KR20210081542A - 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 가압력 세팅용 로드셀 - Google Patents

반도체형 스트레인 게이지를 적용한 가압력 세팅용 로드셀 Download PDF

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KR20210081542A
KR20210081542A KR1020190173618A KR20190173618A KR20210081542A KR 20210081542 A KR20210081542 A KR 20210081542A KR 1020190173618 A KR1020190173618 A KR 1020190173618A KR 20190173618 A KR20190173618 A KR 20190173618A KR 20210081542 A KR20210081542 A KR 20210081542A
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민병석
최연식
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주식회사 멤스팩
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Abstract

이 발명의 로드셀(100)은 상부로 개방되는 개방공간(111)을 갖는 바디(110)와, 바디(110)의 개방공간(111)의 중앙에 떠있는 형태로 위치하는 응력 가압부(120)와, 바디(110)의 개방공간(111)에 떠있는 형태로 응력 가압부(120)와 바디(110)를 등각도로 연결하는 다수개의 응력 변형부(130)와, 적어도 일부분이 응력 변형부(130)의 표면에 각각 접착되는 다수개의 반도체형 스트레인 게이지(140), 및 적어도 반도체형 스트레인 게이지(140)를 구동하는 기능과 반도체형 스트레인 게이지(140)의 센싱 신호를 증폭 및 디스플레이하는 기능을 갖는 주변회로 등을 구비한 다수개의 회로기판(150)을 포함하여 구성된다.

Description

반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀{Loadcell With Semiconductor Strain Gauge}
이 발명은 로드셀에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀에 관한 것이다.
로드셀은 외력에 의해 비례적으로 변하는 탄성체(바디)와 이를 전기적 신호로 바꾸어주는 스트레인 게이지를 이용한 감지센서이다. 이러한 로드셀은 질량이 가해지면 소재에 탄성거동(변형된 물체가 원래의 상태로 되돌아오는 현상)이 생기고, 4개 또는 2개의 스트레인 게이지가 가해진 질량에 직접적으로 상응하는 저항변화를 일으키는데, 이때 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)라는 전기회로를 구성하여 저항변화를 정밀한 전기적 신호로 변환시켜 데이터를 얻는 원리를 이용하는 것이다. 즉, 로드셀은 하중변화를 저항의 변화로 바꿔주는 전기적 장치라고 말할 수 있다.
상기와 같은 로드셀은 가장 기본적인 형태로서, 누르거나 당기는 힘을 측정하는 빔형 로드셀, 누르는 힘을 측정하는 원주형 로드셀, 당기는 힘을 측정하는 S자형 로드셀이 있으며, 이외에도 다양한 형태로 제작하여 이용이 가능하다. 이러한 로드셀은 상업용 전자저울이나 산업용 대용량 전자식 계량기 등 각종 산업분야의 공장제어, 자동화 분야에 사용되고 있다.
한편, 로드셀의 표면(바디의 표면)에는 휘트스톤 브리지라는 전기회로를 구성하는 4개 또는 2개의 스트레인 게이지가 부착된다. 여기서, 휘트스톤 브리지는 브리지 회로의 한 종류로서, 4개의 저항이 사각형의 형태를 이루며, 대각선을 연결하는 브리지(bridge)로 저항이나 전압계, 검류계를 사용하는데, 일반적으로 알려지지 않은 저항값을 측정하기 위해서 사용한다. 따라서, 스트레인 게이지가 1개의 저항을 갖도록 구성할 경우에는 4개의 스트레인 게이지를 로드셀의 표면에 부착하여 로드셀을 구성하고, 스트레인 게이지가 2개의 저항을 갖도록 구성할 경우에는 2개의 스트레인 게이지를 로드셀의 표면에 부착하여 로드셀을 구성하고 있다.
현재의 로드셀은 2개의 저항을 갖는 스트레인 게이지 2개를 로드셀의 표면에 각각 부착하여 구성하고 있다. 이러한 스트레인 게이지는 필름 저항형이나 금속형으로 구성된다. 종래의 필름 저항형 또는 금속형 스트레인 게이지는 1개의 저항을 갖는 개별 저항이나 2개의 저항을 갖는 하프 브리지(Half bridge) 저항방식을 갖는다.
