|
|
Strain Gage Amplifiers DMS01 DMS03 - ストレインゲージアンプ - |
|
|
はじめに 物体のわずかな動きを検出するストレインゲージは、その出力が mV以下、通常μVオーダと非常に小さくこのままでは使えません。この信号を数V程度の実用レベルまで増幅する必要があります。これにはノイズの少ない高品質アンプが必要で、この目的に開発されたのが”本器 DMS シリーズ”です。
- DMSシリーズは、ほとんど一般市場で販売されているゲージに使うことが出来ます。
- DMSシリーズは、350 Ωから5 kΩの抵抗のストレインゲージにご使用いただけます。
- DMSシリーズは、ストレインゲージを使うために必要な機能バイアス回路も内蔵していています。
- DMSシリーズにはDMS01とDMS03の2種類のモデルがあり、分解能はストレインゲージの分解能
10-6まで、また周波数応答は 30kHzの能力を持っています。
- DMSシリーズアンプはスタンドアオロンタイプで独立しており、このアンプをストレインゲージの近くに置くことにより、極力ノイズの混入を防ぐことができます。
DMSシリーズアンプは、ストレインゲージ付きピエゾアクチュエータの位置検出に最適なアンプです。 |
|
写真 -1 |
写真 -1 は、 ストレインゲージアンプ DMS 01 (右上の赤い箱) とピエゾアンプ SVR (左上の青い箱) 、及び ピエゾアクチュエータ |
|
ストレインゲージとポジショニング
ストレインは、固体 (L) の相対的伸びの変形 (儉/L) で、そのような変形は機械的負荷力がかけられる事により、またピエゾアクチュエータの場合は駆動電圧の印加によるアクチュエータの伸張によって誘発されます。ストレインゲージは非常に感度の高い素子で、DMSシリーズアンプのような高性能アンプと共に使うことで10(-6)またはそれ以上の感度を得ることが出来ます。
一般的にピエゾアクチュエータは0.1%程度の伸びを示し、ストレインゲージを使うことで10(-3)以下まで測ることが出来ます。ピエゾアクチュエーターの分解能はnmオーダーまであります。
ストレインゲージの応答時間は非常に早く、マイクロ秒オーダまで応答します。この特徴をいかすには、十分に広いバンド幅をもつ DMS のようなアンプが必要です。 |
|
図 -2 |
図 -2 は、ストレインゲージ4素子使ってホイストーンブリッジ回路を組んだ図です。各辺にストレインゲージを使うことで感度の高い検出回路が実現することができます。
接続 : | 1 - 2 間に 5V 程度の供給電圧をかける |
| 3 - 4 間出力信号 (μV 〜 mV) |
他にハーフブリッジ、クォーターブリッジ回路等の構成があります。 |
|
|
概略仕様
- DMSシリーズアンプはピエゾメカニック社で別に販売している“PosiCon”と互換性があり、ストレインゲージ回路の配線は同じです。
- 入力コネクター
コネクタ:4-ピンLEMO 0S.304 |
- 高安定 5Vバイアス供給 |
シグナル出力 |
- 出力コネクター
コネクタ:BNC |
- ピエゾアクチュエータの最大伸張が 0 〜 5V出力に対応 |
- ストレインゲージ抵抗値 1KΩ |
- 出力コネクター
|
|
調整機能
- ゼロ調整
ピエゾアクチュエータの実際の長さは、予備負荷等の荷重、周囲温度等で変わります。したがってゼロ点は、アクチュエータを実負荷にセットし状態で補正する必要があります。
- ゲイン調整
ストレインゲージからの信号は、ゲージの特性 (k-ファクタ) とアクティブ素子の数 (4素子ブリッジ、ハーフブリッジ、2-クオーターブリッジ)の構成にに依存します。DMSアンプはゲージの感度に合わせアンプのゲインを調整することが出来、アクチュエータのフルストロークを出力 0〜5V 出力に合わせることが出来ます。
- LCDの読み取り値の校正
直流出力信号は、特定のピエゾアクチュエータの出力結果を安定した数値として0.1μm単位にて表示することが出来ます。この校正は容易に行うことが出来ます。 |
|
|
図 -3 DMS03 と DMS01 |
3CHアンプ DMS03 |
W x D x H (mm) 240 x 120 x 60, weight 550 g |
1CHアンプ DMS01 |
W x D x H (mm) 120 x 120 x 60, weight 350 g |
オプション |
・LEMO コネクター 0S304 |
・4-芯ケーブルLEMO コネクター付き |
|
|