JP5192095B2 - Strain sensor - Google Patents

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Description

本発明は、構造物などが履歴した最大ひずみや過大なひずみや、繰返し荷重を受ける構造物や回転軸などにおける疲労損傷するおそれがある各種の部位において実地条件下で発生しているひずみを簡便に検知する貼付け型のひずみ感知センサに関する。   The present invention makes it easy to reduce the maximum strain or excessive strain that has been recorded in a structure, etc., and the strain generated under actual conditions in various parts that are subject to fatigue damage in structures and rotating shafts that are subject to repeated loads. The present invention relates to an affixing type strain sensing sensor that senses at the same time.

現実に供用に付されている橋梁その他の構造物、機械装置、車両、航空機、船舶などに過大な荷重が掛かったことがあれば部材の損傷が問題になるので、補修計画などに影響を及ぼす。また、地震対策には橋脚などの耐震耐荷力の検査が必要になる。
このため、構造物や車両などが履歴した最大ひずみや過大なひずみを把握する必要がある。
If an excessive load is applied to bridges and other structures, machines, vehicles, aircraft, ships, etc. that are actually put into service, damage to the members will be a problem, so it will affect the repair plan etc. . For earthquake countermeasures, it is necessary to inspect the seismic load resistance of bridge piers.
For this reason, it is necessary to grasp the maximum strain or excessive strain that has been recorded in the structure or vehicle.

材料におけるひずみ状態を推定するために従来から利用される方法に、測定対象とする部位に歪みゲージを貼付して、その部位に発生するひずみを常時測定する方法がある。
この方法は、変換器など精密な計測装置を用いなければならないので、一度に多数の部位について計測することは難しいため、大型の構造物等について全体的にひずみ履歴状況を把握することが難しい。
また、回転機械の回転軸などでは、運転中に発生するひずみを検知することは極めて難しい。
As a method conventionally used for estimating a strain state in a material, there is a method in which a strain gauge is attached to a region to be measured and a strain generated in the region is constantly measured.
Since this method requires the use of a precise measuring device such as a transducer, it is difficult to measure a large number of parts at once, so it is difficult to grasp the overall strain history of a large structure or the like.
In addition, it is extremely difficult to detect strain generated during operation on a rotating shaft of a rotating machine.

特許文献1には、構造物が受けてきた応力の大きさを把握するために使用する応力測定センサが開示されている。大型の構造物にひずみゲージを使う方法では、導線の引き回しが非常に困難になり、特に原子力構造物では導線の補修ができないなどの問題があった。これに対して、開示された応力測定センサは、導線の引き回しを不要とし、高温環境下でも簡単に測定ができるものとして、開発されたものである。
開示のセンサは、被測定物より小さなひずみで破壊する材料で製作したワイヤの両端を被測定物に固定しておいて、ワイヤの破断の有無から被測定物に作用した応力が所定の値より大きかったか小さかったかを判定するものである。
Patent Document 1 discloses a stress measurement sensor used for grasping the magnitude of stress received by a structure. The method of using strain gauges for large structures makes it very difficult to route the conductors, and in particular, there is a problem that the conductors cannot be repaired with nuclear structures. On the other hand, the disclosed stress measurement sensor has been developed as one that eliminates the need for conducting a conductor and can be easily measured even in a high-temperature environment.
In the disclosed sensor, both ends of a wire made of a material that breaks with less strain than the object to be measured are fixed to the object to be measured, and the stress acting on the object to be measured from the presence or absence of breakage of the wire exceeds a predetermined value. It is a judgment whether it was big or small.

特許文献1に開示された応力測定センサは、ベースとなる薄膜に固定台を固定しワイヤの両端を接着剤などで固定台に固定する。ワイヤは破断ひずみが小さい例えばニッケル、チタン、炭素鋼などの材質が選ばれる。また、固定台は非導電性の高分子材料、セラミックス系材料、非鉄金属材料などが選ばれる。なお、ワイヤの代りに短冊形平板を用いても良く、局部的に細くした部分を備えてひずみを集中させることにより感度を向上させることができる。
ワイヤあるいは短冊形平板を導電性のものとして、破断の有無やひずみの大小を電気的に検出しても良い。
In the stress measurement sensor disclosed in Patent Document 1, a fixing base is fixed to a thin film serving as a base, and both ends of a wire are fixed to the fixing base with an adhesive or the like. For the wire, a material such as nickel, titanium, or carbon steel having a small breaking strain is selected. For the fixing base, a non-conductive polymer material, a ceramic material, a non-ferrous metal material, or the like is selected. Note that a strip-shaped flat plate may be used instead of the wire, and the sensitivity can be improved by providing a locally thinned portion and concentrating the strain.
The presence or absence of breakage or the magnitude of strain may be detected electrically by using a wire or a rectangular flat plate as a conductive one.

開示された応力測定センサは、被測定物に貼付する薄膜の上に固定台を固定し、固定台に検知ワイヤあるいは平板を接着して形成するものであるから、製法上形状や寸法の再現性を確保することが難しく、再現性のある測定をすることが困難である。   The disclosed stress measurement sensor is formed by fixing a fixed base on a thin film to be attached to an object to be measured and adhering a detection wire or a flat plate to the fixed base. Is difficult to ensure, and it is difficult to perform reproducible measurements.

また、特許文献2には、金属箔基板の上に中央部に亀裂進展部を有する破断片を形成した、極めて小型で薄いクラック型疲労センサが開示されている。例示された実施例には、亀裂進展部には先端が鋭く加工されたスリットが側端から形成されていて、被測定部材に発生する繰返し応力に対応して亀裂が生じて進展する疲労センサが記載されている。
特許文献2に開示された疲労センサは小型で感度が高いため、対象部位の極めて近傍に貼付して、貼付部分における繰返し応力により疲労センサの疲労損傷度を測定して対象部位の疲労損傷度を推定したり実寿命を推定したりすることができる。
Patent Document 2 discloses an extremely small and thin crack type fatigue sensor in which a fracture piece having a crack propagation portion at the center is formed on a metal foil substrate. In the illustrated embodiment, there is a fatigue sensor in which a crack progressing portion is formed with a slit with a sharp tip formed from the side end, and a crack is generated corresponding to a repetitive stress generated in a member to be measured. Have been described.
Since the fatigue sensor disclosed in Patent Document 2 is small and highly sensitive, it is affixed in the very vicinity of the target part, and the fatigue damage degree of the fatigue sensor is measured by repeated stress at the applied part to determine the fatigue damage degree of the target part. It is possible to estimate or to estimate the actual life.

しかし、構造物や輸送機械などには各種の部材が溶接、機械加工、押出し成型、鋳造など様々な形態で使用されており、これらの部材について疲労損傷度や寿命を推定しようとすると、測定対象部材によって条件が異なるので、十分正しい結果を得るためには複雑な演算が必要で、開示された疲労センサを適切に使用するためには高度な知識と熟練を要求されるという問題がある。また、開示された疲労センサは繰返し応力について対象部材との対応関係を確立して代表測定を可能にしたものであり、ひずみの大きさを測定することができない。   However, various members are used in various forms such as welding, machining, extrusion molding, casting, etc. in structures and transportation machinery. Since conditions vary depending on the member, there is a problem that complicated calculation is required to obtain a sufficiently correct result, and advanced knowledge and skill are required in order to properly use the disclosed fatigue sensor. In addition, the disclosed fatigue sensor establishes a correspondence relationship with a target member with respect to repeated stress and enables representative measurement, and cannot measure the magnitude of strain.

特開平9−005175号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-005175 特開2001−281120号公報JP 2001-281120 A

そこで、本発明が解決しようとする課題は、測定対象部材に貼付して、稼働中の対象部材に生成したひずみが所定の大きさを超えたか否かを推定するひずみ感知センサを供給することであり、特に目視などで簡単に結果を知ることができる小型で低廉なひずみ感知センサを供給することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to supply a strain sensing sensor that is attached to a measurement target member and estimates whether or not the strain generated on the target member in operation exceeds a predetermined magnitude. In particular, it is to supply a small and inexpensive strain sensing sensor which can easily know the result visually.

上記課題を解決するため、本発明に係るひずみ感知センサは、薄膜基板と少なくとも1対のひずみ伝達片とセンサ箔からなり、薄膜基板は測定対象に貼付されて測定対象と共に歪むもので、ひずみ伝達片は薄膜基板上に形成されそれぞれ一端が薄膜基板に固定されて測定スパンが決められ、絶縁膜はひずみ伝達片とセンサ箔との間に配置され、センサ箔とひずみ伝達片は絶縁膜を介して貼付され、センサ箔は電気良導体でなり断面積がひずみ伝達片より小さいブリッジ部が対になったひずみ伝達片のギャップの間に渡されるように形成され、測定スパンの間のひずみがセンサ箔に集中してセンサ箔の破断ひずみの限度を超えるとセンサ箔が破断することにより測定対象のひずみが所定のひずみを超えたことを検知するもので、センサ箔の破断が電気的に検出できることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems, a strain sensing sensor according to the present invention comprises a thin film substrate, at least a pair of strain transmission pieces and a sensor foil, and the thin film substrate is attached to the measurement object and distorted together with the measurement object. Each piece is formed on a thin film substrate and one end is fixed to the thin film substrate to determine the measurement span. The insulation film is placed between the strain transmission piece and the sensor foil, and the sensor foil and the strain transmission piece are interposed via the insulation film. The sensor foil is made of a good electrical conductor and the cross-sectional area is smaller than the strain transmission piece and is formed so that it is passed between the gaps of the pair of strain transmission pieces. If the sensor foil breaks and the sensor foil breaks, the sensor foil breaks to detect that the strain to be measured exceeds the specified strain. Characterized in that it electrically detected.

