JP2004117083A

JP2004117083A - Welded-type waterproof strain gauge and manufacturing method therefor

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Publication number: JP2004117083A
Application number: JP2002278595A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Yamaura; 山浦　義郎; Shigeki Endo; 遠藤　茂樹
Original assignee: Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Current assignee: Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP4108425B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a strain gage which enables measurement of strain whose quantity is small, makes work of strain measurement etc. at a job site brief, and will not deteriorate by absorbing moisture, when instrumentation is performed over a long period of time. <P>SOLUTION: A gauge sheet 13, in which a strain gauge for the full-bridge structure of four elements is formed, is adhered to the inside wall of a sheath tube 11 fitted with a flange board 12, and a cable 3 is connected to this gage sheet 13. The sheath tube 11 in a sensor unit 1 is obtained by deforming a metal pipe of a round cross section into a flat shape, forming an approximately elliptic cross section leaving the base end part of the metal pipe, as it is, and to its external flat face the flange board 12 made of a metallic material and in a rectangular tabular shape is welded and stuck in a line shape. To the internal flat face of the sheath tube 11, the gauge sheet 13 is applied. The tip of the sheath tube 11 is sealed by welding or the like, after the strain gauge sheet is inserted and applied. A space inside the sheath tube 11 and in the rear of the gauge sheet 13 is filled with a filler, having a small coefficient of thermal expansion. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋外等のように、取り付け配線作業が煩雑な箇所、防水処理が必要な屋外等の箇所および長期計測が必要な箇所におけるひずみ計測に用いられるひずみゲージに係り、特に、発生するひずみ量が小さい箇所のひずみ計測に好適な溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ひずみの計測にあたっては、箔ゲージや半導体ゲージ等のひずみゲージが一般に広く使用されている。特に、小さいひずみしか発生しないような箇所におけるひずみ計測には、半導体ゲージ等が使用されることが多い。
しかしながら、半導体ゲージは、温度安定性に欠けており、長期間にわたる計測には適していない。また、一般の箔ゲージ等は、ゲージ率が２．０程度であり、小さいひずみの測定には限度がある。そして、感度を上げるためのフルブリッジ構成を有するひずみゲージでは、関連して設けられるダミーゲージの影響を受け、所定の計測方向に対して９０°異なる方向（直交方向）からのひずみが加わったときに、大きな誤差を生じる。さらに、現場におけるひずみ計測では、ひずみゲージの接着、ダミーゲージの設置、配線および防水並びに防湿処理などが必要であり、煩雑な作業を伴い、人件費や時間が掛かるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、従来計測が困難であったひずみ量の小さいひずみの測定を可能とし、現場におけるひずみ測定等の作業を簡潔にすると共に屋外や水分が存在する場所における長期使用を可能とする溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、小さいひずみの計測を可能として、しかも現場等における作業の簡素化と吸湿による劣化を確実に防止し得る溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、小さいひずみの計測並びに製造および現場設置等における作業の簡素化を可能とし、特に、受感軸方向に直交する方向に加わるひずみの影響を受けない溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、小さいひずみの計測を可能とする溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
【０００４】
本発明の請求項４の目的は、特に、広範囲の温度に対して安定に小さいひずみを計測することを可能とする溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差の発生を抑制し得る溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差をさらに効果的に抑制し得る溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、小さいひずみの計測および現場作業の簡素化すると共に風雨に晒される屋外や水分が存在する場所における長期使用を可能とする溶接型防水ひずみゲージを簡易な作業で製造することを可能とする溶接型防水ひずみゲージの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、上述した目的を達成するために、
断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、
前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルと
を具備することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、上述した目的を達成するために、
金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、
前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、
前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる
ことを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈するように構成されたことを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性が、常温から１００℃まで温度安定性を呈するよう構成したことを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記熱膨張係数の小さい粉末が、石英粉、ガラス粉、酸化マグネシウム粉のうちいずれかであることを特徴としている。
【０００８】
請求項７に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージの製造方法は、上述した目的を達成するために、
金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、
前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、
前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップと
を有することを特徴としている。
【０００９】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による溶接型防水ひずみゲージは、断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、そして前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルとを具備する。
