JPS6291828A

JPS6291828A - 圧力センサ

Info

Publication number: JPS6291828A
Application number: JP61235474A
Authority: JP
Inventors: ジョン・ハロルド・ダンバー
Original assignee: Raychem Ltd
Current assignee: Raychem Ltd
Priority date: 1985-10-02
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1987-04-27
Also published as: EP0218465A2; GB8524237D0; EP0218465A3; US4794365A

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１この発明は、車両等の重量測定が行なえる圧力センサに
関する。

「従来技術とその問題点］圧力センサは、産業上に多数の応用、例えば、盗難警報
器、ドア・アクチュエータのための圧力検知マットある
いは、例えば交通密度の測定や車の重量測定のための車
両通行の検知等がある。

米国特許第１，５４４，８５６号に記述された交通量検
知のための公知の圧力センサは、同軸ケーブルであり、
内部と外部との導体が圧電本のポリビニ＋７デン・７０
ライド材料の層により隔てられている。

ケーブルに対して外部から圧力が加えられると、ケーブ
ルは変形し、ポリビニリデン・７０ライドは、二つの導
体間に過渡電気信号を誘起させる。

保安システム、交通量の検知や重量測定に使用するだめ
の別の圧力センサは英国特許第１．５０５，８１９号に
述べられており、このセンサは、内部導体と外部導体が
所定の間隔で隔てられており、ケーブルに対して外部か
ら圧力が加えられたときに二つの導体間に生じるキャパ
シタンス変化を検出している。

米国特許第３，７９４，７９０号では、電気的スイッチ
を開示していて、このスイッチは、導電性のワイヤ、前
記導電性ワイヤを包囲する導電性粒子を装填した絶縁性
シース、そして、前記シースを包囲する導電性ブレード
を含む。このスイッチの長さ方向のいずれかの場所での
スイッチの変形が生じると、ブレードがワイヤ力向に移
動することによリ、シースが導電性を帯び、その結果、
ブレードとワイヤとの変形された箇所で導電性通路が形
成される。このスイッチは、警報システムでベルやブザ
ーの制御に、あるいは交通量のモニターシステムで・の
計数制御に使用される。

英国特許第２．１０５．０８２八では、荷重検知マット
が開示されており、このマットは、弾力性の誘電体材料
の層を挾む２枚のキャパシタンス板を備え、誘電体材料
にはカーボン粒子が充填されている。

キャパシタンス板の一方に圧力が加えられると、キャパ
シタンス板間のキャパシタンスに変化が生じるようにな
っている。

圧力検知性の弾性体によるトランスジューサーが、米国
運輸省の１９７４年１１月のＦｉ＋−＾−ＲＤ　−７５
−３３号（巻１のページ７８−８２）に、ＦｏｒＬＩ＋
ｅｒｇｉｌｌ＋Ｉ１．Ｄ、Ｃｈｉｌ　ｄｅｒｓ及びＨ０
＾、Ｊｏｌ＋ｎ５ｏｎによるタイトル名“ハイウェイ・
ブリツノを走行車の重量測定への利用可能性”に報告さ
れている。このトランスジューサは、シリコンゴムや発
泡ポリエチレンにカーボン粒子を分散したような材料を
含み、バンドの形態をなしている。トランスノユーサ材
料の膨張あるいは圧縮がこの材料の抵抗変化を生じさせ
る。

上述した圧力センサは、圧力あるいは荷重を極めて正確
には測定できないといった欠点がある。

例えば、カーボンを充填したシリコンゴムあるいは発泡
ポリエチレンのようなトランスノユーサ材料が使用され
たとき、センサに荷重がかけられた後、材料の圧縮のた
めに、経年による抵抗１’　Ｉ７７トが生じる。それ故
、一般に多く用いられている車両重量測定システムは、
抗力歪みゲージを含む荷重セルを備えている。これらの
システムは、かさが大きく、高価であり、そして、定期
的なメンテナンスを必要とする。

