品質の安定開発・評価を速く確かに信頼性・長寿命試験・評価計測・制御センサー応力とひずみセンサー（製品）産業機械・ロボット自動車・モビリティ建築・インフラ

ひずみゲージは、物に貼って、その表面がどれだけ伸び縮みしたか（ひずみ）を電気抵抗の変化で測るセンサーです。ロードセルは、力を受けて少しだけひずむ金属の部品（起歪体）にひずみゲージを貼り、力や重さを電圧で出す変換器で、はかり・試験機・プレス・ロボットの力の検出に使われます。どちらも、抵抗の変化はとても小さく、ブリッジ回路と増幅器、温度の影響の打ち消し方、取付け方で精度が決まるのが要点です。

このページでは、製品の設計者・試験の担当者に向けて、ひずみゲージの原理、ホイートストンブリッジと結線、ゲージの選び方と貼り方、ロードセルの種類と選び方、カタログの数値の見方と計算例、規格と校正（OIML・JIS・JCSS・計量法）、研究の知見、よくあるトラブル、組み込みの設計のチェックポイント、事例、相談できる会社までを1ページにまとめました。ひずみと応力の基礎は 技術の基礎知識「応力とひずみ」「ヤング率」「ポアソン比」にあります。

知りたいことから読む

• ひずみゲージのしくみ（ゲージ率と抵抗の変化）　→ ひずみゲージの基本
• 1ゲージ法・2ゲージ法・4ゲージ法の違い　→ ブリッジ回路と測定器
• 温度で値が動く理由と自己温度補償　→ 選び方と貼り方
• ひずみゲージの貼り方　→ 選び方と貼り方
• ロードセルの形（ビーム・S字・コラムなど）　→ ロードセルのしくみと種類
• mV/V から出力電圧を計算する　→ 仕様の見方と計算例
• 精度等級（OIML R60・C3）と校正　→ 規格と校正
• 零点がずれる・ノイズ・壊れたときの対策　→ トラブルと設計のチェック

症状から探す

症状	考えられる原因	対策を書いた所
力をかけていないのに、温度で値が動く	ゲージの温度補償が材料に合っていない・2線式	温度の影響と自己温度補償ゲージ・結線：2線式と3線式
値がふらつく・ノイズが乗る	シールド・接地・配線の通し方	よくあるトラブルと、まず見るところ
ゼロ点が戻らない	過負荷・衝撃で起歪体やゲージが傷んだ	許容過負荷と衝撃・よくあるトラブルと、まず見るところ
カタログの精度が出ない	偏荷重・取付け面・容量の選び方	選び方の手順・ロードセルを組み込む設計のチェックポイント
線を延ばしたら感度が下がった	リード線の抵抗でゲージ率が見かけ上下がる	結線：2線式と3線式
くり返し測ると、ゲージの零点がずれていく	ゲージの疲労	ひずみゲージにも疲労寿命がある
取引に使えるはかりにしたい	精度等級・検定の手続き	規格と校正

このページの出典をもとに編集部が整理したものです。リンクを押すと、対策を書いた所へ移ります。

ひずみゲージの基本

ひずみとは

ひずみ（ε）は、伸びた長さを元の長さで割った値で、単位はありません。とても小さいので、100万分の1（×10⁻⁶）を単位にして「μ（マイクロ）ひずみ」「με」と書きます。弾性の範囲では、応力＝ヤング率×ひずみなので、ひずみを測れば応力が求まります（技術の基礎知識「応力とひずみ」）。

原理：伸びると抵抗が増える

金属の線は、引っ張られると長く・細くなり、抵抗（R＝ρL/A）が増えます。ひずみゲージはこれを使い、抵抗の変化率がひずみに比例する（ΔR/R＝K·ε）ことを利用します。比例の係数 K をゲージ率といいます。エー・アンド・デイのカタログは、ゲージによく使われる銅ニッケル合金（アドバンス箔）やカルマ箔のゲージ率を約2としています（室温での値で、使う温度で少し変わる）。

同じカタログの計算例では、ゲージ率 2.0・120Ω のゲージに 1,000×10⁻⁶ のひずみが出ても、抵抗の変化は 0.24Ω、1×10⁻⁶ なら 0.24mΩ です。この小さな変化を電圧にするのが、次の章のブリッジ回路です。

出典：総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

構造と材料

エー・アンド・デイのカタログによると、箔ひずみゲージはポリエステルなどの絶縁のベースの上に、厚さ数μmの金属の抵抗箔を貼った構造で、ベース・抵抗箔・リード線・保護被膜からできています。抵抗箔には銅ニッケル合金が多く使われ、リード線ははんだ付けか点溶接でつなぎます。ゲージの抵抗には 120Ω・350Ω などがあり、同社はそれぞれに合うブリッジボックスを用意しています。

抵抗箔は細い帯を何回も折り返した格子になっていて、格子の向きのひずみに反応し、横の伸び縮みにはほとんど反応しないように作られています。格子の長さを「ゲージ長」といい、ゲージ長の範囲のひずみの平均を測ります（編集部の整理）。

出典：総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

ブリッジ回路と測定器

ホイートストンブリッジ

4つの抵抗をひし形につなぎ、上下に電圧（ブリッジ電圧 E）をかけ、左右の電圧の差（出力 e）を取り出すのがホイートストンブリッジです。4辺が釣り合っていると出力は0で、1辺のゲージの抵抗だけが変わると、e＝¼·K·ε·E の電圧が出ます（1ゲージ法）。

エー・アンド・デイのカタログの例では、ゲージ率 2.0・ブリッジ電圧 2V なら、1,000×10⁻⁶ のひずみで出力は 1mV、100×10⁻⁶ で 100μVです。1μV を数十mV にするには、約数万倍のストレンアンプ（ひずみアンプ）が要るとしています。

