JP2657318B2 - 耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法 - Google Patents
耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法Info
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- JP2657318B2 JP2657318B2 JP1138077A JP13807789A JP2657318B2 JP 2657318 B2 JP2657318 B2 JP 2657318B2 JP 1138077 A JP1138077 A JP 1138077A JP 13807789 A JP13807789 A JP 13807789A JP 2657318 B2 JP2657318 B2 JP 2657318B2
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- gauge
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- pattern
- strain gauge
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法に関し、特に
耐熱性セラミックス部材等の使用条件と同じ高温下での
歪を測定し得る耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法に関す
る。
耐熱性セラミックス部材等の使用条件と同じ高温下での
歪を測定し得る耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法に関す
る。
各種の部材の機械的強度を知るために、部材各部の歪
を測定することが広く行われている。この歪の測定に
は、通常歪ゲージと呼ばれるものが使用され、被試験体
となる部材の測定位置に歪ゲージを貼付し、歪ゲージか
らの信号により、貼付部位の歪を測定する。このような
歪ゲージの典型的な例は第３図に示す通りである。第３
図において、歪ゲージはCuやNi等の金属や合金からなる
受感部31と、受感部31に接続されたリード線32と、受感
部31を支えるベース33とからなり、ベース33を被試験体
５に固定するために接着剤34が使用される。
を測定することが広く行われている。この歪の測定に
は、通常歪ゲージと呼ばれるものが使用され、被試験体
となる部材の測定位置に歪ゲージを貼付し、歪ゲージか
らの信号により、貼付部位の歪を測定する。このような
歪ゲージの典型的な例は第３図に示す通りである。第３
図において、歪ゲージはCuやNi等の金属や合金からなる
受感部31と、受感部31に接続されたリード線32と、受感
部31を支えるベース33とからなり、ベース33を被試験体
５に固定するために接着剤34が使用される。
受感部31には、通常Cu合金が使用されているが、高温
用としてはNiCr合金、FeCr合金、PtW合金等が使用され
ている。ベース材としては、被試験体表面の歪が良好に
受感部31に伝達されるように、フェノール樹脂、ポリイ
ミド樹脂等のプラスチックのように可撓性の高い材料
や、ステンレススチール等の高引張強度材が使用されて
いる。また接着材34には、樹脂系又はゴム系のものが使
用され、特に高温用にセラミックペーストも開発されて
いるが、いずれにしても最高使用温度は500℃程度であ
る。
用としてはNiCr合金、FeCr合金、PtW合金等が使用され
ている。ベース材としては、被試験体表面の歪が良好に
受感部31に伝達されるように、フェノール樹脂、ポリイ
ミド樹脂等のプラスチックのように可撓性の高い材料
や、ステンレススチール等の高引張強度材が使用されて
いる。また接着材34には、樹脂系又はゴム系のものが使
用され、特に高温用にセラミックペーストも開発されて
いるが、いずれにしても最高使用温度は500℃程度であ
る。
ところで、最近自動車や各種機械の部品として、各種
のセラミックスが使用されるようになってきており、タ
ービンロータ等1000℃以上の高温度で使用される部品に
は、高温強度の大きなSi3N4等の耐熱性セラミックスが
使用されるようになってきた。しかし、かかる耐熱性セ
ラミックス部品の実際の使用条件下での歪を測定しよう
としても、歪ゲージの耐用温度よりはるかに高いため
に、実際は不可能であるという問題があった。
のセラミックスが使用されるようになってきており、タ
ービンロータ等1000℃以上の高温度で使用される部品に
は、高温強度の大きなSi3N4等の耐熱性セラミックスが
使用されるようになってきた。しかし、かかる耐熱性セ
ラミックス部品の実際の使用条件下での歪を測定しよう
としても、歪ゲージの耐用温度よりはるかに高いため
に、実際は不可能であるという問題があった。
従って本発明の目的は、耐熱性セラミックス部品等著
しく高い使用温度を有する部材の実際の使用温度での歪
を測定することができる耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法
を提供することである。
しく高い使用温度を有する部材の実際の使用温度での歪
を測定することができる耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法
を提供することである。
以上の目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、接
着剤を用いることなく、高融点金属からなるゲージを直
接耐熱性セラミックスからなる被試験体上に形成すれ
ば、歪ゲージの耐熱温度を被試験体の使用温度以上に上
げることができることを発見し、本発明に想到した。
着剤を用いることなく、高融点金属からなるゲージを直
接耐熱性セラミックスからなる被試験体上に形成すれ
ば、歪ゲージの耐熱温度を被試験体の使用温度以上に上
げることができることを発見し、本発明に想到した。