［発明の目的１この発明は上述した問題点をなくすためになされたもの
であり、印加した荷重に対する検出信号のリニアリティ
が優れ、経年変化の少ない、軽量でかつ安価な圧力セン
サを提供することを目的とする。

［発明の構Ｉ＃、］この発明の第１の態様による圧力センサは、内部の導体
を含み、この導体は、ファイバーあるいは実質的に連続
した堅い紐の形態をとらない粒子を含む部分抵抗性の層
によって少なくとも部分的に包囲され、この層は、少な
くとも部分的に外部の導水によって包囲されていて、セ
ンサに圧力が加えられ、内部導体と外部導体との部分抵
抗性の層を圧縮させたとき、内部導体と外部導体との間
で電気回路を形成するよう、前記ファイバーあるいは粒
子が設けられていて、このファイバーあるいは粒子の部
分抵抗性の層を介した上記導体により検知可能となって
いる。

この発明の別の態様による圧力センサは、導体を含み、
この導体は、実質的に連続した堅い紐の形態を取らない
粒子を含む部分抵抗性の層により少なくとも部分的に包
囲され、この層は、少なくとも部分的に外部導体により
包囲されていて、センサへの圧力印加により外部導体を
内部導体の方に移動させて、部分抵抗性の層を圧縮させ
たとき、内部導体と外部導体との間で検知し得る電気抵
抗の変化が生じるよう、前記粒子が設けられる。

この発明は、別に言及しない限り、この発明の双方の態
様に関連して記述される。

センサへの圧力印加に伴なう電気抵抗の変化は、内部導
体及び外部導体のいずれかの適した検知手段、特にセン
サの個別利用に対応して選ばれた検知手段に接続するこ
とにより検知される。

ファイバーあるいは粒子は、好ましくは、部分的に抵抗
性の材料を含み、特に好ましくは、この部分抵抗性の層
は、内部導体から外部導体に向かう放射方向に分布した
多数の７？イバーあるいは粒子を含む、一般には荷重の
形態で圧力がセンサに加えられ、外部導体が内部導体の
方へ移動したとき、部分抵抗性の層が圧縮され、この圧
縮がファイバーあるいは粒子相互を放射方向により密接
した電気的接触を促し、これにより、内部導体と外部導
体間との電気抵抗に減少を生しさせる。

センサは、内部導体と外部導体との間に部分抵抗性の層
を有する同軸ケーブルの形態にするのが好ましい。

部分抵抗性の層が粒子を含むとき、絶縁性粒子がグラフ
フィト粒子やシリコンカーバイドのような部分抵抗性の
粒子に置き換えられる以外、この粒子の層は、無機絶縁
ケーブルにおける無機の絶縁層に類似している。層内の
粒子を囲む媒体は、好ましくは空気であるが、池のいず
れかの適した液体、例えば、シリコングリース、オイル
あるいは池の潤滑剤やデル、特にハイドロ７オビツクデ
ルが使用されてもよく、又、粒子の寿命を延ばすために
酸化防止剤が含まれてもよい。

しかしながら、部分抵抗性の層は、ファイバーの形態で
あるのが望ましい。これらの７アイバーは、どのような
寸法でもよく、又、多数の形態のある一つの形態で、例
えば、短いファイバーあるいは長いファイバーを東にし
た網目の形態で、内部導体を包囲してもよいが、好まし
くは、ファイバーは、編み糸の形態であり、好ましくは
、この編み糸は、内部導体の周囲を螺旋状に包囲する。

好ましくは、又、内部導体と外部導体との間の放射方向
でのファイバー数を増加させるために、編み糸による２
枚あるいは２枚以上の層でもって内部導体を包囲し、こ
の結果、部分抵抗性の将子の層内における接触点の数を
増加させ、このことが、センサに圧力が加えられたとき
、検知し得る電気抵抗の変化を生じさせる。いずれかの
適した固体あるいは液体の媒体が個々の７アイバー及び
／又は編み糸を包囲してもよい。この媒体は、又、一般
に空気であるが、部分抵抗性の粒子の使用で述べたよう
に、いずれかの適した池の媒体が使用されてもよい。更
に、ファイバー及び／又は編み糸は、重合体の層により
包囲されてもよく、この層は十分に薄く、センサに圧力
が加えられたとき、部分抵抗性の材料が検知し得る抵抗
変化を生じさせる機能に対して逆の影響を及ぼさないよ
うにしている。例えば、この編み糸が、最初に導体の周
囲に巻回され、その後、編み糸に液体が充当される。

