このサイトではひずみを計測するツールの仕組みに関して主にご紹介しています。
始めに、この器具がどのような仕組みなのかご説明し、次に静ひずみとは何かという事とひずみゲージについてお示しします。
仕組みを理解することで、次に書かれたポアソン比や加速度センサーにはどのような種類があるのかを理解しやすくなります。
そのため、この記事を読み進めることで歪みを測るツールである計測器について具体的なポイントを知ることが可能です。

ひずみ計測器の仕組み

ひずみ計測器の仕組み 物に引張力を加えたときには、力に対応する応力が内部に発生します。
そして、応力に比例する断面的な縮伸が見られるようになりますが、この力が時に物体の形状を変化させてしまうことがあります。
工場などで用いられている精密機械類などでこのような現象がみられると様々な不具合の発生が起こることがあるのです。
そのため、生産ラインで活用されている機械類のひずみの有無は定期的に計測器を使って確認し、必要に応じて調整していくことになります。
このような歪み具合を調べるときに使用される道具がひずみ計測器で、この機器を用いて生産ラインの機械類に発生している歪みを是正していきます。
つまり、この計測器によって物体の内部に発生したひずみを調査することができるのです。

応力とは?ひずみ計測器を用いて良い製品づくりに役立てる

応力とは?ひずみ計測器を用いて良い製品づくりに役立てる 良い製品を製造することは製造業を営んでいる会社にとってはとても重要な使命です。
製品強度や構造を検討する際に、製品の品質という点でひずみは重要なポイントでもあります。
例えば、棒状の精密機械製品を製造している場合、製品を使用しているとさまざまな負荷がかかることで棒の中にひずみが生じます。
これを物理学的にみると、引っ張られたりして力を受けた棒の中では元の形に戻ろうとする力が作用し始めます。
この力は引っ張る力と同じ大きさになります。
そのため、引っ張る力がなくなれば棒は元の状態に戻ります。
こうした力は反発する力でもあり、反発力を断面積を分母として計算した値を応力といいます。
これは単位面積当たりの力で、実際には断面積を乗じれば全体的な力となります。
棒は最初のうちは軽く曲げられたくらいですので、元の状態に戻り、まっすぐになります。
けれども強く曲げると曲がった状態のままとなって戻らなくなってしまいます。
これが物質のひずみになります。
計測器はこうした棒のゆがみを計測することができますので、ゆがんだ状態であればそれを改善することにつなげていくことができます。
このように、計測器を用いると製品のゆがみを計測できます。

計測器のシステム化は身近なところで加速しています

いろいろな計測器がありますが、システム化が進められています。例えば3Dスキャナは形状測定を行う立体物のデコボコを感知することが可能です。
高さや横幅・奥行などのXYZ軸の3次元座標を取得しながら、対象を3Dデータ化するという計測器です。形は据置型やハンディタイプなどがあり、パターン投影カメラ方式の場合はプロジェクタ一体型になっており、対象物に対して縞模様やランダムパターンなどを投影して、表面形状を取得します。光切断方式の場合、ラインレーザーを使って反射光を三角測量しながら、いろいろな形状を取得することが可能です。パターン投影方式の場合、据置型で固定しながら使用するので、小型のアイテムが対象になるでしょう。大型アイテムの3次元計測に向いているのは光切断方式3Dスキャナです。3Dスキャナにはいろいろなメリットがあり、任意の位置から断面図を作成することができます。人が入れないような場所のデータを取得したり、複雑な形状でもが計測することが可能です。直接接触することなくレーザー光を照射して、反射する時間差や照射角度などから形状を解析することができます。

データの特性に合わせた計測器を選ぶことが重要

計測器には同じ対象を測定するものでも、実際には様々な種類があるため使用する際には注意をしなければなりません。例えば温度を測定するときには温度計を利用するのが一般的ですが、体温を測定するには体温計を利用するのが通常です。これはその範囲や正確さがそれぞれ異なるためで、これを確実に選ばないと正確な数値を確認することができません。
このような計測器は身近なところにも様々なものがあり、原理は同じであってもデータの種類によってその構造が異なることが多いものです。最近では非常に利用しやすい計測器が数多く登場しており、あまりこのようなことを意識せずに何気なく使用していることも多いのですが、そのためにデータが精密さを失ってしまっていることも多いので、その使い方についてはもう一度見直すことも必要です。最適な計測器を選んで使用して効果的な情報を得ることが重要なポイントであり、様々な分野に応用できるものとなっています。

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