JP2003130716A - Strain detector - Google Patents
Strain detectorInfo
- Publication number
- JP2003130716A JP2003130716A JP2002320907A JP2002320907A JP2003130716A JP 2003130716 A JP2003130716 A JP 2003130716A JP 2002320907 A JP2002320907 A JP 2002320907A JP 2002320907 A JP2002320907 A JP 2002320907A JP 2003130716 A JP2003130716 A JP 2003130716A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- strain
- insulating substrate
- gnd electrode
- gnd
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、荷重を付加するこ
とによって発生する歪を検出する歪検出装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain detecting device for detecting strain generated by applying a load.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の歪検出装置としては、特
開平8−87375号公報に開示されたものが知られて
いる。2. Description of the Related Art As a conventional strain detecting device of this type, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-87375 is known.
【0003】以下、従来の歪検出装置について図面を参
照しながら説明する。A conventional strain detecting device will be described below with reference to the drawings.
【0004】図8は従来の歪検出装置の上面図、図9は
同歪検出装置の側断面図である。FIG. 8 is a top view of a conventional strain detecting device, and FIG. 9 is a side sectional view of the strain detecting device.
【0005】図8、図9において、1は弾性材料からな
る絶縁基板で、この絶縁基板1はスティック部材2の上
面に絶縁層3を設けることにより形成されている。4は
4つの歪抵抗素子で、この歪抵抗素子4は前記絶縁基板
1の上面に設けるとともに、この歪抵抗素子4をそれぞ
れ一対の電源電極5、一対の出力電極6および一対のG
ND電極7と電気的に接続することにより、ブリッジ回
路を構成している。8は樹脂製の保護層で、この保護層
8は前記歪抵抗素子4、電源電極5、一対の出力電極
6、一対のGND電極7およびその他の絶縁基板1の上
面を覆うように設けられている。In FIGS. 8 and 9, reference numeral 1 denotes an insulating substrate made of an elastic material. The insulating substrate 1 is formed by providing an insulating layer 3 on the upper surface of a stick member 2. Reference numeral 4 denotes four strain resistance elements. The strain resistance element 4 is provided on the upper surface of the insulating substrate 1, and the strain resistance element 4 is provided with a pair of power supply electrodes 5, a pair of output electrodes 6 and a pair of G electrodes.
A bridge circuit is configured by being electrically connected to the ND electrode 7. Reference numeral 8 denotes a resin protective layer, and the protective layer 8 is provided so as to cover the upper surface of the strain resistance element 4, the power supply electrode 5, the pair of output electrodes 6, the pair of GND electrodes 7 and other insulating substrates 1. There is.
【0006】以上のように構成された従来の歪検出装置
について、次にその動作を説明する。The operation of the conventional strain detector having the above structure will be described below.
【0007】絶縁基板1の略中央の上面よりせん断荷重
が付加されると、このせん断荷重により前記絶縁基板1
に曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントにより
前記絶縁基板1の上面に設けられた4つの歪抵抗素子4
にも曲げモーメントが発生する。この歪抵抗素子4に曲
げモーメントが生じると歪抵抗素子4の抵抗値が変化す
るため、この抵抗値の変化を一対の出力電極6により外
部のコンピュータ(図示せず)等に出力し、絶縁基板1
に加わる荷重を測定するものである。When a shearing load is applied from the upper surface of the insulating substrate 1 at substantially the center, the insulating substrate 1 is subjected to the shearing load.
A bending moment is generated in the four strain resistance elements 4 provided on the upper surface of the insulating substrate 1 by the bending moment.
A bending moment is also generated. When a bending moment is generated in the strain resistance element 4, the resistance value of the strain resistance element 4 changes. Therefore, the change in the resistance value is output to an external computer (not shown) or the like by the pair of output electrodes 6 and the insulating substrate 1
The load applied to is measured.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、絶縁基板1、一対の電源電極5、
一対の出力電極6、一対のGND電極7の上面に樹脂製
の保護層8のみを設けた構成であるため、この樹脂製の
保護層8はわずかながら水を吸収することになり、そし
て高湿雰囲気中で歪検出装置を長時間使用すると、歪抵
抗素子4に水が到達し、これにより、歪抵抗素子4の抵
抗値が変動するため、歪検出装置の出力が不安定になっ
てしまうという課題を有していた。However, in the above conventional structure, the insulating substrate 1, the pair of power supply electrodes 5,
Since only the protective layer 8 made of resin is provided on the upper surfaces of the pair of output electrodes 6 and the pair of GND electrodes 7, the protective layer 8 made of resin absorbs a small amount of water, and high humidity When the strain detecting device is used for a long time in the atmosphere, water reaches the strain resistance element 4 and the resistance value of the strain resistance element 4 varies, so that the output of the strain detecting device becomes unstable. Had challenges.
【0009】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、歪抵抗素子に水が到達するということはなく、常に
安定した出力特性を有する歪検出装置を提供することを
目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a strain detecting apparatus having a stable output characteristic without water reaching the strain resistance element. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を有する。In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution.
【0011】請求項1に記載の発明は、基板におけるス
テンレス板の上面にこのステンレス板と電気的に接続さ
れるフレームGND電極を設けるとともに、このフレー
ムGND電極とGND電極とを電気的に接続したもの
で、ステンレス板の上面にこのステンレス板と電気的に
接続されるフレームGND電極を設けるとともに、この
フレームGND電極とGND電極とを電気的に接続して
いるため、静電気がGND電極に印加されても静電気の
電荷はフレームGND電極を通り、ステンレス板を介し
てGNDに流れるため、絶縁層の絶縁破壊を防止するこ
とができるという作用を有するものである。According to the first aspect of the present invention, a frame GND electrode electrically connected to the stainless plate is provided on the upper surface of the stainless plate of the substrate, and the frame GND electrode and the GND electrode are electrically connected. The frame GND electrode electrically connected to the stainless plate is provided on the upper surface of the stainless plate, and since the frame GND electrode and the GND electrode are electrically connected, static electricity is applied to the GND electrode. Even so, since the electrostatic charge flows to the GND through the frame GND electrode and the stainless plate, it has an effect of preventing the dielectric breakdown of the insulating layer.