好ましくは、この部分抵抗性の材料は、センサに圧力が
加えられたとき、この部分抵抗性の層が変形して検知し
得る電気抵抗の変化を生じ、そして、圧力が解かれたと
き、部分抵抗性の層が実質的に元の状態に復し、元の電
気抵抗に戻るものが選択される。

それ故、部分抵抗性の材料は、硬質の弾性材料を含む。

この“°′＃！質”は、ＡＳＴＭ−Ｄ７８５により測定
されたロックウェル硬度がＲ１００以上であり、この材
料の弾性体係数は、単位平方インチ（１３８０メガパス
カル）につき、２Ｘ１０５ポンド以上であることを意味
する。硬質の弾性材料、特にファイバーの使用は、材料
内の応力が通常の弾性材料と比較して大幅に減少するの
で、実質的にリニアレスポンスが達成され、そして、装
荷後の恒久的な抵抗ドリフトの作用を受けることがより
少なくなるという点で有利である。硬質の弾性材料の厚
さは、上記の弾性材料と比較して薄いので、高い空間性
が実現でき、このことは、配列として多数のセンサが使
用されたときに有利となる。

材料に耐火性あるいは高融点の有機ファイバーを含むと
き、高温での使用が可能となる。

部分抵抗性の層に対する好ましい材料は、カーボンのフ
ァイバー、部分的にカーボン化されたポリアクリコニト
ライルあるいはシリコン・カーバイド；あるいは織物ｗ
Ｌｍ、例えば電気的に部分抵抗の材料、例えば、カーボ
ン粒子あるいは抵抗性重合体材料（例えば適切にに−プ
されたポリピロロール）によりコーティングあるいは充
填されたコツトン、グラス、ケブラー（Ｋｅｖｉａｒ、
商標）を含む。この部分抵抗性の材料は、織物ファイバ
ーが内部導体の周囲に巻回される前あるいは後にこの織
物ファイバー上に配される。例えば、このようなファイ
バー（例、編み糸）の固まりは、内部に点在した適当な
粒子を有してもよい。

センサを、抵抗変化を測定する適した手段に接続するた
めに、内部導体及び外部導体間の電気抵抗は、好ましく
は、センサに荷重が加えられたときに、１００ないし１
０７Ωであり、より好ましくは、１０２ないし１０５Ω
である。通常、センサの抵抗は、部分抵抗性の層の抵抗
率及びセンサの寸法に支配される。好ましくは、電気的
に部分抵抗性の層は、内部導体あるいは外部導体の抵抗
率と比較して、少なくとも１０倍以上、好ましくは１０
００倍あるいはこれ以上に大きい。便宜上、この発明に
よるセンサの部分抵抗性の層の抵抗率は、１気圧下の測
定で、多くて１０１１Ω・Ｑｍ、好ましくは１０−３な
いし１０日Ω・ａｍ、より好ましくは、１０１ないし１
０９Ω・ｃｍ、特に好ましくは、１０４ないし１０６Ω
・ａｍである。ファイバーあるいは粒子自身の対抗率は
、好ましくは、又、上述した範囲内である。

この発明によるセンサの内部導体と外部導体との間には
、単に部分抵抗性の層が設けられる。選択的に１つある
いは１つ以上の付加的な層が両導体間に含まれてもよく
、例えば、部分抵抗性の層が薄い導電性の重合体の層に
より包囲されてもよい。この層は、熱収縮性のもの、あ
るいは、部分抵抗性の層の周囲に押し出し成型されたも
のであってもよく、又、センサの長さ方向に沿って連続
しているものあるいは不連続なものであってもよい。

