JPH0634309A - グラファイト組織歪率測定用センサ - Google Patents
グラファイト組織歪率測定用センサInfo
- Publication number
- JPH0634309A JPH0634309A JP21552592A JP21552592A JPH0634309A JP H0634309 A JPH0634309 A JP H0634309A JP 21552592 A JP21552592 A JP 21552592A JP 21552592 A JP21552592 A JP 21552592A JP H0634309 A JPH0634309 A JP H0634309A
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- JP
- Japan
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- graphite fiber
- strain rate
- measuring sensor
- graphite
- rate measuring
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定体の歪率を測定するの使用するグラフ
ァイト繊維歪率測定用センサに関し、電気的特性である
ゲージ・ファクタ値が改善でき、任意に周波数応答およ
び出力レベルを選択することができるとともに、使用目
的に応じて抵抗値を決定することができるようにするこ
とを目的とする。 【構成】 薄く、任意の形状で柔軟性を有する合成樹脂
部材２と、この合成樹脂部材２の少なくとも片面上に装
着され、硬質繊維素材にグラファイトを焼成させたグラ
ファイト繊維部材３と、このグラファイト繊維部材４の
相対する両端部に設けた端子４，５とで構成する。
ァイト繊維歪率測定用センサに関し、電気的特性である
ゲージ・ファクタ値が改善でき、任意に周波数応答およ
び出力レベルを選択することができるとともに、使用目
的に応じて抵抗値を決定することができるようにするこ
とを目的とする。 【構成】 薄く、任意の形状で柔軟性を有する合成樹脂
部材２と、この合成樹脂部材２の少なくとも片面上に装
着され、硬質繊維素材にグラファイトを焼成させたグラ
ファイト繊維部材３と、このグラファイト繊維部材４の
相対する両端部に設けた端子４，５とで構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、被測定体の歪率を測
定するの使用するグラファイト繊維歪率測定用センサに
関するものである。
定するの使用するグラファイト繊維歪率測定用センサに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種の歪率測定用センサが提案さ
れ、各工業分野において被測定体の歪率を測定するため
に各種の歪率測定用センサが使用されている。
れ、各工業分野において被測定体の歪率を測定するため
に各種の歪率測定用センサが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の歪率測定用セン
サは、歪率に比例する抵抗値の変化を示す電気的特性が
小さなものが多い。すなわち、歪率測定用センサはゲー
ジ・ファクタ値Ｇf が小さいので、ゲージ・ファクタ値
Ｇf を増幅するために高感度リニアアンプが必要にな
る。また、周波数応答は、半導体拡散歪率測定用センサ
で５ＫＨｚが限界とあり、ワイヤまたは金属箔などを用
いた歪率測定用センサで１ＫＨｚが限界である。
サは、歪率に比例する抵抗値の変化を示す電気的特性が
小さなものが多い。すなわち、歪率測定用センサはゲー
ジ・ファクタ値Ｇf が小さいので、ゲージ・ファクタ値
Ｇf を増幅するために高感度リニアアンプが必要にな
る。また、周波数応答は、半導体拡散歪率測定用センサ
で５ＫＨｚが限界とあり、ワイヤまたは金属箔などを用
いた歪率測定用センサで１ＫＨｚが限界である。
【０００４】さらに、半導体拡散歪率測定用センサの出
力レベルは２０ｍＶ／Ｖが最大値であり、ワイヤまたは
金属箔などを用いた歪率測定用センサの出力レベルは３
ｍＶ／Ｖが最大値であるため、抵抗器の抵抗値を任意に
変更することや、高周波電源を使用することができなか
った。この発明は、上記したような不都合を解消するた
めになされたもので、電気的特性であるゲージ・ファク
タ値が改善でき、任意に周波数応答および出力レベルを
選択することができるとともに、使用目的に応じて抵抗
値を決定することのできるグラファイト繊維歪率測定用
センサを提供するものである。
力レベルは２０ｍＶ／Ｖが最大値であり、ワイヤまたは
金属箔などを用いた歪率測定用センサの出力レベルは３
ｍＶ／Ｖが最大値であるため、抵抗器の抵抗値を任意に
変更することや、高周波電源を使用することができなか
った。この発明は、上記したような不都合を解消するた
