JPH0758236B2 - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH0758236B2 JPH0758236B2 JP33328988A JP33328988A JPH0758236B2 JP H0758236 B2 JPH0758236 B2 JP H0758236B2 JP 33328988 A JP33328988 A JP 33328988A JP 33328988 A JP33328988 A JP 33328988A JP H0758236 B2 JPH0758236 B2 JP H0758236B2
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- JP
- Japan
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- pressure
- deformed portion
- pressure sensor
- coil
- magnetic alloy
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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９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。21は円柱状をなす本体、22
は圧力導入口、23は圧力を伝える圧力室である。24は本
体21の一部を薄く加工した外径10mm、長さ18mmの変形部
分、25は圧力による歪みが生じないようにした直径10m
m、長さ18mmの非変形部分である。26は本体21の外周上
で、変形部分24及び非変形部分25の上に固着した非晶質
磁性合金である。27は内径13mm、幅10mmの100回コイル
を巻いて形成した圧力検出コイルで、変形部分24の外周
上に固着した非晶質磁性合金26の外側に配される。28は
圧力検出コイル27と同構成の差動用コイルで、非変形部
分25の外周上に固着した非晶質磁性合金26の外側に配さ
れる。これらのコイルを持つボビン29は非晶質磁性合金
26の外側に配される。30はヨークで、ボビン29の外側に
装着される。31は本体21の固定用ネジ、32は検出回路で
ある。
提案されている。第９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。21は円柱状をなす本体、22
は圧力導入口、23は圧力を伝える圧力室である。24は本
体21の一部を薄く加工した外径10mm、長さ18mmの変形部
分、25は圧力による歪みが生じないようにした直径10m
m、長さ18mmの非変形部分である。26は本体21の外周上
で、変形部分24及び非変形部分25の上に固着した非晶質
磁性合金である。27は内径13mm、幅10mmの100回コイル
を巻いて形成した圧力検出コイルで、変形部分24の外周
上に固着した非晶質磁性合金26の外側に配される。28は
圧力検出コイル27と同構成の差動用コイルで、非変形部
分25の外周上に固着した非晶質磁性合金26の外側に配さ
れる。これらのコイルを持つボビン29は非晶質磁性合金
26の外側に配される。30はヨークで、ボビン29の外側に
装着される。31は本体21の固定用ネジ、32は検出回路で
ある。
本構成におけるコイル27,28と非晶質磁性合金26のギャ
ップは1.5mmであり、また、コイルの幅は変形部分の長
さの5/9である。
ップは1.5mmであり、また、コイルの幅は変形部分の長
さの5/9である。
圧力は圧力導入口22から圧力室23に伝わり、圧力室23を
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分24
が変動し、その表面に固着された非晶質磁性合金26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26
の透磁率が変化する。この透磁率変化を圧力検出コイル
27でインダクタンスの変化として検出し、差動用コイル
28との差動出力より圧力の変化を得ている。
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分24
が変動し、その表面に固着された非晶質磁性合金26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26
の透磁率が変化する。この透磁率変化を圧力検出コイル
27でインダクタンスの変化として検出し、差動用コイル
28との差動出力より圧力の変化を得ている。
発明が解決しようとする課題 上述の圧力センサの圧力検出コイルの出力電圧の特性を
第10図に示す。圧力印加にともなうコイル出力電圧差は
最大約46mVである。一方、検出回路はその構成上、最大
圧力に対し50mV以上の感度が必要であり、従来例では約
10％感度が不足していることがわかる。これは、コイル
と非晶質磁性合金のギャップが1.5mmと大きいこともし
くは、コイルの幅が変形部分の長さの5/9を占め、広範
囲にわたっていることにより、圧力により最もよく変形
する部分の透磁率の変化の検出量が全体に対し少ないた