別の実施例では、絶縁材料の層が、部分抵抗性の層と外
部導体との間のセンサとして機能することが要求されな
い箇所には、センサの長さ方向に沿った部分に設けられ
てもよい。例えば、センサの内部導体及び外部導体を電
気回路に接続する箇所は、センサに加えられる荷重によ
り接続部が損傷しないように、あるいは、センサに比べ
て大きい接続部のサイズ故に、センサ断面が不定となる
のを避けるために、センサの作用部からある長さを隔て
た箇所とするのが望ましい。一つの解決は、同軸ケーブ
ルのセンサを回路に接続する箇所まで延長することであ
り、この延長した箇所は、不必要な圧力で検知されない
よう、部分抵抗性の層と外部導体との間に絶縁層を設け
ることにより、非感知部分にする。

センサの内部導体は、１本あるいは複数の撚線を含んで
もよく、又、ステンレス鋼、錫メッキの銅及びカーボン
ファイバーを含む適当な材料を含んでもよい。この材料
及び内部導体の直径は、センサの利用、特にセンサの測
定圧力の範囲に依存する。例えば、内部導体が部分抵抗
材料のポリアクリロニトライルのファイバーによる層で
包囲されるとき、センサへ１００Ｎ／ｎ＋ないし１００
ＯＮ／ｍの通常平均荷重が印加されるときは、直径が０
　、１　ｍ＋ｎのステンレス鋼の内部導体が選ばれ、１
旧）　（Ｉ　Ｎ　／　ｍないし１０．０００　Ｎ／ｍの
間の通常平均荷重がセンサに印加されるときは、直径が
１　＋０＋ｎノステンレス鋼の内部導体が選ばれる。

外部導体は、センサに圧力が加えられたとき、容易に変
形して内部導体の方に圧縮される。例えば、連続した層
、編組線、テープ巻きあるいは編み目を含んでもよい。

一般には、編組線が好ましい。

外部導体の適した材料は、ステンレス鋼及び錫メッキの
銅を含む。通常、外部導体は、センサの長さ方向に沿っ
て連続しているが、この発明の別の実施例では、外部導
体は、センサの長さ方向に沿って不連続であってもよく
、例えば、導電性の編組線によるリングの形態をとり、
センサの長さ方向に複数に分割した領域を設け、検知が
所望される各々の分割した外部導体の領域に電気的なア
ドレスを付すことにより、各々の分割した領域で個々に
検知可能にすることができる。

この外部導体は、好ましくは、センサへの８！械的な保
護と池の汚損防止のために、絶縁性の外装により包囲さ
れる。

この発明による圧力センサは、１本の同軸ケーブルとし
て使用されてもよい。これとは別に、例えば、２次元に
平行配列を与えるように、２本あるいは２本以上のセン
サを間隔を隔てて配してもよい。配列内の各センサは、
個々に検知装置に接続されるが、あるいは２本または２
本以上のセンサが同時に電気的にパラレルあるいはシリ
ースにあるいはパラレル・シリース回路網となるように
接続され、１個の検知装置に接続されてもよい。

この発明によるセンサは、多数の応用に対して使用可能
であり、センサの測定範囲の荷重や衝撃が検知され測定
される。適した応用例に、警報システム、保安システム
そして地震検知がある。このセンサは、特に、交通量の
モニターや、待に車両の重量測定に重要である。例えば
、重量測定のシステムは、この発明によるマットあるい
はパット状の１個あるいは１個以上のセンサを含み、車
両の荷重測定が行なえ、又、これまでに用いられていた
殆どの重量測定システムでは、車両のトータル荷重の測
定が主であったが、この発明によるセンサでは、車両の
各車輪での荷重を測定して重量配分を検知できるように
なっている。このセンサは、又、軽量であり、かさの低
い形態のため、ボータプルな重量測定のシステムとして
使用でき、例えば、荷重検知マットを折り畳み式あるい
はロール式とすることができる。この発明による圧力セ
ンサを、道路を横切るように配置することにより、例え
ば、車の車輪重量や上述したような重量配分、タイヤ幅
、車輪間隔及び速度を測定して文通調査が行なわれる。

