JPH0285702A - Free filament strain gage and production thereof - Google Patents

Free filament strain gage and production thereof

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JPH0285702A
JPH0285702A JP23624088A JP23624088A JPH0285702A JP H0285702 A JPH0285702 A JP H0285702A JP 23624088 A JP23624088 A JP 23624088A JP 23624088 A JP23624088 A JP 23624088A JP H0285702 A JPH0285702 A JP H0285702A
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foil
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茂樹 遠藤
Toshiyuki Numakura
沼倉 敏行
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Abstract

PURPOSE:To decrease the apparent strains arising from a temp. change and to measure dynamic and static strains over a wide temp. range at high accuracy by molding rolled foil to a prescribed shape by photoetching. CONSTITUTION:The rolled foil 4 is prepd. and NiCr, etc., are used as the material thereof. The thickness thereof is confined to 1 to 30mum. The rolled foil 4 is adhered under pressurization via a polyimide film 7 to a glass substrate 5 by using an epoxy adhesive agent 6. A photoresist film 10 is coated on the surface of the rolled foil 4. The resist film 10 is subjected to an exposing treatment to irradiate the film with light and further to a development processing so that the resist film 10 is made to remain selectively. The unnecessary rolled foil 11 of the rolled foil 4 is removed by etching with the resist film 10 as a mask. The resistance value is thereafter measured and is adjusted in such a manner that the resistance value attains a prescribed value. Lead wires are then spot-welded. A stain gage element 12 is removed from the substrate 5 and further the adhesive agent 6 is completely removed from the element 12.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フリーフィラメントひずみゲージとそれを製
造する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a free filament strain gauge and a method for manufacturing the same.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

フリーフィラメントひずみゲージは、従来は、例えばN
iCr、N1CrAQ等の抵抗合金を線引きして細線を
つくり、その細線を適宜に折り返して格子状にしたり巻
いたりして抵抗素子を得るという方法、あるいは抵抗合
金を圧延して作った圧延抵抗合金箔をダイカットで打抜
くことにより所定形状の抵抗素子を得るという方法で製
造されていた。
Free filament strain gauges are conventionally used, e.g.
A method of drawing a resistance alloy such as iCr or N1CrAQ to make a thin wire, and folding the thin wire appropriately to form a lattice shape or winding it to obtain a resistance element, or a rolled resistance alloy foil made by rolling a resistance alloy. The resistor element was manufactured by die-cutting the resistor element to obtain a resistor element in a predetermined shape.

〔発明が解決しようとする課題点〕[Problems that the invention attempts to solve]

ところで、従来のフリーフィラメントひずみゲージには
、下記のような問題がある。
By the way, conventional free filament strain gauges have the following problems.

先ず、抵抗合金で細線を作りこれを祈り返したり巻いた
りして作ったもの(以下、これらを総称して「ワイヤゲ
ージ」という)には、巻線等の加工技術上の制約がある
ため、複雑な形状のものや微細なものを形成することが
著しく困難乃至は不可能であり、また、抵抗値を高くす
ることが困難であるという問題がある。
First, there are limitations in processing technology such as winding for products made by making thin wires from resistance alloys and winding them (hereinafter collectively referred to as "wire gauges"). There are problems in that it is extremely difficult or impossible to form a complex shape or a fine one, and it is also difficult to increase the resistance value.

一方、圧延抵抗合金箔を打抜くことにより作ったひずみ
ゲージは、ワイヤゲージに比較してパターン形状を制御
して特性の良いものが得られるが、ひずみゲージと同程
度の大きさを有する打抜き用の金型が必要であり、その
金型により成形するので複雑な形状のもの、微細な形状
のものはやはり作りにくいという問題を有している。
On the other hand, strain gauges made by punching rolled resistance alloy foil can control the pattern shape and provide better characteristics compared to wire gauges, but the A mold is required, and since the mold is used for molding, there is a problem that it is difficult to produce products with complex shapes or minute shapes.

