JPH0222524A - Amorphous stress sensor - Google Patents

Amorphous stress sensor

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JPH0222524A
JPH0222524A JP17304788A JP17304788A JPH0222524A JP H0222524 A JPH0222524 A JP H0222524A JP 17304788 A JP17304788 A JP 17304788A JP 17304788 A JP17304788 A JP 17304788A JP H0222524 A JPH0222524 A JP H0222524A
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JP
Japan
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stress
magnetic
magnetic core
magnetic field
amorphous
Prior art date
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Pending
Application number
JP17304788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mii Matsuzawa
松澤 ミイ
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
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Publication of JPH0222524A publication Critical patent/JPH0222524A/en
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Abstract

PURPOSE:To pin the fluctuation of an output signal and to rapidly 4 respond to a stress change by impressing a magnetic field on a magnetic core vertically to the stress impressing direction. CONSTITUTION:A detection coil 2 is wound on the toroidally coiled magnetic core 1 made of a ferromagnetic amorphous alloy, both ends of the coil 2 are connected to an oscillation circuit consisting of the two capacitors C1 and C2 connected in series and an amplifier 10. Namely, a magnetic field generating means is provided to previously impress a magnetic field H on the magnetic core 1 vertically to the impressing direction of stress P. When stress is exerted on the magnetic core 1, the permeability of the magnetic core 1 changes in accordance with the stress, hence the stress can be detected as the change in the frequency and voltage from the output of the coil 2 wound on the magnetic core 1, and the stress exerted on the magnetic coil 1 can be detected. In addition, the permeability changes rapidly in conformity to the exerted stress, and is hardly affected by the external magnetic field.

Description

【発明の詳細な説明】 (m梁上の利用分野) 本発明は、重量や張力や圧力等を検出することができる
アモルファス応力センサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of use on m-beams) The present invention relates to an amorphous stress sensor capable of detecting weight, tension, pressure, etc.

(従来の技術) アモルファス合金をトロイダル状に巻き、これを応力セ
ンサや変位トランスデユーサに応用する技術が既に知ら
れている。第12図、第13図はこのようなアモルファ
ス合金を利用した応力センサの基本形を示す。第12図
、第13図において。
(Prior Art) A technique is already known in which an amorphous alloy is wound into a toroidal shape and applied to a stress sensor or a displacement transducer. FIGS. 12 and 13 show the basic form of a stress sensor using such an amorphous alloy. In FIGS. 12 and 13.

トロイダル状に巻いたアモルファス合金の強磁性体から
なる磁心1には検出コイル2が巻回されている。検出コ
イル2の両端は、直列接続された二つのコンデンサC,
,C,と増幅器1oでなる発振回路に接続されている。
A detection coil 2 is wound around a magnetic core 1 made of a ferromagnetic amorphous alloy wound in a toroidal shape. Both ends of the detection coil 2 are connected in series with two capacitors C,
, C, and an oscillation circuit consisting of an amplifier 1o.

上記基本形において、発振回路の出力の周波数fは、 であり、上記Cは、 C1G。In the above basic form, the frequency f of the output of the oscillation circuit is and the above C is C1G.

C=− c1+ cz             (2)である
。アモルファス合金からなるトロイダル状の磁心1に応
力Pが加わって磁心1が変形すると磁心1の透磁率が変
化する。この透磁率の変化にともないコイル2のインダ
クタンスLが変化し、上記発振回路の発振周波数が変化
する。そこで、発振周波数をカウントしながらそのカウ
ント値の変化を検出することにより磁心1に加わる応力
を検出することができる。
C=-c1+cz (2). When stress P is applied to the toroidal magnetic core 1 made of an amorphous alloy and the magnetic core 1 is deformed, the magnetic permeability of the magnetic core 1 changes. With this change in magnetic permeability, the inductance L of the coil 2 changes, and the oscillation frequency of the oscillation circuit changes. Therefore, the stress applied to the magnetic core 1 can be detected by detecting the change in the count value while counting the oscillation frequency.

(発明が解決しようとする課題) アモルファス合金は高透磁性であり、かつ、非結晶であ
るため、ある応力下での透磁率が平衡に達して出力が安
定するまでに100ないし200sec程度の時間を要
するという問題点があった。また、外部磁界にたいして
極めて敏感であり、おずかな外部磁界の変化があっても
出力が変動するという問題点があると共に、外部磁界と
は関係のない周波数の「ゆらぎ」があった、さらに、応
力Pに対する周波数出力の変化幅、即ち、感度は、アモ
ルファスの組成やトロイダル数、トロイダル径、検出コ
イルのターン数、その他の部材等によって決定されるの
で、同一形状においてより高感度のセンサを作ることは
難しかった。
(Problem to be solved by the invention) Since amorphous alloys have high magnetic permeability and are non-crystalline, it takes about 100 to 200 seconds for the magnetic permeability to reach equilibrium under a certain stress and the output to become stable. There was a problem in that it required In addition, it is extremely sensitive to external magnetic fields, and there is a problem that the output fluctuates even if there is a slight change in the external magnetic field, and there is a "fluctuation" in the frequency that is unrelated to the external magnetic field. The range of change in frequency output with respect to stress P, that is, the sensitivity, is determined by the composition of the amorphous, toroidal number, toroidal diameter, number of turns of the detection coil, and other components, so it is possible to create a sensor with higher sensitivity in the same shape. That was difficult.

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、応力Pに対して透磁率が平衡状態に達す
るまでの所要時間を短縮し、従って応答を敏速にし、ま
た、外部磁界に対して透磁率を安定化させることにより
、出力の経時変化及び出力の変動や「ゆらぎ」を抑える
こと、そして、周波数変化幅を大きくして感度を高める
ことができるアモルファス応力センサを提供することを
目的とする。
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and shortens the time required for the magnetic permeability to reach an equilibrium state with respect to the stress P, thus speeding up the response. To provide an amorphous stress sensor capable of suppressing changes in output over time, fluctuations and "fluctuations" in output by stabilizing magnetic permeability, and increasing sensitivity by increasing frequency change range. With the goal.

(課題を解決するための手段) 本発明は、アモルファス合金からなるトロイダル状の磁
心にコイルを巻回し、このコイルから上記磁心に加わる
外力や変位等の応力による磁気的変化を検出する応力セ
ンサであって、上記トロイダル状の磁心の応力印加方向
に対し垂直方向に磁界を印加する磁界発生手段を設けた
ことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention is a stress sensor that winds a coil around a toroidal magnetic core made of an amorphous alloy and detects magnetic changes due to stress such as external force or displacement applied from the coil to the magnetic core. The present invention is characterized in that a magnetic field generating means is provided for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the stress application direction of the toroidal magnetic core.

(作用) アモルファス合金からなる磁心に応力がかかると応力に
応じて磁心の透磁率が変化する。この透磁率の変化は磁
心に巻き回したコイルの出力から周波数の変化や電圧の
変化等として検出することができ、これによって磁心に
かかる応力を検出することができる。磁心には予め応力
印加方向に対し垂直方向に磁界が印加されているため、
磁気的に平衡状態にあって安定しており、印加された応
力に応じて透磁率が敏速に変化する。また、予め磁界が
印加されていることにより、印加された応力に対する周
波数の変化幅が大きくなると共に。
(Function) When stress is applied to a magnetic core made of an amorphous alloy, the magnetic permeability of the magnetic core changes depending on the stress. This change in magnetic permeability can be detected as a change in frequency, a change in voltage, etc. from the output of a coil wound around the magnetic core, and thereby the stress applied to the magnetic core can be detected. Since a magnetic field is applied to the magnetic core in advance in a direction perpendicular to the direction of stress application,
It is magnetically balanced and stable, and its magnetic permeability changes rapidly in response to applied stress. Furthermore, since a magnetic field is applied in advance, the range of frequency change with respect to the applied stress increases.

外部磁界の影響を受けにくくなる。Less susceptible to external magnetic fields.

(実施例) 以下、本発明にかかるアモルファス応力センサの実施例
について説明する・ 第1図、第2図において、トロイダル状に巻いたアモル
ファス合金の強磁性体からなる磁心1には検出コイル2
が巻回され、検出コイル2の両端は、直列接続された二
つのコンデンサC1,C2と増幅器10でなる発振回路
に接続されている。これら磁心1、検出コイル2及び発
振回路からなる構成部分は第12図、第13図に示した
アモルファス応力センサの基本形と同じである。しかし
、上記実施例は、上記トロイダル状の磁心1に、その応
力Pの印加方向に対し垂直方向に磁界Hを予め印加する
ための磁界発生手段を設けた点が第12図、第13図の
基本形と異なる点である。磁界発生手段はマグネット(
永久磁石)でもよいし、ヘルムホルツコイルでもよい。
(Example) Examples of the amorphous stress sensor according to the present invention will be described below. In Figures 1 and 2, a magnetic core 1 made of a ferromagnetic material of an amorphous alloy wound in a toroidal shape has a detection coil 2.
is wound around the detection coil 2, and both ends of the detection coil 2 are connected to an oscillation circuit consisting of two series-connected capacitors C1 and C2 and an amplifier 10. The components consisting of the magnetic core 1, detection coil 2, and oscillation circuit are the same as the basic form of the amorphous stress sensor shown in FIGS. 12 and 13. However, in the above embodiment, the toroidal magnetic core 1 is provided with a magnetic field generating means for previously applying a magnetic field H in a direction perpendicular to the direction in which the stress P is applied, as shown in FIGS. 12 and 13. This is different from the basic form. The magnetic field generation means is a magnet (
It may be a permanent magnet) or a Helmholtz coil.

磁界Hは直流磁界とし、その向きは問わない。The magnetic field H is a direct current magnetic field, and its direction does not matter.

第3図ないし第5図は、上記実施例をより具体化した例
を示す。第3図ないし第5図において。
FIGS. 3 to 5 show more specific examples of the above embodiment. In Figures 3 to 5.

アモルファス合金からなるトロイダル状の磁心1には検
出コイル2が巻回され、上記磁心1の上下には同磁心1
を挾み込むようにして受は板3が配置され、この上下の
受は板3の間には磁心1の両側において同磁心1と並列
的に、同磁心1に加わる応力Pを受けるための圧縮コイ
ルばね4が配置されている。上記受は板3は非磁性金属
あるいは樹脂等によって作る。下側の受は板3はU字状
のヨーク5の内底部に固定されている。ヨーク5の両側
の互いに対向する立上り部5aの内面側には磁心1を左
右から挾み込むようにして磁界発生手段としてのマグネ
ット6が固定されている。各マグネット6は厚さ方向、
即ち第4図において左右方向に着磁され、磁心1に一定
の磁界Hを印加するようになっている。この磁界Hの印
加方向は。
A detection coil 2 is wound around a toroidal magnetic core 1 made of an amorphous alloy.
A plate 3 is placed between the upper and lower supports, and a compression coil is placed between the plates 3 on both sides of the magnetic core 1 in parallel with the magnetic core 1 to receive the stress P applied to the magnetic core 1. A spring 4 is arranged. The plate 3 of the receiver is made of non-magnetic metal or resin. The lower support plate 3 is fixed to the inner bottom of a U-shaped yoke 5. A magnet 6 serving as a magnetic field generating means is fixed to the inner surface of the rising portions 5a facing each other on both sides of the yoke 5 so as to sandwich the magnetic core 1 from the left and right sides. Each magnet 6 has a thickness direction,
That is, in FIG. 4, it is magnetized in the left-right direction, and a constant magnetic field H is applied to the magnetic core 1. The direction in which this magnetic field H is applied is.

磁心1に加わる応力Pの方向に対し垂直な方向である。This is a direction perpendicular to the direction of stress P applied to the magnetic core 1.

次に、上記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

まず、出力の経時変化及び外部磁界の影響による出力の
変動や「ゆらぎ」の改善について説明する。第6図は、
磁界Hを印加する前の応力Pと、検出出力である発振周
波数fとの関係を示すもので、一定の応力Pを印加して
も、透磁率が平衡に達するまでに時間を要することから
、原点復帰が難しく、ヒステリシスを生じている。これ
に対して第7図は本発明のように磁心に応力印加方向に
対し垂直方向に磁界を印加した場合の応力Pと出力の発
振周波数との関係を示すもので、曲線の傾きが逆、即ち
応力Pに対する発振周波数fの変化が逆になると共に、
原点復帰及びヒステリシスが著しく改善され、出力の経
時変化がほとんどなくなっていることがわかる。
First, we will explain changes in output over time and improvements in output fluctuations and "fluctuations" due to the influence of external magnetic fields. Figure 6 shows
This shows the relationship between the stress P before applying the magnetic field H and the oscillation frequency f, which is the detection output. Even if a constant stress P is applied, it takes time for the magnetic permeability to reach equilibrium. It is difficult to return to the origin and hysteresis occurs. On the other hand, FIG. 7 shows the relationship between the stress P and the output oscillation frequency when a magnetic field is applied to the magnetic core in a direction perpendicular to the stress application direction as in the present invention. That is, the change in oscillation frequency f with respect to stress P is reversed, and
It can be seen that the return to origin and hysteresis have been significantly improved, and the output changes over time have almost disappeared.

また、発振周波数の「ゆらぎ」の原因は必ずしも明確で
はないが、次のような原因が考えられる。
Further, although the cause of the "fluctuation" in the oscillation frequency is not necessarily clear, the following causes may be considered.

1)アモルファスの切断面の応力歪 アモルファスの切断の際、切断面に歪が残り、透磁率が
部分的に不規則となる。
1) Stress strain on the cut surface of amorphous When amorphous is cut, strain remains on the cut surface, and the magnetic permeability becomes partially irregular.

2)トロイダル形状に起因するもの 磁心はアモルファス合金をトロイダル状に数10層に巻
いて形成するが、各層間は絶縁されておらず、また、厳
密に一定応力下で巻くことは不可能なため、眉間にμm
オーダーの隙間があり、応力下ではこの隙間の位置や大
きさが微妙に変化し、これが「ゆらぎ」の原因となる。
2) Caused by toroidal shape The magnetic core is formed by winding an amorphous alloy into several tens of layers in a toroidal shape, but there is no insulation between each layer, and it is impossible to wind the magnetic core under strictly constant stress. , μm between the eyebrows
There is a gap of the order of magnitude, and the position and size of this gap change subtly under stress, which causes "fluctuation."

一方、アモルファス層間に絶縁層を介在させると、アモ
ルファス層間が相互に開いてしまい。
On the other hand, if an insulating layer is interposed between the amorphous layers, the amorphous layers will be separated from each other.

透磁率が低下して感度が低下してしまう。Magnetic permeability decreases and sensitivity decreases.

しかるに、本発明のように磁心の応力印加力向に対し垂
直方向に磁界を印加すると1発振周波数の経時変化がな
くなると共に、発振周波数の「ゆらぎ」もなくなる。
However, when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the stress applying force direction of the magnetic core as in the present invention, there is no change in one oscillation frequency over time, and there is no "fluctuation" in the oscillation frequency.

また、アモルファス合金は高透磁性のため、その近傍に
鉄のような磁性体があるだけで透磁率が変化し出力の周
波数が変化する。外部からは地磁気を初めとして種々の
磁束が飛び込んでくる。磁心に予め磁界を印加しない場
合はこれらの磁束の影響を受けて出力が変化してしまう
。しかるに、本発明は、逆に、常に一定の磁界を印加し
て磁気的な特性をある程度安定させればよいという発想
の下に磁界発生手段を設けた。これによって外部磁界が
飛び込んでも磁気的特性が安定しており、出力が変動す
ることはなくなる。
Furthermore, since amorphous alloys have high magnetic permeability, just the presence of a magnetic material such as iron in the vicinity changes the permeability and the output frequency. Various types of magnetic flux, including the earth's magnetic field, come in from the outside. If a magnetic field is not applied to the magnetic core in advance, the output will change due to the influence of these magnetic fluxes. However, in the present invention, on the contrary, a magnetic field generating means is provided based on the idea that it is sufficient to always apply a constant magnetic field to stabilize the magnetic characteristics to some extent. As a result, even if an external magnetic field is applied, the magnetic characteristics are stable and the output will not fluctuate.

次に、本発明による感度の向上に関して説明する。アモ
ルファス応力センサの感度は、アモルファス材質により
多少変動するが、磁界の印加前は第8図に示すように0
.5ないし1.5Hz/gfであった。
Next, the improvement in sensitivity according to the present invention will be explained. The sensitivity of an amorphous stress sensor varies somewhat depending on the amorphous material, but before applying a magnetic field it is 0 as shown in Figure 8.
.. It was 5 to 1.5 Hz/gf.

しかるに、本発明のように磁界を印加すると、第9図に
示すように感度が4 、2Hz/gf程度に向上する。
However, when a magnetic field is applied as in the present invention, the sensitivity improves to about 4.2 Hz/gf, as shown in FIG.

この感度が向上するメカニズムは必ずしも明らかではな
いが1次のように考えられる。アモルファス合金は非晶
質のため原子配置が無秩序となっており、結晶磁気異方
性が極めて小さく理論的にはゼロであり、各原子に固有
の磁気モーメントはいろいろな方向を向いていると考え
られる。アモルファスをトロイダル状に巻き、そこに応
力σを印加するとアモルファス中に内部応力を生じる。
Although the mechanism by which this sensitivity is improved is not necessarily clear, it is thought to be of the first order. Since amorphous alloys are amorphous, the atomic arrangement is disordered, and the magnetocrystalline anisotropy is extremely small and theoretically zero, and the magnetic moment specific to each atom is thought to be oriented in various directions. It will be done. When amorphous material is wound into a toroidal shape and stress σ is applied thereto, internal stress is generated in the amorphous material.

内部応力と結晶磁気異方性定数の間には次の(3)式の
関係がある。
There is a relationship between the internal stress and the magnetocrystalline anisotropy constant as expressed by the following equation (3).

K= (3/2)λσ       (3)ただし、K
;結晶磁気異方性定数 λ;磁歪  σ;内部応力 CO系のアモルファスでは、磁歪はほとんどゼロである
が、応力の増加に伴い結晶磁気異方性定数が増す。即ち
磁気異方性が大きくなる。具体的には、磁心の外側は張
力により、内側は圧縮力により磁気異方性が導かれると
考えられる0次に、磁壁エネルギーγと磁気異方性定数
にとの関係をみると、 γ=4i          (4) となる。ただし、Aは交換力定数である。応力がゼロの
場合、磁壁エネルギーγは(4)式にしたがって低く、
磁壁移動がスムーズである。応力がかかるに従って磁気
異方性定数Kが増加し、磁壁エネルギーが高くなる。磁
壁は磁壁エネルギーが高いところにしか存在できないの
で、応力のがかった状態では磁壁はある限られた範囲に
しか存在できなくなる、磁壁が自由に動くことができる
状態は透磁率μが大きく、応力がかかって磁壁が自由に
動くことができない状態では透磁率μは低くなる。透磁
率μは周知のようにコイルのインダクタンスLと比例関
係にあり、従って、磁心に磁界を印加しない場合は、第
8図に示すように、応力に対する発振周波数の関係を示
す曲線の傾きは正となる。
K= (3/2)λσ (3) However, K
; magnetocrystalline anisotropy constant λ; magnetostriction σ; internal stress In CO-based amorphous, magnetostriction is almost zero, but the magnetocrystalline anisotropy constant increases as stress increases. That is, the magnetic anisotropy increases. Specifically, looking at the relationship between the domain wall energy γ and the magnetic anisotropy constant in the 0th order, where magnetic anisotropy is thought to be induced by tension on the outside of the magnetic core and by compression force on the inside, γ= 4i (4). However, A is an exchange force constant. When the stress is zero, the domain wall energy γ is low according to equation (4),
Domain wall movement is smooth. As stress is applied, the magnetic anisotropy constant K increases and the domain wall energy increases. Domain walls can only exist in areas where the domain wall energy is high, so in a state of stress, domain walls can only exist in a limited range.In a state where domain walls can move freely, the magnetic permeability μ is large and the stress is low. Therefore, in a state where the domain wall cannot move freely, the magnetic permeability μ becomes low. As is well known, the magnetic permeability μ is proportional to the coil inductance L. Therefore, when no magnetic field is applied to the magnetic core, the slope of the curve showing the relationship between the oscillation frequency and the stress is positive, as shown in Figure 8. becomes.

しかるに、本発明のように磁心の応力印加方向に対し垂
直方向に磁界を印加すると、アモルファスの層方向に磁
気モーメントが揃い5強い一軸異方性が導かれる。その
ため、−軸異方性定数が大となり、(4)式にしたがっ
て磁壁エネルギーが増加し、磁壁は強くピンニングされ
る。その結果。
However, when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the stress application direction of the magnetic core as in the present invention, the magnetic moments are aligned in the direction of the amorphous layer, leading to strong uniaxial anisotropy. Therefore, the -axis anisotropy constant becomes large, the domain wall energy increases according to equation (4), and the domain wall is strongly pinned. the result.

磁心の透磁率が下がり、応力ゼロの状態で磁界を印加し
ない場合に比べ発振周波数が1.5ないし2.0倍径度
に上がる。従って、印加される応力の変化に対する発振
周波数の変化量が大きくなり、結果として感度が向上す
る。磁心に磁界を印加した状態で応力を印加すると、(
3)式にしたがって磁気異方性が導かれる。この方向は
アモルファスリボンの面に沿っているので磁界を印加し
た方向とは異なり、全体的には多軸異方性となる。多軸
異方性は、−軸異方性に比べて異方性エネルギーが低下
し、磁壁エネルギーが減少する。これにより、非常に動
きにくかった磁壁はある程度自由になり、透磁率が上が
る。その結果1発振周波数が低下し、応力変化に対する
発振周波数の変化を示す曲線は、第9図のように磁界を
印加しない場合に対して傾きが逆になる。
The magnetic permeability of the magnetic core decreases, and the oscillation frequency increases by 1.5 to 2.0 times as much as when no magnetic field is applied in a stress-free state. Therefore, the amount of change in the oscillation frequency with respect to the change in applied stress increases, resulting in improved sensitivity. When stress is applied with a magnetic field applied to the magnetic core, (
3) Magnetic anisotropy is derived according to the formula. Since this direction is along the plane of the amorphous ribbon, it is different from the direction in which the magnetic field is applied, resulting in multiaxial anisotropy as a whole. Multi-axis anisotropy has lower anisotropy energy and lower domain wall energy than -axis anisotropy. This frees up the domain walls, which were extremely difficult to move, to some extent, increasing magnetic permeability. As a result, the oscillation frequency decreases, and the slope of the curve showing the change in the oscillation frequency with respect to the stress change is opposite to that in the case where no magnetic field is applied, as shown in FIG.

次に、本発明の変形実施例について説明する。Next, modified embodiments of the present invention will be described.

第10図の例は、トロイダル状のアモルファス合金から
なる磁心1と両側の圧縮コイルばね4との間に磁界発生
手段としてのマグネット7を配置したものであり、他の
構成は第3図ないし第5図の実施例と変わりがない。
In the example shown in FIG. 10, a magnet 7 as a magnetic field generating means is arranged between a magnetic core 1 made of a toroidal amorphous alloy and compression coil springs 4 on both sides.Other configurations are similar to those shown in FIGS. There is no difference from the embodiment shown in FIG.

第11図の実施例は、磁心1の背後にマグネット8を配
置し、マグネット8の両端から一体に前方に伸ばしたヨ
ーク9によって磁心1を挾み込んだものである。磁心1
にはヨーク9を介して磁界Hが印加される。この磁界H
の方向は、磁心lに印加される応力Pの方向に対して垂
直な方向である6以上述べた第10図及び第11図の実
施例の場合も前述の実施例と同様の作用効果を奏する。
In the embodiment shown in FIG. 11, a magnet 8 is placed behind the magnetic core 1, and the magnetic core 1 is sandwiched between a yoke 9 extending forward integrally from both ends of the magnet 8. magnetic core 1
A magnetic field H is applied to via the yoke 9. This magnetic field H
The direction of is perpendicular to the direction of the stress P applied to the magnetic core l.6 The embodiments shown in FIGS. .

なお、出力信号としては1周波数の変化に限られるもの
ではなく、電圧の変化として取り出してもよい。
Note that the output signal is not limited to a change in one frequency, and may be extracted as a change in voltage.

(発明の効果) 本発明によれば、アモルファス合金からなるトロイダル
状の磁心に応力印加方向に対し垂直方向に磁界を印加す
るようにしたため、出力信号の「ゆらぎ」がピンニング
されると共に、応力変化に対する応答を敏速化すること
ができるし、外部磁界に対する影響を無くすこともでき
る。また、出力として発振周波数をとる場合、磁心に磁
界を印加することによって磁心の透磁率が著しく低下し
、発振周波数が増大するため、検出感度を向上させるこ
とができると共に、ノイズの面からも有利となる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, since a magnetic field is applied to the toroidal magnetic core made of an amorphous alloy in a direction perpendicular to the stress application direction, the "fluctuations" of the output signal are pinned, and the stress changes. It is possible to speed up the response to external magnetic fields, and it is also possible to eliminate the influence of external magnetic fields. In addition, when taking the oscillation frequency as an output, applying a magnetic field to the magnetic core significantly reduces the magnetic permeability of the magnetic core and increases the oscillation frequency, which not only improves detection sensitivity but also has advantages in terms of noise. becomes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかるアモルファス応力センサの基本
形を示す斜視図、第2図は同上回路図、第3図は本発明
にかかるアモルファス応力センサの具体例をを示す斜視
図、第4図は同上正面図、第5図は同上側面断面図、第
6図は磁心に磁界をかけない場合の応力対発振周波数の
関係を示す線図、第7図は磁心に磁界をかけた場合の応
力対発振周波数の関係を示す線図、第8図は磁心に磁界
をかけない場合の感度を示す線図、第9図は磁心に磁界
をかけた場合の感度を示す線図、第10図は本発明にか
かるアモルファス応力センサの別の実施例を示す正面図
、第11図は本発明にかかるアモルファス応力センサの
さらに別の実施例を示す平面図、第12図はアモルファ
ス応力センサの基本形を示す斜視図、第13図は同上回
路図である。 1・・・・磁心 2・・・・コイル 6,7,8,9・
・・・磁界発生手段 瑯6 図 ん カ P(ドaf) 馬40 図 図 ん・力P(¥3.f) 筋 図 馬 図 爬1 乃 P(時の 図 ん勾 P(ド3f)
FIG. 1 is a perspective view showing the basic form of the amorphous stress sensor according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the same as above, FIG. 3 is a perspective view showing a specific example of the amorphous stress sensor according to the present invention, and FIG. Figure 5 is a front view of the same as above, Figure 5 is a side cross-sectional view of the same as above, Figure 6 is a diagram showing the relationship between stress and oscillation frequency when no magnetic field is applied to the magnetic core, and Figure 7 is a diagram showing the relationship between stress and oscillation frequency when a magnetic field is applied to the magnetic core. A diagram showing the relationship between oscillation frequencies, Figure 8 is a diagram showing the sensitivity when no magnetic field is applied to the magnetic core, Figure 9 is a diagram showing the sensitivity when a magnetic field is applied to the magnetic core, and Figure 10 is a diagram showing the sensitivity when no magnetic field is applied to the magnetic core. FIG. 11 is a front view showing another embodiment of the amorphous stress sensor according to the invention, FIG. 11 is a plan view showing still another embodiment of the amorphous stress sensor according to the invention, and FIG. 12 is a perspective view showing the basic shape of the amorphous stress sensor. FIG. 13 is a circuit diagram of the same as above. 1... Magnetic core 2... Coil 6, 7, 8, 9.
・・・Magnetic field generating means 瑯 6 Tsuenka P (do af) Horse 40 zuun・force P (¥3.f) Muscle diagram horse drawing 1 乃P (time drawing angle P (do 3f)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アモルファス合金からなるトロイダル状の磁心にコイル
を巻回し、このコイルから上記磁心に加わる外力や変位
等の応力による磁気的変化を検出する応力センサであっ
て、上記トロイダル状の磁心の応力印加方向に対し垂直
方向に磁界を印加する磁界発生手段を設けたことを特徴
とするアモルファス応力センサ。
A stress sensor that winds a coil around a toroidal magnetic core made of an amorphous alloy, and detects magnetic changes due to stress such as external force or displacement applied to the magnetic core from the coil, and the sensor An amorphous stress sensor characterized by being provided with a magnetic field generating means for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the opposite direction.
JP17304788A 1988-07-12 1988-07-12 Amorphous stress sensor Pending JPH0222524A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021139881A (en) * 2020-03-09 2021-09-16 ▲華▼中科技大学Huazhong University Of Science And Technology Flexible piezoelectric sensor based on 4d printing, and manufacturing method for the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021139881A (en) * 2020-03-09 2021-09-16 ▲華▼中科技大学Huazhong University Of Science And Technology Flexible piezoelectric sensor based on 4d printing, and manufacturing method for the same

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