計測工学15.

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1 計測工学15

2 質量・力・圧力の測定 精密天秤：質量の測定                             

3 質量・力・圧力の測定 万能試験機：力の測定                             

4 圧力の単位 SI単位 Pa（N/m2） 従来、いろいろな表現があった 1 bar : 105 Pa 1 mmH2O : 9.80665 Pa
1 mmHg : Pa（1 Torr） 1 kgf/m2 : Pa

5 圧力の測定 U字マノメータ 傾斜マノメータ U字管に入れた液体で測定
傾斜角θのとき、圧力差にたいする液面の移動量が（１／sinθ）倍に拡大される

6 流速・流量の測定 ものの生産・製造過程では物質やエネルギーは流体であるものが多く、流量測定の精度や信頼性への要求は強い。 要求事項
流体の種類によらず正確で測定範囲が広い 流体の条件（温度、圧力、粘土）に依存しない 測定による流体エネルギーに損失を与えない 流量積算が容易

7 流速と流量の単位 流速　ｍ／ｓ 流量 体積流量　ｍ３／ｓ 質量流量　ｋｇ／ｓ

8 ピトー管：流速の測定 ベルヌーイの定理 右図では
黄色い部分には静圧が、白い部分には全圧がかかっており、その差圧を赤色のセンサ部（ダイヤフラム等）で検出する

9 ダイヤフラム ダイヤフラム： ゴム（あるいはゴムと布）の薄い隔膜である。圧力の検知や流体の圧力差を駆動力に変える機能部品。ダイヤフラムは圧力センサーやアクチュエーター，ＯＮ－ＯＦＦスイッチなどとして自動車や制御機器，さらには家庭用ガス器具や家電製品に幅広く使用されている。

10 ピトー管：流速の測定 管を流れに平行にして測定

11 流量測定：容積流量計 例）楕円歯車 歯車の回転数から流量を計算

12 流量測定：オリフィス 管内径D1[m],流路断面積A1[m2]の直管内に中央に径D0[m],円孔断面積A0[m2]の穴を開けたオリフィス板をはさむ。管内を流れる流体はこの円孔を通過するさい、流路の断面積が縮小して流速が増大し、下流での静圧が低下する。この静圧低下は流量にほぼ比例するため、オリフィス板前後の圧力差（差圧）を測定することで流量を知ることができる。

13 流速測定：ベンチュリ管 流体損失が小さくなるように、テーパ管で絞ったもの ベルヌーイの定理の応用。動圧が上がれば静圧が低下。

14 粘度とは ねばりの程度 単位 Pa・S（パスカル秒）
1パスカル秒は、流体内に1メートル(m)につき1メートル毎秒(m/s)の速度勾配があるとき、その速度勾配の方向に垂直な面において速度の方向に1パスカル(Pa)の応力が生ずる粘度と定義。（WikiPediaより）

15 動粘度 粘度ηを流体密度ρで割った値 単位 ｍ２／ｓ 粘度の測定は、工業用オイル、エンジンオイル、ガソリンなどの品質管理に欠かせない
単位　　ｍ２／ｓ 空気　 1.5×10-5 水　　 1.0×10-6 粘度の測定は、工業用オイル、エンジンオイル、ガソリンなどの品質管理に欠かせない

16 一次温度計と二次温度計 一次温度計 二次温度計 式から導き出される温度(T)。 PV = nRT 圧力、体積、物質量が判明すれば一意に決定。
別の物理現象を用いて視覚的に確認できるようにしたもの。温度計全般。

17 温度の測定 液柱温度計 温度センサ 水銀温度計 －３５℃ ～ ３６０℃ アルコール ー１００℃ ～ １００℃ 白金測温抵抗体(サーミスタ)
水銀温度計 －３５℃　～　３６０℃ アルコール ー１００℃　～　１００℃ 温度センサ 白金測温抵抗体(サーミスタ) 熱伝対

18 サーミスタ 温度変化に対して電気抵抗の変化の大きい抵抗体。 サーミスタとして使用される抵抗体(特に白金類)は温度と抵抗値が比例関係
　抵抗値の測定：温度を間接的に測定

19 熱伝対 2種類の金属を接合する。 金属間には熱電能*の差があるため、 温度に応じた電圧差が発生。 電圧差が発生する現象：ゼーベック効果
　金属間には熱電能*の差があるため、 　温度に応じた電圧差が発生。 　電圧差が発生する現象：ゼーベック効果 *　導電性の物質の両端に温度差をつけた時の、1K あたりの熱起電力[μV / K]。

20 材料の硬さ ビッカース硬度計 ダイヤモンドの正四角錐を材料に押付け、荷重とクボミ表面積の関係から硬度とする

21 材料の硬さ ロックウェル硬さ試験法 ショアの硬さ試験法 ブリネル硬さ試験法
ダイヤモンド円錐圧子、鉄球圧子を組み替え、3段階の荷重試験を行い、くぼみの深さを測定 ショアの硬さ試験法 ダイヤモンドを埋め込んだハンマーヘッドを試料面に落下。跳ね返りの高さを測定 ブリネル硬さ試験法 直径10mmの鋼球を3000kgfの油圧力で押し付け、出来たくぼみの面積から硬さを測定