本発明のひずみ感知センサは、ひずみ伝達片より断面積の小さいセンサ箔がひずみ伝達片の間に渡されているので、測定対象部材がひずみを生じたときに生じたひずみがセンサ箔の部分に集中し、ひずみの拡大機能を備えることになる。センサ箔は所定の破断伸びを有し、せん断部の局所ひずみが破断伸びを越えると最小断面部が破断する。センサ箔が破断したときは、センサ箔の破断強度とひずみの集中度とから決まる所定のひずみ以上のひずみが測定対象部材に発生したと推定することができる。   In the strain sensing sensor of the present invention, since the sensor foil having a smaller cross-sectional area than the strain transmitting piece is passed between the strain transmitting pieces, the strain generated when the member to be measured is distorted is applied to the sensor foil portion. Concentrate and provide a strain expansion function. The sensor foil has a predetermined breaking elongation, and when the local strain at the shearing portion exceeds the breaking elongation, the minimum cross-sectional portion is broken. When the sensor foil is ruptured, it can be estimated that a strain equal to or greater than a predetermined strain determined from the rupture strength of the sensor foil and the strain concentration is generated in the measurement target member.

ひずみ伝達片とセンサ箔の板厚差が大きくて両者の剛性差が大きいほど感度が大きくなるので、精度が確保できる限り板厚差を調整して対象部材のひずみ最大値の測定範囲を調整することができる。
また、測定対象のひずみに伴いセンサ箔部に現れるひずみは、2つのひずみ伝達片の固定位置同士の距離が大きいほど大きくなるので、この距離を調整することにより検出範囲を調整することができる。
The greater the difference between the thickness of the strain transmission piece and the sensor foil and the greater the difference in rigidity between the two, the greater the sensitivity. Therefore, adjust the thickness difference to adjust the measurement range of the maximum strain value of the target member as long as accuracy is ensured. be able to.
Moreover, since the distortion which appears in the sensor foil part with the distortion of the measurement object increases as the distance between the fixed positions of the two strain transmission pieces increases, the detection range can be adjusted by adjusting this distance.

1対のひずみ伝達片がひずみの検出方向に沿った方向に並んで配置され、センサ箔はひずみ伝達片が相互に離れる方向に歪むひずみを検知するようになっていてもよい。この場合は、ひずみ感知センサを貼付した部材の延び方向のひずみを感知することができる。感知感度を向上させるため、センサ箔部分にスリットを形成してもよい。
また、1対のひずみ伝達片がひずみの検出方向に垂直の方向に並んで配置され、センサ箔はひずみ伝達片が相互にずれる方向に歪むひずみを検知するようになっていてもよい。この場合は、部材の伸縮をセンサ箔のせん断破断により検知することになる。センサ箔部分の形状に伸縮方向に沿った凹みを形成してせん断し易くしても良い。
The pair of strain transmitting pieces may be arranged side by side in a direction along the strain detection direction, and the sensor foil may detect a strain in which the strain transmitting pieces are distorted away from each other. In this case, the strain in the extending direction of the member to which the strain sensor is attached can be sensed. In order to improve the sensing sensitivity, a slit may be formed in the sensor foil portion.
Further, the pair of strain transmitting pieces may be arranged side by side in a direction perpendicular to the strain detection direction, and the sensor foil may detect a strain distorted in a direction in which the strain transmitting pieces are displaced from each other. In this case, the expansion and contraction of the member is detected by the shear fracture of the sensor foil. You may make it easy to shear by forming the dent along the expansion-contraction direction in the shape of a sensor foil part.

センサ箔は、ひずみ伝達片と同じ材料で両者を一体に形成することができる。センサ箔とひずみ伝達片を電鋳法で形成するときは、センサ箔の狭い幅の部分は電鋳法やエッチングにより正確に形成することができる。また、センサ箔の厚みは2段電鋳法により正確に制御することができる。   The sensor foil can be integrally formed of the same material as the strain transmission piece. When the sensor foil and the strain transmission piece are formed by electroforming, the narrow portion of the sensor foil can be accurately formed by electroforming or etching. The thickness of the sensor foil can be accurately controlled by a two-stage electroforming method.

ひずみ伝達片とセンサ箔を電気良導体とし、ひずみ伝達片とセンサ箔の間に電気絶縁体薄膜を介装させるようにしてもよい。さらに、センサ箔がひずみ伝達片の上まで広がって電極を形成するようにすれば、目視による判断が困難な場合にも、センサ箔の破断や変形による抵抗変化を電気的に検出することによって、簡単にひずみ状況を把握することができる。なお、現地でテスターのプローブを当てて検出することもできるが、電極に電線を接合して遠隔地で検出するようにしても良い。   The strain transmission piece and the sensor foil may be good electrical conductors, and an electrical insulator thin film may be interposed between the strain transmission piece and the sensor foil. Furthermore, if the sensor foil spreads over the strain transmitting piece to form an electrode, even if it is difficult to make a visual judgment, by electrically detecting resistance change due to breakage and deformation of the sensor foil, The strain status can be easily grasped. Although detection can be performed by applying a tester probe locally, it may be detected at a remote place by connecting an electric wire to the electrode.

薄膜基板がステンレススチールで形成され、センサ箔が電解銅で形成されていてもよい。また、薄膜基板がインバーで形成され、前記センサ箔がニッケルで形成されてもよい。
センサ箔は、破断伸びが小さい方が精度の良い感知センサを構成することができる。また、特性がよく知られており、製造が容易な材質を選ぶことが好ましい。したがって、電解銅は電鋳法により堆積が容易で十分に硬いため、また、ニッケルは十分に硬く疲労センサなどで情報および技術が蓄積されているため、センサ箔に使用することが好ましい。
The thin film substrate may be formed of stainless steel, and the sensor foil may be formed of electrolytic copper. Further, the thin film substrate may be formed of invar, and the sensor foil may be formed of nickel.
As the sensor foil has a smaller elongation at break, it is possible to configure a sensitive sensor with higher accuracy. Moreover, it is preferable to select a material whose characteristics are well known and easy to manufacture. Therefore, electrolytic copper is easily deposited by electroforming and is sufficiently hard, and nickel is sufficiently hard and information and technology are accumulated in a fatigue sensor or the like. Therefore, it is preferable to use it for a sensor foil.

また、本願発明のひずみ感知センサは、薄膜基板とひずみ伝達片からなり、薄膜基板は測定対象に貼付されて測定対象と共に歪むもので、ひずみ伝達片は薄膜基板上にてこ部と柱部を有する形状に形成され、てこ部が第1のヒンジ部を介して薄膜基板に固定され、柱部の根本が薄膜基板に固定されると共に先端が第2のヒンジ部を介しててこ部における第2ヒンジ部の近傍に連結されていることを特徴とする。ヒンジ部はひずみ伝達片と同じ材料で形成され、挟路形状で薄い板厚を有しひずみの拡大機構を備える。   The strain sensing sensor of the present invention comprises a thin film substrate and a strain transmitting piece. The thin film substrate is affixed to the measuring object and is distorted together with the measuring object. The strain transmitting piece has a protrusion and a pillar on the thin film substrate. The lever portion is fixed to the thin film substrate via the first hinge portion, the base of the column portion is fixed to the thin film substrate, and the tip is the second hinge at the lever portion via the second hinge portion. It is connected to the vicinity of the part. The hinge portion is formed of the same material as the strain transmission piece, has a narrow plate shape and a thin plate thickness, and includes a strain expansion mechanism.

ひずみ伝達片の固定部同士の距離が拡縮すると、てこ部が柱部に押し引きされて第1ヒンジ部の位置で回動する。抜力した後でも第1、第2のヒンジ部に変位のヒステリシスのためてこ部の傾きが残る。この残留変位はてこ部の尻に付けた目盛りにより評価できるので、この残留変位によって両固定部間のひずみ量を推定することができる。   When the distance between the fixed portions of the strain transmitting pieces increases or decreases, the lever portion is pushed and pulled by the column portion and rotates at the position of the first hinge portion. Even after the force is pulled out, the tilt of the lever portion remains in the first and second hinge portions due to the hysteresis of the displacement. Since this residual displacement can be evaluated by a scale attached to the bottom of the lever, the amount of strain between the two fixed portions can be estimated from this residual displacement.

また、ひずみ感知センサは、ひずみ伝達片を囲繞する補強枠を備えて、センサ部を保護するようにすることが好ましい。
補強枠とひずみ伝達片は同じ材料から形成されることが好ましい。電鋳法による場合は、任意の堆積形状を形成することができるので、補強枠とひずみ伝達片を一緒に形成することができる。
Moreover, it is preferable that the strain detection sensor includes a reinforcing frame that surrounds the strain transmission piece to protect the sensor unit.
The reinforcing frame and the strain transmitting piece are preferably formed from the same material. In the case of the electroforming method, an arbitrary deposited shape can be formed, so that the reinforcing frame and the strain transmitting piece can be formed together.

本発明のひずみ感知センサは、小さく形成することができるので、対象部材の測定目的位置の極近傍に貼付することにより、正確にひずみ状況を感知することができる。また、安価に製作することができるので、測定対象部材に多数貼付して、密度の高いデータを取得するようにすることができる。
さらに、結果は取り付け現場で簡単に確認することができるので、非熟練作業者でも容易に正確な測定結果を収集することができ、的確な判断を得ることができる。
Since the strain sensing sensor of the present invention can be made small, it is possible to accurately sense the strain state by sticking it near the measurement target position of the target member. Further, since it can be manufactured at a low cost, a large number of data can be obtained by attaching a large number to the measurement target member.
Furthermore, since the results can be easily confirmed at the installation site, even unskilled workers can easily collect accurate measurement results and obtain accurate judgments.

