KR20060055682A

KR20060055682A - 스트레인게이지 센서

Info

Publication number: KR20060055682A
Application number: KR1020040094673A
Authority: KR
Inventors: 황금철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-05-24

Abstract

본 발명은 스트레인게이지가 부착되는 게이지부착부 구조를 개선한 스트레인게이지 센서에 관한 것으로서, 양측에는 지지부(22)와 압력부(26), 지지부(22)와 압력부(26) 사이에는 게이지부착부(24)가 형성되어 있는 센서지지판(20)과; 게이지부착부(24)에 부착되며, 리드선(40)과 연결되는 금속저항선(32)을 갖는 스트레인게이지(30)를 포함하며, 게이지부착부(24)의 폭은 지지부(22)와 압력부(26)보다 협소하며, 게이지부착부(24)의 길이(b)는 스트레인게이지(30)의 길이(a)보다 긴 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 스트레인게이지의 금속저항선 중앙부위에 압력 또는 중량이 집중되는 것을 방지함으로써 스트레인게이지 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

센서지지판, 지지부, 게이지부착부, 압력부, 스트레인게이지, 금속저항선

Description

스트레인게이지 센서 {STRAIN GUAGE SENSOR}

도 1은 종래의 스트레인게이지 센서 구조를 도시한 평면도이고,

도 2는 종래의 스트레인게이지 센서에서 스트레인게이지에 가해지는 압력을 도시한 그래프이고,

도 3은 본 발명에 따른 스트레인게이지 센서 구조를 도시한 평면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 스트레인게이지 센서에서 스트레인게이지에 가해지는 압력을 도시한 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 센서지지판 22 : 고정부

24 : 게이지부착부 26 : 압력부

30 : 스트레인게이지 32 : 금속저항선

40 : 리드선

본 발명은 스트레인게이지 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트레인게이지가 부착되는 게이지부착부 구조를 개선한 스트레인게이지 센서에 관한 것이 다.

일반적으로, 스트레인게이지(Strain gauge)는 '변형 또는 변위게이지'라고도 불리워지며, 금속 또는 반도체의 저항체에 변형이 가해지면 그 저항치가 변화하는 압력저항효과를 이용한 것이다.

스트레인게이지는 차압·압력발신기 및 와류량계, 토오크계, 기타 실응력의 측정에 널리 사용되고 있다.

종래의 스트레인게이지 센서는 도 1에 도시된 바와 같이, 양측에는 지지부(2a)와 압력부(2c), 지지부(2a)와 압력부(2c) 사이에는 게이지부착부(2b)가 형성되어 있는 센서지지판(2)과; 게이지부착부(2b)에 부착되며, 리드선(6)과 연결되는 금속저항선(5)을 갖는 스트레인게이지(4)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의해, 압력부(2c)를 통해 스트레인게이지(4)에 전달되는 압력으로 내부저항율의 변화를 감지할 수 있다.

특히, 게이지부착부(2b)는 스트레인게이지(4)로의 압력전달을 용이하게 하기 위하여 그 폭이 지지부(2a)와 압력부(2c)보다 협소하게 형성되어 있다.

상기와 같은 구조의 스트레인게이지 센서는 도 2에서와 같이 게이지부착부(2b)의 형상적 특징, 즉 게이지부착부(2b)의 길이(b)와 스트레인게이지(4)의 길이(a)가 거의 동일함으로써 센싱 동작시 스트레인게이지(4)의 금속저항선(5) 중앙부위에 모든 압력이나 중량의 변화가 전달된다.

이는, 스트레인게이지(4)의 신뢰성을 상대적으로 저하시킬 뿐 아니라 금속저항선(5) 중앙부위의 높은 스트레스로 인해 스트레인게이지(4)가 쉽게 손상되는 문 제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 스트레인게이지의 금속저항선 중앙부위에 압력이나 중량이 집중되는 것을 방지할 수 있는 스트레인게이지 센서를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 양측에는 지지부와 압력부, 상기 지지부와 상기 압력부 사이에는 게이지부착부가 형성되어 있는 센서지지판과; 상기 게이지부착부에 부착되며, 리드선과 연결되는 금속저항선을 갖는 스트레인게이지를 포함하는 스트레인게이지 센서에 있어서, 상기 게이지부착부의 폭은 상기 지지부와 상기 압력부보다 협소하며, 상기 게이지부착부의 길이는 상기 스트레인게이지의 길이보다 긴 것을 특징으로 한다.

