JPH0653523A - 歪ゲージとこの種の歪ゲージを備えた測定量検出器 - Google Patents
歪ゲージとこの種の歪ゲージを備えた測定量検出器Info
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- JPH0653523A JPH0653523A JP3073227A JP7322791A JPH0653523A JP H0653523 A JPH0653523 A JP H0653523A JP 3073227 A JP3073227 A JP 3073227A JP 7322791 A JP7322791 A JP 7322791A JP H0653523 A JPH0653523 A JP H0653523A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
- G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
- G01B7/20—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance formed by printed-circuit technique
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 湿度に強く、適度なクリープ特性を有し、頑
丈で、簡単で、誤差のない製造可能な歪ゲージおいびこ
れ等の歪ゲージを用いた測定量検出器を提供することに
ある。 【構成】 歪ゲージ２の支持フィルム３と、場合によっ
て、カバーフィルム５とがポリフェニールサルファイド
のフィルムで構成され、両フイルム３，５の間に測定格
子４が配設されている。
丈で、簡単で、誤差のない製造可能な歪ゲージおいびこ
れ等の歪ゲージを用いた測定量検出器を提供することに
ある。 【構成】 歪ゲージ２の支持フィルム３と、場合によっ
て、カバーフィルム５とがポリフェニールサルファイド
のフィルムで構成され、両フイルム３，５の間に測定格
子４が配設されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、支持フィルムに配設
した測定格子を有する歪ゲージと、この種の歪ゲージを
備えた測定量検出器に関する。
した測定格子を有する歪ゲージと、この種の歪ゲージを
備えた測定量検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の歪ゲージは、英国特許第 728 6
06号明細書により公知である。非常に薄い圧延金属箔か
ら、測定格子がフォトリソグラフィーで端部に接触領域
を有する迷路状抵抗体にしてエッチングされる。この場
合、金属箔は第二の金属箔に接続している。エッチング
後、絶縁エポキシ樹脂の支持フィルムを第一金属箔に貼
り付け、第二金属箔を剥がす。エポキシ樹脂の支持フィ
ルムを有する歪ゲージは、製造、取扱および応用に問題
がある。何故なら、支持フィルムが壊れやすく、割れ目
が生じる恐れがあるからである。測定量検出器に利用す
る場合には、特に慎重な取扱が必要であり、応力測定へ
の応用には慣用されていない。これ等の問題はフェノー
ル樹脂の支持フィルムを有する歪ゲージの場合にも存在
する。
06号明細書により公知である。非常に薄い圧延金属箔か
ら、測定格子がフォトリソグラフィーで端部に接触領域
を有する迷路状抵抗体にしてエッチングされる。この場
合、金属箔は第二の金属箔に接続している。エッチング
後、絶縁エポキシ樹脂の支持フィルムを第一金属箔に貼
り付け、第二金属箔を剥がす。エポキシ樹脂の支持フィ
ルムを有する歪ゲージは、製造、取扱および応用に問題
がある。何故なら、支持フィルムが壊れやすく、割れ目
が生じる恐れがあるからである。測定量検出器に利用す
る場合には、特に慎重な取扱が必要であり、応力測定へ
の応用には慣用されていない。これ等の問題はフェノー
ル樹脂の支持フィルムを有する歪ゲージの場合にも存在
する。
【０００３】更に、ガラス繊維フリースで補強したエポ
キシ樹脂あるいはフェノール樹脂の支持フィルムを有す
る歪ゲージも公知である。この種の歪ゲージでは、弾性
特性が繊維を連結する材料と同じように改善されている
が、フリースの品質が不均一で、厚さの変動があり、組
織に乱れがあるため、測定量検出器の特性量にかなりの
影響が生じる。特に、予め決めることのできない、しか
も相殺させることのできないクリープ特性の影響が生じ
たり、あるいは例えば西独特許 29 16 427号明細書によ
り、特別な歪ゲージを使用する場合、個々の部品にそれ