このような構成により、従来困難であったひずみ量の小さいひずみの計測を長期に亘って安定して計測可能として、しかも現場等における作業を簡素にすることが可能であり、さらには水分の存在する場所での使用が可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項２による溶接型防水ひずみゲージは、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる。
このような構成により、特に、小さいひずみの計測、並びに製造および現場設置等における作業の簡素化が可能となる。
本発明の請求項３による溶接型防水ひずみゲージは、前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈するように構成される。
このような構成により、特に、小さいひずみの計測が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項４による溶接型防水ひずみゲージは、前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性が、常温から１００℃まで温度安定性を呈するよう構成する。
このような構成により、特に、広範囲の温度に対して安定的に小さいひずみを計測することが可能となる。
本発明の請求項５による溶接型防水ひずみゲージは、前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなる。
このような構成により、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項６による溶接型防水ひずみゲージは、前記熱膨張係数の小さい粉末が、石英粉である。
このような構成により、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項７による溶接型防水ひずみゲージの製造方法は、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップとを有する。
このような構成により、特に、極細のシースチューブ内へのゲージエレメントの組込を実現し、小さいひずみの計測および現場作業の簡素化を可能とする溶接型防水ひずみゲージを簡易な作業で製造することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る溶接型防水ひずみゲージの構成を示しており、このうち、（ａ）は、センサー部、接続部およびケーブルを上面から見た全体構成を示す平面図、（ｂ）は、センサー部のみを正面から見た状態を示す正面図である。
図２は、図１の溶接型防水ひずみゲージに用いられるゲージシートの構成を模式的に示す平面図である。
図３は、図２のゲージシートのゲージパターンとして形成されているひずみゲージによって構成されるフルブリッジ回路図である。
図４は、図１のセンサー部の断面構成を拡大して示す拡大断面図である。
図１に示す溶接型防水ひずみゲージは、センサー部１、接続部２およびケーブル３を具備している。ケーブル３は、シールド線３ｅによって被包された心線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、シールド線３ｅの外側を被覆する絶縁被覆３ｆよりなる。センサー部１は、シースチューブ１１およびフランジ板１２を有するとともに、シースチューブ１１内には、図２に示すようなゲージシート１３および図４に示すような充填材１５が収容されている。
【００１４】
センサー部１のシースチューブ１１は、図４に示すように、適宜なる長さのステンレス鋼等の円形断面の金属パイプ１１´を基端部のみを残して断面がほぼ長円状をなす扁平形状に変形したものであり、扁平部分の外部側面、つまり外部扁平面、に例えばインコネル等の金属材料からなる長方形平板状のフランジ板１２を当接し、その当接部をフランジ板１２側から、例えば電子ビーム溶接（ＥＢＷ）等により、１ラインのライン状の溶接１４によりシースチューブ１１にフランジ板１２を固着している。フランジ板１２は、この部分を被測定面にスポット溶接等により固着するための部分であり、被測定物への取り付けのための熱応力を緩和する作用をも有する。シースチューブ１１の扁平部分内面、つまり内部扁平面、には、図２に示すようなゲージパターンを有するゲージシート１３を添着する。シースチューブ１１の先端は、溶着等により封着され、シースチューブ１１の内部の、ゲージシート１３の背後の空間部には、熱膨張係数の小さい、例えば石英粉、ガラス粉、酸化マグネシウム粉等の粉状の充填材１５を充填している。この充填材１５は、シースチューブ１１に加わる外力による影響を緩和する機能を有する。ゲージシート１３の接続用リード線（図示されていない）は、その基端側が一方の入力端子１３ｇ、他方の入力端子１３ｈ、一方の出力端子１３ｅ、他方の出力端子１３ｆにそれぞれ接続されたその他端側がチューブ１１の基端部から引き出される。
【００１５】
接続部２は、上述したゲージシート１３の接続用リード線にケーブル３を接続し、シースチューブ１１の基端部とケーブル３の端部との接続箇所を可撓性部材等により密封被覆して構成する。ケーブル３は、例えば赤色、白色、黒色および緑色の絶縁被覆が施された被覆導線からなる芯線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとそれらの芯線をシールド被覆するシールド線３ｅを有し、これら全体をさらに絶縁被覆３ｆで覆ったものなどで構成される。したがって、ケーブル３の各芯線３ａ〜３ｄは、ゲージシート１３の所定の接続用リード線に接続され、ケーブル３のシールド線３ｅは、ゲージシート１３の接続用リード線に共通アース電位に対応するものがあればそれに接続され、且つ同時にシースチューブ１１が導電性であればそれにも接続される。
ゲージシート１３は、長手方向のひずみに対する感度を有するアクティブゲージ部１３ａおよび１３ｂと、前記長手方向に直交する方向に対応するが実質的に感度を有していないダミーゲージ部１３ｃおよび１３ｄとをフルブリッジ接続してなるゲージパターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板として構成されている。このようなゲージシート１３は、前記長手方向に直交する方向についてのダミーゲージ部１３ｃおよび１３ｄの感度が低く、主として前記長手方向についてのアクティブゲージ部１３ａおよび１３ｂの感度に左右される。
【００１６】
このゲージシート１３は、例えば、図４に示すように、フレキシブル基板としての可撓性合成樹脂シートに所要のゲージパターンおよび接続パターン（ゲージタブ）をプリント形成し、適宜カットして不要部分を除去するなどして図２のように形成したものである。
図３に示すように、４つのひずみゲージは、アクティブゲージ部１３ａと１３ｂをホイートストンブリッジ回路（以下、単に「ブリッジ回路」と略称する）の対辺に接続し、ダミーゲージ部１３ｃと１３ｄをブリッジ回路の隣接する対辺にそれぞれ接続する。
アクティブゲージ部１３ａとダミーゲージ部１３ｄとの接続点ａが、一方の入力端子１３ｇとしてのゲージタブに接続され、アクティブゲージ１３ｂとダミーゲージ部１３ｃとの接続点ｃが他方の入力端子１３ｈとしてのゲージタブに接続され、
アクティブゲージ部１３ａとダミーゲージ部１３ｃとの接続点ｂが一方の出力端子１３ｅとしてのゲージタブに接続され、アクティブゲージ部１３ｂとダミーゲージ部１３ｄとの接続点ｄが他方の出力端子１３ｆとしてのゲージタブに接続される。
次に、上述におけるシースチューブ１１の内壁へのゲージシート１３の接着工程を含むセンサー部１の製造における作業手順の一例を図４〜図９を参照してさらに詳細に説明する。
【００１７】
（１）．図５に示すように、ゲージシート１３は、その図示下面１３ｉに接着剤１６を塗布してシースチューブ１１の内面に接着することになるが、図５に示すように、ゲージシート１３の下面１３ｉに熱硬化性の接着剤１６、例えばＰＣ−６（商品名）等、を塗布する。この接着剤１６の塗布に先立って、予め必要に応じてアセトン等を用いて接着剤塗布面を脱脂しておく。
（２）．次に、ゲージシート１３をシースチューブ１１内に挿入するのであるが、シースチューブ１１は、図４に示すように、予め、先端部分を扁平状に押しつぶし、下側の外部扁平面に長方形平板状のフランジ板１２を当接し、フランジ板１２の下面側から電子ビーム溶接（ＥＢＷ）等によってライン状に溶接１４して、フランジ板１２を固着しておく。
【００１８】
シースチューブ１１は、具体的には、例えば、外径が１．８〜２．０ｍｍφで内径がほぼ１．６ｍｍφ〜１．８ｍｍの円筒パイプの先端の所要部分を押しつぶして、長径が外径でほぼ２．４ｍｍ、内径でほぼ２．２ｍｍで、且つ短径が外径でほぼ１．０ｍｍ、内径でほぼ０．８ｍｍ程度の長円状断面（楕円状断面としてもよい）となるようにする。このとき、シースチューブ１１の先端は、未だ開口状態である。このような状態で、図６に示すように、ゲージシート１３を接着剤１６がシースチューブ１１の内面に触れないようシースチューブ１１の先端側（図示右側）から挿入して、シースチューブ１１の基端側から４本のゲージリード線１７（具体的には図示しないが、１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ）を引き出す。ゲージリード線１７ｅ〜１７ｈを、シースチューブ１１のケーブル接続側（図示左側）から引き出し、所定長だけ引き出した状態にゲージシート１３を位置決めする。その後、テフロン（登録商標）粘着テープが付いた厚さ０．１ｍｍの短冊状の加圧板ＰＰを挿入する。