センサの外部導体がセンサの長さ方向に不連続なとき、
このセンサは、例えば、容器内の中身、例えば、サイロ
内の穀物のレベル測定に有用である。もし、センサが容
器内に垂直に位置し、そしてセンサの外部導体の各々の
分割された領域に個々のアドレスが付されたとき、容器
の中身に没した部分のセンサか中身により圧力を受ける
ことにより、これらのセンサの電気抵抗が変化し、この
結果、抵抗の変化したセンサがら容器内の中身のレベル
を直接指示することができる。この発明の実施例の別の
応用は、又、交通量のモニターである。道路を横切って
配置されたセンサは、例えばタイヤ幅や車輪間隔の測定
に特に有利である。

［実施例］第１図は、この発明の同軸ケーブルの形態の典型的な圧
力センサ１を示していて、内部導体２と、内部導体２を
螺旋状に包囲する部分抵抗性の編み糸６による層３と、
この層３を包囲する外部導体４とからなる。保護外装５
は、外部導体４を包囲する。導電性の重合体による薄い
層（図示せず）は、付加的に部分抵抗性の層３及び外部
導体４開に含まれる。この部分抵抗性の層３は、第１（
Ａ）図の断面図に示したように、編み糸６による多数の
層を含み、内部導体２は、部分抵抗性の編み糸６により
一様に包囲される。

第１図の圧力センサの適した材料寸法の例を次に説明す
る。

例１゜内部導体２：直径０．０５＋ｎｍのステンレス鋼の撚線
を含む直径１＋ｎｍのワイヤ。

部分抵抗性の層３：内部導体２の周囲を螺旋状に巻回さ
れたほぼ９００デシテツクスの紡ぎ糸による６枚の層で
あり、各々の糸は、直径１０ミクロンの酸化ポリアクリ
ロニトライルを主成分としたファイバーの１然線を含む
。導体の周囲に糸を巻いた後、この糸は、部分抵抗性を
付与するために、７００　’のチッソ雰囲気のチューブ
炉内に糸の巻回された導体を通過させる。糸の巻回され
た導体の炉内通過速度が、部分抵抗性の層の抵抗率を決
定し要求される抵抗率は、センサの応用及び抵抗変化を
検知する目的のためにセンサに接続する電子回路に依存
する。

（付加的な）導電性の層：カーボンを充填した導電性プ
ラスチックの化合物（Ｃａｂｏｔ社の市販による商標名
カーボラック８７７）による１５０ミクロン厚のコーテ
ィングであり、抵抗性のＷＩ３上に）容融押し出しされ
る。

外部導体・ｔ：部分抵抗性の層３（あるいは導電性の層
があるときにはこの層）上に編まれた錫メンキ銅線。

保護外装５：外部導体上に押し出し成型されたポリエチ
レンあるいはポリビニリデン・７０ライド。これとは別
に、一般に短い寸法のセンサが要求される場合、保護外
装は、外部導体上に寸法を回復する熱収縮性の外装。

使用時、通常、荷重の形態で圧力センサに圧力が加えら
れたとき、圧力センサは、内部導体と外部導体間の電気
抵抗の変化を測定するために（図示しない）適した電気
回路に接続される。第２図は、上記の例で記述したよう
な材料及び寸法を含む第１図のセンサにおいて、１５ｃ
ｍのセンサに印加する荷重を増大させたとき、二つの導
体間での抵抗変化による電流変化の％変化を示す。例え
ば、荷重がかけられていないときは、導体間の抵抗は、
４．２５　ＫΩであり、１２６Ｋｇの荷重が加えられた
ときは、０　、．１．　ＯＫΩである。