出典：総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

1ゲージ法・2ゲージ法・4ゲージ法

ブリッジの4辺のうち何辺にゲージを入れるかで、出力の大きさと温度の影響が変わります。同じカタログの表では、隣り合う辺は逆向き（伸びと縮み）、向かい合う辺は同じ向きのひずみで出力が足し合わされ、4辺すべてに入れると1ゲージ法の4倍の出力になります。隣り合う辺に同じ向きのひずみが入ると、打ち消し合って0になります。

この性質を使うと、曲げの表と裏に貼って曲げだけを2倍で取り出し、温度で同じだけ変わる分は打ち消す、といった使い方ができます。ロードセルのような変換器は、4枚のゲージで4ゲージ法（フルブリッジ）を組むのがふつうです。

出典：総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

結線：2線式と3線式

東京測器研究所の総合カタログは、1ゲージ2線式は、リード線の抵抗の温度による変化がひずみのように出るため、温度の変わる測定には不適、1ゲージ3線式なら、リード線の温度の影響はないとしています。3線式では、リード線がブリッジの隣どうしの辺に1本ずつ入るので、温度で同じだけ変わる分が打ち消されます。

線が長いと、線の抵抗の分だけゲージ率が見かけ上下がります。同じカタログは補正の式を、2線式で K₀＝K·R／(R＋rL)、3線式で K₀＝K·R／(R＋rL/2)（R はゲージの抵抗、r は線 1m あたりの往復の抵抗、L は長さ）と示し、往復の抵抗の例として断面積 0.08mm² の線で 0.44Ω/m、0.5mm² で 0.07Ω/m を挙げています。同社は、できるだけ太く短い線を勧めています。

出典：総合カタログ 結線方法とリード線の影響（p.41）｜東京測器研究所

ひずみアンプと校正

ひずみアンプには、直流でブリッジを励起する方式と、交流（搬送波）で励起する方式があります。群馬大学と東京測器研究所の鈴木ほかの報告は、直流方式は応答周波数を高くでき、ケーブルの容量の影響を受けないが、熱起電力や低周波のノイズの影響を受ける、交流方式はそれらの影響を受けないので広く使われてきた（ただしケーブルの寄生容量の影響は完全には除けない）、と整理しています。

測定の前の確認にはシャント校正がよく使われます。決まった抵抗をゲージに並列につないで、決まった量のひずみを電気的に作り、表示を確かめる方法です。HBM は、センサーを外さずにケーブルを含めて確かめられ、3線・4線の改良した方法なら、長いケーブルでも校正の誤差を 0.2％未満にできる、と説明しています。

出典：動ひずみ測定回路の自動校正高精度化（鈴木ほか、電気学会研究会資料 IM-07-22）｜群馬大学、Strain gage bridge calibration with shunt signals｜HBM

ひずみゲージの選び方と貼り方

温度の影響と自己温度補償ゲージ

温度が変わると、ひずみがなくても出力が出ます（見かけのひずみ）。原因は、抵抗箔そのものの抵抗の温度変化と、箔と測る材料の線膨張係数の違いです。エー・アンド・デイのカタログは、この2つが打ち消し合うように抵抗箔の温度係数を調整したものを自己温度補償ゲージと呼び、適合する線膨張係数の例に普通の鋼材の 11×10⁻⁶/℃、ステンレス鋼の 16.2×10⁻⁶/℃ を挙げています。

同社の自己温度補償のゲージは、ダミーゲージなしで見かけの出力が常温付近で ±2με/℃ 以内としています。測る材料に合わない種類を貼ると補償にならないので、材料の線膨張係数で選びます。温度だけを受けるダミーゲージをブリッジの隣の辺に入れて打ち消す方法もあります。

出典：総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

ゲージの選び方

選ぶ軸	考えること	例
測る材料	線膨張係数に合う自己温度補償の種類	鋼・ステンレス・アルミ・樹脂・コンクリート・複合材料用
ゲージ長	ゲージ長の範囲の平均を測る。応力の変わり方が急な所は短く、コンクリートなど粗い材料は長く	応力集中の近く・溶接の止端・コンクリート
向き	ひずみの向きがわかるか	わかる：単軸／わからない：ロゼット
温度・環境	使う温度、水・湿気	高温用・極低温用・防水形・溶接形
抵抗値	測定器・ブリッジの入力に合わせる	120Ω・350Ω

東京測器研究所は、防水形・高温用・極低温用・溶接形・コンクリート用・アスファルト表面用・複合材料用・木材用・ボルト用など、用途や環境ごとにゲージの種類を分けています（株式会社東京測器研究所）。解析（CAE）の結果を実物で確かめるときも、解析で応力が大きく出た所の、ひずみの向きに合わせて貼ります（課題「作る前に性能を予測したい」）。

表は、このページの出典をもとに編集部が整理したものです。

出典：ひずみゲージ 特性ガイド｜東京測器研究所、総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

貼り方

共和電業の接着手順は、下地を磨く（#320 の紙やすり）→ アセトンなどで脱脂 → 位置を決める → 瞬間接着剤を1滴つけ、ポリエチレンのシートの上から指で約1分押さえる、の流れです。塗装・さび・めっきは先にグラインダーやサンドブラストで落とし、脱脂は一方向に拭きます。

• ① 下地を磨く：塗装・さび・めっきを落とし、#320 の紙やすりで研磨する
• ② 脱脂する：アセトンなどで一方向に拭く
• ③ 位置を決める：硬い鉛筆かけがき針で、貼る位置と向きの線を引く
• ④ 接着・加圧：瞬間接着剤を1滴つけ、ポリエチレンのシートの上から指で約1分押さえる

接着剤は使う温度で選びます。エー・アンド・デイのカタログでは、シアノアクリレート系（瞬間接着剤）は −30〜＋70℃、加熱硬化のエポキシ系は −30〜＋130℃、フェノール・エポキシ系は −30〜＋180℃の製品があります。屋外や長い期間の測定では、防湿のコーティングを使うよう同社は案内しています。

