JPS58120139A - ロ−ドセル - Google Patents
ロ−ドセルInfo
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- JPS58120139A JPS58120139A JP321282A JP321282A JPS58120139A JP S58120139 A JPS58120139 A JP S58120139A JP 321282 A JP321282 A JP 321282A JP 321282 A JP321282 A JP 321282A JP S58120139 A JPS58120139 A JP S58120139A
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- Japan
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- pattern
- beam body
- guard
- voltage
- load cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- 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
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は荷重の測定に使用されるロードセルに関する。
金属箔製の抵抗体パターンを絶縁フィルムに接着し、更
にこのフィルムを測定すべき荷重が作用するビーム体の
起歪部領域に接着して構成される公知のロードセルに比
較して、製造工数が少なく容易かつ安価に製造できると
ともに、高精度の測定が可能となる新規なロードセルが
、本発明者等によシ提案され、既に出願済みである。こ
のロードセルは、ビーム体上に絶縁被膜を直接形成し、
この被膜上に、金属材料を蒸着、スフ９ツタリング、又
はマスキングにより直接積層形成して、必要彦抵抗体パ
ターンおよび端子リードパターンを設けて構成したもの
である。
にこのフィルムを測定すべき荷重が作用するビーム体の
起歪部領域に接着して構成される公知のロードセルに比
較して、製造工数が少なく容易かつ安価に製造できると
ともに、高精度の測定が可能となる新規なロードセルが
、本発明者等によシ提案され、既に出願済みである。こ
のロードセルは、ビーム体上に絶縁被膜を直接形成し、
この被膜上に、金属材料を蒸着、スフ９ツタリング、又
はマスキングにより直接積層形成して、必要彦抵抗体パ
ターンおよび端子リードパターンを設けて構成したもの
である。
ところで、従来提案されたこの種ロードセルは、必要な
ｉ’？ターンを高密度に形成できるから、その・リーン
の入力側と出力側とが間近に接近されるものである。一
方、ロードセルにおいては入力電圧と出力電圧の差は非
常に大である。
ｉ’？ターンを高密度に形成できるから、その・リーン
の入力側と出力側とが間近に接近されるものである。一
方、ロードセルにおいては入力電圧と出力電圧の差は非
常に大である。
したがって、この種ロードセルでは、入力側の高電位に
もとづいて発生される電界が出力側に影舎を及ぼし、こ
れによって正確な出力を得る信頼性が損われることが分
った。
もとづいて発生される電界が出力側に影舎を及ぼし、こ
れによって正確な出力を得る信頼性が損われることが分
った。
本発明は上記の事情のもとに提案されたもので、その目
的は、出力精度を向上させることができるロードセルを
提供することにある。
的は、出力精度を向上させることができるロードセルを
提供することにある。
すなわち、本発明は、ビーム体上に直接形成された必要
な・母ターンの入力側と出力側との間に、入力端子間電
圧の中間電位を与えるガードノ９ターンを設けて、この
ガードノ９ターンにより出力に対する入力側からの電界
の影響を減殺できるように構成したことを特徴とするロ
ードセルである。
な・母ターンの入力側と出力側との間に、入力端子間電
圧の中間電位を与えるガードノ９ターンを設けて、この
ガードノ９ターンにより出力に対する入力側からの電界
の影響を減殺できるように構成したことを特徴とするロ
ードセルである。
以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。
。
図中１はビーム体で、これはステンレス鋼（５ＵＳ６３
