パワーメーターの内部 2/2 ひずみゲージと体重計

ひずみゲージは全てのパワーメーターに搭載されている。切っても切り離せないものだ。

色々調べているとはっとさせられることがある。デジタルの体重計ではひずみゲージを用いて体重を測定している!身近な技術にこのような仕組みが使われていると歓喜してしまうのだ。

ひずみゲージを簡潔にいうと、金属線が伸びたり、縮んだり、した時の抵抗を測定している。抵抗は電流の流れにくさの事であるが、どのような理解をしたら良いのか考えてみた。

私の業種では通信の流れている様子をトラフィックというこのトラフィックという言葉を説明する時に、車の渋滞に例えたり、人ごみに例えたり、電車にたとえたりと色々してみてきたりはするのだが、やはり車の流れが相応しい。ひずみゲージの金属線を高速道路、抵抗を渋滞、電流を車に例えよう。

クランクを踏んだ瞬間のひずみゲージに起こる事をばっくり考えてみる。

まず踏んだ事による力が加わり金属線はその形状を変え伸びる。ちょっと太めのゴムを左右から引っ張ると、伸びて見かけ上細くなる事が金属線でも起こっていることを想像してほしい。
力をかけると変形するがこの際に電流は抵抗を受け流れにくくなる。この変化をひずみゲージでは測定している。

高速道路と車の流れで例えよう。
大きな道(金属線)であれば車(電流)の流れもスムーズで渋滞(抵抗)もない。
しかし道が小さくなってしまった場合はその分渋滞も多くなる。そんな事がパワーメーターの中では怒涛のように繰り返される。

■ここで温度の話し
ひずみゲージでは温度変化の話が多々出てくる。そして精度という話も重要だ。金属に限らず、物質というものは温度に影響を受ける。シューズの熱成形でもそう、P2Mのローターの留め具をぶっ壊す時はドライヤーであっためた。人間は経験から温度変化で物質に変化があることを知っている。
変化を受けやすいものを使っているからこそ温度への変化に敏感なのだ。ましてや微細な変化を測定しているからなおさらで、外皮が薄いタイプのパワーメーターは非常に影響を受けやすいのだろう。

ひずみゲージや加速度センサーなど測定する際に本来”あるべき値”を”正しく”算出してくれなければ、そのメーターはただの重りだ。
なので、精度が何パーセントかという議論は無駄で、どんな気温においても、過酷な環境下でも”外的要因による変化”を受けにくいパワーメーターを選びたい。
なぜなら昨日寒い中出した300wは今日の暖かい300wでなくなる可能性もある。定量化の大前提の計測器が狂うことはパワートレーニング全てが狂うことになる。だから、PTが優秀だと思うのだが、RotorPowerにセンサーを供給しているAIP社はヘリコプターの部品を作ったりと測定器メーカー以外の技術力も非常に優秀だから期待せざるにはいられないのだ。Stageoneはもともとインドアトレーナーから派生した企業だから測定器メーカーとしてはAIPよりも良いものを出してくるのかが疑問に思っている。

測定器を選ぶ際にメーカーが出すスペックや情報なんて条件が整った、いいものを出すのに決まってるんだから信用しない方がいい。

まずは自分で使って試して見ることが、重要なことなんだと思う。