すなわち、本発明の耐熱性歪ゲージは、耐熱性セラミ
ックスからなる被試験体の表面に化学蒸着法により直接
形成された高融点金属の薄膜状ゲージパターンと、前記
ゲージパターンの端子に融着されたリード線とを有し、
前記高融点金属は前記歪ゲージの使用可能範囲を約1500
℃以上とする融点を有することを特徴とする。
ックスからなる被試験体の表面に化学蒸着法により直接
形成された高融点金属の薄膜状ゲージパターンと、前記
ゲージパターンの端子に融着されたリード線とを有し、
前記高融点金属は前記歪ゲージの使用可能範囲を約1500
℃以上とする融点を有することを特徴とする。
また本発明の歪測定方法は、耐熱性セラミックスから
なる被試験体の表面に歪ゲージを形成して歪測定を行う
もので、前記被試験体の表面にゲージパターン状の開口
部を有するマスクを設け、前記歪ゲージの使用可能範囲
を約1500℃以上とする融点を有する高融点金属の薄膜状
ゲージパターンを化学蒸着法により直接形成し、その端
子にリード線を融着後、高温下で被試験体の歪測定を行
うことを特徴とする。
なる被試験体の表面に歪ゲージを形成して歪測定を行う
もので、前記被試験体の表面にゲージパターン状の開口
部を有するマスクを設け、前記歪ゲージの使用可能範囲
を約1500℃以上とする融点を有する高融点金属の薄膜状
ゲージパターンを化学蒸着法により直接形成し、その端
子にリード線を融着後、高温下で被試験体の歪測定を行
うことを特徴とする。
第１図は本発明の一実施例により耐熱性セラミックス
からなる被試験体上に形成した歪ゲージを示す。歪ゲー
ジ１は、被試験体５の表面上に直接形成されているが、
その歪ゲージ１は、第２図に示すように、高融点金属か
らなるゲージパターン２と、端子３、３′と、端子３、
３′に融着されたリード線４、４′とからなる。
からなる被試験体上に形成した歪ゲージを示す。歪ゲー
ジ１は、被試験体５の表面上に直接形成されているが、
その歪ゲージ１は、第２図に示すように、高融点金属か
らなるゲージパターン２と、端子３、３′と、端子３、
３′に融着されたリード線４、４′とからなる。
ゲージパターン２は、本実施例では、歪の測定方法に
平行された配列された複数の受感部（歪部）21が直列に
接続された形状を有し、全体が高融点金属の薄膜により
形成されている。ここで、高融点金属とは一般に約1500
℃まで使用可能な融点を有するものであり、融点、耐酸
化性、加工性等の観点から、白金が最も望ましいが、使
用温度の比較的低い被試験体に対しては、もう少し融点
の低い金属でも使用することができる。
平行された配列された複数の受感部（歪部）21が直列に
接続された形状を有し、全体が高融点金属の薄膜により
形成されている。ここで、高融点金属とは一般に約1500
℃まで使用可能な融点を有するものであり、融点、耐酸
化性、加工性等の観点から、白金が最も望ましいが、使
用温度の比較的低い被試験体に対しては、もう少し融点
の低い金属でも使用することができる。
ゲージパターン２の薄膜は一般に２〜25μｍ程度であ
ればよく、２μｍより薄いと歪測定感度が不十分であ
り、25μｍより厚くしても意味がない。なおゲージパタ
ーン２中の各歪部の幅は種々設定できるが、良好な感度
を得るためには100μｍ程度あればよい。
ればよく、２μｍより薄いと歪測定感度が不十分であ
り、25μｍより厚くしても意味がない。なおゲージパタ
ーン２中の各歪部の幅は種々設定できるが、良好な感度
を得るためには100μｍ程度あればよい。
高融点金属からなる薄膜状ゲージパターン２を形成す
るために、化学蒸着法（CVD）を使用する。それには、
まずゲージパターン状の開口部を有するマスクを被試験
体上に形成する。マスクとしては種々のものを使用する
ことができるが、フォトレジストにより形成するのが最
も簡便である。フォトレジストによるゲージパターン２
の形成法自体は、半導体製造において用いる手法と同じ
でよい。すなわち、被試験体５上にフォトレジストを塗
布し、ゲージパターン状に光を照射して、その部分だけ
を可溶性し、溶剤洗浄によりゲージパターン状の開口部
を形成する。次に被試験体５の全表面に化学蒸着法（CV
D）により高融点金属の蒸着を行い、所望の厚さに達し
たら蒸着を終了し、余分のフォトレジスト層を洗い流
す。このようにして得られた薄膜状ゲージパターン２の
端子３、３′に、ワイヤーボンディング法と同様の方法
により、リード線を融着する。
るために、化学蒸着法（CVD）を使用する。それには、
まずゲージパターン状の開口部を有するマスクを被試験
体上に形成する。マスクとしては種々のものを使用する
ことができるが、フォトレジストにより形成するのが最
も簡便である。フォトレジストによるゲージパターン２
の形成法自体は、半導体製造において用いる手法と同じ
でよい。すなわち、被試験体５上にフォトレジストを塗
布し、ゲージパターン状に光を照射して、その部分だけ
を可溶性し、溶剤洗浄によりゲージパターン状の開口部
を形成する。次に被試験体５の全表面に化学蒸着法（CV
D）により高融点金属の蒸着を行い、所望の厚さに達し
たら蒸着を終了し、余分のフォトレジスト層を洗い流
す。このようにして得られた薄膜状ゲージパターン２の
端子３、３′に、ワイヤーボンディング法と同様の方法
により、リード線を融着する。
なおゲージパターン状の開口部を有する小さなマスク
を多数あらかじめ形成しておき、それらを被試験体５の
所望の部位に貼付し、その後他の被試験体表面に塗膜を
形成することによりマスクを行い、化学蒸着法を実施す
れば、複雑な表面形状を有する被試験体に対しても、簡
単にゲージパターンを形成することができる。
を多数あらかじめ形成しておき、それらを被試験体５の
所望の部位に貼付し、その後他の被試験体表面に塗膜を
形成することによりマスクを行い、化学蒸着法を実施す
れば、複雑な表面形状を有する被試験体に対しても、簡
単にゲージパターンを形成することができる。
このようにして得られた歪ゲージは、そのままでも使
用できるが、高温条件下での高融点金属の保護のため
