JP3482975B2 - Amplifier for strain measurement - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、構造物の機械的なひず
み、特に振動的に変化するひずみを検出するひずみゲー
ジから得られる信号を増幅するひずみ計測用増幅器に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain measuring amplifier for amplifying a signal obtained from a strain gauge which detects a mechanical strain of a structure, in particular, a strain which changes vibrationally.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように、構造物の機械的なひずみ
を電気信号として検出する手段にひずみゲージがある。
構造物に振動的に変化する振動性ひずみが加えられた場
合、この構造物に取り付けられたひずみゲージによって
検出される電気信号は、微小な交流のひずみ信号とな
り、その振幅は、構造物の機械的振動の振幅に比例した
値となる。このひずみ信号は、増幅精度の良いひずみ計
測用増幅器によって増幅され、スペクトラムアナライザ
等によって振動性ひずみのレベルあるいは周波数成分が
解析される。As is well known, a strain gauge is a means for detecting mechanical strain of a structure as an electric signal.
When a structure is subjected to an oscillating strain that changes oscillatingly, the electrical signal detected by the strain gauge attached to this structure becomes a minute alternating strain signal whose amplitude is the mechanical strength of the structure. The value is proportional to the amplitude of dynamic vibration. This strain signal is amplified by a strain measuring amplifier with high amplification accuracy, and the level or frequency component of the oscillatory strain is analyzed by a spectrum analyzer or the like.
【０００３】しかし、振動性ひずみを正確に測定しよう
とした場合、ひずみゲージをひずみ計測用増幅器に接続
するリード線の抵抗による計測誤差等が問題となる。こ
の対応として、通常、ひずみ計測用増幅器は、ひずみゲ
ージが特定の振幅の振動性ひずみを検出した際に発生す
るひずみ信号の振幅と同等の振幅の基準ひずみ信号を出
力する校正電圧発生器を内蔵している。この基準ひずみ
信号は、予め決められた基準振幅の振動性ひずみがひず
みゲージに加えられたとき、ひずみゲージが出力するひ
ずみ信号に等しい振幅に調整されている。測定者は、ま
ず、ひずみ計測用増幅器から出力される基準ひずみ信号
の振幅を計測し、次に、実際にひずみゲージによって検
出されたひずみ信号の振幅を計測する。そして、ひずみ
信号の振幅を基準ひずみ信号の振幅と比較することによ
って、計測されたひずみ信号に対応する振動性ひずみの
振幅を算出する。However, when it is attempted to accurately measure the vibrational strain, a measurement error due to the resistance of the lead wire connecting the strain gauge to the strain measuring amplifier becomes a problem. To address this, strain measurement amplifiers usually have a built-in calibration voltage generator that outputs a reference strain signal with an amplitude equivalent to that of the strain signal generated when the strain gauge detects an oscillating strain with a specific amplitude. is doing. The reference strain signal is adjusted to have an amplitude equal to the strain signal output from the strain gauge when an oscillatory strain having a predetermined reference amplitude is applied to the strain gauge. The measurer first measures the amplitude of the reference strain signal output from the strain measuring amplifier, and then measures the amplitude of the strain signal actually detected by the strain gauge. Then, the amplitude of the strain signal is compared with the amplitude of the reference strain signal to calculate the amplitude of the oscillatory strain corresponding to the measured strain signal.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、計測しよう
とする振動性ひずみの性質によって、様々な検出感度
（ゲージ率）のひずみゲージが必要となる。このゲージ
率は、加えられた振動性ひずみの振幅に対する検出され
るひずみ信号の振幅との比例関係を示す定数であり、こ
のゲージ率が異なると、同一振幅の振動性ひずみが加え
られたときに検出されるひずみ信号の振幅が異なった値
となる。By the way, strain gauges having various detection sensitivities (gauge ratios) are required depending on the nature of the oscillatory strain to be measured. This gauge factor is a constant indicating the proportional relationship between the amplitude of the applied vibrational strain and the amplitude of the detected strain signal.If this gauge factor is different, when an oscillatory strain of the same amplitude is applied, The detected strain signals have different amplitudes.
