JPS59230101A - 歪センサ - Google Patents
歪センサInfo
- Publication number
- JPS59230101A JPS59230101A JP10549883A JP10549883A JPS59230101A JP S59230101 A JPS59230101 A JP S59230101A JP 10549883 A JP10549883 A JP 10549883A JP 10549883 A JP10549883 A JP 10549883A JP S59230101 A JPS59230101 A JP S59230101A
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- JP
- Japan
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- electric conductor
- layer
- conductor
- pattern
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- 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.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
- G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
発明の技術分野
本発明は、薄膜技術によジストレンゲージ抵抗体や導体
パターンを形成するようにした歪センサに関するもので
ある。
パターンを形成するようにした歪センサに関するもので
ある。
技術的背景およびその問題点
従来の薄膜型の歪センサにおいては、ストレンゲージ抵
抗体をブリッジ結合する導体パターンの材質としてＡｌ
Ｌが用いられている。この場合、４休パターンの抵抗は
ストレンゲージ抵抗体の抵抗より大幅に小さくしないと
ブリッジバランスに影響を与える。いま、ブリッジ抵抗
が２にΩ、入力１圧が１０ｖ、導体パターン部の抵抗が
０．１Ωであるとすれば、ブリッジバランスへの影響は
約１００μｖである。そして、導体パターンの長さが１
０１ｎｊｎで幅が０．５朋であシ、材質をＡｓとした場
合に前述の条件を満すためには、導体パターンの幅を５
μにし々ければならない。すなわち、導体パターン部分
の抵抗Ｒにより表わされる。ここで、ρは比抵抗であシ
、ｌは長さであり、卸は幅であり、ｔは膜厚である。
抗体をブリッジ結合する導体パターンの材質としてＡｌ
Ｌが用いられている。この場合、４休パターンの抵抗は
ストレンゲージ抵抗体の抵抗より大幅に小さくしないと
ブリッジバランスに影響を与える。いま、ブリッジ抵抗
が２にΩ、入力１圧が１０ｖ、導体パターン部の抵抗が
０．１Ωであるとすれば、ブリッジバランスへの影響は
約１００μｖである。そして、導体パターンの長さが１
０１ｎｊｎで幅が０．５朋であシ、材質をＡｓとした場
合に前述の条件を満すためには、導体パターンの幅を５
μにし々ければならない。すなわち、導体パターン部分
の抵抗Ｒにより表わされる。ここで、ρは比抵抗であシ
、ｌは長さであり、卸は幅であり、ｔは膜厚である。
したがって、
であり、Ｒ＝０．１０とすれば、ｔ＝５μになるもので
ある。そのため、ＡＨを５μ厚に形成するにはＡｓは高
価であυ、かなシのコスト高になってしまうものである
。
ある。そのため、ＡＨを５μ厚に形成するにはＡｓは高
価であυ、かなシのコスト高になってしまうものである
。
このようなコスト高を解消するために、導体パターンの
膜厚を渇くすればその抵抗値が大きくなり、ブリッジバ
ランスへの影響が大になシ、正確な測定が固在１ｔにな
る。
膜厚を渇くすればその抵抗値が大きくなり、ブリッジバ
ランスへの影響が大になシ、正確な測定が固在１ｔにな
る。
また、ＣｕやＡＪ等の安価な金属によ多導体パターンを
形成した場合、これらの金属はＡｕに較べて耐蝕性が低
く、高温高湿等の悪い環境状態においては表面の酸化や
腐蝕が進行し導体パターンの抵抗値が上昇する。そのた
めに、ブリッジバランスが経時的に変化して実用できな
いと云う欠点を有している。
形成した場合、これらの金属はＡｕに較べて耐蝕性が低
く、高温高湿等の悪い環境状態においては表面の酸化や
腐蝕が進行し導体パターンの抵抗値が上昇する。そのた
めに、ブリッジバランスが経時的に変化して実用できな
いと云う欠点を有している。
発明の目的
本発明は、抵抗値の低い導体パターンを安価な拐料で安
定した状態で形成した歪センサを得るとと全目的とする
。
定した状態で形成した歪センサを得るとと全目的とする
。
発明の概要
本発明は、導体パターンを形成する導体層の上に安定し
た金属によって第二の薄い導体層を形成したので、導体
パターンの材質はＣｗやＡＪのような安価な金属であっ
ても第二の導体層によシ保護されて抵抗値が変化するこ
とがなく、これにより、導体パターンを厚くして安定し
た状態を得ることができるように構成したものである。
た金属によって第二の薄い導体層を形成したので、導体
パターンの材質はＣｗやＡＪのような安価な金属であっ
ても第二の導体層によシ保護されて抵抗値が変化するこ
とがなく、これにより、導体パターンを厚くして安定し
た状態を得ることができるように構成したものである。
発明の実施例
まず、角柱状のビーム体（１）がステンレス材や高力ア
