JPH0979932A - 分布型圧力センサの感度校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感圧部がマトリクス状に配列された分布型圧力
センサの全感圧部の感度を短時間に校正する。 【解決手段】ベルト状の導電性ゴムを縦横に対向してマ
トリクス上に配列し、これら導電性ゴムにより形成され
る交点部が、加圧力に応じて接触抵抗値が変化する感圧
部となる分布型圧力センサの感度を校正する際、感圧部
の一列を一度に加圧可能な加圧面６０を有する加圧用治
具５６により、所定の加圧力で加圧し、加圧されている
感圧部の全てを電気的に走査して所定の加圧力に対する
接触抵抗値を測定し、この接触抵抗値に基づく測定感度
と基準加圧力に係る感度とを比較し、その比較結果に応
じて校正値データを作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、抵抗溶
接ロボット等、ワークを所定圧力で把持する工業用ロボ
ットのハンド部に装着され、このハンド部のワーク加圧
力を予め測定する際等に使用される分布型圧力センサの
感度校正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１に、この種の分布型圧力センサ１１
の一般的な斜視構成例を示す。この分布型圧力センサ１
１は、一方向（例えば、横方向とする。）にｎ行配置さ
れたベルト状の導電性ゴム１２と、この導電性ゴム１２
に対向して直交する方向（したがって、縦方向とす
る。）にｍ列配置されたベルト状の導電性ゴム１３が２
層状に配列された構成とされている（ｍは、ｎと同一の
値でもよい。）。

【０００３】図２は、図１に示す分布型圧力センサ１１
の一部を拡大した平面視構成図であり、網点を施した交
点部分が感圧部１４を示している。感圧部１４が配列さ
れた面に対し垂直方向に加えられた圧力に対応して、感
圧部１４の接触抵抗値が変化する。これを利用して加圧
力を検出することができる。

【０００４】したがって、例えば、この分布型圧力セン
サ１１を、抵抗溶接ロボットのワークを把持するガンの
先端面に取り付けることで、ガンの先端面の圧力分布を
測定することができる。

【０００５】このような分布型圧力センサ１１は、それ
ぞれの感圧部１４の感度Ｒ／Ｆ（Ｒは接触抵抗値であっ
て単位は［Ω］、Ｆは加圧力であって単位は［ｇ／ｃｍ
² ］である。）が異なり、したがって、高精度の圧力セ
ンサとしては用いられず、もっぱら、低精度、中精度の
圧力センサとしてのみ採用されていた。

【０００６】しかも、実際には、加圧力Ｆが異なるとそ
の加圧力Ｆにおける微分感度ΔＲ／ΔＦ（ΔＲは接触抵
抗値の変化分であって単位は［Ω］、ΔＦは加圧力の変
化分であって単位は［ｇ／ｃｍ² ］である。）も異な
る、言い換えれば、感度が加圧力の変化に対して直線的
な変化ではなく、緩やかな曲線的、例えば、２次曲線的
に変化する特性を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、このような分
布型圧力センサ１１を高精度の圧力センサとして使用す
る場合には、分布型圧力センサ１１の全ての感圧部１４
について測定値を校正する必要がある。

【０００８】このため、本発明者等は、従来、感圧部１
４の各１点（１箇所）毎に、加圧用ピンにより、例え
ば、順次大きくなる３つの感度校正加圧力を加え、この
３つの感度校正加圧力に対する感度を測定し、これらの
測定感度が、感度校正加圧力に対応した値になる校正値
を算出し、これを校正値データ、例えば、感度校正率
（感度補正率）として保持するようにしていた。なお、
３つの測定値間の感度校正率は、直線補間により算出す
ることができる。直線補間により算出した感度校正率を
用いることにより、微分感度が一定でない分布型圧力セ
ンサ１１を構成する各感圧部１４について、±１％の精
度で感度の校正を行うことができる。

【０００９】しかしながら、この従来技術に係る分布型
圧力センサの感度校正方法は、感圧部１４の全てを各１
点毎に、しかも、３つの異なる感度校正加圧力を加えて
測定値を得、この測定値から校正値データを得る方法で
あるために、作業が繁雑で手間がかかり、結果的に、１
箇の分布型圧力センサについて、全ての感圧部１４の校
正値データを得るまでに相当の時間がかかるという問題
があった。この場合、測定回数は、感圧部１４が１００
箇所あるとすると、１００箇所×３＝３００回にもな
る。