【０００５】しかし、一般的に用いられるひずみゲージ
は、ゲージ率２のものが多いため、ひずみ計測用増幅器
に内蔵された校正電圧発生器が出力する基準ひずみ信号
の振幅は、ゲージ率２のひずみゲージに対応した振幅と
なっている。したがって、ゲージ率２以外のひずみゲー
ジを用いる場合、その都度、ひずみ計測用増幅器から出
力される基準ひずみ信号とひずみゲージによって計測さ
れたひずみ信号との関係を補正する必要が生じる。そし
て、その上で実際にひずみゲージに加えられた振動性ひ
ずみの振幅を算出しなければならない。このことは大変
に煩わしく、また計算ミスによって誤った振動性ひずみ
の振幅を算出してしまう可能性があるという問題があっ
た。However, since most of the commonly used strain gauges have a gauge factor of 2, the amplitude of the reference strain signal output by the calibration voltage generator incorporated in the strain measurement amplifier is the strain of the gauge factor of 2. The amplitude corresponds to the gauge. Therefore, when using a strain gauge having a gauge factor other than 2, it is necessary to correct the relationship between the reference strain signal output from the strain measuring amplifier and the strain signal measured by the strain gauge each time. Then, the amplitude of the oscillatory strain actually applied to the strain gauge must be calculated. This is very troublesome, and there is a problem in that an incorrect amplitude of the oscillatory strain may be calculated due to a calculation error.
【０００６】本発明は上述する問題点に鑑みてなされた
もので、ゲージ率の異なるひずみゲージを用いて振動性
ひずみを計測する度に、ひずみ計測用増幅器から出力さ
れるひずみ信号の振幅から求められる振動性ひずみの振
幅をゲージ率に応じて補正することなく、容易かつ正確
に振動性ひずみを計測することが可能なひずみ計測用増
幅器を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is obtained from the amplitude of the strain signal output from the strain measuring amplifier every time the oscillatory strain is measured using strain gauges having different gauge rates. It is an object of the present invention to provide a strain measuring amplifier capable of easily and accurately measuring an oscillating strain without correcting the amplitude of the oscillating strain depending on a gauge factor.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１記載のひずみ計
測用増幅器は、上述する問題を解決するために、一定振
幅の信号を発生する校正信号発生手段と、該校正信号発
生手段の出力信号をひずみゲージの検出感度に対応した
レベルに調整し、基準ひずみ信号として出力する調整手
段と、ひずみゲージから得られるひずみ信号と該基準ひ
ずみ信号とを切り換えて出力する切り換え手段と、該切
り換え手段の出力信号を増幅して出力する増幅手段と、
を具備してなることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the distortion measuring amplifier according to the first aspect of the present invention includes a calibration signal generating means for generating a signal of a constant amplitude, and an output signal of the calibration signal generating means. Is adjusted to a level corresponding to the detection sensitivity of the strain gauge and is output as a reference strain signal, switching means for switching and outputting the strain signal obtained from the strain gauge and the reference strain signal, and the switching means Amplification means for amplifying and outputting the output signal,
It is characterized by comprising.
【０００８】請求項２記載のひずみ計測用増幅器は、請
求項１記載のひずみ計測用増幅器において、前記ひずみ
ゲージから前記ひずみ信号を取り出すためのリード線の
抵抗値と該ひずみゲージの内部抵抗の抵抗値とによっ
て、前記基準ひずみ信号を抵抗分割して前記切り換え手
段に出力する補正手段を具備することを特徴とする。A strain measuring amplifier according to a second aspect is the strain measuring amplifier according to the first aspect, wherein the resistance value of the lead wire for extracting the strain signal from the strain gauge and the resistance of the internal resistance of the strain gauge. The reference distortion signal is resistance-divided according to the value and is output to the switching means.
