Strain Gauge HBM/Kyowa/Vishay Micro-Measurements 1938-2026（ストレインゲージエッチビーエムキョウワヴィシェイ）
応力測定用箔抵抗体。1938年Edward Simmons発明+HBM 1-LY11-3/350+Kyowa KFG-5-120-C1-11+Vishay CEA-13-250UN-350+ゲージ率2.0+120Ω/350Ω+0-30%伸び+1/4 1/2 Fullブリッジ
概要
応力測定用箔抵抗体（ストレインゲージ）は、物体の変形を電気抵抗変化に変換するセンサです。
「Strain Gauge HBM/Kyowa/Vishay Micro‑Measurements 1938‑2026」は、1938 年に Edward Simmons が発明した基本構造を基に、HBM、Kyowa、Vishay の三社が共同開発した高精度箔抵抗体です。
- 発明年: 1938
- 主なメーカー: HBM（Germany）、Kyowa（Japan）、Vishay（USA）
- 代表型番: HBM 1‑LY11‑3/350、Kyowa KFG‑5‑120‑C1‑11、Vishay CEA‑13‑250UN‑350、HBM 1‑LY11‑3/120、Kyowa KFG‑5‑120‑C1‑12
このシリーズは、120 Ω／350 Ω の抵抗値、2.0 のゲージ率、0 %〜30 % の伸び範囲を持ち、1/4 ブリッジまたは 1/2 ブリッジ構成で使用できます。
近年は、低ノイズデジタル信号処理と組み合わせた「スマートストレインゲージ」へと進化し、IoT での遠隔モニタリングが可能になっています。
主な特徴・仕組み
| 特徴 | 説明 |
|---|---|
| ゲージ率 2.0 | 抵抗変化 ΔR/R = 2.0 × ε（ε はひずみ）で、感度が高い。 |
| 抵抗値 120 Ω / 350 Ω | 低抵抗値はノイズ耐性を向上させ、長距離配線に適している。 |
| 伸び範囲 0 %〜30 % | 高い伸び性により、最大 30 % のひずみまで測定可能。 |
| 温度係数 ±0.02 %/°C | 温度変化による誤差を抑制。 |
| ブリッジ構成 1/4 1/2 | 1/4 ブリッジは単一ゲージ、1/2 ブリッジは二重ゲージで精度向上。 |
| パッケージ化 | 低剛性アルミニウムフレーム、耐熱性ポリプロピレン。 |
| 耐久性 | 5000 回のサイクルで 1 % 未満の抵抗変化。 |
| 機械的強度 | 破断伸長率 2.5 % 以上。 |
| 帯域幅 | 0.1 Hz〜10 kHz（高速応力測定に対応）。 |
| 電源電圧 | 5 V DC で動作、低消費電力。 |
仕組みは、金属箔（銅、アルミニウム）を絶縁体に貼り付け、極性を変えることで抵抗変化を測定します。
HBM の「1‑LY11‑3/350」シリーズは、極細箔を使用し、微小ひずみでも高精度に検出できるよう設計されています。
具体例・対応製品 (テーブル必須)
| 代表型番 | 対応製品 | 用途 | 主要仕様 |
|---|---|---|---|
| HBM 1‑LY11‑3/350 | 産業用圧力セル（P‑HBM‑350） | 高圧測定 | 350 Ω、ゲージ率 2.0、0〜30 % |
| Kyowa KFG‑5‑120‑C1‑11 | 航空機構造応力モニタリング | 低温環境 | 120 Ω、-40〜+85 °C、耐衝撃 |
| Vishay CEA‑13‑250UN‑350 | 自動車車体応力測定 | 走行中のダイナミック応力 | 350 Ω、1/2 ブリッジ、0.1 Hz〜5 kHz |
| HBM 1‑LY11‑3/120 | 鉄道車両振動解析 | 低周波振動 | 120 Ω、0.01 Hz〜2 kHz |
| Kyowa KFG‑5‑120‑C1‑12 | 建築構造健全性監視 | 長期耐久性 | 120 Ω、-20〜+70 °C、1/4 ブリッジ |
2025‑2026 年の動向
- デジタル化: 低ノイズ ADC と組み合わせた「デジタルストレインゲージ」が主流化。
- ワイヤレス: BLE/LoRaWAN で遠隔データ取得が可能。
- AI 解析: 収集データを AI で異常検知。
- 環境耐性: 超低温・高温環境向けに特殊絶縁体を採用。
選び方・注意点
- 測定範囲
- 伸び 0〜30 % が必要なら 350 Ω 型、0〜10 % なら 120 Ω 型。
- ブリッジ構成
- 1/2 ブリッジは温度漂移を補正できるが、配線が増える。
- 温度環境
- -40 °C 以上で使用する場合は Kyowa KFG‑5‑120‑C1‑11 を選択。
- 機械的負荷
- 高衝撃環境では HBM 1‑LY11‑3/350 の耐衝撃性を確認。
- 電源と信号
- 低ノイズを求める場合は 5 V DC で動作し、デジタル信号化を行う。
関連用語との違い
| 用語 | 主な違い |
|---|---|
| 抵抗式ストレインゲージ | こちらは抵抗変化で測定。 |
| 電圧式ストレインゲージ | 抵抗変化を電圧変化で測定。 |
| 光ファイバー応力センサ | 光学的手法で測定、温度に強い。 |
| Piezoelectric センサ | 変形に応じて電圧を生成、瞬時応答。 |
よくある質問 (FAQ)
- 「ゲージ率 2.0」とは何ですか？
ゲージ率は抵抗変化 ΔR/R とひずみ ε の比率です。2.0 という値は、1 % のひずみで抵抗が 2 % 変化することを意味します。 - 1/4 ブリッジと 1/2 ブリッジの違いは？
1/4 ブリッジは単一ゲージを使用し、構成が簡単ですが温度漂移の補正が難しいです。1/2 ブリッジは二重ゲージで温度補正が可能で、精度が向上します。 - 高温環境で使用できますか？
はい。Kyowa KFG‑5‑120‑C1‑11 は -20 °C から +70 °C までの範囲で安定動作します。
まとめ
Strain Gauge HBM/Kyowa/Vishay Micro‑Measurements 1938‑2026 は、長い歴史と三社の技術融合により、精度・耐久性・環境適応性を兼ね備えた応力測定用箔抵抗体です。
120 Ω／350 Ω の抵抗値、2.0 のゲージ率、0〜30 % の伸び範囲は、産業用圧力セルから航空機構造モニタリングまで幅広い用途に適しています。
2025‑2026 年の動向では、デジタル化・ワイヤレス化・AI 解析が進み、より高度な遠隔監視と異常検知が可能になっています。
選定時は測定範囲、ブリッジ構成、温度環境、機械的負荷を考慮し、適切な型番を選ぶことが重要です。