この発明による同軸ケーブルのセンサの特に重要な特徴
の一つは、（第２図で示した）荷重に対して実質的にリ
ニアのレスポンスが得られるということである。リニア
レスポンスの結果、センサは、′”荷重積分器”として
機能する。言い替えれば、内部導体と外部導体との間に
印加された電圧に対してΔＩ／Ｉｏで表わされる出力は
、同軸ケーブルへの荷重印加位置にかかわらず、印加さ
れたすべての荷重合計を表わす。

この圧力センサは、１本のセンサとして使用されてもよ
く、例えば、第１図に示したセンサが交通量をモニター
するために道路を横切って１本のセンサが配置されても
よく、あるいは、２本又は２本以上のセンサが圧力検知
システムを構成するよう並べて配列されてもよい。

１３図は、例えば、重量測定パッドとして使用するため
の１本の圧力センサによる応用例を示している４、−の
圧力センサ１は、渦巻状に巻かれ、そして２枚の金属板
のようなプレート７（上部のプレートは図示せず）では
さまれる。センサの内部導体及び外部導体の一方端８は
、適した電気回路に接続されるようになっていて、例え
ば車両の車軸がセンサ上を通過したときのように、セン
サに荷重が加えられたとき、センサは、圧縮され外部導
体が内部導体の方へ移動し、ファイバーや糸相互がより
密接に電気的に接触することにより、検知し得る抵抗変
化を生じさせ、この抵抗変化により印加された荷重の重
量が計算される。この重量測定バンドにより測定するこ
とのできる荷重の範囲は、センサの長さを変えることに
より調整され得る。

第４図及び４（Ａ）図は、この発明の重量測定用パッド
に適した別の実施例を示している。第１図で示した圧力
センサ１が複数に平行配列され、２枚のプレート９によ
りはさまれる。センサ１は、各々のセンサを導体１０に
接続することにより、電気的にパラレル接続され、そし
て、使用時、導体１０は、適した電気回路に接続され、
印加された荷重重量が、第３図に関して述べたように決
定される。

第５図は、車両の各車軸の重量配分を測定するために適
した圧力センサシステムを示している。

このセンサシステムは、ｐｌｆＪ１図で示したセンサ１
を複数個含み、各センサ１は、２次元的に平行配列され
、支持台１１に設けられるか、あるいはこれとは別に（
図示しない）ケーシングに収納される。

支持台１１又はケーシングは、金属やプラスチックのよ
うにいかなる適した材料であってもよいが、不使用時に
巻き付けることができるように、フレキシブルな材料が
好ましい。これにより、ボープルな車両重量測定ストリ
ップが提供される。このセンサ１は、支持台１１（又は
ケーシング）に沿って規則的な間隔でもって隔てられる
か、あるいは、支持台１１に沿って間隔を有するグルー
プに設けてもよく、各々のグループは、一般に、個々に
１０ないし４０個のセンサを含む。第５図において、セ
ンサ１は、二つのグループ１２と１３に並べられ、各々
のグループは、車軸の一方端の一つの車輪あるいは車輪
のグループを担うことができる。

センサに圧力が印加されたとき、各センサ１で個別に測
定できるよう、接続ワイヤ１５により、各センサの内部
導体は、いかなる抵抗変化をも測定するための電気回路
に接続される（センサ１の外部導体は、１本の接続ワイ
ヤでもって前記電気回路に接続される）。第５図のセン
サシステムにおけるような複数のセンサに各アドレスを
付すために適した電気回路の７０−ダイヤグラムを第６
図に示す。使用にあたっては、車両が重量測定用ストリ
ップの上に移動され、車軸の一方端の一つの車輪又は１
１１輪のグループをセンサグループ１２のグループ上に
位置させ、又、車軸の池方端の一つの車輪又は車輪のグ
ループをセンサグループ１３上に位置させる。車輪によ
り各センサに印加された圧力が測定され、これにより、
トータルの車軸荷重に加えて、各車輪での荷重配分が決
定される。