また、センサは変換器等を要せず電気配線が不要なので、測定点を増加しても測定コストを大幅に増大させることなくひずみ状態を把握できる。また、回転する部材を測定するときも、スリップリングなどの特別な回路素子を使うことなく適用することができる。   Further, since the sensor does not require a converter and electrical wiring is not necessary, even if the number of measurement points is increased, the strain state can be grasped without significantly increasing the measurement cost. Also, when measuring a rotating member, it can be applied without using a special circuit element such as a slip ring.

本発明の第1実施例に係るひずみ感知センサの要部拡大図を伴う平面図である。It is a top view with the principal part enlarged view of the distortion | strain detection sensor which concerns on 1st Example of this invention. 第1実施例のひずみ伝達片の平面図である。It is a top view of the distortion | strain transmission piece of 1st Example. 第1実施例に使用するセンサ箔の平面図である。It is a top view of sensor foil used for the 1st example. 第1実施例のひずみ感知センサの概念的な断面図である。1 is a conceptual cross-sectional view of a strain sensor of a first embodiment. 第1実施例のひずみ感知センサの試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of the distortion | strain detection sensor of 1st Example. 第1実施例の別の態様の要部拡大図を伴う平面図である。It is a top view with the principal part enlarged view of another aspect of 1st Example. 第1実施例のさらに別の態様の平面図である。It is a top view of another mode of the 1st example. 本発明の第2実施例に係るひずみ感知センサの要部拡大図を伴う平面図である。It is a top view with the principal part enlarged view of the distortion | strain detection sensor which concerns on 2nd Example of this invention. 第2実施例のひずみ感知センサの概念的な断面図である。It is a conceptual sectional view of a strain sensing sensor of the 2nd example. 第2実施例の別の実施態様を示す要部拡大図を伴う平面図である。It is a top view with the principal part enlarged view which shows another embodiment of 2nd Example. 第2実施例のさらに別の実施態様を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of 2nd Example. 第2実施例のまた別の実施態様を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of 2nd Example. 第2実施例のさらに別の実施態様を示す要部拡大図を伴う平面図である。It is a top view with the principal part enlarged view which shows another embodiment of 2nd Example. 本発明の第3実施例に係るひずみ感知センサの平面図である。It is a top view of the distortion | strain detection sensor which concerns on 3rd Example of this invention. 第3実施例のひずみ感知センサの側面図である。It is a side view of the distortion | strain detection sensor of 3rd Example. 第3実施例の別の実施態様を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of 3rd Example. 第3実施例のさらに別の実施態様を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of 3rd Example. 第3実施例のまた別の実施態様を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of 3rd Example. 本発明の第4実施例に係るひずみ感知センサの平面図である。It is a top view of the distortion | strain detection sensor which concerns on 4th Example of this invention.

以下、本発明について実施例に基づき図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples with reference to the drawings.

図1は本発明の第1実施例に係るひずみ感知センサの要部拡大図を伴う平面図、図2はひずみ伝達片の平面図、図3はセンサ箔の平面図、図4は概念的な断面図、図5は試験結果を示すグラフ、図6は本実施例の別の態様の要部拡大図を伴う平面図、図7はさらに別の実施態様を示す平面図である。   1 is a plan view with an enlarged view of a main part of a strain sensing sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a strain transmitting piece, FIG. 3 is a plan view of a sensor foil, and FIG. FIG. 5 is a graph showing a test result, FIG. 6 is a plan view with an enlarged view of a main part of another aspect of the present embodiment, and FIG. 7 is a plan view showing still another embodiment.

本実施例のひずみ感知センサは、図1−4に表示するように、センサ箔1とひずみ伝達片2の間に絶縁膜3が介装された3層薄膜構造を有する。ひずみ感知センサは、薄膜基板4の上に固定して用いることが便利である。薄膜基板4は接着剤で測定対象部材5の表面に貼付され、測定対象部材5のひずみを忠実にひずみ感知センサに伝達する。   The strain sensing sensor of this embodiment has a three-layer thin film structure in which an insulating film 3 is interposed between a sensor foil 1 and a strain transmission piece 2 as shown in FIGS. The strain sensor is conveniently used by being fixed on the thin film substrate 4. The thin film substrate 4 is attached to the surface of the measurement target member 5 with an adhesive, and faithfully transmits the strain of the measurement target member 5 to the strain detection sensor.

図2に例示するように、ひずみ伝達片2はそれぞれ対になった短冊形の金属薄膜で形成される。1対のひずみ伝達片2は極く狭いギャップgを隔てて向かい合っており、他端はそれぞれひずみ感知センサの枠体6に接続されている。
枠体6は、ひずみ伝達片2と同じ厚さ、同じ材質で一体に形成され、それぞれがばらばらに分解しかねないひずみ伝達片2を互いに連結して正しい位置関係を保持させる機能を有する。また、枠体6はひずみ感知センサを薄膜基板4にスポット溶接などで固定するときに固定代として利用することもできる。
As illustrated in FIG. 2, the strain transmission pieces 2 are each formed of a pair of strip-shaped metal thin films. The pair of strain transmitting pieces 2 face each other with a very narrow gap g, and the other ends are connected to the frame body 6 of the strain sensing sensor.
The frame 6 is integrally formed of the same thickness and the same material as the strain transmitting piece 2 and has a function of maintaining the correct positional relationship by connecting the strain transmitting pieces 2 that can be disassembled separately. The frame 6 can also be used as a fixing allowance when the strain sensor is fixed to the thin film substrate 4 by spot welding or the like.

図3に例示するように、センサ箔1はひずみ伝達片2より薄い金属薄膜で、ひずみ伝達片2のギャップgの位置にブリッジ部8が来るように形成される。ブリッジ部8に隣接する部分9は、ひずみ伝達片2のひずみを正確にブリッジ部8に伝達する機能を有するもので、ひずみ伝達片2と同じ幅Wで形成され、さらに細い導線部を介して電極部10が形成される。センサ箔1は極めて薄い絶縁膜3を介してひずみ伝達片2に固定される。導線部は、電極部10に電線を半田付けする場合に、熱がブリッジ部8に悪影響を与えないようにするために設けられたものである。   As illustrated in FIG. 3, the sensor foil 1 is a metal thin film that is thinner than the strain transmission piece 2, and is formed so that the bridge portion 8 comes to the position of the gap g of the strain transmission piece 2. The portion 9 adjacent to the bridge portion 8 has a function of accurately transmitting the strain of the strain transmission piece 2 to the bridge portion 8 and is formed with the same width W as that of the strain transmission piece 2 and is further passed through a thin wire portion. The electrode part 10 is formed. The sensor foil 1 is fixed to the strain transmission piece 2 through an extremely thin insulating film 3. The conductor portion is provided in order to prevent heat from adversely affecting the bridge portion 8 when an electric wire is soldered to the electrode portion 10.

ブリッジ部8は、図1の拡大図に示すように、狭い幅dを持つ狭隘部を構成して、ひずみ伝達片2とブリッジ部8の断面積比に対応して応力集中させ、測定対象部材5に発生したひずみの大部分をブリッジ部8に集める効果を有する。
さらに、ブリッジ部8の中に形成される狭隘部は、測定対象部材の測定スパン中に発生したひずみ量を、ギャップgより短い狭隘部の部分に集中させることにより感度を高める効果も有する。
As shown in the enlarged view of FIG. 1, the bridge portion 8 forms a narrow portion having a narrow width d, stress is concentrated corresponding to the cross-sectional area ratio between the strain transmitting piece 2 and the bridge portion 8, and the member to be measured 5 has an effect of collecting most of the distortion generated in the bridge portion 8.
Furthermore, the narrow portion formed in the bridge portion 8 also has an effect of increasing sensitivity by concentrating the amount of strain generated during the measurement span of the measurement target member on the narrow portion shorter than the gap g.

本実施例のひずみ感知センサは、エッチングや電鋳法により形成することができる。
たとえば、図1に示したひずみ感知センサでは、ステンレススチールSUS304の50μm薄膜の上に厚さ18〜20μmのポリイミド膜を接着し、その上に18μmの銅箔を接着して、3層構造を形成する。その後、SUS薄膜とポリイミド膜をエッチングしてたとえば100μmのギャップを有する幅4mm、1対分の全長が160mmのひずみ伝達片2と枠体6の形を生成し、また反対方向から銅箔をエッチングしてひずみ感知するブリッジ部8や電極10などを含めたセンサ箔1の形状を形成する。
なお、センサ箔1の形状は、型抜きにより形成することもできる。
The strain sensing sensor of this embodiment can be formed by etching or electroforming.
For example, in the strain sensing sensor shown in FIG. 1, a polyimide film having a thickness of 18 to 20 μm is bonded onto a 50 μm thin film of stainless steel SUS304, and a 18 μm copper foil is bonded thereon to form a three-layer structure. To do. Thereafter, the SUS thin film and the polyimide film are etched to form a shape of the strain transmitting piece 2 and the frame 6 having a width of 4 mm having a gap of 100 μm and a total length of 160 mm, and etching the copper foil from the opposite direction. Thus, the shape of the sensor foil 1 including the bridge portion 8 and the electrode 10 for detecting strain is formed.
The shape of the sensor foil 1 can also be formed by die cutting.

さらに、ひずみ伝達片2側の面を薄膜基板4に接着することにより、センサのハンドリングを容易にし、センサを対象部材に簡単に適用できるようにし、かつ測定の再現性を向上させることができる。薄膜基板4をひずみ伝達片2と同じ金属で形成したときは、ひずみ伝達片2と薄膜基板4をスポット溶接で強固に接着することができる。薄膜基板4はプラスチックで形成してもよい。   Furthermore, by bonding the surface on the strain transmission piece 2 side to the thin film substrate 4, the handling of the sensor can be facilitated, the sensor can be easily applied to the target member, and the reproducibility of the measurement can be improved. When the thin film substrate 4 is formed of the same metal as the strain transmission piece 2, the strain transmission piece 2 and the thin film substrate 4 can be firmly bonded by spot welding. The thin film substrate 4 may be formed of plastic.