（３）．図７に示すように、加圧板ＰＰ上に短冊状の湾曲した板ばねからなる加圧バネＰＳを、やはり図示先端側から挿入し、接着剤が塗布されたゲージシート１３を、加圧バネＰＳのバネ力によりシースチューブ１１の内面（図６において下底面）に押圧し、加熱硬化させて接着する。その後に加圧バネＰＳ、加圧板ＰＰを引き抜き、さらに加熱して接着剤を充分に硬化させて接着を完了させる。そして、シースチューブ１１の先端を電子ビーム溶接等の手段によって溶融封止することによって、センサー部１が完成する。
【００１９】
ゲージシート１３をシースチューブ１１の内面に圧接させるのに、加圧バネＰＳを用いている。通常、このようにチューブ内壁にシート状物を押圧接着する際には、バルーン、つまりゴム風船、等を用いて押圧するが、熱硬化性の接着剤を用いる場合、接着剤の硬化のために１５０℃程度またはそれ以上に加熱するため、ゴムが変質または劣化して、適正な加圧が行なえなくなってしまうおそれがある。そこで、この実施の形態では、加圧バネＰＳを用いて、適正な接着を可能としている。
【００２０】
さらに、フランジ板１２を電子ビーム溶接によりライン状に溶接してシースチューブ１１に固着するようにしているが、シースチューブ１１の該当箇所の外部表面を切削加工して平坦化すれば、複数ライン、例えば３ラインの電子ビーム溶接が可能であるが、そのようにすると、長手方向、つまり縦方向だけでなくそれと直交する横方向のひずみにより大きな影響を受けてしまう。そこで、上述の実施の形態では、１ラインでライン状に電子ビーム溶接を施して、フランジ板１２を固着するようにしている。
さらに、ゲージシート１３自体を高感度のフルブリッジ構造４としているため、簡単な構成でゲージ率を高めることができる。例えば、単体ではゲージ率２．０程度のひずみゲージパターンを用いたとしても、４．０以上の実行ゲージ率を得ることができる。
【００２１】
上述したように、本発明の実施の形態に従った溶接型防水ひずみゲージは、小さなひずみしか発生しない箇所におけるひずみ測定に有効であるばかりでなく、温度変化のある環境における測定誤差も少ない。また、金属のシースチューブ１１にひずみゲージを接着し、完全密封してあるため、防湿性および防水性に優れている。現場施工時においては、フランジ板１２部分をスポット溶接して取り付ける構造であるため簡単に取り付けが可能であり、しかもゲージシート１３自体としてダミーゲージ等も備えたフルブリッジゲージを採用しているため、別途にダミーゲージ等を取り付ける手間が不要である。
この他、本発明は、上述し且つ図面にて説明した実施の形態にのみ限定されることなくその要旨を変更しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来計測が困難であったひずみ量の小さいひずみの測定を可能とし、現場におけるひずみ測定等の作業を簡潔にすると共に完全防水型であるので、屋外や湿度の高い環境下でも吸湿による劣化が全くない溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の溶接型防水ひずみゲージによれば、断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、そして前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルとを具備することにより、従来困難であったひずみ量の小さいひずみの計測を可能として、しかも現場等における作業を簡易、迅速に行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明の請求項２の溶接型防水ひずみゲージによれば、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる構成により、特に、小さいひずみの計測、並びに製造および現場設置等における作業の簡素化が可能となる。本発明の請求項３の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈する構成により、特に、小さいひずみの計測が可能となる。
本発明の請求項４の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性が、常温から１００℃まで温度安定性を呈する構成により、特に、広範囲の温度に対して安定に小さいひずみを計測することが可能となる。
【００２４】
本発明の請求項５の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなることにより、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項６の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記熱膨張係数の小さい粉末が、石英粉、ガラス粉、酸化マグネシウム粉のうちのいずれかであることにより、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００２５】
本発明の請求項７の溶接型防水ひずみゲージの製造方法によれば、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップとを有することにより、特に、小さいひずみの計測および現場作業の簡素化を可能とする溶接型防水ひずみゲージを簡易な作業で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る溶接型防水ひずみゲージの要部の外観構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、上面から見たセンサー部、接続部およびケーブル等を含む平面図、そして（ｂ）はセンサー部の正面図である。
【図２】図１の溶接型防水ひずみゲージに用いられるゲージシートの構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のゲージシートのゲージパターンとして形成されているひずみゲージによって構成されるフルブリッジ回路図である。
【図４】図１のセンサー部の断面構成を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図１の溶接型防水ひずみゲージの作成時に図２のゲージシートをシースチューブ内に挿入してセンサー部を組み立てる際の手順の一例を説明するための第１の状態の模式的正面図である。
【図６】図１の溶接型防水ひずみゲージの作成時に図２のゲージシートをシースチューブ内に挿入してセンサー部を組み立てる際の手順の一例を説明するための第２の状態の模式的正面図である。
【図７】図１の溶接型防水ひずみゲージの作成時に図２のゲージシートをシースチューブ内に挿入してセンサー部を組み立てる際の手順の一例を説明するための第３の状態の模式的正面図である。
【符号の説明】
１　センサー部
２　接続部
３　ケーブル
３ａ〜３ｄ　心線
３ｅ　シールド線
３ｆ　絶縁被覆
１１　シースチューブ
１２　フランジ板
１３　ゲージシート
１３ａ，１３ｂ　アクティブゲージ部
１３ｃ，１３ｄ　ダミーゲージ部
１３ｅ、１３ｆ　出力端子
１３ｇ、１３ｈ　入力端子
１４　溶接
１５　充填材
１６　接着剤
１７（１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ）　ゲージリード線
ＰＰ　加圧板
ＰＳ　加圧バネ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a strain gauge used for strain measurement in a place where installation and wiring work is complicated, such as an outdoor place, a place such as an outdoor place where waterproof treatment is required, and a place where long-term measurement is required. The present invention relates to a welded waterproof strain gauge suitable for measuring strain at a small amount and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In measuring strain, strain gauges such as foil gauges and semiconductor gauges are generally widely used. In particular, a semiconductor gauge or the like is often used for strain measurement in a place where only a small strain occurs.
