KR101637040B1

KR101637040B1 - 변위 센서

Info

Publication number: KR101637040B1
Application number: KR1020090032423A
Authority: KR
Inventors: 이철섭; 변을출; 김범규; 김영덕
Original assignee: 타이코에이엠피 주식회사
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2016-07-07
Also published as: US8960024B2; WO2010120042A3; KR20100113883A; EP2419695A4; WO2010120042A2; CN102395857B; EP2419695B1; CN102395857A; US20120011942A1; EP2419695A2

Abstract

본 발명은 각종 장치에서 미세 변형에 따른 변위를 측정하는 센서에 관한 것으로, 특히 변위에 의하여 다이어프램에 작용하는 힘 중 모멘트 성분에 근거하여 변위를 측정하는 변위 센서에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서는 배면에는 스트레인 게이지가 부착되는 다이어프램의 형성되고, 상면 중앙에는 변위를 입력받는 입력바가 수직되게 고정된 센싱바디부와, 입력바에 의하여 유발된 모멘트에 의한 다이어프램의 변형률을 스트레인 게이지의 출력값에 근거하여 전기신호로 산출하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

변위, 센서, 모멘트

Description

변위 센서{displacement sensor}

종래의 기술에 따른 변위 센서를 도 7에 도시하였다.

종래의 기술에 따른 변위 센서(300)는 기계장치(D1)에 고정되는 몸체(310)와, 이 몸체에서 외팔보의 형상으로 일체로 형성되어 있으며, 그 끝단부가 변위되는 기계장치의 일부분(D2)에 접촉하여 변위되는 입력바(320)와, 입력바에 부착되는 스트레인 게이지(331) 및 스트레인 게이지의 변형률을 입력받아 전기 신호를 생성하는 전기회로기판(332)을 포함하여 이루어진다.

즉, 기계장치의 일부분(D2)이 상승하는 경우, 입력바(320)는 상부를 향하여 휘어지며, 스트레인 게이지와 전기회로기판을 통하여 이러한 입력바의 변위로부터 전기 신호가 생성된다.

이러한 종래의 기술에 따른 변위 센서에서 스트레인 게이지는 충분한 감도를 얻기 위하여 입력바 상에 부착되는 것이고, 사용처에 따라 이물질에 의한 오염을 방지하기 위하여 스트레인 게이지와 전기회로기판을 기밀하는 커버(340)를 구비하게 된다.

이때, 스트레인 게이지를 기밀시키기 위하여, 커버(340)의 일부는 입력바(320)에 부착될 필요가 있는데, 이로써 입력바(320)와 커버(340)는 함께 변위되므로 스트레인 게이지(331)의 측정값에 영향을 미치게 되는 문제가 있다.

나아가 입력바의 잦은 변형으로 인하여 입력바에 부착된 커버가 떨어질 수 있는 문제도 있다.

한편, 스트레인 게이지가 부착된 다이어프램을 이용한 하중 센서의 일부 단면도를 도 8에 도시하였다.

종래의 기술에 따른 하중 센서(200)에 따르면 센싱몸체(210)의 상부에는 다이어프램(211)이 형성되고, 하부에는 하중에 의하여 다이어프램(211)의 수직방향으로 가압하는 입력바(212)가 고정되어 있다.

이때 다이어프램(211) 상에는 스트레인 게이지(213)가 부착되는 데, 스트레인 게이지(213)는 제1압저항소자(R1)와 제2압저항소자(R2)가 쌍을 이루며 일측 가장자리에 부착되고, 제3압저항소자(R3)와 제4압저항소자(R4)가 상기 제1,2압저항소자(R1)(R2)와 대응되게 타측 가장자리에 부착되어 있다.

또한, 센싱몸체(210)의 하부에는 다이어프램(211)의 변형률을 증대시키는 노치홈(214)이 형성되어 있다.

측정하고자 하는 장치의 하중이 발생하는 지점에 접촉하거나 고정되는 입력바(212)에 의하여 전해지는 힘은 주로 수직 방향으로 입력되는데, 이러한 수직방향의 힘 외에도 통상 수평 방향의 힘, 비틀림 모멘트 등이 함께 전달되며 이로써 입력바(212)의 상부에는 모멘트, 토션 등의 잡하중이 발생된다.