図1に示したひずみ感知センサは、たとえば幅17mm、長さ166mmの薄膜基板4の中に3個のセンサを包含するように形成することができ、極めて小さい。従って、部材の局所におけるひずみを感知することができる。
なお、センサ箔1は電鋳法により薄膜基板上に直接形成しても良い。電鋳法の形状再現性は極めて高いので、電鋳法による形状形成をしたセンサは正確な測定結果を得ることができる。
The strain sensing sensor shown in FIG. 1 can be formed to include three sensors in the thin film substrate 4 having a width of 17 mm and a length of 166 mm, for example, and is extremely small. Therefore, it is possible to sense the local strain of the member.
The sensor foil 1 may be directly formed on the thin film substrate by electroforming. Since the shape reproducibility of the electroforming method is extremely high, a sensor having a shape formed by the electroforming method can obtain an accurate measurement result.

なお、各薄膜の厚さや、薄膜層毎の形状、検出部のギャップ量などは、測定対象部材の感知したいひずみに応じて適当に設計される。
実際に、たとえば、ひずみ伝達片2、絶縁層3、センサ箔1の厚みを、それぞれ10μmから数100μmとしたものが多数の測定点に適用するものとして便利である。また、ギャップ量も測定の条件に応じて調整することができ、数10μmから数mmの値が用いられる。
さらに、ひずみ伝達片2をインバー、センサ箔1をニッケルで構成してもよい。ニッケルの特性や製造方法については、疲労センサの製造や使用により蓄積された技術を活用することができる。
In addition, the thickness of each thin film, the shape of each thin film layer, the gap amount of the detection unit, and the like are appropriately designed according to the strain to be sensed by the measurement target member.
Actually, for example, the thicknesses of the strain transmission piece 2, the insulating layer 3, and the sensor foil 1 that are 10 μm to several hundred μm are convenient for applying to a large number of measurement points. Further, the gap amount can also be adjusted according to the measurement conditions, and a value of several tens of μm to several mm is used.
Furthermore, the strain transmission piece 2 may be made of Invar and the sensor foil 1 may be made of nickel. Regarding the characteristics and manufacturing method of nickel, it is possible to utilize the technology accumulated by manufacturing and using a fatigue sensor.

ひずみ伝達片2はそれぞれ1カ所で測定対象部材5に固定され、測定スパンLが決められる。薄膜基板4は測定対象部材5の表面に堅く貼着されているので、たとえばスポット溶接7などによりひずみ伝達片2を薄膜基板4に固定することによって、実質的にひずみ伝達片2を測定対象部材5に固定することができる。
測定対象部材5が何らかの応力作用により伸縮すると、測定スパンLの部分に生じるひずみεはひずみ感知センサのひずみ伝達片2とセンサ箔1に分配される。分配率は材料のヤング率などに影響されるが、部品の断面積に関係する応力集中度に大きく影響され、測定スパンLに生じたひずみεの殆どがギャップgの位置にあるブリッジ部8のセンサ箔1に集中する。
Each of the strain transmission pieces 2 is fixed to the measurement target member 5 at one place, and the measurement span L is determined. Since the thin film substrate 4 is firmly adhered to the surface of the measurement target member 5, the strain transmission piece 2 is substantially fixed to the measurement target member by fixing the strain transmission piece 2 to the thin film substrate 4 by, for example, spot welding 7 or the like. 5 can be fixed.
When the measurement target member 5 expands or contracts due to some stress action, the strain ε generated in the portion of the measurement span L is distributed to the strain transmission piece 2 and the sensor foil 1 of the strain sensing sensor. The distribution ratio is influenced by the Young's modulus of the material, but is greatly influenced by the stress concentration related to the cross-sectional area of the part, and most of the strain ε generated in the measurement span L is the bridge portion 8 at the position of the gap g. Concentrate on the sensor foil 1.

したがって、(ひずみε×測定スパンL/ギャップg)がセンサ箔1のひずみ率となり、この値がセンサ箔1の破断ひずみεfを越えればセンサ箔1が破損する。そこで、センサ箔1が破損したときは、センサ箔1の破断ひずみεfに対応する測定対象部材5のひずみε0を算出することにより、測定対象部材5のひずみεが少なくとも対応ひずみε0を越えたことを感知することができる。なお、センサ箔1に狭隘部を形成したときは、実質的な検出長がさらに短くなり同じひずみεに対するひずみ率が大きくなって、検出がより容易になる。
本実施例のセンサ箔形状によれば、ひずみが狭隘部に集中するため実質的なひずみ率を増倍するため、破断ひずみεfがたとえば20%以下の材料であれば比較的容易に破断するように構成することができる。
Therefore, (strain ε × measurement span L / gap g) is the strain rate of the sensor foil 1, and if this value exceeds the breaking strain εf of the sensor foil 1, the sensor foil 1 is damaged. Therefore, when the sensor foil 1 is broken, by calculating the strain ε0 of the measurement target member 5 corresponding to the breaking strain εf of the sensor foil 1, the strain ε of the measurement target member 5 has exceeded at least the corresponding strain ε0. Can be detected. In addition, when a narrow part is formed in the sensor foil 1, the substantial detection length is further shortened, the strain rate for the same strain ε is increased, and the detection becomes easier.
According to the sensor foil shape of the present embodiment, since the strain concentrates in the narrow portion, the substantial strain rate is increased. Therefore, if the material has a breaking strain εf of 20% or less, it will break relatively easily. Can be configured.

ひずみ伝達片2のギャップgは極めて小さいため、センサ箔1の破断状態を目視で判断することが難しい場合がある。このような場合は、センサ箔1の端部に設けられた電極部10にテスターのプローブを接触して、電気的に簡単に検出することができる。また、電極部10に導線を半田付けし遠隔の計器に接続して、多数のセンサについて集中的に破断状況を把握するようにしてもよい。   Since the gap g of the strain transmission piece 2 is extremely small, it may be difficult to visually determine the breaking state of the sensor foil 1. In such a case, the probe of the tester can be brought into contact with the electrode portion 10 provided at the end of the sensor foil 1 to be easily detected electrically. Alternatively, a lead wire may be soldered to the electrode unit 10 and connected to a remote meter so that the rupture status of a large number of sensors can be grasped intensively.

破断ひずみεfは、センサ箔の材質、狭隘部の形状、サイズ、応力拡大係数K、亀裂の発生条件などにより変化するので、破断ひずみεfを調整することにより測定目標に適合するようにすることができる。
ただし、ひずみ伝達片2も応力を受けて歪むので、センサ箔1に伝達するひずみは断面積比などにより若干緩和される。そこで、正確な測定には、これらの緩和率を実験的に算出して補正することが必要である。
The breaking strain εf changes depending on the material of the sensor foil, the shape of the narrow portion, the size, the stress intensity factor K, the crack generation condition, and the like, so that the breaking strain εf may be adjusted to meet the measurement target. it can.
However, since the strain transmission piece 2 is also distorted by receiving stress, the strain transmitted to the sensor foil 1 is slightly relaxed by the cross-sectional area ratio or the like. Therefore, for accurate measurement, it is necessary to experimentally calculate and correct these relaxation rates.

本実施例のひずみ感知センサは、数mmから数100mmの測定スパンに発生する変位量をギャップ部に集中させてセンサ箔を破損させ、目視あるいはテスタなどの携帯型簡易計器により検出するので、従来と比較して極めて多数の計測点を設定して全体的に測定・診断することができる。
センサは長さ200mm以下の小型に形成され、測定には構造表面に貼付するだけでモニタと接続する配線などが不要であるので、測定点が増えても測定コストが膨大化するようなことはない。
In the strain sensing sensor of this embodiment, the displacement generated in the measurement span of several mm to several hundred mm is concentrated on the gap portion, the sensor foil is broken, and it is detected visually or by a portable simple instrument such as a tester. It is possible to set and measure a large number of measurement points compared to the above, and to measure and diagnose as a whole.
The sensor is formed in a small size with a length of 200 mm or less, and the measurement cost is enormous even if the number of measurement points is increased, because it is not necessary to connect to the monitor simply by sticking to the structure surface. Absent.

図5は、ひずみ感知センサの検出能を確認するために行った実験の結果を示すグラフである。
グラフは、横軸をひずみ感知センサのセンサ箔が破断するときの応力の理論値、縦軸をその実測値にとり、狭隘部の線幅dをパラメータとして実験結果をプロットしたものである。線幅が50μm,100μm,200μmの3ケースについて、測定対象部材に応力を生じさせて破断した時の応力を求めた。本実験では、測定スパンLを40mm,60mm,80mmと変えることにより、同じ線幅における破断応力を変えた。なお、線幅50μmではギャップ200μm、線幅100μmと200μmではギャップ100μmで試験している。
実験結果から、理論値と実測値はかなりよく一致しており、一定の制約下ではセンサとして使用できることが分かる。
FIG. 5 is a graph showing the results of an experiment conducted to confirm the detection ability of the strain sensing sensor.
In the graph, the experimental result is plotted with the horizontal axis as the theoretical value of stress when the sensor foil of the strain sensing sensor breaks, the vertical axis as the actual measurement value, and the line width d of the narrow portion as a parameter. For three cases with line widths of 50 μm, 100 μm, and 200 μm, the stress when the member to be measured was stressed and fractured was determined. In this experiment, the breaking stress at the same line width was changed by changing the measurement span L to 40 mm, 60 mm, and 80 mm. The test is conducted with a gap of 200 μm when the line width is 50 μm, and with a gap of 100 μm when the line widths are 100 μm and 200 μm.
From the experimental results, it can be seen that the theoretical value and the actually measured value are in good agreement, and can be used as a sensor under certain restrictions.