【0012】また、請求項2に記載の発明は、フレーム
GND電極とGND電極との間にコンデンサおよび静電
気放電用抵抗を電気的に並列に接続したもので、ステン
レス板の上面にこのステンレス板と電気的に接続される
フレームGND電極を設け、このフレームGND電極と
GND電極との間にコンデンサおよび静電気放電用抵抗
を電気的に並列に接続しているため、静電気がGND電
極に印加されても静電気の電荷はコンデンサに吸収さ
れ、これにより、静電気の電圧が低く抑えられるため、
絶縁層の絶縁破壊を防止することができるとともに、コ
ンデンサに蓄積される電荷を静電気放電用抵抗により放
電することにより、GND電極とフレームGND電極の
電位差を零にし、かつステンレス板とGND電極を別系
統にしているため、ステンレス板の電位が変動してもG
ND電極の電位が変動しなくなり、これにより、一対の
出力電圧からの出力信号が安定するという作用を有する
ものである。Further, the invention according to claim 2 is one in which a capacitor and an electrostatic discharge resistor are electrically connected in parallel between the frame GND electrode and the GND electrode, and the stainless plate is provided on the upper surface of the stainless plate. Since a frame GND electrode that is electrically connected is provided and a capacitor and a resistance for electrostatic discharge are electrically connected in parallel between the frame GND electrode and the GND electrode, even if static electricity is applied to the GND electrode. The electrostatic charge is absorbed by the capacitor, which keeps the electrostatic voltage low.
It is possible to prevent the dielectric breakdown of the insulating layer, and to discharge the electric charge accumulated in the capacitor by the electrostatic discharge resistance to reduce the potential difference between the GND electrode and the frame GND electrode to zero and separate the stainless plate and the GND electrode. Since the system is used, even if the potential of the stainless plate fluctuates, G
The potential of the ND electrode does not fluctuate, which has the effect of stabilizing the output signals from the pair of output voltages.
【0013】また、請求項3に記載の発明は、電源電極
とGND電極との間、一対の出力電極とGND電極との
間にコンデンサをそれぞれ接続したもので、電源電極と
GND電極との間、一対の出力電極とGND電極との間
にコンデンサをそれぞれ接続しているため、各電極に静
電気が印加されても静電気の電荷はそれぞれのコンデン
サに吸収されることになり、これにより、静電気の電圧
を低く抑えることができるため、歪抵抗素子に過大な電
流が流れるということはなくなり、その結果、歪抵抗素
子の抵抗値が安定するという作用を有するものである。According to a third aspect of the present invention, a capacitor is connected between the power supply electrode and the GND electrode and between the pair of output electrodes and the GND electrode, respectively, and the capacitor is connected between the power supply electrode and the GND electrode. , The capacitors are connected between the pair of output electrodes and the GND electrode, respectively. Therefore, even if static electricity is applied to each electrode, the electrostatic charges are absorbed by the respective capacitors, which causes static electricity to be absorbed. Since the voltage can be suppressed to a low level, an excessive current does not flow in the strain resistance element, and as a result, the resistance value of the strain resistance element is stabilized.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態にお
ける歪検出装置について、図面を参照しながら説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A strain detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明の一実施の形態における歪検
出装置の上面図、図2は同歪検出装置における歪抵抗素
子を設けた位置の側断面図、図3は同歪検出装置におけ
る各電極を設けた位置の側断面図、図4は同歪検出装置
における絶縁基板のスリット部に導電性接着剤を設けた
状態を示す上面図である。FIG. 1 is a top view of a strain detecting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side sectional view of a position where a strain resistance element is provided in the strain detecting device, and FIG. 3 is each of the strain detecting device. FIG. 4 is a side cross-sectional view of a position where an electrode is provided, and FIG. 4 is a top view showing a state where a conductive adhesive is provided in a slit portion of an insulating substrate in the strain detection device.
【0016】図1〜図4において、11は弾性材料から
なる絶縁基板で、この絶縁基板11はアルミニウムを含
有するステンレス板12と、このステンレス板12の上
面に設けられたアルミナからなる保護皮膜13と、この
保護皮膜13の上面に設けたガラスからなる絶縁層13
aとにより構成されている。また前記絶縁基板11の上
面に銀からなる電源電極14、一対の出力電極15、G
ND電極16および4つの歪抵抗素子17を回路パター
ン18により電気的に接続するように設けることにより
ブリッジ回路を構成している。さらに前記絶縁基板11
の上面には少なくとも一対の温度特性調整抵抗19を設
けており、この温度特性調整抵抗19は一端を前記電源
電極14と電気的に接続するとともに、他端を一対の抵
抗値測定電極20を介して前記歪抵抗素子17と電気的
に接続している。21はフレームGND電極で、このフ
レームGND電極21はステンレス板12の上面に設け
られるとともに、このフレームGND電極21とGND
電極16との間に回路パターン18を介してコンデンサ
22および静電気放電用抵抗23を電気的に並列に接続
している。また前記絶縁基板11における回路パターン
18には、この回路パターン18の一部を断線させるよ
うにスリット部24を設けるとともに、このスリット部
24に位置して、回路パターン18と電気的に接続され
る一対の銀からなるスリット電極25を設けており、そ
してこの一対のスリット電極25を電気的に接続するよ
うに導電性接着剤26を設けている。そしてまた前記電
源電極14、一対の出力電極15、GND電極16の上
面にはニッケルからなる第1のめっき層27を設けてお
り、そしてこの第1のめっき層27の上面にはんだから
なる第2のめっき層28を設けている。さらに前記絶縁
基板11の上面に設けた4つの歪抵抗素子17を分離
し、この分離された二対の歪抵抗素子17のそれぞれの
歪抵抗素子17間に位置して絶縁基板11に細幅部11
aを設けている。29はガラスからなる第1の保護層
で、この第1の保護層29は前記絶縁基板11、少なく
とも歪抵抗素子17および一対の温度特性調整抵抗19
の上面を覆うように設けている。30は樹脂製の第2の
保護層で、この第2の保護層30は前記第1の保護層2
9の上面を覆うように設けている。また前記絶縁基板1
1の上面に設けた電源電極14とGND電極16との
間、一対の出力電極15とGND電極16との間にはコ
ンデンサ22をそれぞれ接続している。1 to 4, reference numeral 11 denotes an insulating substrate made of an elastic material. The insulating substrate 11 is a stainless steel plate 12 containing aluminum, and a protective film 13 made of alumina provided on the upper surface of the stainless steel plate 12. And an insulating layer 13 made of glass provided on the upper surface of the protective film 13.
