JPS5856101B2 - 力変換器 - Google Patents
力変換器Info
- Publication number
- JPS5856101B2 JPS5856101B2 JP1377878A JP1377878A JPS5856101B2 JP S5856101 B2 JPS5856101 B2 JP S5856101B2 JP 1377878 A JP1377878 A JP 1377878A JP 1377878 A JP1377878 A JP 1377878A JP S5856101 B2 JPS5856101 B2 JP S5856101B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- force transducer
- flexible substrate
- strain
- strain detection
- Prior art date
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- Expired
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- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は圧力、流量、浮力等に対応する力を歪検出素子
を用いて電気信号に変換する力変換器に関するものであ
る。
を用いて電気信号に変換する力変換器に関するものであ
る。
第１図は従来公知の力変換器の一例を示す構成説明図で
ある。
ある。
この装置は、感知ダイアフラム１が受けた圧力を伝達棒
２を介してレバー３の一端に伝え、このレバー３によっ
てたわみ基板４を撓ねますように構成したものである。
２を介してレバー３の一端に伝え、このレバー３によっ
てたわみ基板４を撓ねますように構成したものである。
そして、たわみ基板４上であって、歪が互に反対極性で
働く２ケ所に歪検出素子５Ｌ５２を配置させている。
働く２ケ所に歪検出素子５Ｌ５２を配置させている。
このような構成にかかわる従来装置においては、たわみ
基板４上において、一部分において引張りが、他の部分
において圧縮が均等に生ずるようにするために、たわみ
基板４を一枚の平らな基板で構成することができず、構
成が複雑となる欠点があった。
基板４上において、一部分において引張りが、他の部分
において圧縮が均等に生ずるようにするために、たわみ
基板４を一枚の平らな基板で構成することができず、構
成が複雑となる欠点があった。
ここにおいて、本発明の目的は、構造が簡単でしかも精
度の良い力変換器を実現しようとするものである。
度の良い力変換器を実現しようとするものである。
第２図は本発明の主要部をなすたわみ基板の一例を示す
構成説明図で、Ａはその平面図、ＢはＡ図のＡ−Ａ断面
図である。
構成説明図で、Ａはその平面図、ＢはＡ図のＡ−Ａ断面
図である。
このたわみ基板４は、はぼＬ字形をなしており、一端が
固定された第１の板４１、この第１の板の他端にその一
端が結合された第２の板４２で構成され、一枚の板で作
られている。
固定された第１の板４１、この第１の板の他端にその一
端が結合された第２の板４２で構成され、一枚の板で作
られている。
４１１は第１の板４１の長手方向に直角に設けられた溝
である。
である。
歪検出素子５１．５２は板４１の溝４１１とは反対側の
表面に、第１の板の長手方向に直角な軸を対称軸４１２
とする、対角線上に２個ずつそれぞれ配置されている。
表面に、第１の板の長手方向に直角な軸を対称軸４１２
とする、対角線上に２個ずつそれぞれ配置されている。
而して、検出すべき荷重は、第２の板４２上の前記対称
軸の延長線上の位置４２１に加えられる。
軸の延長線上の位置４２１に加えられる。
以上のような構成のたわみ基板４において、第２図Ｂに
示すように、４２１の位置に矢印方向に荷重Ｐが加えら
れると、第３図に示すように、第１の板４１の溝４１１
の設けられている個所には、荷重Ｐによるねじりモーメ
ントＴによりねじり歪が生じ、矢印Ｇ、Ｈで示すような
対角線の方向には符号が反対で大きさの等しい伸張およ
び縮歪が生ずる。
示すように、４２１の位置に矢印方向に荷重Ｐが加えら
れると、第３図に示すように、第１の板４１の溝４１１
の設けられている個所には、荷重Ｐによるねじりモーメ
ントＴによりねじり歪が生じ、矢印Ｇ、Ｈで示すような
対角線の方向には符号が反対で大きさの等しい伸張およ
び縮歪が生ずる。
したがって、この対角線上に配置された歪検出素子５１
．５２からの電気信号をブリッジ回路等により差動的に