に、耐熱性、耐酸化性の良好な耐熱性セラミックスの溶
射膜を形成するのが好ましい。耐熱性セラミックスの溶
射膜は、ZrO2等の耐熱性セラミックスのプラズマ溶射に
より形成することができる。
用できるが、高温条件下での高融点金属の保護のため
に、耐熱性、耐酸化性の良好な耐熱性セラミックスの溶
射膜を形成するのが好ましい。耐熱性セラミックスの溶
射膜は、ZrO2等の耐熱性セラミックスのプラズマ溶射に
より形成することができる。
本発明において用いる被試験体用の耐熱性セラミック
スとしては、Si3、MgO、Al2O3等が挙げられる。これら
の耐熱性セラミックスの使用可能範囲は約1500℃までで
あるので、歪ゲージ用の高融点金属は歪ゲージの使用可
能範囲を約1500℃以上とする融点を有する必要がある。
例えば高融点金属としてPtを用いた場合、1600℃にも達
するので、被試験体の実際の使用温度での歪測定を十分
に行うことができる。
スとしては、Si3、MgO、Al2O3等が挙げられる。これら
の耐熱性セラミックスの使用可能範囲は約1500℃までで
あるので、歪ゲージ用の高融点金属は歪ゲージの使用可
能範囲を約1500℃以上とする融点を有する必要がある。
例えば高融点金属としてPtを用いた場合、1600℃にも達
するので、被試験体の実際の使用温度での歪測定を十分
に行うことができる。
以上に詳述した通り、本発明の耐熱性歪ゲージは、高
融点金属からなる薄膜状ゲージパターンを直接被試験体
上に形成してなるので、被試験体の実際の使用温度であ
る高温下でも十分に耐用性がある。その上、被試験体の
所望の部位にマスクを形成して、CVD法により簡単にゲ
ージパターンを形成することができるという利点もあ
る。このように、本発明により従来不可能であった高温
における歪測定を行うことができるようになった。
融点金属からなる薄膜状ゲージパターンを直接被試験体
上に形成してなるので、被試験体の実際の使用温度であ
る高温下でも十分に耐用性がある。その上、被試験体の
所望の部位にマスクを形成して、CVD法により簡単にゲ
ージパターンを形成することができるという利点もあ
る。このように、本発明により従来不可能であった高温
における歪測定を行うことができるようになった。
第１図は本発明の一実施例による耐熱性歪ゲージを被試
験体に形成した状態を示す縦断面図であり、 第２図は本発明の一実施例による耐熱性歪ゲージのゲー
ジパターンを示す拡大平面図であり、 第３図は従来の歪ゲージを被試験体に貼付した状態を示
す縦断面図である。 １……歪ゲージ ２……ゲージパターン 21……歪部 3,3′……端子 4,4′……リード線 ５……被試験体
験体に形成した状態を示す縦断面図であり、 第２図は本発明の一実施例による耐熱性歪ゲージのゲー
ジパターンを示す拡大平面図であり、 第３図は従来の歪ゲージを被試験体に貼付した状態を示
す縦断面図である。 １……歪ゲージ ２……ゲージパターン 21……歪部 3,3′……端子 4,4′……リード線 ５……被試験体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 泰伸 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−198767（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−55182（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−106772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−163667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−161506（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−275605（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−127874（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−31702（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (4)
- 【請求項１】耐熱性セラミックスからなる被試験体の表
面に化学蒸着法により直接形成された高融点金属の薄膜
状ゲージパターンと、前記ゲージパターンの端子に融着
されたリード線とを有し、前記高融点金属は前記歪ゲー
ジの使用可能範囲を約1500℃以上とする融点を有するこ
とを特徴とする耐熱性歪ゲージ。 - 【請求項２】請求項１に記載の耐熱性歪ゲージにおい
て、前記ゲージパターンが化学蒸着法により形成された
白金パターンであることを特徴とする耐熱性歪ゲージ。 - 【請求項３】耐熱性セラミックスからなる被試験体の表
面に歪ゲージを形成して歪測定を行う方法であって、前
記被試験体の表面にゲージパターン状の開口部を有する
マスクを設け、前記歪ゲージの使用可能範囲を約1500℃
以上とする融点を有する高融点金属の薄膜状ゲージパタ
ーンを化学蒸着法により直接形成し、その端子にリード
線を融着後、高温下で被試験体の歪測定を行うことを特
徴とする方法。 - 【請求項４】請求項３に記載の歪測定方法において、前
記ゲージパターンを白金の化学蒸着により形成すること
を特徴とする歪測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138077A JP2657318B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1138077A JP2657318B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032603A JPH032603A (ja) | 1991-01-09 |