なお、図1に示された実施例では、1枚の薄膜基板4の上にひずみ感知センサが3個一緒に形成されているので、1度に3個の測定スパンを独立に設定することができる。このため、同じスパンを設定して測定確度を向上させることもできるし、3個の異なる条件下の測定をすることもできる。   In the embodiment shown in FIG. 1, since three strain sensing sensors are formed together on one thin film substrate 4, three measurement spans can be set independently at a time. it can. For this reason, the same span can be set to improve measurement accuracy, and measurement under three different conditions can be performed.

図6は、本実施例のひずみ感知センサの別の態様を説明する平面図である。
本態様のセンサは、1対のひずみ伝達片11の間にひずみ発生方向に沿ったギャップ部を設けて、このギャップを挟んでセンサ箔12の狭隘部13を配設したものである。
狭隘部13の局所ひずみが材料の破断伸びを越えると破断することに基づいて、測定対象部材に負荷されたひずみが閾値を越えたことを感知するものである。なお、ひずみ伝達片11とセンサ箔12の間に電気絶縁層を形成し、センサ箔12に形成された電極部14を介して電気的に感知するようにしてもよい。
図6に示すように、ブリッジを形成する狭隘部13を部材の伸び方向に傾けるようにすると、部材の伸びと縮みで狭隘部が伸長する場合と圧縮する場合に分かれて破損強度が異なるので、伸びと縮みで異なる感度を有するセンサになる。
なお、図6に示したセンサは、2個のセンサが点対称に配置されていて、二重測定により測定確度を向上させたものである。
FIG. 6 is a plan view for explaining another aspect of the strain sensing sensor of the present embodiment.
In the sensor of this aspect, a gap portion along the strain generation direction is provided between a pair of strain transmission pieces 11, and the narrow portion 13 of the sensor foil 12 is disposed with the gap interposed therebetween.
Based on the fact that the local strain of the narrow portion 13 breaks when it exceeds the breaking elongation of the material, it is detected that the strain applied to the member to be measured has exceeded the threshold value. In addition, an electrical insulating layer may be formed between the strain transmission piece 11 and the sensor foil 12 and electrically sensed via the electrode portion 14 formed on the sensor foil 12.
As shown in FIG. 6, when the narrow portion 13 forming the bridge is inclined in the direction in which the member extends, the damage strength differs depending on whether the narrow portion is expanded or contracted due to the expansion and contraction of the member. The sensor has different sensitivities depending on the expansion and contraction.
In the sensor shown in FIG. 6, two sensors are arranged point-symmetrically, and the measurement accuracy is improved by double measurement.

図7はさらに別の態様を示す平面図である。
ひずみ伝達片15がギャップ部17を挟んで対向し、センサ箔16がひずみ伝達片15の縁まで覆うのではなく少し内側に退いた形状に形成されている。したがって、ブリッジ18を形成する狭隘部は上記の各態様より長くなり、センサ箔16がひずみ伝達片15によく固着している場合でもひずみ率が緩和する可能性があるが、ブリッジ部18の破断状態はよく判定できる。
また、ブリッジ部18の最狭部における寸法精度は簡単に確保できるので、測定の再現性は向上する。
FIG. 7 is a plan view showing still another embodiment.
The strain transmitting pieces 15 are opposed to each other with the gap portion 17 interposed therebetween, and the sensor foil 16 is formed not to cover the edges of the strain transmitting pieces 15 but to be slightly retracted inward. Accordingly, the narrow portion forming the bridge 18 is longer than each of the above embodiments, and the strain rate may be relaxed even when the sensor foil 16 is firmly fixed to the strain transmitting piece 15. The state can be judged well.
Moreover, since the dimensional accuracy in the narrowest part of the bridge part 18 can be ensured easily, the reproducibility of the measurement is improved.

図8は本発明の第2実施例に係るひずみ感知センサの要部拡大図を伴う平面図、図9はその要部断面図、図10は本実施例の別の態様の要部拡大図を伴う平面図、図11,12,13は本実施例のさらに別の実施態様を示す平面図である。
第2実施例のひずみ感知センサは、ひずみ伝達片とセンサ箔が同じ材料から形成された1枚構造であることを特徴とする。
図8の平面図および図9の断面図を参照すると、1対のひずみ伝達片21がギャップ部22を挟んで対向配置し、周囲を枠体25で囲繞した金属薄膜でひずみ感知センサが形成される。
FIG. 8 is a plan view with an enlarged view of a main part of a strain sensing sensor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part, and FIG. 10 is an enlarged view of the main part of another aspect of the present embodiment. The accompanying plan views, FIGS. 11, 12, and 13, are plan views showing still another embodiment of the present embodiment.
The strain sensing sensor of the second embodiment is characterized in that it has a single structure in which the strain transmitting piece and the sensor foil are formed of the same material.
Referring to the plan view of FIG. 8 and the cross-sectional view of FIG. 9, a pair of strain transmission pieces 21 are arranged opposite to each other with the gap portion 22 interposed therebetween, and a strain sensing sensor is formed by a metal thin film surrounded by a frame body 25. The

ひずみ感知センサは、ひずみ伝達片21が自由に伸縮できるように枠体25を薄膜基板29に貼付して、ひずみ感知センサの取扱を容易にすると共に、測定対象部材30の表面に貼付したときに部品の位置が狂わないようにしてある。
ギャップ部22には、ブリッジ部24が形成される。ブリッジ部24は、ひずみ伝達片21の部分より肉厚が薄く、たとえばひずみ伝達片21の厚みが200μmであるのに対して20μmの厚さになるように形成される。
The strain sensor is attached to the thin film substrate 29 so that the strain transmitting piece 21 can freely expand and contract, thereby facilitating the handling of the strain sensor, and when attached to the surface of the measurement target member 30. The position of the parts is not upset.
A bridge portion 24 is formed in the gap portion 22. The bridge portion 24 is thinner than the portion of the strain transmission piece 21, and is formed to have a thickness of 20 μm, for example, while the thickness of the strain transmission piece 21 is 200 μm.

ブリッジ部24は、たとえば幅1mmのギャップ部に対して幅1mmの薄膜帯26で形成され、長さ方向中間部に幅の両側から刻まれた1対のスリット27が形成されている。スリット27は、たとえば加工限界の幅0.225mmで深さ0.4mmを持ち、スリットの先端が鋭角に形成されていて、所定の荷重より大きな荷重が掛かるとスリット先端から容易に亀裂が形成・成長して、残存部28が簡単に破断されるようになっている。なお、スリット27先端間の距離は0.2mmで、一旦破断が生じると残存部28は一挙に破断に至る。   The bridge portion 24 is formed of, for example, a thin film band 26 having a width of 1 mm with respect to a gap portion having a width of 1 mm, and a pair of slits 27 carved from both sides of the width are formed in the middle portion in the length direction. The slit 27 has, for example, a processing limit width of 0.225 mm and a depth of 0.4 mm. The slit tip is formed at an acute angle. When a load larger than a predetermined load is applied, a crack is easily formed from the slit tip. The remaining portion 28 is easily broken by growth. Note that the distance between the tips of the slits 27 is 0.2 mm, and once the fracture occurs, the remaining portion 28 is broken all at once.

ひずみ伝達片21とブリッジ部24、枠体25は、はじめに全面に金属を堆積させて肉の薄いブリッジ部24が堆積した後で、ブリッジ部24の部分にマスクを掛けて肉厚部分の電鋳を行う2段電鋳法により、正確に形成される。
なお、測定対象部材30に適用するときは、ひずみの測定範囲に応じて、測定スパンが所定の値になるように、ひずみ伝達片21の適当な位置をスポット溶接23で測定対象部材に固定する。
The strain transmitting piece 21, the bridge portion 24, and the frame body 25 are formed by depositing a metal on the entire surface and depositing a thin bridge portion 24, and then applying a mask to the bridge portion 24 to electrocast the thick portion. It is formed accurately by the two-stage electroforming method.
When applied to the measurement target member 30, an appropriate position of the strain transmission piece 21 is fixed to the measurement target member by spot welding 23 so that the measurement span becomes a predetermined value according to the strain measurement range. .

ブリッジ部24の最狭部であるスリット先端間の部分の断面積とひずみ伝達片21の断面積の比が大きいほど、ひずみ分配率がブリッジ部24に偏り、測定の感度が向上する。また、ギャップ部22の間隙幅と溶接位置23間の測定スパンとの比が大きいほどブリッジ部2にひずみが集中するので、測定対象部材に小さな応力が発生してもブリッジ部24が破断する可能性が高くなる。   As the ratio of the cross-sectional area of the portion between the slit tips, which is the narrowest part of the bridge portion 24, and the cross-sectional area of the strain transmitting piece 21 increases, the strain distribution rate is biased toward the bridge portion 24 and the measurement sensitivity improves. Further, since the strain concentrates on the bridge portion 2 as the ratio between the gap width of the gap portion 22 and the measurement span between the welding positions 23 increases, the bridge portion 24 can be broken even if a small stress occurs in the measurement target member. Increases nature.

ひずみ伝達片21、ブリッジ部24、枠体25は、ニッケル箔から形成されることが好ましい。ニッケルは疲労センサに多用されるので、センサとしての特性や製造方法についての技術蓄積が膨大で、これらの技術を活用することにより、目的に適合する正確なセンサの設計および製造が容易である。
なお、薄膜基板29は、熱膨張率が小さいインバーで形成することが推奨される。
The strain transmission piece 21, the bridge portion 24, and the frame body 25 are preferably formed from nickel foil. Since nickel is frequently used in fatigue sensors, there is a tremendous accumulation of technology regarding sensor characteristics and manufacturing methods. By utilizing these technologies, it is easy to design and manufacture an accurate sensor that meets the purpose.
Note that it is recommended that the thin film substrate 29 be formed of Invar having a small coefficient of thermal expansion.