相応の経費を掛けてのみクリープ特性を相殺できる。例
えば、小さな結び目、ガラスの塊、あるいは斑点のよう
なガラス繊維の乱れは、歪ゲージを作製する場合に、重
大な不良品に導く。
キシ樹脂あるいはフェノール樹脂の支持フィルムを有す
る歪ゲージも公知である。この種の歪ゲージでは、弾性
特性が繊維を連結する材料と同じように改善されている
が、フリースの品質が不均一で、厚さの変動があり、組
織に乱れがあるため、測定量検出器の特性量にかなりの
影響が生じる。特に、予め決めることのできない、しか
も相殺させることのできないクリープ特性の影響が生じ
たり、あるいは例えば西独特許 29 16 427号明細書によ
り、特別な歪ゲージを使用する場合、個々の部品にそれ
相応の経費を掛けてのみクリープ特性を相殺できる。例
えば、小さな結び目、ガラスの塊、あるいは斑点のよう
なガラス繊維の乱れは、歪ゲージを作製する場合に、重
大な不良品に導く。
【０００４】他の種類のフォイル歪ゲージの場合、ポリ
イミドあるいはポリアミドイミドが母材（支持体と被
覆）として使用される。この場合、相手のフォイルに測
定格子のフォイルを貼り付け、金属箔に樹脂を付着さ
せ、次いでこれを硬化させる。この技術は非常に頑丈な
歪ゲージを与える。何故なら、母材が非常に柔軟で割れ
ないからである。このような歪ゲージは主として応力測
定に使用される。精密検出器の構造としては、これ等の
歪ゲージは不適である。何故なら、非常にクリープする
からである。
イミドあるいはポリアミドイミドが母材（支持体と被
覆）として使用される。この場合、相手のフォイルに測
定格子のフォイルを貼り付け、金属箔に樹脂を付着さ
せ、次いでこれを硬化させる。この技術は非常に頑丈な
歪ゲージを与える。何故なら、母材が非常に柔軟で割れ
ないからである。このような歪ゲージは主として応力測
定に使用される。精密検出器の構造としては、これ等の
歪ゲージは不適である。何故なら、非常にクリープする
からである。
【０００５】上に述べた三種の歪ゲージには、何れも湿
気に弱いと言う欠点がある。何故なら、母材が周囲の湿
度に応じて膨れたり、縮んだりするからである。このこ
とは歪ゲージの抵抗変化になり、結局不確実な零信号を
与える検出器になる。このこと自体でも重大な問題であ
るが、その外、検出器の零点の温度応答を正確に相殺で
きないと言うこともある。更に、この種の歪ゲージを備
えた検出器のクリープ誤差は温度に依存する。結局、こ
れは精密な検出器を開発したり、構成する場合に大変な
難点となる。事実、西独特許第 29 02 244号明細書によ
れば、特別歪ゲージを使用する場合、検出器のクリープ
を相殺できる。しかし、このことは実質上温度に関する
クリープ曲線を温度軸に平行に移動させることになる。
この曲線自体は既に影響のないようにして得られる。
気に弱いと言う欠点がある。何故なら、母材が周囲の湿
度に応じて膨れたり、縮んだりするからである。このこ
とは歪ゲージの抵抗変化になり、結局不確実な零信号を
与える検出器になる。このこと自体でも重大な問題であ
るが、その外、検出器の零点の温度応答を正確に相殺で
きないと言うこともある。更に、この種の歪ゲージを備
えた検出器のクリープ誤差は温度に依存する。結局、こ
れは精密な検出器を開発したり、構成する場合に大変な
難点となる。事実、西独特許第 29 02 244号明細書によ
れば、特別歪ゲージを使用する場合、検出器のクリープ
を相殺できる。しかし、このことは実質上温度に関する
クリープ曲線を温度軸に平行に移動させることになる。
この曲線自体は既に影響のないようにして得られる。
【０００６】歪ゲージおよび特に検出器の価格を下げる
ことの外に、市場は更に改良された検出器を求めてい
る。多目盛計量器での要請は、クリープ特性、零点信号
の温度応答、直線性、およびバックラッシュの幅に関す
る重大な改善を必要としている。通常の歪ゲージを用い
ても、この要請は同時に満たすことができない。
ことの外に、市場は更に改良された検出器を求めてい
る。多目盛計量器での要請は、クリープ特性、零点信号
の温度応答、直線性、およびバックラッシュの幅に関す
る重大な改善を必要としている。通常の歪ゲージを用い
ても、この要請は同時に満たすことができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】それ故、この発明の課
題は、既知歪ゲージの難点を有することなく、更に使用
上頑丈で、簡単にしかも誤りなしに作製できる歪ゲージ
を提供することにある。更に、この発明の課題は、上記
歪ゲージを基にて形成される非常に改善された測定特性
を有し、特にコストに見合った測定量検出器を提供する