めである。
第10図に示す。圧力印加にともなうコイル出力電圧差は
最大約46mVである。一方、検出回路はその構成上、最大
圧力に対し50mV以上の感度が必要であり、従来例では約
10％感度が不足していることがわかる。これは、コイル
と非晶質磁性合金のギャップが1.5mmと大きいこともし
くは、コイルの幅が変形部分の長さの5/9を占め、広範
囲にわたっていることにより、圧力により最もよく変形
する部分の透磁率の変化の検出量が全体に対し少ないた
めである。
以上のことから、前記圧力センサの構成では出力電圧の
変化が少なく感度が悪いという問題点があった。
変化が少なく感度が悪いという問題点があった。
課題を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するため、圧力導入口と、
前記圧力入口から導入される圧力によって歪みが生じる
変形部分と、圧力によって歪みが生じない非変形部分と
を有し、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、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、コイル
と非晶質磁性合金のギャップが1.2mm以下であること、
もしくはコイルの幅が変形部分の長さに対して1/3以下
であることの少なくともどちらか一方の構成を備えた圧
力センサを提供するものである。
前記圧力入口から導入される圧力によって歪みが生じる
変形部分と、圧力によって歪みが生じない非変形部分と
を有し、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、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、コイル
と非晶質磁性合金のギャップが1.2mm以下であること、
もしくはコイルの幅が変形部分の長さに対して1/3以下
であることの少なくともどちらか一方の構成を備えた圧
力センサを提供するものである。
作用 本発明は、上述の構成によって、コイルと非晶質磁性合
金のギャップが狭まり、また、最も変形の大きい部分の
透磁率の変化のみを検出できるため、感度を上げること
が可能となる。
金のギャップが狭まり、また、最も変形の大きい部分の
透磁率の変化のみを検出できるため、感度を上げること
が可能となる。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ 第１図は、本発明の請求項１に記載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。１はチタン製の直
径10mm、高さ70mmの円柱状をなす本体、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
により変形する長さ18mmの変形部分で、本体１の一部分
を肉厚2mmに加工してある。５は長さ18mmの非変形部分
で圧力による歪みが生じないようにしてある。６は本体
１の変形部分４及び非変形部分５をおおうようにエポキ
シ系樹脂で250℃、１時間で固着したFe−Si−Ｂ−Cr系
非晶質磁性合金である。７はテフロン製ボビン９のまわ
りに100回コイルを巻いて形成した内径12mm、幅10mmの
圧力検出コイル、８は圧力検出コイルと同構成の差動用
コイルである。前記コイル7,8と非晶質磁性合金６との
ギャップは1mmであり、また、コイルの幅は変形部分４
の長さに対して5/9である。これらのコイルを持つボビ
ン９は非晶質磁性合金６の外周に装着される。10は45％
Ni−Fe合金よりなるヨークで、ボビン９の外周に装着さ
れる。11は本体１の固定用ネジで、PF3/8のピッチに加
工してある。12は検出回路である。
力センサ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の円柱状をなす本体、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
により変形する長さ18mmの変形部分で、本体１の一部分
を肉厚2mmに加工してある。５は長さ18mmの非変形部分
で圧力による歪みが生じないようにしてある。６は本体
１の変形部分４及び非変形部分５をおおうようにエポキ
シ系樹脂で250℃、１時間で固着したFe−Si−Ｂ−Cr系
非晶質磁性合金である。７はテフロン製ボビン９のまわ
りに100回コイルを巻いて形成した内径12mm、幅10mmの
圧力検出コイル、８は圧力検出コイルと同構成の差動用
コイルである。前記コイル7,8と非晶質磁性合金６との
ギャップは1mmであり、また、コイルの幅は変形部分４
の長さに対して5/9である。これらのコイルを持つボビ
ン９は非晶質磁性合金６の外周に装着される。10は45％
Ni−Fe合金よりなるヨークで、ボビン９の外周に装着さ
れる。11は本体１の固定用ネジで、PF3/8のピッチに加
工してある。12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６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６