めになされたもので、電気的特性であるゲージ・ファク
タ値が改善でき、任意に周波数応答および出力レベルを
選択することができるとともに、使用目的に応じて抵抗
値を決定することのできるグラファイト繊維歪率測定用
センサを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるグラフ
ァイト繊維歪率測定用センサは、上記した目的を達成す
るため、薄く、任意の形状で柔軟性を有する合成樹脂部
材と、この合成樹脂部材の少なくとも片面上に装着さ
れ、硬質繊維素材にグラファイトを焼成させたグラファ
イト繊維部材と、このグラファイト繊維部材の相対する
両端部に設けた端子とで構成したものである。
ァイト繊維歪率測定用センサは、上記した目的を達成す
るため、薄く、任意の形状で柔軟性を有する合成樹脂部
材と、この合成樹脂部材の少なくとも片面上に装着さ
れ、硬質繊維素材にグラファイトを焼成させたグラファ
イト繊維部材と、このグラファイト繊維部材の相対する
両端部に設けた端子とで構成したものである。
【０００６】
【作用】この発明におけるグラファイト繊維部材は、加
わる応力に応じて歪んで伸長するとともに、その抵抗値
が変化する。
わる応力に応じて歪んで伸長するとともに、その抵抗値
が変化する。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１はこの発明の一実施例によるグラファイト繊
維歪率測定用センサの構成を示す説明図である。図１に
おいて、１はグラファイト繊維歪率測定用センサを示
し、薄く平板状に形成された柔軟性を有する合成樹脂部
材２と、この合成樹脂部材２の片面に装着され、木綿、
ガラス等の硬質繊維素材にグラファイトを含浸して焼成
させたグラファイト繊維部材３と、このグラファイト繊
維部材３の相対する両端部に設けた端子４，５とで構成
されている。
する。図１はこの発明の一実施例によるグラファイト繊
維歪率測定用センサの構成を示す説明図である。図１に
おいて、１はグラファイト繊維歪率測定用センサを示
し、薄く平板状に形成された柔軟性を有する合成樹脂部
材２と、この合成樹脂部材２の片面に装着され、木綿、
ガラス等の硬質繊維素材にグラファイトを含浸して焼成
させたグラファイト繊維部材３と、このグラファイト繊
維部材３の相対する両端部に設けた端子４，５とで構成
されている。
【０００８】なお、各部材の大きさなどを例示すると、
変形した後に元の形状に戻すための合成樹脂部材２はア
クリル、ポリエチレン等の樹脂を用いて長さ（長手方
向）４cm、幅（短手方向）１０mm、厚さ０．０５mmの平
板状とされている。また、硬質繊維素材は長さ４cm、幅
１０mm、厚さ０．２mmの繊維を用い、この硬質繊維素材
にグラファイトを焼成したものである。
変形した後に元の形状に戻すための合成樹脂部材２はア
クリル、ポリエチレン等の樹脂を用いて長さ（長手方
向）４cm、幅（短手方向）１０mm、厚さ０．０５mmの平
板状とされている。また、硬質繊維素材は長さ４cm、幅
１０mm、厚さ０．２mmの繊維を用い、この硬質繊維素材
にグラファイトを焼成したものである。
【０００９】このように構成したグラファイト繊維歪率
測定用センサ１の固有抵抗値をＲOとし、歪変化抵抗値
をｄＲとすると、グラファイト繊維歪率測定用センサ１
のゲージ・ファクタ値Ｇf は、 Ｇf ＝ｄＲ／ＲO と表すことができる。
測定用センサ１の固有抵抗値をＲOとし、歪変化抵抗値
をｄＲとすると、グラファイト繊維歪率測定用センサ１
のゲージ・ファクタ値Ｇf は、 Ｇf ＝ｄＲ／ＲO と表すことができる。
【００１０】図２は図１に示すグラファイト繊維歪率測
定用センサの歪の特性を示す歪特性図である。図２は、
グラファイト繊維歪率測定用センサ１の抵抗値が８ＫΩ
から５ＫΩに変化すると、グラファイト繊維歪率測定用
センサ１の歪は０ｍｍから５ｍｍになることを示してい
る。このように、グラファイト繊維歪率測定用センサ１
のゲージ・ファクタ値Ｇfが大きいのは、硬質繊維素材
の伸長、復元が良好なことに起因している。
定用センサの歪の特性を示す歪特性図である。図２は、
グラファイト繊維歪率測定用センサ１の抵抗値が８ＫΩ
から５ＫΩに変化すると、グラファイト繊維歪率測定用
センサ１の歪は０ｍｍから５ｍｍになることを示してい
る。このように、グラファイト繊維歪率測定用センサ１
のゲージ・ファクタ値Ｇfが大きいのは、硬質繊維素材
の伸長、復元が良好なことに起因している。
【００１１】図３はこの発明の一実施例によるグラファ
イト繊維歪率測定用センサを使用した直流電源用歪率測
定回路の構成図である。図３において、１１は直流電源
を示し、電圧はＶb である。１２は可変抵抗器、１３は
第１の抵抗器、１４は第２の抵抗器を示し、可変抵抗器
１２の抵抗値はＲ12で、第１の抵抗器１３の抵抗値はＲ
13で、第２の抵抗器１４の抵抗値はＲ14（Ｒ14＝Ｒ13）
である。
イト繊維歪率測定用センサを使用した直流電源用歪率測