ことにある。
題は、既知歪ゲージの難点を有することなく、更に使用
上頑丈で、簡単にしかも誤りなしに作製できる歪ゲージ
を提供することにある。更に、この発明の課題は、上記
歪ゲージを基にて形成される非常に改善された測定特性
を有し、特にコストに見合った測定量検出器を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、支持フィルム上に配設された測定格子を有する
歪ゲージ、特に測定量検出器用の歪ゲージの場合、支持
フィルムがポリフェニールサルファイドで形成されてい
る歪ゲージことによって解決されている。
により、支持フィルム上に配設された測定格子を有する
歪ゲージ、特に測定量検出器用の歪ゲージの場合、支持
フィルムがポリフェニールサルファイドで形成されてい
る歪ゲージことによって解決されている。
【０００９】上記の課題は、この発明により、支持フィ
ルム上に配設された測定格子を有する少なくとも一個の
歪ゲージを備えた測定量検出器の場合、歪ゲージの支持
フィルムと、場合によっては測定格子を覆うフィルムが
ポリフェニールサルファイドで形成されている測定量検
出器ことによって解決されている。
ルム上に配設された測定格子を有する少なくとも一個の
歪ゲージを備えた測定量検出器の場合、歪ゲージの支持
フィルムと、場合によっては測定格子を覆うフィルムが
ポリフェニールサルファイドで形成されている測定量検
出器ことによって解決されている。
【００１０】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１１】
【作用】絶縁性で、可撓性があり、隙間がなく、しかも
一様な厚さで、二軸方向に向いたポリフェニールサルフ
ァイド箔が支持フィルムとして使用され、場合によって
はカバーフィルムとしても使用される。この種のフィル
ムでは、公知の支持フィルムと異なり、拡散による水の
透過性が非常に低減され、ソースの傾斜が著しく低減さ
れている。この発明により、湿気の変動が歪ゲージの測
定個所、即ち貼付た歪ゲージの抵抗に実際上もはや影響
を与えないことが保証される。こうして、特に応力測定
での金属箔の歪ゲージを用いた測定の精度が、また歪ゲ
ージ検出器の測定精度が著しく向上する。何故なら、零
信号が安定して生じ、そのため零信号の温度応答をより
正確に測定し、相殺できるからである。このことは、零
信号の温度応答に対する許容範囲が特に狭めてある多目
盛計量器のロードセルで特に重要である。この多目盛計
量器のロードセルでは、零信号の温度応答に対する許容
範囲が特に狭めてある、例えば普及している計量器 15
kg−5g/6kg− 2g の場合、検出器の製造コストは更に係
数 2/5だけ著しく低下する。何故なら、多くの場合、気
密封止による封入体を省略できるからである。このこと
は、構造を非常に単純にする。ポリフェーニールサルフ
ァイドのフォイルの間に埋め込んだ測定格子の酸化は、
ロードセルの使用温度で最早実際上確認できない。検出
器の零信号に悪影響なしに上記による測定格子の永久抵
抗変化は最早生じない。この発明による歪ゲージを用い
た気密封止していない検出器は DIN IEC 68 による物理
・技術機関の湿度試験で同時の要求を他の補助手段なし
で、例えば他のカバーフィルムを用いないで驚くほど満
たしている。エッチング過程で測定格子の成形に関し
て、ポリフェニールサルファイドの著しい化学安定性は
非常に有利である。
一様な厚さで、二軸方向に向いたポリフェニールサルフ
ァイド箔が支持フィルムとして使用され、場合によって
はカバーフィルムとしても使用される。この種のフィル
ムでは、公知の支持フィルムと異なり、拡散による水の
透過性が非常に低減され、ソースの傾斜が著しく低減さ
れている。この発明により、湿気の変動が歪ゲージの測
定個所、即ち貼付た歪ゲージの抵抗に実際上もはや影響
を与えないことが保証される。こうして、特に応力測定
での金属箔の歪ゲージを用いた測定の精度が、また歪ゲ
ージ検出器の測定精度が著しく向上する。何故なら、零
信号が安定して生じ、そのため零信号の温度応答をより
正確に測定し、相殺できるからである。このことは、零
信号の温度応答に対する許容範囲が特に狭めてある多目
盛計量器のロードセルで特に重要である。この多目盛計
量器のロードセルでは、零信号の温度応答に対する許容
範囲が特に狭めてある、例えば普及している計量器 15
kg−5g/6kg− 2g の場合、検出器の製造コストは更に係
数 2/5だけ著しく低下する。何故なら、多くの場合、気
密封止による封入体を省略できるからである。このこと
は、構造を非常に単純にする。ポリフェーニールサルフ