and a. On the upper surface of the insulating substrate 11, a silver power electrode 14, a pair of output electrodes 15, G
A bridge circuit is configured by providing the ND electrode 16 and the four strain resistance elements 17 so as to be electrically connected by the circuit pattern 18. Further, the insulating substrate 11
At least a pair of temperature characteristic adjusting resistors 19 are provided on the upper surface of the, and one end of the temperature characteristic adjusting resistors 19 is electrically connected to the power supply electrode 14 and the other end is connected via a pair of resistance value measuring electrodes 20. Electrically connected to the strain resistance element 17. Reference numeral 21 is a frame GND electrode, and the frame GND electrode 21 is provided on the upper surface of the stainless plate 12, and the frame GND electrode 21 and the GND are connected to each other.
A capacitor 22 and an electrostatic discharge resistor 23 are electrically connected in parallel with the electrode 16 via a circuit pattern 18. Further, the circuit pattern 18 on the insulating substrate 11 is provided with a slit portion 24 so as to disconnect a part of the circuit pattern 18, and is located in the slit portion 24 and electrically connected to the circuit pattern 18. A pair of silver slit electrodes 25 are provided, and a conductive adhesive 26 is provided so as to electrically connect the pair of slit electrodes 25. A first plating layer 27 made of nickel is provided on the upper surfaces of the power supply electrode 14, the pair of output electrodes 15, and the GND electrode 16, and a second plating layer 27 made of solder is provided on the upper surface of the first plating layer 27. Plating layer 28 is provided. Further, the four strain resistance elements 17 provided on the upper surface of the insulating substrate 11 are separated, and the two narrow pairs of strain resistance elements 17 are located between the strain resistance elements 17 and the narrow portion is formed on the insulating substrate 11. 11
a is provided. Reference numeral 29 denotes a first protective layer made of glass, and the first protective layer 29 includes the insulating substrate 11, at least the strain resistance element 17, and the pair of temperature characteristic adjusting resistors 19.
Is provided so as to cover the upper surface of the. 30 is a second protective layer made of resin, and the second protective layer 30 is the first protective layer 2
It is provided so as to cover the upper surface of 9. In addition, the insulating substrate 1
A capacitor 22 is connected between the power electrode 14 and the GND electrode 16 provided on the upper surface of the capacitor 1, and between the pair of output electrodes 15 and the GND electrode 16, respectively.
【0017】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における歪検出装置について、次にその組立方法に
ついて説明する。With respect to the strain detecting device in the embodiment of the present invention configured as described above, the assembling method thereof will be described below.
【0018】まず、あらかじめアルミニウムを含有した
ステンレス板12の上面にガラスペースト(図示せず)
を印刷した後、約850℃で約10分間焼成し、絶縁基
板11を形成する。First, glass paste (not shown) is formed on the upper surface of the stainless steel plate 12 containing aluminum in advance.
After printing, the insulating substrate 11 is formed by baking at about 850 ° C. for about 10 minutes.
【0019】次に、前記絶縁基板11の上面の歪抵抗素
子17および静電気放電用抵抗23を設ける位置にメタ
ルグレーズ系ペースト(図示せず)を印刷した後、約1
30℃で約10分間乾燥する。Next, a metal glaze paste (not shown) is printed on the upper surface of the insulating substrate 11 at a position where the strain resistance element 17 and the electrostatic discharge resistance 23 are provided, and then about 1
Dry at 30 ° C. for about 10 minutes.
【0020】次に、サーミスタ抵抗ペースト(図示せ
ず)を前記絶縁基板11の上面の温度特性調整抵抗19
を設ける位置に印刷した後、この絶縁基板11を約85
0℃で約10分間焼成し、絶縁基板11に4つの歪抵抗
素子17、静電気放電用抵抗23および温度調整用抵抗
19を形成する。Next, a thermistor resistance paste (not shown) is applied to the temperature characteristic adjusting resistor 19 on the upper surface of the insulating substrate 11.
After printing at the position where the
By firing at 0 ° C. for about 10 minutes, four strain resistance elements 17, an electrostatic discharge resistance 23 and a temperature adjustment resistance 19 are formed on the insulating substrate 11.
【0021】次に、前記絶縁基板11の上面に位置して
銀のペースト(図示せず)を印刷し、約600℃で約1
0分間焼成し、前記絶縁基板11の上面に電源電極1
4、一対の出力電極15、GND電極16、抵抗値測定
電極20、回路パターン18、フレームGND電極21
およびスリット電極25を形成する。Next, a silver paste (not shown) is printed on the upper surface of the insulating substrate 11, and the paste is printed at about 600 ° C. for about 1 hour.
