JPS63109340A - 圧力センサ - Google Patents

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 本発明は、磁性合金の磁歪効果を利用した圧力センサに
関するものである。

従来の技術 軟磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサにおいては、
例えば特開５９−１１１０３３号公報に記載のような発
明があった。この技術においては非晶質合金ダイヤフラ
ムを磁気回路としても直接利用し、非晶質合金の持つ、
■機械的強度が極めて高い、■化学的に安定な保護膜が
形成されやすく耐蝕性が高い、■鉄系のものは大きな磁
歪効果を有する、等の特徴をうまく利用していた。

この技術では受圧ダイヤフラムに加わった圧力によって
ダイヤプラムの溝部に歪が生じ、磁歪効果による透磁率
変化をインダクタンスの形で出力することを検出原理と
していた。

発明が解決しようとする問題点 前記の圧力センサのごとき従来の技術においては、受圧
ダイヤフラムを単板で用いているが、単板で圧力センサ
を構成した場合、受圧ダイヤプラムの歪量が一定値以上
に達すると、ダイヤフラムの透磁率変化がな°くなり出
力が飽和する。そのため、それ以上の圧力を測定できな
いという欠点があった。この欠点を解決するには前記軟
磁性体の溝幅を変えて感度を変える等の方法が考えられ
るが、この方法では逆に定圧部の感度が低下するため適
当ではない。また、低圧で高感度を示しかつ高圧でも一
定の出力を保つ材料を見付けることは難しく、さらにこ
のような材料が機械的強度や耐蝕性に優れているとは限
らない。

問題点を解決するための手段 磁歪を有する軟磁性合金円板上に、前記合金円板とは磁
歪定数の異なる軟磁性層を配置する。

作用 受圧ダイヤフラムにかかる圧力が低圧の場合と高圧の場
合に、軟磁性合金円板の磁歪定数の高い層と低い層とが
測定範囲を分担して受は持つため、高圧まで測定ができ
、かつ低圧では高感度の測定が可能になる。

実施例 第１図は本発明の一実施例である油圧センサのトランス
デユーサ部の断面図である。１１は１歪を有する非晶質
合金円板Ａ１１２はＡと異なる磁歪定数を持つ非晶質合
金円板Ｂ、２は軟磁性フェライトで、これらによって磁
気回路が構成されている。３は非磁性合金のスペーサで
あり、磁歪を有する非晶質合金円板１１．１２と重ねて
受圧ダイヤフラムを構成する。４は軟磁性フェライト２
の円環状溝部に設けられたコイルである。これらは円筒
状容器５に収納され、透孔９を有する蓋部６により上方
から固定される。７は圧力導入口８から透孔９を通じて
侵入する圧力媒体油を封じるＯリングである。１０は圧
力によるコイル４のインダクタンス変化を測定する検出
回路部である。

圧力は、導入口８より透孔９を通じて非晶質合金円板Ａ
、Ｂｌｌ、１２からなるダイヤフラム層に加えられ、油
圧の印加に伴い非晶質合金中に応力が発生する。この内
部応力が生じた結果、磁歪を有する非晶質合金円板１１
，１２の透磁率が磁歪効果により変化し、検出回路１０
により測定されるインダクタンス値が変化する。以上の
検出原理かられかるように、圧力はインダクタンスの形
で検出される。

インダクタンスは透磁率に比例するので透磁率の高い磁
性材料から大きな出力が得られるが、透磁率の高い磁性
材料は一般に磁歪定数が小さく、高圧まで安定した出力
が得られにくい。逆に磁歪定数の大きな材料は透磁率が
低くなり、高感度の出力が得られにくくなる。

′ｆ％２図は従来例における圧力に対するインダクタン
ス変化を示している。実線及び破線は、それぞれ磁歪を
有する非晶質合金円板１１．１２を単独でセンサに組み
込んだ場合の油圧に対する出力を表している。この図か
られかるように、磁歪定数の大きい円板１１は高圧まで
安定した出力が得られるが、低圧での感度はそれほど良
くはならない。

また、磁歪定数の小さな円板１２は低圧では優れた感度
を示すが高圧では感度がなくなる。このように、高圧ま
で安定した出力が得られ、かつ低圧では高感度を示す圧
力センサを実現するためには、磁歪を有する合金が一種
類だけでは困難なことがわかる。

第３図は第１図実施例における圧力に対するインダクタ
ンス変化を示したものである。磁歪定数の大きい円板１
１と、磁歪定数の小さな円板１２とを組み合わせること
により、高圧まで測定でき、低圧で高感度な圧力センサ
を実現している。しかも、磁性合金円板を二枚重ねるこ
とにより歪量が小さくなるため、より高圧まで測定がで
きるようになった。また、二枚の円板のうち、耐蝕性の
高い方を油に接触する側に配置することによって、もう
一方の耐蝕性の低い円板を油から保護することができる
利点もある。

発明の効果 以上に述べたように本発明によれば、従来の圧力センサ
に比べてより高圧まで測定でき、かつ低圧においても高
感度な出力の検出が可能になる。

さらに、本発明の二層の磁歪を有する合金のうち油の接
触する面に耐蝕性の高い方の層を配置することにより、
もう一方の層が圧力伝達媒質から保護されることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における圧力センサの断面図
、第２図は従来の圧力センサの出力を示すグラフ、第３
図は本発明の圧力センサの出力を示すグラフである。 、１１．１２・・・・磁歪を有する軟磁性合金円板、２
・・・・軟磁性フェライト、３・・・・スペーサ、４・
・・・コイル、５・・・・容器、６・・・・Ｍ８．７・
・・・０リング、８・・・・油圧導入口、９・・・・透
孔、１０・・・・検出回路。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図 第２図 万力（ｋｇｌｃ尻２） 第３図 万力（ｋｇ／ａｙｔ’り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円環状の溝が設けられた円柱状の軟磁性体と、前
   記軟磁性体溝部開口面に配置された少なくとも二層の異
   なる磁歪定数を有する軟磁性合金円板と、前記軟磁性体
   溝部に巻装されたコイルと、これらを保持する容器と、
   前記軟磁性合金円板に接し圧力伝達媒質の流出を防ぐ手
   段を有するとともに前記軟磁性体溝部に対応する位置に
   前記軟磁性体合金円板に圧力を伝達する手段を配した蓋
   部と、前記コイルによりインダクタンスを検出する回路
   部とから構成されることを特徴とする圧力センサ。
2. （２）軟磁性合金円板の少なくとも一層が薄膜であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧力センサ
   。
3. （３）軟磁性合金円板が非晶質合金円板であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の圧力センサ。