ァイドのフォイルの間に埋め込んだ測定格子の酸化は、
ロードセルの使用温度で最早実際上確認できない。検出
器の零信号に悪影響なしに上記による測定格子の永久抵
抗変化は最早生じない。この発明による歪ゲージを用い
た気密封止していない検出器は DIN IEC 68 による物理
・技術機関の湿度試験で同時の要求を他の補助手段なし
で、例えば他のカバーフィルムを用いないで驚くほど満
たしている。エッチング過程で測定格子の成形に関し
て、ポリフェニールサルファイドの著しい化学安定性は
非常に有利である。
【００１２】この発明によって得られる他の著しい利点
は、この発明による歪ゲージが、場合によって、例えば
西独特許第 29 16 427号明細書に記載した方法により、
クリープ誤差の平均値を一括して相殺した後に、ロード
セルの場合でも、使用できるように、クリープ誤差に偏
差が少ない点にある。多目盛のロードセルの場合、クリ
ープ誤差は、ただ一つの目盛範囲のみ設けている一個の
ロードセルに比べて一桁低下する。例えば上記計量器で
係数 2/5である。この種の僅かなクリープ誤差になるこ
とは、ポリイミドあるいはポリアミディミド製の支持フ
ィルムを有する比較可能な歪ゲージによる経験により決
して期待できない。歪ゲージの場合、ポリフェニールサ
ルファイドのフィルム材料を使用することが、特にクリ
ープ誤差の温度依存性に関して好ましいことが判って。
クリープ誤差の温度依存性はこの発明により殆ど完全に
排除されている。僅かなクリープ誤差と、その無視でき
る温度依存性のため、今まで必要であった個別試験を不
要とし、その代わり統計的な方法で品質を監視できる。
従って、試験の経費が大幅に低減する。高価な検出器を
それ以後検査すると出る不良品も最早生じない。このこ
とは経費の点で非常に有利である。この発明による歪ゲ
ージには、その外、履歴に関係なく、零信号が非常に再
現性よく、例えば 20 000 段の測定分解能の場合でも零
表示の正確な自己調節を与えると言う他の利点もある。
特性に非常に良好な再現性があるので、非常に正確な測
定量検出器に通ずる相殺処置を簡単にできる。更に、歪
ゲージは簡単で大幅に誤差のない製造が可能である。自
動的な作製も可能である。何故なら、ポリフェニールサ
ルファイドのフォイルの機械特性が自動製造過程でも問
題のない処置を保証するからである。しかし、この検出
器では、コストの点で有利であることおよび品質が優れ
ていることが更に重要になる。
は、この発明による歪ゲージが、場合によって、例えば
西独特許第 29 16 427号明細書に記載した方法により、
クリープ誤差の平均値を一括して相殺した後に、ロード
セルの場合でも、使用できるように、クリープ誤差に偏
差が少ない点にある。多目盛のロードセルの場合、クリ
ープ誤差は、ただ一つの目盛範囲のみ設けている一個の
ロードセルに比べて一桁低下する。例えば上記計量器で
係数 2/5である。この種の僅かなクリープ誤差になるこ
とは、ポリイミドあるいはポリアミディミド製の支持フ
ィルムを有する比較可能な歪ゲージによる経験により決
して期待できない。歪ゲージの場合、ポリフェニールサ
ルファイドのフィルム材料を使用することが、特にクリ
ープ誤差の温度依存性に関して好ましいことが判って。
クリープ誤差の温度依存性はこの発明により殆ど完全に
排除されている。僅かなクリープ誤差と、その無視でき
る温度依存性のため、今まで必要であった個別試験を不
要とし、その代わり統計的な方法で品質を監視できる。
従って、試験の経費が大幅に低減する。高価な検出器を
それ以後検査すると出る不良品も最早生じない。このこ
とは経費の点で非常に有利である。この発明による歪ゲ
ージには、その外、履歴に関係なく、零信号が非常に再
現性よく、例えば 20 000 段の測定分解能の場合でも零
表示の正確な自己調節を与えると言う他の利点もある。
特性に非常に良好な再現性があるので、非常に正確な測
定量検出器に通ずる相殺処置を簡単にできる。更に、歪
ゲージは簡単で大幅に誤差のない製造が可能である。自
動的な作製も可能である。何故なら、ポリフェニールサ
ルファイドのフォイルの機械特性が自動製造過程でも問
題のない処置を保証するからである。しかし、この検出
器では、コストの点で有利であることおよび品質が優れ
ていることが更に重要になる。
【００１３】この発明による歪ゲージを用いると、一回
で歪ゲージで調節すべき全ての重要な要請が、同時に、
しかも同じように良好に満たせる。
で歪ゲージで調節すべき全ての重要な要請が、同時に、
しかも同じように良好に満たせる。
【００１４】Toray 社の文献 "PPS Film Torelina"によ