However, semiconductor gauges lack temperature stability and are not suitable for long-term measurements. Further, a general foil gauge or the like has a gauge factor of about 2.0, and there is a limit in measuring a small strain. In the case of a strain gauge having a full bridge configuration for increasing sensitivity, when a strain is applied from a direction (orthogonal direction) different from the predetermined measurement direction by 90 ° under the influence of a dummy gauge provided in association therewith. Causes a large error. Furthermore, in-situ strain measurement requires adhesion of a strain gauge, installation of a dummy gauge, wiring, waterproofing and moisture-proofing, and the like, which involves a complicated operation and requires labor and time.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and enables measurement of a strain with a small strain amount, which has been difficult to measure in the past, simplifies work such as strain measurement in the field, and has the effect that outdoors or moisture is present. It is an object of the present invention to provide a welded waterproof strain gauge which can be used for a long period of time in a place where it is made, and a method of manufacturing the same.
An object of claim 1 of the present invention is to provide a welded waterproof strain gauge which can measure a small strain, simplify the work at the site, and reliably prevent deterioration due to moisture absorption.
An object of claim 2 of the present invention is to enable measurement of a small strain and simplification of operations in manufacturing and on-site installation, and in particular, a welding type waterproof which is not affected by a strain applied in a direction orthogonal to a sensitive axis direction. It is to provide a strain gauge.
An object of claim 3 of the present invention is to provide a welded waterproof strain gauge that enables measurement of a small strain.
[0004]
An object of claim 4 of the present invention is to provide a welded waterproof strain gauge which can measure a small strain stably over a wide range of temperatures.
An object of claim 5 of the present invention is to provide a welded waterproof strain gauge that can suppress the occurrence of measurement errors due to thermal expansion of the strain gauge itself.
An object of claim 6 of the present invention is to provide a welded waterproof strain gauge that can more effectively suppress a measurement error due to thermal expansion of the strain gauge itself.
In particular, an object of the present invention is to provide a welded waterproof strain gauge which simplifies measurement of small strain and simplifies on-site work and enables long-term use outdoors or in a place where moisture is exposed to wind and rain. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a welded waterproof strain gauge which can be manufactured by operation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 1 has the following objects.
A metal sheath tube whose cross section is substantially oblong and which is formed almost flat and whose tip is sealed,
A flat flange plate welded to one side flat surface of the metal sheath tube,
A strain gauge sheet having four element gauge elements bonded to the substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flange plate side to form a full bridge, and having a gauge lead wire for drawing out the full bridge from the outside. When,
A connection cable connected to the strain gauge sheet via a gauge lead wire pulled out from a base end of the metal sheath tube, and a connection cable hermetically coupled to the base end of the metal sheath tube. I have.
[0006]
In addition, the welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 2 achieves the above-described object,
Crush the metal sheath tube in a flat shape so that the cross section is almost elliptical,
A flat flange plate is brought into contact with the flat surface of the metal sheath tube, and welded in a line along a substantially central axis in a longitudinal direction of the flange plate,
A strain gauge sheet having four gauge elements forming a full bridge is adhered to a substantially flat inner surface on the flange plate side of the metal sheath tube,
While sealing the tip of the metal sheath tube,
A connection cable connected to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire drawn out from a base end of the metal sheath tube is hermetically connected to a base end of the metal sheath tube. And
[0007]
The welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 3 is characterized in that the strain gauge sheet is configured to exhibit a gauge factor of 4.0 or more.
The welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 4 is characterized in that the measurement characteristics obtained from the strain gauge sheet via the connection cable exhibit temperature stability from room temperature to 100 ° C. And
The welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 5 is characterized in that the metal sheath tube is filled with a powder having a small coefficient of thermal expansion.
The welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 6 is characterized in that the powder having a small coefficient of thermal expansion is any one of quartz powder, glass powder, and magnesium oxide powder.
[0008]
The manufacturing method of the welded waterproof strain gauge according to the present invention described in claim 7 is to achieve the above-described object.
A flattening step in which the metal sheath tube is crushed and flattened so that its cross section becomes substantially elliptical,
A welding step of abutting a flat flange plate on the flat surface of the metal sheath tube, and welding in a line shape along a substantially central axis in a longitudinal direction of the flange plate from the flange plate side,
A bonding step of bonding a strain gauge sheet having four gauge elements forming a full bridge to a substantially flat inner surface on the flange plate side of the metal sheath tube;
A tip sealing step of sealing the tip of the metal sheath tube,
A cable for connecting a connection cable to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire drawn from a base end of the metal sheath tube, and sealingly connecting the connection cable to a base end of the metal sheath tube. And a combining step.
[0009]
[Action]
That is, the welded waterproof strain gauge according to claim 1 of the present invention is formed by welding a metal sheath tube having a substantially flat cross section and a substantially flat shape and a sealed end, and a flat surface on one side of the metal sheath tube. And a four-element gauge element bonded to the substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flange plate side to form a full bridge. A strain gauge sheet having a gauge lead wire, and connected to the strain gauge sheet via a gauge lead wire pulled out from a base end of the metal sheath tube, and hermetically coupled to the base end of the metal sheath tube. Connection cable.
With such a configuration, it is possible to stably measure a strain with a small amount of strain, which has been difficult in the past, over a long period of time. It can be used wherever it is.
[0010]
Further, in the welded waterproof strain gauge according to claim 2 of the present invention, the metal sheath tube is squashed flat so that the cross section becomes substantially elliptical, and a flat flange plate is applied to the flat surface of the metal sheath tube. The metal sheath tube has a four-element gauge element that forms a full bridge on a substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flange plate side by welding in a line along the central axis in the longitudinal direction of the flange plate. The strain gauge sheet thus formed was adhered, the distal end of the metal sheath tube was sealed, and the strain gauge sheet was connected to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire pulled out from a base end of the metal sheath tube. The connecting cable is hermetically connected to the base end of the metal sheath tube.
Such a configuration makes it possible to measure small strains and to simplify operations in manufacturing and installation on site.
The welded waterproof strain gauge according to claim 3 of the present invention is configured such that the strain gauge sheet exhibits a gauge factor of 4.0 or more.
With such a configuration, particularly, a small strain can be measured.
[0011]
The weldable waterproof strain gauge according to claim 4 of the present invention is configured such that measurement characteristics obtained from the strain gauge sheet via the connection cable exhibit temperature stability from room temperature to 100 ° C.
With such a configuration, particularly, a small strain can be measured stably over a wide range of temperatures.
The weldable waterproof strain gauge according to claim 5 of the present invention is formed by filling the metal sheath tube with powder having a small coefficient of thermal expansion.
With such a configuration, it is possible to particularly suppress the occurrence of measurement errors due to thermal expansion of the strain gauge itself.
In the weldable waterproof strain gauge according to claim 6 of the present invention, the powder having a small coefficient of thermal expansion is quartz powder.
With such a configuration, in particular, it is possible to more effectively suppress measurement errors due to thermal expansion of the strain gauge itself.
[0012]
A manufacturing method of a weldable waterproof strain gauge according to claim 7 of the present invention includes a flattening step of crushing and flattening a metal sheath tube so that a cross section thereof becomes substantially elliptical, and flattening the flat surface of the metal sheath tube. A welding step of abutting a flanged plate in the form of a line and welding in a line shape substantially along the central axis in the longitudinal direction of the flanged plate from the flanged plate side, and a substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flanged plate side. Bonding a strain gauge sheet having four gauge elements forming a full bridge, a tip sealing step of sealing a tip of the metal sheath tube, and a base end of the metal sheath tube A connection cable is connected to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire pulled out of the connection cable, and the connection cable is connected to the full bridge. Serial and a cable coupling step of coupling sealingly to the base end of the metal sheath tube.
With such a configuration, in particular, the welding element waterproof strain gauge that realizes the incorporation of the gauge element into a very fine sheath tube and enables measurement of small strain and simplification of on-site work is manufactured by a simple operation. It becomes possible.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, a welded waterproof strain gauge of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a welded waterproof strain gauge according to one embodiment of the present invention, in which (a) shows the entire configuration of a sensor unit, a connection unit, and a cable as viewed from above. FIG. 2B is a front view showing a state where only the sensor unit is viewed from the front.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of a gauge sheet used in the welded waterproof strain gauge of FIG.
FIG. 3 is a full bridge circuit diagram constituted by strain gauges formed as gauge patterns of the gauge sheet of FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the sensor unit of FIG. 1 in an enlarged manner.
