ひずみゲージ【strain gauge】ストレインゲージ

概要

ひずみゲージとは、物体に加わる力や変形を電気抵抗の変化として検出するセンサー。構造物や機械部品にかかる応力や荷重、圧力などを精密に計測するために広く用いられる。

基本的な動作原理は、金属や半導体が引き伸ばされたり圧縮されたりすると電気抵抗が変化するという物理的性質に基づく。一般的な金属箔ひずみゲージは、薄いプラスチックフィルムの上に金属箔を格子状にパターニングしたもので、これを計測対象の表面に接着剤で貼り付けて使用する。対象物が変形すると、ゲージも同様に変形し、その分だけ抵抗値が増減する。この抵抗変化は非常に微小であるため、「ホイートストンブリッジ」と呼ばれる電気回路を用いて高精度に検出する。

ひずみゲージには金属箔タイプのほか、半導体ひずみゲージも存在する。半導体タイプは金属箔タイプと比べて感度（ゲージ率）が50〜100倍程度高いが、温度変化の影響を受けやすく機器への実装や取り扱いが難しい。これらは用途や環境に応じて使い分けられる。

ひずみゲージは機械や建築物などの様々な箇所に加わる力の検知に用いられる。例えば、橋梁やダム、航空機の翼などの構造物にかかる応力分布の把握、エンジン部品や工作機械の疲労試験、荷重計（ロードセル）やトルクセンサーの構成要素などに用いられている。また、医療機器や自動車のサスペンション制御、建設現場での地盤・基礎の変位モニタリングにも使われている。