ルミニウムによ多形成され、このビーム体（１）には連
通溝（２）で連通された二個の孔（３）によって薄肉変
形部（４）が形成されている。また、前記ビーム体（１
） ノ一端にはベース等に固定される取伺孔（５）が
゛形成されており、他端には図示しない受皿等が連
結される受孔（６）が形成されている。
ルミニウムによ多形成され、このビーム体（１）には連
通溝（２）で連通された二個の孔（３）によって薄肉変
形部（４）が形成されている。また、前記ビーム体（１
） ノ一端にはベース等に固定される取伺孔（５）が
゛形成されており、他端には図示しない受皿等が連
結される受孔（６）が形成されている。
ついで、前記ビーム体（１）のパターン形成面（７）全
研磨加工によシ平坦に加工した後に脱脂洗浄を行ない、
清浄な面を得る。次に、粘１１０００ｃＰのワニス状の
ポリイミド樹脂液をパターン形成面（７）に滴下し、１
０００ ｒ、ｐ、ｍ回転のス（ンナで均一に塗布する。
研磨加工によシ平坦に加工した後に脱脂洗浄を行ない、
清浄な面を得る。次に、粘１１０００ｃＰのワニス状の
ポリイミド樹脂液をパターン形成面（７）に滴下し、１
０００ ｒ、ｐ、ｍ回転のス（ンナで均一に塗布する。
そして、これ全加熱することによシ厚さ４μのポリイミ
ド樹脂からなる絶縁膜（８）が形成される。
ド樹脂からなる絶縁膜（８）が形成される。
つぎに、スパッタリングによｐＮｉ６０ｗｔ％、０１４
０ｗｔ％のＮｉＣｒによる０、１μ厚さの抵抗体層（９
） ′ｆ：形成する。−ｔして、この抵抗体層（９）の
上に真空蒸着によ、！１ｌｌＣｕによる２μ厚さの導体
層０（１１を形成し、導体層００の上には０．１μ）１
１、さのＡｕによる第二の導体層ａＩＩを積層形成する
。
０ｗｔ％のＮｉＣｒによる０、１μ厚さの抵抗体層（９
） ′ｆ：形成する。−ｔして、この抵抗体層（９）の
上に真空蒸着によ、！１ｌｌＣｕによる２μ厚さの導体
層０（１１を形成し、導体層００の上には０．１μ）１
１、さのＡｕによる第二の導体層ａＩＩを積層形成する
。
このように、ビーム体（１）のパターン形成面（７）に
絶Ｆｙ膜（８）、抵４′）１体層（９）、導体層αＯ，
第二の導体層０１１を積層形成した後に、第４図および
第５図に示すようにフォトエツチングプロセスによシ歪
七ンツ回路を形成する。まず、それぞれのエッチャント
をハ４いてＡｓ、 Ｃｕ、 ＮｔＣｒを順次エツチング
し、第４図に示すようなパターンを得る。このパターン
部分以外は絶縁膜（８）が露出している。
絶Ｆｙ膜（８）、抵４′）１体層（９）、導体層αＯ，
第二の導体層０１１を積層形成した後に、第４図および
第５図に示すようにフォトエツチングプロセスによシ歪
七ンツ回路を形成する。まず、それぞれのエッチャント
をハ４いてＡｓ、 Ｃｕ、 ＮｔＣｒを順次エツチング
し、第４図に示すようなパターンを得る。このパターン
部分以外は絶縁膜（８）が露出している。
っぎに、第５図に示すように同様なプロセスでＡｓ、
Ｃｓをそれぞれのエッチャントでエツチングし、ＮｉＣ
デによるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のストレンゲージ抵抗
体０２が形成され、このストレンゲージ抵抗体ｑ２はＡ
”ｓ Ｃｒによる導体パターンα９によってブリッジ結
合されている。前記導体パターンα９の端部はＶｅ＋、
Ｖｅ−なる入力端子（１４１とＶｏ”、Ｖｏ−なる出力
端子α９とよりなる。
Ｃｓをそれぞれのエッチャントでエツチングし、ＮｉＣ
デによるＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のストレンゲージ抵抗
体０２が形成され、このストレンゲージ抵抗体ｑ２はＡ
”ｓ Ｃｒによる導体パターンα９によってブリッジ結
合されている。前記導体パターンα９の端部はＶｅ＋、
Ｖｅ−なる入力端子（１４１とＶｏ”、Ｖｏ−なる出力
端子α９とよりなる。
このような構成において、ビーム体（１）の受孔（６）
側に荷重を印加すると薄肉変形部（４）が変形すること
により Ｒ１、Ｒ２のストレンゲージ抵抗体（２）が引
張応力を受け、Ｒ３、Ｒ４のストレンゲージ抵抗体（ロ
）が圧縮応力を受ける。これによシ、入力電圧Ｖｅが一
定であっても出力電圧Ｖｏが変化し、この変化は荷１に
対応した霜、気的信号として処理される。
側に荷重を印加すると薄肉変形部（４）が変形すること
により Ｒ１、Ｒ２のストレンゲージ抵抗体（２）が引
張応力を受け、Ｒ３、Ｒ４のストレンゲージ抵抗体（ロ
）が圧縮応力を受ける。これによシ、入力電圧Ｖｅが一
定であっても出力電圧Ｖｏが変化し、この変化は荷１に
対応した霜、気的信号として処理される。
しかして、導体パターンα９は、Ｃｕによるきわめて厚
い導体層αＯよシなるので、その抵抗値は低い。
い導体層αＯよシなるので、その抵抗値は低い。
そのため、ブリッジバランスに影響するようなこ−とけ
ない。しかも、表面は物性的に安定したＡｌＬよフなる
第二の導体層α】）によｐσわれているので、Ｃｕよシ
なる導体層αＯの酸化や腐蝕はなく、これによシ、導体
バクーン←］は長期間にわたって安定している。しかも
、第二の導体層ＯＤの厚さは０．１μ程度であるので、
高価なＡｓを用いてもコストの上昇は少なくてよい。
ない。しかも、表面は物性的に安定したＡｌＬよフなる
第二の導体層α】）によｐσわれているので、Ｃｕよシ
なる導体層αＯの酸化や腐蝕はなく、これによシ、導体
バクーン←］は長期間にわたって安定している。しかも
、第二の導体層ＯＤの厚さは０．１μ程度であるので、