センサを十分に接近して配置し、タイヤにより印加され
た圧力に伴なう抵抗変化を受けたセンサの個数を調べる
ことにより、タイヤ幅もまた決定され得る。（タイヤの
半径方向の応力が離れたとき）車両の足跡中央部でのセ
ンサにより測定された抵抗変化を用いることにより、タ
イヤ圧力も計算され得る。この圧力センサシステムは、
センサ上に車両が停止するような静止重量測定用ストリ
ップとして用いてもよく、あるいは車両が動いていると
きの車両重量及び荷重配分を測定する動的な重量測定ス
トリップとして用いてもよい。高速の車両を検知するに
は、個々のセンサは、低速あるいは静止での測定と比較
して当然、より速く走査されることを要する。

次にこの発明の別の例を示す。

例２゜部分抵抗性のコットンファイバー二コットンのＩ熱系（
直径０　、２　ｍｍ）の長さは、メチレン・クロライド
のピロロール溶液に浸した後、７エリツク・クロライド
溶液に浸される。吸収されたピロロールは、酸化され、
ポリピロロールに変化する。このポリピロロールは、塩
素イオンの存在により、電気的に部分抵抗性となる。。

コツトンは乾燥され、その後、２枚のコツトンの層を形
成するために、標準ワイヤデージ２２の錫メ・ツキの銅
線に螺旋状に巻回される。

前記の例１で説明した外部導体４及び保護外装、５がそ
の後設けられる。

ドープさ＃′Ｌだ部分抵抗性の材料、例えはドープされ
たアモルファスシリコンを用いているとき、高ドーパン
トの濃縮物の使用は、温度抵抗係数を極小にし、電気的
コンダクタンスの活性化エネルギーをｊ減少させ、例え
ば、ｃａｏ、２ｅＶ（ドープなしのシリコン）からｃａ
ｏ、２ｅＶ（ドープしｔこシリコン）に減少させる。室
温では、この活性化エネルギーの減少は、９．５％／’
Ｃから２．５％／℃の温度抵抗係数の変化を示し、この
発明のすべての形態に対して有利となる。低いあるいは
ゼロ温度係数は従って好ましい。