【０００９】[0009]
【作用】本発明によるひずみ計測用増幅器の調整手段
は、校正信号発生手段が出力する一定振幅の信号を減衰
させて、使用するひずみゲージの検出感度に対応したレ
ベルの基準ひずみ信号を出力する。そして、増幅手段
は、ひずみ計測用増幅器に接続されるひずみゲージの検
出感度に応じた基準ひずみ信号を増幅して出力する。ま
た、補正手段は、基準ひずみ信号をリード線の抵抗値と
該ひずみゲージの内部抵抗の抵抗値によって抵抗分割す
ることによって、リード線の抵抗によって生じる誤差を
補正する。これによって、本発明のひずみ計測用増幅器
は、ひずみゲージの検出感度に応じた振幅の基準ひずみ
信号を出力することができるので、容易かつ正確に振動
性ひずみを計測することができる。The adjusting means of the strain measuring amplifier according to the present invention attenuates the signal of constant amplitude output from the calibration signal generating means and outputs a reference strain signal of a level corresponding to the detection sensitivity of the strain gauge used. Then, the amplification means amplifies and outputs the reference strain signal corresponding to the detection sensitivity of the strain gauge connected to the strain measurement amplifier. The correction means corrects the error caused by the resistance of the lead wire by dividing the reference strain signal by the resistance value of the lead wire and the resistance value of the internal resistance of the strain gauge. As a result, the strain measuring amplifier of the present invention can output a reference strain signal having an amplitude corresponding to the detection sensitivity of the strain gauge, so that the oscillatory strain can be easily and accurately measured.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明によるひずみ
計測用増幅器の一実施例について説明する。図１は、本
実施例のひずみ計測用増幅器およびそれに接続されるひ
ずみゲージの構成を示す図である。図において、符号１
は、ひずみゲージを等価的なインピーダンスとして表示
したものである。ゲージ抵抗２は、ひずみゲージ１の内
部抵抗であり、リード線抵抗３は、ひずみゲージ１をひ
ずみ計測用増幅器に接続するリード線の抵抗であり、リ
ード線の長さによって決まる抵抗値ＲLを有する。この
ひずみゲージ１は、振動性ひずみが加えられると延び縮
みしてゲージ抵抗２の内部抵抗の値が変化する。例え
ば、振動性ひずみが加えられない状態におけるゲージ抵
抗２の内部抵抗をＲ0（基準抵抗値）とすると、一定の
振幅の振動性ひずみが加えられたときの基準抵抗値Ｒ0
は、抵抗値Ｒ0±Ｒaに変化する。この抵抗変化量Ｒa
は、加えられる振動性ひずみの振幅に比例する値であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the strain measuring amplifier according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a strain measuring amplifier of this embodiment and a strain gauge connected thereto. In the figure, reference numeral 1
Shows the strain gauge as an equivalent impedance. The gauge resistance 2 is the internal resistance of the strain gauge 1, the lead wire resistance 3 is the resistance of the lead wire connecting the strain gauge 1 to the strain measurement amplifier, and has a resistance value RL determined by the length of the lead wire. . The strain gauge 1 expands and contracts when an oscillating strain is applied, and the value of the internal resistance of the gauge resistance 2 changes. For example, assuming that the internal resistance of the gauge resistance 2 in a state where no oscillatory strain is applied is R0 (reference resistance value), the reference resistance value R0 when an oscillatory strain having a constant amplitude is applied.
Changes to a resistance value R0 ± Ra. This resistance change amount Ra
Is a value proportional to the amplitude of the applied oscillatory strain.
【００１１】次に、符号４は、ひずみゲージ１がリード
線を介して接続され、検出されたひずみ信号が入力され
る入力端子である。コンデンサ５は、印加されるひずみ
信号の直流信号を遮断する。増幅器６は、増幅度がＫ倍
に設定されており、後述するスイッチＳＷ２を切り換え
ることによって、（＋）端子に入力されるひずみ信号ま
たは（−）端子に入力される基準ひずみ信号をＫ倍に増
幅して出力する。コンデンサ７は、増幅器６の出力に含
まれる直流信号が出力端子８に供給されることを防止す
る。Next, reference numeral 4 is an input terminal to which the strain gauge 1 is connected via a lead wire and to which the detected strain signal is input. The capacitor 5 blocks the DC signal of the applied distortion signal. The amplification degree of the amplifier 6 is set to K times, and the distortion signal input to the (+) terminal or the reference distortion signal input to the (−) terminal is increased to K times by switching the switch SW2 described later. Amplify and output. The capacitor 7 prevents the DC signal included in the output of the amplifier 6 from being supplied to the output terminal 8.