【００１０】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、分布型圧力センサの感度の校正を容易
かつ速やかに（短時間に）行うことを可能とする分布型
圧力センサの感度校正方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、縦横に対向
して配列された線状またはベルト状の導電性部材の各交
点間に、加圧力に応じて抵抗値が変化する感圧部が行列
状に配置された構成を有する分布型圧力センサの感度校
正方法において、前記行列状に配置された感圧部の一列
を一時に加圧する加圧部が線状または板状の形状を有す
る加圧用治具により、前記感圧部の一列毎に所定感度校
正用の所定圧力で順次加圧し、前記感圧部の一列分を前
記所定圧力で加圧した状態において、その加圧されてい
る一列を構成する各感圧部の抵抗値を、順次、選択的に
測定することで、前記所定感度に対する前記感圧部の一
列分の感度校正値データを作成することを特徴とする。

【００１２】この発明によれば、分布型圧力センサを構
成する行列状に配列された感圧部を一列毎に加圧用治具
により一時に所定感度校正用の所定圧力で加圧するよう
にしているので、比較的短時間に各感圧部の感度の校正
値データを作成することができる。

【００１３】また、この発明は、前記加圧部が線状また
は板状の形状を有する加圧用治具が、円柱形状または多
角柱形状とされ、この円柱形状または多角柱形状を有す
る加圧用治具が、前記感圧部の一列を、前記円柱形状の
母線または前記多角柱形状の側面で一時に加圧するよう
に配置され、前記行列状に配置された感圧部上を軸を回
転中心として転動されることで、前記行列上に配置され
た感圧部を一列毎に順次加圧して、全感圧部を加圧する
ようにしたことを特徴とする。

【００１４】この場合、円柱形状または多角柱形状の加
圧用治具を用いて、この加圧用治具を分布型圧力センサ
上を転動させるようにしているので、分布型圧力センサ
の全感圧部の感度の校正値データを作成する時間が短縮
される。

【００１５】また、加圧用治具は、円柱形状または多角
柱形状に代替して、円柱形状または多角柱形状を所定の
中心角で軸方向に切断した、軸方向と直交する方向の断
面が扇形状となる柱体形状であっても同様に分布型圧力
センサの全感圧部の感度の校正値データを作成する時間
が短縮される。

【００１６】この場合、前記感度校正用の所定圧力を、
異なる３つの値の所定圧力とすることで、例えば、直線
補間により、感圧部の全感度範囲（使用範囲）での感度
の正確な校正値を得ることができる。

【００１７】なお、分布型圧力センサとしては、線状ま
たはベルト状の導電性ゴムが縦横に対向して配列された
構成のものを使用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて、図面を参照して説明する。なお、上記の図１お
よび図２は、この発明にも採用される分布型圧力センサ
１１を示すものであるので、それら、図１および図２を
も参照して説明する。

【００１９】図１は、上述したように、分布型圧力セン
サ１１の斜視構成例を示す。分布型圧力センサ１１は、
一方向（例えば、横方向とする。）にｎ行配置されたベ
ルト状の導電性ゴム１２と、この導電性ゴム１２に対向
して、例えば、直交する方向（したがって、縦方向とす
る。）にｍ列（ｍは、ｎと同一の値でもよく、この実施
の形態においては、ｍ＝ｎ＝１０である。）配置された
ベルト状の導電性ゴム１３とが２層状に配列された構成
とされている。

【００２０】なお、上下に配置された導電性ゴム１２と
導電性ゴム１３における上述の横方向と縦方向とは、直
交する方向に限らず、形成される格子が菱形になる方向
も含まれるものとし、相互に交差する方向であればよ
い。また、導電性ゴム１２、１３の形状は、ベルト状に
限らず、線状（棒状も含む。）でもよい。さらに、分布
型圧力センサ１１は、導電性ゴム１２、１３を使用した
ものに限らず、例えば、半導体ストレインゲージ等、素
子の歪で抵抗値が変化する素子を用い、この素子を前記
交点部分に配置し、この素子を上下の網状の導線パター
ンで連結する構成としたものを用いることもできる。

