JP7001008B2 - ひずみセンサ、および引張特性測定方法 - Google Patents
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Description
図1は、この例にかかるひずみセンサの概略図である。図1(A)は、平面図であり、図1(B)は、図1(A)に示すA-A線部の断面図である。この例にかかるひずみセンサ1は、図1に示すように、ベース板10、センサ素子20、センサカバー30、回路カバー40、出力回路50、および出力ケーブル60を備えている。
出力電圧V=Q×コンデンサCfの容量
である。コンデンサCfには、センサ素子20で発生した電荷(当該センサ素子20のひずみ量に応じて発生した電荷)がチャージされる。すなわち。出力回路50は、センサ素子20のひずみ量に応じた電圧を出力する。
この例にかかるひずみセンサ1は、図4に示すように、接着剤を用いて、ひずみを検出する検出対象部材に貼り付けて使用する。ひずみセンサ1は、ベース板10のセンサ素子20、および回路カバー40が設けられていない面(ここでは、取付面と言う。)を検出対象部材に貼り付ける。取付面は、積層面に対向する面である。検出対象部材は、構造物である橋梁の鋼材や、構造物であるビルの壁面、ロボットのアーム等である。
E=F/ε・・・(1)
である。Fは、応力である。
F1=Xε1、F2=Yε2・・・(2)
である。F1は、検出対象部材に作用した応力であり、F2は、ベース板10に作用した応力である。ε1は、検出対象部材のひずみであり、ε2は、ベース板10のひずみである。
ε2=ε1×(X/Y)・・・(3)
になる。ここで、X<Yであることから、0<(X/Y)<1である。したがって、ベース板10のひずみε2は、検出対象部材のひずみε1よりも小さくなる。
図6は、別の例にかかるひずみセンサを示す平面図(図1(A)に相当する図)である。この例にかかるひずみセンサ1は、チャック部10a、10bに中心線11a、11bをマーキングした点で、上記の例と異なっている。中心線11a、11bは、ひずみセンサ1の長手方向に延びる線であり、ひずみセンサ1の幅方向の略中心にマーキングしている。
<付記>
フィルム状に形成されたセンサ素子(20)が、板状のベース板(10)の一方の面に積層され、
また、前記センサ素子(20)が、当該センサ素子(20)の出力に応じた信号を出力する出力回路に電気的に接続されたひずみセンサ(1)であって、
前記センサ素子(20)は、
圧電フィルム(21)と、この圧電フィルム(21)の両面に積層された電極(22a、22b)とを有し、
前記電極(22a、22b)に接続された出力ライン(24a、24b)によって、前記出力回路(50)に電気的に接続され、
前記ベース板(10)は、前記一方の面を、積層されている前記センサ素子(20)が外側にはみ出さない大きさに形成したものであり、さらに、前記一方の面に平行である引っ張り方向における両端部に、前記センサ素子(20)が積層されていないチャック部(10a、10b)を有する、ひずみセンサ(1)。
10…ベース板
10a、10b…チャック部
11a、11b…中心線
20…センサ素子
21…圧電フィルム
22a、22b…電極
23a、23b…保護膜
24a、24b…出力ライン
30…センサカバー
40…回路カバー
41…樹脂
50、50a~50f…出力回路
51…収納ケース
52…接続ケーブル
60…出力ケーブル
80…測定器
81…上端保持部
82…下端保持部
83…スライド部材
Claims (6)
- フィルム状に形成されたセンサ素子が、板状のベース板の一方の面に積層され、
また、前記センサ素子が、当該センサ素子の出力に応じた信号を出力する出力回路に電気的に接続され、
前記出力回路は、前記ベース板の前記一方の面に取り付けられている、ひずみセンサであって、
前記センサ素子は、
圧電フィルムと、この圧電フィルムの両面に積層された電極とを有し、
前記電極に接続された出力ラインによって、前記出力回路に電気的に接続され、
前記ベース板は、前記一方の面を、積層されている前記センサ素子が外側にはみ出さない大きさに形成したものであり、さらに、前記一方の面に平行である引っ張り方向における両端部に、前記センサ素子が積層されていないチャック部を有し、
さらに、前記ベース板には、前記出力回路を覆う回路カバーが設けられている、ひずみセンサ。 - 前記出力回路は、前記センサ素子の出力を増幅して出力するアンプ回路である、請求項1に記載のひずみセンサ。
- 前記回路カバーの内部には、樹脂を充填している、請求項1、または2に記載のひずみセンサ。
- 前記引っ張り方向の一方の側から、前記チャック部、前記センサ素子、前記回路カバー、および前記チャック部が、この順番に並んでいる、請求項1~3のいずれかに記載のひずみセンサ。
- 請求項1~4のいずれかに記載のひずみセンサについて、前記センサ素子の前記圧電フィルムの厚さ方向に直交する方向の特性を測定する引張特性測定方法であって、
前記ベース板の両端部に形成されている前記チャック部を保持し、前記ベース板を長手方向に引っ張る引張力の大きさを変化させながら、前記ひずみセンサの出力を計測する、引張特性測定方法。 - フィルム状に形成されたセンサ素子が、板状のベース板の一方の面に積層され、
また、前記センサ素子が、当該センサ素子の出力に応じた信号を出力する出力回路に電気的に接続され、
前記センサ素子が、圧電フィルムと、この圧電フィルムの両面に積層された電極とを有し、前記電極に接続された出力ラインによって、前記出力回路に電気的に接続され、
さらに、前記ベース板は、前記一方の面を、積層されている前記センサ素子が外側にはみ出さない大きさに形成したものであり、さらに、前記一方の面に平行である引っ張り方向における両端部に、前記センサ素子が積層されていないチャック部を有するひずみセンサについて、前記センサ素子の前記圧電フィルムの厚さ方向に直交する方向の特性を測定する引張特性測定方法であって、
前記ベース板の両端部に形成されている前記チャック部を保持し、前記ベース板を長手方向に引っ張る引張力の大きさを変化させながら、前記ひずみセンサの出力を計測する、引張特性測定方法。
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