検出すれば、与えられた荷重に対応する電気信号を得る
ことができる。
．５２からの電気信号をブリッジ回路等により差動的に
検出すれば、与えられた荷重に対応する電気信号を得る
ことができる。
この場合、荷重Ｐによる第１の板４１に作用する曲げモ
ート線図は第４図に示す如くなるが、溝４１１の設けら
れている個所は荷重Ｐの延長線上附近であり曲げモーメ
ントの大きさはきわめて小さい。
ート線図は第４図に示す如くなるが、溝４１１の設けら
れている個所は荷重Ｐの延長線上附近であり曲げモーメ
ントの大きさはきわめて小さい。
（第４図に点線の九６で示す。）更に、第５図に示す如
く曲げモ・−メントによる歪をεｍとし、対角線とのな
す角θとすれば、歪εｍの対角線方向の成分εθは次式
で表わされる。
く曲げモ・−メントによる歪をεｍとし、対角線とのな
す角θとすれば、歪εｍの対角線方向の成分εθは次式
で表わされる。
εθ二εｍｃｏｓ２θ
したがって、角度θを大きくとれは分力εθは小さくな
る。
る。
即ち溝４１１の溝幅はできるだけ狭いことが望ましい。
第６図は本発明の他の実施例の構成説明図で、第１の板
４１と第２の板４２を隔てる切込み７を出来る限り狭く
し、第２の板４２の腕部分４２２を長くしたもので、ね
じりモーメントの腕の長さＬを大きくするようにしたも
のである。
４１と第２の板４２を隔てる切込み７を出来る限り狭く
し、第２の板４２の腕部分４２２を長くしたもので、ね
じりモーメントの腕の長さＬを大きくするようにしたも
のである。
なお、前述の実施例では、第１の板４１に溝４１１が設
けられたが、溝４１１の替りに穴等を設けてもよく、要
するに歪検出素子５１．５２の設けられている個所の板
４１の部分の歪が大きく生ずるようなものであればよい
。
けられたが、溝４１１の替りに穴等を設けてもよく、要
するに歪検出素子５１．５２の設けられている個所の板
４１の部分の歪が大きく生ずるようなものであればよい
。
なお、感度を高める必要かなければ、溝４１１等はなく
てもよいことは勿論である。
てもよいことは勿論である。
なお、たわみ基板４上に蒸着、あるいは、スパッタリン
グ等により薄膜形歪検出素子５１．５２を直接形成する
ようにすれば、 （１）複数の歪検出素子を同時に、同一条件で成形でき
るので、それぞれの抵抗値、あるいは抵抗温度係数等、
特性のそろったものが得られる。
グ等により薄膜形歪検出素子５１．５２を直接形成する
ようにすれば、 （１）複数の歪検出素子を同時に、同一条件で成形でき
るので、それぞれの抵抗値、あるいは抵抗温度係数等、
特性のそろったものが得られる。
（２）歪検出素子とたわみ基板との接合は分子間結合で
あり、接着剤が不要であるため、接着剤等に起因するク
リープ現象等がなく、感度の低下もなく、高温の被測定
体の影響により接着剤が変形したり、接着機能が低下す
るような恐れもない。
あり、接着剤が不要であるため、接着剤等に起因するク
リープ現象等がなく、感度の低下もなく、高温の被測定
体の影響により接着剤が変形したり、接着機能が低下す
るような恐れもない。
（３）薄膜形歪検出素子は極めて物性的に安定なもので
、経年変化等、特性上の信頼性が高い。
、経年変化等、特性上の信頼性が高い。
（４）貼付は形歪検出素子は接着作業が必要であるが、
薄膜形歪検出素子は装置により基板上に直接作り込むも
ので、量産性に優れ、同時に多数のものを同一条件で作
り込むことができる。
薄膜形歪検出素子は装置により基板上に直接作り込むも
ので、量産性に優れ、同時に多数のものを同一条件で作
り込むことができる。
（５）薄膜パターン形成時にブリッジ回路結線用のリー
ドも作り込むことかできるので、ブリッジ結線工数が低
減できる。
ドも作り込むことかできるので、ブリッジ結線工数が低
減できる。
（６）ブリッジ回路の電調用補正抵抗もあらかじめ同時
に作り込んでおくかあるいは、各歪検出素子の抵抗値を
トリミングにより修正して補正することもできる。
に作り込んでおくかあるいは、各歪検出素子の抵抗値を
トリミングにより修正して補正することもできる。
以上説明したように本発明によれは、たわみ基板を一枚
の平板で構成できるので、構造が簡単なうえ次のような
種々の特長を有する精度の良い力変換器が実現できる。
の平板で構成できるので、構造が簡単なうえ次のような
種々の特長を有する精度の良い力変換器が実現できる。
（１）歪検出素子として蒸着ストレンゲージを使用する
場合、同一表面上に同時製作することかできるので、抵
抗値温度係数のそろった素子が得られる。
場合、同一表面上に同時製作することかできるので、抵
抗値温度係数のそろった素子が得られる。
