ジオテクサービス株式会社

よくある質問

• Q01. この歪みアンプSTA-04Gは、動ひずみアンプとして使えますか？
• Q02. この変換器は絶縁型ですか？。複数台使用したときの干渉はありますか？
• Q03. STA-04Gは350Ω4ゲージ専用とありますが、120Ωや700Ωゲージは接続できますか？
• Q04. 増幅率や、ゼロ点、スパンの調整は自分で行わなければならないのでしょうか？
• Q05. 市販のひずみ変換器の初期不平衡や校正係数はゼロ，スパンで調整できますか？
• Q06. 4ゲージ用変換器にはひずみゲージ4個が接続できるのですか？
• Q07. 市販のひずみゲージ型検出器を接続して，0〜5V入力の電圧ロガーで計測できますか？
• Q08. データロガーの入力が0〜5Vの場合、マイナス側のひずみ変化を測定できますか？
• Q09. 電源電圧は安定していなければなりませんか？
• Q10. 電源電圧は最低何ボルトまで動作しますか？5V電源で使えますか
• Q11. ひずみが定格出力を超えた場合アンプはどうなりますか？またゲージが破損した場合は？
• Q12. 電源を接続するとき＋12VとGNDにプラスとマイナを逆に接続すると壊れますか？
• Q13. 出力電圧のOUTとGNDをショート(短絡)させても壊れませんか？
• Q14. 出力電圧±5Vのマイナスは絶対電圧の負電圧か、仮想グランドのマイナスか？
• Q15. ディップスィッチでゲインを変えた場合、ブリッジ電圧も変わりますか？
• Q16. ブリッジ回路の出力がNDIS規格のコネクタです。この端子の接続は可能ですか？
• Q17. 計測器との接続ケーブルは最大何メートルくらい延長可能ですか？
• Q18. このアンプは1個でも購入できますか？　代理店はありますか？　納期は？
• Q19. アンプを架台に直接ネジ留めしたいので、穴とビスのサイズを教えてください？
• Q20. ゲージのシールド線のリードはアンプのＥ端子に接続したほうがいいですか？
• Q21. STA-04Gでプラスチック用ひずみゲージは使えますか？
• Q21. 未完成：　ひずみゲージのケーブルはどのくらい延長できますか？
• Q22. 未完成：　雷対策について教えてください

回答

Q01.この歪みアンプSTA-04Gは、動歪みアンプとして使えますか？

このSTA-04G型アンプは、動歪み増幅器としては使えません。

計測時のAC電源の50Hｚや60Hzノイズや、携帯や無線機、インバータの高周波ノイズを避け、安定した信号が得られるように、10Hz以上の高周波をカットするローパスフィルターが入っております。基本的には1秒以下のゆっくりした現象を測定する、静ひずみアンプとしてご利用ください。

なお、フィールド計測で100〜500Hz応答の、DC駆動の省電力アンプの御要望も時々あります。社内的には、動歪みアンプを試験テーマとして取り組んでおりますので、具体的なお話があれば、ご連絡ください。

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Q02.この変換器は絶縁型ですか？。複数台使用したときの干渉はありますか？

このひずみアンプは、非絶縁型で、グランドラインは内部で繋がっています。

そのため、以下のようなケースでは測定値が不安定になる場合もあります。

• ひずみゲージやケーブルの絶縁低下が進み、リーク電流がある場合
• 鉄道線路や電力施設、放送用アンテナの近くで、迷走電流がある場合。
• センサケーブルと動力線などが同居して、商用電源ノイズが入りやすい場合

なお、ブリッジ印加電圧には直流を使用しているので、複数台が同居しても相互干渉はありません。

ひずみゲージの絶縁問題については、姉妹品の２ゲージアンプSTA-12Gの絶縁対策のQ&Aのページをご覧ください

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Q03.STA-04Gは350Ω4ゲージ専用とありますが、120Ωや700Ωゲージは接続できますか？

この増幅器は、増幅器は350オームに最適化されていますが、ブリッジに2.5V電圧を加える定電圧方式方式ですので、2.5Vを加えられる4ゲージひずみ変換器であれば350Ω以外にも使えます。

動作可能範囲は、概ね120Ω×４ゲージから1000Ω×４ゲージです。

(1)抵抗の高い方の制限はありませんが、概ね1000Ω程度が設計時の上限です。  350Ω以上のゲージを接続した場合、ブリッジに流れる電流が減るため、 全体の消費電流は減ります。たとえば700Ωゲージだと、ブリッジ電流が3.5ｍAほど減り、変換器全体の消費電流は15ｍAから12mAに減少します。