이러한 모멘트 등의 잡하중에 의하여 유발된 다이어프램(211)의 변형은 스트레인 게이지(213)를 통하여 측정하고자하는 수직방향의 힘에 의한 다이어프램의 변형과 함께 검출되므로, 수직 방향의 힘만을 측정하기 위해서는 이러한 잡하중을 배제할 필요가 있다.

따라서 종래에는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4압저항소자로 휘스톤브리지(Wheatstone Bridge) 회로를 구성하고, 모멘트에 의한 압저항소자의 변형률을 상쇄하여 제거하고, 수직된 힘에 의하여 변형되는 다이어프램의 값만을 측정할 수 있도록 구성된다.

한편, 이러한 종래의 하중 센서를 전용하여 변위 센서로 사용하는 경우에는 다이어프램이 변위 발생하는 기계장치의 표면과 수직되게 위치하여야 하므로, 설치 위치에 제약이 있는 단점을 갖게 된다.

특히, 센서가 설치 가능한 공간이 한정된 경우, 일례로 차량의 전자식 브레이크 캘리퍼의 변위 측정 등 변위 센서가 변위가 발생하는 표면에서 수직되게 부착될 만한 공간을 확보할 수 없는 경우에는 사용되지 못하는 한계가 있는 것이다.

센서의 구조물 설계는 충분한 구조강도를 가지도록 배려하면서 동시에 회로부에서 안정적으로 증폭할 수 있을 만큼의 스트레인을 얻어내어야 하는데, 많은 용도에서 서로 상충되는 특성이며 설계 Trade Off 가 필요하다. 변위측정센서가 힘을 바로 받아들이는 하중 센서의 개념으로 설계되면 상기 이유로 강도상의 문제가 생길 수 있어 원리상 취약한 설계가 된다. 구조물의 특정부위 미소변위를 잘 측정하도록 용도를 한정하여 변위센서를 설계하고, 시스템 운용 시 작동하는 하중은 구조물 자체가 담당하도록 하면 최대 작동하중에 관계없이 안정적인 변위측정이 가능해진다. 이것이 본 변위센서 설계의 주안점이 된다. 이 경우 힘의 전달경로에 센서가 장착되지 않아도 되는 추가적인 장점이 있어 공간확보에 유리하게 되며, 구조물 설계자는 센서가 측정할 수 있는 작동 변위부를 설계에 고려해 넣으면 된다.

한편, 종래의 기술에 따른 다이어프램은 스트레인 게이지 부착의 범위가 매우 한정적이어서, 스트레인 게이지의 부착 공정이 까다로우며 부착 위치가 어긋나 제품 불량율이 높아지는 문제가 있다.

즉, 스트레인 게이지를 통하여 정확한 변형률을 측정하기 위해서는 다이어프램 중 선형적으로 변형되는 구간에 부착되어야 하는데, 종래의 기술에 따른 다이어프램의 경우 노치홈이 형성된 바로 윗부분에만 근사적으로 선형 변형이 발생하므로, 이 부분에 스트레인 게이지를 정확히 부착하여야 한다. 따라서 자동화된 기기를 사용하더라도 미세한 떨림에 의하여 부착위치가 어긋나는 경우가 상당하며, 이로 인하여 불량율이 증대된다.

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 실시예는 스트레인 게이지를 부착한 다이어프램을 사용하면서도 모멘트에 의한 변위를 측정할 수 있게 하는 목적을 갖는다.

또한, 휘스톤브리지 회로를 변형하여 수직방향 힘에 의한 변형률은 배제하고, 모멘트에 의한 변형만을 측정할 수 있게 하는 목적을 갖는다.

한편, 입력바는 다이어프램이 형성된 평면과 수직방향의 변위를 모멘트로 변형시켜 다이어프램을 변형시킬 수 있게 하는 목적을 갖는다.

한편, 다이어프램에서 스트레인 게이지의 부착가능한 선형 변형되는 구간을 증대시키는 목적도 갖는다.

또한, 다이어프램의 변형을 증대시켜 민감도를 좋게 하는 목적도 갖는다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실시예로 배면에는 스트레인 게이지가 부착되는 다이어프램이 형성되고, 상면 중앙에는 변위를 입력받는 입력바가 수직되게 고정된 센싱바디부와, 상기 입력바에 의하여 유발된 모멘트에 기인한 다이어프램의 변형률을 상기 스트레인 게이지의 출력값에 근거하여 전기신호로 산출하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 제시한다.

