共和技報

集中豪雨による河川堤防の決壊や斜面崩落等の自然災害，老朽化に起因するトンネルや橋梁の崩落事故災害，建設現場における仮設構造物等の破損や倒壊に起因する公衆災害は社会全体に大きな影響が出る。 このような災害を防止し，適切な維持管理を行なっていくためには，継続的なモニタリングが必要である。しかしながら，先に挙げた災害防止のためのモニタリングでは，測定箇所が広範囲に分散しており，有線によるデータ収集は施工性，経済性の面で大きな課題があった。 そこで我々は，こうした課題解決に貢献するため，長期間（1年以上），広い範囲（500m）にわたり，簡単な設定で無線モニタリングが可能な長距離無線ユニットSRLS－100シリーズ（以下，本ユニットと称する）を開発した。

警察庁交通局の資料＊１によると，平成30年における日本国内の交通事故死者数は3,532人で警察庁が保有する昭和23年以降の統計では最小となり，死者数がピークであった第1次交通戦争期である昭和45年の16,765人からは4分の1以下にまで減少した。その要因として，高い衝安全性能を有する車体構造の採用や，エアバッグや衝突被害軽減ブレーキなどの安全装置を搭載した自動車の普及が挙げられる。

変位測定にワイヤの引出し長さを利用したワイヤ式変位変換器DTP-D-S（当社従来器）は、設置が容易であることと設置点と計測点が離れた環境においても使用できるという利点があり、自動車・航空機や構造物における強度・安全性・耐久性評価など幅広い試験で使用されている。近年、この変換器に対して更なる小型・軽量化およびワイヤの取り扱い性と応答速度の向上が求められていた。 これらの要望に応えるべく、DTPA-A（以下、本器と称す）を開発した。本器の外観を図に示す。

実験研究の分野においては様々な計測が行われており，計測の目的によって測定する物理量は異なってくる。それらの測定を個々に分けて実施することは，効率的な試験の妨げとなるため，一度に多種の測定を同時に行えることが好ましい。当社においても，各種センサに対応した多チャネルのマルチコンディショナMCD シリーズを販売し，車載計測をはじめとする各分野で使用され，ご好評をいただいてきた。この度，さらなる小型・軽量化，設定操作の簡易化を実現したマルチシグナルコンディショナMCF シリーズ（以下，本器と称す）を開発したので紹介する。本器のラインナップは，コンディショナカードを最大8 枚（8 チャネル）まで実装可能なMCF－8A と，最大16 枚（16 チャネル）まで実装可能なMCF-16A があり，使用されるセンサ数に応じて必要なチャネル数だけコンディショナカードを実装することができる。また，本器専用コンディショナカードを5 種類用意しており，計測の目的に合わせた構成が可能である。

計装用コンディショナWGAシリーズは、ひずみゲージ式変換器用増幅器として、機械、電気、自動車、造船、化学などの各産業分野において幅広く使用されている工業用計装機器である。機械の制御や製品検査工程での良否判定などの品質・生産性向上等を目的とした生産ラインでの用途が多く、現場に合わせた耐環境性や機能、性能を重視してラインナップをそろえ、改良を行なってきた。

近年、橋梁やトンネル等に代表されるインフラ構造物の老朽化が社会問題となっており、モニタリングによる状態監視や健全性の評価が重要課題となっているが、現在は課題解決に向けた多くの取り組みが活発に行われている。これらに関わる研究や実証実験において、センシング技術の応用が不可欠となるが、ひずみゲージは最も簡便に設置できるセンシング要素の代表として多く使用されており、併せて長期安定性や耐環境性等のより高い信頼性が求められている。