従って、ワイヤゲージおよび打抜きタイプの箔ゲージと
も、単純でしかも比較的大きな形状の車軸ゲージしか存
在しなかった。
Therefore, only simple and relatively large axle gauges existed, both wire gauges and punched foil gauges.

フリーフィラメントの抵抗体は、一般に高温下でのひず
み検出等に用いられるが、車軸ゲージを用いた場合、例
えばNiCr抵抗体で作られた車軸ゲージを用いた場合
、20000με1550℃という大きな見かけひずみ
が発生してしまい、静的なひずみ測定ができなかった。
Free filament resistors are generally used for strain detection under high temperatures, but when an axle gauge is used, for example, an axle gauge made of a NiCr resistor produces a large apparent strain of 20,000 με 1,550°C. Therefore, static strain measurement was not possible.

特に、この場合の見かけひずみと熱ヒステリシス特性に
は再現性がなく、また測定中の経時変化により見かけひ
ずみもそれに伴って変動するという致命的な問題があっ
た。
In particular, there was a fatal problem in that the apparent strain and thermal hysteresis characteristics in this case were not reproducible, and the apparent strain also varied due to changes over time during measurement.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、微細で複雑な形状に形成し得ると
共に、温度変化に伴う見かけひずみが小さく、低温から
高温まで広い温度範囲に亘って動的ひずみは勿論のこと
静的ひずみをも高精度で測定することができるフリーフ
ィラメントひずみゲージとその製造方法を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to be able to form fine and complex shapes, have small apparent distortion due to temperature changes, and have a wide temperature range from low to high temperatures. The object of the present invention is to provide a free filament strain gauge that can measure not only dynamic strain but also static strain with high precision, and a method for manufacturing the same.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明のフリーフィラメン
トひずみゲージにおいては、ひずみ検出用のアクティブ
ゲージグリッドと、このアクティブゲージグリッドが有
する抵抗温度係数を実質的に相殺する温度補償用のダミ
ーグリッドと、ゲージリード接続用のゲージタブとが、
エツチングにより1〜30μmの厚みを有するNiCr
、NiCrAl、CuNi、FeCrAQ、FeNiC
r、PtW等の抵抗箔をもって一体的に形成したもので
ある。
In order to achieve the above object, the free filament strain gauge of the present invention includes an active gauge grid for strain detection, a dummy grid for temperature compensation that substantially cancels out the temperature coefficient of resistance of the active gauge grid, The gauge tab for connecting the gauge lead is
NiCr with a thickness of 1 to 30 μm by etching
, NiCrAl, CuNi, FeCrAQ, FeNiC
It is integrally formed with resistive foil such as R, PtW, etc.

また、上記目的を達成するために、本発明のフリーフィ
ラメントの製造方法においては、1〜30μraの厚さ
に成形されたNiCr、N1CrAQ。
Moreover, in order to achieve the above object, in the method for manufacturing a free filament of the present invention, NiCr or N1CrAQ is molded to a thickness of 1 to 30 μra.

CuNi、FeCrAQ、FeNiCr 、PtW等よ
りなる抵抗箔を、後の工程におけるエツチングやゲージ
リード取付等の加工に耐え得る接着強度を有し且つ後の
分離工程にて溶解または昇華により分離除去可能な接着
剤を用いて基板に貼り合せる接着工程と、前記基板上の
前記抵抗箔をエツチングしひずみ検出用のアクティブゲ
ージグリッドと温度補償用のダミーゲージグリッドとゲ
ージタブを形成すやエツチング工程と、前記ゲージタブ
にゲージリードを点溶接により接続するゲージリード接
続工程と、前記接着工程で用いた前記接着剤の溶媒で前
記接着剤を溶解しまたは接着剤を構成する高分子材料の
分解温度以上に加熱し所定時間加熱処理することによっ
て前記抵抗箔を前記基板より分離すると共にアクティブ
ゲージグリッドとダミーゲージグリッドとゲージタブと
が一体化されたひずみゲージから前記接着剤を除去する
分離工程とを経てフリーフィラメントを製造するように
したものである。
An adhesive that has adhesive strength that can withstand processing such as etching and gauge lead attachment in later processes, and can be separated and removed by melting or sublimation in the later separation process, for resistive foils made of CuNi, FeCrAQ, FeNiCr, PtW, etc. an adhesion process in which the resistive foil on the substrate is etched to form an active gauge grid for strain detection, a dummy gauge grid for temperature compensation, and a gauge tab; a gauge lead connecting step in which the gauge leads are connected by spot welding, and a step in which the adhesive is dissolved in the solvent of the adhesive used in the bonding step or heated to a temperature higher than the decomposition temperature of the polymeric material constituting the adhesive for a predetermined period of time. A free filament is manufactured through a separation step of separating the resistance foil from the substrate by heat treatment and removing the adhesive from the strain gauge in which the active gauge grid, the dummy gauge grid, and the gauge tab are integrated. This is what I did.