(2)低い方については、変換器のブリッジ電源供給能力に若干の余裕があるため、120Ω以上のフルブリッジ・４ゲージであれば接続可能です。   120Ωブリッジの場合、ブリッジに流れる電流が7ｍAほど増えますので、変換器の全体消費電流が15ｍAから23mAに増加します。

さらに抵抗の低い、100Ω程度のゲージでも動作する可能性はありますが、製品の性能保証外となりますので自己責任での御使用をお願いします。   なお、実機動作確認はしていませんが、60Ω×4ゲージになるとブリッジ電流が40mA以上流れるので、ゲージの発熱やアンプの温度上昇で、おそらく正常に測定はできないと考えられます。また、ブリッジのAC間を短絡した場合の最大電流は100mAほどです。

(3)なお、この製品は出荷時に350オームで校正しており、それ以外の抵抗だと測定精度が若干落ちる場合もあります。

  （※当社は120Ωや1000Ωのひずみ発生器を保有していないため、上記は模擬的なブリッジ回路の試験結果です。

    このアンプの350Ωブリッジのカタログ性能は0.1%／F.S.です。350Ω以外は標準仕様ではありませんが、

    簡易的な120Ωや1000Ωブリッジテストでは、概ね±0.5%／F.S.以内の誤差に収まっています。

  ひずみゲージとの相性に関しては、事前評価器の貸し出し対応も有りますので、担当窓口に相談ください）

【センサーの入力抵抗例】

• 小型間隙水圧計:共和電業製　BPR-A-S（120Ω×4ゲージ）
• 間隙水圧計　　:共和電業製　BPB-A,　(350Ω×4ゲージ）
• 小型圧力変換器:共和電業製　PGS-A　（600Ω×4ゲージ）

なお、この変換器のは定電圧ブリッジ方式のため、測定結果の電圧出力は、ひずみ変換器の定格出力（例：１mV/V＝2000μひずみ）に比例しますが、ブリッジ抵抗（例：350Ω）には依存しません。

【参考】120Ωゲージの１，２ゲージについては、同じシリーズのSTA-12G、やSTA-12Lが対応しています。

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Q04.増幅率や、ゼロ点、スパンの調整は自分で行わなければならないのでしょうか？

基本的に出荷時には、次表の設定でゼロ点とスパンは設定済みです。ひずみゲージ変換器の定格出力に合わせて、ディップスイッチで増幅倍率を選択すれば所定の出力が出ます。 基本的に800倍で使用すれば、歪み1マイクロストレインが電圧1ｍVに増幅されます。400倍の場合は1μStrainが半分の0.5ｍVに変換され、1600倍のなら2倍の2ｍVに変換されます。

なお、ゼロ点調整は一度変更しても、測定用のひずみゲージを接続した状態で、B,D端子間を短絡して調整すれば初期状態に戻せます。しかし、スパンを変えると元に戻すにが難しいので、通常はスパン調整は変えないでご使用ください。

• ひずみゲージ式変換器の型式
  　　　例：東京測器研究所のロードセル　KCE-NA
  
• 定格出力（mV/V）　　　例：　1.25ｍV/V
  
• 増幅後の出力電圧　　例：　2500ｍV
  

この場合は以下のような計算で、出力電圧が求まります。

＜定格出力1.25ｍV/V × 印加電圧2.5V固定 × 増幅率800倍 ＝ 出力2500ｍV＞

なを、出力電圧については、当アンプの増幅率は200、400、800、1600倍の４段階で、ゼロ、スパンの調整範囲も限られるため、ある程度きりのいい数字に合わせていただく必要があります。

増幅倍率の選択
ブリッジ定格出力	ブリッジ電圧	増幅率	出力電圧
0.25mV/V (500μSTRAIN)	2.5V固定	1600倍	1000ｍV
	2.5V固定	800倍	500ｍV
0.5ｍV/V (1000μSTRAIN)	2.5V固定	1600倍	2000ｍV
	2.5V固定	800倍	1000ｍV
0.75ｍV/V (1500μSTRAIN)	2.5V固定	1600倍	3000ｍV
	2.5V固定	800倍	1500ｍV
1.0mV/V (2000μSTRAIN)	2.5V固定	1600倍	4000ｍV
	2.5V固定	800倍	2000ｍV
1.25ｍV/V (2500μSTRAIN)	2.5V固定	1600倍	5000ｍV
	2.5V固定	800倍	2500ｍV
1.5ｍV/V (3000μSTRAIN)	2.5V固定	800倍	3000ｍV
	2.5V固定	400倍	1500ｍV
2.0ｍV/V (4000μSTRAIN)	2.5V固定	800倍	4000ｍV
	2.5V固定	400倍	2000ｍV
2.25mV/V (4500μSTRAIN)	2.5V固定	800倍	4500ｍV
	2.5V固定	400倍	2250ｍV
2.5mV/V (5000μSTRAIN)	2.5V固定	800倍	5000ｍV
	2.5V固定	400倍	2500ｍV
3.0mV/V (6000μSTRAIN)	2.5V固定	800倍	6000ｍV
	2.5V固定	400倍	3000ｍV