り、ポリフェニールサルフェイド・フィルムの材料特性
と応用性は、例えば印刷回路の支持体として知られてい
る。しかし、フォイル特性のリストにおいて歪ゲージの
支持体あるいは母材として驚くべき特異な適性に対して
何ら証拠も示唆もない。このことは、特にこの発明によ
る歪ゲージのクリープ特性に対して、および他の特性に
関連して湿度試験を行うことにも当てはまる。
り、ポリフェニールサルフェイド・フィルムの材料特性
と応用性は、例えば印刷回路の支持体として知られてい
る。しかし、フォイル特性のリストにおいて歪ゲージの
支持体あるいは母材として驚くべき特異な適性に対して
何ら証拠も示唆もない。このことは、特にこの発明によ
る歪ゲージのクリープ特性に対して、および他の特性に
関連して湿度試験を行うことにも当てはまる。
【００１５】
【実施例】この発明を、以下に実施例に基づきより詳し
く説明する。
く説明する。
【００１６】図１には、測定量検出器のバネ本体１の上
に歪ゲージ２が貼付てある。この歪ゲージは支持フィル
ム３，測定格子４および、場合によっては、カバーフィ
ルム５を保有する。カバーフィルム５は、図１にただ部
分的にのみ示してある。
に歪ゲージ２が貼付てある。この歪ゲージは支持フィル
ム３，測定格子４および、場合によっては、カバーフィ
ルム５を保有する。カバーフィルム５は、図１にただ部
分的にのみ示してある。
【００１７】測定格子４には、迷路状に配設された、例
えばコンスタンタン製の薄い金属フィルムの帯がある。
この端部の端部は接続端子を介して、例えばホイースト
ンブリッジ回路にした評価回路に連結している。検出器
を形成する場合、必ずこのような４枚の歪ゲージが使用
され、ホイーストンブリッジに接続される。測定格子４
は支持フィルム３の上に配設され、例えば接着層によっ
て固定接続する対応する金属フォイルから、例えばエッ
チングによって形成される。支持フィルム３は溶融押出
成形され、部分的に結晶化した二軸方位のポリフェニー
ルサルファイド・フォイルで、約 25 マイクロメータの
厚さを有する。このフォイルは特に低い湿度吸収性を有
する。即ち、75パーセントの相対湿度の場合、約 0.05
パーセントである。このポリフェニールサルファイド・
フォイルは、湿気を吸収した時、非常に僅かに膨張す
る。吸湿性の膨張係数の対応する値は２ｘ10-6mm/ ％相
対湿度より小さい。この吸湿性の膨張係数は環境の相対
湿度が１パーセント変わると、フォイル・フィルムが受
ける相対長さ変化を与える。ポリフェニールサルファイ
ド・フォイルは化学的に非常に安定で、このことが光リ
ソグラフィー過程と化学エッチングの補助手段の下で、
金属製の測定格子４を成形するのに特に有利である。
えばコンスタンタン製の薄い金属フィルムの帯がある。
この端部の端部は接続端子を介して、例えばホイースト
ンブリッジ回路にした評価回路に連結している。検出器
を形成する場合、必ずこのような４枚の歪ゲージが使用
され、ホイーストンブリッジに接続される。測定格子４
は支持フィルム３の上に配設され、例えば接着層によっ
て固定接続する対応する金属フォイルから、例えばエッ
チングによって形成される。支持フィルム３は溶融押出
成形され、部分的に結晶化した二軸方位のポリフェニー
ルサルファイド・フォイルで、約 25 マイクロメータの
厚さを有する。このフォイルは特に低い湿度吸収性を有
する。即ち、75パーセントの相対湿度の場合、約 0.05
パーセントである。このポリフェニールサルファイド・
フォイルは、湿気を吸収した時、非常に僅かに膨張す
る。吸湿性の膨張係数の対応する値は２ｘ10-6mm/ ％相
対湿度より小さい。この吸湿性の膨張係数は環境の相対
湿度が１パーセント変わると、フォイル・フィルムが受
ける相対長さ変化を与える。ポリフェニールサルファイ
ド・フォイルは化学的に非常に安定で、このことが光リ
ソグラフィー過程と化学エッチングの補助手段の下で、
金属製の測定格子４を成形するのに特に有利である。
【００１８】この歪ゲージは、測定格子を成形した後、
ポリフェニールサルファイドのカバーフィルム５を付け
ることができる。従って、測定格子４はポリフェニール
サルファイド・フォイルの間に包埋される。フォイルに
したカバーフィルムは、支持フィルムに例えば接着剤あ
るいは加熱プレスによって接続できる。カバーフォイル
は約 10 〜 25 マイクロメータの厚さを有するので、歪
ゲージの厚さは約 35〜 50 マイクロメータに加えるこ
との測定格子の厚さになる。
ポリフェニールサルファイドのカバーフィルム５を付け
ることができる。従って、測定格子４はポリフェニール
サルファイド・フォイルの間に包埋される。フォイルに