〔作 用〕[For production]

抵抗箔を所定形状にするための成形を、抵抗箔を基板に
所定の接着剤をもって貼り合せた状態でエツチングする
ことにより行うので、抵抗箔を非常に微細に且つ複雑な
形状即ち、アクティブゲージグリッド、ダミーゲージグ
リッドおよびゲージタブを一体化してなる形状に成形す
ることができる。
The resistor foil is formed into a predetermined shape by etching the resistor foil after it has been bonded to the substrate with a predetermined adhesive, so the resistor foil can be shaped into a very fine and complex shape, i.e., an active gauge grid. , a dummy gauge grid and a gauge tab can be molded into an integrated shape.

しかも、エツチング後は貼り合せに用いた接着剤を溶解
させて抵抗箔を基板から剥し且つ接着剤を完全に除去す
るので完全にフリーフィラメント化することができる。
Furthermore, after etching, the adhesive used for bonding is dissolved, the resistive foil is peeled off from the substrate, and the adhesive is completely removed, so that a completely free filament can be obtained.

従って、非常に高性能なフリーフィラメントひずみゲー
ジを得ることができ、これにより温度補償可能な2素子
フリーフイラメント、即ち、アクテイーブゲージグリッ
ドとダミーゲージグリッドとを一体化したフリーフィラ
メントひずみゲージを提供することが可能となったもの
である。
Therefore, a very high-performance free filament strain gauge can be obtained, thereby providing a temperature-compensable two-element free filament, that is, a free filament strain gauge that integrates an active gauge grid and a dummy gauge grid. This has become possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図示の実施例に従って詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail according to illustrated embodiments.

第1図は、本発明に係るフリーフィラメントひずみゲー
ジの一実施例の外観構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the external configuration of an embodiment of a free filament strain gauge according to the present invention.

同図において、1はゲージ軸に沿って伸び両端部で折り
返されて格子状をなすアクティブゲージグリッドとして
のアクティブ素子、2は上記アクティブ素子に対し、9
0°向きを変えて同様に格子状に形成された温度補償用
のダミーゲージグリッドとしてのダミー素子で、共に抵
抗合金例えばNiCrの圧延箔(厚さ1〜30μm)を
フォトエツチングにより互いに一体に形成されている。
In the figure, reference numeral 1 denotes an active element as an active gauge grid that extends along the gauge axis and is folded back at both ends to form a lattice-like structure, and 2 corresponds to the active element 9
Dummy elements as dummy gauge grids for temperature compensation are similarly formed in a lattice shape with the orientation changed by 0 degrees, and both are formed integrally with rolled foil (thickness 1 to 30 μm) of a resistance alloy such as NiCr by photoetching. has been done.