또한, 상기 스트레인 게이지는 모멘트의 형성 방향과 평행하며, 상기 다이어 프램의 중심을 지나는 가상선상에 부착되되, 상기 다이어프램의 중심에서 제1압저항소자(ε₁) 및 제2압저항소자(ε₂)와, 제3압저항소자(ε₃) 및 제4압저항소자(ε₄)가 서로 대응되게 순차적으로 부착되어 있고, 상기 신호처리부에서는 휘스톤브리지 회로를 이용하여 상기 다이어프램의 변형률로부터 상기 전기신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 제시한다.

또한, 상기 입력바의 상부는 상기 다이어프램의 평면과 평행하게 절곡된 것을 특징으로 하는 변위 센서를 제시한다.

또한, 상기 센싱바디부의 상부면에 형성된 환형 노치홈에서 상기 센싱바디부의 상부면 중심을 향하여 상기 다이어프램의 선형 변화율 구간이 증대시키는 비탈경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 제시한다.

또한, 상기 다이어프램에는 상기 스트레인 게이지가 부착되는 부착면의 변형률을 증대시키도록 상기 다이어프램의 중심과 동일 중심을 갖는 원판돌기가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 제시한다.

또한, 상기 센싱바디부가 삽입고정되는 관통홀이 형성되고, 내부에는 상기 신호처리부가 내장되며, 일측면에는 상기 신호처리부와 연결되어 상기 전기신호를 외부로 전송하는 커넥터가 결합되는 하우징이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 변위 센서를 제시한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서에 따르면, 스트레인 게이지를 부착한 다이어프램을 사용하면서도 모멘트에 의한 변위를 측정할 수 있으므로, 변위 센서가 부착되는 위치의 제약이 없게 되는 효과를 갖는다.

또한, 다이어프램에 부착되는 스트레인 게이지는 모멘트 형성 방향과 평행하게 부착됨으로써, 스트레인 게이지는 모멘트에 의한 다이어프램의 최대 변형률을 추출할 수 있게 되어, 적절한 구조강도를 유지하면서 회로부에서 증폭하기에 적합한 수준의 스트레인을 얻을 수 있다.

더하여, 신호처리부는 휘스톤브리지 회로를 사용함으로써 모멘트와 함께 존재하는 다이어프램의 수직방향 힘을 상쇄시켜 측정 대상에서 제외시킬 수 있고, 모멘트만의 변위를 정확히 산출할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 비탈경사면으로부터 다이어프램의 선형 변형 구간이 증대되므로, 스트레인 게이지의 부착 위치의 공차가 완화되어 스트레인 게이지의 오부착에 의한 불량율을 낮출 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 다이어프램 원판돌기가 더 형성되는 경우에는 스트레인 게이지가 부착되는 가장자리 부분의 변형률를 증대시켜 민감도가 증대되는 효과를 갖는다.

이하, 첨부도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명인 변위 센서의 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도 시된 변위 센서를 분해한 저면 사시도이다.

본 발명의 실시예에 의한 변위 센서(100)에는 배면에는 스트레인 게이지(12)가 부착되는 다이어프램(11)이 형성되고, 상면 중앙에는 변위를 입력받는 입력바(13)가 수직되게 고정된 센싱바디부(1)와, 입력바(13)에 의하여 유발된 모멘트에 기인한 다이어프램(11)의 변형률을 상기 스트레인 게이지(12)의 출력값에 근거하여 전기신호로 산출하는 신호처리부(2)를 포함한다.

더하여, 센싱바디부(1)의 다이어프램(11)과 신호처리부(2)가 이물질에 의하여 오염되지 아니하도록 신호처리부(2)가 내장되며, 다이어프램(11)이 결합되는 관통홀(31)이 형성된 하우징(3)과, 신호처리부(2)에서 의하여 산출된 전기신호를 수신하는 커넥터(4)가 더 포함될 수 있다.

이러한 하우징(3)은 기타 전자 장치로부터 발생하는 전자파를 차폐하는 기능을 가질 수 있으며, 기계장치에 고정할 수 있도록 나사공이 형성된 플랜지(32)가 더 형성될 수 있다.