高価なＡｓを用いてもコストの上昇は少なくてよい。
なお、実施に当っては、導体層（１０１の材料をＡＪに
してもよい。この場合もＣｓ／Ａ１Ｌの組合せのときと
同様にヨウ素系のエッチャントｔ−使用することによｌ
） Ａｊ？ ／ Ａｓの各層が同一のエッチャントでエ
ツチングすることができ、エツチングプロセスが簡単に
なる。
してもよい。この場合もＣｓ／Ａ１Ｌの組合せのときと
同様にヨウ素系のエッチャントｔ−使用することによｌ
） Ａｊ？ ／ Ａｓの各層が同一のエッチャントでエ
ツチングすることができ、エツチングプロセスが簡単に
なる。
さらに、第二の導体層α刀の材料としては、Ａｕの他に
Ｐｔ％Ｎｉ Ｃｒおよびこれらの合金を使用することが
可能である。この場合、ＮｉＣｒ系はリード線の半田伺
けが困難であるため、入力端子Ｑ４および出力端子α９
の部分だけは第二の導体層←ｆＪヲ除去することが望ま
しい。
Ｐｔ％Ｎｉ Ｃｒおよびこれらの合金を使用することが
可能である。この場合、ＮｉＣｒ系はリード線の半田伺
けが困難であるため、入力端子Ｑ４および出力端子α９
の部分だけは第二の導体層←ｆＪヲ除去することが望ま
しい。
発明の効果
本発明は、上述のようにビーム体の絶縁膜上に形成され
た抵抗体層ラブリッジ結合する導体パターンのための導
体層を形成し、この導体層の上に安定した金属による第
二の薄い導体層を形成したので、導体パターンのための
金属ｆｃｓやＡＪのように安価なものを用いても酸化や
腐蝕のおそれはなく、安定した状態を得ることができ、
しかも、導体パターンを厚くすることが可能であるので
、その抵抗値をきわめて低くすることができ、これによ
シ、安価で経時変化の少ないものを得ることができるも
のである。
た抵抗体層ラブリッジ結合する導体パターンのための導
体層を形成し、この導体層の上に安定した金属による第
二の薄い導体層を形成したので、導体パターンのための
金属ｆｃｓやＡＪのように安価なものを用いても酸化や
腐蝕のおそれはなく、安定した状態を得ることができ、
しかも、導体パターンを厚くすることが可能であるので
、その抵抗値をきわめて低くすることができ、これによ
シ、安価で経時変化の少ないものを得ることができるも
のである。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は斜視図
、第２図は回路図、第３図は一部を拡大した縦断側面図
、第４図はパターン形成途中の平面図、第５図は平面図
、第６図は第５図におけるＡ−Ａ線の誇張した断面図で
ある。 １・・・ビーム体、４・・・薄肉変形部、８・・・絶縁
膜、９・・・抵抗体層、１０・・・導体層、１１・・・
第二の導体層、１２・・・ストレンゲージ抵抗体、１３
・・・導体パターン］０鳴 Ｊ ＬＬ図 、３３５図 ６０
、第２図は回路図、第３図は一部を拡大した縦断側面図
、第４図はパターン形成途中の平面図、第５図は平面図
、第６図は第５図におけるＡ−Ａ線の誇張した断面図で
ある。 １・・・ビーム体、４・・・薄肉変形部、８・・・絶縁
膜、９・・・抵抗体層、１０・・・導体層、１１・・・
第二の導体層、１２・・・ストレンゲージ抵抗体、１３
・・・導体パターン］０鳴 Ｊ ＬＬ図 、３３５図 ６０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ｔｖｒ肉変形部を有するビーム体に絶縁膜を形
成し、この絶縁成上に抵抗体層と導体層とを順次積層形
成した後にエツチングによジストレンゲージ抵抗体とこ
れらのストレンゲージ抵抗体をブリッジ結合する導体パ
ターンとを形成したものにおいて、前記導体層の上層に
安定した金属による第二の薄い導体層を形成したことを
特徴とする歪センサ。 ２、第二の薄い導体層の材質をＡｓｓ Ｐｉ、 ＮｉＣ
ｒおよびこれらの合金のいずれかとしたことを特徴とす
る特￥１請求の範囲第１項記載の歪センサ。 ３ 導体パターンを形成する導体層をＣｕによ層形成し
、第二の導体層をＡｓにより形成したことを／ｉ￥徴と
する％許請求の範囲第１項記載の歪センサ。 ４、 導体パターンを形成する導体層をＡＩ！によ層形
成し、第二の導体層をＡｓにより形成したことをＩＦ？
徴とする特許請求の範囲第１項記載の歪センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10549883A JPS59230101A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 歪センサ |
| GB08414622A GB2142776B (en) | 1983-06-13 | 1984-06-08 | Strain sensor |
| DE19843421963 DE3421963A1 (de) | 1983-06-13 | 1984-06-13 | Dehnungssensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10549883A JPS59230101A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 歪センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230101A true JPS59230101A (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=14409262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10549883A Pending JPS59230101A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 歪センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59230101A (ja) |