図10は、本実施例の別の態様を示す図面で、図6と同様、1対のひずみ伝達片31の間にひずみ発生方向に沿ったギャップ部32を設けて、このギャップを挟んでブリッジ部33を配設したものである。ギャップ幅は約1mmとした。ひずみ感知センサは2段電鋳法を用いてたとえばニッケル金属で精密に形成することができ、たとえばインバー製の薄膜基板35に固定した形で使用に供される。   FIG. 10 is a diagram showing another aspect of the present embodiment. Like FIG. 6, a gap portion 32 is provided between the pair of strain transmission pieces 31 along the strain generation direction, and the bridge is sandwiched by sandwiching the gap. A portion 33 is provided. The gap width was about 1 mm. The strain sensor can be precisely formed of, for example, nickel metal using a two-stage electroforming method, and is used in a form fixed to a thin film substrate 35 made of Invar, for example.

ブリッジ部33は、ひずみ伝達片31と同じ材料からなり、厚さが20μmとひずみ伝達片31の約1/10になっていて、さらに加工精度を考えると加工限界に近い0.166mmなどの幅を持つ狭隘部34を有する。なお、このような狭隘部34を有するときは、測定対象部材に発生したひずみは実質的には狭隘部34の最狭部分、たとえば中央部の長さ約200μmの部分などに集中すると考えて、ブリッジ部33のひずみ率を大きく見積もってもよい。
ひずみ伝達片31の長さは2枚合わせて100mm余りあり、測定スパンは100mm以下の適当な値、たとえば約60mm,80mm,100mmという風に選択できる。
なお、これらの寸法は検出したいひずみ量に対応して変更することができる。
The bridge portion 33 is made of the same material as that of the strain transmission piece 31 and has a thickness of 20 μm, which is about 1/10 of the strain transmission piece 31, and a width such as 0.166 mm that is close to the processing limit in consideration of processing accuracy. A narrow portion 34 having In addition, when it has such a narrow part 34, it thinks that the distortion which generate | occur | produced in the to-be-measured member is concentrated on the narrowest part of the narrow part 34 substantially, for example, the part of about 200 micrometers in length, etc., The distortion rate of the bridge portion 33 may be greatly estimated.
The total length of the two strain transmitting pieces 31 is about 100 mm, and the measurement span can be selected to an appropriate value of 100 mm or less, for example, about 60 mm, 80 mm, or 100 mm.
These dimensions can be changed according to the amount of strain to be detected.

ひずみ伝達片31のスポット溶接位置によって決まる測定スパンに生じるひずみと等量だけ、2つのひずみ伝達片31が互いに反対方向に移動するので、ブリッジ部33にせん断力が働き、狭隘部34の局所ひずみが材料の破断伸びを越えると狭隘部34が破断する。
狭隘部34の破断に基づいて、測定対象部材に負荷されたひずみが閾値を越えたことを感知する。破断は目視で確認することができる。
Since the two strain transmission pieces 31 move in the opposite directions by the same amount as the strain generated in the measurement span determined by the spot welding position of the strain transmission piece 31, the shear force acts on the bridge portion 33, and the local strain of the narrow portion 34. Exceeds the breaking elongation of the material, the narrow portion 34 is broken.
Based on the breakage of the narrow portion 34, it is sensed that the strain applied to the member to be measured has exceeded a threshold value. Breakage can be confirmed visually.

図11と図12は、本実施例のさらに別の態様を示す平面図である。
図11の態様は、ひずみ伝達片に一体に形成された狭隘部が伸長して破断することにより測定対象部材のひずみを感知するもので、図面では伸長と圧縮の2つの方向のひずみを測定できるように複合されたセンサが表わされている。
11 and 12 are plan views showing still another aspect of the present embodiment.
The embodiment of FIG. 11 senses the strain of the member to be measured when the narrow portion formed integrally with the strain transmitting piece extends and breaks. In the drawing, the strain in two directions of extension and compression can be measured. Thus, a combined sensor is represented.

図面上側のセンサは伸長方向のひずみを感知するもので、ひずみ伝達片36のほぼ中央部に狭隘部37が形成されていて、狭隘部37を挟んだ固定位置41でスポット溶接などを用いて測定対象部材に固定して測定する。測定スパン間に発生するひずみは狭隘部37に集中して狭隘部37の変形比率が拡大され、局所ひずみが狭隘部の破断伸びを越えると破断するので、測定対象部材に狭隘部の破断伸びに対応するひずみが生じたことが分かる。一方、狭隘部37の圧縮に対する抵抗力は大きいので、測定対象部材が圧縮する方向に歪んでも狭隘部37はなかなか破損しない。なお、狭隘部37は、厚さを減じて応力拡大係数を大きくすることにより感度をさらに向上させることができる。   The sensor on the upper side of the drawing senses strain in the extension direction, and a narrow portion 37 is formed at substantially the center of the strain transmitting piece 36, and is measured by spot welding or the like at a fixed position 41 sandwiching the narrow portion 37. Fix to the target member and measure. The strain generated between the measurement spans is concentrated on the narrow portion 37, the deformation ratio of the narrow portion 37 is enlarged, and the fracture occurs when the local strain exceeds the breaking elongation of the narrow portion. It can be seen that the corresponding strain has occurred. On the other hand, since the resistance force to the compression of the narrow portion 37 is large, the narrow portion 37 is not easily damaged even if the measurement target member is distorted in the compressing direction. The narrow portion 37 can be further improved in sensitivity by reducing the thickness and increasing the stress intensity factor.

図面下側のセンサは、圧縮方向のひずみを感知するもので、一方のひずみ伝達片38の他端で狭隘部40を介して折り返すようにもう一方のひずみ伝達片39が設けられていて、2個のひずみ伝達片38,39のそれぞれを測定対象部材にスポット溶接などで固定すると、固定位置42の間の測定スパンにおいて圧縮する方向のひずみが発生したときに狭隘部40が伸長して、限界を超えたときに破断するようになっている。この場合は、測定スパンが延びる方向に歪む場合には狭隘部40が圧縮応力を受けるので破損しにくく、ひずみの感知ができない。
こうして、2つのセンサが分担して圧縮方向と伸長方向のひずみを監視するので、これらを1枚の薄膜基板43に並置して機能を複合し、両方向のひずみ感知センサとすることができる。
The sensor on the lower side of the drawing senses strain in the compression direction. The other strain transmission piece 39 is provided at the other end of one strain transmission piece 38 so as to be folded back through the narrow portion 40. When each of the strain transmitting pieces 38 and 39 is fixed to the measurement target member by spot welding or the like, the narrow portion 40 expands when strain in the compressing direction occurs in the measurement span between the fixed positions 42, and the limit is reached. When it exceeds, it will break. In this case, when the measurement span is distorted in the extending direction, the narrow portion 40 is subjected to compressive stress, so that it is not easily damaged and the strain cannot be sensed.
In this way, since the two sensors share the strain in the compression direction and the extension direction, they are juxtaposed on one thin film substrate 43 to combine the functions, thereby forming a strain detection sensor in both directions.

図12の態様のセンサは、1対のひずみ伝達片44,45の間にひずみ発生方向に沿ったギャップ部46を設けて、このギャップを挟んでブリッジ部47を配設したものである。ブリッジ部47は2段電鋳法により伝達片44,45と一体に形成される。
図12に示すように、ブリッジ部47を測定対象部材の伸び方向に傾けるように形成すると、部材の伸びで狭隘部が伸長する場合には感知能力が高いが部材の圧縮で圧縮する場合は破損しにくく感知能力が劣るので、傾きを逆にした1対のブリッジ部47を形成して、両方向共にひずみが閾値を越えたことを感知できるようにしたものである。
The sensor of the embodiment of FIG. 12 is provided with a gap portion 46 along a strain generation direction between a pair of strain transmission pieces 44 and 45, and a bridge portion 47 disposed with the gap interposed therebetween. The bridge portion 47 is formed integrally with the transmission pieces 44 and 45 by a two-stage electroforming method.
As shown in FIG. 12, when the bridge portion 47 is formed so as to be inclined in the extending direction of the member to be measured, the sensing ability is high when the narrow portion is extended by the extension of the member, but it is broken when the member is compressed by the compression of the member. Since it is difficult to perform and the sensing ability is inferior, a pair of bridge portions 47 having opposite inclinations are formed so that it can sense that the strain exceeds the threshold value in both directions.

図13は、本実施例のさらに別の態様を説明する平面図である。
本図の態様は、ひずみ伝達片48,49の間に形成されるギャップ部50がひずみの検出方向に対して傾きを持つことを特徴とする。ブリッジ部51はギャップ部50に垂直に形成されるため、ひずみの方向に対して角度を持ち、ブリッジ部51の狭隘部はせん断破断をするので破断しやすく、感知感度が向上する。
FIG. 13 is a plan view illustrating still another aspect of the present embodiment.
The aspect of this figure is characterized in that the gap portion 50 formed between the strain transmission pieces 48 and 49 has an inclination with respect to the strain detection direction. Since the bridge portion 51 is formed perpendicular to the gap portion 50, the bridge portion 51 has an angle with respect to the direction of strain, and the narrow portion of the bridge portion 51 is easily broken because it is sheared, thereby improving the sensing sensitivity.

