JPH0735987B2 - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH0735987B2 JPH0735987B2 JP11339589A JP11339589A JPH0735987B2 JP H0735987 B2 JPH0735987 B2 JP H0735987B2 JP 11339589 A JP11339589 A JP 11339589A JP 11339589 A JP11339589 A JP 11339589A JP H0735987 B2 JPH0735987 B2 JP H0735987B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- deformed portion
- magnetic alloy
- amorphous magnetic
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- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサ
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術 近年、非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサが
提案されている。第４図はこのような圧力センサの一例
の概略を示す断面図である。１はチタン製の直径10mm、
高さ70mmの円柱状の本体、２は直径6mmの圧力導入口、
３は圧力を伝える圧力室である。４は圧力による変形部
分で、本体１の一部分を肉厚2mmに加圧してある。５は
圧力によってひずみを生じない非変形部分で、その内部
には圧力室３と同じ大きさの中空部分６が設けてある。
７は本体１の変形部分４及び非変形部分５をおおうよう
に室温硬化型エポキシ系樹脂で固着したFe−Si−Ｂ−Cr
系非晶質磁性合金である。８はテフロン製ボビン10のま
わりに100回コイルを巻いて形成した圧力検出コイル、
９は圧力検出コイル８と同構成の差動用コイルである。
これらのコイルをもつボビン10は非晶質磁性合金７の外
周に装着される。11は45％Ni−Fe合金よりなるヨーク
で、ボビン10の外周に装着される。12は本体固定用のネ
ジ部分で、PF3/8のピッチに加工してある。13は検出回
路である。
提案されている。第４図はこのような圧力センサの一例
の概略を示す断面図である。１はチタン製の直径10mm、
高さ70mmの円柱状の本体、２は直径6mmの圧力導入口、
３は圧力を伝える圧力室である。４は圧力による変形部
分で、本体１の一部分を肉厚2mmに加圧してある。５は
圧力によってひずみを生じない非変形部分で、その内部
には圧力室３と同じ大きさの中空部分６が設けてある。
７は本体１の変形部分４及び非変形部分５をおおうよう
に室温硬化型エポキシ系樹脂で固着したFe−Si−Ｂ−Cr
系非晶質磁性合金である。８はテフロン製ボビン10のま
わりに100回コイルを巻いて形成した圧力検出コイル、
９は圧力検出コイル８と同構成の差動用コイルである。
これらのコイルをもつボビン10は非晶質磁性合金７の外
周に装着される。11は45％Ni−Fe合金よりなるヨーク
で、ボビン10の外周に装着される。12は本体固定用のネ
ジ部分で、PF3/8のピッチに加工してある。13は検出回
路である。
以下に上述の圧力センサの動作を説明する。
圧力は圧力導入口２から圧力室３に伝わり、圧力室３を
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に固着された非晶質磁性合金７が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金７
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル８で検出し、差動用コイル９との
差動を検出回路13で取ることによって圧力を得る。
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に固着された非晶質磁性合金７が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金７
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル８で検出し、差動用コイル９との
差動を検出回路13で取ることによって圧力を得る。
発明が解決しようとする課題 上述の構成による圧力センサの出力特性図を第５図に示
す。第５図から、圧力による出力特性がヒステリシスを
持ち精度が悪く、直線性も悪いことがわかる。これは、
非晶質磁性合金を接着する際に加わる本体との熱膨張率
差起因の熱ひずみが、印加圧力により受けるひずみより
小さいためである。
す。第５図から、圧力による出力特性がヒステリシスを
持ち精度が悪く、直線性も悪いことがわかる。これは、
非晶質磁性合金を接着する際に加わる本体との熱膨張率
差起因の熱ひずみが、印加圧力により受けるひずみより
小さいためである。
以上のことから、前記従来の圧力センサの構成では精度
および直線性が悪いという課題があった。
