JP2014202607A

JP2014202607A - 抵抗箔ひずみゲージ

Info

Publication number: JP2014202607A
Application number: JP2013078952A
Authority: JP
Inventors: 林璋好小; Akiyoshi Kobayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-27

Abstract

【課題】電気抵抗箔を用いてひずみを測定するひずみゲージの製作に於いて、省力化でき、また、ゲージを貼る時、位置のズレやアライメントの精度を保つことができるひずみゲージ製法を提供する。【解決手段】電気的に絶縁された起歪体５の起歪部に、ひずみゲージ用の箔１を適した大きさで貼り、起歪部上で、レーザ３を用い、グリッド、半田タブ等を製作することで、少量のゲージ４を簡便に製作でき、また、レーサの基準位置と起歪部の基準位置を一致させることで、ゲージ貼り付けの際の位置ずれ、方向ズレを非常に小さく出来るため、他軸からの干渉を排除する。【選択図】図２

Description

本発明は、ひずみ検出用抵抗箔ひずみゲージを作る手段に関するものである。

抵抗箔ひずみゲージ（以下ゲージ）を作る場合、絶縁ベース上に金属抵抗箔を貼り、その金属抵抗箔をエッチングするなどの方法で、グリッド部、電極端子部を成形し、ひずみゲージを製作していた。

従来のゲージ作る場合の工程例、図１絶縁ベースと抵抗箔を耐熱接着剤によって、強固に接着し、フォトレジスト等を抵抗箔表面に薄く均一に塗布し、その後、光学的に拡大ゲージパタンのスクリーンなどを利用して、実寸大で結像し、感光、現像し、その後エッチングによって、ゲージパタンを生成していた。

これらの方法で量産されるゲージは、大きさ、パタン形状、抵抗値等が固定化されている。このため、起歪部の応力方向が複数である場合や、応力分布が均一でないなど特殊起歪部に対し、最適な受感が出来ない場合があった。また、完成しているゲージを起歪部の応力に適した正確な位置、方向を定めることは困難であった。

さらに、このようなゲージでは、ゲージの製作から、起歪体への接着まで、接着、露光、エッチング、洗浄、完成後の保管、貼り付け等の数多い行程を繰り返す必要があった。

金属スパッタの方法で、起歪部上にゲージを形成する方法も行なわれていたが、スパッタで生成した抵抗体であるため、箔に比べ、起歪体材質、大きさの制限、熱処理等も困難なことがあった。また、起歪部にゲージ特性を合せることもむつかしく、スパッタするための装置も複雑であり、工程ごとに、高度な操作が要求される難点もあった。

学会誌
Fraunhofer institute for
Surface Engineering and thin Films IST
Bineroder Weg 54E 38108 Braunschweig

上記問題を解決するために、箔ゲージを起歪体の起歪部上で形成する。

起歪体のひずみを測定したい場所に、絶縁用の接着剤（流動性エポキシ等）を薄くほぼ均一に塗布し、硬化させ、絶縁膜を形成する。この絶縁膜上に電気抵抗箔を適宜の大きさで、エポキシ等で貼り付け、適した波長、適した強度のレーザ光線を照射し、箔に絶縁帯を作り、箔の残っている部分で、グリッドや半田タブを形成する。このグリッドのパタンは、応力の方向や、応力の分布状態によって、適宜太さや長さ、あるいはグリッドの方向を途中で曲げることも可能であり、照射するレーザのコントロールにコンピュータ支援を利用することも可能で、最適に効率よく応力を選択、受感すべくようにパタンを形成できる。

実施例を説明する。ゲージを形成するための金属抵抗箔を、ゲージの大きさを包括するように適度に大きい面積で用意する。
洗浄された起歪体のひずみを検出すべき起歪部には、絶縁ベースの無い箔の場合、エポキシ等でほぼ均一な厚さの絶縁膜を造り、十分硬化させておき、先に用意した金属抵抗箔をエポキシ等の接着剤で接着する。このときの接着面圧や、硬化温度は適した条件にしておく。絶縁ベースがある箔の場合は、起歪部の絶縁皮膜を新たに作る必要はない。

箔の接着が完了した後、起歪部の基準点を固定し、適した波長、出力のレーザを照射し、箔に絶縁帯を作り、所望のグリッドパターンを生成する。グリッドの正確な位置や方向は、起歪部の解析や経験から決めることも可能である。

ゲージ未完成の段階で電気回路を構築しておくことにより、通電し、電気特性を観察しながらレーザでゲージ特性の調整が可能であり、抵抗値また、ホイートストンブリッジのバランスをも微調整することができる。

さらに、起歪体に実負荷を掛け、変換器の特性を確認しながらグリッドやその折り返し部分の形状を調整することも可能である。

従来の電気抵抗箔を用いたひずみゲージの製作例の説明図である。本発明の、電気抵抗箔を用いたひずみゲージの製作例の説明図である。

１電気抵抗箔起歪体
２絶縁ベース
３レーザ発生装置
４ひずみゲージ
５起歪体

Claims

導電箔を使用するひずみの測定の変換器等に於いて、起歪部と絶縁された抵抗箔、或は、半完成のゲージを起歪部に貼り、箔の破壊、微細加工精度に適した波長、適した出力のレーザ光を用い、箔の一部を破壊し、絶縁帯を作ることによって、グリッドを形成し、箔ゲージとする製法。