JPH09263444A - フェライト材料及びこれを用いた圧力センサ - Google Patents
フェライト材料及びこれを用いた圧力センサInfo
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- JPH09263444A JPH09263444A JP8072902A JP7290296A JPH09263444A JP H09263444 A JPH09263444 A JP H09263444A JP 8072902 A JP8072902 A JP 8072902A JP 7290296 A JP7290296 A JP 7290296A JP H09263444 A JPH09263444 A JP H09263444A
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Abstract
性の低いフェライト材料を得ることができる。そのた
め、圧力と磁歪との関係が可逆的であり、圧力センサと
して用いた場合に感度、精度の優れたフェライト材料を
得る。 【解決手段】主成分の組成比が、酸化物換算で50〜6
5モル%のFe2 O3 と、25〜40モル%のZnO
と、5〜20モル%のNiOからなり、ZnO/NiO
のモル比が2〜3であり、これら主成分100重量部に
対して0.5〜5重量部のSiO2 と、0.1〜3重量
部のTiO2 を添加する。
Description
びこれを用いた圧力センサに関する。
光センサと並んで、特に開発要求の大きなセンサの一つ
であり、種々の方式が開発されている。
イト材料の磁歪を利用した圧力センサも提案されている
(特開昭49−28383号、特公52−6105号公
報等参照)。即ち、フェライト材料は圧力が加わるとイ
ンダクタンスLや透磁率μが変化する特性(磁歪特性)
を有していることから、フェライト材料に圧力を加えた
時の磁歪量を測定することによって圧力を検出し、圧力
センサとすることができるのである。
一般的なフェライト材料を用いた圧力センサでは、圧力
と磁歪量の関係が可逆的ではなく、また温度特性(温度
変化に伴う磁気特性の変化率)が高いこともあって、精
度の高い圧力センサとすることができなかった。
可逆的であり、温度特性の低いフェライト材料を得て、
精度の高い圧力センサを得ることを目的とする。
比が、酸化物換算で50〜65モル%のFe2 O3 と、
25〜40モル%のZnOと、5〜20モル%のNiO
からなり、ZnO/NiOのモル比が2〜3であり、こ
れら主成分100重量部に対して0.5〜5重量部のS
iO2 と、0.1〜3重量部のTiO2 を添加してなる
フェライト材料を特徴とする。
力検出素子として用いた圧力センサを特徴とする。
には、圧力と磁歪量の関係が可逆的であるフェライト材
料が必要となる。そこで、種々実験を行った結果、負の
磁歪を有する(圧力を加えた時にインダクタンスLや透
磁率μが低下する)フェライト材料では、圧力と磁歪量
の関係が不可逆的となることを避けられなかった。これ
に対し、正の磁歪を有する(圧力を加えた時にインダク
タンスLや透磁率μが増加する)フェライト材料では、
磁歪の極大点までは圧力と磁歪量の関係が可逆的となる
が、極大点を超えると不可逆的となることがわかった。
材料を用いて、磁歪量の極大点までの間で使用すれば圧
力と磁歪量の関係を可逆的とすることができ、しかも磁
歪量の大きなフェライト材料を用いれば圧力に対する磁
歪量の変化が直線的であることから精度の高い圧力セン
サとできることがわかった。
を50モル%以上とし、ZnO/NiOのモル比を2〜
3とし、TiO2 とSiO2 を添加することによって、
正の磁歪を有し、かつ磁歪量を大きくするようにした。
るためには、透磁率μ自体が大きい方が好ましく、この
点から、本発明ではZnO/NiOのモル比を2〜3と
して透磁率μを大きくした。
特性(変化に対する磁気特性の変化率)を低くする必要
があり、本発明ではSiO2 の添加によって温度特性を
低くした。
は以下の通りである。
は、50モル%未満では透磁率が低下するとともに磁歪
が負となり、65モル%を超えると温度特性が高くなる
とともに焼結性が悪くなるためである。ZnOを25〜
40モル%としたのは、25モル%未満では透磁率が低
下し、40モル%を超えると温度特性が高くなるためで
ある。NiOを5〜20モル%としたのは、5モル%未
満では温度特性が高くなり、20モル%を超えると透磁
率が低下するとともに磁歪が負となるためである。Zn
O/NiOのモル比を2〜3としたのは、2未満では磁
歪が負となり、3を超えると温度特性が高くなるためで
ある。
は、0.5重量部未満では磁歪が負となるとともに温度
特性が高くなり、5重量部を超えると焼結性が悪くなる
ためである。TiO2 を0.1〜3重量部としたのは、
0.1重量部未満では磁歪が負となり、3重量部を超え
ると焼結性が悪くなるためである。
分としては、主成分100重量部に対して、CuO,B
i2 O3 を各々1重量部以下、MnOを0.15重量部
以下、SiO2 ,Al2 O3 ,MgO,CaO,K
2 O,Sを各々0.05重量部以下の範囲で含んでいて
も良い。
造方法は、上記組成範囲となるように主成分の各原料を
調合し、ボールミル等で粉砕混合した後800〜900
℃で仮焼し、この仮焼粉体にSiO2 、TiO2 を添加
した後ボールミルにて粉砕し、バインダーを加えて造粒
し、所定形状に成形した後、950〜1250℃で焼成
することによって得ることができる。
1に示す割合となるように秤量し、振動ミルにて混合し
た後800〜900℃で仮焼した。この仮焼粉末100
重量部に対し、SiO2 、TiO2 を表1に示す割合で
添加し、ボールミルにて粉砕し、バインダーを加えて造
粒した後、トロイダルコア及び角柱状コアの形状に成形
し、表1に示す焼成温度で焼成した。焼成後、角柱状コ
アは研削加工して3×3×15mmの寸法とした。
mの被膜銅線を7回巻いて、100kHzで透磁率μを
測定し、温度特性として−20〜80℃間の透磁率μの
変化率(ppm/℃)を測定した。また、角柱状コアに
も同様の巻線を行って長さ方向に50kgの荷重を加え
た時のインダクタンスLの変化率ΔL/L(%)を磁歪
とした。これらの結果は表2に示す通りである。
るもの(No.1〜8、13〜16)は、透磁率μが低
かったり、磁歪が負であったり、温度特性が高いなどの
不都合があった。
o.9〜12、17〜19)では透磁率μが600以上