【００２１】図２は、図１に示す分布型圧力センサ１１
の一部を拡大した平面視構成例を示しており、網点を施
した交点部分が感圧部１４となる部分である。幅ａの導
電性ゴム１２、１３が間隔ｂで配され、隣り合う導電性
ゴム１２、１３の対向する辺間の間隔が間隔ｃとされて
いる。この実施の形態において、感圧部１４の形状は、
０．５×０．５ｍｍ² の正方形の形状とされている。

【００２２】このように構成される分布型圧力センサ１
１の感圧部１４が行列状に配列された面に対し、垂直方
向に加えられた圧力に対応して感圧部１４の接触抵抗値
が変化する。これを利用して加圧力を検出することがで
きる。なお、この実施の形態において、分布型圧力セン
サ１１の各感圧部１４の感度Ｒ／Ｆ（Ｒは接触抵抗値で
あって単位は［Ω］、Ｆは加圧力であって単位は［ｇ／
ｃｍ² ］である。）の定格値は、圧力範囲が４０ｇ／ｃ
ｍ² 〜１０４０ｇ／ｃｍ² を検出できるものが採用され
ている。

【００２３】図３は、この発明方法が適用された分布型
圧力センサ校正装置２１の全体構成を示している。

【００２４】この分布型圧力センサ校正装置２１は、加
圧・ステップ送り装置制御インタフェース２３およびサ
ーボドライバ２４を通じて加圧・ステップ送り装置２２
の加圧力を制御するとともに、加圧・ステップ送り装置
制御インタフェース２３を通じて加圧・ステップ送り装
置２２の送りを制御し、かつ、センサ出力インタフェー
ス２５を通じて分布型圧力センサ１１から測定データを
取得し、所定校正値データの算出のための演算等を行う
校正制御手段としてのパーソナルコンピュータ（以下、
パソコンという。）２６を有する。パソコン２６は、周
知のように、表示手段としてのディスプレイ２７と、入
力手段としてのキーボード２８と、これらに接続される
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する制御手段としての本
体部２９とから構成されている。

【００２５】図４は、図３中に示す加圧・ステップ送り
装置２２の側面構成を示し、図５は、その加圧・ステッ
プ送り装置２２の正面構成を示している。

【００２６】図４および図５から分かるように、加圧・
ステップ送り装置２２は、図示しない水平面上に配置さ
れる定盤３１を有し、この定盤３１上に２本のスライド
レール３２が平行に固定されている。スライドレール３
２上には、このスライドレール３２上を矢印Ｘ方向に摺
動するスライドベースユニット３３ａ、３３ｂが配置さ
れている。スライドベースユニット３３ａ、３３ｂ上に
は、ガイドポスト３４の下端側が固定されている。

【００２７】ガイドポスト３４の上端側は、定盤３１に
平行に配されるモータ取付板３６に固定されている。モ
ータ取付板３６には、アブソリュートエンコーダ付のサ
ーボモータであるモータ３７が取り付けられている。モ
ータ３７の回転軸はガイドポスト３４と平行に延びるボ
ールネジ３８に連結されている。

【００２８】ボールネジ３８には、センサ校正用ハウジ
ング４０が螺合されている。センサ校正用ハウジング４
０は、ガイドポスト３４上を矢印Ｚ方向（垂直方向、上
下方向）に摺動自在なスライド部材４１から水平方向に
延びる支持部材４２により支持される構成になってい
る。

【００２９】したがって、加圧・ステップ送り装置２２
を構成するセンサ校正用ハウジング４０は、モータ３７
の回転に応じてガイドポスト３４に沿って矢印Ｚ方向に
移動する。

【００３０】また、前記定盤３１上には、前記スライド
レール３２の軸方向の略両端位置に、水平方向に延びる
ボールネジ４５を支える支持部材４６が配置固定され、
一方の支持部材４６には、ステッピングモータ５０が取
り付けられている。

【００３１】このステッピングモータ５０の回転軸がボ
ールネジ４５に連結され、このボールネジ４５には、ナ
ット部材５１が螺合している。ナット部材５１は、その
一端部がスライドベースユニット３３ｂに固着されてい
る。

