歪みゲージアンプ STA-12G 説明書 （DC 駆動の小型省電力 120Ω×１，２ゲージ用アンプ）
１．概 要

ジオテクサービス株式会社 2023/2/17

歪ゲージを電圧ロガーに接続する信号増幅アンプです。1 ゲージ,２ゲージ専用増幅器で、微小電圧信号を、200 倍～1600倍に増幅し±5V の直流電圧に変換します。DC12V 駆動の低消費電力の変換器です。
入力結線図
A-B 間のひずみ増加で出力電圧＋増。
B-C 間のひずみ増加で出力電圧－減。

２．特 徴
１．小型で省電力の変換器
手のひらサイズの小型変換器です。電源は DC9～16V で、消費電流も 25ｍA（120Ωゲージ使用時）と少ないので、野外のソーラやバッテリによる計測や、制御盤への組み込み用途や車載用に使えます。
２．標準 DIN レールに取り付け可能
オプションのレール取り付け用のベース板をネジ止めすれば、35ｍｍの DIN レールに取り付け制御盤や計装盤へコンパクトに収納できます。低消費電力なので機器の自己発熱の問題もありません。
３．土木・建築現場に最適
屋外使用向けの静ひずみアンプです。動作温度範囲も広く（-10～50℃）、温度ドリフトや、ノイズも少なく、土木・建築現場で使用できます。倍率 800 倍で、ちょうど「1μStrain=1ｍV」の出力になり換算も容易です。
３．主な仕様
項目

仕様

適合センサ

1 ゲージ（120Ω３線式） 又は２ゲージ（120Ω）

センサ入力範囲

0.5～5.0ｍV/V

ブリッジ電圧2.5V(定電圧駆動)×標準 20ｍA

増幅率（ﾟゲイン）

200,400,800、1600 倍（側面ﾃﾞｨｯﾌﾟｽｲｯﾁ切替）

出力電圧範囲

0～±5V （限界-5.1～＋6.5V）

ゼロ・スパン調整

トリマ調整、ゼロ調整範囲±2mV(入力電圧換算)

非直線性

0.1％／F.S.以内

温度変化の影響±0.02%F.S.／℃以内

応答速度10Hz 以下（静歪みアンプとしてご利用ください）

電源電圧

DC9～16V（12V 電源に対応）

消費電流

約 25mA(120Ωゲージ接続、出力無負荷時) ※１

動作温度範囲-10～50℃。湿度 20～80%RH（結露の無い事）

寸法・重量

40×81×22ｍｍ（本体の厚さ 17mm） 約 90g

DIN レールへの取付状態(DIN ﾚｰﾙ取付板はオプション)

計測ボックスへの組込例(4CH 収納)※１：出力電圧が±5V を越えるオーバースケール状態では消費電流が 30ｍA 程度に増加します

４．オプション:DIN ﾚｰﾙ取付板(別売)1５．接続方法

ひずみゲージアンプSTA-12Gの結線方法【等価回路】

歪み量増大（＋）→出力電圧増加（＋）

STA-12Gのディップスイッチの設定［１ゲージ：120Ω3線式］

測定器
DC±5000ｍV＋
5 0 0 0 mV

A
EXC+ ブリッジ印加電圧＋IN+

D

OUT+

OUT-

B

EXC- ブリッジ印加電圧－

B'

IN-

SIG- ブリッジ出力信号－

SIG+ ブリッジ出力信号＋

C

E

シールド

IN+
A＋

120Ω

B
C

OUT-

EXC+

A
B

SIG－

B'
C
EV＋DE

STA-12G
歪みゲージ変換器 OUT
12 GAINGND
OFF OFF 200
ON OFF 400+12V
OFF ON800
ON ON 1600
GND
ZERO SPAN GAIN
↓ GND
1 2 ON＋歪み量増大（＋）→出力電圧増加（＋）［2ゲージ： 120Ω３線式］

A

IN+
EXC+ ブリッジ印加電圧＋IN+

D

OUT+

OUTIN-B
B'

SIG- ブリッジ出力信号－
EXC- ブリッジ印加電圧－
SIG+ ブリッジ出力信号＋

CE

シールド

A

A
B

120Ω

＋B
C

EXC+

OUTV

120Ω

SIG+B'CE

EXC-＋D

IN-

E

測定器
DC±5000ｍV＋
5 0 0 0 mV

STA-12G
歪みゲージ変換器 OUT
12 GAINGND
OFF OFF 200
ON OFF 400+12V
OFF ON800
ON ON 1600
GND
ZERO SPAN GAIN
↓ GND
1 2 ON＋電源
DC9～16V

歪み量減少（－）→出力電圧増加（＋）［4ゲージ： 120Ω・350Ω４線式］
使用できません↓
別途「350Ω4ゲージ専用アンプSTA-04G」をご利用ください
注意：上記のゲージﾞの線の色は参考例です。ケーブルの線の色はメーカごとに異なりますので仕様書で確認してください。