注意）STA-04Gの最大出力電圧は±6V以内ですBR>
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Q05.市販のひずみ変換器の初期不平衡や校正係数はゼロ，スパンで調整できますか？2

ひずみの土木用変換器などに添付されるデータシートには、次のようなパラメータが添付されます。

• 定格容量　　 1MPa
  
• 定格出力　　 1098μV/V 　(又は 1.098mV/V)
  
• 定格出力ひずみ 2196μStrain(又は 2.196×10-6st
  
• 初期不平衡　 -120μV/V (又は 0.12mV/V)
  
• 校正係数　　 0.0009112MPa／1μV/V (又は 09112MPa／mV/V)
  

これらの細かい調整を、ひずみアンプのハード的なゼロ、スパンのボリュームで合わせようとすると、微調整が必要です。通常当社で行う、出荷時調整は、カタログスペックの定格出力（1ｍV/Vなど）に合わせおり、細かい校正は、お客様ご自信で行っていただくか、パソコン等による数値変換で対応していただいております。

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Q06.4ゲージ用変換器にはひずみゲージ4個が接続できるのですか？

STA-04Gの「04G」という記号は「350Ωの4ゲージ型のひずみセンサ用」の意味で、「４個のゲージが組み合わされたセンサ１台」が接続できます。アナログ電圧出力も１個だけです。

従って、複数のひずみセンサを使用する時は、同じ台数のひずみゲージアンプが必要になるので、多数の歪み計を使用する場合意は、多チャンネルのひずみ専用データロガーの使用をお勧めします。

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Q07.市販のひずみゲージ型検出器を接続して，0〜5V入力の電圧ロガーで計測できますか？

基本的には、0〜5Vの正電圧しか測定できないロガーでも計測できます。

但し、一般的なひずみ検出器（ひずみゲージ変換器）は、出力がプラス・マイナスのものが一般的で、このひずみアンプも出力が±5Vなので、歪みの計測範囲がマイナスになる場合はひと工夫いります。

【ひずみのマイナス変化を0〜5Vロガーで測定する方法】

• ひずみの変化がプラス側だけであれば、そのまま0〜5V範囲で計測可能
• 初期値が若干マイナス側であれば、ゼロ点調整トリマーを回して，初期値をプラス側に移動させる(800倍で±1.6Vのシフト可能)
• ひずみの変化がマイナス側の範囲だけなら、センサ入力端子の「B-D間」を逆に接続して，出力電圧をプラス側に反転させる。 　　
• もっと単純にマイナス電圧を測定するには、アンプ出力の「OUTとGND端子」をロガーの＋−と逆に接続する方法もあります。

注意：この歪みアンプは、通常9〜12Vの電源で動作します。ロガー本体の電源が5Vなどの場合は、別にセンサ用の12V電源を用意する必要があります。

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Q08.データロガーの入力が0〜5Vの場合、マイナス側のひずみ変化を測定できますか？

ひずみの出力がマイナス側に変化すると、アンプの出力電圧はマイナス側に出ます。これを、プラス入力専用のロガーで計測するには、以下の方法があります

【ひずみのマイナス変化を0〜5Vロガーで測定する方法】

• ひずみの変化がプラス側の範囲におさまれば、そのまま0〜5V範囲で計測可能
• 初期値が若干マイナス側であれば、ゼロ点調整トリマーを回して，初期値をプラス側に移動させる(800倍で±1.6Vのシフト可能)
• ２ゲージ式の場合、ひずみの変化がマイナス側の範囲だけなら、入力端子の「B-D間」を逆に接続して，出力電圧をプラス側に逆転させる。 　　
• もっと単純にマイナス電圧を測定するには、アンプ出力の「OUTとGND端子」をロガーの＋−と逆に接続する方法もあります。