出典：ひずみゲージの接着法｜共和電業、総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

ロゼットゲージ（向きがわからないとき）

応力の向きがわからない所では、0°・45°・90° などの3方向のゲージを重ねたロゼットゲージを貼り、3つのひずみから最大・最小の主ひずみとその向きを計算し、ヤング率とポアソン比から主応力を求めます。壊れた部品の再現試験や、複雑な形の部品の応力を確かめるときに使われます（課題「壊れた原因を知りたい」）。

出典：総合カタログ ひずみゲージ（原理・ブリッジ・自己温度補償・接着剤）｜エー・アンド・デイ

ロードセルのしくみと種類

しくみ：起歪体とフルブリッジ

ロードセルは、力を受けて少しだけひずむ金属の部品（起歪体）に、ひずみゲージを貼ってフルブリッジを組んだ変換器です。エー・アンド・デイのセンサ総合カタログは、出力を定格出力（定格の力をかけたときの出力から無負荷の出力を引いた値。ふつう印加電圧 1V あたりの mV/V）で表し、ゲージ率 2.0 の1ゲージに換算すると 1mV/V は 2,000×10⁻⁶ のひずみに当たるとしています。

同カタログの例では、定格出力は 2mV/V や 3mV/V、東京測器研究所の引張ロードセル TLP-NB は 1mV/V です。出力の大きさは、印加電圧と定格出力のかけ算で決まります（計算例：出力の電圧と分解能）。

出典：センサ総合カタログ（ロードセルの用語と仕様）｜エー・アンド・デイ、TLP-NB 引張ロードセル｜東京測器研究所

起歪体の形と、向いている使い方

起歪体の形で、容量・大きさ・測れる向きが決まります。エー・アンド・デイのカタログは、ビーム形・ダイアフラム形・同軸ビーム形・剪断形などに分けています。大和製衡は、圧縮型 500kg〜500t（トラックスケール・ホッパースケール・台はかり）、引張型 2〜150t が中心（クレーンスケール・モーメントリミッター）、ビーム型 5kg〜2tをそろえています。

形	測り方	向いている使い方（例）
ビーム形	はりの曲げのひずみ	小さい容量、はかりの台（シングルポイント）
せん断形	はりの中のせん断のひずみ	中〜大きな容量（エー・アンド・デイの例は 5kN〜1MN）
S字形	引張と圧縮の両方	つり下げる計量・試験機
コラム（柱）形・圧縮型	柱が縮むひずみ	大きな圧縮の力（トラックスケール・タンク）
ダイアフラム形	薄い円板の変形	高さの低い組込み
センターホール形	中央に穴のあいた形（引張・圧縮）	ボルトの軸力・アンカーの緊張力（ユニパルスの例）

形の名前と分け方はメーカーで少しずつ違います。表は、エー・アンド・デイ・大和製衡・ユニパルス・ミネベアミツミのページをもとに編集部が整理したものです。

出典：センサ総合カタログ（ロードセルの用語と仕様）｜エー・アンド・デイ、ロードセル｜大和製衡、UCPI センターホール型ロードセル｜ユニパルス、ロードセルとは？仕組み・種類・用途・選び方｜ミネベアミツミ

選び方の手順

選ぶ順番は、①引張・圧縮・両方のどれか（形）→ ②定格容量 → ③精度 → ④環境と考えるとわかりやすくなります。容量は、ふだんの最大の力だけでなく、衝撃や偏りでかかる力も見込みます。エー・アンド・デイのロードセル入門は、過負荷や横からの力のおそれがあるときは、定格容量を大きめにするとしています（許容過負荷と衝撃）。

組み込む用途では、圧入・かしめの荷重の監視（ユニパルスの小型ロードセル、エー・アンド・デイの LCCA21 など）や、ボルトの軸力の監視（センターホール形）がよくあります。圧入の荷重と位置の監視は、課題「圧入・焼きばめの部品が抜ける・割れる」にまとめています。

出典：ロードセル入門 第6章 ロードセルの使用方法｜エー・アンド・デイ、LCCA21 電圧出力小型圧縮ロードセル｜エー・アンド・デイ、UCPI センターホール型ロードセル｜ユニパルス

仕様の見方と計算例

カタログの数値の意味

エー・アンド・デイのセンサ総合カタログは、非直線性（0 と定格を結ぶ直線から、荷重を増やすときの出力がいちばん離れた量）、ヒステリシス（増やすときと減らすときの出力の差の最大）を、どちらも定格出力に対する％で表すとしています。ほかに繰返し性、零点と出力の温度の影響（1℃ あたり）、温度補償範囲、許容過負荷などが並びます。

型（エー・アンド・デイ）	形	容量	定格出力	非直線性
9E01-L23	剪断形・薄型気密	5kN〜1MN	2mV/V ±1%	0.05%RO（5〜200kN）、0.15%RO（500kN・1MN）
9E01-L11A	圧縮用同軸ビーム形	10k〜200kN	3mV/V ±1%	0.03%RO
9E01-L18	同軸ビーム形	500N〜200kN	2mV/V ±1%	0.15%RO（500N〜20kN）、0.10%RO（50〜200kN）

同社のセンサ総合カタログによる。温度の影響の例は、零点 0.01%RO/℃・出力 0.01%/℃、入力抵抗 350Ω、推奨の印加電圧 12V 以内（型による）。

クリープは、一定の荷重をかけたまま、出力が時間とともに少しずつ変わる量です（TE Connectivity の解説）。長い時間荷重をかけ続ける計量や、荷重を保持する試験では、非直線性と並んで大事な数値です（編集部の整理）。

出典：センサ総合カタログ（ロードセルの用語と仕様）｜エー・アンド・デイ、ロードセルの基礎｜TE Connectivity

計算例：出力の電圧と分解能

定格容量 1kN・定格出力 2mV/V のロードセルに 10V をかけると、定格（1kN）で 20mV、200N で 4mV、1N あたり 20μVです。0.1N の違いを見たいなら 2μV を測ることになり、増幅器のノイズや分解能が効いてきます（数値は説明用の例）。