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７で検出し、差動用コイル８との
差動を検出回路12で読み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６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６
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７で検出し、差動用コイル８との
差動を検出回路12で読み取ることによって圧力を得る。
なお、コイルと非晶質磁性合金とのギャップを1.5mmと
した以外は実施例１と同一の構成の圧力センサを作成
し、比較例とした。
した以外は実施例１と同一の構成の圧力センサを作成
し、比較例とした。
本実施例の圧力センサの出力例を第２図に実線で示す。
なお、第２図で破線は比較例の特性を示す。本実施例に
おいて、圧力印加にともなう検出コイル出力電圧差は最
大約54mVとなり、比較例の圧力センサに比べ約17％感度
が増大した。
なお、第２図で破線は比較例の特性を示す。本実施例に
おいて、圧力印加にともなう検出コイル出力電圧差は最
大約54mVとなり、比較例の圧力センサに比べ約17％感度
が増大した。
本構成の圧力センサにおいてギャップ長を種々に変えた
時の感度上昇特性を第３図に示す。第３図において感度
上昇率は比較例であるギャップ長1.5mmの圧力センサの
感度を基準に求めた。第３図に示すように比較例の圧力
センサより感度を10％以上あげるためにはギャップ長を
約1.2mm以下にせねばならないことがわかる。
時の感度上昇特性を第３図に示す。第３図において感度
上昇率は比較例であるギャップ長1.5mmの圧力センサの
感度を基準に求めた。第３図に示すように比較例の圧力
センサより感度を10％以上あげるためにはギャップ長を
約1.2mm以下にせねばならないことがわかる。
実施例２ 第４図は本発明の請求項２に記載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。本実施例は実施例１
と比べ、コイル7,8と非晶質磁性合金６のギャップを1.5
mmとし、コイルの幅を6mmに、すなわち変形部分の長さ
に対するコイル幅を3/9にした以外は同一の構成、動作
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳しい
説明を省略する。
センサの概略を示す断面図である。本実施例は実施例１
と比べ、コイル7,8と非晶質磁性合金６のギャップを1.5
mmとし、コイルの幅を6mmに、すなわち変形部分の長さ
に対するコイル幅を3/9にした以外は同一の構成、動作
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳しい
説明を省略する。
本実施例の圧力センサの出力例を第５図に実線で示す。
なお、第５図で破線は比較例の特性を示す。本実施例に
おいて、圧力印加にともなう検出コイル出力電圧差は最
大約51mVとなり、比較例の圧力センサに比べ約11％感度
が増大した。
なお、第５図で破線は比較例の特性を示す。本実施例に
おいて、圧力印加にともなう検出コイル出力電圧差は最
大約51mVとなり、比較例の圧力センサに比べ約11％感度
が増大した。
本構成の圧力センサにおいてコイル幅を種々に変えた時
の感度上昇特性を第６図に示す。第６図において感度上
昇率は比較例である変形部分の長さに対するコイル幅が
5/9の圧力センサの感度を基準に求めた。第６図に示す
ように比較例の圧力センサより感度を10％以上あげるた
めには変形部分の長さに対してコイル幅を3/9すなわち1
/3以下にせねばならないことがわかる。
の感度上昇特性を第６図に示す。第６図において感度上
昇率は比較例である変形部分の長さに対するコイル幅が
5/9の圧力センサの感度を基準に求めた。第６図に示す
ように比較例の圧力センサより感度を10％以上あげるた
めには変形部分の長さに対してコイル幅を3/9すなわち1
/3以下にせねばならないことがわかる。
実施例３ 第７図は本発明の請求項３に記載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。本実施例は実施例１
と比べ、コイルの幅を6mmに、すなわち変形部分の長さ
に対するコイル幅を3/9にした以外は同一の構成、動作
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳しい
説明を省略する。
センサの概略を示す断面図である。本実施例は実施例１
と比べ、コイルの幅を6mmに、すなわち変形部分の長さ
に対するコイル幅を3/9にした以外は同一の構成、動作
であるので、同一構成部分には同一番号を付して詳しい
説明を省略する。
本実施例のによる圧力センサの出力例を第８図に実線で
示す。なお、第８図で破線は比較例の特性を示す。本実
施例において、圧力印加にともなう検出コイル出力電圧
差は最大約62mVとなり、比較例の圧力センサに比べ約35
％感度が増大し、実施例１と実施例２を同時に施すこと
によってさらに感度が上がることがわかる。