したカバーフィルムは、支持フィルムに例えば接着剤あ
るいは加熱プレスによって接続できる。カバーフォイル
は約 10 〜 25 マイクロメータの厚さを有するので、歪
ゲージの厚さは約 35〜 50 マイクロメータに加えるこ
との測定格子の厚さになる。
【００１９】ポリフェニールサルファイド・フォイルを
歪ゲージの支持フィルムとして使用し、その場合、測定
格子を例えば真空蒸着またはスパッタリングで測定格子
の形状をしたマスクを使用して支持フィルムに付着させ
るともこの発明の範囲内にある。
歪ゲージの支持フィルムとして使用し、その場合、測定
格子を例えば真空蒸着またはスパッタリングで測定格子
の形状をしたマスクを使用して支持フィルムに付着させ
るともこの発明の範囲内にある。
【００２０】歪ゲージ２はバネ本体１の上に通常の方法
により接着剤で貼付る。貼付た歪ゲージを有するこのバ
ネ本体、つまり歪ゲージ検出器は、例えば秤のロードセ
ルとして使用できる。
により接着剤で貼付る。貼付た歪ゲージを有するこのバ
ネ本体、つまり歪ゲージ検出器は、例えば秤のロードセ
ルとして使用できる。
【００２１】多目盛計量器のプラットホーム・ロードセ
ルとして構成した場合、この発明による歪ゲージ検出器
は特別な利点をもたらす。このプラットホーム・ロード
セルは上皿計量器に必要な案内機能を有し、前から使用
されている機構を余計なものにしている。多目盛計量器
は、異なった目盛ｄ（これは互いに連続して並んでいる
二つの指示値の間隔）を有する少なくとも二つの計量範
囲に対して設計されている。この場合、上記計量器は初
期計量範囲で風袋に無関係に、より小さい目盛d2 で自
動的に動作し、初期計量範囲を越えたら、より粗い目盛
d1 に自動的に切り替わる。汎用計量器の実例では、以
下のようになっている。即ち、目盛 d2＝ 2g で初期計
量範囲が 6 kg である。載せた重りが 6 kg を越える
と、秤は残りの 15 kgまでの計量範囲に対して粗い目盛
d1 ＝ 5g になる（図２ａ）。風袋の荷重を載せる場
合、秤の風袋を計った後、同じように最初の計量範囲と
微細な目盛を用いて始まる。しかし、風袋の荷重はそれ
に応じて利用できる計量範囲を狭める。図２ａには上記
ロードセルに許される誤差の幅が示してある。この幅
は、そのロードセルが校正された秤（ＰＴＢのクラスII
I あるいはＯＩＭＬのクラスＣ）に採用される時、使用
温度範囲にわたる理想的な特性からのずれである。一般
に、ロードセルの誤差の幅は秤の校正誤差の限界の 70
％である。このことが上記の場合にも黙認される。図２
ｂ（見易すくするため図２ａの中に記入されている）に
は、風袋を載置した場合の状況が示してある。この図か
ら、クリープ誤差あるいは等価の荷重零ドリフト（BE.
ND) に対する許容範囲は非常に狭まいことが判る。何故
なら、この誤差は荷重に依存し、載置した風袋にも係わ
らず、狭まった誤差の幅が最初の負荷に当てはまるから
である。零信号の温度応答の許容範囲は非常に制限さ
れ、この実施例の場合、５ｇの目盛を有する秤に比べて
2/5になる。
ルとして構成した場合、この発明による歪ゲージ検出器
は特別な利点をもたらす。このプラットホーム・ロード
セルは上皿計量器に必要な案内機能を有し、前から使用
されている機構を余計なものにしている。多目盛計量器
は、異なった目盛ｄ（これは互いに連続して並んでいる
二つの指示値の間隔）を有する少なくとも二つの計量範
囲に対して設計されている。この場合、上記計量器は初
期計量範囲で風袋に無関係に、より小さい目盛d2 で自
動的に動作し、初期計量範囲を越えたら、より粗い目盛
d1 に自動的に切り替わる。汎用計量器の実例では、以
下のようになっている。即ち、目盛 d2＝ 2g で初期計
量範囲が 6 kg である。載せた重りが 6 kg を越える
と、秤は残りの 15 kgまでの計量範囲に対して粗い目盛
d1 ＝ 5g になる（図２ａ）。風袋の荷重を載せる場
合、秤の風袋を計った後、同じように最初の計量範囲と
微細な目盛を用いて始まる。しかし、風袋の荷重はそれ
に応じて利用できる計量範囲を狭める。図２ａには上記
ロードセルに許される誤差の幅が示してある。この幅
は、そのロードセルが校正された秤（ＰＴＢのクラスII
I あるいはＯＩＭＬのクラスＣ）に採用される時、使用
温度範囲にわたる理想的な特性からのずれである。一般
に、ロードセルの誤差の幅は秤の校正誤差の限界の 70
％である。このことが上記の場合にも黙認される。図２
ｂ（見易すくするため図２ａの中に記入されている）に
は、風袋を載置した場合の状況が示してある。この図か
ら、クリープ誤差あるいは等価の荷重零ドリフト（BE.