【００３２】したがって、ステッピングモータ５０の回
転に応じて、センサ校正用ハウジング４０が、スライド
レール３２に沿って矢印Ｘ方向に移動する。

【００３３】センサ校正用ハウジング４０の下部側に
は、永久磁石等から構成される保持部５５が固定され、
この保持部５５に対して、以下に説明する磁性体で作ら
れた加圧用治具５６が取り付けられている。ここで、保
持部５５に直方体状の空間部を設け、この空間部に加圧
用治具５６の基底部５７がはまりこむように設計して置
くことにより、加圧用治具５６の位置決め固定を容易に
行うことができる。

【００３４】図６に示すように、加圧用治具５６は、基
底部５７上に厚さａ｛厚さａは、感圧部１４の間隔ａ
（図２参照）に等しい。｝の加圧用平板５８が植設固定
された構成になっている。加圧用平板５８の長さＬは、
分布型圧力センサ１１の一列分に配置される全ての感圧
部１４（この実施例では、１０個）を一時（一度、同
時）に加圧できる長さ、言い換えれば、一列分の感圧部
１４を覆える長さとされている。すなわち、加圧面６０
の面積が、ａ×Ｌとされている。

【００３５】ここで、基底部５７と加圧用平板５８と
は、構造上の強度を高くするために、一体的に構成する
ことが好ましい。

【００３６】そして、図４および図５に示すように、加
圧用治具５６の加圧用平板５８側の軸方向下方の位置に
配されている定盤３１上のセンサ受け治具５９を介し
て、加圧用平板５８に対して分布型圧力センサ１１を構
成する感圧部１４の一列が正確に対向するように、分布
型圧力センサ１１が位置決め配置され固定されている。

【００３７】この分布型圧力センサ１１には、センサコ
ネクタ６１が接続されている。センサコネクタ６１は、
上述のセンサ出力インタフェース２５（図３参照）に接
続されている。

【００３８】図７は、図３に示した分布型圧力センサ校
正装置２１のうち、パソコン２６とセンサ出力インタフ
ェース２５と、供試体（被測定体、被測定素子）として
の分布型圧力センサ１１の電気的接続構成を示し、特
に、分布型圧力センサ１１とセンサ出力インタフェース
２５の詳細な電気的構成を示している。

【００３９】図７において、パソコン２６からの指令に
応じて、制御ロジック７１が作動し、カウンタ７２へ感
圧部１４選択用の計数用パルス信号を供給する。カウン
タ７２の出力信号Ｓ１、Ｓ２（それぞれ４ビットの信
号）が、それぞれ、行方向マルチプレクサ７３のスイッ
チ切換制御端子と列方向マルチプレクサ７４のスイッチ
切換制御端子に供給される。

【００４０】この実施の形態において、カウンタ７２
は、８ビット出力のカウンタが用いられており、その上
位４ビットの出力信号Ｓ１が行方向マルチプレクサ７
３、下位４ビットの出力信号Ｓ２が列方向マルチプレク
サ７４に供給されることで、所望のマトリクス要素に対
応する感圧部１４を選択することができる。

【００４１】例えば、図７において、行方向の一列分の
感圧部１４ａ〜１４ｊ（図面が繁雑になるので、符号１
４ｂ〜１４ｉは省略している。また、一列分の感圧部１
４ａ〜１４ｊを符号１４Ａ等で表す。）が、加圧用平板
５８の加圧面６０（図６参照）により一時（一度、同
時）に加圧されている状態において、例えば、感圧部１
４ａの接触抵抗（接触抵抗値ともいう。）Ｒａを測定す
る際には、行方向マルチプレクサ７３と列方向マルチプ
レクサ７４を構成するスイッチが図示のように接続され
る。

【００４２】そして、選択された感圧部１４ａに対し
て、行方向マルチプレクサ７３から電源電圧＋Ｅが印加
され、この電源電圧＋Ｅが、感圧部１４ａの接触抵抗Ｒ
ａの一端側に印加され、接触抵抗Ｒａの他端側が、列方
向マルチプレクサ７４を通じて、高精度の負荷抵抗（負
荷抵抗値ともいう。）Ｒｂの一端側に接続される。負荷
抵抗Ｒｂの他端側は接地されている。

【００４３】そして、負荷抵抗Ｒｂの電圧発生側（ホッ
ト側）に発生する電圧信号Ｓ３がアナログデジタル変換
器（ＡＤ変換器ともいう。）７５によりデジタル信号で
ある電圧信号Ｓ４に変換され、制御ロジック７１を通じ
てパソコン２６に取り込まれる。