計算の手順（定格容量 1kN・定格出力 2mV/V・印加電圧 10V の例）

• ① 定格のときの出力 ＝ 2mV/V × 10V ＝ 20mV（1kN で 20mV）
• ② 200N のときの出力 ＝ 20mV × 200／1000 ＝ 4mV
• ③ 1N あたりの出力 ＝ 20mV ÷ 1000 ＝ 20μV
• ④ 0.1N の違いを見るには、2μV を測ることになる

このため、容量に余裕を取りすぎると、使う範囲の出力が小さくなる一方、余裕がないと過負荷で壊れます。印加電圧は、カタログの推奨の範囲（上の表の型では 12V 以内）で使います（編集部の整理）。

出典：センサ総合カタログ（ロードセルの用語と仕様）｜エー・アンド・デイ

許容過負荷と衝撃

ユニパルスは、一般的なロードセルの許容過負荷は 120〜200％とし、静的な荷重が定格以下でも、超音波での圧入や、圧入のときにワークが鳴るような場合は、許容過負荷をはるかに超えるピークの荷重が出ることがある、と注意しています。小さな容量のものは、取り付けるときの指先の力でも許容過負荷を超えることがあるとしています。

ユニパルスの技術者による解説（日刊工業新聞の工場マガジンラックに掲載。機械設計 2024年4月臨時増刊号の記事）は、ロードセルの故障の原因の1番目に過負荷を挙げ、一瞬でも過大な力がかかると、見た目ではわからなくても性能が大きく落ちたり、測れなくなったりすると書いています。

出典：ロードセルを永くお使いいただくために（過負荷）｜ユニパルス、ロードセルの故障の原因と対策（ユニパルスの技術者による解説。機械設計 2024年4月臨時増刊号）｜日刊工業新聞 工場マガジンラック

規格と校正

ロードセルの精度等級（OIML R60・JIS B 7612-1）

はかりに使うロードセルの国際的な基準は OIML（国際法定計量機関）の R60 です。産総研の福田・森中の技術資料（2005年）によると、R60:2000 は精度等級をA〜D の4つに分け、目量の数 nmax（最大容量をいくつの目に分けて検定するか）の範囲を、A 級 50,000〜（上限なし）、B 級 5,000〜100,000、C 級 500〜10,000、D 級 100〜1,000 としています。

カタログの「C3」は C 級で nmax＝3,000という意味で、OIML の証明書の例（英国 NWML が発行した、せん断ビーム形のロードセル）にも「Accuracy class C3、nmax 3000」と書かれています。試験の項目には、誤差・再現性・クリープ・温度の影響・気圧の影響などがあります。日本では JIS B 7612-1（質量計用ロードセル－第1部：アナログロードセル。2022年改正）が、OIML R 60:2000 をもとに技術的な内容を変えて作られています。

出典：質量計用ロードセルの試験方法とその不確かさ（福田・森中、産総研計量標準報告 Vol.4 No.2、2005年）｜産業技術総合研究所、OIML Certificate R60/2000-GB1-05.05 Rev.1（ロードセルの C3 の証明書の例）｜OIML、JIS B 7612-1:2022 質量計用ロードセル－第1部（閲覧用）｜日本規格協会

ひずみゲージの規格

ひずみゲージの性能の表し方は、日本非破壊検査協会がJIS Z 2360「電気抵抗ひずみゲージの性能特性及び表示」の原案を公開し、2025年12月25日まで意見を受け付けました。制定されたかどうかは、JISC（日本産業標準調査会）で確かめてください。原案は、ゲージの形式・ゲージ長・ゲージ抵抗・ゲージ率・横感度比・ゲージ率の温度係数・熱出力などを表示する項目とし、ゲージ率は ±1,000×10⁻⁶ のひずみで抵抗の変化率を3回測った平均で求めるとしています。

出典：JIS Z 2360 電気抵抗ひずみゲージの性能特性及び表示（原案）｜日本非破壊検査協会

力の校正とトレーサビリティ

力の測定を国家標準につなぐ大もとは、産総研 計量標準総合センター（NMIJ）の力標準機です。産総研の資料（2015年）によると、実荷重式の力標準機は 10N〜540kN で、相対拡張不確かさ 2.0×10⁻⁵（k＝2）、大きな力はこうかん式（0.1MN〜1MN）・油圧式（0.2MN〜20MN）の標準機で、どちらも 1.0×10⁻⁴ です。そこから JCSS の校正事業者の基準の力計を経て、使う人の力計・ロードセルへとつながります。

同じ資料は、2015年4月の時点で力計の JCSS 校正事業者が12、一軸試験機の校正事業者が31あるとしています。取引や証明に使うはかりは、計量法の検定と定期検査の対象で、ロードセルだけでなく、はかり全体で検査を受けます（編集部の整理）。社内の管理用なら、社内の基準器での校正や、メーカー・校正事業者の校正を使い分けます。

出典：力・トルク標準の概要（2015年4月）｜産業技術総合研究所 計量標準総合センター

研究と事例からわかること

ひずみゲージにも疲労寿命がある

Vishay Precision Group の技術資料 TN-508-1（2010年改訂）は、ひずみゲージの疲労の最初の兆しは、ひずみがないときの抵抗の変化（零点のずれ）だとし、100με の零点のずれが出るまでの公称の寿命を示しています。たとえば EA シリーズは ±1500με で 10⁶ 回、±1200με で 10⁸ 回、WK シリーズは ±2400με で 10⁶ 回です（ゲージ長 6.4mm のデータ）。

同じ資料は、格子の面積が大きいほど寿命が長く、抵抗が高いほど短い、はんだや銅は寿命に悪い影響がある、5×10⁵ 回を超える高いサイクルではデータのばらつきが大きく予測が難しい、としています。メーカーの自社の試験の結果です。

出典：Tech Note TN-508-1 Fatigue Characteristics of Micro-Measurements Strain Gages（2010年改訂）｜Vishay Precision Group