하우징(3)의 커버(3a)는, 최종 조립단계에서 용접하여 부착함으로써, 전자부 EMC특성을 향상시키는 차폐역할을 하며, 방수형의 센서를 만들수 있게 된다. 또한 커버(3a)를 장착하게 되면 센서의 하우징이 닫힌 박스형의 구조물로 완성되는데, 이는 센서를 상대물에 장착시 볼트 조임 또는 상대물 장착면의 편평도 문제 등으로 발생할 수 있는 플랜지(32)의 변형이 센싱바디부(1)까지 전달되는 것을 완화하는 역할을 하여, 센서의 주요 사양 중 하나인 마운팅 오프셋오차를 줄이게 된다.

입력바(13)는 그 상부가 다이어프램(11)의 평면과 평행하게 절곡 형성되어, 입력바(13)의 끝단에 접하는 기계장치의 일부분인 전달부재(T)가 상승하는 방향으로 변위되면 센싱바디부(1)에 고정되는 입력바(13)의 타단에는 모멘트가 발생하게 된다. 이러한 모멘트는 센싱바디부의 다이어프램(11)을 변형시키게 되고, 이러한 다이어프램의 변형 정도는 스트레인 게이지(12)를 통하여 측정된다.

도 3은 도 1에 도시된 변위 센서에 채용된 다이어프램과 입력바의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 다이어프램과 입력바의 단면도이다.

다이어프램(11)에 부착되는 스트레인 게이지(12)는 입력바(13)에 의한 모멘트 형성 방향과 평행하며, 상기 다이어프램(11)의 중심을 지나는 가상선 상에 부착되되, 다이어프램(11)의 중심에서 제1압저항소자(R₁) 및 제2압저항소자(R₂)와, 제3압저항소자(R₃) 및 제4압저항소자(R₄)가 서로 대응되게 순차적으로 부착되는 것이다.

도 1에서 상부가 절곡된 입력바(13)의 길이방향을 X축으로 하고, X축과 수직을 이루며 다이어프램의 표면과 평행한 면상에 위치하는 축을 Y축으로 하며, X, Y축에 수직된 축을 Z축으로 설정한다.

전달부재(T)가 Z축으로 상승되는 변위를 갖는 경우, 모멘트는 Y축을 회전축 으로 하여 X-Z 평면 상에 형성된다. 따라서 스트레인 게이지(12)는 모멘트에 의한 변형이 최대로 발생되는 방향인, 도 3에서의 X축 상에 나란하게 결합되는 것이다. 이 경우, 스트레인 게이지(12)는 모멘트(M1)에 의한 다이어프램(11)의 최대 변형률을 추출할 수 있게 되어, 정확한 측정값을 얻을 수 있게 된다.

도 4에서 입력바(13)의 끝단이 들려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우에 발생된 모멘트(M1)에 의하여 제1압저항소자(R₁)와 제3압저항소자(R₃)는 인장(증가)되며, 제2압저항소자(R₂)와 제4압저항소자(R₄)는 압축(감소)된다. 반대로 입력바의 끝단이 눌려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우에는 반대 방향의 모멘트가 발생함으로써, 제1압저항소자(R₁)와 제3압저항소자(R₃)는 압축(감소)되며, 제2압저항소자(R₂)와 제4압저항소자(R₄)는 인장(증가)된다(아래 표 1 참고).

이로써, 신호처리부에서는, 도 5에 도시된 바와 같은, 휘스톤브리지 회로를 구성하여, 다음의 수학식 1과 같이 변위를 전기신호로 산출한다.

이며,

으로 정리된다.

여기서 R1, R2, R3, R4는 각각의 압저항소자에 대응하는 저항값이다. 또한 K는 게이지팩터를 나타내는 고정된 비례상수 값이다. ε1,ε2,ε3,ε4는 각각의 압저항소자에 인가되는 스트레인 값이다.

위와 같이 구성되는 휘스톤브리지 회로로부터 입력바(13)의 끝단이 들려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우에는 상기 수학식 1로부터 전기신호는 (+) 값이 산출되며, 반대로 입력바의 끝단이 눌려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우에는 (-) 값이 산출된다.

한편, 본 발명에 따른 휘스톤브리지 회로는 모멘트와 함께 존재하는 다이어프램(11)의 수직방향 힘을 상쇄시킨다. 즉 모멘트는 증폭시키고 함께 유발되는 수직방향의 힘을 상쇄시키도록 회로가 동작되게 하고 있으며, 수직방향의 힘은 이 모멘트증폭형 변위센서에서는 잡하중의 하나로 취급된다.