【００４４】パソコン２６には、予め、分布型圧力セン
サ校正装置２１自体の校正時に算出した電圧信号Ｓ４の
電圧値に対する加圧力の算出式を格納しておく。この実
施の形態において、校正しようとする精度範囲は±１％
以内を実現することができた。

【００４５】次に、上述の実施の形態の動作について、
図８に示す校正値データの作成フローチャートを参照し
て説明する。なお、制御主体は、パソコン２６である。

【００４６】まず、パソコン２６上のキーボード操作に
よる校正値データの作成用のスタートコマンドの入力を
待つ（ステップＳ１）。

【００４７】入力を確認したとき（ステップＳ１「ＹＥ
Ｓ」）、予め入力され、記憶されている感度校正用加圧
力設定シーケンスに基づく加圧力が設定される（ステッ
プＳ２）。この実施の形態において、感度校正用加圧力
設定シーケンスは、感度校正用加圧力Ｆ１＝４００ｇ／
ｃｍ² →Ｆ２＝７００ｇ／ｃｍ² →Ｆ３＝１０００ｇ／
ｃｍ² →Ｆ２＝７００ｇ／ｃｍ² →Ｆ１＝４００ｇ／ｃ
ｍ² の順に加圧力を変化させるシーケンスとしている。
そこで、まず、感度校正用加圧力として、加圧力Ｆ１＝
４００ｇ／ｃｍ² を設定する。

【００４８】次に、加圧用治具５６の加圧面６０が分布
型圧力センサ１１を構成する１行目の一列分の感圧部１
４Ａに対向するように位置決めする（ステップＳ３）。
この場合、パソコン２６からの位置決め指令が加圧・ス
テップ送り装置制御インタフェース２３を通じてステッ
ピングモータ５０に供給され、これにより、ステッピン
グモータ５０の軸が所定回転する。ステッピングモータ
５０の所定回転により、ボールネジ４５が所定回転し、
スライドベースユニット３３ａ、３３ｂがスライドレー
ル３２に沿って原点位置から矢印ＸＲ方向の所定位置ま
で送られる。これにより、センサ校正用ハウジング４０
が所定位置まで送られ、センサ校正用ハウジング４０の
先端部に取り付けられている加圧用治具５６の加圧面６
０が分布型圧力センサ１１を構成する１行目の一列分の
感圧部１４Ａ（１４ａ〜１４ｊ）に対向するように位置
決め配置される。

【００４９】次に、感度校正用加圧力Ｆ１＝４００ｇ／
ｃｍ² で分布型圧力センサ１１を構成する一列分（１列
目、１行目）の感圧部１４Ａ（図７参照）を一時に加圧
する（ステップＳ４）。この場合、図３に示すパソコン
２６からの校正用加圧力Ｆ１に係る指令が加圧・ステッ
プ送り装置制御インタフェース２３に供給され、この指
令に応じた信号がサーボドライバ２４に出力される。サ
ーボドライバ２４の出力信号により、モータ３７が所定
回数回転する。モータ３７の回転により、ボールネジ３
８が回転し、センサ校正用ハウジング４０がガイドポス
ト３４に沿って、矢印ＺＤ方向の所定位置まで下降す
る。これにより、センサ校正ハウジング４０の先端部に
取り付けられている加圧用治具５６の各加圧用平板５８
が、分布型圧力センサ１１を構成する一列分の感圧部１
４Ａを加圧力Ｆ１により一時に加圧する。

【００５０】この加圧状態が保持されているとき（ステ
ップＳ５）、図７を参照して説明したように、分布型圧
力センサ１１を構成する１行目の一列分の感圧部１４Ａ
を構成する全ての感圧部１４ａ〜１４ｊまでの接触抵抗
値Ｒａに係る電圧信号Ｓ３が順次取り込まれ（ステップ
Ｓ６）、デジタルの電圧信号Ｓ４が、パソコン２６にお
いて予め格納されている算出式に基づき校正加圧力Ｆ１
＝４００ｇ／ｃｍ² に対する各感圧部１４ａ〜１４ｊに
対応する測定データとしての測定加圧力値Ｆ１ｍ（１０
個のデータ）に変換されて記憶される。

【００５１】そして、一列分のデータの取り込み後に、
加圧用治具５６による感圧部１４Ａの加圧状態が解除さ
れる（ステップＳ７）。すなわち、センサ校正用ハウジ
ング４０が矢印ＺＵ方向の原点位置まで上昇する。