これらアクティブ素子1およびダミー素子2の各−端と
他端には、それぞれゲージタブ3a 、3bおよび3C
とが一体に連設されている。Qa 、 QbおよびQc
は、例えば、NiCr合金からなるゲージリード(いわ
ゆるリード、m)で、アクティブ素子1.ダミー素子2
の各一端および画素子1,2の他端(共通端)にそれぞ
れ点溶接により接続されている。
Gauge tabs 3a, 3b and 3C are provided at each end and the other end of the active element 1 and dummy element 2, respectively.
are connected together. Qa, Qb and Qc
is a gauge lead (so-called lead, m) made of, for example, a NiCr alloy, and the active element 1. Dummy element 2
and the other end (common end) of the pixel elements 1 and 2 by spot welding.

この二素子ひずみゲージは、フリーフィラメントであり
、当然のことながら基板から剥離された抵抗素子1.2
のみ(ただし、ゲージタブ3、ゲージリードQa、Ωb
、Qcを含む)からなり、機械や構造物等の被測定体に
は、電気絶縁性を有する接着剤による接着や溶射、さら
にはセラミック圧接等により電気絶縁したうえで添着さ
れる。
This two-element strain gauge is a free filament, and naturally the resistance elements 1 and 2 are peeled off from the substrate.
(However, gauge tab 3, gauge lead Qa, Ωb
, Qc), and is attached to an object to be measured such as a machine or a structure after being electrically insulated by adhesion with an electrically insulating adhesive, thermal spraying, or ceramic pressure welding.

ひずみ測定にあたっては、フリーフィラメントひずみゲ
ージは、第2図に示すようなひずみ測定回路を構成する
ように回路挿入される。
For strain measurement, a free filament strain gauge is inserted into a circuit to form a strain measurement circuit as shown in FIG.

即ち、ひずみ測定回路は、各一端が入力電圧einの入
力端Tl、T2にそれぞれ接続され各他端が出力電圧e
 outの一方の出力端T3に共通に接続された2つの
固定抵抗R1,R2と、一方の入力端T2にゲージリー
ドQaを介して一端(ゲージタブ3a)が接続され、他
端(共通のゲージタブ3c)がゲージリードReを介し
て他方の出力端T4に接続されたアクティブ素子1と、
一端(ゲージタブ3b)がゲージリードQbを介して一
方の入力端T1に接続され、他端がゲージリードQcを
介してアクティブ素子1の他端と共に他方の出力端T4
に接続されたダミー素子2から構成されている。このよ
うなひずみ測定回路によれば、被測定体に発生したひず
みを、アクティブ素子1の抵抗の変化として計測するに
際して発生する温度変化による抵抗変化分、即ちアクテ
ィブ素子1の抵抗温度係数と被測定体の熱膨張変化に起
因した見かけひずみは、ダミー素子2によりキャンセル
することができ、これによって温度補償が行われる。依
って、低温から高温まで広い温度範囲にわたってひずみ
を温度変化の影響を少なくして測定することができる。
That is, the strain measurement circuit has one end connected to the input terminals Tl and T2 of the input voltage ein, and the other end connected to the output voltage ein.
Two fixed resistors R1 and R2 are commonly connected to one output terminal T3 of out, one end (gauge tab 3a) is connected to one input terminal T2 via a gauge lead Qa, and the other end (common gauge tab 3c). ) is connected to the other output terminal T4 via the gauge lead Re,
One end (gauge tab 3b) is connected to one input end T1 via a gauge lead Qb, and the other end is connected to the other end of the active element 1 and the other output end T4 via a gauge lead Qc.
The dummy element 2 is connected to the dummy element 2. According to such a strain measurement circuit, when the strain generated in the object to be measured is measured as a change in the resistance of the active element 1, the resistance change due to the temperature change that occurs, that is, the resistance temperature coefficient of the active element 1 and the measured object Apparent strain caused by changes in thermal expansion of the body can be canceled by the dummy element 2, thereby performing temperature compensation. Therefore, strain can be measured over a wide temperature range from low to high temperatures while reducing the influence of temperature changes.

第3図(A)乃至(F)は、第1図に示したフリーフィ
ラメントひずみゲージの製造方法を工程順に示す断面図
である。
FIGS. 3(A) to 3(F) are cross-sectional views showing the method for manufacturing the free filament strain gauge shown in FIG. 1 in order of steps.