구체적으로 설명하면, 입력바(13)의 끝단이 들려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우에는 다이어프램(11)의 중심을 수직되게 상승시키는 힘(F1)이 작용하게 된다.

이때 제1압저항소자(R₁)와 제4압저항소자(R₄)는 인장(증가)되고, 제2압저항소자(R₂)와 제3압저항소자(R₃)는 압축(감소)된다. 또한, 서로 대칭되게 부착된 제1 압저항소자(R₁)와 제4압저항소자(R₄)의 크기와, 제2압저항소자(R₂)와 제3압저항소자(R₃)의 크기는 동일하므로 상기 수학식 1에 의하여 전기신호는 0을 산출하게 되어, 상쇄됨을 알 수 있다.

또한, 입력바(13)의 끝단이 눌려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우에도 제1 내지 제4압저항소자의 변위가 반대로 형성되므로, 역시 수학식 1에 의하여 전기신호는 0으로 산출된다.

이와 같은 작용은 다음의 표 1과 같이 정리된다.

	ε1	ε2	ε3	ε4	전기 신호
1경우(+모멘트)	+ 값	- 값	+ 값	- 값	(+) 값 계측
2경우(-모멘트)	- 값	+ 값	- 값	+ 값	(-) 값 계측
3경우(수직압축)	+ 값	- 값	- 값	+ 값	0 값 계측
4경우(수직인장)	- 값	+ 값	+ 값	- 값	0 값 계측

여기서 1경우는 입력바의 끝단이 들려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우의 모멘트에 의한 변형률이고, 2경우는 입력바의 끝단이 눌려지는 방향으로 변위가 전달되는 경우의 모멘트에 의한 변형률이며, 3경우는 입력바가 수직 방향의 압축력에 의한 변형률이고, 4경우는 입력바가 수직 방향의 인장력에 의한 변형률이다.

이와 같은 휘스톤브리지 회로로 구성되는 신호처리부에 의하여 산출되는 전기신호는 발생된 모멘트는 방향에 따라 (+) 또는 (-)의 부호로 구별되며, 입력된 변위의 크기는 전기신호의 크기로 산출된다. 또한, 다이어프램의 수직 방향으로 작용하는 힘은 휘스톤브리지 회로에서 상쇄 제거됨으로써 모멘트만의 변위를 정확히 산출할 수 있게 된다.

한편, 도 6은 도 1에 도시된 변위 센서에 채용된 다이어프램의 단면도이다.

본 발명에 따른 센싱바디부(1)의 상부면에는 다이어프램(11)의 변형을 크게 하는 환형 노치홈(1a)이 형성된다. 또한, 이 노치홈(1a)에서 센싱바디부(1)의 상부면 중심을 향하여 다이어프램(11)의 선형 변화율 구간이 증대시키는 비탈경사면(1b)이 형성된다. 즉, 센싱바디부(1)의 상부면에 형성되는 노치홈(1a)의 바닥면에서 내측으로 일정한 경사 각도를 갖는 비탈경사면(1b)이 형성된다.

수평면으로 형성되는 다이어프램(11)에 대하여 비탈경사면(1b)은 일정한 경사 각도를 가짐에 따라, 비탈경사면(1b)이 형성된 부분의 다이어프램(11)은 선형 변형이 일어나게 된다.

이러한 원리는 바닥면은 수평이되, 상부면은 하향경사진 외팔보의 끝단에 하향 전단응력이 가해졌을 때에 주지된 바와 같이 외팔보의 변형이 선형으로 형성되는 것과 같다.

이 경우, 스트레인 게이지가 부착될 수 있는 선형 변형 구간이 증대됨에 따라 스트레인 게이지의 부착 위치의 공차를 완화할 수 있게 된다. 따라서 스트레인 게이지의 오부착에 의한 불량율을 낮출 수 있게 된다.

한편, 스트레인 게이지(12)의 각 압저항소자의 검출값을 크게 얻어 민감도를 증대시키기 위하여, 다이어프램(11)에는 다이어프램의 중심과 동일 중심을 갖는 원판돌기(111)가 더 형성되는 것이 바람직하다.

원판돌기(111)는 다이어프램(11)의 중심부의 두께를 상대적으로 두껍게 하여, 원판돌기(111)가 형성된 중앙 부분의 변형을 작게 하고 상대적으로 스트레인 게이지가 부착되는 가장자리 부분, 즉 부착면(112)의 변형률을 증대시키는 것이다.