상기와 같은 필름 저항형 또는 금속형 스트레인 게이지를 로드셀의 표면에 부착함에 있어서는, 양면테이프, 본드, 에폭시 등과 같은 소프트한 접착소재로 접착하고 있다. 그로 인해, 종래의 로드셀은 그 표면에 부착되는 스트레인 게이지에 대한 접착강도가 약해 크리프(Creep) 현상이 발생하고, 로드셀과 접착소재 간의 높은 열팽창 계수의 차이로 인해 스트레인 게이지의 박리현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 상기와 같은 소프트한 접착방식으로 인해 저온, 고온, 고습 환경에서 신뢰성이 더욱 저하되는 문제점이 있다.
한편, 정밀장비 등을 이용해 임의의 대상물(예를 들어, 칩 등)을 이동시켜 원하는 물체(예를 들어, 기판 등) 등의 표면에 적재하거나 접합함에 있어서는, 정밀장비를 통해 대상물을 일정 힘으로 누르면서 물체 등의 표면에 적재하거나 접합하고 있다. 이때, 정밀장비를 통해 대상물에 가해지는 누르는 힘(가압력)은 대상물 및/또는 요구 사항에 맞게 정밀장비에 세팅된다. 이렇게 정밀장비에 가압력을 세팅함에 있어서는 로드셀을 이용하고 있다. 한편, 종래에는 필름 저항형 스트레인 게이지를 적용한 필름형 로드셀을 이용해 정밀장비에 가압력을 세팅하고 있다.
그런데, 대상물의 변경에 따른 툴(tool)의 변경이나 상기와 같은 필름형 로드셀의 경우 영구적인 사용이 불가능하기 때문에, 공정의 변경이나 고장이 발생하면 교체해야 한다. 즉, 새롭게 공정조건을 셋팅해야 한다. 한편, 정밀장비는 초기에 세팅된 위치에서 작업을 수행하기 때문에, 가압력 세팅에 사용되던 필름형 로드셀을 교체함에 있어서는, 원래의 정위치에 위치하도록 교체해야만 정밀장비에 대한 정확한 가압력 세팅이 가능하다. 그래서, 종래에는 키트 등을 이용한 다수회의 반복적인 수작업으로 필름형 로드셀이 정위치에 위치하도록 교정하여 교체 고정함에 따라, 그 과정이 까다로울 뿐만 아니라 많은 시간이 소요되고, 정위치에 교체했다고 단정할 수 없는 문제점이 있다.
한국 특허등록 제10-0191261호 한국 특허등록 제10-1169943호
따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 다수개의 반도체형 스트레인 게이지를 통해 센싱한 응력의 변형량을 수치값으로 각각 디스플레이함으로써, 편리하면서 정확한 위치에 교체 고정이 가능한 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 이 발명은 반도체형 스트레인 게이지를 적용함으로써, 고정밀 및 고신뢰성 확보가 가능한 로드셀을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 로드셀은, 상부로 개방되는 개방공간을 갖는 바디와, 상기 바디의 개방공간의 중앙에 떠있는 형태로 위치하는 응력 가압부와, 상기 바디의 개방공간에 떠있는 형태로 상기 응력 가압부와 상기 바디를 등각도로 연결하는 다수개의 응력 변형부와, 일부분이 상기 응력 변형부의 표면에 각각 접착되는 다수개의 반도체형 스트레인 게이지, 및 상기 반도체형 스트레인 게이지를 구동하는 기능과 상기 반도체형 스트레인 게이지의 센싱 신호를 증폭 및 디스플레이하는 기능을 갖는 주변회로를 구비한 회로기판을 포함하며, 상기 반도체형 스트레인 게이지는 4개의 저항이 사각형 형태로 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구성하는 풀 브리지(Full bridge) 저항을 단일 칩 내에 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 응력 가압부 및 상기 다수개의 응력 변형부는 판 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 다수개의 응력 변형부는 상기 응력 가압부를 기준으로 180°, 120° 또는 90° 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 이 발명에 따르면, 상기 응력 가압부와 상기 다수개의 응력 변형부는 상기 바디와 일체형으로 제작하거나 개별 제작후 접합하여 일체화하는 것을 특징으로 한다.