The welded waterproof strain gauge shown in FIG. 1 includes a sensor unit 1, a connection unit 2, and a cable 3. The cable 3 includes core wires 3a, 3b, 3c, and 3d covered by a shield wire 3e, and an insulating coating 3f that covers the outside of the shield wire 3e. The sensor section 1 has a sheath tube 11 and a flange plate 12, and in the sheath tube 11, a gauge sheet 13 as shown in FIG. 2 and a filler 15 as shown in FIG.
[0014]
As shown in FIG. 4, the sheath tube 11 of the sensor section 1 has a flat shape in which the cross section is substantially elliptical except for the base end portion of a metal pipe 11 'having a circular cross section of an appropriate length such as stainless steel. An outer side surface of the flat portion, that is, an outer flat surface, is brought into contact with a rectangular flat plate-like flange plate 12 made of a metal material such as Inconel, for example, and the contact portion is formed from the flange plate 12 side, for example, The flange plate 12 is fixed to the sheath tube 11 by one-line welding 14 by electron beam welding (EBW) or the like. The flange plate 12 is a portion for fixing this portion to the surface to be measured by spot welding or the like, and also has an action of relaxing thermal stress for attachment to the object to be measured. A gauge sheet 13 having a gauge pattern as shown in FIG. 2 is attached to the inner surface of the flat portion of the sheath tube 11, that is, the inner flat surface. The distal end of the sheath tube 11 is sealed by welding or the like, and the space inside the sheath tube 11 behind the gauge sheet 13 has a small coefficient of thermal expansion, such as quartz powder, glass powder, magnesium oxide powder, or the like. The powdered filler 15 is filled. The filler 15 has a function of reducing the influence of an external force applied to the sheath tube 11. The other ends of the connection leads (not shown) of the gauge sheet 13 whose base ends are respectively connected to one input terminal 13g, the other input terminal 13h, one output terminal 13e, and the other output terminal 13f. The side is withdrawn from the proximal end of the tube 11.
[0015]
The connection part 2 connects the cable 3 to the connection lead wire of the gauge sheet 13 described above, and seals and covers the connection point between the base end of the sheath tube 11 and the end of the cable 3 with a flexible member or the like. Constitute. The cable 3 has, for example, core wires 3a, 3b, 3c, and 3d made of coated conductors coated with a red, white, black, and green insulating coating, and a shield wire 3e that shields and covers these core wires. It is composed of a material covered with an insulating coating 3f. Accordingly, each of the core wires 3a to 3d of the cable 3 is connected to a predetermined connection lead wire of the gauge sheet 13, and the shield wire 3e of the cable 3 corresponds to the common ground potential of the connection lead wire of the gauge sheet 13. If there is, it is connected to it, and at the same time, if the sheath tube 11 is conductive, it is also connected to it.
The gauge sheet 13 fully includes active gauge portions 13a and 13b having sensitivity to strain in the longitudinal direction, and dummy gauge portions 13c and 13d corresponding to a direction orthogonal to the longitudinal direction but having substantially no sensitivity. It is configured as a flexible printed wiring board on which a gauge pattern formed by bridge connection is formed. In such a gauge sheet 13, the sensitivity of the dummy gauge portions 13c and 13d in the direction orthogonal to the longitudinal direction is low, and is mainly affected by the sensitivity of the active gauge portions 13a and 13b in the longitudinal direction.
[0016]
For example, as shown in FIG. 4, the gauge sheet 13 is formed by printing a required gauge pattern and a connection pattern (gauge tab) on a flexible synthetic resin sheet as a flexible substrate, and appropriately cutting to remove unnecessary portions. Thus, it is formed as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the four strain gauges have active gauge portions 13a and 13b connected to opposite sides of a Wheatstone bridge circuit (hereinafter simply referred to as "bridge circuit"), and dummy gauge portions 13c and 13d are connected to a bridge circuit. Are connected to the adjacent opposite sides.
A connection point a between the active gauge section 13a and the dummy gauge section 13d is connected to a gauge tab as one input terminal 13g, and a connection point c between the active gauge 13b and the dummy gauge section 13c is connected to a gauge tab as the other input terminal 13h. Connected to
A connection point b between the active gauge section 13a and the dummy gauge section 13c is connected to a gauge tab as one output terminal 13e, and a connection point d between the active gauge section 13b and the dummy gauge section 13d is a gauge tab as the other output terminal 13f. Connected to.
Next, an example of an operation procedure in the manufacture of the sensor unit 1 including the step of bonding the gauge sheet 13 to the inner wall of the sheath tube 11 as described above will be described in more detail with reference to FIGS.
[0017]
(1). As shown in FIG. 5, the gauge sheet 13 is coated with an adhesive 16 on its lower surface 13i and adheres to the inner surface of the sheath tube 11. As shown in FIG. Is applied with a thermosetting adhesive 16, for example, PC-6 (trade name). Prior to the application of the adhesive 16, the adhesive applied surface is degreased in advance using acetone or the like as necessary.
(2). Next, the gauge sheet 13 is inserted into the sheath tube 11. As shown in FIG. 4, the sheath tube 11 has its front end portion crushed in a flat shape in advance, and a rectangular flat plate is formed on the lower outer flat surface. The flange plate 12 is fixed by welding 14 in a line shape from the lower surface side of the flange plate 12 by electron beam welding (EBW) or the like.