０ ）、高力アルミニウム合金（Ａ２２１８ ）等の金
属材料を機械加工して形成されている。
０ ）、高力アルミニウム合金（Ａ２２１８ ）等の金
属材料を機械加工して形成されている。
ビーム体１は、一端部に設けられた取付孔２．２を通る
？シト３によシ、固定部４に片持ち支持されて使用され
る。そして、ビーム体１の中間部分には、薄肉の起歪部
領域５が形成されているとともに、この領域５の下面に
対向する作用片６が、ビーム体１の他端側より延出形成
されている。作用片６の先端部には係止孔７が設けられ
、この孔７に例えば吊下金具８を取付けて、測定すべき
荷重Ｗを矢印の如く（第２図参照）作用させるようにな
っている。
？シト３によシ、固定部４に片持ち支持されて使用され
る。そして、ビーム体１の中間部分には、薄肉の起歪部
領域５が形成されているとともに、この領域５の下面に
対向する作用片６が、ビーム体１の他端側より延出形成
されている。作用片６の先端部には係止孔７が設けられ
、この孔７に例えば吊下金具８を取付けて、測定すべき
荷重Ｗを矢印の如く（第２図参照）作用させるようにな
っている。
このビーム体１のパターン形成面となる上面には絶縁被
膜９が直接形成されている。この絶縁被膜９は本実施例
の場合ポリイミド樹脂等の高分子材料により形成されて
いるが、特に耐熱性を要求される場合には、二酸化けい
素、アルミヂ、フォルステライト等を用いられる。
膜９が直接形成されている。この絶縁被膜９は本実施例
の場合ポリイミド樹脂等の高分子材料により形成されて
いるが、特に耐熱性を要求される場合には、二酸化けい
素、アルミヂ、フォルステライト等を用いられる。
そして、絶縁被膜９上には、ストレンダージ抵抗体ノそ
ターフ１０〜１３、端子リードノンターン１４、分圧用
抵抗体ｉ＋ターン１５．１６、およびガード・をターン
１７が、金属材料を直接積層して夫々形成されている。
ターフ１０〜１３、端子リードノンターン１４、分圧用
抵抗体ｉ＋ターン１５．１６、およびガード・をターン
１７が、金属材料を直接積層して夫々形成されている。
ストレンダージ抵抗体パターン１０〜１３は、起歪部領
域５の歪量の相等しい最大起歪部５に、５Ｂに対向して
設けられ、例えばＮ’ｉ −Ｃｒ −＋、金合金形成さ
れている。なお、一方の最大起歪部５Ａは作用片６に荷
重Ｗを作用させた時に最大伸び歪を発生し、かつ他方の
最大起歪部５Ｂは同じく荷重Ｗ作用時に最大縮み歪を発
生する部位である。これら各抵抗体・臂ターン１０〜１
３はいずれも第４図に示したようにジグザグ状をなして
いる。端子リードパターン１４、分圧用抵抗体パターン
１５．１６およびガードパターン１７は、いずれも上記
ストレングージ抵抗体バター７１０〜１３を形成するＮ
ｉ −Ｃｒ系合金等の金属層Ａと、この上に直接積層形
成されたＡｕ等の金属層Ｂとにより形成されている。そ
して、端子リードパターン１４は、入力端子１４Ａ、１
４Ｂおよび出力端子１４０１１４Ｄを有しているととも
に、ストレングーソ抵抗体Ａ’ターフ１０〜１３相互を
接続して第３図に示したホイートストンブリッジ回路を
形成し、かつ分圧用抵抗体パターン１５．１６と入力端
子１４に、１４Ｂおよびガードパターン１７とを接続し
て設けられている。
域５の歪量の相等しい最大起歪部５に、５Ｂに対向して
設けられ、例えばＮ’ｉ −Ｃｒ −＋、金合金形成さ
れている。なお、一方の最大起歪部５Ａは作用片６に荷
重Ｗを作用させた時に最大伸び歪を発生し、かつ他方の
最大起歪部５Ｂは同じく荷重Ｗ作用時に最大縮み歪を発
生する部位である。これら各抵抗体・臂ターン１０〜１
３はいずれも第４図に示したようにジグザグ状をなして
いる。端子リードパターン１４、分圧用抵抗体パターン
１５．１６およびガードパターン１７は、いずれも上記
ストレングージ抵抗体バター７１０〜１３を形成するＮ
ｉ −Ｃｒ系合金等の金属層Ａと、この上に直接積層形
成されたＡｕ等の金属層Ｂとにより形成されている。そ
して、端子リードパターン１４は、入力端子１４Ａ、１
４Ｂおよび出力端子１４０１１４Ｄを有しているととも
に、ストレングーソ抵抗体Ａ’ターフ１０〜１３相互を
接続して第３図に示したホイートストンブリッジ回路を
形成し、かつ分圧用抵抗体パターン１５．１６と入力端
子１４に、１４Ｂおよびガードパターン１７とを接続し
て設けられている。
分圧用抵抗体ｉＲパターン５．１６はいずれも第４図に
示したようにジグザグ状であるとともに、上記入力端子
７４Ａ、Ｊ４Ｂをつなぎ、これら端子１４Ａ、１４Ｂ間