ひずみ計測分野において、回転するシャフトのトルク計測等、ひずみゲージやセンサからの配線を引き回すことが困難な計測事例がある。当社は、この課題を解決すべく「小型デジタルテレメータ MRT－400シリーズ」を製品化しており、広い使用温度範囲や耐震・耐衝撃を必要とする自動車・鉄鋼産業分野を中心に使用されている。 しかし、MRT－400シリーズは、電波法で規定する微弱無線機器に該当し、電波送信パワーが極めて小さいため、動き回るクレーンの吊り荷重計測等のように送信機と受信機の位置関係が大きく変化すると、受信エラーにより測定データが欠損してしまうことがある。そのため、送信パワーを優先したテレメータの開発要望が多々寄せられていた。 このような要望に応えるべく、微弱無線機器より送信パワーが数千倍高出力である特定小電力無線局（注 1）のひずみゲージ式変換器用無線ユニットERK－100A／ERK －101A（以下本器と称す。ERK－100Aを送信機、ERK－101Aを受信機と称す）を開発した。以下に概要を紹介する。

燃料電池実用化推進協議会（FCCJ）によって作成された燃料電池自動車（FCV）と水素ステーションの普及に向けたシナリオでは、2015 年にFCV が市場に投入される予定である。この市場投入時のFCVや水素インフラに用いる水素機器については、主として水素の影響が極めて少ない金属材料を用いて設計がなされている。水素の影響が極めて少ない金属材料の例は、オーステナイト系ステンレス鋼SUS316L やアルミニウム合金A6061-T6である。 しかし、これらの材料は低強度で高コストである。水素エネルギー社会を普及・拡大していくためには、水素脆化のメカニズムを解明するとともに高圧水素ガス中における実験データを充実させ、科学的な根拠に基づき、低合金鋼のような水素の影響がある高強度・低コスト材料を使用可能にしていくことが不可欠である。

近年、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーの普及と高効率化が進められている。一方、省エネルギーは継続的な課題となっており、さまざまな機器の小型軽量化は、省エネルギー化のための有効な手段である。当社製品においても常に小型化の要望は多く、特にロードセルについて、近年は小型化をコンセプトにLUX、LCX、LMB、LMBT などのシリーズを順次ラインナップし、好評をいただいている。

近年、日本企業における海外市場進出のため、生産・研究開発拠点の現地化が急速に進んでいる。このような企業のグローバル化にともない、計測分野においては使用環境や測定方法の多様化に対応できる計測機器が求められている。具体的には、高分解能で高速なサンプリング周波数、ノイズの少ない高精度なデータの取得、リアルタイム処理機能の拡充、多種多様なセンサへの対応、容易な操作性、機能の拡張性、使用温度範囲の拡張等である。またCE マーキングやRoHS 指令等への適合も必要である

我が国の交通事故による死者数は、13 年連続して減少しており、平成24 年には4411 人となった。その内訳を見ると自動車乗員の割合が大きく減少しているのに比べ、歩行者の減少が鈍く、交通事故における歩行者の保護が重要な課題となっている。

様々な分野で安全・安心が叫ばれている昨今、自動車をはじめとした輸送分野における高速化や軽量化のための車体・部品等の強度・性能評価試験や、土木・建築分野における構造物の安全性や耐久性を評価する試験・研究は、増々重要になっている。これらの試験において負荷に対する変形量を計測する変位変換器が幅広く使用されている。

近年我が国では高い経済成長が見込めないことや、資源・環境への配慮から、構造物の長寿命化の必要性が認識されつつあり、これの実現に必要な維持管理のための構造物の健全性モニタリング（ヘルスモニタリング）の方法が検討されている。構造物のヘルスモニタリングとしては構造物全体の挙動から構造物の大まかな損傷を評価する方法と構造物の各部材ごとに詳細な損傷を評価する方法がある。現実的には常時大まかな損傷評価を行っておき、何らかの異常を検知した段階で評価位置をある程度絞り込み部材ごとの詳細な損傷評価を行うといった組み合わせの方法が効率的なヘルスモニタリングとして用いられることになると考える。