[0018]
Specifically, for example, the sheath tube 11 crushes a required portion at the tip of a cylindrical pipe having an outer diameter of 1.8 to 2.0 mmφ and an inner diameter of approximately 1.6 mm to 1.8 mm so that the long diameter is equal to the outer diameter. It has an elliptical cross section of about 2.4 mm, an inner diameter of about 2.2 mm, and a minor axis of about 1.0 mm in outer diameter and about 0.8 mm in inner diameter. . At this time, the distal end of the sheath tube 11 is still open. In this state, as shown in FIG. 6, the gauge sheet 13 is inserted from the distal end side (right side in the figure) of the sheath tube 11 so that the adhesive 16 does not touch the inner surface of the sheath tube 11, and Four gauge lead wires 17 (17e, 17f, 17g, 17h, not specifically shown) are drawn out from the end side. The gauge lead wires 17e to 17h are pulled out from the cable connection side (the left side in the drawing) of the sheath tube 11, and the gauge sheet 13 is positioned in a state of being pulled out by a predetermined length. Thereafter, a 0.1 mm-thick strip-shaped pressure plate PP with a Teflon (registered trademark) adhesive tape is inserted.
(3). As shown in FIG. 7, a pressure spring PS made of a strip-shaped curved leaf spring is also inserted from the front end in the drawing onto the pressure plate PP, and the gauge sheet 13 on which the adhesive is applied is pressed into the pressure spring PS. Is pressed against the inner surface (the lower bottom surface in FIG. 6) of the sheath tube 11 by heating and cured by heating to adhere. Thereafter, the pressure spring PS and the pressure plate PP are pulled out, and further heated to harden the adhesive sufficiently to complete the bonding. Then, the sensor section 1 is completed by melting and sealing the tip of the sheath tube 11 by means such as electron beam welding.
[0019]
A pressure spring PS is used to press the gauge sheet 13 against the inner surface of the sheath tube 11. Normally, when the sheet-like material is pressed and bonded to the inner wall of the tube in this manner, a balloon, that is, a rubber balloon, is pressed, but when a thermosetting adhesive is used, it is necessary to cure the adhesive. Since heating is performed at about 150 ° C. or more, the rubber may be deteriorated or deteriorated, and proper pressurization may not be performed. Therefore, in this embodiment, proper bonding is enabled by using the pressure spring PS.
[0020]
Further, the flange plate 12 is welded in a line shape by electron beam welding and is fixed to the sheath tube 11. However, if the outer surface of the corresponding portion of the sheath tube 11 is cut and flattened, a plurality of lines are formed. For example, electron beam welding of three lines is possible, but if it does so, it will be greatly affected by not only the longitudinal direction, ie, the longitudinal direction, but also the transverse direction orthogonal thereto. Therefore, in the above embodiment, the flange plate 12 is fixed by performing electron beam welding in one line in a line shape.
Further, since the gauge sheet 13 itself has the high sensitivity full bridge structure 4, the gauge factor can be increased with a simple configuration. For example, even if a single strain gauge pattern with a gauge factor of about 2.0 is used, an effective gauge factor of 4.0 or more can be obtained.
[0021]
As described above, the welded waterproof strain gauge according to the embodiment of the present invention is not only effective for measuring a strain where only a small strain occurs, but also has a small measurement error in an environment where there is a temperature change. Further, since the strain gauge is adhered to the metal sheath tube 11 and completely sealed, it is excellent in moistureproofness and waterproofness. At the time of on-site construction, the flange plate 12 is spot-welded and can be easily attached because it is attached, and since the gauge sheet 13 itself uses a full bridge gauge including a dummy gauge and the like, There is no need to separately install a dummy gauge or the like.
In addition, the present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to measure a strain with a small amount of strain, which has been difficult to measure conventionally, and to simplify the work such as strain measurement in the field and to be completely waterproof. It is possible to provide a welded waterproof strain gauge which is completely free from deterioration due to moisture absorption even in an environment with high humidity.
That is, according to the welding type waterproof strain gauge of claim 1 of the present invention, a metal sheath tube whose cross section is substantially elliptical and formed substantially flat and whose tip is sealed is welded to one flat surface of the metal sheath tube. And a four-element gauge element bonded to a substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flange plate side to form a full bridge. A strain gauge sheet having a gauge lead wire, and connected to the strain gauge sheet via a gauge lead wire pulled out from a base end of the metal sheath tube, and hermetically bonded to the base end of the metal sheath tube. By providing a connection cable that can be used, it is possible to measure a strain with a small amount of strain, which was difficult in the past. Simplify the work in the field, etc., it is possible to quickly perform.
[0023]
Further, according to the welding type waterproof strain gauge of claim 2 of the present invention, the metal sheath tube is squashed flat so that the cross section becomes substantially elliptical, and a flat flange plate is formed on the flat surface of the metal sheath tube. And a line element is welded in a line along a substantially central axis in a longitudinal direction of the flange plate to form a full bridge on a substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flange plate side. And bonding the strain gauge sheet having the following, sealing the distal end of the metal sheath tube, and connecting to the full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire pulled out from the base end of the metal sheath tube. In particular, the configuration in which the connected connection cable is hermetically coupled to the base end of the metal sheath tube, particularly for measurement of small strain and production And simplification of the work in the field installation or the like is possible. According to the welded waterproof strain gauge of claim 3 of the present invention, the strain gauge sheet has a gauge ratio of 4.0 or more, so that particularly small strain can be measured.
According to the welded waterproof strain gauge of claim 4 of the present invention, the measurement characteristic obtained from the strain gauge sheet via the connection cable exhibits a temperature stability from room temperature to 100 ° C. Small strain can be measured stably with respect to temperature.