【００１２】校正電圧発生回路９は、振幅安定度の良い
正弦波信号を出力する正弦波発振器であり、この正弦波
信号の振幅は、予め決められた基準振幅となるように校
正されている。ＡＴＴ（Attenuator）１０は、校正電圧
発生回路９が出力する基準振幅の正弦波信号を減衰させ
る減衰器であり、例えば、ゲージ率１〜５のひずみゲー
ジ１に対応した振幅の基準ひずみ信号を出力する。ダミ
ーリード線抵抗１１は、リード線抵抗３（抵抗値ＲL）
と同等に調整される可変抵抗であり、また、ダミーゲー
ジ抵抗１２は、ゲージ抵抗２の基準抵抗値Ｒ0と同様に
調整される可変抵抗である。このダミーリード線抵抗１
１およびダミーゲージ抵抗１２の調整方法は後で詳しく
説明する。バッファアンプ１３は、インピーダンス変換
用の増幅度１の増幅器である。The calibration voltage generating circuit 9 is a sine wave oscillator that outputs a sine wave signal with good amplitude stability, and the amplitude of this sine wave signal is calibrated to a predetermined reference amplitude. An ATT (Attenuator) 10 is an attenuator that attenuates a sine wave signal having a reference amplitude output by the calibration voltage generating circuit 9, and outputs, for example, a reference strain signal having an amplitude corresponding to the strain gauge 1 having a gauge factor of 1 to 5. To do. The dummy lead wire resistance 11 is the lead wire resistance 3 (resistance value RL).
The dummy gauge resistor 12 is a variable resistor that is adjusted in the same manner as, and the dummy gauge resistor 12 is a variable resistor that is adjusted in the same manner as the reference resistance value R0 of the gauge resistor 2. This dummy lead wire resistance 1
The method of adjusting 1 and the dummy gauge resistor 12 will be described in detail later. The buffer amplifier 13 is an amplifier with an amplification degree of 1 for impedance conversion.
【００１３】ゲージ率表示回路１４は、入力された基準
ひずみ信号を整流し、直流電圧を出力する。定電圧回路
１５は、電圧安定度の良い基準直流電圧ＶRを出力す
る。表示部１６は、定電圧回路１５が出力する基準直流
電圧ＶR、およびゲージ率表示回路１４が出力する直流
電圧によって示されるゲージ率を表示する。また、スイ
ッチＳＷ１〜ＳＷ５は、図示しない計測モード選択スイ
ッチによって校正モードが選択された場合、つまり、ゲ
ージ率に応じた振幅の基準ひずみ信号を増幅して出力端
子８に出力しようとする場合には、全て端子ａに切り換
わる。そして、計測モード選択スイッチによって計測モ
ードが選択された場合、つまり、ひずみゲージ１によっ
て検出されたひずみ信号を増幅して出力端子８に出力し
ようとする場合には、端子ｂに切り換わる。 すなわ
ち、図示するひずみ計測用増幅器の接続状態は、計測モ
ード選択スイッチを校正モードに設定した状態を示して
いる。The gauge ratio display circuit 14 rectifies the input reference strain signal and outputs a DC voltage. The constant voltage circuit 15 outputs a reference DC voltage VR with good voltage stability. The display unit 16 displays the reference DC voltage VR output by the constant voltage circuit 15 and the gauge ratio indicated by the DC voltage output by the gauge ratio display circuit 14. Further, the switches SW1 to SW5 are used when the calibration mode is selected by a measurement mode selection switch (not shown), that is, when the reference strain signal having an amplitude corresponding to the gauge factor is amplified and output to the output terminal 8. , All switch to terminal a. When the measurement mode is selected by the measurement mode selection switch, that is, when the strain signal detected by the strain gauge 1 is to be amplified and output to the output terminal 8, the mode is switched to the terminal b. That is, the connection state of the strain measurement amplifier shown in the figure shows the state in which the measurement mode selection switch is set to the calibration mode.