(A)  先ず、第3図(A)に示すような抵抗箔とし
ての圧延箔4を用意する。材料はこの例の場合、NiC
rであるが、他の材料例えばNiCrAl、CuNi、
FaCrAQ、FeNiCr、PtW等でもよい。厚さ
は、保形性の観点から従来のゲージベース付ひずみゲー
ジ素材より厚い1〜30μmが適当であるが、特に15
μm程度が最も適切である。
(A) First, a rolled foil 4 as a resistance foil as shown in FIG. 3(A) is prepared. In this example, the material is NiC
r, but other materials such as NiCrAl, CuNi,
FaCrAQ, FeNiCr, PtW, etc. may also be used. From the viewpoint of shape retention, the appropriate thickness is 1 to 30 μm, which is thicker than conventional strain gauge materials with gauge bases.
The most appropriate value is approximately μm.

(B)  次に、第3図(B)に示すように圧延箔4を
ガラス基板5にエポキシ系接着剤6を用いてポリイミド
フィルム7を介して加圧接着する。ガラス基板5に圧延
箔4を接着するには、平担な基台8上にガラス基板5を
置き、このガラス基板5上にポリイミドフィルム7を間
に介してエポキシ系接着剤6を重ね(または塗布し)、
その上に圧延箔4を重ねた後、加圧板9をもって所定の
圧力で矢印方向に加圧する。これが加圧バッキング接着
である。このポリイミドフィルム7の両面に形成したエ
ポキシ系接着剤6,6を介して圧延箔4の接着が為され
ているが、このようにポリイミドフィルム7を利用する
のは、接着ムラをなくすのに有効だからである。そして
、これらは、後のエツチング等の諸工程に耐えることが
できるものであることが必要である。即ち、圧延箔4に
対してフォトレジスト膜の塗布、露光処理、現像処理、
エツチング処理、抵抗値調整(トリミング)、リード線
(ゲージリード)付けが行われるが、これらの処理に対
しエポキシ接着剤6,6、ポリイミドフィルム7は、充
分に耐えて接着剤としての機能を充分に果たし、しかも
気泡、接着ムラが生じ難いという利点がある。しかし、
その条件を満たすものであれば他の接着剤を用いても良
い。
(B) Next, as shown in FIG. 3(B), the rolled foil 4 is pressure-bonded to the glass substrate 5 using an epoxy adhesive 6 via a polyimide film 7. To adhere the rolled foil 4 to the glass substrate 5, place the glass substrate 5 on a flat base 8, and overlay the epoxy adhesive 6 (or coating),
After stacking the rolled foil 4 on top of the rolled foil 4, it is pressed with a pressure plate 9 in the direction of the arrow at a predetermined pressure. This is pressure backing adhesive. The rolled foil 4 is bonded via the epoxy adhesives 6, 6 formed on both sides of the polyimide film 7, and using the polyimide film 7 in this way is effective in eliminating uneven adhesion. That's why. These materials need to be able to withstand subsequent steps such as etching. That is, coating the rolled foil 4 with a photoresist film, exposing it to light, developing it,
Etching treatment, resistance value adjustment (trimming), and lead wire (gauge lead) attachment are performed, but the epoxy adhesives 6, 6 and polyimide film 7 can withstand these treatments sufficiently and function as adhesives. Moreover, it has the advantage that bubbles and uneven adhesion are less likely to occur. but,
Other adhesives may be used as long as they meet these conditions.

(C)  次に、第3図(C)に示すように圧延箔4の
表面にフォトレジスト膜10を塗布する。
(C) Next, as shown in FIG. 3(C), a photoresist film 10 is applied to the surface of the rolled foil 4.

(D)  次に、所定のパターンが描画されたフォトマ
スク(図示せず)を介してフォトレジスト膜10に光(
例えば紫外a)を照射する露光処理を施し、さらに現像
処理を施して第3図(D)に示すようにフォトレジスト
膜10を選択的に残存させる。
(D) Next, light (
For example, exposure treatment to irradiate ultraviolet light a) is performed, and further development treatment is performed to selectively leave the photoresist film 10 as shown in FIG. 3(D).

