歪みゲージを使った力の求め方。

ある板に歪みゲージを取り付けていて、その歪みゲージは歪みゲージ→ホイートストンブリッジ→増幅器→ディジタルマルチメーターとつないでいます。板に力を加えて、ディジタルマルチメーターで電圧を読み取ったのですが、どうやって力の大きさを求めるかが分かりません。よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： ddtddtddt 回答日時： 2011/12/23 12:36

＞歪みゲージ→ホイートストンブリッジ→増幅器→ディジタルマルチメーター

　典型的な歪み測定回路です。ちゃんと組んであれば、出力電圧から、歪みゲージを貼付した点近傍の歪みを測定できます。

　#1さんのキャリブレーションの内容が、概ね#2さんの答えです。

　歪みゲージの供出メーカーでは、キャリブレーションを既に行っていて、1mVが何μに相当するかが、定格出力表に載ってると思います。μ（マイクロ）は、1/100万を表す実用単位で、歪みに物理単位はありません。

　一様な棒の伸びの場合なら、歪み測定値から、次のように作用力を「計算」します。歪みをεとすると、棒のバネ定数ｋと、棒の伸び変形量ｄは、

　　ｋ＝ＥＡ／Ｌ，ｄ＝εＬ

であろうと考え、作用力Ｆは、

　　Ｆ＝ｋ・ｄ＝εＬ・ＥＡ／Ｌ＝εＥＡ

で「あろうと想像」します。ここでヤング率（弾性係数）Ｅは、棒を構成する材料の材料特性値で、Ａは棒の断面積，Ｌは棒の長さです。


　たんにゲージ近傍の板断面に直角に働く力を知りたいだけなら、上記の考えでも十分ですが、板には板の挙動を表す「板理論」がありますで、これ以上は、何をやりたいか、によります。

No.2 回答者： se223 回答日時： 2011/12/22 18:11

加える力を数値化するのが先です。

その時の電圧をグラフで表せば、今度は反対にその電圧の時がその力の値というやり方しかないのではないでしょうか。グラフ化するのは電圧値に直線性があり力に比例するか確認するためです。

こんな論理にならないですか？

No.1 回答者： Willyt 回答日時： 2011/12/22 14:45

　歪みゲージは歪みを与えると電気抵抗がその大きさに比例して大きくなることを利用したものです。

ホイートストン回路というのはその抵抗値を測定する回路なのです。その抵抗値をキャリブレーションが済んでいるものとを比較して歪みの大きさをしるのです。

　力を測ることは実は不可能なのです。そこでこれと比例する歪みを測定することで力の大きさを知ることができます。市販の体重計などはすべて歪みを測っています。では天秤はどうなのだということですが、これは質量を測る装置なのです。