（２）歪検出素子が一個所に、放射状に、きわめて接近
して配置できるので、コンパクトに構成でき、特に、蒸
着ストレンゲージを用いる場合には特性のそろったもの
が得られやすい。
して配置できるので、コンパクトに構成でき、特に、蒸
着ストレンゲージを用いる場合には特性のそろったもの
が得られやすい。
（３）カー歪特性が線形なものが得られる。
（たとえば、１６００マイクロストレインのスパンで０
．６％以内の直線性）。
．６％以内の直線性）。
（４）平板的構造なので成形加工がきわめて容易である
。
。
第１図は従来公知の力変換器の一例を示す構成説明図、
第２図は本発明の主要部をなすたわみ基板の一例を示す
構成説明図で、Ａは平面図、ＢはＡ図のＡ−Ａ断面図、
第３〜５図は本発明を説明するための説明図、第６図は
本発明の他の実施例の構成説明図である。 ４・・・・・・たわみ基板、４１・・・・・・第１の板
、４１１・・・・・・溝、４１２・・・・・・対称軸、
４２・・・・・・第２の板、５１．５２・・・・・・歪
検出素子。
第２図は本発明の主要部をなすたわみ基板の一例を示す
構成説明図で、Ａは平面図、ＢはＡ図のＡ−Ａ断面図、
第３〜５図は本発明を説明するための説明図、第６図は
本発明の他の実施例の構成説明図である。 ４・・・・・・たわみ基板、４１・・・・・・第１の板
、４１１・・・・・・溝、４１２・・・・・・対称軸、
４２・・・・・・第２の板、５１．５２・・・・・・歪
検出素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一端が固定された第１の板と該第１の板の他端に一
端が接続された第２の板とを具えたたわみ基板、前記第
１の板の一方の表面上であって第１の板の長手方向に直
角な軸を対称軸とする対角線上に配置された少くとも２
個の歪検出素子を具備し、前記第２の板の前記対称軸の
延長線上に変換すべき荷重が加えられるようにされた力
変換器。 ２ 第１の板の歪検出素子の設けられている個所を可撓
部としこの部分に応力を集中させるようにした特許請求
の範囲第１項記載の力変換器。 ３ 可撓部として、第１の板に溝または穴加工の施され
た特許請求の範囲第２項記載の力変換器。 ４ 歪検出素子として、たわみ基板の表面に形成された
絶縁層と、該絶縁層上に形成された抵抗パターン層と、
該抵抗パターン層上の一部に形成された電極層とにより
構成された特許請求の範囲第１項または第２項または第
３項記載の力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1377878A JPS5856101B2 (ja) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | 力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1377878A JPS5856101B2 (ja) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | 力変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54107373A JPS54107373A (en) | 1979-08-23 |
| JPS5856101B2 true JPS5856101B2 (ja) | 1983-12-13 |
Family
ID=11842693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1377878A Expired JPS5856101B2 (ja) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | 力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5856101B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5230252A (en) * | 1991-09-30 | 1993-07-27 | Eastman Kodak Company | Force transducer |
-
1978
- 1978-02-09 JP JP1377878A patent/JPS5856101B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54107373A (en) | 1979-08-23 |
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