After firing for 0 minutes, the power electrode 1 is formed on the upper surface of the insulating substrate 11.
4, a pair of output electrodes 15, GND electrode 16, resistance value measuring electrode 20, circuit pattern 18, frame GND electrode 21
And the slit electrode 25 is formed.
【0022】このとき、絶縁基板11におけるアルミニ
ウムを含有するステンレス板12の上面は熱によって酸
化されそうになるが、ステンレス板12の上面にアルミ
ナからなる保護皮膜13を形成しており、そしてこのア
ルミナからなる保護皮膜13が熱に対して極めて安定し
たものであるため、絶縁基板11の上面に歪抵抗素子1
7、電源電極14、出力電極15およびGND電極16
を形成する際に、前記絶縁基板11が焼成時の高温にさ
らされてもステンレス板12の内部が酸化されるという
ことはなくなり、その結果として、絶縁基板11の弾性
特性が安定するため、歪検出装置の出力が安定するとい
う作用効果を有するものである。At this time, although the upper surface of the stainless steel plate 12 containing aluminum in the insulating substrate 11 is likely to be oxidized by heat, the protective film 13 made of alumina is formed on the upper surface of the stainless steel plate 12, and this alumina is used. Since the protective film 13 made of is extremely stable against heat, the strain resistance element 1 is formed on the upper surface of the insulating substrate 11.
7, power supply electrode 14, output electrode 15 and GND electrode 16
When the insulating substrate 11 is exposed to a high temperature during firing, the inside of the stainless steel plate 12 is not oxidized, and as a result, the elastic characteristics of the insulating substrate 11 are stabilized, and This has the effect of stabilizing the output of the detection device.
【0023】次に、前記絶縁基板11の電源電極14、
一対の出力電極15、GND電極16、抵抗値測定電極
20およびスリット電極25を除く絶縁基板11の上面
にガラスからなるペースト(図示せず)を印刷した後、
約600℃で約10分間焼成し、絶縁基板11の上面に
第1の保護層29を形成する。Next, the power supply electrode 14 of the insulating substrate 11,
After printing a paste (not shown) made of glass on the upper surface of the insulating substrate 11 excluding the pair of output electrodes 15, GND electrodes 16, resistance value measuring electrodes 20, and slit electrodes 25,
By firing at about 600 ° C. for about 10 minutes, the first protective layer 29 is formed on the upper surface of the insulating substrate 11.
【0024】次に、前記電源電極14を電源(図示せ
ず)に接続し、電圧を印加するとともに、GND電極1
6を接地した状態において、絶縁基板11の周囲温度を
変化させて一対の出力電極15の温度変化による出力変
化が互いに等しくなるように前記一対の温度特性調整抵
抗19をトリミングする。Next, the power supply electrode 14 is connected to a power supply (not shown) to apply a voltage, and the GND electrode 1
In a state where 6 is grounded, the ambient temperature of the insulating substrate 11 is changed and the pair of temperature characteristic adjusting resistors 19 are trimmed so that the output changes due to the temperature change of the pair of output electrodes 15 become equal to each other.
【0025】次に、第1の保護層29を設けた絶縁基板
11の上面に樹脂からなるペースト(図示せず)を印刷
し、約200℃で30分間焼成することにより、前記絶
縁基板11の上面に第2の保護層30を形成する。Next, a resin paste (not shown) is printed on the upper surface of the insulating substrate 11 provided with the first protective layer 29, and the paste is baked at about 200 ° C. for 30 minutes, whereby the insulating substrate 11 is covered. The second protective layer 30 is formed on the upper surface.
【0026】次に、電源電極14、一対の出力電極15
およびGND電極16の上面にニッケルからなる第1の
めっき層27を形成した後、この第1のめっき層27の
上面にはんだからなる第2のめっき層28を形成する。Next, the power supply electrode 14 and the pair of output electrodes 15
After the first plating layer 27 made of nickel is formed on the upper surface of the GND electrode 16 and the second plating layer 28 made of solder is formed on the upper surface of the first plating layer 27.
【0027】この場合、回路パターン18の一部を断線
させるようにスリット部24を設け、かつこのスリット
部24に位置して導電性接着剤26を設けているため、
歪検出装置の組立工程において、スリット部24の近傍
に位置して導電性接着剤26が設けられていない状態
で、電源電極14、一対の出力電極15およびGND電
極16にニッケルからなる第1のめっき層27およびは
んだからなる第2のめっき層28を形成した後、前記ス
リット部24に位置して導電性接着剤26を設けること
ができ、これにより、電源電極14、一対の出力電極1
5およびGND電極16とステンレス板12とを電気的
に接続しない状態において、電源電極14、一対の出力
電極15およびGND電極16に第1のめっき層27お
よび第2のめっき層28を形成することができるため、
ステンレス板12の露出部分にめっきが付着するという
ことがなくなり、その結果として、各電極のみにめっき
を形成することができるため、各電極に付着するめっき
の量が安定するという作用効果を有するものである。In this case, since the slit portion 24 is provided so as to disconnect a part of the circuit pattern 18 and the conductive adhesive 26 is provided at the slit portion 24,
In the process of assembling the strain detection device, the power supply electrode 14, the pair of output electrodes 15, and the GND electrode 16 are made of nickel and are provided in the vicinity of the slit portion 24 without the conductive adhesive 26. After forming the plating layer 27 and the second plating layer 28 made of solder, the conductive adhesive 26 can be provided at the slit portion 24, whereby the power electrode 14 and the pair of output electrodes 1 are provided.