(E)  次に、第3図(E)に示すようにフォトレジ
スト膜10をマスクとして圧延箔4のうち不要な圧延箔
11をエツチングにより除去する。その後、抵抗値を測
定し、それが所定の値になるようにエツチングあるいは
研磨により抵抗値調整する。しかる後、NiCrあるい
はCuNi等からなるゲージリードとしてのリード線(
あるいは帯)を点溶接する。これによってひずみゲージ
素子がガラス基板5上に接着された状態で形成される。
(E) Next, as shown in FIG. 3(E), unnecessary rolled foil 11 of rolled foil 4 is removed by etching using photoresist film 10 as a mask. Thereafter, the resistance value is measured, and the resistance value is adjusted by etching or polishing so that it becomes a predetermined value. After that, a lead wire as a gauge lead made of NiCr or CuNi (
or strip) by spot welding. As a result, the strain gauge element is formed in a state where it is adhered onto the glass substrate 5.

(F)  その後、300〜500℃の高温下で2乃至
5時間程度熱処理することにより、あるいは溶媒である
ジグロロメタンによりエポキシ接着剤6.6.また水酸
化カリウムとエチルアルコール混合液によりポリイミド
フィルム7を溶解して除去し、第3図(F)に示すよう
にひずみゲージ素子12をガラス基板5から剥離し、さ
らにエポキシ系接着剤6をゲージ素子12から完全に除
去する。
(F) After that, the epoxy adhesive 6.6. Further, the polyimide film 7 is dissolved and removed using a mixture of potassium hydroxide and ethyl alcohol, the strain gauge element 12 is peeled off from the glass substrate 5 as shown in FIG. 3(F), and the epoxy adhesive 6 is applied to the gauge. completely removed from element 12.

このように、本発明においては、フォトエツチングによ
り合金抵抗圧延箔4を所定形状に成形するので、非常に
微細で複雑な形状のものが高精度に形成することができ
る。そして、所定形状に形成されてなるひずみゲージ素
子11はそれをガラス基板5に接着する接着剤6,6.
7を例えば熱処理等により分解してガラス基板5から剥
し、さらに接着剤6,6.7を完全に除去することによ
りフリーフィラメント化することができる。
As described above, in the present invention, since the alloy resistance rolled foil 4 is formed into a predetermined shape by photoetching, it is possible to form a very fine and complicated shape with high precision. The strain gauge element 11 formed into a predetermined shape is bonded to the glass substrate 5 using adhesives 6, 6 .
7 can be decomposed by heat treatment or the like, peeled off from the glass substrate 5, and the adhesives 6, 6.7 can be completely removed to form free filaments.

かくして、非常に高精度のフリーフィラメントひずみゲ
ージを得ることが可能になった。特に、フリーフィラメ
ントひずみゲージを2素子にして温度補償を可能にする
ことによって温度変化に依存しないひずみ測定値を得る
ことができるようになった。
It has thus become possible to obtain a free filament strain gauge with very high precision. In particular, by using a two-element free filament strain gauge to enable temperature compensation, it has become possible to obtain strain measurements that are independent of temperature changes.

第4図は、NiCr抵抗合金を使用した場合の本発明に
係る2素子フリーフイラメントひずみゲージと、従来の
車軸のフリーフィラメントひずみゲージについての温度
による見かけひずみの変化の一例を示すものであり、実
線が本発明による場合、破線が従来の車軸の場合を示す
FIG. 4 shows an example of changes in apparent strain due to temperature for a two-element free filament strain gauge according to the present invention and a conventional axle free filament strain gauge when NiCr resistance alloy is used. is according to the present invention, and the dashed line shows the case of a conventional axle.