이 경우, 부착면의 변형률의 기울기를 크게 함으로써 작은 모멘트 변화에도 민감하게 반응하여 측정할 수 있게 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 변위 센서를 분해한 저면 사시도.

도 3은 도 1에 도시된 변위 센서에 채용된 다이어프램과 입력바의 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 다이어프램과 입력바의 단면도.

도 5는 도 1에 도시된 변위 센서에 채용된 휘스톤브리지 회로의 개략도.

도 6은 도 1에 도시된 변위 센서에 채용된 다이어프램의 단면도.

도 7은 종래의 기술에 따른 변위 센서를 나타낸 단면도.

도 8은 종래의 기술에 따른 하중 센서를 나타낸 단면도.

도 9는 도 8에 도시된 하중 센서에 채용된 휘스톤브리지 회로의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 변위 센서

1 : 센싱바디부 1a : 노치홈 1b : 비탈경사면

11 : 다이어프램 111 : 원판돌기 112 : 부착면

12 : 스트레인 게이지 R₁, R₂, R₃, R₄ : 제1 내지 제4압저항소자

13 : 입력바

2 : 신호처리부

3 : 하우징

31 : 관통홀 32 : 플랜지

4 : 커넥터

T : 전달부재

Claims

센싱바디부(1);

상기 센싱바디부(1)에 고정되는 입력바(13);

상기 센싱바디부(1)의 평면에 평행하게 형성되는 다이어프램(11);

상기 다이어프램(11)에 부착되는 스트레인 게이지(12); 및

상기 입력바(13)에 의하여 유발된 모멘트에 기인한 다이어프램(11)의 변형률을 상기 스트레인 게이지(12)의 출력값에 근거하여 전기신호로 산출하는 신호처리부(2)를 포함하고,

상기 입력바(13)의 일측은 상기 센싱바디부(1)의 중앙에 수직되게 고정되고, 상기 입력바(13)의 타측은 상기 다이어프램(11)의 평면과 평행하게 절곡되고,

상기 스트레인 게이지(12)는,

상기 입력바(13)의 타측이 절곡된 방향과 평행하며, 상기 다이어프램(11)의 중심을 지나는 가상선 상에 부착되고,

상기 스트레인 게이지(12)는

상기 다이어프램(11)의 중심으로부터 외측으로 제2압저항소자(R2) 및 제1압저항소자(R1)가 순차적으로 부착되어 있고, 상기 다이어프램(11)의 중심을 기준으로 상기 제2압저항소자(R2)의 반대편에 제3압저항소자(R3)가 부착되어 있고, 상기 다이어프램(11)의 중심을 기준으로 상기 제1압저항소자(R1)의 반대편에 제4압저항소자(R4)가 부착되어 있고, 상기 제4압저항소자(R4)는, 상기 제3압저항소자(R3)보다 상기 다이어프램(11)의 중심으로부터 외측으로 배치되고,

상기 신호처리부(2)에서는

아래의 수학식(C)을 이용하여 상기 다이어프램(11)의 변형률로부터 상기 전기신호(
)를 산출하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.

수학식(C)

여기서 K는 비례상수이고, ε₁ 내지 ε₄는 각각 제1 내지 제4압저항소자의 스트레인이다.
삭제
제1항에서,

상기 다이어프램(11)은, 상기 센싱바디부(1)의 배면에 설치되고,

상기 입력바(13)는, 상기 센싱바디부(1)의 상면에 설치되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
제3항에서,

상기 센싱바디부(1)의 상부면에 형성된 환형 노치홈(1a)에서 상기 센싱바디부(1)의 상부면 중심을 향하여 상기 다이어프램(11)의 선형 변화율 구간이 증대시키는 비탈경사면(1b)이 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
제3항에서,

상기 다이어프램(11)에는 상기 스트레인 게이지(12)가 부착되는 부착면(112)의 변형률을 증대시키도록 상기 다이어프램(11)의 중심과 동일 중심을 갖는 원판돌기(111)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
제5항에서,

상기 센싱바디부(1)가 삽입고정되는 관통홀(31)이 형성되고, 내부에는 상기 신호처리부(2)가 내장되며, 일측면에는 상기 신호처리부(2)와 연결되어 상기 전기신호를 외부로 전송하는 커넥터(4)가 결합되는 하우징(3)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 변위 센서.