注意：この歪みアンプは、最低5〜12Vの電源で動作しますが、電源電圧が9V以下の場合は、歪の測定範囲の上限が狭くなります。フルレンジで測定するのは、ロガー本体の5V電源とは別にセンサ用の12V電源を用意する必要があります。

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Q09.電源電圧は安定していなければなりませんか？

ひずみアンプの電源電圧は9〜16Vの範囲であれば、変動しても問題はありません。

もともと、車載用の12Vバッテリやソーラ電源の使用を想定し、内部で7Vに安定化させて使用していますので、不安定な電源でもOKです。

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Q10.電源電圧は最低何ボルトまで動作しますか？5V電源で使えますか？

規定の電源電圧は9V以上ですが、マイコン測定回路に組み込む場合などは、最低5Vでも動作します。但し、出力電圧の直線性が「電源電圧-2V」までしか無いため、5Vで動作させた場合は出力は3V以内でご使用ください。

たとえば、歪5000μストレインまで測定したい場合、増幅倍率800倍だと、出力電圧が5Vまで上がります。この場合、増幅倍率を400倍に半減させてれば、出力電圧は2.5Vに収まります。

なお、電源電圧が5V以下だとブリッジの印加電圧が規定の2.5Vを確保できなくなるため規定の性能が出なくなります。詳細はひずみアンプの最低動作電圧(PDF)の資料をご覧ください。

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Q11.ひずみが定格出力を超えた場合アンプはどうなりますか？またゲージが破損した場合は？

この、ひずみアンプの出力電圧は、最大±6V付近まで追随し、そこで頭打ちになります。ひずみゲージや延長ケーブルが断線した場合、出力電圧は0V付近や6V以上で不安に動きます。

また、ひずみゲージのA-C端子間がショートした場合、ゲージには最大40ｍA程度の電流が流れ、全体の消費電流が60mAくらいに増加しますが、アンプ自体が壊れることはありません。

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Q12.電源を接続するとき＋12VとGNDにプラスとマイナを逆に接続すると壊れますか？

電源のプラスとマイナスを間違えて、単純に逆に接続しても壊れません。＋−の逆接続は、計測現場でしばしば起きるので、あらかじめ保護回路が内蔵されています。

但し、より複雑な配線で、接続間違いをすると、内部回路がショートして焼き切れる場合があります。

　損傷例：「電源GND端子に電源＋を接続」して、「歪Ｃ端子に電源の−を接続」すると、基盤のグランドパターンが焼き切れる場合があります！

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Q13.出力電圧のOUTとGNDをショート(短絡)させても壊れませんか？

アンプの出力側のOUTとGNDを短絡させると、最大25〜30mAの電流が流れますが、壊れることはありません。

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Q14.出力電圧±5Vのマイナスは絶対電圧の負電圧か、仮想グランドのマイナスか？

アンプ内部に負電源を持っているので、マイナス出力は電源のGNDをゼロとした絶対電圧です。

なお、信号のグランドと電源のマイナスは共通です。また、ひずみゲージ側とアンプの電源・信号出力の間は絶縁されていません。

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Q15.ディップスィッチでゲインを変えた場合、ブリッジ電圧も変わりますか？

この装置は定電圧方式のひずみアンプです。ゲインを200〜1600倍に変えても、ブリッジ印加電圧は一定の2.5Vで変わりません。

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Q16.ブリッジ回路の出力がNDIS規格のコネクタです。この端子の接続は可能ですか？

ＮＤＩＳ規格プラグ(オス)を、ひずみアンプの端子台に接続するには、バラ線に変える必要があります

• 単純な方法では、コネクタの線を切って、中の線を出します。
  線と端子の対応関係はひずみゲージ式変換器とアンプの接続例を参照してください。
• コネクタを接続してバラ線に変換する市販の部材だと、共和電業のプラグ用中継ケーブル「N-70」という製品もあります。  NDIS規格のコネクタ（メス）→4心線10ｃｍ付に変換
• もし当社で、この変換コネクタをご用意する場合は、受注生産で手作りする形になり、価格は数千円程度見込まれます。

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Q17.計測器との接続ケーブルは最大何メートルくらい延長可能ですか？

本体の接続端子の通りに、電源線2本と信号線2本の4線で延長する限りにおいては、伝送中の信号の減衰が少ないので特に長さの制限はありません。

経験的には、300mくらいは問題なく伸ばせます。

但し、電線が長くなる（数10ｍ〜）と商用電源ノイズの混入が増えたら、落雷・誘導雷の危険が高まるので、別途ノイズ対策や雷防護が必要になります。

また、電源のグランドと信号のマイナスを1本にまとめた３線伝送を行うと、電線の電気抵抗の温度変化が測定誤差として現れるので、10m以上の伝送では規定の4線式接続を奨励しております。