| DE (1) | DE3421963A1 (ja) |
| GB (1) | GB2142776B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04152957A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-05-26 | Ace Denken:Kk | パチンコゲーム機におけるパチンコ玉検出装置 |
| JP2015225052A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | ユニパルス株式会社 | 歪みゲージ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10230711B4 (de) * | 2002-07-08 | 2007-06-06 | Siemens Ag | Elektrisch leitende Verbindung |
| DE10360309B4 (de) * | 2003-12-18 | 2015-01-22 | Horst Ahlers | Resistiver Dehnungssensor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2367280A1 (fr) * | 1976-10-08 | 1978-05-05 | Schlumberger Ind Sa | Capteur a jauges de contrainte equipe d'une sonde de temperature |
| US4188258A (en) * | 1978-05-18 | 1980-02-12 | Gulton Industries, Inc. | Process for fabricating strain gage transducer |
| AU503379B1 (en) * | 1978-08-28 | 1979-08-30 | Babcock & Wilcox Co., The | Pressure transducer |
| DE2916390C2 (de) * | 1979-04-23 | 1982-05-27 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Brückenschaltung zur Messung mechanischer Spannungen einer Dehnungsmeßfeder |
| GB2087144B (en) * | 1980-11-07 | 1984-04-26 | Gould Inc | Temperature compensation in strain gage transducers |
| DE3042506C2 (de) * | 1980-11-11 | 1986-10-09 | Gould Inc., Rolling Meadows, Ill. | Dehnungsmeßstreifenwandler |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP10549883A patent/JPS59230101A/ja active Pending
-
1984
- 1984-06-08 GB GB08414622A patent/GB2142776B/en not_active Expired
- 1984-06-13 DE DE19843421963 patent/DE3421963A1/de active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04152957A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-05-26 | Ace Denken:Kk | パチンコゲーム機におけるパチンコ玉検出装置 |
| JP2732145B2 (ja) * | 1990-04-19 | 1998-03-25 | 株式会社エース電研 | パチンコゲーム機におけるパチンコ玉検出装置 |
| JP2015225052A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | ユニパルス株式会社 | 歪みゲージ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3421963A1 (de) | 1984-12-13 |
| GB8414622D0 (en) | 1984-07-11 |
| GB2142776A (en) | 1985-01-23 |
| DE3421963C2 (ja) | 1992-05-21 |
| GB2142776B (en) | 1987-05-28 |
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