電圧■１の中間電位をガー５− ドパターン１７に与えるようになっている。なお、本実
施例では好ましい例として入力端子１４Ａ、１４Ｂ間の
電圧ｖ１の捧の電圧を与えるように、分圧用抵抗体・に
ターン１５．１６の抵抗値を等しくしである。また、第
３図中ｖＯは出力電圧を示している。そして、ガードパ
ターン１７は上記ストレングーノ抵抗体パターン１０、
〜１３および端子リードパターン１４の入力側と出力側
との間に介在して設けられている。
示したようにジグザグ状であるとともに、上記入力端子
７４Ａ、Ｊ４Ｂをつなぎ、これら端子１４Ａ、１４Ｂ間
電圧■１の中間電位をガー５− ドパターン１７に与えるようになっている。なお、本実
施例では好ましい例として入力端子１４Ａ、１４Ｂ間の
電圧ｖ１の捧の電圧を与えるように、分圧用抵抗体・に
ターン１５．１６の抵抗値を等しくしである。また、第
３図中ｖＯは出力電圧を示している。そして、ガードパ
ターン１７は上記ストレングーノ抵抗体パターン１０、
〜１３および端子リードパターン１４の入力側と出力側
との間に介在して設けられている。
なお、図中２７＆は？ンデング結線部であるとともに、
説明の都合上第４図中において他のｉ４ターンとの判別
を容易にするためにガードパターン１７は斜線を付して
表示してあシ、これは断面を示したものではない。
説明の都合上第４図中において他のｉ４ターンとの判別
を容易にするためにガードパターン１７は斜線を付して
表示してあシ、これは断面を示したものではない。
なお、以上の構成のロードセルは例えば次のようにして
製造される。
製造される。
まず、第６図（Ａ）のように、切削加工により得られた
ビーム体１の上面を脱脂洗浄し、この面上に粘度１００
０ ｃｐ程度に調整されたフェス状のポリイミド樹脂液
を滴下する。このビーム６一 体１をスピンナによ！Ｊ１６００ｒｐｍ程度の速度で回
転させることにより、絶縁被膜材料を４〜５μｍ程度の
犀さに調整して塗布する。次に、このビーム体１を、ま
ず１００℃で約１時間加熱処理して、絶縁被膜９上中の
溶剤を除去した後、更に２５０℃で約５時間加熱処理し
７て、硬質な絶縁被膜９を形成する。次に、この絶縁被
膜９上に、蒸着又はス・ぐツタリングによシ金属層Ａお
よびＢを次々に直接積層形成する。勿論、各々の層Ａ％
Ｂの厚みは数μｍ以下に適当に定められる。
ビーム体１の上面を脱脂洗浄し、この面上に粘度１００
０ ｃｐ程度に調整されたフェス状のポリイミド樹脂液
を滴下する。このビーム６一 体１をスピンナによ！Ｊ１６００ｒｐｍ程度の速度で回
転させることにより、絶縁被膜材料を４〜５μｍ程度の
犀さに調整して塗布する。次に、このビーム体１を、ま
ず１００℃で約１時間加熱処理して、絶縁被膜９上中の
溶剤を除去した後、更に２５０℃で約５時間加熱処理し
７て、硬質な絶縁被膜９を形成する。次に、この絶縁被
膜９上に、蒸着又はス・ぐツタリングによシ金属層Ａお
よびＢを次々に直接積層形成する。勿論、各々の層Ａ％
Ｂの厚みは数μｍ以下に適当に定められる。
次に、第６図（Ｂ）のように、金属層Ａ、 Ｈに対して
夫々の金属に適したエツチング液を用いて順次フォトエ
ツチングを行ない、各パターン１０〜１７となる部分を
残して他を除去することによυ、金属層ＡＸ Ｂよりな
る所定のパターンを現出させる。このことによシ、端子
リーｆｉ＋ターン１４、分圧用抵抗体パターン１５．１
６およびガードツクターン１７が形成される。
夫々の金属に適したエツチング液を用いて順次フォトエ
ツチングを行ない、各パターン１０〜１７となる部分を
残して他を除去することによυ、金属層ＡＸ Ｂよりな
る所定のパターンを現出させる。このことによシ、端子
リーｆｉ＋ターン１４、分圧用抵抗体パターン１５．１
６およびガードツクターン１７が形成される。
この後、第６図（Ｃ）のように金属層Ｂに適したエツチ
ング液を用いてフォトエツチングをを行ないストレング
ージ抵抗体・セターン１０〜１３に対向する金属層Ｂを
除去し、同パターン１０〜１３を現出形成する。
ング液を用いてフォトエツチングをを行ないストレング
ージ抵抗体・セターン１０〜１３に対向する金属層Ｂを
除去し、同パターン１０〜１３を現出形成する。
最後に、第６図（Ｄ）のようにガードパターン１７の一
部を金等によυなるリード線をボンデング結線１７＆す
る。
部を金等によυなるリード線をボンデング結線１７＆す
る。
以上でロードセルが完成されるが、必要により金属層を
安定させるだめの熱処理を、適当な時期゛に施してもよ