【００１４】ここで、ＡＴＴ１０における基準ひずみ信
号の振幅、およびダミーリード線抵抗１１、ダミーゲー
ジ抵抗１２の調整方法を説明する。基準ひずみ信号の振
幅の調整は、校正モードにおいて、表示部１６に表示さ
れるゲージ率が使用するひずみゲージのゲージ率と同様
の数値となるように調整される。次に、振動性ひずみを
計測する際に、予め使用するひずみゲージ１の基準抵抗
値Ｒ0を実測しておく。ダミーゲージ抵抗１２は、その
実測値と同様の抵抗値となるように調節される。そし
て、計測モード選択スイッチを操作することによって計
測モードに設定する。この状態において入力端子４に
は、ダミーリード線抵抗１１とダミーゲージ抵抗１２の
直列抵抗とゲージ抵抗２とリード線抵抗３の直列抵抗と
によって、基準直流電圧ＶRが抵抗分割された直流電圧
が印加される。ダミーゲージ抵抗１２は、既に基準抵抗
値Ｒ0に調整されているので、入力端子４の直流電圧が
電圧値ＶR／２となるようにダミーリード線抵抗１１を
調節したとき、ダミーリード線抵抗１１は、リード線抵
抗３の抵抗値ＲLと同等に調整されたことになる。The amplitude of the reference strain signal in the ATT 10 and the method of adjusting the dummy lead wire resistance 11 and the dummy gauge resistance 12 will be described. The adjustment of the amplitude of the reference strain signal is adjusted so that the gauge factor displayed on the display unit 16 has the same numerical value as the gauge factor of the strain gauge used in the calibration mode. Next, when measuring the oscillatory strain, the reference resistance value R0 of the strain gauge 1 used in advance is actually measured. The dummy gauge resistor 12 is adjusted so as to have a resistance value similar to its measured value. Then, the measurement mode selection switch is operated to set the measurement mode. In this state, a DC voltage obtained by resistance-dividing the reference DC voltage VR by the series resistance of the dummy lead wire resistance 11 and the dummy gauge resistance 12 and the series resistance of the gauge resistance 2 and the lead wire resistance 3 is applied to the input terminal 4. To be done. Since the dummy gauge resistance 12 is already adjusted to the reference resistance value R0, when the dummy lead wire resistance 11 is adjusted so that the DC voltage of the input terminal 4 becomes the voltage value VR / 2, the dummy lead wire resistance 11 becomes , Which is adjusted to be equal to the resistance value RL of the lead wire resistor 3.
【００１５】次に、上記ひずみ計測用増幅器の動作につ
いて詳しく説明する。ひずみゲージ１に振動性ひずみが
加えられると、ゲージ抵抗２の抵抗値は、基準抵抗値Ｒ
0を中心に（Ｒ0±Ｒa）だけ変化するが、ひずみゲージ
１が接続される入力端子４には、ダミーリード線抵抗１
１とダミーゲージ抵抗１２を介して基準直流電圧ＶRが
印加されている。したがって、入力端子４に生じるひず
み信号は、ダミーリード線抵抗１１とダミーゲージ抵抗
１２の直列抵抗（Ｒ0＋ＲL）と振動性ひずみによって振
動的に変化するゲージ抵抗２とリード線抵抗３の直列抵
抗（Ｒ0±Ｒa＋ＲL）とによって、基準直流電圧ＶRを抵
抗分割した電圧（ＶD＋Ｖa）となる。ここで、ＶDは直
流電圧成分、Ｖaは交流電圧成分である。つまり、入力
端子４に生じるひずみ信号電圧は、基準抵抗値Ｒ0の変
化によって生じた真のひずみ信号の電圧に対してリード
線抵抗３の抵抗値ＲLによって生じる電圧の分、誤差を
含んだ値となる。Next, the operation of the strain measuring amplifier will be described in detail. When an oscillating strain is applied to the strain gauge 1, the resistance value of the gauge resistance 2 becomes the reference resistance value R.
Although it changes by (R0 ± Ra) around 0, the dummy lead wire resistance 1 is connected to the input terminal 4 to which the strain gauge 1 is connected.
The reference DC voltage VR is applied via 1 and the dummy gauge resistor 12. Therefore, the strain signal generated at the input terminal 4 is the series resistance (R0 + RL) of the dummy lead wire resistance 11 and the dummy gauge resistance 12 and the series resistance (R0 ± Ra + RL) results in a resistance-divided voltage (VD + Va) of the reference DC voltage VR. Here, VD is a DC voltage component, and Va is an AC voltage component. That is, the distortion signal voltage generated at the input terminal 4 is a value including an error by the voltage generated by the resistance value RL of the lead wire resistance 3 with respect to the voltage of the true distortion signal generated by the change in the reference resistance value R0. Become.
【００１６】ひずみ計測用増幅器が計測モードに設定さ
れた場合、つまり、ＳＷ１〜ＳＷ５が全て接点ｂに倒れ
た場合、増幅器６の（−）端子は接地され、一方、増幅
器６の（＋）端子には、ひずみゲージ１のゲージ抵抗２
の変化によって生じた上記電圧（ＶD＋Ｖa）のうち、コ
ンデンサ５によって直流電圧ＶDがカットされて交流電
圧Ｖaのみが入力される。この交流電圧Ｖaは、増幅器６
によってＫ倍に増幅され、コンデンサ７を介して出力端
子８に出力される。このとき、表示部１６には、基準直
流電圧ＶRが入力され、この電圧値が表示される。When the strain measuring amplifier is set to the measuring mode, that is, when all of SW1 to SW5 fall to the contact b, the (-) terminal of the amplifier 6 is grounded, while the (+) terminal of the amplifier 6 is grounded. Strain gauge 1 has gauge resistance 2
Of the above voltage (VD + Va) generated by the change of DC voltage, the DC voltage VD is cut by the capacitor 5 and only the AC voltage Va is input. This AC voltage Va is applied to the amplifier 6
Is amplified by K times and is output to the output terminal 8 via the capacitor 7. At this time, the reference DC voltage VR is input to the display unit 16 and this voltage value is displayed.