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Q18.このアンプは1個でも購入できますか？　代理店はありますか？　納期は？

1個単位でも販売しております。

購入方法については、弊社は特に指定代理店は無く、直売が可能です。

基本的には、メールやFAXで注文書（お客様書式やメール本文も可）をお送りください。製品と納品書・請求書をお送りしますので、お客様の請求書締日から1月以内に代金の銀行振り込みをお願いします。

また、お客様のご希望の販売店をご利用いただく場合は、代理店経由の販売にも対応いたします。販売店様に直接、価格や納期をご確認いただければ、販売店側と弊社の間で、売買手続きを進めます。

納期に関しては、常時10台程度の在庫を確保し、即納に勤めておりますが、多数の注文が入った場合に一時的に在庫切れが発生し、次のロット製作に最長2ヶ月要する場合もあります。お急ぎの場合は、事前に電話やメール等で在庫を確認してください。

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Q19.アンプを架台に直接ネジ留めする際の穴の位置とネジのサイズは？

背面のDINレール取付足の固定用の穴は、20×55mmの間隔で4個あけてあります。

ネジは　M3×4mmを使用しています。内部に2〜3mm入る程度の長さでご用意ください。
長過ぎると内部の基盤に当たるので、取り付け板の厚さを考慮してネジの長さを決めてください。

図を拡大

参考までに、当社でご用意しているDINレール取付板のCAD図面等は次のメーカのサイトからダウンロード可能です。「タカチ電気工業　DINレール取付足　DTR-1」

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Q20.ゲージのシールド線のリードはアンプのＥ端子に接続したほうがいいですか？

基本的には、接続方法の説明にあるように、シールド線はＥ端子に接続したほうが商用電源からのノイズが減り出力が安定します。

但し、このFAQのQ02番にあるように、機械設備内などで複数のゲージとアンプが混在する場合、逆にシールドを通してノイズが回りこむ場合もあります。ノイズが大きいようであれば試しに、シールドE端子に接続せず、設備の「電源アース」に直接落としてみてください。

なお、アンプ内部に10Hz程度のローパスフィルター回路が入っていますので、50〜60Hzの電源ノイズはアンプの出力には表われにくく、通常は数mV以内の微小な変動になります。

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Q21.STA-04Gでプラスチック用ひずみゲージは使えますか？

プラスッチク用ひずみゲージは、金属より軟らかい樹脂の変形を測るために、伸びやすい線材で作られた歪ゲージです。

たとえば、�鞄結梠ｪ器研究所の製品の「GFシリーズプラスチック用ひずみゲージ」だと、抵抗値が120Ωと350Ωの製品があり、ひずみ限界は3%(30000×10-6ひずみ)となっています。

４ゲージアンプSTA-04Gの使用可能なゲージ抵抗 ⇒詳細はこちら

 (1)４ゲージ法で使う場合は120〜350Ωゲージの使用可能。

 (2)４ゲージ法の最大ゲージ抵抗は1000Ω程度。

注意すべき点は、ひずみの測定限界です。プラスッチクは金属に比べて軟らかい材料で、ヤング率も２桁近く小さいため、同じ力でも変形が10〜100倍大きくなります。

STA-04Gは、ひずみの増幅倍率が200倍から1600倍にディップスイッチで変更できます。一番倍率の低い200倍に設定した場合の測定できるひずみの上限は以下のようになります。

 (1)測定器の入力範囲が−5〜＋5Vの場合、-20000μ〜＋20000μ

 (1)測定器の入力範囲が　0〜＋5Vの場合、     0μ〜＋20000μ

 (1)測定器の入力範囲が−7〜＋7Vの場合、-28000μ〜＋28000μ

 (1)測定器の入力範囲が　0〜＋7Vの場合、     0μ〜＋28000μ

 ※0〜5Vの測定器でマイナス側のひずみを測定する方法はこちらを参照。

STA-04Gで樹脂の変形を計測する場合、この測定範囲の限界を考慮してくださ。

なお、１，２ゲージ測定の場合はSTA-12GのFAQを参照してください。

また１，２ゲージで測定範囲が-4000〜5000μなら簡易型のSTA-12Lも使用できます。

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Q50.FAQは随時追加します

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