定回路の構成図である。図３において、１１は直流電源
を示し、電圧はＶb である。１２は可変抵抗器、１３は
第１の抵抗器、１４は第２の抵抗器を示し、可変抵抗器
１２の抵抗値はＲ12で、第１の抵抗器１３の抵抗値はＲ
13で、第２の抵抗器１４の抵抗値はＲ14（Ｒ14＝Ｒ13）
である。
【００１２】そして、可変抵抗器１２とグラファイト繊
維歪率測定用センサ１とは直列に接続され、第１の抵抗
器１３と第２の抵抗器１４とは直列に接続されてグラフ
ァイト繊維歪率測定用センサ１、可変抵抗器１２、第１
および第２の抵抗器１３，１４でブリッジ回路を構成
し、可変抵抗器１２と第１の抵抗器１３との接続点は直
流電源１１の正極に接続され、グラファイト繊維歪率測
定用センサ１と第２の抵抗器１４との接続点は直流電源
１１の負極に接続されている。
維歪率測定用センサ１とは直列に接続され、第１の抵抗
器１３と第２の抵抗器１４とは直列に接続されてグラフ
ァイト繊維歪率測定用センサ１、可変抵抗器１２、第１
および第２の抵抗器１３，１４でブリッジ回路を構成
し、可変抵抗器１２と第１の抵抗器１３との接続点は直
流電源１１の正極に接続され、グラファイト繊維歪率測
定用センサ１と第２の抵抗器１４との接続点は直流電源
１１の負極に接続されている。
【００１３】１５は演算増幅器を示し、一方の入力端は
可変抵抗器１２とグラファイト繊維歪率測定用センサ１
との接続点（接続点Ａ）に接続され、他方の入力端は第
１の抵抗器１３と第２の抵抗器１４との接続点（接続点
Ｂ）に接続されている。１６は演算増幅器１５の出力端
と演算増幅器１５の他方の入力端との間に挿入されてい
る帰還抵抗器を示し、抵抗値はＲ16である。１７は演算
増幅器１６の出力端に接続されている歪率表示計を示
す。
可変抵抗器１２とグラファイト繊維歪率測定用センサ１
との接続点（接続点Ａ）に接続され、他方の入力端は第
１の抵抗器１３と第２の抵抗器１４との接続点（接続点
Ｂ）に接続されている。１６は演算増幅器１５の出力端
と演算増幅器１５の他方の入力端との間に挿入されてい
る帰還抵抗器を示し、抵抗値はＲ16である。１７は演算
増幅器１６の出力端に接続されている歪率表示計を示
す。
【００１４】次に、操作および動作を説明する。まず、
被測定体にグラファイト繊維歪率測定用センサ１を取り
付け、被測定体に歪を発生させる前に可変抵抗器１２を
調整して接続点Ａと接続点Ｂとの電圧差をゼロにする、
すなわち歪率表示計１７の表示をゼロにする。そして、
被測定体に歪を発生させると、被測定体の歪に応じてグ
ラファイト繊維歪率測定用センサ１が伸長して抵抗値
（Ｒ0 −ｄＲ）が変化するので、ブリッジ回路のバラン
スが崩れる。
被測定体にグラファイト繊維歪率測定用センサ１を取り
付け、被測定体に歪を発生させる前に可変抵抗器１２を
調整して接続点Ａと接続点Ｂとの電圧差をゼロにする、
すなわち歪率表示計１７の表示をゼロにする。そして、
被測定体に歪を発生させると、被測定体の歪に応じてグ
ラファイト繊維歪率測定用センサ１が伸長して抵抗値
（Ｒ0 −ｄＲ）が変化するので、ブリッジ回路のバラン
スが崩れる。
【００１５】このようにブリッジ回路のバランスが崩れ
ると、接続点Ａと接続点Ｂとの間にグラファイト繊維歪
率測定用センサ１の歪に比例した電圧が発生し、演算増
幅器１５によって増幅されて出力電圧ＶO となるので、
出力電圧ＶO は、 ＶO ＝〔Ｖb ／４・Ｒ14／（Ｒ14＋Ｒ16）〕・Ｇf と表すことができる。したがって、ゲージ・ファクタ値
Ｇf の大きなグラファイト繊維歪率測定用センサ１を使
用することにより、出力電圧ＶO が大きくなり、この大
きな出力電圧ＶO によって歪率が歪率表示計１７に表示
される。
ると、接続点Ａと接続点Ｂとの間にグラファイト繊維歪
率測定用センサ１の歪に比例した電圧が発生し、演算増
幅器１５によって増幅されて出力電圧ＶO となるので、
出力電圧ＶO は、 ＶO ＝〔Ｖb ／４・Ｒ14／（Ｒ14＋Ｒ16）〕・Ｇf と表すことができる。したがって、ゲージ・ファクタ値
Ｇf の大きなグラファイト繊維歪率測定用センサ１を使
用することにより、出力電圧ＶO が大きくなり、この大
きな出力電圧ＶO によって歪率が歪率表示計１７に表示
される。
【００１６】図４はこの発明の他の実施例によるグラフ
ァイト繊維歪率測定用センサを使用した交流電源用歪率
測定回路の構成図である。図４において、２１は低周波
帯ないし高周波帯の交流電源を示し、電圧はＶsであ
る。２２は交流電源２１に一端が接続されている第１の
抵抗器を示し、抵抗値はＲ22である。
ァイト繊維歪率測定用センサを使用した交流電源用歪率
測定回路の構成図である。図４において、２１は低周波
帯ないし高周波帯の交流電源を示し、電圧はＶsであ
る。２２は交流電源２１に一端が接続されている第１の
抵抗器を示し、抵抗値はＲ22である。
【００１７】２３は第１の抵抗器２２の他端に一端が接
続されているコンデンサ、２４はコンデンサ２３の他端
に一端が接続されている第２の抵抗器を示し、第２の抵
抗器２４の抵抗値はＲ24である。２５は交流増幅器を示
し、一方の入力端は第２の抵抗器２４の他端に接続さ
れ、他方の入力端はアースされている。２６は交流増幅
器２５の出力端と交流増幅器２５の一方の入力端との間
に挿入されている帰還抵抗器を示し、抵抗値はＲ26であ
る。
続されているコンデンサ、２４はコンデンサ２３の他端
に一端が接続されている第２の抵抗器を示し、第２の抵
抗器２４の抵抗値はＲ24である。２５は交流増幅器を示
し、一方の入力端は第２の抵抗器２４の他端に接続さ
れ、他方の入力端はアースされている。２６は交流増幅
器２５の出力端と交流増幅器２５の一方の入力端との間
に挿入されている帰還抵抗器を示し、抵抗値はＲ26であ
る。
【００１８】２７は交流増幅器２６の出力端に一端が接
続されている検波器、２８は検波器２７の他端に接続さ
れている歪率表示計を示す。なお、グラファイト繊維歪
率測定用センサ１は、第１の抵抗器２２とコンデンサ２
３との接続点に一端が接続され、他端がアースされてい
る。
続されている検波器、２８は検波器２７の他端に接続さ
れている歪率表示計を示す。なお、グラファイト繊維歪
率測定用センサ１は、第１の抵抗器２２とコンデンサ２
３との接続点に一端が接続され、他端がアースされてい
る。
【００１９】次に、動作について説明する。まず、グラ
ファイト繊維歪率測定用センサ１は、グラファイト繊維
素材を用いているので、インダクタンス成分が小さく、
直流ないし高周波ＨＦ帯の測定用電源を使用することが
できる。そこで、交流増幅器２５の出力電圧をＶO ′と
すると、 ＶO ′＝〔（ＲO −ｄＲ）／（ＲO −ｄＲ＋Ｒ22）・Ｖ
S 〕・Ｒ26／（Ｒ24＋Ｒ26）・Ｇf と表すことができる。
ファイト繊維歪率測定用センサ１は、グラファイト繊維
素材を用いているので、インダクタンス成分が小さく、
直流ないし高周波ＨＦ帯の測定用電源を使用することが
できる。そこで、交流増幅器２５の出力電圧をＶO ′と
すると、 ＶO ′＝〔（ＲO −ｄＲ）／（ＲO −ｄＲ＋Ｒ22）・Ｖ
S 〕・Ｒ26／（Ｒ24＋Ｒ26）・Ｇf と表すことができる。
【００２０】このように、交流増幅器２５からの出力電
圧ＶO ′を検波器２７で検波して直流にすることによ
り、歪率が歪率表示計２８に表示される。この交流電源
用歪率測定回路を使用する場合、零点調整を行なわなく
てよいので、操作性がよいという利点がある。
圧ＶO ′を検波器２７で検波して直流にすることによ
り、歪率が歪率表示計２８に表示される。この交流電源
用歪率測定回路を使用する場合、零点調整を行なわなく
てよいので、操作性がよいという利点がある。
【００２１】なお、上記した実施例において、長さ、
幅、厚みを適宜選択することにより、電気特性を変化さ
せることができ、また、合成樹脂部材２および硬質繊維
素材３も前記した実施例に限定されるものではない。さ
らに、合成樹脂部材２の片面上にグラファイト繊維部材
３を装着した例で説明したが、合成樹脂部材２の両面上
にグラファイト繊維部材３を装着させてもよい。
幅、厚みを適宜選択することにより、電気特性を変化さ
せることができ、また、合成樹脂部材２および硬質繊維
素材３も前記した実施例に限定されるものではない。さ
らに、合成樹脂部材２の片面上にグラファイト繊維部材
３を装着した例で説明したが、合成樹脂部材２の両面上
にグラファイト繊維部材３を装着させてもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、薄
く、任意の形状で柔軟性を有する合成樹脂部材と、この
合成樹脂部材の少なくとも片面上に装着され、硬質繊維
素材にグラファイトを焼成させたグラファイト繊維部材
と、このグラファイト繊維部材の相対する両端部に設け
た端子とでグラファイト繊維歪率測定用センサを構成し
たので、電気的特性であるゲージ・ファクタ値が改善で
き、任意に周波数応答および出力レベルを選択すること
ができるとともに、使用目的に応じて抵抗値を決定する
ことができる。
く、任意の形状で柔軟性を有する合成樹脂部材と、この
合成樹脂部材の少なくとも片面上に装着され、硬質繊維
素材にグラファイトを焼成させたグラファイト繊維部材
と、このグラファイト繊維部材の相対する両端部に設け
た端子とでグラファイト繊維歪率測定用センサを構成し
たので、電気的特性であるゲージ・ファクタ値が改善で
き、任意に周波数応答および出力レベルを選択すること
ができるとともに、使用目的に応じて抵抗値を決定する
ことができる。
【図１】この発明の一実施例によるグラファイト繊維歪
率測定用センサの構成を示す説明図である。
率測定用センサの構成を示す説明図である。
【図２】図１に示すグラファイト繊維歪率測定用センサ
の歪の特性を示す歪特性図である。
の歪の特性を示す歪特性図である。
【図３】この発明の一実施例によるグラファイト繊維歪
率測定用センサを使用した直流電源用歪率測定回路の構
成図である。
率測定用センサを使用した直流電源用歪率測定回路の構
成図である。
【図４】この発明の他の実施例によるグラファイト繊維
歪率測定用センサを使用した交流電源用歪率測定回路の
構成図である。
歪率測定用センサを使用した交流電源用歪率測定回路の
構成図である。
１ グラファイト繊維歪率測定用センサ ２ 合成樹脂部材 ３ グラファイト繊維部材 ４，５ 端子
Claims (1)
- 【請求項１】 薄く、任意の形状で柔軟性を有する合成
樹脂部材と、 この合成樹脂部材の少なくとも片面上に装着され、硬質
繊維素材にグラファイトを焼成させたグラファイト繊維
部材と、 このグラファイト繊維部材の相対する両端部に設けた端
子と、からなるグラファイト繊維歪率測定用センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21552592A JPH0634309A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | グラファイト組織歪率測定用センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21552592A JPH0634309A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | グラファイト組織歪率測定用センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634309A true JPH0634309A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16673868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21552592A Pending JPH0634309A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | グラファイト組織歪率測定用センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0634309A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5995064A (en) * | 1996-06-20 | 1999-11-30 | Kabushiki Kaisha Yokowa, Also Trading As Yokowo Co., Ltd. | Antenna having a returned portion forming a portion arranged in parallel to the longitudinal antenna direction |
| US8289225B2 (en) | 2008-01-17 | 2012-10-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multi-resonant antenna having dielectric body |
| CN108020157A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-11 | 北京科技大学 | 一种低成本、高性能人体运动传感器及其制备方法 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP21552592A patent/JPH0634309A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5995064A (en) * | 1996-06-20 | 1999-11-30 | Kabushiki Kaisha Yokowa, Also Trading As Yokowo Co., Ltd. | Antenna having a returned portion forming a portion arranged in parallel to the longitudinal antenna direction |
| US8289225B2 (en) | 2008-01-17 | 2012-10-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multi-resonant antenna having dielectric body |
| CN108020157A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-05-11 | 北京科技大学 | 一种低成本、高性能人体运动传感器及其制备方法 |
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