ND) に対する許容範囲は非常に狭まいことが判る。何故
なら、この誤差は荷重に依存し、載置した風袋にも係わ
らず、狭まった誤差の幅が最初の負荷に当てはまるから
である。零信号の温度応答の許容範囲は非常に制限さ
れ、この実施例の場合、５ｇの目盛を有する秤に比べて
2/5になる。
【００２２】図２ｃ（例として多目盛のロードセルに対
する目盛ｄ１またはｄ２の単位での誤差の幅）に記入す
る曲線Ｉ〜IVは、零から最大荷重までになり次いで荷重
を取り除く負荷の場合、図２ｃに曲線IIとIII （よく判
るように拡大して示してある）の矢印で示してあるよう
に、上記計量器のロードセルで測定されたずれを表す。
曲線Ｉ〜IVは、ポリフェニールサルフェイドの歪ゲージ
を備えたロードセルで＋20℃、−10℃、＋40℃および＋
20℃で得られたものである。
する目盛ｄ１またはｄ２の単位での誤差の幅）に記入す
る曲線Ｉ〜IVは、零から最大荷重までになり次いで荷重
を取り除く負荷の場合、図２ｃに曲線IIとIII （よく判
るように拡大して示してある）の矢印で示してあるよう
に、上記計量器のロードセルで測定されたずれを表す。
曲線Ｉ〜IVは、ポリフェニールサルフェイドの歪ゲージ
を備えたロードセルで＋20℃、−10℃、＋40℃および＋
20℃で得られたものである。
【００２３】図２ｃのグラフから、全ての曲線Ｉ〜IVで
の、即ちどの温度での零点も正確に達成されるか、ある
いは再び達成されることが判る。このことは、測定結果
が時間的に安定に、しかも再現できることを意味する。
の、即ちどの温度での零点も正確に達成されるか、ある
いは再び達成されることが判る。このことは、測定結果
が時間的に安定に、しかも再現できることを意味する。
【００２４】図３ａのグラフは、ロードセルのクリープ
に対して荷重に依存するグラフである。Ｙ軸は検出器の
信号で、Ｘ軸には時間が対応している。時点ｔ1 では、
信号応答ａになるロードセルの一定の負荷が、また時点
ｔ2 では荷重の取外が行われる。荷重に依存するクリー
プは値ｘで表せる。この値は測定技術上荷重を外した
後、特に簡単に調べることができる（負荷零点ドリフト
BE. ND)。
に対して荷重に依存するグラフである。Ｙ軸は検出器の
信号で、Ｘ軸には時間が対応している。時点ｔ1 では、
信号応答ａになるロードセルの一定の負荷が、また時点
ｔ2 では荷重の取外が行われる。荷重に依存するクリー
プは値ｘで表せる。この値は測定技術上荷重を外した
後、特に簡単に調べることができる（負荷零点ドリフト
BE. ND)。
【００２５】図３ｂには、種々の温度（＋20℃, −10
℃, ＋40℃, ＋20℃) に対する５分の負荷時間の場合の
荷重に依存するクリープを示す棒グラフが示してある。
垂直方向には、目盛ｄ2 の単位でクリープ誤差が示して
ある。クリープまたは容易に測れる負荷零点ドリフトに
対して、西独で当てはまる物理工学機関の規則（報告Ｍ
Ｅ−３０）により、誤差の限界は 30 分で 0.5 dにな
る。従って、５分にわたる測定に対して、許容誤差は
0.3ｘd2に狭まる。上記計量秤（バネ材料 CuBe,ポリフ
ェニールフォイルの母材を有する歪ゲージ) に対するロ
ードセルは全ての使用温度範囲で諸要請を驚くほど良好
に満たす。更に、例えば西独特許第 29 16 427号明細書
の処置により未だ補償できる非常に僅かなクリープ誤差
がある。更に、図３ｂから、0.3 d2の許容誤差に関し
て、クリープ誤差が殆ど温度依存しないことが判る。更
に、諸試験は負荷零点ドリフトあるいはクリープは無視
できる範囲でしか湿気に依存しないことを示している。
このロードセルは先ず長い時間間隔にわたって乾燥剤と
してのゼオライトで乾かされ、種々の温度に対する負荷
零点ドリフトが測定された。その後、このロードセルは
同じようにより長い時間間隔にわたって正規の環境に曝
され、次いで種々の温度に対して負荷零点ドリフトが測
定された。発生した変化は驚くほど少なく、負荷零点ド
リフトは種々の湿気でも温度に無関係に維持されてい
る。
℃, ＋40℃, ＋20℃) に対する５分の負荷時間の場合の
荷重に依存するクリープを示す棒グラフが示してある。
垂直方向には、目盛ｄ2 の単位でクリープ誤差が示して
ある。クリープまたは容易に測れる負荷零点ドリフトに
対して、西独で当てはまる物理工学機関の規則（報告Ｍ
Ｅ−３０）により、誤差の限界は 30 分で 0.5 dにな
る。従って、５分にわたる測定に対して、許容誤差は
0.3ｘd2に狭まる。上記計量秤（バネ材料 CuBe,ポリフ
ェニールフォイルの母材を有する歪ゲージ) に対するロ
ードセルは全ての使用温度範囲で諸要請を驚くほど良好
に満たす。更に、例えば西独特許第 29 16 427号明細書
の処置により未だ補償できる非常に僅かなクリープ誤差
がある。更に、図３ｂから、0.3 d2の許容誤差に関し
て、クリープ誤差が殆ど温度依存しないことが判る。更
に、諸試験は負荷零点ドリフトあるいはクリープは無視
できる範囲でしか湿気に依存しないことを示している。
このロードセルは先ず長い時間間隔にわたって乾燥剤と
してのゼオライトで乾かされ、種々の温度に対する負荷
零点ドリフトが測定された。その後、このロードセルは
同じようにより長い時間間隔にわたって正規の環境に曝
され、次いで種々の温度に対して負荷零点ドリフトが測
定された。発生した変化は驚くほど少なく、負荷零点ド
リフトは種々の湿気でも温度に無関係に維持されてい
る。
【００２６】クリープ誤差が少なく、温度依存性が無視
できるので、個々の検査を省くことができ、統計的な方
法で品質検査を行える。ポリフェニールサルファイドの
歪ゲージを用いたロードセルは、校正可能な秤のロード
セルに設定すべき全ての要求を一様で驚くほど良好に満
たすので、特に多目盛秤に効果的に採用できる。
できるので、個々の検査を省くことができ、統計的な方
法で品質検査を行える。ポリフェニールサルファイドの
歪ゲージを用いたロードセルは、校正可能な秤のロード
セルに設定すべき全ての要求を一様で驚くほど良好に満
たすので、特に多目盛秤に効果的に採用できる。
【００２７】
【発明の効果】この発明により得られた歪ゲージおよび
これ等の歪ゲージによって構成される測定量検出器（多
分力ロードセル）では、特に湿気に強く、適度なクリー
プ強度を有していても、頑丈で、誤差がなく、しかも簡
単に作製できる。
これ等の歪ゲージによって構成される測定量検出器（多
分力ロードセル）では、特に湿気に強く、適度なクリー
プ強度を有していても、頑丈で、誤差がなく、しかも簡
単に作製できる。
【図１】歪ゲージを備えたこの発明による測定量検出器
の平面図である。
の平面図である。
【図２】多目盛ロードセルの誤差幅を示す風袋なしでの
グラフ（ａ）および風袋ありでのグラフ（ｂ）、および
種々の温度で負荷を加えその後負荷を外すことに対する
特性曲線を一緒にした多目盛ロードセルの誤差幅を示す
グラフ（ｃ）である。
グラフ（ａ）および風袋ありでのグラフ（ｂ）、および
種々の温度で負荷を加えその後負荷を外すことに対する
特性曲線を一緒にした多目盛ロードセルの誤差幅を示す
グラフ（ｃ）である。
【図３】零点のずれあるいはクリープを説明する模式グ
ラフ（ａ）であり、種々の温度に対して短時間負荷を加
えた後のクリープの模式グラフ（ｂ）である。
ラフ（ａ）であり、種々の温度に対して短時間負荷を加
えた後のクリープの模式グラフ（ｂ）である。
１ バネ本体 ２ 歪ゲージ ３ 支持フィルム ４ 測定格子 ５ カバーフィルム ａ 信号の飛び ｘ 負荷に依存するクリープを示す量 ｔ1 負荷印加時点 ｔ2 負荷取外時点 ｄ1 粗い目盛 ｄ2 微細目盛 BE. ND 負荷零点ドリフト Ｉ〜IV ロードセルに印加した各種負荷を示す符号
Claims (5)
- 【請求項１】 支持フィルム上に配設された測定格子を
有する歪ゲージ、特に測定量検出器用の歪ゲージにおい
て、支持フィルムがポリフェニールサルファイドで形成
されていることを特徴とする歪ゲージ。 - 【請求項２】 支持フィルム上に配設された測定格子を
有する少なくとも一個の歪ゲージを備えた測定量検出器
において、歪ゲージの支持フィルムと、場合によっては
測定格子を覆うフィルムがポリフェニールサルファイド
で形成されていることを特徴とする測定量検出器。 - 【請求項３】 支持フィルムの厚さは約 25 マイクロメ
ータであることを特徴とする請求項１または２に記載の
歪ゲージ。 - 【請求項４】 ポリフェニールサルファイドのフィルム
で形成された測定格子を覆うフィルムが使用されている
ことを特徴とする請求項１に記載の歪ゲージ。 - 【請求項５】 被覆フィルムの厚さは約 10 〜 25 マイ
クロメータであることを特徴とする請求項１〜４の何れ
１項に記載の歪ゲージ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4011314A DE4011314A1 (de) | 1990-04-07 | 1990-04-07 | Dehnungsmessstreifen und messgroessenaufnehmer mit derartigen dehnungsmessstreifen |
| DE40113140 | 1990-04-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653523A true JPH0653523A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=6403981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3073227A Withdrawn JPH0653523A (ja) | 1990-04-07 | 1991-04-05 | 歪ゲージとこの種の歪ゲージを備えた測定量検出器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5192938A (ja) |
| EP (1) | EP0451636B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0653523A (ja) |
| DE (2) | DE4011314A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007285938A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 大ひずみ測定用ひずみゲージ |
| JP2019015534A (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-31 | 帝人株式会社 | ケーブル型伸長センサ |
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| FR2693795B1 (fr) * | 1992-07-15 | 1994-08-19 | Commissariat Energie Atomique | Jauge de contrainte sur support souple et capteur muni de ladite jauge. |
| DE4236985C1 (de) * | 1992-11-04 | 1994-02-24 | Hottinger Messtechnik Baldwin | Dehnungsmeßstreifen |
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