ボルトの軸力：測り方で値が変わる

国土交通省 近畿地方整備局のセミナー資料（2021年、大阪市立大学の山口隆司教授）は、長い間使われてきた鋼橋の高力ボルトの残存軸力を調べ、箱桁の橋（F10T、93本）は平均 88％で、設計の軸力 205kN を満たすのは 17％、鈑桁の橋（S10T、92本）は平均 100％で 53％だったと報告しています。

同じ資料は、導入した軸力の測定にはボルトの頭のひずみゲージや超音波がよく使われるとしたうえで、頭の中央に貼った3軸のひずみゲージと画像処理の計測を同時に行うと、相関は強いが、ひずみゲージの値が3方向とも一様に約20％大きく出たと書き、頭がクレーターのように変形する3次元の影響と考えています。ゲージの値は、貼る位置と、その場所の変形のしかたで変わるので、校正してから使います（編集部の整理。課題「ねじ・ボルトがゆるむのを防ぎたい」）。

出典：既設鋼橋の高力ボルトの残存軸力（新都市社会技術セミナー資料、2021年）｜国土交通省 近畿地方整備局

ロードセルの試験には、許容誤差より小さな不確かさが要る

産総研の福田・森中（2005年）は、R60:2000 にもとづくロードセルの試験（C・D 級、最大容量 1000kg か 200kg、n 3000 まで）を平成16年度から行っていると報告し、試験の装置の拡張不確かさは、許容誤差の 1/3 より小さくする必要があるとしています。ロードセルの精度を確かめるには、それより十分に正確な力の基準が要る、ということです。

出典：質量計用ロードセルの試験方法とその不確かさ（福田・森中、産総研計量標準報告 Vol.4 No.2、2005年）｜産業技術総合研究所

公的な事故の調査・労働災害の事例と、国の機関の資料から、荷重とひずみの測定が関わる例を集めました。

蒸気機関車の炭水車：輪重のアンバランス（2025年）

運輸安全委員会の情報提供（2025年11月28日）によると、2025年9月4日、JR東日本 上越線の後閑駅〜上牧駅間で、試運転の列車の炭水車の1軸が左側に脱線しました。同委員会は、炭水車の輪軸に顕著な輪重のアンバランスが生じていて、炭水車の静止輪重の管理は行われていなかったとして、国土交通省に情報を提供しました。輪重を測ると、ある軸の右と次の軸の左は測定のレンジ 80kN を超え、その軸の左は 0kN（レールに接していなかった）でした。事故との関係は調査中とされています。

出典：情報提供（上越線 後閑駅～上牧駅間の列車脱線、2025年11月28日）｜運輸安全委員会

移動式クレーン：過負荷防止装置を解除して転倒

厚生労働省の職場のあんぜんサイトのヒヤリ・ハット事例では、つり上げ荷重 25t の移動式クレーンで鉄骨を下ろす途中、クレーンが転倒し、ジブが作業者に当たりそうになりました。けが人はいませんでした。原因は、必要な能力より小さいクレーンを使い、運転者が過負荷防止装置を解除して、定格荷重を超えて使っていたことです。対策として、作業の前に能力が合うクレーンか確かめ、過負荷防止装置が解除されていないかをパトライトで確かめる、としています。

福井労働局 大野労働基準監督署の資料（令和4年度）も、令和3年7月に定格荷重を超える荷をつり上げて転倒した例（備考：過負荷防止装置の解除）を挙げ、積載形の小型移動式クレーンは平成31年3月以降の製造分に過負荷防止装置が付いているが、今も装置のないものが多い、としています。この資料の例は、荷の重さを油圧のゲージで読むものです。

出典：ヒヤリ・ハット事例 0461（移動式クレーンの過負荷防止装置の解除）｜職場のあんぜんサイト（厚生労働省）、クレーン災害をなくすために（令和4年度 第8回）｜福井労働局 大野労働基準監督署

橋を「はかり」にする：部材のひずみで車の重さを測る（BWIM）

国土技術政策総合研究所の資料（第188号、2004年）は、道路橋の設計の活荷重を検討するには大型車の通行の実態のデータが要るとして、コンクリートの床版や鋼の桁などの部材のひずみの応答から、通る車の重さなどを測るシステム（BWIM）を開発し、全国で簡単に安く把握することをめざした、としています。資料は原理・特徴・使うときの注意を、検証の試験のデータとあわせて示しています。

出典：国総研資料 第188号 橋梁の部材のひずみを利用した車両重量計測システム（BWIM、2004年）｜国土技術政策総合研究所

鋼橋の高力ボルト：残存軸力が設計に届かない

研究の節「ボルトの軸力：測り方で値が変わる」で紹介した近畿地方整備局の資料では、供用 30〜50年の4つの橋の事前調査で、平均の残存軸力率が 87％・80％・99％・70％でした。一般の締付けの機械が入らない所では、軸力が入っていないボルトもあり、締付けは一般にトルク法で管理され、管理の方法の記録が残っていなかった、とも書いています。

出典：既設鋼橋の高力ボルトの残存軸力（新都市社会技術セミナー資料、2021年）｜国土交通省 近畿地方整備局

1件目は公的な事故調査の情報提供、2件目は国の労働安全の事例、3件目と4件目は国の機関の資料です（編集部の整理）。

トラブルと設計のチェックポイント

よくあるトラブルと、まず見るところ

ロードセル・ひずみゲージでよくあるトラブルを、メーカーの資料をもとに整理しました。

トラブル	まず見るところ	対策	出典
壊れた・特性が戻らない	過負荷・衝撃（故障の原因の1番目）	定格容量と許容過負荷に余裕を取る。ガタのない取付け	日刊工業新聞・ユニパルス
ケーブルが切れた	引っ張り・くり返しの曲げ・振動（2番目に多い）	引っ張られないよう固定。屈曲をくり返す所はロボットケーブル	日刊工業新聞・ユニパルス
零点が戻らない	定格を超える荷重・急な衝撃	容器などの風袋を含めて定格に収まる機種に	編集部の整理
温度で値が動く	温度の補償・結線・急な温度変化	3線式にする。ゲージとブリッジの温度差を測って補正。急な温度変化を避ける	東測・エー・アンド・デイ
値がふらつく（ノイズ）	シールド・接地・動力線との距離	シールドはロードセル側を浮かせ、指示計の側で1点接地。高圧の線から 300mm 以上離し、別の配管に	エー・アンド・デイ
回転体の測定でノイズが大きい	スリップリングの接触抵抗の変動	回転側でブリッジを組む・4ゲージ法（出力が1ゲージ法の4倍）	東測
溶接のあとおかしくなった	溶接の電流がロードセルを流れた	溶接はロードセルを取り付ける前に。後なら電流を流さない	エー・アンド・デイ