상기 게이지부착부는 상기 센서지지판의 중앙영역에 형성되며, 상기 스트레인게이지는 상기 게이지부착부의 중앙영역에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 게이지부착부는 상기 센서지지판의 중앙영역에서 상기 압력부 방향으로 연장 형성되며, 상기 스트레인게이지는 상기 게이지부착부의 중앙영역에 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스트레인게이지(strain guage) 센서는, 양측에 지지부(22)와 압력부(26)가 형성됨과 아울러 지지부(22)와 압력부(26) 사이에는 게이지부착부(24)가 형성되어 있는 센서지지판(20)과; 게이지부착부(24)에 부착되며, 리드선(40)과 전기적으로 연결되는 금속저항선(32)을 갖는 스트레인게이지(30)를 포함하여 구성된다.

센서지지판(20)은 사각플레이트 형상을 가지며, 게이지부착부(24)의 폭은 압력전달을 용이하게 하기 위하여 지지부(22)와 압력부(26)의 폭보다 협소하게 형성되어 있다. 게이지부착부(24)은 폭 전체가 동일하게 형성되도록 양측 단부가 나란하게 형성되어 있다.

게이지부착부(24)의 길이(b)는 스트레인게이지(30)의 길이(a)보다 길게 형성되어, 도 4에서와 같이 압력부(26)를 통한 압력전달시 스트레인게이지(30)의 금속저항선(32) 중앙부위에 집중되는 압력을 분산시킬 수 있다. 또한, 게이지부착부(24)는 센서지지판(30)의 중앙영역에 형성되며, 스트레인게이지(30)는 게이지부착부(24)의 중앙영역, 즉 게이지부착부(24)의 높이방향 및 길이방향의 중앙영역에 위치하는 것이 바람직하다.

그리고 게이지부착부(24)는 센서지지판(20)의 중앙영역에서 압력부(26) 방향으로 연장 형성되며, 스트레인게이지(30)는 게이지부착부(24)의 중앙영역 내에 위치시킬 수도 있다.

지지부(22)는 외부조건의 영향을 받지 않도록 하기 위한 것이며, 이에 따라 압력부(26)에 전단되는 모든 압력이나 중량의 변화가 스트레인게이지(30)가 부착되어 있는 게이지부착부(24)에 전달된다. 즉, 압력부(26)에 외력이 가해질 경우에 발 생되는 휨에너지는 게이지부착부(24)에 집중되며, 집중된 휨에너지는 외력의 표현으로 스트레인게이지(30)에 신장의 변화로 표현된다.

스트레인게이지(30)는 절연체기판 위에 저항율이 높은 금속저항선(32) 마련되어 있는 구조를 지니고 있으며, 금속저항선(32)은 리드선(40)과 전기적으로 연결되어 물체의 스트레인(strain)을 전기저항으로 변환·검출한다. 스트레인게이지(30)의 구성 및 그 작동원리는 공지된 기술의 일부이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 스트레인(strain)은 변형도(變形度) 또는 변형률(變形率)을 나타내며, 어느 물체가 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에 대하여 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시한 값을 일컫는다. 따라서 스트레인은 단위를 갖지 않으며 굳이 단위를 표시하려면 cm/cm, mm/mm 등으로 표시할 수 있다. 이 스트레인은 주로 토목공학·기계공학·건축공학·항공공학·조선공학 등 구조물이나 기계요소의 해석과 설계를 다루는 분야에서 이들 구조요소가 외부의 힘을 받아 변형이 발생할 때에 사용되는 용어이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 스트레인게이지의 금속저항선 중앙부위에 압력 또는 중량이 집중되는 것을 방지함으로써 스트레인게이지 센서의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 스트레인게이지의 수명을 기존에 비해 상대적으로 높일 수 있다는 장점이 있다.

Claims

양측에는 지지부와 압력부, 상기 지지부와 상기 압력부 사이에는 게이지부착부가 형성되어 있는 센서지지판과; 상기 게이지부착부에 부착되며, 리드선과 연결되는 금속저항선을 갖는 스트레인게이지를 포함하는 스트레인게이지 센서에 있어서,

상기 게이지부착부의 폭은 상기 지지부와 상기 압력부보다 협소하며, 상기 게이지부착부의 길이는 상기 스트레인게이지의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 스트레인게이지 센서.
제1항에 있어서,

상기 게이지부착부는 상기 센서지지판의 중앙영역에 형성되며, 상기 스트레인게이지는 상기 게이지부착부의 중앙영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 스트레인게이지 센서.
제1항에 있어서,

상기 게이지부착부는 상기 센서지지판의 중앙영역에서 상기 압력부 방향으로 연장 형성되며, 상기 스트레인게이지는 상기 게이지부착부의 중앙영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 스트레인게이지 센서.