ひずみゲージとは？目的や測定原理、メリット、計算式と利用例を解説

ひずみとは、物体に力をかけけた際、その物体の形や体積がどのくらい変位するかを示す指標です。

ここでは、ひずみを測定するひずみゲージの測定原理や仕組みについて、同様の用途で使用されるツール、圧力測定フィルムと比較して解説します。

ひずみの原理を活かしてできたのが、ひずみゲージ（別名 ストレインゲージ）です。

金属に一定の力がかけて伸縮させると、それに応じて電池抵抗値が変化します。
この電気抵抗値を読み取り、電気的な出力に増幅することでひずみ量を測定するのが、ひずみゲージです。

ひずみゲージはロードセルなどの荷重測定機などに搭載されます。
力によってひずみが発生する「起歪体」と呼ばれる部材にひずみゲージを設置することで、ひずみ具合を測定し、電気的な信号に変換することで、力を測定することが役割です。

また、このひずみゲージが使われるロードセルは圧力を測定するフィルム「プレスケール」と併用されることも多くあります。

面の圧力を測定するフィルムであるプレスケールとは異なり、ひずみゲージを用いたロードセルを用いることで、物体にかかる荷重値を測定することができます。

ひずみは以下の計算式で求めることができます。

ΔR（抵抗値変化）÷R（元の抵抗値）＝K（ゲージ率、比例定数）×ε（ひずみ）

ひずみゲージを用いたロードセルの使用例をご紹介します。

例）基板製造におけるドライフィルムラミネート接着工程での用途

例）基板や積層セラミックデバイス製造における積層工程での用途

例）半導体製造におけるウェハ接合装置による圧着工程での用途

例）リチウムイオン電池製造における外装材の封止工程や、活性化工程での用途

ひずみゲージを搭載したロードセルでは、その1点にかかる力（一次元）を測定することが可能ですが、面（二次元）にかかる圧力を見ることができません。

面での圧力値管理ができていないと、装置の傾きや、全体の傾向を把握することができず、製品不良につながる可能性もあります。

そこで登場するのが圧力測定フィルム「プレスケール」です。