5. Forming the first plating layer 27 and the second plating layer 28 on the power supply electrode 14, the pair of output electrodes 15 and the GND electrode 16 in a state in which the 5 and GND electrodes 16 and the stainless steel plate 12 are not electrically connected. Because you can
The plating does not adhere to the exposed portion of the stainless steel plate 12, and as a result, the plating can be formed only on each electrode, so that the amount of plating adhered to each electrode is stable. Is.
【0028】次に、前記絶縁基板11の上面に設けたス
リット部24およびこのスリット部24の近傍に位置し
た回路パターン18の端部の上面に導電性接着剤26を
塗布する。Next, the conductive adhesive 26 is applied to the upper surface of the slit portion 24 provided on the upper surface of the insulating substrate 11 and the end portion of the circuit pattern 18 located near the slit portion 24.
【0029】次に、前記絶縁基板11の上面における電
源電極14とGND電極16とに電気的に接続された双
方の回路パターン18間を接続するようにコンデンサ2
2を実装した後、回路パターン18とコンデンサ22と
をはんだ付けする。Next, the capacitor 2 is formed so as to connect between the circuit patterns 18 electrically connected to the power electrode 14 and the GND electrode 16 on the upper surface of the insulating substrate 11.
After mounting 2, the circuit pattern 18 and the capacitor 22 are soldered.
【0030】次に、絶縁基板11の上面における一対の
出力電極15とGND電極16とに電気的に接続された
双方の回路パターン18間を接続するようにコンデンサ
22を実装した後、回路パターン18とコンデンサ22
とをはんだ付けする。Next, after mounting the capacitor 22 so as to connect between the circuit patterns 18 electrically connected to the pair of output electrodes 15 and the GND electrode 16 on the upper surface of the insulating substrate 11, the circuit pattern 18 is formed. And capacitor 22
Solder and.
【0031】最後に、絶縁基板11の上面におけるフレ
ームGND電極21とGND電極16とに電気的に接続
された双方の回路パターン18間を接続するようにコン
デンサ22を実装した後、回路パターン18とコンデン
サ22とをはんだ付けする。Finally, after mounting the capacitor 22 so as to connect between the circuit patterns 18 electrically connected to the frame GND electrode 21 and the GND electrode 16 on the upper surface of the insulating substrate 11, the circuit pattern 18 is formed. Solder the capacitor 22.
【0032】以上のようにして組み立てられた本発明の
一実施の形態における歪検出装置について、次にその動
作を説明する。Next, the operation of the strain detecting apparatus according to the embodiment of the present invention assembled as described above will be described.
【0033】絶縁基板11の中央部にせん断荷重が付加
されると、このせん断荷重により前記絶縁基板11の表
面に歪が発生し、絶縁基板11の上面に設けられた4つ
の歪抵抗素子17にも歪が発生する。この歪抵抗素子1
7に歪が発生すると、この歪抵抗素子17の抵抗値が変
化するため、この抵抗値の変化を一対の出力電極15か
らブリッジ回路としての出力を外部のコンピュータ(図
示せず)に出力し、絶縁基板11に加わる荷重を測定す
るものである。When a shear load is applied to the central portion of the insulating substrate 11, the shear load causes strain on the surface of the insulating substrate 11, and the four strain resistance elements 17 provided on the upper surface of the insulating substrate 11 are distorted. Is also distorted. This strain resistance element 1
When the strain occurs in 7, the resistance value of the strain resistance element 17 changes, and thus the change in the resistance value is output from the pair of output electrodes 15 as an bridge circuit to an external computer (not shown). The load applied to the insulating substrate 11 is measured.
【0034】ここで、歪検出装置の上面に水が付着した
場合を考えて見ると、本発明の一実施の形態における歪
検出装置においては、ガラスからなる第1の保護層29
の上面を覆うように樹脂製の第2の保護層30を設けて
いるため、高湿雰囲気中で歪検出装置を長時間使用する
ことにより、水が第2の保護層30中を浸透したとして
もガラスからなる第1の保護層29を通過することはな
く、その結果、歪抵抗素子17に水が侵入するというこ
とはないため、水による歪抵抗素子17の抵抗値変動も
なく、常に安定した出力特性を有する歪検出装置を提供
することができるという作用効果を有するものである。Here, considering the case where water adheres to the upper surface of the strain detecting device, in the strain detecting device according to the embodiment of the present invention, the first protective layer 29 made of glass is used.
Since the second protective layer 30 made of resin is provided so as to cover the upper surface of the above, it is assumed that water has penetrated into the second protective layer 30 by using the strain detection device for a long time in a high humidity atmosphere. Also does not pass through the first protective layer 29 made of glass, and as a result, water does not enter the strain resistance element 17, so there is no fluctuation in the resistance value of the strain resistance element 17 due to water, and it is always stable. This has the effect of being able to provide a strain detection device having the above output characteristics.
【0035】また第2の保護層30は樹脂製であるた
め、第2の保護層30の焼成温度は約200℃と低く、
これにより、第2の保護層30を焼成する際には、歪抵
抗素子17および温度特性調整抵抗19の抵抗値はほと
んど変化しないという作用効果を有するものである。Since the second protective layer 30 is made of resin, the firing temperature of the second protective layer 30 is as low as about 200.degree.
As a result, when the second protective layer 30 is fired, the resistance values of the strain resistance element 17 and the temperature characteristic adjustment resistor 19 hardly change.