この図から明らかなように、温度補償のない従来の車軸
ゲージの場合、温度変化によって見かけひずミノ大きさ
が20.OOOμE1550’Cと大きく変化するが、
本発明による2素子フリーフイラメントひずみゲージに
よれば、温度変化による見かけひずみの変化は1000
με1550’Cと非常に小さいことがわかる。
As is clear from this figure, in the case of a conventional axle gauge without temperature compensation, the apparent strain increases by 20% due to temperature changes. Although it changes greatly from OOOμE1550'C,
According to the two-element free filament strain gauge according to the present invention, the change in apparent strain due to temperature change is 1000
It can be seen that με is very small, 1550'C.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したところから明らかなように1本発明によれ
ば、非常に微細な、アクティブゲージグリッドおよびダ
ミーゲージグリッドならびにそれらの各端部にゲージリ
ードが、5〜30μmの抵抗箔をもって一体に形成され
てなるので、被測定体のほぼ同一部位とみなし得る部位
にアクティブゲージグリッドおよびダミーゲージグリッ
ドを添着することができ、且つ両グリッドは同一の物性
変化を示すため、温度変化による見かけひずみが極めて
小さく、従って低温から高温に至る広い温度範囲に亘っ
て動的ひずみは勿論のこと静的ひずみをも高精度で測定
し得るフリーフィラメントひずみゲージおよびその製造
方法を提供することができる。
As is clear from the detailed description above, according to the present invention, a very fine active gauge grid, a dummy gauge grid, and gauge leads at each end thereof are integrally formed with a resistance foil of 5 to 30 μm. Therefore, the active gauge grid and the dummy gauge grid can be attached to a part of the object to be measured that can be considered to be almost the same part, and since both grids exhibit the same change in physical properties, apparent distortion due to temperature changes is extremely small. It is possible to provide a free filament strain gauge that is small and can therefore measure not only dynamic strain but also static strain with high precision over a wide temperature range from low to high temperatures, and a method for manufacturing the same.

また、本発明によれば、基板上でフォトエツチングによ
り所定の形状に形成された抵抗箔を、接着剤を溶解して
基板から剥離し且つ添着されていた接着剤をきれいに除
去するという、従来当業者が創到し得なかった特殊な手
法を採用したから、非常に微細で、複雑な形状を呈し且
つ高抵抗のものが容易に得られ、しかも温度による見か
けひずみと経時変化が少なく、極めて信頼性の高いフリ
ーフィラメントひずみゲージを製造する方法を提供する
ことができる。
Furthermore, according to the present invention, a resistive foil formed into a predetermined shape on a substrate by photo-etching is peeled off from the substrate by dissolving the adhesive, and the attached adhesive is removed cleanly. Because we have adopted a special method that no other manufacturer could have invented, we can easily obtain products with extremely fine, complex shapes and high resistance, and with little apparent distortion due to temperature and little change over time, we are extremely reliable. A method for manufacturing a free filament strain gauge with high properties can be provided.

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

第1図は、本発明に係るフリーフィラメントひずみゲー
ジの外観構成を示す斜視図、第2図は、同実施例に係る
フリーフィラメントひずみゲージを用いたひずみ測定ブ
リッジ回路を示す回路図、第3図(A)乃至(F)は、
第1図に示したフリーフィラメントひずみゲージの製造
方法を工程順に分けてそれぞれ示す断面図、第4図は、
温度による見かけひずみの温度依存性を本発明による場
合と従来例による場合を抵抗箔としてニッケル・クロム
を用いたものを例として比較する特性図である。 1・・・・・・アクティブ素子、 2・・・・・・ダミー素子。 3a 、3b 、3c・・・・・・ゲージタブ、4・・
・・・・圧延箔、      5・・・・・・ガラス基
板、6・・・・・・エポキシ系接着剤、 7・・・・・・ポリイミドフィルム。 8・・・・・・基台、        9・・・・・・
加圧板、10・・・・・・フォトレジスト膜、 11・・・・・・不要な圧延箔。 12・・・・・・ひずみゲージ素子、 Qa 、  Qb 、Qc ・・・・・・ゲージリード
。 第  1   図 1に2   図 第3図 ン 温  度
FIG. 1 is a perspective view showing the external configuration of a free filament strain gauge according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a strain measurement bridge circuit using the free filament strain gauge according to the same embodiment, and FIG. (A) to (F) are
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing method of the free filament strain gauge shown in FIG. 1 in the order of steps.
FIG. 4 is a characteristic diagram comparing the temperature dependence of apparent strain due to temperature in a case according to the present invention and a case according to a conventional example using nickel chromium as a resistance foil as an example. 1... Active element, 2... Dummy element. 3a, 3b, 3c...Gauge tab, 4...
...Rolled foil, 5...Glass substrate, 6...Epoxy adhesive, 7...Polyimide film. 8... Base, 9...
Pressure plate, 10...Photoresist film, 11...Unnecessary rolled foil. 12...Strain gauge element, Qa, Qb, Qc...Gauge lead. 1 Figure 1 Figure 2 Figure 3 Temperature