【００５２】ここで、最終列の感圧部１４Ｊについての
データの取り込みが終了したかどうかが判定され（ステ
ップＳ８）、ステッピングモータ５０の作用下に、加圧
用治具５６が次の感圧部１４Ｂに移動され（ステップＳ
９）、２列目の感圧部１４Ｂ（図７参照）に対しての位
置決め処理が行われる（再び、ステップＳ３）。

【００５３】このようにして、ステップＳ３〜ステップ
Ｓ８の過程をステップＳ８の判断が成立するまで繰り返
すことで、感度校正加圧力Ｆ１＝４００ｇ／ｃｍ² に対
する分布型圧力センサ１１を構成する全感圧部１４に対
応する測定データとしての測定加圧力Ｆ１ｍ（１００個
のデータ）が取り込まれ、記憶される。

【００５４】次に、校正加圧力がステップＳ２で決めた
シーケンスに従う最終の加圧力であるかどうかが判定さ
れ（ステップＳ１０）、次に、感度校正用加圧力Ｆ２＝
７００ｇ／ｃｍ² を設定して（ステップＳ１１）、この
感度校正加圧力Ｆ２＝７００ｇ／ｃｍ² に対する分布型
圧力センサ１１を構成する全感圧部１４に対応する測定
データとしての測定加圧力値Ｆ２ｍ（１００個のデー
タ）が取り込まれ、記憶される（再び、ステップＳ３〜
ステップＳ９）。

【００５５】以下、同様にして、加圧力Ｆ３＝１０００
ｇ／ｃｍ² を印加して、測定加圧力Ｆ３ｍを記憶する。
次に、分布型圧力センサ１１のヒステリシスを考慮し
て、加圧力を加圧力Ｆ２＝７００ｇ／ｃｍ² にもどし
て、測定加圧力Ｆ２ｍ′を記憶する。同様に、加圧力を
加圧力Ｆ１＝４００ｇ／ｃｍ² にもどして、測定加圧力
Ｆ１ｍ′を記憶する。

【００５６】そして、感度校正値データを算出する（ス
テップＳ１２）。この感度校正値データの算出過程で
は、まず、加圧力Ｆ１＝４００ｇ／ｃｍ² で求めた各感
圧部１４毎の測定加圧力Ｆ１ｍと測定加圧力Ｆ１ｍ′と
を各感圧部１４毎に相加平均し、これを加圧力Ｆ１＝４
００ｇ／ｃｍ² における各感圧部１４毎の平均測定加圧
力Ｆ１ｍａとする。このようにして求めた加圧力Ｆ１＝
４００ｇ／ｃｍ² に対する平均測定加圧力Ｆ１ｍａを図
９に視覚的に棒グラフで示す。

【００５７】同様に、加圧力Ｆ２＝７００ｇ／ｃｍ² で
求めた各感圧部１４の測定加圧力Ｆ２ｍと測定加圧力Ｆ
２ｍ′とを相加平均し、これを加圧力Ｆ２＝７００ｇ／
ｃｍ ² における平均測定加圧力Ｆ２ｍａとする。このよ
うにして求めた加圧力Ｆ２＝７００ｇ／ｃｍ² に対する
平均測定加圧力Ｆ２ｍａを図１０に視覚的に棒グラフで
示す。さらに、各感圧部１４の加圧力Ｆ３＝１０００ｇ
／ｃｍ² に対する測定加圧力Ｆ３ｍを図１１に視覚的に
棒グラフで示す。

【００５８】そこで、各加圧力に対する各感圧部１４の
感度校正値データは、ある感圧部１４について、基準加
圧力（例えば、４００ｇ／ｃｍ² ）からその平均測定加
圧力または測定加圧力を減算した値の符号を変えた値と
すればよい。また、各感圧部１４の測定加圧力以外の所
望の加圧力に対する校正値データは、各感圧部１４につ
いて、３点で測定した平均測定加圧力Ｆ１ｍａ、Ｆ２ｍ
ａと測定加圧力Ｆ３ｍａの基準加圧力との差を比例配分
的な直線補間により算出して作成することができる。