【0036】そしてまた、本発明の一実施の形態におけ
る歪検出装置においては、温度特性調整抵抗19を絶縁
基板11の上面に設けた構成としたが、図5に示すよう
に、絶縁基板11の上面にサーミスタ31を設けても良
いもので、このサーミスタ31の場合は、絶縁基板11
の温度を測定することが可能となるため、温度の変化す
る雰囲気中で歪検出装置を使用した際に歪抵抗素子17
の抵抗値が変化しても、サーミスタ31により歪抵抗素
子17の温度変化を検出できるため、相手側コンピュー
タ(図示せず)により歪抵抗素子17の抵抗値の変化を
補正できることになり、その結果、歪検出装置に付加さ
れる荷重を正確に検出できるという作用効果を有するも
のである。Further, in the strain detecting apparatus according to the embodiment of the present invention, the temperature characteristic adjusting resistor 19 is provided on the upper surface of the insulating substrate 11. However, as shown in FIG. The thermistor 31 may be provided on the upper surface. In the case of the thermistor 31, the insulating substrate 11 is used.
Since it is possible to measure the temperature of the strain resistance element 17 when the strain detection device is used in an atmosphere where the temperature changes.
Even if the resistance value of the strain resistance element 17 changes, the temperature change of the strain resistance element 17 can be detected by the thermistor 31, so that the change of the resistance value of the strain resistance element 17 can be corrected by the counterpart computer (not shown). In addition, it has an effect that the load applied to the strain detecting device can be accurately detected.
【0037】ここで、歪検出装置における絶縁基板11
に加わる応力を分析すると、図6に示すように、絶縁基
板11の形状を長方形状とした場合は、絶縁基板11の
端部に曲げ応力が集中するため、絶縁基板11の弾性係
数が劣化するという課題を有していたが、本発明の一実
施の形態における歪検出装置においては、4つの歪抵抗
素子17を二対の歪抵抗素子17に分離し、この分離さ
れた二対の歪抵抗素子17のそれぞれの歪抵抗素子17
間に位置して絶縁基板11に細幅部11aを設けている
ため、歪検出装置の略中央に荷重が加わった場合には、
絶縁基板11の表面に表われる歪が図7に示すように、
絶縁基板11の端部から細幅部11aに向かって分散す
ることになり、その結果として、絶縁基板11の両端に
歪が集中するということはなくなるため、絶縁基板11
の歪抵抗素子17を設ける位置に余裕度が生じ、組立性
が向上するという作用効果を有するものである。Here, the insulating substrate 11 in the strain detecting device
As shown in FIG. 6, when the stress applied to the insulating substrate 11 is rectangular, the bending stress concentrates on the end portion of the insulating substrate 11, so that the elastic coefficient of the insulating substrate 11 deteriorates. However, in the strain detecting apparatus according to the embodiment of the present invention, the four strain resistance elements 17 are separated into two pairs of strain resistance elements 17, and the separated two pairs of strain resistance elements are separated. Each strain resistance element 17 of the element 17
Since the narrow portion 11a is provided on the insulating substrate 11 located between them, when a load is applied to substantially the center of the strain detection device,
Strain appearing on the surface of the insulating substrate 11 is as shown in FIG.
The insulating substrate 11 is dispersed from the end portion toward the narrow width portion 11a, and as a result, the strain is not concentrated on both ends of the insulating substrate 11, so that the insulating substrate 11 is prevented.
There is a margin at the position where the strain resistance element 17 is provided, and the assembling property is improved.
【0038】さらに、絶縁基板11におけるGND電極
16に人間が手で触るなどして、このGND電極16に
5kV以上の静電気が印加された場合を考えて見ると、
従来の歪検出装置においては、絶縁基板11における絶
縁層13aが破壊してしまう可能性があるため、静電気
がGND電極に印加されない構造とする必要があった。
しかるに、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おいては、ステンレス板12の上面にこのステンレス板
12と電気的に接続されるフレームGND電極21を設
けるとともに、このフレームGND電極21とGND電
極16とを電気的に接続しているため、静電気がGND
電極16に印加されても静電気の電荷はフレームGND
電極21を通り、ステンレス板12を介してGNDに流
れるため、絶縁層13aの絶縁破壊を防止することがで
きるという作用効果を有するものである。Further, considering the case where a static electricity of 5 kV or more is applied to the GND electrode 16 by touching the GND electrode 16 on the insulating substrate 11 with a human hand,
In the conventional strain detection device, the insulating layer 13a in the insulating substrate 11 may be destroyed, so it is necessary to have a structure in which static electricity is not applied to the GND electrode.
However, in the strain detecting apparatus according to the embodiment of the present invention, the frame GND electrode 21 electrically connected to the stainless steel plate 12 is provided on the upper surface of the stainless steel plate 12, and the frame GND electrode 21 and the GND electrode 16 are provided. Because it is electrically connected to, static electricity is GND
Even if applied to the electrode 16, the electrostatic charge is frame GND.
Since it flows through the electrode 21 to the GND via the stainless steel plate 12, it has an effect that the dielectric breakdown of the insulating layer 13a can be prevented.
【0039】また、ステンレス板12に静電気が印加さ
れるとともに、ステンレス板12の電位が変動する場合
を考えて見ると、本発明の一実施の形態における歪検出
装置においては、ステンレス板12の上面にこのステン
レス板12と電気的に接続されるフレームGND電極2
1を設け、このフレームGND電極21とGND電極1
6との間にコンデンサ22および静電気放電用抵抗23
を電気的に並列に接続しているため、静電気がGND電
極16に印加されても静電気の電荷はコンデンサ22に
吸収され、これにより、静電気の電圧が低く抑えられる
ため、絶縁層13aの絶縁破壊を防止することができる
とともに、コンデンサ22に蓄積される電荷を静電気放
電用抵抗23により放電することにより、GND電極1
6とフレームGND電極21の電位差を零にし、かつス
テンレス板12とGND電極16を別系統にしているた
め、ステンレス板12の電位が変動してもGND電極1
6の電位が変動しなくなり、これにより、一対の出力電
圧15からの出力信号が安定するという作用効果を有す
るものである。Considering a case where static electricity is applied to the stainless steel plate 12 and the potential of the stainless steel plate 12 fluctuates, the upper surface of the stainless steel plate 12 in the strain detecting apparatus according to the embodiment of the present invention. The frame GND electrode 2 electrically connected to the stainless plate 12
1, the frame GND electrode 21 and the GND electrode 1
6 and the capacitor 22 and the electrostatic discharge resistor 23
Are electrically connected in parallel, even if static electricity is applied to the GND electrode 16, the static electricity charge is absorbed by the capacitor 22, which suppresses the static electricity voltage to a low level, so that the insulation breakdown of the insulating layer 13a is caused. Of the GND electrode 1 by preventing the electric charges stored in the capacitor 22 from being discharged by the electrostatic discharge resistor 23.