図14は本発明の第3実施例に係るひずみ感知センサの平面図、図15はその側面図、図16−18は別の実施態様を示す平面図である。
本実施例のひずみ感知センサは、狭隘部を有するセンサ箔が、ひずみ伝達片と異なる金属で直接ひずみ伝達片表面に形成されることを特徴とする。
図14と図15から、本実施例のひずみ感知センサは、1対のひずみ伝達片52の間に形成されるギャップ部にセンサ箔53を渡して、その中央部に両縁側からスリットを設けて狭隘な残存部を残すようにしたひずみ感知部54を備えたものを薄膜基板55に固定したものである。ひずみ伝達片52の適当な位置56でスポット溶接などの方法により測定対象部材に固定して測定スパンを決定する。
14 is a plan view of a strain sensor according to a third embodiment of the present invention, FIG. 15 is a side view thereof, and FIGS. 16-18 are plan views showing other embodiments.
The strain sensing sensor of the present embodiment is characterized in that a sensor foil having a narrow portion is formed directly on the surface of the strain transmission piece with a metal different from the strain transmission piece.
14 and 15, the strain sensing sensor of the present embodiment has a sensor foil 53 passed through a gap formed between a pair of strain transmitting pieces 52, and a slit is provided at the center from both edges. What is provided with the strain sensing part 54 so as to leave a narrow remaining part is fixed to the thin film substrate 55. A measurement span is determined by fixing the strain transmission piece 52 to a measurement target member by a method such as spot welding at an appropriate position 56.

測定スパン間の部材のひずみがひずみ感知部54に集中して、センサ箔53の破断ひずみを越えるとひずみ感知部54で破断する。センサ箔53の破断を目視で確認することにより、測定対象部材が予め設定したひずみ閾値を越えたか否かを推定することができる。
なお、ひずみ伝達片52に対するセンサ箔53の層厚比が大きいほど、応力集中率が高くなり、ひずみがセンサ箔に大きく配分されて狭隘部で破断し易くなる。
ひずみ感知部54に応力が作用すると、スリット先端の片方あるいは両方に2本の小さい亀裂が発生して変形帯を形成し、両側の変形帯が徐々に進展してやがて合体し破断に至る。
When the strain of the member between the measurement spans concentrates on the strain sensing unit 54 and exceeds the breaking strain of the sensor foil 53, the strain sensing unit 54 breaks. By visually confirming the breakage of the sensor foil 53, it can be estimated whether or not the measurement target member has exceeded a preset strain threshold.
Note that the greater the layer thickness ratio of the sensor foil 53 to the strain transmitting piece 52, the higher the stress concentration rate, and the greater the strain is distributed to the sensor foil, the easier it is to break at the narrow portion.
When stress is applied to the strain sensing portion 54, two small cracks are generated at one or both ends of the slit to form a deformation band, and the deformation bands on both sides gradually develop and eventually merge to reach a fracture.

図16の実施態様は、1対のひずみ伝達片57の間にひずみ方向に形成されたギャップ部58を跨いでセンサ箔59が配置され、センサ箔59のギャップ部58の位置に狭隘部60を形成したものである。狭隘部60は測定対象部材のひずみ量に応じて発生するせん断力によって破断するので、測定対象部材に予め決めた閾値を越えるひずみが発生したか否かを判定することができる。   In the embodiment of FIG. 16, the sensor foil 59 is disposed across the gap portion 58 formed in the strain direction between the pair of strain transmission pieces 57, and the narrow portion 60 is disposed at the position of the gap portion 58 of the sensor foil 59. Formed. Since the narrow portion 60 is broken by a shearing force generated according to the amount of strain of the measurement target member, it can be determined whether or not a strain exceeding a predetermined threshold has occurred in the measurement target member.

図17の実施態様は、ひずみ伝達片61の間に形成されるギャップ部が鍵の手に曲がって、曲がり込んだ位置に形成されたセンサ箔62のブリッジ部63がひずみ伝達片61の固定部65が縮まる方向に移動するときに感度を有するように構成されたものである。ブリッジ部63におけるひずみ検出部は引張り方向に応力が作用したときに破断に至るように、断面積が条件に適合するように選択されている。中央部に切り欠きを設けて破断を誘引するようにしても良い。
ひずみ感知センサは薄膜基板64の上に固定された状態で利用に供される。
In the embodiment of FIG. 17, the gap portion formed between the strain transmission pieces 61 is bent by the hand of the key, and the bridge portion 63 of the sensor foil 62 formed at the bent position is the fixed portion of the strain transmission piece 61. 65 is configured to have sensitivity when moving in the direction of contraction. The strain detection part in the bridge part 63 is selected so that the cross-sectional area matches the conditions so that the fracture occurs when stress is applied in the tensile direction. A cutout may be provided in the center to induce breakage.
The strain sensor is used while being fixed on the thin film substrate 64.

図18の実施態様は、1対のひずみ伝達片66が幅の中心線に沿ってギャップ68を形成し、このギャップ68を跨ぐ狭隘部を持ったセンサ箔67が設けられ、薄膜基板69に固定されたものである。センサ箔67の狭隘部は、伸長方向に引張られたときに破断しやすく、圧縮方向に押圧されたときには座屈しにくい。
このひずみ感知センサは、たとえば回転軸71の表面にギャップ68が軸方向に来るように置いて、ひずみ伝達片66の端部70を回転軸71に固定して用いる。回転装置を運転したときに、狭隘部の伸長方向に発生する捻れひずみが予め決めた閾値を越えていなかったかを感知することができる。
なお、反対方向の捻れひずみに対しては感度が低く、感知が難しい。
In the embodiment of FIG. 18, a pair of strain transmitting pieces 66 forms a gap 68 along the center line of the width, and a sensor foil 67 having a narrow portion straddling the gap 68 is provided and fixed to the thin film substrate 69. It has been done. The narrow portion of the sensor foil 67 is easily broken when pulled in the extension direction, and is not easily buckled when pressed in the compression direction.
This strain sensing sensor is used with the end portion 70 of the strain transmitting piece 66 fixed to the rotating shaft 71 with the gap 68 in the axial direction on the surface of the rotating shaft 71, for example. When the rotating device is operated, it can be detected whether the torsional strain generated in the extending direction of the narrow portion has exceeded a predetermined threshold.
It should be noted that the sensitivity to the torsional strain in the opposite direction is low and difficult to detect.

図19は本発明の第4実施例に係るひずみ感知センサの平面図である。
本実施例のひずみ感知センサは、測定対象部材のひずみが無くなった後にヒステリシスによりセンサ部品に残った残留ひずみを拡大して示すようにして、ひずみ履歴を推定するものである。センサ部品は破断には至らないが、変形することにより測定対象部材のひずみを感知することができる。
本実施例のひずみ感知センサは、ひずみ伝達片81を形成する金属薄膜をエッチングして、あるいは電鋳法などにより堆積して、整形される単層型センサである。なお、図18には表記を省略したが、ひずみ感知センサは、上記説明した各実施例のセンサと同様、薄膜基板に固定することにより、部品の位置関係を正しく維持しやすくすることが好ましい。
FIG. 19 is a plan view of a strain sensing sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
The strain sensing sensor of this embodiment estimates the strain history by enlarging and showing the residual strain remaining in the sensor component due to hysteresis after the strain of the measurement target member disappears. Although the sensor component does not break, it is possible to sense the strain of the measurement target member by deformation.
The strain sensing sensor of the present embodiment is a single layer type sensor that is shaped by etching a metal thin film forming the strain transmitting piece 81 or depositing it by an electroforming method or the like. Although not shown in FIG. 18, it is preferable that the strain detection sensor is fixed to the thin film substrate in the same manner as the sensors of the above-described embodiments so that the positional relationship between the components is easily maintained correctly.

ひずみ伝達片81は、図19に示すように、ひずみを伝達する柱部82とひずみを拡大して示す機能を有するてこ部83および枠体84を備えている。てこ部83の根本側端部と枠体84の間に狭隘化されたヒンジ部86、てこ部83の根本側端部の近傍に柱部82の先端と連結する狭隘部85が形成されている。ヒンジ部86狭隘部85は幅を狭化して柔軟性を付与し、さらに狭隘部85は厚さを小さくして応力集中率を増大することが好ましい。
柱部82の根本を測定対象部材の表面に固定し、てこ部83のヒンジ部86近傍の枠体部分を測定対象部材の表面に固定する。
As shown in FIG. 19, the strain transmission piece 81 includes a column portion 82 that transmits strain, and a lever portion 83 and a frame body 84 that have a function of enlarging the strain. A narrowed hinge portion 86 is formed between the base end portion of the lever portion 83 and the frame body 84, and a narrow portion 85 connected to the tip end of the column portion 82 is formed in the vicinity of the root side end portion of the lever portion 83. . It is preferable that the narrowed portion 85 of the hinge portion 86 is narrowed to give flexibility, and the narrowed portion 85 is further reduced in thickness to increase the stress concentration rate.
The base of the column portion 82 is fixed to the surface of the measurement target member, and the frame portion near the hinge portion 86 of the lever portion 83 is fixed to the surface of the measurement target member.

ひずみ感知センサを固定した測定対象装置を運転する間に、柱部82根本の固定位置87とてこ部83根本の固定位置88の間の測定スパンLが伸びると、てこ部83は狭隘部85を介して柱部82に引張られるので、ヒンジ部86を支点として回動し先端部が下方に傾く。測定対象装置の運転が終わると測定スパンLは元に戻るが、狭隘部85はヒステリシスを持つので変形量に応じた残留変形を残す。したがって、てこ部83の先端は元の位置に戻らず、最大ひずみ量に応じた偏倚角を示す。そこで、残留偏倚角を測定することにより、運転中に測定スパンLに生じたひずみを推定することができる。   When the measurement span L between the fixed position 87 of the pillar portion 82 and the fixed position 88 of the lever portion 83 is extended while the measurement target device having the strain sensor is fixed, the lever portion 83 moves the narrow portion 85. Since it is pulled by the column part 82 via the hinge part 86, it rotates with the hinge part 86 as a fulcrum, and the front-end | tip part inclines below. When the operation of the device to be measured is finished, the measurement span L returns to the original state, but the narrow portion 85 has hysteresis, so that residual deformation corresponding to the deformation amount remains. Therefore, the tip of the lever portion 83 does not return to the original position, and shows a deflection angle corresponding to the maximum strain amount. Therefore, by measuring the residual deflection angle, it is possible to estimate the strain generated in the measurement span L during operation.