[0024]
According to the weldable waterproof strain gauge of the fifth aspect of the present invention, since the metal sheath tube is filled with a powder having a small coefficient of thermal expansion, a measurement error due to thermal expansion of the strain gauge itself is generated. Can be suppressed.
According to the welded waterproof strain gauge of claim 6 of the present invention, the powder having a small coefficient of thermal expansion is any one of quartz powder, glass powder, and magnesium oxide powder. Measurement errors due to thermal expansion can be more effectively suppressed.
[0025]
According to the method for manufacturing a weldable waterproof strain gauge of claim 7 of the present invention, a flattening step of flattening the metal sheath tube by crushing the metal sheath tube so as to have a substantially elliptical cross section; A flat flange plate is brought into contact with the flange plate side, and a welding step of welding in a line shape substantially along a central axis in a longitudinal direction of the flange plate from the flange plate side; and a substantially flat surface of the metal sheath tube on the flange plate side. A bonding step of bonding a strain gauge sheet having four gauge elements forming a full bridge to an inner surface, a tip sealing step of sealing a tip of the metal sheath tube, and a base of the metal sheath tube. Connecting a connection cable to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire drawn out from an end and connecting the connection cable Producing a welded waterproof strain gage by a simple operation, which makes it possible to measure small strains and simplify on-site work, in particular, by having a cable connecting step of sealingly connecting the base end portion of the metal sheath tube. It is possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an external configuration of a main part of a welded waterproof strain gauge according to one embodiment of the present invention, where (a) is a sensor section, a connection section, and a cable viewed from above. And (b) is a front view of the sensor unit.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of a gauge sheet used in the welded waterproof strain gauge of FIG.
FIG. 3 is a full bridge circuit diagram constituted by strain gauges formed as a gauge pattern of the gauge sheet of FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a sensor unit in FIG. 1 in an enlarged manner.
FIG. 5 is a schematic front view of a first state for explaining an example of a procedure for assembling the sensor unit by inserting the gauge sheet of FIG. 2 into the sheath tube when preparing the weldable waterproof strain gauge of FIG. 1; FIG.
FIG. 6 is a schematic front view of a second state for explaining an example of a procedure for assembling the sensor unit by inserting the gauge sheet of FIG. 2 into the sheath tube when preparing the welded waterproof strain gauge of FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a schematic front view of a third state for explaining an example of a procedure for assembling the sensor section by inserting the gauge sheet of FIG. 2 into the sheath tube when preparing the welded waterproof strain gauge of FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor part 2 Connection part 3 Cable 3a-3d Core wire 3e Shield wire 3f Insulation coating 11 Sheath tube 12 Flange plate 13 Gauge sheet 13a, 13b Active gauge part 13c, 13d Dummy gauge part 13e, 13f Output terminal 13g, 13h Input terminal 14 Welding 15 Filler 16 Adhesive 17 (17e, 17f, 17g, 17h) Gauge lead wire PP Pressure plate PS Pressure spring

Claims

A metal sheath tube whose cross section is substantially oblong and which is formed almost flat and whose tip is sealed,
A flat flange plate welded to one side flat surface of the metal sheath tube,
A strain gauge sheet having four element gauge elements bonded to the substantially flat inner surface of the metal sheath tube on the flange plate side to form a full bridge, and having a gauge lead wire for drawing out the full bridge from the outside. When,
A connection cable that is connected to the strain gauge sheet via a gauge lead wire drawn from a base end of the metal sheath tube, and is hermetically coupled to the base end of the metal sheath tube. Welding type waterproof strain gauge.

Crush the metal sheath tube in a flat shape so that the cross section is almost elliptical,
A flat flange plate is brought into contact with the flat surface of the metal sheath tube, and welded in a line along a substantially central axis in a longitudinal direction of the flange plate,
A strain gauge sheet having four gauge elements forming a full bridge is adhered to a substantially flat inner surface on the flange plate side of the metal sheath tube,
While sealing the tip of the metal sheath tube,
A connection cable connected to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire drawn out from a base end of the metal sheath tube is hermetically connected to a base end of the metal sheath tube. Welding type waterproof strain gauge.

The welded waterproof strain gauge according to claim 1 or 2, wherein the strain gauge sheet is configured to exhibit a gauge factor of 4.0 or more.

The measurement characteristic obtained from the strain gauge sheet via the connection cable is configured to exhibit temperature stability from room temperature to 100 ° C., according to any one of claims 1 to 3, wherein The described welded waterproof strain gauge.

The welded waterproof strain gauge according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal sheath tube is filled with a powder having a small coefficient of thermal expansion.

The welding type waterproof strain gauge according to claim 5, wherein the powder having a small coefficient of thermal expansion is any one of quartz powder, glass powder, and magnesium oxide powder.

A flattening step in which the metal sheath tube is crushed and flattened so that its cross section becomes substantially elliptical,
A welding step of abutting a flat flange plate on the flat surface of the metal sheath tube, and welding in a line shape along a substantially central axis in a longitudinal direction of the flange plate from the flange plate side,
A bonding step of bonding a strain gauge sheet having four gauge elements forming a full bridge to a substantially flat inner surface on the flange plate side of the metal sheath tube;
A tip sealing step of sealing the tip of the metal sheath tube,
A cable for connecting a connection cable to a full bridge of the strain gauge sheet via a gauge lead wire drawn from a base end of the metal sheath tube, and sealingly connecting the connection cable to a base end of the metal sheath tube. A method for manufacturing a welded waterproof strain gauge, comprising: