はいい 大るー [音楽] と愛1まあこの ivan のところに 先ほど出てきたこの式を コミュ二ティーというのは 先ほど計算したバイバイルー r アプラスてるタール+ r 4分の良いというのを愛はどこに代入して i 胃痛のところには r 2+で r 3分の良いというのを代入する を この式を ここに大変すると ここに表わされる式は少し整理すると
(18:12) ここに表されている意識が出てきます でさに変形すると末のようになって 最終的には r 1 r です r 3 r 方は自分で選ぶことができるんで r 1コール r 2コード r 3校 r を= r ホスト このような式になります で先ほども言ったようにデータ r というのは非常に小さいのでそれを100 例えば100とかで割った値っていうのは思った小さいので4に対して右側兄過去 r ので r っていうのは非常に小さな 値になっていますしたがって 4に対して十分小さい いい格好パール産んでタール 無視するとまぁ計算してもいいんですが
(19:19) ほとんど a 8 a 今日はラインで無視してしまうと 式がすごく簡単になります そうするといい a 10と b 点の電位差いっていうのは4 r 分モデルたぁー いう式で表されています b は天地の電圧電源の電圧ってマールはええ ヴォイドストーン v 中介護の抵抗抵抗 つないであるてこの抵抗いってパールは泉あ発生することによって発生した抵抗変化に なります 7 で r どんな出るタールっていうのはゲイじゃパターン駅から ka 釧路温暖で結局 ab 10のデイサーに入っていうのは 1/4型 ニーダーの取替え ここで時ゲージ方というのが出てきましたが1ゲージ法廷は wii とストーン
(20:31) ビーチ回路も 4つの抵抗の中の 一つだけが泉慶寺である場合を表しています うーむ [音楽] チンゲージ方の特徴は簡単なんですが 温度補償が効かないので温度へんから激しい具材に対していじめゲージを測る場合には 値ゲージ方だと正確に測ることができないという特徴があります でまぁ2枚使う高 on 6就航母が得られるんですがね 恋愛使うのが一番いいんですが 枚使わなくても 仮にダミーゲージという形でもう一個だけ 歪んケージを接続して でそのひずみゲージがどぅ剤と同じような温度変化をするようにしておくと温度故障 ほぼ温度補償温度の影響を受けなくなるという効果があります
(21:45) 2ゲージ方というのは一番一番というかとても優れた 測定法でまず温度の影響を受けなくなるのがにゲージ方になります であとはさっき1/4だった係数が 分の1になっていて 感動と呼ばれる微小な 歪みに対してより強くすることができます というのは小さな歪みも測定できるようになるというのが ゲージを特徴としてありますブヒあったわーわー先ほど計算したもと同じ計算をやって いくと最終的に 式が出てくるんですが 越冬まあ 異ゲージ帝王かなと感度が2倍になるというところがあります でも時重要な点は今井だと温度補償 文化の影響を受けなくなると言う
(22:50) 効果変わります温度の本編ドナーレシーブ際の一次試測定を行うときには にゲージで明る必要があります [音楽] まあ1ゲージ方ゲージ棒ま3ゲージ方っていうのはないんですが 兄ゲージの次は wii とストーブ市海土も 八っつともう一釣りゲージという4ゲージ方というのがあります カーン度が2倍 さらに 倍になるというのが ahk 女王明日はよねぇ時報になっています ひずみゲージは金属デー先ほどつくるって言ったんですが 半導体材料を使って一緒にページを 作る場合もありますまあ特徴はずらっと書いてあって ゲージバッターパーンとおっけーじバッターリングゲージの感度に相当する刑事 パクター多くというかとか a
(23:54) 間半導体五稜星されておられる 越冬2 電子部品を作ろうと同じ方法で大量生産することができるという特徴もあります 一方で温度の影響が大きい というのは例えば最近時計とかに温度計が付いていますが サーミスターと言われるものを使って 統計の運動というのはかられていますがサーミスターというのが正 ん 半導体が温度に対して抵抗値を大きく変える 理屈理由をその原理を使って温度測定しているぐらい 半導体というのは温度の影響を強く受けることになります 出力が直線性でないだとかあるいは接着が難しい あるいは最近はポストも下がってきていると思いますが会社がそうしてまただパターと いう特徴もあります
(24:56) [音楽] 最後に一次試ケージを内蔵した力のセンサーであるロードセルについて説明しておこう と思います ロードセルは機は一体と言われるものにズームゲージを貼り付けて a 棟まあ機は痛いが円形力を受けて円形するとその受けたちがより悲鳴した歪みが 発生するので泉と力の関係をある基停止気がしておけばどれだけの歪みがお を受けた時に どれだけの力が老けているかっていうのを表すことができるという センサーになっています これをロード制度っていうのに入っています 今日はこれくらいにしておこうと思いますご静聴ありがとうございました [音楽]
(26:08) [拍手]
このチャンネルでは、ものづくりの知識を増やしていけるように解説していきます。
日本の多くの方がものづくりに関する仕事をしていることと思います。学校でものづくりを勉強する機会がなかった人は、一緒に理屈を勉強してスキルアップしていきましょう。
今回は、ひずみゲージを解説しました。
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☆ブログやっています(はちべー機械工学科）
https://hatibeee.com/
☆エンディング曲
ED BGM Aki(飯田 晟矢)
☆自己紹介
日本は、やはり「ものづくりの国」だと思っています。
理系、文系、男性、女性関係なくものづくりについて学べるチャンネルがあれば世の中が少しずつ良くなるのではないかと考えました。
一緒にものづくりについて学んでいきましょう。
私は、博士（工学）を持っています。