以上詳細に説明した通り、本発明のひずみ感知センサを測定対象部材の表面に固定してから、対象装置を運転させることにより、運転中に対象部材に発生したひずみの大きさを推定することができる。
本発明のひずみ感知センサは、薄くて小型なセンサシートの形で供給することができ、狭い表面にも容易に適用することができる。また、感知結果は目視、あるいはテスタなどで簡単に知ることができる。したがって、適用や測定のコストは従来より大きく減少し、装置に対して解析に十分な多数の測定箇所を設定しても過大な費用を要しない。
As described above in detail, it is possible to estimate the magnitude of strain generated in the target member during operation by fixing the strain sensing sensor of the present invention to the surface of the measurement target member and then operating the target device. it can.
The strain sensor of the present invention can be supplied in the form of a thin and small sensor sheet, and can be easily applied to narrow surfaces. Also, the sensing result can be easily known visually or by a tester. Therefore, the cost of application and measurement is greatly reduced as compared with the prior art, and even if a large number of measurement points sufficient for analysis are set for the apparatus, no excessive cost is required.

1 センサ箔
2 ひずみ伝達片
3 絶縁膜
4 薄膜基板
5 測定対象部材
6 枠体
7 スポット溶接部
8 ブリッジ部
9 ブリッジ部に隣接する部分
10 電極部
11 ひずみ伝達片
12 センサ箔
13 ブリッジ部
14 電極部
15 ひずみ伝達片
16 センサ箔
17 ギャップ部
18 ブリッジ部
21 ひずみ伝達片
22 ギャップ部
23 スポット溶接部
24 ブリッジ部
25 枠体
26 ブリッジ部薄膜帯
27 スリット
28 残存部
29 薄膜基板
30 測定対象部材
31 ひずみ伝達片
32 ギャップ部
33 ブリッジ部
34 狭隘部
35 薄膜基板
36 ひずみ伝達片
37 狭隘部
38,39 ひずみ伝達片
40 狭隘部
41,42 スポット溶接固定位置
43 薄膜基板
44,45 ひずみ伝達片
46 ギャップ部
47 ブリッジ部
48,49 ひずみ伝達片
50 ギャップ部
51 ブリッジ部
52 ひずみ伝達片
53 センサ箔
54 ひずみ感知部
55 薄膜基板
56 固定位置
57 ひずみ伝達片
58 ギャップ部
59 センサ箔
60 ブリッジ部
61 ひずみ伝達片
62 センサ箔
63 ブリッジ部
64 薄膜基板
65 固定部
66 ひずみ伝達片
68 ギャップ
67 センサ箔
69 薄膜基板
70 固定端部
71 回転軸
81 ひずみ伝達片
82 柱部
83 てこ部
84 枠体
85 狭隘部
86 ヒンジ部
87,88 固定位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor foil 2 Strain transmission piece 3 Insulating film 4 Thin film substrate 5 Measuring object 6 Frame 7 Spot welding part 8 Bridge part 9 The part adjacent to a bridge part 10 Electrode part 11 Strain transmission piece 12 Sensor foil 13 Bridge part 14 Electrode part DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Strain transmission piece 16 Sensor foil 17 Gap part 18 Bridge part 21 Strain transmission piece 22 Gap part 23 Spot weld part 24 Bridge part 25 Frame body 26 Bridge part thin film band 27 Slit 28 Remaining part 29 Thin film substrate 30 Measuring object 31 Strain transmission Piece 32 Gap portion 33 Bridge portion 34 Narrow portion 35 Thin film substrate 36 Strain transmitting piece 37 Narrow portion 38, 39 Strain transmitting piece 40 Narrow portion 41, 42 Spot welding fixing position 43 Thin film substrate 44, 45 Strain transmitting piece 46 Gap portion 47 Bridge 48, 49 Strain transmission Piece 50 Gap portion 51 Bridge portion 52 Strain transmission piece 53 Sensor foil 54 Strain sensing portion 55 Thin film substrate 56 Fixed position 57 Strain transmission piece 58 Gap portion 59 Sensor foil 60 Bridge portion 61 Strain transmission piece 62 Sensor foil 63 Bridge portion 64 Thin film substrate 65 Fixed portion 66 Strain transmitting piece 68 Gap 67 Sensor foil 69 Thin film substrate 70 Fixed end portion 71 Rotating shaft 81 Strain transmitting piece 82 Column portion 83 Lever portion 84 Frame body 85 Narrow portion 86 Hinge portion 87, 88 Fixed position

Claims (11)

薄膜基板と少なくとも1対のひずみ伝達片と絶縁膜とセンサ箔からなり、該薄膜基板は測定対象に貼付されて該測定対象と共に歪むもので、前記ひずみ伝達片は該薄膜基板上に形成されそれぞれ一端が該薄膜基板に固定されて測定スパンが決められ、前記絶縁膜は前記ひずみ伝達片と前記センサ箔との間に配置され、前記センサ箔と前記ひずみ伝達片は前記絶縁膜を介して貼付され、前記センサ箔は電気良導体でなり断面積が前記ひずみ伝達片より小さいブリッジ部が前記対になったひずみ伝達片のギャップの間に渡されるように形成され、前記測定スパンの間のひずみが前記センサ箔に集中して該センサ箔の破断ひずみを超えると該センサ箔が破断することにより前記測定対象のひずみが所定のひずみを超えたことを検知するもので、前記センサ箔の破断が電気的に検出できることを特徴とするひずみ感知センサ。 The thin film substrate includes at least one pair of strain transmission pieces, an insulating film, and a sensor foil. The thin film substrate is attached to the measurement target and is distorted together with the measurement target. The strain transmission pieces are formed on the thin film substrate. One end is fixed to the thin film substrate to determine the measurement span, the insulating film is disposed between the strain transmitting piece and the sensor foil, and the sensor foil and the strain transmitting piece are attached via the insulating film. The sensor foil is formed of a good electric conductor and has a cross-sectional area smaller than the strain transmitting piece so as to be passed between the gaps of the pair of strain transmitting pieces, and the strain between the measurement spans is reduced. When the sensor foil concentrates on the sensor foil and exceeds the breaking strain of the sensor foil, the sensor foil breaks to detect that the strain to be measured exceeds a predetermined strain, Strain detecting sensor, characterized in that the breaking of the capacitors foil can be electrically detected. 前記ブリッジ部が、前記ひずみ伝達片の幅より狭い幅を持つ部分を有することを特徴とする請求項1記載のひずみ感知センサ。 The strain sensing sensor according to claim 1, wherein the bridge portion has a portion having a width narrower than a width of the strain transmitting piece. 前記絶縁膜は、前記センサ箔の前記ブリッジ部を除く略全面を覆う範囲に拡がることを特徴とする請求項1又は2に記載のひずみ感知センサ。 3. The strain sensor according to claim 1, wherein the insulating film extends in a range covering substantially the entire surface of the sensor foil excluding the bridge portion. 前記1対のひずみ伝達片がひずみの検出方向に沿った方向に並んで配置され、前記センサ箔は該ひずみ伝達片が相互に離れる方向に歪むひずみを検知することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 The pair of strain transmission pieces are arranged side by side in a direction along a strain detection direction, and the sensor foil detects a strain in which the strain transmission pieces are distorted in a direction away from each other. 4. The strain sensing sensor according to any one of 3 above. 前記1対のひずみ伝達片がひずみの検出方向に垂直の方向に並んで配置され、前記センサ箔は該ひずみ伝達片が相互にずれる方向に歪むひずみを検知することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 The pair of strain transmission pieces are arranged side by side in a direction perpendicular to a strain detection direction, and the sensor foil detects a strain distorted in a direction in which the strain transmission pieces are displaced from each other. 4. The strain sensing sensor according to any one of 3 above. 前記センサ箔は前記ひずみ伝達片の応力を集中して応力拡大する形状を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 6. The strain sensing sensor according to claim 1, wherein the sensor foil has a shape that concentrates the stress of the strain transmitting piece and expands the stress. 7. 前記センサ箔が前記ひずみ伝達片の上まで広がって電極を形成することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 The strain sensing sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the sensor foil extends over the strain transmitting piece to form an electrode. 前記センサ箔は破断ひずみが20%以下の材料で形成されることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 The strain sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the sensor foil is made of a material having a breaking strain of 20% or less. 前記薄膜基板がインバーで形成され、前記センサ箔がニッケルで形成されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 The strain sensing sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the thin film substrate is formed of invar and the sensor foil is formed of nickel. 前記ひずみ伝達片は該ひずみ伝達片を囲繞し該ひずみ伝達片の一部が接続する補強枠を備え、該ひずみ伝達片と該補強枠は同じ1枚の薄膜材料から形成されることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 The strain transmitting piece includes a reinforcing frame that surrounds the strain transmitting piece and to which a part of the strain transmitting piece is connected, and the strain transmitting piece and the reinforcing frame are formed of the same thin film material. The strain sensing sensor according to any one of claims 1 to 9. 前記ひずみ伝達片は電鋳法、エッチング、型抜き法のいずれかで形成されることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のひずみ感知センサ。 11. The strain sensing sensor according to claim 1, wherein the strain transmitting piece is formed by any one of an electroforming method, an etching method, and a die cutting method.
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