および直線性が悪いという課題があった。
課題を解決するための手段 本発明は、圧力導入口と、前記圧力導入口から導入され
る圧力によってひずむ半径riの圧力室を持つ変形部分
と、圧力によって歪が生じない非変形部分とを有する半
径roの円筒状本体における前記変形部分及び非変形部分
に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、前記非晶質磁
性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分と非変形部分
に各々コイルを配置した構成を有し、圧力印加にともな
う前記２個のコイルのインダクタンス差から圧力を検出
する圧力センサにおいて、 εｔ＞εｐ （１） 但し、 εｔ＝｜α３−αｔ||Tg−Tm｜ （２） αａ：非晶質磁性合金の熱膨張率 αｔ：本体の熱膨張率 Tg：固着温度 Tm：動作温度 ν：本体のポアソン比 E:本体のヤング率 P1：最大印加圧力 なる関係式を満たす構成とする。
る圧力によってひずむ半径riの圧力室を持つ変形部分
と、圧力によって歪が生じない非変形部分とを有する半
径roの円筒状本体における前記変形部分及び非変形部分
に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、前記非晶質磁
性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分と非変形部分
に各々コイルを配置した構成を有し、圧力印加にともな
う前記２個のコイルのインダクタンス差から圧力を検出
する圧力センサにおいて、 εｔ＞εｐ （１） 但し、 εｔ＝｜α３−αｔ||Tg−Tm｜ （２） αａ：非晶質磁性合金の熱膨張率 αｔ：本体の熱膨張率 Tg：固着温度 Tm：動作温度 ν：本体のポアソン比 E:本体のヤング率 P1：最大印加圧力 なる関係式を満たす構成とする。
作用 本発明は、非晶質磁性合金を接着する際の熱膨張差起因
の熱ひずみが印加圧力起因のひずみより大きくなるた
め、精度および直線性のよい圧力センサを得ることが可
能となる。
の熱ひずみが印加圧力起因のひずみより大きくなるた
め、精度および直線性のよい圧力センサを得ることが可
能となる。
実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例による圧力センサの概略を示
す断面図である。なお、第１図に示す本実施例の圧力セ
ンサは非晶質磁性合金７を熱硬化型エポキシ系樹脂で25
0℃、２時間で固着した以外は基本的に第４図に示した
従来の圧力センサと同じ構成、動作であるので、同一構
成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
す断面図である。なお、第１図に示す本実施例の圧力セ
ンサは非晶質磁性合金７を熱硬化型エポキシ系樹脂で25
0℃、２時間で固着した以外は基本的に第４図に示した
従来の圧力センサと同じ構成、動作であるので、同一構
成部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
本構成による圧力センサにおいて、非晶質磁性合金に与
えた熱ひずみεｔの値は（２）式より352×10-6（動作
温度Tm＝30℃、αｔ−αａ＝1.6×10-6）となる。ま
た、使用最高圧力（P1＝202kg/昭和）印加時の本体が受
けるひずみεｐは（３）式より163×10-6となる。従っ
て本構成の圧力センサは（１）式を満たす。
えた熱ひずみεｔの値は（２）式より352×10-6（動作
温度Tm＝30℃、αｔ−αａ＝1.6×10-6）となる。ま
た、使用最高圧力（P1＝202kg/昭和）印加時の本体が受
けるひずみεｐは（３）式より163×10-6となる。従っ
て本構成の圧力センサは（１）式を満たす。
本圧力センサの出力例を第２図に示す。第２図より、非
晶質磁性合金に本体との熱膨張差に起因する熱ひずみを
圧力により受けるひずみより大きく与えたセンサはヒス
テリシスが少なく高精度で、感度幅に対する直線からの
ずれ（第２図のW/S）、すなわち直線性が３％と、良好
な出力特性が得られた。
晶質磁性合金に本体との熱膨張差に起因する熱ひずみを
圧力により受けるひずみより大きく与えたセンサはヒス
テリシスが少なく高精度で、感度幅に対する直線からの
ずれ（第２図のW/S）、すなわち直線性が３％と、良好
な出力特性が得られた。
第３図は20個のサンプルについて、熱ひずみεｔに対す
る直線性の関係図を示す。図中、点線で示したひずみの
値はPi＝202kg/昭和印加時の本体が受けるひずみεｐで
ある。このひずみは非晶質磁性合金が圧力により受ける
ひずみと等しいことを実験により確認した。
る直線性の関係図を示す。図中、点線で示したひずみの
値はPi＝202kg/昭和印加時の本体が受けるひずみεｐで
ある。このひずみは非晶質磁性合金が圧力により受ける
ひずみと等しいことを実験により確認した。
第３図より、熱膨張差により与えられる熱ひずみを圧力
によるひずみより大きくした、すなわち（１）式を満た
したセンサは直線性が著しく向上することがわかる。
によるひずみより大きくした、すなわち（１）式を満た
したセンサは直線性が著しく向上することがわかる。