【００１７】次に、ひずみ計測用増幅器が校正モードに
設定された場合、つまり、ＳＷ１〜ＳＷ５が全て接点ａ
に倒れた場合、増幅器６の（＋）端子は接地され、増幅
器６の（−）端子には、基準ひずみ信号がダミーリード
線抵抗１１とダミーゲージ抵抗１２とよって抵抗分割さ
れ、バッファアンプ１３を介して入力される。この基準
ひずみ信号は、増幅器６においてＫ倍に増幅され、コン
デンサ７を介して出力端子８に出力される。Next, when the strain measuring amplifier is set to the calibration mode, that is, all of SW1 to SW5 are contact points a.
In the case of falling down, the (+) terminal of the amplifier 6 is grounded, and the reference strain signal is resistance-divided by the dummy lead wire resistance 11 and the dummy gauge resistance 12 to the (−) terminal of the amplifier 6, and the buffer amplifier 13 is connected. Entered through. This reference distortion signal is amplified K times in the amplifier 6 and output to the output terminal 8 via the capacitor 7.
【００１８】ここで、ダミーリード線抵抗１１とダミー
ゲージ抵抗１２は、上述するように各々リード線抵抗３
の抵抗値ＲLとゲージ抵抗２の基準抵抗値Ｒ0とに調整さ
れているので、増幅器６の（−）端子に入力される基準
ひずみ信号は、真にゲージ抵抗２の内部抵抗Ｒ0によっ
て生じた信号の電圧Ｖ0となる。つまり、出力端子８に
は、ゲージ抵抗２およびリード線抵抗３の各々の抵抗に
よって補正され、真にゲージ抵抗２で発生したひずみ信
号の振幅に等しい振幅の基準ひずみ信号が出力される。
なお、このとき、表示部１６には、ゲージ率表示回路１
４によって整流された信号が入力されることによって、
振動性ひずみの計測に使用するひずみゲージ１のゲージ
率が表示される。Here, the dummy lead wire resistance 11 and the dummy gauge resistance 12 are respectively connected to the lead wire resistance 3 as described above.
Is adjusted to the resistance value RL of the gauge resistor 2 and the reference resistance value R0 of the gauge resistor 2, the reference strain signal input to the (−) terminal of the amplifier 6 is a signal generated by the internal resistance R0 of the gauge resistor 2. Voltage V0. That is, the reference strain signal corrected by the resistances of the gauge resistor 2 and the lead wire resistor 3 and having an amplitude equal to the amplitude of the strain signal truly generated by the gauge resistor 2 is output to the output terminal 8.
At this time, the gauge ratio display circuit 1 is displayed on the display unit 16.
By inputting the signal rectified by 4,
The gauge factor of the strain gauge 1 used for measuring the vibration strain is displayed.
【００１９】以上のような本実施例のひずみ計測用増幅
器によれば、例えば、スペクトラムアナライザを用いて
出力端子のひずみ信号を分析する場合、まず、予め決め
られた特定の振動性ひずみの振幅に対応した基準ひずみ
信号をスペクトラムアナライザに入力してそのレベルを
測定し、次に、ひずみゲージによって検出された被計測
物の振動性ひずみによるひずみ信号を入力して先に測定
された基準ひずみ信号のレベルと比較することによっ
て、被計測物が発生した振動性ひずみの振幅を算出する
ことができる。According to the strain measuring amplifier of the present embodiment as described above, for example, when a strain signal at the output terminal is analyzed by using a spectrum analyzer, first, the amplitude of a predetermined vibrational strain is determined. Input the corresponding reference strain signal to the spectrum analyzer and measure its level.Next, input the strain signal due to the oscillatory strain of the DUT detected by the strain gauge and input the strain signal of the previously measured reference strain signal. By comparing with the level, the amplitude of the oscillatory strain generated by the measured object can be calculated.