いとともに、耐候性を向上させるためにボンデング結線
後に、絶縁被膜をオーバーコーテングしても差支えない
。
安定させるだめの熱処理を、適当な時期゛に施してもよ
いとともに、耐候性を向上させるためにボンデング結線
後に、絶縁被膜をオーバーコーテングしても差支えない
。
なお、上記一実施例は以上のように構成したが、本発明
においては、必要によシスパン調整用抵抗体ノやターン
、ブリッジバランス調整用抵抗体・母ターン、その他の
抵抗体パターンを追加して実施してもよい。その他、本
発明の実施に当っては、ビーム体、起歪部領域、端子リ
ード／＃ タフ 、ストレンダーゾ抵抗体・！ターン、
ガードツクタン等の具体的な構造、形状、位置および材
質等は、％門の要旨に反しない限シ上記−実施例に制約
されるものではなく、種々の態様に構成して実施できる
ことは勿論である。
においては、必要によシスパン調整用抵抗体ノやターン
、ブリッジバランス調整用抵抗体・母ターン、その他の
抵抗体パターンを追加して実施してもよい。その他、本
発明の実施に当っては、ビーム体、起歪部領域、端子リ
ード／＃ タフ 、ストレンダーゾ抵抗体・！ターン、
ガードツクタン等の具体的な構造、形状、位置および材
質等は、％門の要旨に反しない限シ上記−実施例に制約
されるものではなく、種々の態様に構成して実施できる
ことは勿論である。
以上説明した本発明は、上記特許請求の範囲に記載の構
成を要旨とするから、各・２ターンの入力側と出力側と
の間に設けたガード・母ターンによシ、入力側からの電
界の影響を減殺して、出力側、つま）出力電圧を取込む
出力端子およびこの端子側リードノソターン部分を、入
力電圧に対して保護できる。一方、上記出力側はこれに
接近したガードツクターンによる電界の影響を受けるが
、これら出力側とガード・母ターンとの電位差は入力電
圧に比較して遥かに小さく、シたがって、ガードパター
ンが形成する電界も小さいから、この電界の出力に対す
る影響は実用上無視できる程度に小さい。すなわち、以
上の理由によシ本発明によれば、出力精度を向上させた
ロードセルを提供できるものである。また本発明におい
てガード・平ターンの形成によ多入力側と出力側との離
間距離が増大するように構成した場合には、出力精度を
よシ向上させ得る一〇− −ことは勿論である。
成を要旨とするから、各・２ターンの入力側と出力側と
の間に設けたガード・母ターンによシ、入力側からの電
界の影響を減殺して、出力側、つま）出力電圧を取込む
出力端子およびこの端子側リードノソターン部分を、入
力電圧に対して保護できる。一方、上記出力側はこれに
接近したガードツクターンによる電界の影響を受けるが
、これら出力側とガード・母ターンとの電位差は入力電
圧に比較して遥かに小さく、シたがって、ガードパター
ンが形成する電界も小さいから、この電界の出力に対す
る影響は実用上無視できる程度に小さい。すなわち、以
上の理由によシ本発明によれば、出力精度を向上させた
ロードセルを提供できるものである。また本発明におい
てガード・平ターンの形成によ多入力側と出力側との離
間距離が増大するように構成した場合には、出力精度を
よシ向上させ得る一〇− −ことは勿論である。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図ＱＪ゛斜視図、
第２図は荷重作用時における断面図、第３図は電気２回
路図、第４図は各パターンの詳細を示す拡大平面図、第
５図は第４図中Ｖ−Ｖ線に沿う断面図、第６図（Ａ）〜
（Ｄ）は製造方法を順に追って示す説明図である。 １・・・ビーム体、５・・起歪部領域、９・・・絶縁波
１２０〜１３・・・ストレンダ９−ジ抵抗体ツクターン
、１４・・・端子リードノ母ターン、１４Ａ、１４Ｂ・
・・入力端子、１４Ｃ，１４Ｄ・・・出力端子、１５．
１６・・・分圧用抵抗体パターン、１７・・・ガードパ
ターン。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦１０−
第２図は荷重作用時における断面図、第３図は電気２回
路図、第４図は各パターンの詳細を示す拡大平面図、第
５図は第４図中Ｖ−Ｖ線に沿う断面図、第６図（Ａ）〜
（Ｄ）は製造方法を順に追って示す説明図である。 １・・・ビーム体、５・・起歪部領域、９・・・絶縁波
１２０〜１３・・・ストレンダ９−ジ抵抗体ツクターン
、１４・・・端子リードノ母ターン、１４Ａ、１４Ｂ・