当社データロガーUCAM シリーズには、多チャネルの計測器として、建築、土木、機械をはじめとする多くの分野でご利用いただいている。当該計測器の計測方式には、スキャニング方式と同時サンプリング方式があり、スキャニング方式は当社UCAM－60 シリーズで採用し、高性能かつ長期安定性に優れた測定回路で各チャネルを順次切換え測定しているが、測定データにチャネル間の時間差が生じる。

近年、公共工事の減少に伴い、計測機器を使用した施工管理計測は減少傾向にある。しかし、高度経済成長時代に建設された施設の老朽化が進みつつあり、維持管理や更新時期を把握するための計測要求は増加傾向にある。

近年、省エネルギー化や資源の節約がより重要視され、エンジンやモータ、ブレーキ等においては、利用可能なトルクを最大限高める機器の開発が進んでいる。また、回転機器や部品等の製造ラインにおいてはトルクの検出による製品検査が行われるようになってきた。このような背景をもとに、トルク測定の必要性が高まり、トルク変換器の需要が増加している。

近年、自動車の衝突安全性能の評価は、段階的に整備・強化されており、従来の乗員保護に加えて、現在では歩行者の安全に配慮した歩行者保護性能も重要視されている。その評価方法の一つである歩行者頭部保護性能試験においては、自動車が歩行者との衝突の際に歩行者の頭部がボンネット等に叩きつけられるときの衝撃吸収（緩和）性能が評価される。実際の試験では、人間の頭部を模した“頭部インパクタ” をボンネットおよびフロントガラスに衝突させ、頭部インパクタが受けた衝撃加速度を計測して、頭部傷害の程度を示す指数（HIC）が計算される。しかし、フロントガラスとの衝突試験において、衝撃加速度が異常となる現象が報告された。これは、ノーダンピング型の加速度変換器を使用した場合、その共振出力に起因する異常計測と考えられている。昨今、同様の現象が他の自動車安全性能評価試験においても確認されることがあり、ノーダンピング型加速度変換器の共振出力が悪影響を及ぼす可能性のある計測においては、共振出力が抑制されているダンピング型加速度変換器を使用する必要があるとの認識が高まりつつある。

計装用コンディショナWGAシリーズは、ひずみゲージ式変換器用増幅器として、現場に合わせた耐環境性や機能、性能を重視してラインナップをそろえ、改良を行なってきた。  近年、生産現場にて盛んに行われている「見える化」活動などにより、どのような現象が起きているかをその場で波形を見て確認できる機能や、視認性を向上させるための大きな数値表示、現場における設定変更の簡便化、現象波形データを保存しパソコンで確認したい等の要望を数多くいただいた。  これらのユーザーの声に応えるため、ユーザビリティーの考え方を取り入れ、カラーLCDとタッチパネルによる対話形式の操作を織り込み、使い勝手を向上させた波形表示型計装用コンディショナWGA－900 シリーズ（以下本器と称す）を開発した。以下に本器の概要を紹介する。

（登録不要でダウンロードできます。）（図のキャプションに誤りがございました。修正版PDFをダウンロード可能です。）※登録不要 DPM-900シリーズは、弊社の1チャネル搬送波型動ひずみ測定器の長所はそのまま残し、ユーザの視点に立ち、使い勝手に重点を置いて開発したものである。増幅度設定の簡易化、高SN比、電圧出力±10Vを実現し、パネル面をフラット化したデザインに仕上げた。本号ではDPM-900シリーズの詳細を紹介する。

近年、自動車衝突安全技術のさらなる追求のため、計測チャネル数は増加傾向にあり、計測点数は1回の衝突試験で200点を超える場合もある。一般的に計測機器は、トランクルーム内に固定して使用することが多いが、スペースに余裕がなくなりつつあることや、計測規模に応じた分散配置、フレキシブルなサイズ変更等の用途もあり、衝突試験計測システムに対する一層の小型化や多様な計測条件に対する要望があった。  これら要望に応え、DIS－5000Aを開発した。