東測の資料は、回転体の測定で、スリップリングの接触抵抗の変動により120Ω のゲージの1ゲージ法では約 100με の変動のノイズが出る例を挙げています。湿気による絶縁の低下は、防湿・密閉形のロードセルを選び、絶縁抵抗計で確かめます（編集部の整理）。

このページの出典をもとに編集部が整理したものです。

出典：ロードセルの故障の原因と対策（ユニパルスの技術者による解説。機械設計 2024年4月臨時増刊号）｜日刊工業新聞 工場マガジンラック、ロードセルを永くお使いいただくために（過負荷）｜ユニパルス、ひずみ計測 トラブルシューティング（回転体のひずみゲージ計測編）｜東測、ロードセル入門 第6章 ロードセルの使用方法｜エー・アンド・デイ

ロードセルを組み込む設計のチェックポイント

ロードセルを装置に組み込むときは、力の通り道を決め、ロードセル以外のところへ力が逃げない（分流しない）ようにするのが基本です。設計者が確かめたいことを、編集部が整理しました。

• 容量：ふだんの最大の力に加え、衝撃・偏りでかかる力を見込んだ
• 向き：引張・圧縮・両方のどれを測るかを決め、形を選んだ
• 偏荷重：力が中心に入るように、球面座や案内の形を決めた
• 過負荷：許容過負荷を超えないよう、衝撃をやわらげるか、容量に余裕を取った
• 取付け面：平らで硬く、ガタのない取付けにした
• 配線：ケーブルを固定し、シールドの接地と動力線との距離を決めた
• 環境：温度・水・薬品・防爆の要否に合う形を選んだ
• 校正：装置に組んだ状態で、基準の重りや力計で確かめる手順を決めた

出典：ロードセル入門 第6章 ロードセルの使用方法｜エー・アンド・デイ、ロードセルを永くお使いいただくために（過負荷）｜ユニパルス

企業紹介（ひずみゲージ・ロードセルの技術）

ひずみゲージと計測器、ロードセル、多軸の力覚センサー、産業用のはかりまで、得意分野の違う会社を紹介します。掲載は各社の公開情報にもとづきます。各社のサイトの画像は使わず、公開されている情報をもとに図にしました。

相談する前に整理すること

ひずみゲージ・ロードセルのメーカー、計測のサービス、校正の会社に相談するときは、次の点を整理しておくと話が早く進みます（編集部が整理した項目です）。

• 測りたいもの：ひずみ（応力）・力・重さ・トルク
• 範囲：ふだんの最大・最小と、衝撃のときの大きさ
• 精度：どのくらいの誤差まで許せるか
• 速さ：静的（ゆっくり）か動的（衝撃・振動）か
• 場所と形：取付けの寸法・力の向き・ケーブルの通り道
• 環境：温度・水・油・薬品・ノイズ・防爆
• つなぐ先：PLC・データロガー・表示器
• 校正・証明：社内の管理か、JCSS の校正か、取引・証明用のはかりか

困りごとごとの相談先

困りごと	相談先の種類	このページで紹介した会社
部品の応力を実物で測りたい・ゲージを貼ってほしい	ひずみゲージ・計測器のメーカー、計測のサービス	共和電業・東京測器研究所
装置に荷重のセンサーを組み込みたい	ロードセルのメーカー	ユニパルス・エー・アンド・デイ
力とモーメントを多軸で測りたい	多軸の力覚センサー	テック技販
トラック・タンク・ホッパーの重さを量りたい	産業用はかり	大和製衡・鎌長製衡
構造物（橋・トンネル）を長く監視したい	土木の計測	共和電業・東京測器研究所
力計・はかりを校正したい	校正のサービス（JCSS など）	鎌長製衡・共和電業・東京測器研究所

各社の公式サイトの情報をもとに編集部が整理したものです。紹介は企業紹介（ひずみゲージ・ロードセルの技術）にあります。

会社	ひずみ ゲージ	ロード セル	多軸の 力	アンプ・ 計測器	はかり	校正
共和電業ひずみゲージと計測器（東京都調布市）	●	●		●		●
東京測器研究所ひずみゲージ・変換器（東京都品川区）	●	●				●
ユニパルスロードセル・トルク（東京都中央区）		●		●
エー・アンド・デイロードセル・はかり（東京都豊島区）	●	●			●
テック技販多軸の力覚センサー（京都府宇治市）		●	●	●
大和製衡産業用はかり・ロードセル（兵庫県明石市）		●			●
鎌長製衡トラックスケール（香川県高松市）					●	●

●は、各社の公式サイトで扱いを確認できたものです（空欄は、扱っていないという意味ではありません）。社名を押すと、その会社の紹介へ移ります。

株式会社共和電業｜用途ごとのひずみゲージと、ロードセル・計測器・計測のサービス

東京都調布市に本社を置く会社です（同社の会社概要）。実験研究の分野の応力測定機器、工業用の計装機器、土木建築用の計測機器の製造販売と、計測のコンサルタントを事業としています。