A
B

OUT

B'
CE+12V

GND

GND
GND

B'
C
E

↓

1 2増幅率（GAIN）
設定スイッチ

１ゲージの場合のゲイン（倍率）設定例

EXC+120Ω SIG- 2.5V定電圧回路
SIG＋120Ω

EXC120Ω

アンプ

アンプ出力 電圧→ひずみ
ブリッジ電圧No. 測定範囲ε倍率Ｍ 電圧Ｖ（ｍＶ）（μＳｔａｒｉｎ） Ｅ（ｍＶ）
換算係数Ｂ

1500

23

1000

0.625
1.25

1600
1600

42000
4000

2.50
5.00

565000
10000

6.25
12.50

増幅回路

1000
2000

0.50
0.50

800

2000

1.00800

4000

1.00

800
400

5000
5000

1.00
2.00

①歪みとブリッジ電圧の関係⊿ｅ＝ （Ｅ／４） × Ｋ × ε

STA-12Gの内部120Ω抵抗ブリッジ回路
A
B

GAIN
2OFF 200倍
OFF 400倍
ON800倍ON 1600倍

図は800倍の設定例

歪み増加で出力電圧プラス側

シールド

LCA-12Gのグランドラインの内部接続

1OFFONOFF
ON

STA-12G
歪みゲージ変換器 OUT
12 GAINGND
OFF OFF 200
ON OFF 400+12V
OFF ON800
ON ON 1600
GND
ZERO SPAN GAIN
↓1 2 ON GND

ON

電源
DC9～16V

シールド【等価回路】A
B
B'
C
E

計測ソフトの校正係数設定⊿ｅ：歪みゲージのブリッジ出力電圧（mV） 歪み増でプラス側の場合
Ｅ ： 歪みアップのゲージ印加電圧（ｍＶ）
本機は2500ｍＶＫ ：ゲージ率（Gage Factor） 歪みゲージのカタログに記載,一定の歪みに対するゲージの電気抵抗Ｒ（Ω）の変化の割合を示す。 Ｋ＝（⊿Ｒ／Ｒ）／ε
一般的なゲージでは、Ｋ≒２ 程度の値である。
ε ： ひずみ ε＝⊿Ｌ／Ｌ＝（⊿Ｒ／Ｒ）／Ｋ (単位 μStrain)②歪みアンプの出力電圧Ｖ（ｍＶ）＝ブリッジ電圧⊿ｅ×アンプ倍率Ｍ③アンプ出力電圧Ｖ（ｍＶ）を元の「ひずみ値」に換算する係数
ひずみ値ε＝（アンプﾟ出力電圧Ｖ － 初期電圧）×換算係数Ｂ

６．ひずみ変換器の結線例
ひずみゲージとデータロガーの結線例を示します。

ひずみ変換器の接続例
GTR-01A カードロガー
端子の表記例
電源＋： V+ P+ 12V＋ OUT
電源－： V- P- 12V- GND
信号＋： S+ IN+ AI＋ ＋信号－： S- IN－ AI- Gなど表記が異なるので注意

120Ω

［電圧データロガーの例］

緑 警報

回収モード設定

センサ
RS-485
警報
V+ S+ S- GND ＋ - ＧＮＤ 出力１２V電源＋ －端子にしっかりと接続（接触抵抗が誤差になる）

この間はできるだけ短く

EXC+

OUT-

12：30
1.5mm/h

赤 電源

設定［１ゲージ：120Ω3線式］

IN+

06/09/19
12.538ｍ

SIG－A
B
B'
CE

力

STA-12G
歪みゲージ変換器 OUT
12 GAINGND
OFF OFF 200
ON OFF 400+12V
OFF ON800
ON ON 1600
GND
ZERO SPAN GAIN
↓1 2 ON GND

信号
電源

ゲージ A-B間［距離が近い場合は直結］

ノイズが多い場合はシールド接続
ゲージ
A-B

伸び＝ひずみ増大＝電気抵抗大

伸び＝ひずみ増大＝電気抵抗大
ゲージ
A-B間

ゲージ
B-C間

ゲージ
A-B間

［距離が遠い場合の配線延長例]
測定器側

縮み＝ひずみ減少＝電気抵抗小センサ（30～300ｍ）
V+［2ゲージ： 120Ω３線式］
この間はできるだけ短く端子にしっかりと接続（接触抵抗が誤差になる）

落雷の危険がある場合は、避雷器を設置
避雷器

IN+

EXC+120Ω
SIG+

OUT-

EXC-120ΩIN-シールドA
B
B'C
E

120Ω3 線式のひずみゲージ例

S- GND－避雷器

信号

STA-12G
歪みゲージ変換器 OUT
12 GAINGND
OFF OFF 200
ON OFF 400+12V
OFF ON800
ON ON 1600
GND
ZERO SPAN GAIN↓
1 2 ON GND

シールド

電源

ツイストペアー線（例：ＦＣＰＥＶ0.65mm×2）

配線の距離が長い場合、ひずみゲージアンプの「Ｅ（アース端子）」は雷の進入経路になるので、避雷器のアースには接続しないでください。

写真 1＋S+

写真 2

ひずみアンプとロガーの接続例（標準ひずみ発生器でテスト中）

７．ひずみゲージアンプの製品体系と互換性
当社の販売している歪みゲージアンプは、下記のような製品があります。
ひずみアンプの最新シリーズは STA 型です。旧製品をお使いの場合は、以下の相違点に御注意ください。