이 발명의 로드셀은 다수개의 반도체형 스트레인 게이지를 통해 센싱한 응력의 변형량을 수치값으로 각각 디스플레이함으로써, 편리하면서 정확한 위치에 교체 고정이 가능하다.
또한, 이 발명의 로드셀은 초소형인 반도체형 스트레인 게이지를 이용함에 따라, 소형화가 가능하고, 감도 및 히스테리 특성이 우수할 뿐만 아니라, 구동을 위한 회로가 간단하다는 장점이 있다. 즉, 이 발명의 로드셀은 반도체형 스트레인 게이지를 적용함으로써, 고정밀 및 고신뢰성 확보가 가능하다.
도 1 및 도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀의 개념 사시도들이고,
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 로드셀의 평면도 및 횡방향 단면도이며,
도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 반도체형 스트레인 게이지의 일예를 도시한 개념도 및 실물 사진이다.
이하, 이 발명에 따른 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 이 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이 실시예는 이 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1 및 도 2는 이 발명의 한 실시예에 따른 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀의 개념 사시도들이고, 도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 로드셀의 평면도 및 횡방향 단면도이다. 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 로드셀(100)은 상부로 개방되는 개방공간(111)을 갖는 바디(110)와, 바디(110)의 개방공간(111)의 중앙에 떠있는 형태로 위치하는 응력 가압부(120)와, 바디(110)의 개방공간(111)에 떠있는 형태로 응력 가압부(120)와 바디(110)를 등각도로 연결하는 다수개의 응력 변형부(130)와, 적어도 일부분이 응력 변형부(130)의 표면에 각각 접착되는 다수개의 반도체형 스트레인 게이지(140), 및 적어도 반도체형 스트레인 게이지(140)를 구동하는 기능과 반도체형 스트레인 게이지(140)의 센싱 신호를 증폭 및 디스플레이하는 기능을 갖는 주변회로 등을 구비한 다수개의 회로기판(150)을 포함하여 구성된다.
상기 바디(110)는 정밀장비 등에 가압력을 세팅함에 있어서 정밀장비가 가압하는 응력 가압부(120) 등을 지지함과 더불어, 임의의 고정물에 고정하기 위한 용도로 이용된다. 여기서, 정밀장비는 임의의 대상물(예를 들어, 칩 등)을 이동시켜 원하는 물체(예를 들어, 기판 등) 등의 표면에 적재하거나 접합하기 위한 용도로 사용된다. 이러한 바디(110)는 응력 가압부(120) 및 응력 변형부(130)가 떠있는 형태로 위치할 수 있도록 상부가 개방되는 개방공간(111)을 갖는다. 여기서, 바디(110)는 도 1에서와 같이 상하부가 연통하는 원통 형태를 가질 수도 있지만, 다각통 형태를 가질 수도 있다. 더 나아가, 바디(110)는 하부는 폐쇄되고 상부만 개방되는 원통 또는 다각통 형태를 가질 수도 있다. 이러한 바디(110)는 상하부 크기를 동일하게 구성하거나 하부방향으로 갈수록 그 크기가 점점 커지는 테이퍼진 형태를 가질 수도 있다.
상기 응력 가압부(120)는 정밀장비 등에 가압력을 세팅하기 위해 정밀장비가 가압하는 부위로서, 바디(110)의 개방공간(111)의 중앙에 떠있는 형태로 위치한다. 이러한 응력 가압부(120)는 다수개의 응력 변형부(130)에 의해 개방공간(111)의 중앙에 떠있는 형태로 위치하도록 바디(110)에 연결 고정된다. 한편, 응력 가압부(120)는 정밀장비에서 가해지는 가압력이 충분히 가해질 수 있도록 얇은 판 형태를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 응력 가압부(120)는 얇은 원형판 형태를 가질 수 있다.
상기 다수개의 응력 변형부(130)는 응력 가압부(120)가 개방공간(111)의 중앙에 떠있는 형태로 위치하도록 응력 가압부(120)와 바디(110)를 등각도로 연결하여, 응력 가압부(120)에 가해지는 가압력에 따라 변형되어 해당 가압력을 각자의 반도체형 스트레인 게이지(140)에서 감지할 수 있도록 한다. 따라서, 다수개의 응력 변형부(130)는 바디(110)의 개방공간(111)에 떠있는 형태로 응력 가압부(120)와 바디(110)를 등각도로 연결하고, 정밀장비에서 가해지는 가압력에 따라 효율적으로 변형되었다가 복귀할 수 있는 얇은 판 형태를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 이 실시예에서는 다수개의 응력 변형부(130)를 3개로 구성함에 따라, 120° 간격으로 배치 구성한 것이다. 하지만, 다수개의 응력 변형부(130)를 2개 또는 3개 이상으로 구성하고, 그 개수에 맞게 등각도로 배치 구성해도 무방하다. 즉, 이 실시예에서는 응력 변형부(130)를 삼각형 구조(120°배치)로 구성하였으나, 일자형 구조(180°배치), 십자형 구조(90°배치) 등 다양한 형태로 구성할 수가 있다.
상기와 같은 응력 가압부(120)와 다수개의 응력 변형부(130)는 바디(110)와 일체로 구성된 것으로서, 특정 크기의 구조물을 상기와 같은 바디(110), 응력 가압부(120) 및 다수개의 응력 변형부(130)를 갖도록 깎아 일체형으로 구성할 수 있다. 이 경우, 해당 구성요소들 간에 오차가 발생하지 않도록 정밀 가공이 필요하다. 특히, 응력 가압부(120) 및 다수개의 응력 변형부(130)가 동일 설계조건을 갖도록 정밀 가공해야 한다. 한편, 해당 구성요소들을 분리 제작 후 일체로 구성할 수도 있다. 예를 들어, 기성품인 판스프링을 이용해 응력 가압부(120)와 다수개의 응력 변형부(130)를 형성하고, 이를 바디(110)에 정밀 용접하거나 접합해 일체로 구성할 수 있다.
상기와 같은 응력 가압부(120)와 다수개의 응력 변형부(130)는 정밀장비에서 반복적으로 가해지는 가압력에 따라 변형되었다가 원상 복귀하는 성질을 가져야 하므로, 스테인리스 소재를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 다수개의 반도체형 스트레인 게이지(140)는 적어도 일부분이 응력 변형부(130)의 표면에 각각 접착되어, 응력 가압부(120)에 가해지는 가압력에 따라 변형되는 해당 응력 변형부(130)의 변형정도를 감지하는 역할을 한다. 이러한 반도체형 스트레인 게이지(140)는 그 전체가 응력 변형부(130)의 표면에 접착되거나, 일부분은 응력 변형부(130)의 표면에 나머지 부분은 바디(110)의 표면에 접착되어, 응력 변형부(130)의 변형정도를 감지한다.
이 실시예의 반도체형 스트레인 게이지(140)는 4개의 저항이 사각형 형태로 휘트스톤 브리지를 구성하는 풀 브리지(Full bridge) 저항을 갖는다. 즉, 이 실시예의 스트레인 게이지는 반도체형으로서, 풀 브리지 저항을 단일 칩 내에 갖도록 구성된다.
이러한 반도체형 스트레인 게이지(140)는 적어도 일부분이 응력 변형부(130)의 표면에 접착되어 응력 변형부(130)가 변형되는 경우 함께 변형된다. 이때, 반도체형 스트레인 게이지(140)는 접착부재를 사용하여 응력 변형부(130) 및 바디(110)의 표면에 접착된다. 이 실시예에서 접착부재로는 글래스 프릿(Glass frit)과 같은 경도가 매우 높은 재료를 사용할 수 있다. 글래스 프릿과 같은 고강도의 접착부재를 이용함에 따라, 반도체형 스트레인 게이지(140)와 응력 변형부(130) 및 바디(110) 간의 접착강도가 우수하고, 반도체형 스트레인 게이지(140)와 글래스 프릿 간의 낮은 열팽창 계수의 차이로 인해 반도체형 스트레인 게이지(140)가 응력 변형부(130) 및 바디(110)로부터 박리되는 현상을 예방할 수가 있다. 또한, 글래스 프릿과 같은 고강도 접합재를 통한 하드한 접착방식으로 인해 고온, 고습 환경에서도 신뢰성이 우수하다.
한편, 스트레인 게이지는 필름 저항형 스트레인 게이지와 반도체형 스트레인 게이지로 분류될 수 있다. 이 발명에 적용되는 반도체형 스트레인 게이지는 필름 저항형 스트레인 게이지보다 게이지 팩터(gauge factor)가 크므로 감도가 50배가량 크며, 저항값이 크므로 소모 전류가 작고 회로 제작이 유리하다. 또한, 반도체형 스트레인 게이지는 온도 특성이 우수하며, 일반 금속형 스트레인 게이지로 사용되고 있는 Ni, Cu 합금의 경우 게이지 팩터가 2.0 ~ 2.1 정도지만 반도체형 스트레인 게이지의 게이지 팩터는 이에 비해 10배가량 크다.
따라서, 반도체형 스트레인 게이지를 로드셀에 적용할 경우, 고정밀 및 고신뢰성 확보가 가능하다. 또한, 접착부재로 응력전달이 우수한 접합재를 선정하고, 고집적화, 낮은 히스테리시스, 공정 단순화를 통한 수율 향상, 소형화, 원가절감 및 대량생산 등이 가능하다.
도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 반도체형 스트레인 게이지의 일예를 도시한 개념도 및 실물 사진이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 반도체형 스트레인 게이지(140)는 실리콘 기판 또는 SOI 기판에 반도체 공정에 의해 고농도로 도핑(doing)시켜 형성하는 압저항체(R1, R2, R3, R4)를 포함한다. 여기서, 압저항체(R1, R2, R3, R4)는 힘을 받아 변형이 생기면, 저항값이 증가하거나 감소한다.
예를 들어, 인장응력이 작용하면 저항이 증가하고, 압축응력이 작용하면 저항이 감소한다. 그리고, 반도체형 스트레인 게이지는 메탈을 포함하여 전도성 와이어와의 접속을 위한 패드 등이 될 수 있도록 한다. 기판은 뒷면을 갈거나 식각하여 반도체형 스트레인 게이지의 변형이 더욱 용이하게 될 수 있도록 기판의 두께를 얇게 한다. 도 5 및 도 6에 도시된 반도체형 스트레인 게이지(140)는 예시일 뿐이며, 다양한 구조의 반도체형 스트레인 게이지(140)가 이 발명에 적용될 수 있음은 물론이다.
상기 회로기판(150)은 반도체형 스트레인 게이지(140)의 구동기능과 센싱신호의 증폭 및 디스플레이 기능 등을 갖는다. 즉, 회로기판(150)은 각자의 반도체형 스트레인 게이지(140)를 통해 센싱한 해당 응력 변형부(130)의 변형량을 수치값으로 디스플레이한다. 즉, 회로기판(150)의 디스플레이부에는 정밀장비가 응력 가압부(120)를 가압함에 따라, 각자의 응력 변형부(130)에 변형이 발생하고, 그 변형량이 반도체형 스트레인 게이지(140)를 통해 감지되어 각자 수치값으로 표시된다. 즉, 정밀장비가 누르는 응력 가압부(120)의 위치에 따라 3개의 응력 변형부(130)에는 서로 다른 변형량이 발생할 수 있고, 이 변형량이 3개의 반도체형 스트레인 게이지(140)를 통해 각각 감지되어 각자의 수치값으로 디스플레이부를 통해 각각 표시된다.
예를 들어, 3개의 디스플레이부 중에서, 1번 및 2번의 수치값은 90인데, 3번의 수치값이 110일 경우, 정밀장비가 1번, 2번의 응력 변형부(130) 쪽으로 치우쳐진 상태에서 응력 가압부(120)를 가압하고 있음을 의미한다. 즉, 이 실시예의 로드셀이 정위치에 위치하지 않고 일측으로 치우쳐진 상태임을 의미한다. 그런데, 예를 들어 3개의 디스플레이부의 수치값이 모두 동일한 100일 경우 로드셀이 원래의 정위치에 위치함을 의미한다. 따라서, 디스플레이부를 통해 표시되는 수치값을 육안으로 확인하면서 편리하게 로드셀을 정위치에 교체 고정할 수가 있다. 한편, 회로기판(150)은 연성 회로기판(150)으로 구성하거나 완충부재를 통해 바디(110)에 부착된다. 예를 들어, 완충 부재로는 실리콘 고무를 이용할 수 있다.
아래에서는 앞서 설명한 바와 같이 구성된 이 실시예의 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀의 작동관계에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 정밀장비가 응력 가압부(120)를 가압함에 따라, 각자의 응력 변형부(130)에 변형이 발생하고, 이에 따라 각자의 반도체형 스트레인 게이지(140)의 압저항체(R1, R2, R3, R4)에 저항값의 변화를 야기한다. 이러한 압저항체의 저항값 변화를 회로기판의 주변회로가 센싱하게 된다. 그리고, 주변회로는 센싱 신호로부터 센싱 데이터를 얻고 센싱 데이터를 그대로 또는 가공하여 디스플레이부를 통해 수치값으로 표시한다. 이를 통해, 정밀장비가 응력 가압부(120)의 정중앙을 가압하고 있는지 여부, 즉 로드셀이 교체 고정되어야 할 정위치에 위치하는지 여부를 확인할 수가 있다.
이렇듯, 이 발명은 다수개의 반도체형 스트레인 게이지를 통해 센싱한 응력의 변형량을 수치값으로 각각 디스플레이함으로써, 수치값을 육안으로 확인하면서 편리하게 로드셀을 정위치에 교체 고정할 수가 있다. 또한, 이 발명의 로드셀은 초소형인 반도체형 스트레인 게이지를 이용함에 따라, 소형화가 가능하고, 감도 및 히스테리 특성이 우수할 뿐만 아니라, 구동을 위한 회로가 간단하다는 장점이 있다. 즉, 이 발명의 로드셀은 반도체형 스트레인 게이지를 적용함으로써, 고정밀 및 고신뢰성 확보가 가능하다.
이상에서 이 발명의 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 이 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이다. 따라서, 이 발명이 상기에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 그러한 변형예 또는 수정예들 또한 이 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
100 : 로드셀 110 : 바디
111 : 개방공간 120 : 응력 가압부
130 : 응력 변형부 140 : 반도체형 스트레인 게이지
150 : 회로기판 R1~R4 : 압저항체

Claims (4)

  1. 상부로 개방되는 개방공간을 갖는 바디와, 상기 바디의 개방공간의 중앙에 떠있는 형태로 위치하는 응력 가압부와, 상기 바디의 개방공간에 떠있는 형태로 상기 응력 가압부와 상기 바디를 등각도로 연결하는 다수개의 응력 변형부와, 일부분이 상기 응력 변형부의 표면에 각각 접착되는 다수개의 반도체형 스트레인 게이지, 및 상기 반도체형 스트레인 게이지를 구동하는 기능과 상기 반도체형 스트레인 게이지의 센싱 신호를 증폭 및 디스플레이하는 기능을 갖는 주변회로를 구비한 회로기판을 포함하며,
    상기 반도체형 스트레인 게이지는 4개의 저항이 사각형 형태로 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 구성하는 풀 브리지(Full bridge) 저항을 단일 칩 내에 갖는 것을 특징으로 하는 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 응력 가압부 및 상기 다수개의 응력 변형부는 판 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다수개의 응력 변형부는 상기 응력 가압부를 기준으로 180°, 120° 또는 90° 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 응력 가압부와 상기 다수개의 응력 변형부는 상기 바디와 일체형으로 제작하거나 개별 제작후 접합하여 일체화하는 것을 특징으로 하는 반도체형 스트레인 게이지를 적용한 로드셀.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101169943B1 (ko) 2010-03-18 2012-08-06 한국표준과학연구원 반도체 스트레인 게이지를 이용한 힘 또는 압력 센서 어레이, 힘 또는 압력센서 어레이의 제조방법 및 힘 또는 압력 센서 어레이를 이용한 힘 또는 압력 측정방법

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