・・入力端子、１４Ｃ，１４Ｄ・・・出力端子、１５．
１６・・・分圧用抵抗体パターン、１７・・・ガードパ
ターン。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦１０−
Claims (1)
- 測定すべき荷重が作用するビーム体に直接形成した絶縁
被膜上に、金属材料を直接積層して少なくとも端子リー
ドノ臂ターン、およびビーム体の起歪部領域に配置され
かつ端子リード・母ターンで接続されてホイートストン
ブロッジ回路を形成する抵抗体パターンを設けたロード
セルにおいて、上記各パターンの入力側と出力側との間
に入力端子間電圧の中間電位を与えるガード・母ターン
を設けてなることを特徴とするロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP321282A JPS58120139A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | ロ−ドセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP321282A JPS58120139A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | ロ−ドセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120139A true JPS58120139A (ja) | 1983-07-16 |
| JPS648289B2 JPS648289B2 (ja) | 1989-02-13 |
Family
ID=11551133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP321282A Granted JPS58120139A (ja) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | ロ−ドセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120139A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60213838A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Tokyo Electric Co Ltd | ロ−ドセル |
| EP0161929A2 (en) * | 1984-05-10 | 1985-11-21 | The Babcock & Wilcox Company | Force transducer beam |
| US4633721A (en) * | 1984-05-17 | 1987-01-06 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Load cell having a thin film strain-inducible element |
-
1982
- 1982-01-12 JP JP321282A patent/JPS58120139A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60213838A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Tokyo Electric Co Ltd | ロ−ドセル |
| EP0161929A2 (en) * | 1984-05-10 | 1985-11-21 | The Babcock & Wilcox Company | Force transducer beam |
| US4633721A (en) * | 1984-05-17 | 1987-01-06 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Load cell having a thin film strain-inducible element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648289B2 (ja) | 1989-02-13 |
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