6 and the frame GND electrode 21 have a potential difference of zero and the stainless plate 12 and the GND electrode 16 are separate systems, the GND electrode 1 does not change even if the potential of the stainless plate 12 changes.
The potential of 6 does not fluctuate, so that the output signals from the pair of output voltages 15 become stable.
【0040】そしてまた前記絶縁基板11における電源
電極14あるいは一対の出力電極15に例えば人間が指
で触るなどして、外部より静電気が侵入する場合を考え
て見ると、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おいては、電源電極14とGND電極16との間、一対
の出力電極15とGND電極16との間にコンデンサ2
2をそれぞれ接続しているため、電源電極14あるいは
一対の出力電極15に静電気が印加されても静電気の電
荷はそれぞれのコンデンサ22に吸収されることにな
り、これにより、静電気の電圧を低く抑えることができ
るため、歪抵抗素子17に過大な電流が流れるというこ
とはなく、その結果、歪抵抗素子17の抵抗値が安定す
るという作用効果を有するものである。Considering the case where static electricity enters from the outside by touching the power supply electrode 14 or the pair of output electrodes 15 on the insulating substrate 11 with a finger, for example, one embodiment of the present invention. In the strain detecting apparatus in 1), the capacitor 2 is provided between the power supply electrode 14 and the GND electrode 16 and between the pair of output electrodes 15 and the GND electrode 16.
Since the two are connected to each other, even if static electricity is applied to the power supply electrode 14 or the pair of output electrodes 15, the static electricity charges are absorbed by the respective capacitors 22, thereby suppressing the static electricity voltage to be low. Therefore, an excessive current does not flow through the strain resistance element 17, and as a result, the resistance value of the strain resistance element 17 becomes stable.
【0041】ここで、さらに、絶縁基板11における電
源電極14、GND電極16、一対の出力電極15を相
手側端子(図示せず)に接続する場合を考えて見ると、
本発明の一実施の形態における歪検出装置においては、
電源電極14、GND電極16、一対の出力電極15の
上面にニッケルからなる第1のめっき層27を設けると
ともに、この第1のめっき層27の上面にはんだからな
る第2のめっき層28を設けているため、電源電極1
4、GND電極16、一対の出力電極15から銀がはん
だからなる第2のめっき層28に移行するということは
なくなり、その結果、電源電極14、GND電極16、
一対の出力電極15の相手側端子(図示せず)への電気
的な接続の信頼性が向上するという作用効果を有するも
のである。Here, further considering the case where the power supply electrode 14, the GND electrode 16, and the pair of output electrodes 15 on the insulating substrate 11 are connected to the mating terminals (not shown),
In the strain detection device in one embodiment of the present invention,
A first plating layer 27 made of nickel is provided on the upper surfaces of the power supply electrode 14, the GND electrode 16, and the pair of output electrodes 15, and a second plating layer 28 made of solder is provided on the upper surface of the first plating layer 27. Power source electrode 1
4, the GND electrode 16 and the pair of output electrodes 15 do not transfer silver to the second plating layer 28 made of solder, and as a result, the power supply electrode 14, the GND electrode 16,
This has the effect of improving the reliability of the electrical connection of the pair of output electrodes 15 to the counterpart terminals (not shown).
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明は、第1の保護層の
上面を覆うように第2の保護層を設けているため、高湿
雰囲気中で歪検出装置を長時間使用することにより、水
が第2の保護層中を浸透したとしても第1の保護層を通
過することはなく、その結果、水による歪抵抗素子の抵
抗値変動もなくなるため、常に安定した出力特性を有す
る歪検出装置を提供することができるという効果を有す
るものである。As described above, according to the present invention, since the second protective layer is provided so as to cover the upper surface of the first protective layer, the strain detecting device can be used for a long time in a high humidity atmosphere. However, even if water penetrates into the second protective layer, it does not pass through the first protective layer, and as a result, fluctuations in the resistance value of the strain resistance element due to water are also eliminated, so that strain that always has stable output characteristics is obtained. It has an effect that a detection device can be provided.
【図1】本発明の一実施の形態における歪検出装置の上
面図FIG. 1 is a top view of a strain detection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同歪検出装置における歪抵抗素子を設けた位置
の側断面図FIG. 2 is a side sectional view of a position where a strain resistance element is provided in the strain detection device.
【図3】同歪検出装置における各電極を設けた位置の側
断面図FIG. 3 is a side sectional view of a position where each electrode is provided in the strain detection device.
【図4】同歪検出装置における絶縁基板のスリット部に
導電性接着剤を設けた状態を示す上面図FIG. 4 is a top view showing a state in which a conductive adhesive is provided in a slit portion of an insulating substrate in the strain detection device.