以上の構成、動作により従来に比べて高精度で直線性の
よいセンサを得ることができた。
よいセンサを得ることができた。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は非晶質磁性合
金に固着時の本体との熱膨張差により与えられる熱ひず
みを圧力によるひずみより大きくすることにより、従来
に比べ高精度で直線性のよい圧力センサを構成すること
が可能である。
金に固着時の本体との熱膨張差により与えられる熱ひず
みを圧力によるひずみより大きくすることにより、従来
に比べ高精度で直線性のよい圧力センサを構成すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の圧力センサの断面図、第２
図は同センサの出力特性図、第３図は同センサに与えた
熱ひずみと直線性の関係図、第４図は従来例の圧力セン
サの断面図、第５図は同センサの出力特性図である。 １…本体、２…圧力導入口、３…圧力室、４…変形部
分、５…非変形部分、６…中空部分、７…非晶質磁性合
金、８…圧力検出コイル、９…差動用コイル、10…ボビ
ン、11…ヨーク、12…固定用ネジ、13…検出回路。
図は同センサの出力特性図、第３図は同センサに与えた
熱ひずみと直線性の関係図、第４図は従来例の圧力セン
サの断面図、第５図は同センサの出力特性図である。 １…本体、２…圧力導入口、３…圧力室、４…変形部
分、５…非変形部分、６…中空部分、７…非晶質磁性合
金、８…圧力検出コイル、９…差動用コイル、10…ボビ
ン、11…ヨーク、12…固定用ネジ、13…検出回路。
Claims (1)
- 【請求項１】圧力導入口と、前記圧力導入口から導入さ
れる圧力によってひずむ半径riの圧力室を持つ変形部分
と、圧力によって歪が生じない非変形部分とを有する半
径roの円筒状本体における前記変形部分及び非変形部分
に磁歪を有する非晶質磁性合金が固着され、前記非晶質
磁性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分と非変形部
分に各々コイルが配置された構成を有し、圧力印加にと
もなう前記２個のコイルのインダクタンス差から圧力を
検出する圧力センサにおいて、 εｔ＞εｐ 但し、 εｔ＝｜αａ−αｔ||Tg−Tm｜ αａ：非晶質磁性合金の熱膨張率 αｔ：本体の熱膨張率 Tg：固着温度 Tm：動作温度 ν：本体のポアソン比 E:本体のヤング率 P1：最大印加圧力 なる関係式を満たすことを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11339589A JPH0735987B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 圧力センサ |
| US07/421,154 US4938069A (en) | 1988-10-26 | 1989-10-13 | Pressure sensor |
| DE68912093T DE68912093T2 (de) | 1988-10-26 | 1989-10-18 | Magnetostriktiver Druckwandler. |
| EP89119343A EP0371244B1 (en) | 1988-02-04 | 1989-10-18 | Magnetostrictive pressure sensor |
| KR1019890015472A KR930007320B1 (ko) | 1988-10-26 | 1989-10-26 | 압력 센서 |
| US07/908,169 USRE34510E (en) | 1988-10-26 | 1992-07-02 | Pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11339589A JPH0735987B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291936A JPH02291936A (ja) | 1990-12-03 |
| JPH0735987B2 true JPH0735987B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=14611220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11339589A Expired - Lifetime JPH0735987B2 (ja) | 1988-02-04 | 1989-05-02 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735987B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP11339589A patent/JPH0735987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02291936A (ja) | 1990-12-03 |
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