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ひずみ検出用のアクティブゲージグリッドと、こ
のアクティブゲージグリッドが有する抵抗温度係数を実
質的に相殺する温度補償用のダミーゲージグリッドと、
ゲージリード接続用のゲージタブとが、エッチングによ
り1〜30μmの厚みを有するNiCr、NiCrAl
、CuNi、FeCrAl、FeNiCr、PtW等の
抵抗箔をもって一体的に形成されていることを特徴とす
るフリーフィラメントひずみゲージ。
(1) an active gauge grid for strain detection; a dummy gauge grid for temperature compensation that substantially cancels out the temperature coefficient of resistance of the active gauge grid;
The gauge tab for connecting the gauge lead is made of NiCr or NiCrAl having a thickness of 1 to 30 μm by etching.
, CuNi, FeCrAl, FeNiCr, PtW, or the like is integrally formed with a resistance foil.
(2)1〜30μmの厚さに成形されたNiCr、Ni
CrAl、CuNi、FeCrAl、FeNiCr、P
tW等よりなる抵抗箔を、後の工程におけるエッチング
や、ゲージリード取付等の加工に耐え得る接着強度を有
し且つ後の分離工程にて溶解または昇華により分離除去
可能な接着剤を用いて基板に貼り合せる接着工程と、前
記基板上の前記抵抗箔をエッチングしひずみ検出用のア
クティブゲージグリッドと温度補償用のダミーゲージグ
リッドとゲージタブを形成するエッチング工程と、前記
ゲージタブにゲージリードを点溶接により接続するゲー
ジリード接続工程と、前記接着工程で用いた前記接着剤
の溶媒で前記接着剤を溶解しまたは接着剤を構成する高
分子材料の分解温度以上に加熱し所定時間加熱処理する
ことによって前記抵抗箔を前記基板より分離すると共に
アクティブゲージグリッドとダミーゲージグリッドとゲ
ージタブとが一体化されたひずみゲージから前記接着剤
を除去する分離工程と、を有することを特徴とするフリ
ーフィラメントひずみゲージの製造方法。
(2) NiCr, Ni molded to a thickness of 1 to 30 μm
CrAl, CuNi, FeCrAl, FeNiCr, P
A resistive foil made of tW or the like is bonded to a substrate using an adhesive that has adhesive strength that can withstand processing such as etching and gauge lead attachment in later steps, and can be separated and removed by melting or sublimation in a later separation step. an etching process of etching the resistance foil on the substrate to form an active gauge grid for strain detection, a dummy gauge grid and a gauge tab for temperature compensation, and attaching gauge leads to the gauge tabs by spot welding. In the step of connecting the gauge leads, the adhesive is dissolved in the solvent of the adhesive used in the bonding step, or the adhesive is heated to a temperature higher than the decomposition temperature of the polymeric material constituting the adhesive and heat-treated for a predetermined period of time. Manufacturing a free filament strain gauge, comprising: separating a resistance foil from the substrate and removing the adhesive from a strain gauge in which an active gauge grid, a dummy gauge grid, and a gauge tab are integrated. Method.
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