技術	内容
ひずみゲージ	汎用の箔ゲージ KFGS、溶接で付けられる防水の KCW、高温用、ボルトの頭の穴に埋め込む軸力用の KFB、コンクリート用など（同社の製品一覧）
ロードセル	ステンレス製の小型圧縮型 LCX-A-ID：定格容量 500N〜20kN、非直線性は定格出力の ±0.1％以内（同社サイト）
計測のサービス	ひずみゲージ貼り、計測コンサルティング・校正（同社サイト）

• 試作品・実物のどこにどれだけの応力がかかるかを、ゲージを貼って確かめたい
• 橋・ダム・トンネルなどの構造物の変形を長く監視したい

公開されている実績・用途

• ひずみゲージを使う計測の例として、自動車の衝突試験、高速鉄道の保全、ジェットエンジンの評価試験、橋脚・ダム・橋梁・トンネルの監視、風力発電のタワーの監視などを挙げている（同社サイト）

出典：会社概要｜共和電業、Strain Gages（製品一覧）｜共和電業、Type LCX-A-ID 小型圧縮型ロードセル｜共和電業、事業紹介｜共和電業

株式会社東京測器研究所｜環境・材料ごとのひずみゲージと、土木の計測の変換器

東京都品川区南大井に本社を置く会社です（1958年12月設立。1954年4月に、ひずみゲージの製造販売で創業）（同社の会社概要・沿革）。

技術	内容
ひずみゲージ	防水形・高温用・極低温用・溶接形・コンクリート用・アスファルト表面用・複合材料用・木材用・ボルト用など、用途別の区分（同社の特性ガイド）
引張ロードセル TLP-NB	容量 10kN〜1MN、非直線性 0.1%RO、定格出力 1mV/V。ワイヤロープの張力やクレーンのつり荷重の測定に（同社サイト）
土木の計測・特注	土圧計・間隙水圧計・傾斜計・水位計・ひずみ計などの変換器、特別注文の変換器、校正のサービス（同社サイト）

• 高温・水中・極低温など、特別な環境でひずみを測りたい
• トンネル・地盤・コンクリートの構造物の変形を測って、安全を管理したい

出典：会社概要｜東京測器研究所、沿革｜東京測器研究所、ひずみゲージ 特性ガイド｜東京測器研究所、TLP-NB 引張ロードセル｜東京測器研究所、特別注文変換器・校正サービス｜東京測器研究所

ユニパルス株式会社｜超小型からセンターホール形までのロードセル

東京都中央区日本橋久松町に本社を置く会社です（1970年4月設立）（同社の会社情報）。ストレンゲージ・荷重・変位・トルク・振動などのセンサーの製造・販売を事業としています。

技術	内容
小型ロードセル URM	定格容量 50N〜1kN の、引張・圧縮の両方を測る超小型（同社サイト）
センターホール形 UCPI	1kN〜50kN の6機種。薄形で、プレス機や引張圧縮試験機への組込みに向くと同社は説明
軸力・緊張力の測定	UCPI で、ボルトとナットの間の軸力や、アンカーの緊張力を測れる（同社サイト）

• プレス・試験機・自動組立機に荷重のセンサーを組み込みたい
• ボルトやアンカーの軸力（張力）を測りたい

出典：会社情報｜ユニパルス、URM 小型引張・圧縮型ロードセル｜ユニパルス、UCPI センターホール型ロードセル｜ユニパルス、ロードセルを永くお使いいただくために（過負荷）｜ユニパルス

株式会社エー・アンド・デイ｜微小な荷重から密閉構造までのロードセルと、ひずみゲージ

東京都豊島区東池袋に本社を置く会社です（同社の会社概要）。電子計測器・産業用重量計・電子天びん・医療用電子機器・試験機などの研究開発・製造・販売を事業としています。

技術	内容
密閉構造 LC1216	1kN〜50kN、総合誤差 0.05% of R.O.。ホッパースケール・パッカースケール・配合スケールなどに（同社サイト）
微小荷重 LC4001	定格容量 1.2N、総合誤差 0.015% of R.O. のシングルポイント形。台はかり・チェックスケールに（同社サイト）
小型圧縮 LCCA21	100N〜1kN。荷重の分布、圧入やプレスの加圧の変化、ボタンスイッチの押す力の測定に向くと同社は説明

• スイッチを押す力や組み付けの荷重など、小さな力を数値で管理したい
• ホッパー・タンクの重さを、ロードセルで量りたい

公開されている実績・用途

• ひずみゲージ・接着剤・ブリッジボックスと、ロードセルの入門の解説を公開（同社サイト）

出典：会社概要｜エー・アンド・デイ、LC1216 密閉構造ロードセル｜エー・アンド・デイ、LC4001 シングルポイントロードセル｜エー・アンド・デイ、LCCA21 電圧出力小型圧縮ロードセル｜エー・アンド・デイ

株式会社テック技販｜3軸・6軸の力覚センサーと、持ち運べるひずみアンプ

京都府宇治市に本社を置く会社です（同社の会社概要）。

技術	内容
多軸の力覚センサー	3軸の力覚センサー、力とモーメントの6成分を測る6分力計など（同社サイト）
ひずみアンプ	USB バスパワーの3ch の DMA-03、6ch の DPA-06、電池と SD カードを内蔵した6ch のアンプ兼ロガー PDL-06-SA、最大 30ch の携帯ロガー HDL-30（同社サイト）
人の動きの計測	床反力計（フォースプレート）・トレッドミル（同社サイト）

• 指先や足裏にかかる力を、3軸・6軸で測りたい
• 持ち運べる機器で、現場で多点の力を同時に測りたい

公開されている実績・用途

• 京都府の企業紹介（代表者へのインタビュー）は、3軸の力覚センサーが大手シューズメーカーの新しいシューズの開発や、大手楽器メーカーのピアノの鍵盤・バイオリンの弦の調整に使われていると紹介