【００５９】このようにして、分布型圧力センサ１１の
感度を校正する各感圧部１４の感度校正値データを得る
ことができる（ステップＳ１２終了）。

【００６０】図１２、図１３、図１４は、それぞれ、測
定加圧力Ｆ１＝４００、７００、１０００ｇ／ｃｍ² を
分布型圧力センサ１１に印加したときの感度校正値デー
タにより、各感圧部１４の測定データを校正した後の加
圧力データＦ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ３ｃを視覚的に棒グラフ
に示している。

【００６１】感度校正後の加圧力データＦ１ｃ、Ｆ２
ｃ、Ｆ３ｃの精度は、±１％以内と高精度にすることが
できた。また、各感圧部１４間の精度の誤差も±１％程
度以内にすることができた。

【００６２】このように上述の実施の形態によれば、ベ
ルト状の導電性ゴム１２、１３を縦横に対向して行列
（マトリクス）上に配列し、これら導電性ゴム１２、１
３により形成される交点部が加圧力に応じて接触抵抗値
が変化する感圧部１４となる分布型圧力センサ１１の感
度を校正する際、加圧面６０が、一列の感圧部１４Ａの
全てを所定の加圧力で一時に加圧し、一列の感圧部１４
Ａの全てを電気的に走査して、所定の加圧力に対する感
度（この場合、接触抵抗値に係る分圧電圧）を測定した
後、測定データ（接触抵抗値に係る分圧電圧に基づく測
定感度）を基準加圧力に係る感度と比較し、その比較結
果に応じて校正値データを作成するようにしている。

【００６３】この場合、各感圧部１４の校正値データを
１箇所毎に作成する従来の方法によれば、１００箇所の
感圧部１４を有する分布型圧力センサ１１についてのあ
る所定圧力に対する校正値データを得るまでの時間が約
３時間かかっていたものが、この実施の形態の方法によ
れば約１８分で終了するという効果が達成された。

【００６４】なお、さらに短い時間で校正値データを得
るための加圧用治具として、加圧用治具５６に代替し
て、図１５に示すように、基底部５７ａにブラケット８
０を設け、そのブラケット８０間に矢印Ｑ方向に転動す
る円柱形状のローラ８１を取り付けた構成の加圧用治具
５６ａを用いてもよい。この場合、円柱形状のローラ８
１の母線で一列分の感圧部１４Ａを一時に加圧するよう
に配置し、分布型圧力センサ１１を加圧した状態におい
て、矢印Ｘ方向にステップ送りすることで、感圧部１４
を一列毎に順次加圧することができる。この場合、図６
に示した加圧用治具５６に比較して、一旦、矢印ＺＵ方
向に上昇させ、再び下降させるステップ（ステップＳ７
等）を省略することができる。

【００６５】また、円柱形状のローラ８１に代替して、
図１６に示すように、側面のピッチがピッチａ（図２に
示した幅ａに対応する。）とピッチｃ（同様に、間隔ｃ
に対応する。）が交互に形成された多角柱形状のローラ
８２を有する加圧用治具５６ｂを用いても、同様に、校
正値データを得るまでの時間を短縮することができる。
間隔ａを有する側面の数は、感圧部１４の列の数と同数
に、この場合、１０箇に等しい数にしておくことが好ま
しい。

【００６６】さらに、加圧用治具５６に代替して、図１
７に示す円柱形状のローラ８１を所定の中心角で軸方向
に切断した、軸方向と直交する方向の断面が扇形状とな
る柱体形状の加圧用治具５６ｃに代替してもよく、図１
８に示す多角柱形状のローラ８２を所定の中心角で軸方
向に切断した、軸方向と直交する方向の断面が略扇形状
となる柱体形状の加圧用治具５６ｄに代替してもよい。

【００６７】なお、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、分布型圧力センサを構成する行列状に配列された感
圧部を一列毎に加圧用治具により所定感度校正用の所定
圧力で一時に加圧するようにしている。このため、比較
的短時間に各感圧部の感度校正値データを作成すること
ができるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に係る分布型圧力セン
サの構成例を示す斜視図である。