と高く、磁歪が正であり、温度特性が110ppm/℃
以下と低いことがわかる。したがって、本発明の範囲内
のフェライト材料を用いれば、圧力と磁歪量の関係を可
逆的とすることができ、感度を高くし、温度依存性を低
くできることから、高精度の圧力センサとすることがで
きる。
るフェライト材料を用いて、荷重とインダクタンスLの
変化率ΔL/L(%)との関係を調べた。その結果を図
2に示すように、荷重を増加する過程と減少する過程で
両者の関係が不可逆的となり、高精度の圧力センサとし
て使用できないことがわかった。
磁歪を有するフェライト材料を用いて、同じ関係を調べ
たところ、図3に示すように、磁歪の極大点を超えると
不可逆的な関係となった。
を有するフェライト材料を用いて、磁歪の極大点以下の
範囲で荷重を加えたところ、荷重と磁歪量(インダクタ
ンスLの変化率ΔL/L)の関係が可逆的となった。し
たがって、正の磁歪を有するフェライト材料を用いて、
磁歪の極大点以下の範囲で使用すれば、精度の高い圧力
センサが得られることがわかる。
によって説明する。
料を柱状体に形成して圧力検出素子1とし、その周囲に
巻線2を施しておいて、基体3上に載置する。また、圧
力検出素子1の一方端側には、圧力伝達手段として荷重
受部材4を備えている。さらに、上記巻線2にはLCR
メータ等の磁歪量検出手段5を接続してあり、この磁歪
量検出手段5で圧力検出素子1の透磁率μ及び/又はイ
ンダクタンスLを測定し、得られた信号を解析部6で圧
力に変換して処理し、表示するようになっている。
合、これによって圧力検出素子1の透磁率μ及び/又は
インダクタンスLが変化し、この変化を磁歪量検出手段
5で検知し、解析部6で圧力に変換して、圧力の大きさ
を表示することができる。
いたが、複数の圧力検出素子1で荷重受部材4を支持す
る構造とし、各圧力検出素子1に磁歪量検出手段5を接
続しても良い。
悪影響を及ぼさないように非磁性材料を用い、また圧力
を正確に伝達できるように弾性率の小さい材料を用いる
ことが好ましい。
の組成比が、酸化物換算で50〜65モル%のFe2 O
3 と、25〜40モル%のZnOと、5〜20モル%の
NiOからなり、ZnO/NiOのモル比が2〜3であ
り、これら主成分100重量部に対して0.5〜5重量
部のSiO2 と、0.1〜3重量部のTiO2 を添加す
ることによって、大きな正の磁歪を有し、透磁率が高
く、温度特性の低いフェライト材料を得ることができ
る。そのため、圧力と磁歪との関係が可逆的であり、圧
力センサとして用いた場合に感度、精度の優れたフェラ
イト材料を得ることができる。
素子を形成し、該圧力検出素子に圧力を伝達する手段
と、圧力検出素子の磁歪量を検出する手段を備えて圧力
センサを構成すれば、精度の高い圧力センサを容易に得
ることができる。
た時のインダクタンス変化率を示すグラフである。
た時のインダクタンス変化率を示すグラフである。
た時のインダクタンス変化率を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】主成分の組成比が、酸化物換算で50〜6
5モル%のFe2 O3 と、25〜40モル%のZnO
と、5〜20モル%のNiOからなり、ZnO/NiO
のモル比が2〜3であり、これら主成分100重量部に
対して0.5〜5重量部のSiO2 と、0.1〜3重量
部のTiO2 を添加してなるフェライト材料。 - 【請求項2】請求項1記載のフェライト材料により圧力
検出素子を形成し、該圧力検出素子に圧力を伝達する手
段と、圧力検出素子の磁歪量を検出する手段を有する圧
力センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07290296A JP3561074B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | フェライト焼結体及びこれを用いた圧力センサ |
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JP07290296A JP3561074B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | フェライト焼結体及びこれを用いた圧力センサ |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3561074B2 JP3561074B2 (ja) | 2004-09-02 |
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ID=13502751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07290296A Expired - Lifetime JP3561074B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | フェライト焼結体及びこれを用いた圧力センサ |
Country Status (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000308792A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 洗濯機 |
KR100724673B1 (ko) * | 1999-12-03 | 2007-06-28 | 산요덴키가부시키가이샤 | 세탁기 |
US20160155560A1 (en) * | 2014-11-21 | 2016-06-02 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Ferrite and coil electronic component including the same |
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CN104177075A (zh) * | 2014-08-14 | 2014-12-03 | 蕲春县蕊源电子有限公司 | 一种耐热冲击软磁铁氧体材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP07290296A patent/JP3561074B2/ja not_active Expired - Lifetime
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