1,2,4ゲージ用： LCA-124
・1，２，４ゲージ兼用アンプ
・ブリッジ印加電圧2.5V
・増幅200,400,1000,2000倍
・出力電圧±5V
・消費電流25ｍA￥70,000円■1996年発売

こちらの３機種をお使いの皆様へ

・ひずみゲージアンプの初期モデル
・１，２，４ゲージ兼用タイプ■2008年発売
・1、２ゲージ用と4ゲージ用の２機種に分け小型化とコストダウンを図る。
・4ゲージ用はブリッジ印加電圧を5Vに上げ信号の精度を倍に向上させた。

4ゲージ用： LCA-4G

1,2ゲージ用： LCA-12G

・350Ω×4ゲージ専用
・ブリッジ印加電圧5V・増幅200,400,1000,2000倍
・出力電圧±5V
・消費電流20ｍA￥48,000円

・120Ω×1,2ゲージ専用
・ブリッジ印加電圧2.5V
・増幅200,400,1000,2000倍
・出力電圧±5V
・消費電流25ｍA￥56,000円

4ゲージ用： STA-04G

1,2ゲージ用： STA-12G■2012年06月発売

・350Ω×4ゲージ専用
・ブリッジ印加電圧2.5V
・増幅200,400,800,1600倍
・出力電圧±5V（１μ=1mV※１）
・消費電流15ｍA￥48,000円

・120Ω×1,2ゲージ専用
・ブリッジ印加電圧2.5V
・増幅200,400,800,1600倍
・出力電圧±5V（１μ=1mV※１）
・消費電流25ｍA￥48,000円

・4ゲージ用と１，２ゲージ用でブリッジ印加電圧を2.5Vに統一。
・増幅率1000倍を800倍に変更しひずみ１μ＝出力1ｍVに変換可能。
・1,2ゲージ用は出力の正負の向きを反転させた（歪み増でプラス電圧）。

1,2ゲージ用簡易型 STA-12L

・１，２ゲージ用の小型・低コスト版。
・ゲージの近傍に設置し出力延長可能。
・出力がプラス側なので0～5V計測器で歪みの正負を計測可能。
・増幅率は400倍固定で換算容易（ひずみ2μ＝1ｍV出力）※１ 増幅率800倍の場合

・120Ω×1,2ゲージ専用
・ブリッジ印加電圧2.5V
・増幅400倍・出力電圧-4000～7000μ＝0.5～7V（0μ＝2.5V）
・消費電流25ｍA￥12,800円

旧製品をお使いのお客様が、STA シリーズのひずみ変換器を御利用いただく場合の変更点をまとめました。特に、標準増幅倍率が 1000 倍から 800 倍に下がっている点に、御注意ください。
●４ゲージ用アンプの「LCA-4G」を新型の「STA-04G」に置き換えた場合。
（１）歪みと出力電圧の関係を「1μStarin＝1ｍV」に合わせるために、ブリッジ電圧を 5Ｖから2.5Ｖに下げ、増幅率も 1000 倍を 800 倍に下げました。このため、出力電圧が小さくなります。
①旧製品で 200 倍か 400 倍を使用→新 STA-04G では 2 倍の 400 倍か 800 倍に設定してください。
②旧製品で 1000 倍を使用→新 STA-04G で 1600 倍に設定すると、出力は 2 割減（例：5V→4V）。
③旧製品で 2000 倍を使用→新 STA-04G で 1600 倍に設定すると、出力は 6 割減（例：5V→2V）。
●１，２ゲージ用アンプの「LCA-124 と LCA-12G」を新型の「STA-12G」に置き換えた場合。
（１）増幅倍率の 1000 倍、2000 倍が、それぞれ 800 倍と 1600 倍と小さくなります。
①旧製品で 200 倍か 400 倍を使用→新 STA-12G でも同じ 200 倍か 400 倍を設定してください。
②旧製品で 1000 倍を使用→新 STA-12G で 800 倍に設定すると、出力は 2 割減（例：５V→4V）。
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③旧製品で 2000 倍を使用→新 STA-12G で 1600 倍に設定すると、出力は 2 割減（例：５V→4V）。
（２）増幅後の出力電圧の正負が、逆になります。
旧型で「ひずみ増加＝出力マイナス減少」の場合→新型では「出力プラス増加」に変わります。
出力電圧の正負を、従来と同じ方向に合わせるためには、以下の対応が必要です。
①１ゲージの場合、出力の正負を計測器側で逆接続するか、ソフト的に逆転計算をさせる。
②２ゲージの場合、アンプに対するゲージの接続順序を、ＡＢＣからＣＢＡの逆順に接続する。

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