［発明の効果１この発明による圧力センサは、印加荷重に対する検出信
号のりニアティが優れているので、例えば重量測定等が
可能となる。また、軽量でかさが低いため、ボータプル
な装置が製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例である同軸ケーブルのセ
ンサの側面図、第１（Ａ）図は、第１図のセンサをＸ−
Ｘ方向で切断した断面図、第２図は、第１図のセンサの
内部導体と外部導体とに定電圧を印加し、このセンサへ
の荷重を増加させたときの電流の％変化を示すグラフ、
第３図は、この発明によるセンサからなる重量測定バン
ドの平面図、ｆｊｒＪ４図は、この発明のセンサシステ
ムからなる別の重量測定バラにの平面図、第４（Ａ）図
は、第４図のセンサをＹ−Ｙ方向で切断した断面図、第
５図は、この発明によるセンサシステムを組み込んだ車
両重量測定用ストリップの平面図、第６図は、第５図の
センサシステムに荷重が印加されたときの抵抗変化を検
出するために使用される典型的な電気回路のブロンク図
である。１・・・圧力センサ、２・・・内部導体、３・・・部分
抵抗性の層、４・・・外部導体、５・・保護外装、６・
・・門み糸、７，９・・・プレート、１０・・・導体、
１１・・・支持台、１２．１３・・・センサグループ。Ｆｉｇ　、２゜絢＊、　（Ｋｇｓ、）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部の導体を含み、この導体は、ファイバーある
いは実質的に連続した堅い紐の形態をとらない粒子を含
む部分抵抗性の層によって少なくとも部分的に包囲され
、この層は、少なくとも部分的に、外部の導体によって
包囲されていて、センサに圧力が加えられ、内部導体と
外部導体間との部分抵抗性の層を圧縮させたとき、内部
導体と外部導体間で電気回路を形成するよう、前記ファ
イバーあるいは粒子が設けられていて、このファイバー
あるいは粒子の部分的抵抗層を介した上記導体間に生じ
る電気抵抗の変化が上記導体により検知可能となること
を特徴とする圧力センサ。
（２）上記ファイバーあるいは粒子は、部分抵抗性の材
料を含む特許請求の範囲第１項に記載の圧力センサ。
（３）部分抵抗性の層は、内部導体から外部導体に向か
う放射方向に分布した多数のファイバーあるいは粒子を
含み、圧力センサに印加された圧力がファイバーあるい
は粒子相互を前記放射方向により電気的に密接に接触さ
せる特許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれかの項
に記載の圧力センサ。
（４）印加されていた圧力が取り除かれた後は、部分抵
抗性の層が実質的に元の状態に復し、元の電気抵抗に戻
ることができるよう、ファイバーあるいは粒子は弾性体
である特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの
項に記載の圧力センサ。
（５）ファイバーあるいは粒子は、単位平方インチ（１
３８０メガパスカル）につき、少なくとも２×１０＾５
ポンドの弾性係数を有する特許請求の範囲第４項に記載
の圧力センサ。
（６）ファイバーあるいは粒子は、ＡＳＴＭ−Ｄ７８５
により測定されたロックウェル硬度がＲ１００である特
許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかの項に記載
の圧力センサ。
（７）同軸ケーブルの形態である特許請求の範囲第１項
ないし第６項のいずれかの項に記載の圧力センサ。
（８）１本の編み糸あるいは複数の編み糸の形態をなす
ファイバーを含む特許請求の範囲第１項ないし第７項の
いずれかの項に記載の圧力センサ。
（９）１本の編み糸あるいは複数の編み糸が、内部導体
の回りに螺旋状に巻回される特許請求の範囲第８項に記
載の圧力センサ。
（１０）部分抵抗性の層は、２本あるいは２本以上の編
み糸を含む特許請求の範囲第８項ないし第９項のいずれ
かの項に記載の圧力センサ。
（１１）内部導体の回りに実質的に一様に分布する部分
抵抗性の層を有する特許請求の範囲第１項ないし第１０
項のいずれかの項に記載の圧力センサ。
（１２）部分抵抗性は、少なくともセンサの領域に沿っ
て、内部導体と外部導体とに物理的に接触している特許
請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれかの項に記載
の圧力センサ。
（１３）薄い導電性の層が、少なくともセンサの領域に
沿って、部分抵抗性の層と外部導体との間に位置する特
許請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれかの項に記
載の圧力センサ。
（１４）ファイバーあるいは粒子は、液体の媒体内に含
まれる特許請求の範囲第１項ないし第１３項のいずれか
の項に記載の圧力センサ。
（１５）圧力センサに非感知領域を設けるために、部分
抵抗性の層と導体の一方との間に、絶縁層が位置する特
許請求の範囲第１項ないし第１４項のいずれかの項に記
載の圧力センサ。
（１６）外部導体は、センサの長さ方向に沿って連続し
ている特許請求の範囲第１項ないし第１５項のいずれか
の項に記載の圧力センサ。
（１７）センサを分割するために、センサの長さ方向に
沿って外部導体を不連続とし、分割したセンサの各領域
における電気的抵抗変化の検知を可能とした特許請求の
範囲第１項ないし第１５項のいずれかの項に記載の圧力
センサ。
（１８）センサの長さ方向に沿って分割された各々の領
域における外部導体にアドレスを付すための手段が設け
られる特許請求の範囲第１７項に記載の圧力センサ。
（１９）２個あるいは２個以上のセンサを備えた特許請
求の範囲第１項ないし第１８項のいずれかの項に記載の
圧力センサ。
（２０）個々のセンサは、実質的に平行間隔が設けられ
２次元的に配列される特許請求の範囲第１９項に記載の
圧力センサ。
（２１）圧力センサあるいは圧力センサシステムを備え
た特許請求の範囲第１項ないし第２０項のいずれかの項
に記載の圧力センサ。