出典：会社概要｜テック技販、Strain amplifiers（ひずみアンプ）｜テック技販、企業紹介 株式会社テック技販｜京都府

大和製衡株式会社｜500t までのロードセルと、止めずに量るトラックスケール

兵庫県明石市に本社を置く会社です（1945年12月設立）（同社の会社概要）。計量システム機器の製造・販売と修理を事業としています。

技術	内容
ロードセル	圧縮型 500kg〜500t、引張型 2〜150t が中心、ビーム型 5kg〜2t。本質安全防爆・粉塵防爆の防爆型もある（同社サイト）
簡易走行型トラックスケール KS-101J／KS-101R	ひょう量 20t（一軸あたり）、8軸まで。車両を止めずに量りながら、過積載や偏荷重も同時に測れると同社は説明
産業用はかり	トラックスケール・軸重計、コンベヤスケール、組合せはかりなど（同社の会社概要）

• トラックの過積載・偏荷重を、止めずに確かめたい
• クレーン・ホッパー・タンクの荷重を、大きな容量のロードセルで量りたい

出典：会社概要｜大和製衡、ロードセル｜大和製衡、簡易走行型トラックスケール KS-101J／KS-101R｜大和製衡

鎌長製衡株式会社｜ロードセル式のトラックスケールと、車両の重心の計測

香川県高松市牟礼町に本社を置く会社です（1947年1月設立）（同社の会社概要）。産業用はかり・計量システム・計測制御・リサイクル用の処理機器の製造と販売を事業としています。

技術	内容
トラックスケール	1977年にマイコン式の指示計を開発し、同社は「日本におけるロードセル式トラックスケールの先駆け」と説明（同社の沿革）
重心の計測	車両の前後・左右の重心のバランスと高さを三次元で測る機能。横転事故を防ぐためとしている（同社サイト）
JCSS の校正	JCSS（計量法の校正事業者登録制度）の登録を会社概要に記載

• 積んだトラックの重さと、重心の偏りを計量所で管理したい
• はかりの校正を、登録の事業者に頼みたい

出典：会社概要｜鎌長製衡、沿革｜鎌長製衡、トラックスケール｜鎌長製衡

よくある質問

しくみとひずみゲージ

ひずみゲージとロードセルの違いは何ですか？

ひずみゲージは物に貼って表面のひずみを測るセンサー、ロードセルは起歪体にゲージを貼って、力や重さを出せるように仕上げた変換器です（しくみ：起歪体とフルブリッジ）。

ゲージ率とは何ですか？

抵抗の変化率とひずみの比（ΔR/R＝K·ε の K）です。銅ニッケル合金の箔で約2です（原理：伸びると抵抗が増える）。

1ゲージ法と4ゲージ法はどう使い分けますか？

表面のひずみを1点で測るなら1ゲージ法（温度の変わる所は3線式）、出力を大きくしてノイズや温度の影響を減らしたいときは2ゲージ法・4ゲージ法です（1ゲージ法・2ゲージ法・4ゲージ法）。

120Ω と 350Ω はどちらを選びますか？

測定器やブリッジの入力に合わせます。同じ回路の中では、ゲージの抵抗をそろえます（ゲージの選び方）。

ロードセルと校正

ロードセルの容量はどう決めますか？

ふだんの最大の力に加え、衝撃や偏りでかかる力を見込みます。許容過負荷はふつう 120〜200％です。余裕を取りすぎると出力が小さくなります（許容過負荷と衝撃）。

カタログの mV/V とは何ですか？

印加電圧 1V あたりの定格出力です。2mV/V のロードセルに 10V をかけると、定格の力で 20mV が出ます（計算例：出力の電圧と分解能）。

「C3」とは何ですか？

OIML R60 の精度等級 C 級で、目量の数 nmax が 3,000 という意味です（ロードセルの精度等級（OIML R60・JIS B 7612-1））。

校正はどこに頼めばよいですか？

社内の管理用なら、メーカーや校正事業者の校正。国家標準につながる証明が要るなら JCSS の校正。取引や証明に使うはかりは計量法の検定・定期検査です（力の校正とトレーサビリティ）。

値がふらつくときは、まず何を見ますか？

シールドの接地（1点）、動力線との距離、ケーブルの断線、ゼロ点のずれ（過負荷のあと）を見ます（よくあるトラブルと、まず見るところ）。

回答は、このページの出典をもとに編集部がまとめたものです。

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関係する課題ページ

課題	このページでの解決	課題ページ
ねじ・ボルトがゆるむのを防ぎたい	ボルトの軸力をひずみゲージで測る（ボルトの軸力：測り方で値が変わる）	ゆるみ試験と軸力の確認・監視
圧入・焼きばめの部品が抜ける・割れる	圧入の荷重をロードセルで監視する（選び方の手順）	圧入の条件と荷重・位置の監視
ノイズでセンサー値が乱れる	シールド・1点接地・4ゲージ法（よくあるトラブルと、まず見るところ）	シールド・ツイストペアのケーブル
センサーを小さく組み込みたい	小型のロードセル・ゲージの組込み（起歪体の形と、向いている使い方）	超小型・薄型のセンサー素子
ロボットハンドに触覚を持たせたい	多軸の力覚センサー（株式会社テック技販）	指先の6軸力覚センサー
壊れた原因を知りたい	実物にゲージを貼って応力を確かめる（ロゼットゲージ（向きがわからないとき））	再現試験と応力解析
作る前に性能を予測したい	解析の結果をひずみの実測で照合する（ゲージの選び方）	材料データの測定と、試験での照合

右の列は、関係する課題ページ（対策の節）へのリンクです。

関連する技術・基礎知識・課題

• 応力とひずみ
• ヤング率
• ポアソン比
• 応力集中
• 残留応力
• ヒステリシス
• ねじ・ボルト・ナット・ワッシャー
• CAE（構造解析・熱流体解析）
• 予知保全
• IoT
• ねじ・ボルトがゆるむのを防ぎたい
• 圧入・焼きばめの部品が抜ける・割れる
• ノイズでセンサー値が乱れる
• センサーを小さく組み込みたい
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• センサー（製品）