まず結論

ひずみゲージは、物体のわずかな伸び・縮みや変形を測るセンサーです。

物体が変形すると、ひずみゲージ内部の金属箔も伸び縮みし、電気抵抗が変化します。この変化を利用して、橋、高架道路、建物、機械部品などの状態を監視します。

FE試験では、次のように切り分けます。

測るもの	センサー
温度	サーミスタ
回転・角速度	ジャイロセンサー
伸び・縮み・変形	ひずみゲージ
磁界	ホール素子

変形なら、ひずみゲージ。

---

直感的な説明

ひずみゲージは、構造物に貼り付けて使う「変形の見張り役」です。

橋や高架道路に荷重がかかる
↓
部材がわずかに伸びる・縮む
↓
ひずみゲージの抵抗が変化する
↓
変形量を測定する

高架道路や橋は、車両の重さ、風、温度変化、地震などによって常に力を受けています。

見た目では分からないほど小さな変形でも、継続して測定することで、劣化や異常の兆候を早く見つけられます。

---

定義・仕組み

ひずみゲージは、薄い絶縁体の上に細い金属箔を折り返して配置したセンサーです。

物体に貼り付けると、物体の変形に合わせて金属箔も伸び縮みします。

物体が引っ張られる
↓
金属箔が細く長くなる
↓
電気抵抗が増える

反対に、圧縮されると金属箔は短く太くなるため、抵抗は小さくなる方向へ変化します。

この抵抗変化は非常に小さいため、実際にはホイートストンブリッジ回路などを使って電圧の変化として取り出します。

わずかな抵抗変化
↓
ブリッジ回路で検出
↓
増幅
↓
変形量に換算

試験では、数式よりも次の関係を押さえれば十分です。

変形によって抵抗値が変わる。

---

科目Aでどう出る？

FE試験では、ひずみゲージ単体の細かい構造よりも、どの物理量を測るセンサーかが問われます。

判断表

問題文のキーワード	選ぶセンサー
温度、過熱、発熱	サーミスタ
回転、角速度、姿勢	ジャイロセンサー
伸び、縮み、変形、荷重	ひずみゲージ
磁界、磁石、非接触	ホール素子

選択肢の切り方

変形を感知
↓
伸び・縮みを測る
↓
ひずみゲージ

「橋」「高架道路」「建物」「機械部品」と書かれていても、最終的には何を測るかを確認します。

• 温度ならサーミスタ
• 回転ならジャイロ
• 磁界ならホール素子
• 変形ならひずみゲージ

---

どんな場面で使う？

ひずみゲージは、構造物や機械部品の状態監視に使われます。

橋・高架道路

車両の通過や地震による変形を測り、異常なひずみが生じていないかを監視します。

建物

柱や梁の変形を測り、荷重の偏りや劣化の兆候を確認します。

機械部品

軸、フレーム、ボルトなどに貼り付けて、設計どおりの強度があるかを確認します。

ロードセル

荷重を加えると金属部品がわずかに変形します。その変形をひずみゲージで測り、力や重さへ換算します。

力が加わる
↓
金属部品が変形する
↓
ひずみゲージが検出する
↓
荷重に換算する

---

よくある誤解・混同

サーミスタとの違い

サーミスタも抵抗値の変化を利用しますが、原因が違います。

センサー	抵抗が変わる原因
サーミスタ	温度
ひずみゲージ	変形

温度で変わるならサーミスタ、変形で変わるならひずみゲージ。

ジャイロセンサーとの違い

ジャイロセンサーは、主に角速度や回転運動を検出します。

• スマートフォンの画面回転
• ドローンの姿勢制御
• ロボットの向きの検出

構造物の伸び縮みを測るセンサーではありません。

ホール素子との違い

ホール素子は磁界を検出します。

• 磁石の接近
• モーターの回転位置
• ドアの開閉
• 電流の検出

変形ではなく、磁界が判断ワードです。

ロードセルとの違い

ひずみゲージはセンサー素子です。

ロードセルは、ひずみゲージなどを利用して荷重や力を測る装置です。

ひずみゲージ
→ 変形を検出する部品

ロードセル
→ 変形から荷重を求める装置

ひずみゲージは亀裂を直接見る

ひずみゲージは、亀裂を画像として直接検出するものではありません。

通常とは異なる変形を測定し、異常の可能性を知らせます。

---

まとめ（試験直前用）

• ひずみゲージは物体の伸び・縮み・変形を測る
• 変形による電気抵抗の変化を利用する
• 橋、高架道路、建物、機械部品の監視に使う
• ロードセルは、ひずみゲージを利用して荷重を測る装置
• サーミスタは温度を測る
• ジャイロセンサーは回転・角速度を測る
• ホール素子は磁界を測る

温度はサーミスタ、回転はジャイロ、変形はひずみゲージ、磁界はホール素子。