| JP2657318B2 true JP2657318B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=15213421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1138077A Expired - Lifetime JP2657318B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 耐熱性歪ゲージ及び歪測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2657318B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0615910U (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具 |
| JPH0617803U (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-08 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具 |
| JP2007057448A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Hitachi Ltd | 欠陥モニタリング装置 |
| JP4926543B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2012-05-09 | 中国電力株式会社 | 歪測定装置 |
| DE102009044980A1 (de) * | 2009-09-24 | 2011-03-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Sensorbauelementes ohne Passivierung sowie Sensorbauelement |
| CN104748665B (zh) * | 2015-03-17 | 2017-10-20 | 西安交通大学 | 一种测量高温环境下材料应变的传感器 |
| JP2018040776A (ja) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ | センサ構造、センサ構造付部材 |
| JP2021051091A (ja) * | 2020-12-24 | 2021-04-01 | 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ | センサ構造のパターニング方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE787645A (fr) * | 1971-08-23 | 1973-02-19 | Caterpillar Tractor Co | Bord tranchant de godet, rapidement remplacable. |
| JPS5455182A (en) * | 1977-10-12 | 1979-05-02 | Hitachi Ltd | Physical quantity-electricity converter and production of the same |
| DE3041952A1 (de) * | 1979-11-13 | 1981-09-03 | Gould Inc., 60008 Rolling Meadows, Ill. | Verfahren zur erzeugung einer duennschicht-sensoranordnung |
| JPS5811802A (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-22 | Kyowa Dengiyou:Kk | 高温ひずみゲ−ジおよびその製法 |
| JPS5977303A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-02 | Tokyo Electric Co Ltd | 歪センサ |
| JPS60161506A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-23 | Mitsumasa Chiba | 電気抵抗ひずみゲ−ジ |
| JPS6110706A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-18 | Kyowa Dengiyou:Kk | 高温用ひずみゲ−ジ式変換器およびその製造方法 |
| JPS61106772A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-05-24 | Nok Corp | 感圧素子 |
| JPH0682842B2 (ja) * | 1985-01-16 | 1994-10-19 | 株式会社長野計器製作所 | 感度自己温度補償型歪検出素子 |
| JPS61275605A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-05 | Ube Ind Ltd | ストレインゲ−ジのパタ−ンの形成法 |
| JP2539642B2 (ja) * | 1987-11-10 | 1996-10-02 | 株式会社共和電業 | 高温用ひずみゲ―ジの添着構造および添着方法 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1138077A patent/JP2657318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH032603A (ja) | 1991-01-09 |
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