【図２】図１例の分布型圧力センサの一部を拡大した形
状を示す平面視的図である。

【図３】この発明方法が適用された分布型圧力センサ校
正装置の全体構成を示す図である。

【図４】分布型圧力センサ校正装置を構成する加圧・ス
テップ送り装置の側面構成を示す図である。

【図５】その加圧・ステップ送り装置の正面構成を示す
図である。

【図６】加圧用治具の構成例を示す斜視図である。

【図７】図３に示す分布型圧力センサ校正装置のうち、
センサ出力インタフェースの詳細な電気的構成を含む回
路図である。

【図８】図３例の動作説明に供されるフローチャートで
ある。

【図９】加圧力４００ｇ／ｃｍ² における各感圧部の平
均測定加圧力データを示すグラフである。

【図１０】加圧力７００ｇ／ｃｍ² における各感圧部の
平均測定加圧力データを示すグラフである。

【図１１】加圧力１０００ｇ／ｃｍ² における各感圧部
の測定加圧力データを示すグラフである。

【図１２】加圧力４００ｇ／ｃｍ² における各感圧部の
感度校正後の加圧力データを示すグラフである。

【図１３】加圧力７００ｇ／ｃｍ² における各感圧部の
感度校正後の加圧力データを示すグラフである。

【図１４】加圧力１０００ｇ／ｃｍ² における各感圧部
の感度校正後の加圧力データを示すグラフである。

【図１５】加圧用治具の他の構成例を示す斜視図であ
る。

【図１６】加圧用治具のさらに他の構成例を示す斜視図
である。

【図１７】加圧用治具のさらに他の構成例を示す斜視図
である。

【図１８】加圧用治具のさらに他の構成例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１１…分布型圧力センサ １２、１３…導
電性ゴム １４…感圧部 ２１…分布型圧
力センサ校正装置 ２２…加圧・ステップ送り装置 ２３…加圧・ステップ送り装置制御インタフェース ２４…サーボドライバ ２５…センサ出
力インタフェース ２６…パーソナルコンピュータ ３１…定盤 ３４…ガイドポスト ３７、５０…モ
ータ ３８、４５…ボールネジ ４０…センサ校
正用ハウジング ５６、５６ａ〜５６ｄ…加圧用治具 ５８…加圧用平
板 ６０…加圧面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦横に対向して配列された線状またはベル
   ト状の導電性部材の各交点間に、加圧力に応じて抵抗値
   が変化する感圧部が行列状に配置された構成を有する分
   布型圧力センサの感度校正方法において、 前記行列状に配置された感圧部の一列を一時に加圧する
   加圧部が線状または板状の形状を有する加圧用治具によ
   り、前記感圧部の一列毎に所定感度校正用の所定圧力で
   順次加圧し、 前記感圧部の一列分を前記所定圧力で加圧した状態にお
   いて、その加圧されている一列を構成する各感圧部の抵
   抗値を、順次、選択的に測定することで、前記所定感度
   に対する前記感圧部の一列分の感度校正値データを作成
   することを特徴とする分布型圧力センサの感度校正方
   法。
2. 【請求項２】前記加圧部が線状または板状の形状を有す
   る加圧用治具が、円柱形状または多角柱形状とされ、 この円柱形状または多角柱形状を有する加圧用治具が、
   前記感圧部の一列を、前記円柱形状の母線または前記多
   角柱形状の側面で一時に加圧するように配置され、前記
   行列状に配置された感圧部上を軸を回転中心として転動
   されることで、前記行列上に配置された感圧部を一列毎
   に順次加圧して、全感圧部を加圧するようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の分布型圧力センサの感度校正
   方法。
3. 【請求項３】前記加圧部が線状または板状の形状を有す
   る加圧用治具が、円柱形状または多角柱形状を所定の中
   心角で軸方向に切断した、軸方向と直交する方向の断面
   が扇形状となる柱体形状とされ、 この柱体形状を有する加圧用治具が、前記感圧部の一列
   を、前記円柱形状の母線または前記多角柱形状の側面で
   一時に加圧するように配置され、前記行列状に配置され
   た感圧部上を軸を回転中心として転動させることで、前
   記行列上に配置された感圧部を一列毎に順次加圧して、
   全感圧部を加圧するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の分布型圧力センサの感度校正方法
4. 【請求項４】前記感度校正用の所定圧力は、異なる３つ
   の値の所定圧力としたことを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の分布型圧力センサの感度校正方
   法。
5. 【請求項５】前記分布型圧力センサは、線状またはベル
   ト状の導電性ゴムが縦横に対向して配列された構成であ
   ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載
   の分布型圧力センサの感度校正方法。