【００２０】しかも、この基準ひずみ信号の振幅は、振
動性ひずみの計測に使用するひずみゲージにゲージ率に
対応して調整することができる（この実施例ではゲージ
率１〜５に対応するようにＡＴＴを調整することができ
る）ように構成されているため、ゲージ率の違うひずみ
ゲージを使用した場合に、常に基準ひずみ信号とひずみ
ゲージによって検出されたひずみ信号との比較のみによ
って、振動性ひずみの振幅を算出することができる。Moreover, the amplitude of the reference strain signal can be adjusted in accordance with the gauge factor of the strain gauge used for measuring the oscillatory strain (in this embodiment, the gauge factors of 1 to 5 are adjusted). The ATT can be adjusted), so that when strain gauges with different gauge ratios are used, vibration strain is always detected only by comparing the reference strain signal with the strain signal detected by the strain gauge. Can be calculated.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明によるひずみ計測用増幅器は、校
正時に、調整手段によって校正信号発生手段が出力する
信号を調整することによって、振動性ひずみの計測に使
用したひずみゲージの検出感度に対応したレベルの基準
ひずみ信号を出力する。これによって、検出感度の異な
るひずみゲージを用いて振動性ひずみの計測をする度
に、ひずみ計測用増幅器から出力されるひずみ信号の振
幅から算出される振動性ひずみの振幅を検出感度に応じ
て補正することなく、振動性ひずみの振幅を計測するこ
とが可能である。The strain measuring amplifier according to the present invention adjusts the signal output from the calibration signal generating means by the adjusting means at the time of calibration so as to correspond to the detection sensitivity of the strain gauge used for measuring the oscillatory strain. Outputs the level reference distortion signal. With this, each time when measuring the vibrating strain using strain gauges with different detection sensitivity, the amplitude of the vibrating strain calculated from the amplitude of the strain signal output from the strain measurement amplifier is corrected according to the detection sensitivity. Without doing so, it is possible to measure the amplitude of the oscillatory strain.
【図１】本発明のひずみ計測用増幅器の一例を示す概略
構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a strain measuring amplifier of the present invention.
１ ひずみゲージ ２ ゲージ抵抗 ３ リード線抵抗 ４ 入力端子 ５、７ コンデンサ ６ 増幅器 ８ 出力端子 ９ 校正電圧発生回路 １０ ＡＴＴ １１ ダミーリード線抵抗 １２ ダミーゲージ抵抗 １３ バッファアンプ １４ ゲージ率表示回路 １５ 定電圧回路 １６ 表示部 ＳＷ１〜ＳＷ５ スイッチ 1 strain gauge 2 gauge resistance 3 Lead wire resistance 4 input terminals 5, 7 capacitors 6 amplifier 8 output terminals 9 Calibration voltage generation circuit 10 ATT 11 Dummy lead wire resistance 12 Dummy gauge resistance 13 Buffer amplifier 14 Gauge rate display circuit 15 constant voltage circuit 16 Display SW1 to SW5 switches
Claims (2)
手段と、該校正信号発生手段の出力信号をひずみゲージ
の検出感度に対応したレベルに調整し、基準ひずみ信号
として出力する調整手段と、ひずみゲージから得られる
ひずみ信号と該基準ひずみ信号とを切り換えて出力する
切り換え手段と、該切り換え手段の出力信号を増幅して
出力する増幅手段と、 を具備してなることを特徴とするひずみ計測用増幅器。1. Calibration signal generating means for generating a signal of constant amplitude, and adjusting means for adjusting the output signal of the calibration signal generating means to a level corresponding to the detection sensitivity of the strain gauge and outputting it as a reference strain signal. Strain measurement comprising: switching means for switching and outputting a strain signal obtained from a strain gauge and the reference strain signal; and amplifying means for amplifying and outputting an output signal of the switching means. Amplifier.
取り出すためのリード線の抵抗値と該ひずみゲージの内
部抵抗の抵抗値とによって、前記基準ひずみ信号を抵抗
分割して前記切り換え手段に出力する補正手段を具備す
ることを特徴とする請求項１記載のひずみ計測用増幅
器。2. A correction in which the reference strain signal is resistance-divided and output to the switching means according to a resistance value of a lead wire for extracting the strain signal from the strain gauge and a resistance value of an internal resistance of the strain gauge. The strain measuring amplifier according to claim 1, further comprising means.
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| JPH08193803A JPH08193803A (en) | 1996-07-30 |
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