示す。なお、第８図で破線は比較例の特性を示す。本実
施例において、圧力印加にともなう検出コイル出力電圧
差は最大約62mVとなり、比較例の圧力センサに比べ約35
％感度が増大し、実施例１と実施例２を同時に施すこと
によってさらに感度が上がることがわかる。
以上の構成、動作により従来に比べて感度が大きい圧力
センサ作ることができた。
センサ作ることができた。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明はコイルと非晶
質磁性合金とのギャップを1.2mm以下とすること、もし
くはコイルの幅を変形部分の長さの1/3以下とすること
の少なくともどちらか一方の構成を備えることにより従
来に比べ感度が大きい圧力センサを構成することが可能
である。
質磁性合金とのギャップを1.2mm以下とすること、もし
くはコイルの幅を変形部分の長さの1/3以下とすること
の少なくともどちらか一方の構成を備えることにより従
来に比べ感度が大きい圧力センサを構成することが可能
である。
第１図は本発明の第１の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図は同センサの感
度上昇特性図、第４図は本発明の第２の実施例の圧力セ
ンサの断面図、第５図は同センサの出力特性図、第６図
は同センサの感度上昇特性図、第７図は本発明の第３実
施例の圧力センサの断面図、第８図は同センサの出力特
性図、第９図は従来の圧力センサの断面図、第10図は従
来の圧力センサの出力特性図である。 １、21……本体、２、22……圧力導入口、３、23……圧
力室、４、24……変形部分、５、25……非変形部分、
６、26……非晶質磁性合金、７、27……圧力検出コイ
ル、８、28……差動用コイル。
第２図は同センサの出力特性図、第３図は同センサの感
度上昇特性図、第４図は本発明の第２の実施例の圧力セ
ンサの断面図、第５図は同センサの出力特性図、第６図
は同センサの感度上昇特性図、第７図は本発明の第３実
施例の圧力センサの断面図、第８図は同センサの出力特
性図、第９図は従来の圧力センサの断面図、第10図は従
来の圧力センサの出力特性図である。 １、21……本体、２、22……圧力導入口、３、23……圧
力室、４、24……変形部分、５、25……非変形部分、
６、26……非晶質磁性合金、７、27……圧力検出コイ
ル、８、28……差動用コイル。
Claims (3)
- 【請求項１】圧力導入口と、前記圧力導入口から導入さ
れる圧力によって歪みが生じる変形部分と、圧力によっ
て歪みが生じない非変形部分とを有し、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、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、コイルと非晶質磁性合金のギ
ャップが1.2mm以下である圧力センサ。 - 【請求項２】圧力導入口と、前記圧力導入口から導入さ
れる圧力によって歪みが生じる変形部分と、圧力によっ
て歪みが生じない非変形部分とを有し、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、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、コイルの幅が変形部分の長さ
に対して1/3以下である圧力センサ。 - 【請求項３】コイルと非晶質磁性合金のギャップが1.2m
m以下であり、かつ、コイルの幅が変形部分の長さに対
して1/3以下である請求項１もしくは２に記載の圧力セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33328988A JPH0758236B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33328988A JPH0758236B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179432A JPH02179432A (ja) | 1990-07-12 |
| JPH0758236B2 true JPH0758236B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=18264432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33328988A Expired - Lifetime JPH0758236B2 (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758236B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP33328988A patent/JPH0758236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02179432A (ja) | 1990-07-12 |
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