【図5】本発明の他の実施の形態における歪検出装置の
上面図FIG. 5 is a top view of a strain detection device according to another embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施の形態における絶縁基板が長方
形状の場合に絶縁基板に発生する応力状態を示す図FIG. 6 is a diagram showing a stress state generated in the insulating substrate when the insulating substrate has a rectangular shape according to an embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施の形態における歪検出装置の絶
縁基板に細幅部を設けた状態において、絶縁基板に発生
する応力状態を示した図FIG. 7 is a diagram showing a stress state generated in the insulating substrate in the state where the narrow portion is provided in the insulating substrate of the strain detecting device according to the embodiment of the present invention.
【図8】従来の歪検出装置の上面図FIG. 8 is a top view of a conventional strain detection device.
【図9】同歪検出装置の側断面図FIG. 9 is a side sectional view of the strain detector.
11 絶縁基板 11a 細幅部 12 ステンレス板 13 保護皮膜 13a 絶縁層 14 電源電極 15 出力電極 16 GND電極 17 歪抵抗素子 18 回路パターン 19 温度特性調整抵抗 20 抵抗値測定電極 21 フレームGND電極 22 コンデンサ 23 静電気放電用抵抗 24 スリット部 26 導電性接着剤 27 第1のめっき層 28 第2のめっき層 29 第1の保護層 30 第2の保護層 11 Insulating substrate 11a narrow part 12 stainless steel plate 13 Protective film 13a insulating layer 14 power electrode 15 Output electrode 16 GND electrode 17 Strain resistance element 18 circuit patterns 19 Temperature characteristic adjustment resistor 20 Resistance measurement electrode 21 frame GND electrode 22 Capacitor 23 Resistance for electrostatic discharge 24 slit part 26 Conductive adhesive 27 First plating layer 28 Second plating layer 29 First protective layer 30 Second protective layer
フロントページの続き (72)発明者 水上 行雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 2F049 CA07 CA11 DA02 Continued front page (72) Inventor Yukio Mizukami 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 2F049 CA07 CA11 DA02
Claims (3)
極、一対の出力電極およびGND電極に電気的に接続す
るブリッジ回路を構成する4つの歪抵抗素子と、少なく
とも前記歪抵抗素子を覆う複数層の保護層とを備え、基
板はステンレス板と、このステンレス板の上面に設けた
保護皮膜と、この保護皮膜の上面に設けた絶縁層とから
なり、前記基板のステンレス板に電気的に接続するフレ
ームGND電極を設けるとともに、このフレームGND
電極とGND電極とを電気的に接続した歪検出装置。1. A substrate, four strain resistance elements forming a bridge circuit electrically connected to a power supply electrode, a pair of output electrodes and a GND electrode provided on the upper surface of the substrate, and at least the strain resistance element is covered. The substrate includes a plurality of protective layers, the substrate is composed of a stainless plate, a protective film provided on the upper surface of the stainless plate, and an insulating layer provided on the upper surface of the protective film. A frame GND electrode for connection is provided, and this frame GND is
A strain detection device in which an electrode and a GND electrode are electrically connected.
に、コンデンサおよび静電気放電用抵抗を電気的に並列
に接続してなる請求項1記載の歪検出装置。2. The strain detecting apparatus according to claim 1, wherein a capacitor and an electrostatic discharge resistor are electrically connected in parallel between the frame GND electrode and the GND electrode.
力電極と前記GND電極との間にコンデンサを各々電気
的に接続してなる請求項1記載の歪検出装置。3. The strain detecting apparatus according to claim 1, wherein capacitors are electrically connected between the power supply electrode and the GND electrode, and between the pair of output electrodes and the GND electrode, respectively.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002320907A JP3419408B2 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Strain detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002320907A JP3419408B2 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Strain detector |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11105156A Division JP2000292283A (en) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | Strain detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003130716A true JP2003130716A (en) | 2003-05-08 |
JP3419408B2 JP3419408B2 (en) | 2003-06-23 |
Family
ID=19197589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002320907A Expired - Lifetime JP3419408B2 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Strain detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3419408B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7237442B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-07-03 | Takata Corporation | Seat weight measuring apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015145949A1 (en) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Strain sensor, and load detection device using same |
-
2002
- 2002-11-05 JP JP2002320907A patent/JP3419408B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7237442B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-07-03 | Takata Corporation | Seat weight measuring apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3419408B2 (en) | 2003-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR910006223B1 (en) | Gas sensor and method for production thereof | |
JP2000292283A (en) | Strain detector | |
US7974070B2 (en) | Multilayer ceramic device and mounting structure therefor | |
KR100349780B1 (en) | Chip Thermistor | |
CN113302709A (en) | Vulcanization detection resistor and manufacturing method thereof | |
JP3419408B2 (en) | Strain detector | |
JP3419409B2 (en) | Strain detector | |
JP2000114005A (en) | Ceramic electronic component | |
JP2764517B2 (en) | Chip resistor, and current detection circuit and current detection method using the same | |
JP2000216001A (en) | Rectangular chip resistor | |
JP2002184601A (en) | Resistor unit | |
JP4487825B2 (en) | Temperature detection element | |
JP2001056257A (en) | Temperature sensor element, manufacture thereof and temperature sensor | |
US7104138B2 (en) | Strain detector | |
US20030000073A1 (en) | Method for manufacturing a strain detector | |
JP2000299203A (en) | Resistor and manufacture thereof | |
EP0398364B1 (en) | Thick-film element having flattened resistor layer | |
JPH1097902A (en) | Chip resistor | |
JPS6032722Y2 (en) | thick film thermistor | |
JP7197425B2 (en) | Sulfurization detection resistor | |
JP3760577B2 (en) | Resistor | |
JPS6020923Y2 (en) | CR circuit element | |
JP3771614B2 (en) | Input panel | |
JPH09213504A (en) | Positive temperature coefficient thermistor | |
JPH0579908A (en) | Pyroelectric element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080418 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090418 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100418 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110418 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120418 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130418 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140418 Year of fee payment: 11 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |