JP2000221084A - 歪検出装置 - Google Patents
歪検出装置Info
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- JP2000221084A JP2000221084A JP11025842A JP2584299A JP2000221084A JP 2000221084 A JP2000221084 A JP 2000221084A JP 11025842 A JP11025842 A JP 11025842A JP 2584299 A JP2584299 A JP 2584299A JP 2000221084 A JP2000221084 A JP 2000221084A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周囲の温度変化により出力が変動するという
ことがなく、特性の安定した歪検出装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 絶縁基板２２の表面に、第１の歪抵抗素
子２５とこの第１の歪抵抗素子２５と直列に接続され抵
抗温度係数が第１の歪抵抗素子２５の抵抗温度係数と異
なる温度特性調整抵抗２６とからなる少なくとも２つの
第１の素子部２４を設けるとともに、前記第１の素子部
２４における温度特性調整抵抗２６の抵抗値を調整する
ことによりブリッジ回路における２つの出力の温度特性
が略等しくなるように構成したものである。
ことがなく、特性の安定した歪検出装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 絶縁基板２２の表面に、第１の歪抵抗素
子２５とこの第１の歪抵抗素子２５と直列に接続され抵
抗温度係数が第１の歪抵抗素子２５の抵抗温度係数と異
なる温度特性調整抵抗２６とからなる少なくとも２つの
第１の素子部２４を設けるとともに、前記第１の素子部
２４における温度特性調整抵抗２６の抵抗値を調整する
ことによりブリッジ回路における２つの出力の温度特性
が略等しくなるように構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や各種産業
機械に使用される重量、力、加速度、微少変位によって
発生する歪を検出する歪検出装置に関するものである。
機械に使用される重量、力、加速度、微少変位によって
発生する歪を検出する歪検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の歪検出装置としては、特
開平８−２９２７３号公報に開示されたものが知られて
いる。
開平８−２９２７３号公報に開示されたものが知られて
いる。
【０００３】以下、従来の歪検出装置について、図面を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
【０００４】図７は従来の歪検出装置の斜視図、図８は
同歪検出装置の回路図である。
同歪検出装置の回路図である。
【０００５】図７，図８において、１は固定台である。
２は絶縁基板で、この絶縁基板２は前記固定台１に一端
が固着されている。３は重り部材で、この重り部材３は
前記絶縁基板２の他端に固着されている。４は歪抵抗素
子で、この歪抵抗素子４は前記絶縁基板２の表面に設け
られるとともに、一端を電源端子５に電気的に接続して
いる。６は第１のバイアス抵抗で、この第１のバイアス
抵抗６は前記絶縁基板２の表面に設けられるとともに、
一端を前記歪抵抗素子４の他端および第１の出力端子７
に電気的に接続し、かつ他端をＧＮＤ端子８に電気的に
接続している。９は第２のバイアス抵抗で、この第２の
バイアス抵抗９は前記電源端子５に一端を電気的に接続
するとともに、他端を第２の出力端子１０に電気的に接
続している。１１は第３のバイアス抵抗で、この第３の
バイアス抵抗１１は一端を前記第２の出力端子１０に電
気的に接続するとともに、他端を前記ＧＮＤ端子８に電
気的に接続している。そして、前記歪抵抗素子４、第１
のバイアス抵抗６、第２のバイアス抵抗９および第３の
バイアス抵抗１１によりブリッジ回路を構成している。
２は絶縁基板で、この絶縁基板２は前記固定台１に一端
が固着されている。３は重り部材で、この重り部材３は
前記絶縁基板２の他端に固着されている。４は歪抵抗素
子で、この歪抵抗素子４は前記絶縁基板２の表面に設け
られるとともに、一端を電源端子５に電気的に接続して
いる。６は第１のバイアス抵抗で、この第１のバイアス
抵抗６は前記絶縁基板２の表面に設けられるとともに、
一端を前記歪抵抗素子４の他端および第１の出力端子７
に電気的に接続し、かつ他端をＧＮＤ端子８に電気的に
接続している。９は第２のバイアス抵抗で、この第２の
バイアス抵抗９は前記電源端子５に一端を電気的に接続
するとともに、他端を第２の出力端子１０に電気的に接
続している。１１は第３のバイアス抵抗で、この第３の
バイアス抵抗１１は一端を前記第２の出力端子１０に電
気的に接続するとともに、他端を前記ＧＮＤ端子８に電
気的に接続している。そして、前記歪抵抗素子４、第１
のバイアス抵抗６、第２のバイアス抵抗９および第３の
バイアス抵抗１１によりブリッジ回路を構成している。
【０００６】以上のように構成された従来の歪検出装置
について、次にその動作を説明する。
について、次にその動作を説明する。
【０００７】重り部材３に例えば加速度等により外力が
作用すると、この外力により、絶縁基板２が変形する。
この場合、絶縁基板２の表面には歪抵抗素子４が設けら
れており、前記絶縁基板２の変形量に比例して歪抵抗素
子４の抵抗値が変化する。そして、前記歪抵抗素子４、
第１のバイアス抵抗６、第２のバイアス抵抗９および第
３のバイアス抵抗１１によりブリッジ回路が構成されて
いるため、第１の出力端子７および第２の出力端子１０
の電圧差により、前記重り部材３に加わる外力を検出す
るものである。
作用すると、この外力により、絶縁基板２が変形する。
この場合、絶縁基板２の表面には歪抵抗素子４が設けら
れており、前記絶縁基板２の変形量に比例して歪抵抗素
子４の抵抗値が変化する。そして、前記歪抵抗素子４、
第１のバイアス抵抗６、第２のバイアス抵抗９および第
３のバイアス抵抗１１によりブリッジ回路が構成されて
いるため、第１の出力端子７および第２の出力端子１０
の電圧差により、前記重り部材３に加わる外力を検出す
るものである。
【０００８】ここで、従来の歪検出装置の周囲の温度が
変化する場合について考えて見ると、従来の歪検出装置
における第１の出力端子７の温度変化による出力変化率
Ａは次式
変化する場合について考えて見ると、従来の歪検出装置
における第１の出力端子７の温度変化による出力変化率
Ａは次式
【０００９】
【数１】
【００１０】で表せられる。また、第２の出力端子１０
の温度変化による出力変化率Ｂは次式
の温度変化による出力変化率Ｂは次式
【００１１】
【数２】
【００１２】で表せられる。
【００１３】そして、従来の歪検出装置の出力が周囲の
温度変化により変動しないようにするためには、第１の
出力端子７の温度変化による出力変化率Ａを第２の出力
端子１０の温度変化による出力変化率Ｂに略等しくする
ことが必要となるものであった。
温度変化により変動しないようにするためには、第１の
出力端子７の温度変化による出力変化率Ａを第２の出力
端子１０の温度変化による出力変化率Ｂに略等しくする
ことが必要となるものであった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、周囲の温度変化により出力が変動
しないようにするためには、第１の出力端子７の温度変
化による出力変化率Ａを第２の出力端子１０の温度変化
による出力変化率Ｂに略等しくすることが必要であり、
この場合、歪抵抗素子４、第１のバイアス抵抗６、第２
のバイアス抵抗９および第３のバイアス抵抗１１の抵抗
値および温度係数の値を精度良く製造しなければならな
いが、歪抵抗素子４、第１のバイアス抵抗６、第２のバ
イアス抵抗９および第３のバイアス抵抗１１の抵抗値お
よび温度係数の値を精度良く製造することは困難である
ため、周囲の温度変化により出力の変動しない歪検出装
置を提供することが困難であるという課題を有してい
た。
来の構成においては、周囲の温度変化により出力が変動
しないようにするためには、第１の出力端子７の温度変
化による出力変化率Ａを第２の出力端子１０の温度変化
による出力変化率Ｂに略等しくすることが必要であり、
この場合、歪抵抗素子４、第１のバイアス抵抗６、第２
のバイアス抵抗９および第３のバイアス抵抗１１の抵抗
値および温度係数の値を精度良く製造しなければならな
いが、歪抵抗素子４、第１のバイアス抵抗６、第２のバ
イアス抵抗９および第３のバイアス抵抗１１の抵抗値お
よび温度係数の値を精度良く製造することは困難である
ため、周囲の温度変化により出力の変動しない歪検出装
置を提供することが困難であるという課題を有してい
た。
【００１５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、周囲の温度変化により出力が変動するということが
なく、特性の安定した歪検出装置を提供することを目的
とするものである。
で、周囲の温度変化により出力が変動するということが
なく、特性の安定した歪検出装置を提供することを目的
とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の歪検出装置は、弾性材料からなる絶縁基板
と、この絶縁基板の表面に設けられ、かつ第１の歪抵抗
素子とこの第１の歪抵抗素子に直列に接続され抵抗温度
係数が前記第１の歪抵抗素子の抵抗温度係数と異なる温
度特性調整抵抗とからなる少なくとも２つの第１の素子
部と、前記絶縁基板の表面に設けられ、かつ前記第１の
素子部に直列に接続された第２の歪抵抗素子からなる多
くとも２つの第２の素子部とを備え、前記少なくとも２
つの第１の素子部および多くとも２つの第２の素子部に
より４つの素子部からなるブリッジ回路を構成するとと
もに、前記第１の素子部における温度特性調整抵抗の抵
抗値を調整することにより前記ブリッジ回路における２
つの出力の温度特性が略等しくなるようにしたもので、
この構成によれば、周囲の温度変化により出力が変動す
るということがなく、特性の安定した歪検出装置を提供
することができるものである。
に本発明の歪検出装置は、弾性材料からなる絶縁基板
と、この絶縁基板の表面に設けられ、かつ第１の歪抵抗
素子とこの第１の歪抵抗素子に直列に接続され抵抗温度
係数が前記第１の歪抵抗素子の抵抗温度係数と異なる温
度特性調整抵抗とからなる少なくとも２つの第１の素子
部と、前記絶縁基板の表面に設けられ、かつ前記第１の
素子部に直列に接続された第２の歪抵抗素子からなる多
くとも２つの第２の素子部とを備え、前記少なくとも２
つの第１の素子部および多くとも２つの第２の素子部に
より４つの素子部からなるブリッジ回路を構成するとと
もに、前記第１の素子部における温度特性調整抵抗の抵
抗値を調整することにより前記ブリッジ回路における２
つの出力の温度特性が略等しくなるようにしたもので、
この構成によれば、周囲の温度変化により出力が変動す
るということがなく、特性の安定した歪検出装置を提供
することができるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、弾性材料からなる絶縁基板と、この絶縁基板の表面
に設けられ、かつ第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗
素子に直列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗
素子の抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗とからな
る少なくとも２つの第１の素子部と、前記絶縁基板の表
面に設けられ、かつ前記第１の素子部に直列に接続され
た第２の歪抵抗素子からなる多くとも２つの第２の素子
部とを備え、前記少なくとも２つの第１の素子部および
多くとも２つの第２の素子部により４つの素子部からな
るブリッジ回路を構成するとともに、前記第１の素子部
における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整することによ
り前記ブリッジ回路における２つの出力の温度特性が略
等しくなるようにしたもので、この構成によれば、絶縁
基板の表面に、第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素
子と直列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素
子の抵抗温度係数と異なる温度特性抵抗とからなる少な
くとも２つの第１の素子部を設けるとともに、前記第１
の素子部における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整する
ことによりブリッジ回路における２つの出力の温度特性
が略等しくなるようにしているため、周囲の温度変化が
あっても、前記ブリッジ回路における２つの出力端子の
温度変化による出力変化率が互いに略等しくなるように
することが容易にできるという作用を有するものであ
る。
は、弾性材料からなる絶縁基板と、この絶縁基板の表面
に設けられ、かつ第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗
素子に直列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗
素子の抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗とからな
る少なくとも２つの第１の素子部と、前記絶縁基板の表
面に設けられ、かつ前記第１の素子部に直列に接続され
た第２の歪抵抗素子からなる多くとも２つの第２の素子
部とを備え、前記少なくとも２つの第１の素子部および
多くとも２つの第２の素子部により４つの素子部からな
るブリッジ回路を構成するとともに、前記第１の素子部
における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整することによ
り前記ブリッジ回路における２つの出力の温度特性が略
等しくなるようにしたもので、この構成によれば、絶縁
基板の表面に、第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素
子と直列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素
子の抵抗温度係数と異なる温度特性抵抗とからなる少な
くとも２つの第１の素子部を設けるとともに、前記第１
の素子部における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整する
ことによりブリッジ回路における２つの出力の温度特性
が略等しくなるようにしているため、周囲の温度変化が
あっても、前記ブリッジ回路における２つの出力端子の
温度変化による出力変化率が互いに略等しくなるように
することが容易にできるという作用を有するものであ
る。
【００１８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の第１の素子部における第１の歪抵抗素子の抵抗値を温
度特性調整抵抗における抵抗値の１０倍以上に設定する
とともに、前記第１の歪抵抗素子における抵抗温度係数
の絶対値を前記温度特性調整抵抗における抵抗温度係数
の絶対値の０．１倍以下に設定したもので、この構成に
よれば、第１の素子部における第１の歪抵抗素子の抵抗
値を温度特性調整抵抗における抵抗値の１０倍以上に設
定するとともに、前記第１の歪抵抗素子における抵抗温
度係数の絶対値を前記温度特性調整抵抗における抵抗温
度係数の絶対値の０．１倍以下に設定しているため、温
度特性調整抵抗の抵抗値を調整しても第１の素子部の合
成抵抗が変化しにくくなり、これにより、ブリッジ回路
における２つの出力端子の温度変化による出力変化率が
互いに略等しくなるようにしても、第１の素子部の合成
抵抗がほとんど変化しないため、周囲の温度変化により
出力が変動するということはないとともに、測定する外
力が零でかつ初期温度における２つの出力端子の出力電
圧を互いに略等しくできるという作用を有するものであ
る。
の第１の素子部における第１の歪抵抗素子の抵抗値を温
度特性調整抵抗における抵抗値の１０倍以上に設定する
とともに、前記第１の歪抵抗素子における抵抗温度係数
の絶対値を前記温度特性調整抵抗における抵抗温度係数
の絶対値の０．１倍以下に設定したもので、この構成に
よれば、第１の素子部における第１の歪抵抗素子の抵抗
値を温度特性調整抵抗における抵抗値の１０倍以上に設
定するとともに、前記第１の歪抵抗素子における抵抗温
度係数の絶対値を前記温度特性調整抵抗における抵抗温
度係数の絶対値の０．１倍以下に設定しているため、温
度特性調整抵抗の抵抗値を調整しても第１の素子部の合
成抵抗が変化しにくくなり、これにより、ブリッジ回路
における２つの出力端子の温度変化による出力変化率が
互いに略等しくなるようにしても、第１の素子部の合成
抵抗がほとんど変化しないため、周囲の温度変化により
出力が変動するということはないとともに、測定する外
力が零でかつ初期温度における２つの出力端子の出力電
圧を互いに略等しくできるという作用を有するものであ
る。
【００１９】請求項３に記載の発明は、弾性材料からな
る絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられ、かつ第
１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子に並列に接続さ
れ抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の抵抗温度係数
と異なる温度特性調整抵抗とからなる少なくとも２つの
第１の素子部と、前記絶縁基板の表面に設けられ、かつ
前記第１の素子部に直列に接続された第２の歪抵抗素子
からなる多くとも２つの第２の素子部とを備え、前記少
なくとも２つの第１の素子部および多くとも２つの第２
の素子部により４つの素子部からなるブリッジ回路を構
成するとともに、前記第１の素子部における温度特性調
整抵抗の抵抗値を調整することにより前記ブリッジ回路
における２つの出力の温度特性が略等しくなるようにし
たもので、この構成によれば、絶縁基板の表面に、第１
の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子と並列に接続され
抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の抵抗温度係数と
異なる温度特性調整抵抗とからなる少なくとも２つの第
１の素子部を設けるとともに、前記第１の素子部におけ
る温度特性調整抵抗の抵抗値を調整することによりブリ
ッジ回路における２つの出力の温度特性が略等しくなる
ようにしているため、周囲の温度変化があっても、前記
ブリッジ回路における２つの出力端子の温度変化による
出力変化率が互いに略等しくなるようにすることが容易
にできるという作用を有するものである。
る絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設けられ、かつ第
１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子に並列に接続さ
れ抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の抵抗温度係数
と異なる温度特性調整抵抗とからなる少なくとも２つの
第１の素子部と、前記絶縁基板の表面に設けられ、かつ
前記第１の素子部に直列に接続された第２の歪抵抗素子
からなる多くとも２つの第２の素子部とを備え、前記少
なくとも２つの第１の素子部および多くとも２つの第２
の素子部により４つの素子部からなるブリッジ回路を構
成するとともに、前記第１の素子部における温度特性調
整抵抗の抵抗値を調整することにより前記ブリッジ回路
における２つの出力の温度特性が略等しくなるようにし
たもので、この構成によれば、絶縁基板の表面に、第１
の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子と並列に接続され
抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の抵抗温度係数と
異なる温度特性調整抵抗とからなる少なくとも２つの第
１の素子部を設けるとともに、前記第１の素子部におけ
る温度特性調整抵抗の抵抗値を調整することによりブリ
ッジ回路における２つの出力の温度特性が略等しくなる
ようにしているため、周囲の温度変化があっても、前記
ブリッジ回路における２つの出力端子の温度変化による
出力変化率が互いに略等しくなるようにすることが容易
にできるという作用を有するものである。
【００２０】以下、本発明の一実施の形態における歪検
出装置について、図面を参照しながら説明する。
出装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】図１は本発明の一実施の形態における歪検
出装置の斜視図、図２は同歪検出装置の回路図である。
出装置の斜視図、図２は同歪検出装置の回路図である。
【００２２】図１，図２において、２１は樹脂製あるい
は金属製の一対の固定台である。２２は弾性材料からな
る絶縁基板で、この絶縁基板２２は前記一対の固定台２
１を裏面の両端部に固着している。またこの絶縁基板２
２は例えばステンレス等のベース基材（図示せず）の上
面に絶縁ガラス層（図示せず）を設けることにより構成
されているものである。２３は重り部材で、この重り部
材２３は前記絶縁基板２２の裏面の略中央から外方へ突
出するように設けられている。２４は一対の第１の素子
部で、この一対の第１の素子部２４はそれぞれ前記絶縁
基板２２の表面に設けられ、かつ第１の歪抵抗素子２５
と、この第１の歪抵抗素子２５に回路パターン２２ａに
より直列に接続され抵抗温度係数が第１の歪抵抗素子２
５と異なる温度特性調整抵抗２６とにより構成されてい
る。そして、前記第１の素子部２４における温度特性調
整抵抗２６の一端は電源端子２７に電気的に接続してい
る。そしてまた、前記第１の素子部２４における第１の
歪抵抗素子２５は、一端を前記温度特性調整抵抗２６の
他端に電気的に接続するとともに、他端を一対の出力端
子２８に電気的に接続している。さらに、前記第１の素
子部２４における第１の歪抵抗素子２５の抵抗値を温度
特性調整抵抗２６における抵抗値の１０倍以上に設定す
るとともに、第１の歪抵抗素子２５における抵抗温度係
数の絶対値を前記温度特性調整抵抗２６における抵抗温
度係数の絶対値の０．１倍以下に設定している。２９は
一対の第２の素子部で、この一対の第２の素子部２９は
それぞれ前記絶縁基板２２の表面に設けられ、かつ前記
第１の素子部２４における第１の歪抵抗素子２５の他端
に直列に接続された第２の歪抵抗素子３０により構成さ
れており、この第２の歪抵抗素子３０は一端を前記一対
の出力端子２８に電気的に接続するとともに他端をＧＮ
Ｄ端子３１に電気的に接続している。そして、前記第１
の素子部２４および第２の素子部２９により４つの素子
部からなるブリッジ回路を構成している。
は金属製の一対の固定台である。２２は弾性材料からな
る絶縁基板で、この絶縁基板２２は前記一対の固定台２
１を裏面の両端部に固着している。またこの絶縁基板２
２は例えばステンレス等のベース基材（図示せず）の上
面に絶縁ガラス層（図示せず）を設けることにより構成
されているものである。２３は重り部材で、この重り部
材２３は前記絶縁基板２２の裏面の略中央から外方へ突
出するように設けられている。２４は一対の第１の素子
部で、この一対の第１の素子部２４はそれぞれ前記絶縁
基板２２の表面に設けられ、かつ第１の歪抵抗素子２５
と、この第１の歪抵抗素子２５に回路パターン２２ａに
より直列に接続され抵抗温度係数が第１の歪抵抗素子２
５と異なる温度特性調整抵抗２６とにより構成されてい
る。そして、前記第１の素子部２４における温度特性調
整抵抗２６の一端は電源端子２７に電気的に接続してい
る。そしてまた、前記第１の素子部２４における第１の
歪抵抗素子２５は、一端を前記温度特性調整抵抗２６の
他端に電気的に接続するとともに、他端を一対の出力端
子２８に電気的に接続している。さらに、前記第１の素
子部２４における第１の歪抵抗素子２５の抵抗値を温度
特性調整抵抗２６における抵抗値の１０倍以上に設定す
るとともに、第１の歪抵抗素子２５における抵抗温度係
数の絶対値を前記温度特性調整抵抗２６における抵抗温
度係数の絶対値の０．１倍以下に設定している。２９は
一対の第２の素子部で、この一対の第２の素子部２９は
それぞれ前記絶縁基板２２の表面に設けられ、かつ前記
第１の素子部２４における第１の歪抵抗素子２５の他端
に直列に接続された第２の歪抵抗素子３０により構成さ
れており、この第２の歪抵抗素子３０は一端を前記一対
の出力端子２８に電気的に接続するとともに他端をＧＮ
Ｄ端子３１に電気的に接続している。そして、前記第１
の素子部２４および第２の素子部２９により４つの素子
部からなるブリッジ回路を構成している。
【００２３】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における歪検出装置について、次にその組立方法を
説明する。
形態における歪検出装置について、次にその組立方法を
説明する。
【００２４】まず、予め準備された金属ベース基材（図
示せず）にガラスペースト（図示せず）を印刷した後、
約８５０℃で約４５分間焼成し、絶縁基板２２を形成す
る。
示せず）にガラスペースト（図示せず）を印刷した後、
約８５０℃で約４５分間焼成し、絶縁基板２２を形成す
る。
【００２５】次に、前記絶縁基板２２の表面に位置して
メタルグレーズ系のカーボンのペーストを印刷し、約８
５０℃で約４５分間焼成し、前記絶縁基板２２に第１の
歪抵抗素子２５と温度特性調整抵抗２６とからなる第１
の素子部２４と、第２の歪抵抗素子３０からなる第２の
素子部２９を形成する。
メタルグレーズ系のカーボンのペーストを印刷し、約８
５０℃で約４５分間焼成し、前記絶縁基板２２に第１の
歪抵抗素子２５と温度特性調整抵抗２６とからなる第１
の素子部２４と、第２の歪抵抗素子３０からなる第２の
素子部２９を形成する。
【００２６】次に、前記絶縁基板２２の表面に位置して
銀のペーストを印刷し、約８５０℃で約４５分間焼成
し、前記絶縁基板２２における第１の素子部２４の第１
の歪抵抗素子２５および温度特性調整抵抗２６と、第２
の素子部２９における第２の歪抵抗素子３０とが電気的
に接続されるように、前記絶縁基板２２に電源端子２
７、一対の出力端子２８、ＧＮＤ端子３１および回路パ
ターン２２ａを形成する。
銀のペーストを印刷し、約８５０℃で約４５分間焼成
し、前記絶縁基板２２における第１の素子部２４の第１
の歪抵抗素子２５および温度特性調整抵抗２６と、第２
の素子部２９における第２の歪抵抗素子３０とが電気的
に接続されるように、前記絶縁基板２２に電源端子２
７、一対の出力端子２８、ＧＮＤ端子３１および回路パ
ターン２２ａを形成する。
【００２７】次に、前記絶縁基板２２の裏面の両端部に
一対の固定台２１を固着した後、絶縁基板２２における
裏面の略中央から外方へ突出するように重り部材２３を
固着する。
一対の固定台２１を固着した後、絶縁基板２２における
裏面の略中央から外方へ突出するように重り部材２３を
固着する。
【００２８】最後に、前記電源端子２７を電源（図示せ
ず）に接続し電圧を印加するとともに、ＧＮＤ端子３１
を接地した状態において、絶縁基板２２の周囲温度を変
動させて、前記一対の出力端子２８の温度変化による出
力変化率が互いに略等しくなるように、前記温度特性調
整抵抗２６をトリミングする。
ず）に接続し電圧を印加するとともに、ＧＮＤ端子３１
を接地した状態において、絶縁基板２２の周囲温度を変
動させて、前記一対の出力端子２８の温度変化による出
力変化率が互いに略等しくなるように、前記温度特性調
整抵抗２６をトリミングする。
【００２９】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における歪検出装置について、次にその動作を説明
する。
形態における歪検出装置について、次にその動作を説明
する。
【００３０】重り部材２３に例えば加速度等により外力
が作用すると、この外力により、絶縁基板２２が変形す
る。この場合、絶縁基板２２の表面には一対の第１の歪
抵抗素子２５および一対の第２の歪抵抗素子３０が設け
られているため、前記絶縁基板２２の変形量に比例して
一対の第１の歪抵抗素子２５および一対の第２の歪抵抗
素子３０の抵抗値が変化する。そして、一対の第１の歪
抵抗素子２５および一対の第２の歪抵抗素子３０により
ブリッジ回路が構成されているため、前記一対の出力端
子２８の電圧差により、前記重り部材２３に加わる外力
を検出するものである。
が作用すると、この外力により、絶縁基板２２が変形す
る。この場合、絶縁基板２２の表面には一対の第１の歪
抵抗素子２５および一対の第２の歪抵抗素子３０が設け
られているため、前記絶縁基板２２の変形量に比例して
一対の第１の歪抵抗素子２５および一対の第２の歪抵抗
素子３０の抵抗値が変化する。そして、一対の第１の歪
抵抗素子２５および一対の第２の歪抵抗素子３０により
ブリッジ回路が構成されているため、前記一対の出力端
子２８の電圧差により、前記重り部材２３に加わる外力
を検出するものである。
【００３１】ここで、本発明の一実施の形態における歪
検出装置の周囲の温度が劣化する場合について考えて見
ると、歪検出装置における一対の出力端子２８のうちの
一方の出力端子２８の温度変化による出力電圧の出力変
化率Ａは次式
検出装置の周囲の温度が劣化する場合について考えて見
ると、歪検出装置における一対の出力端子２８のうちの
一方の出力端子２８の温度変化による出力電圧の出力変
化率Ａは次式
【００３２】
【数３】
【００３３】で表せられる。また、歪検出装置における
一対の出力端子２８のうちの他方の出力端子２８の温度
変化による出力電圧の出力変化率Ｂは次式
一対の出力端子２８のうちの他方の出力端子２８の温度
変化による出力電圧の出力変化率Ｂは次式
【００３４】
【数４】
【００３５】で表せられる。
【００３６】そして、本発明の一実施の形態における歪
検出装置の出力が周囲の温度変化により変動しないよう
にするためには、歪検出装置における一対の出力端子２
８のうちの一方の出力端子２８の温度変化による出力電
圧の出力変化率Ａを、歪検出装置における一対の出力端
子２８のうちの他方の出力端子２８の温度変化による出
力電圧の出力変化率Ｂに略等しくすることが必要であ
る。ここで、歪検出装置における一対の出力端子２８の
うちの一方の出力端子２８の温度変化による出力電圧の
出力変化率Ａを一対の温度特性調整抵抗２６における一
方の温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｅで微分すると、
次式
検出装置の出力が周囲の温度変化により変動しないよう
にするためには、歪検出装置における一対の出力端子２
８のうちの一方の出力端子２８の温度変化による出力電
圧の出力変化率Ａを、歪検出装置における一対の出力端
子２８のうちの他方の出力端子２８の温度変化による出
力電圧の出力変化率Ｂに略等しくすることが必要であ
る。ここで、歪検出装置における一対の出力端子２８の
うちの一方の出力端子２８の温度変化による出力電圧の
出力変化率Ａを一対の温度特性調整抵抗２６における一
方の温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｅで微分すると、
次式
【００３７】
【数５】
【００３８】で表せられる。
【００３９】また、歪検出装置における一対の出力端子
２８のうちの他方の出力端子２８の温度変化による出力
電圧の出力変化率Ｂを一対の温度特性調整抵抗２６にお
ける他方の温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｆで微分す
ると、次式
２８のうちの他方の出力端子２８の温度変化による出力
電圧の出力変化率Ｂを一対の温度特性調整抵抗２６にお
ける他方の温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｆで微分す
ると、次式
【００４０】
【数６】
【００４１】で表せられる。すなわち、（数５）および
（数６）より、一対の温度特性調整抵抗２６における一
方および他方の温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｅおよ
びＲｆを変化させることにより、出力変化率Ａおよび出
力変化率Ｂを容易に変化させることができるものであ
る。このように本発明の一実施の形態においては、絶縁
基板２２の表面に、第１の歪抵抗素子２５とこの第１の
歪抵抗素子２５と直列に接続され抵抗温度係数が前記歪
抵抗素子２５の抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗
２６とからなる少なくとも２つの第１の素子部２４を設
けるとともに、前記第１の素子部２４における温度特性
調整抵抗２６の抵抗値を調整することによりブリッジ回
路における２つの出力の温度特性が略等しくなるように
しているため、周囲の温度変化があっても、前記ブリッ
ジ回路における一対の出力端子２８の温度変化による出
力変化率が互いに略等しくなるようにすることが容易に
できるものである。
（数６）より、一対の温度特性調整抵抗２６における一
方および他方の温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｅおよ
びＲｆを変化させることにより、出力変化率Ａおよび出
力変化率Ｂを容易に変化させることができるものであ
る。このように本発明の一実施の形態においては、絶縁
基板２２の表面に、第１の歪抵抗素子２５とこの第１の
歪抵抗素子２５と直列に接続され抵抗温度係数が前記歪
抵抗素子２５の抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗
２６とからなる少なくとも２つの第１の素子部２４を設
けるとともに、前記第１の素子部２４における温度特性
調整抵抗２６の抵抗値を調整することによりブリッジ回
路における２つの出力の温度特性が略等しくなるように
しているため、周囲の温度変化があっても、前記ブリッ
ジ回路における一対の出力端子２８の温度変化による出
力変化率が互いに略等しくなるようにすることが容易に
できるものである。
【００４２】ここで、第１の素子部２４における温度特
性調整抵抗２６の抵抗値を５０％変化させるとともに、
第１の歪抵抗素子２５の抵抗値を変化させる場合を考え
て見ると、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おける第１の歪抵抗素子２５および温度特性調整抵抗２
６の抵抗値を変化させたときの出力端子２８の出力の変
化量は図３に示すように、第１の歪抵抗素子２５の抵抗
値Ｒｂ，Ｒｄを温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｅ，Ｒ
ｆの１０倍以上に設定することにより、出力端子２８に
おける出力電圧の変化率を１％以下にすることができる
ものである。さらに、通常、ブリッジ回路における各第
１の歪抵抗素子２５および第２の歪抵抗素子３０の抵抗
温度係数のバラツキによる変化量は最大１０％であり、
裏を返せば、出力端子２８における温度特性を最低でも
１０％調整する必要があるため、図４に示すように、第
１の歪抵抗素子２５における抵抗温度係数の絶対値β、
ζを温度特性調整抵抗２６における抵抗温度係数絶対値
ε、δの０．１倍以下に設定しているものである。すな
わち、第１の素子部２４における第１の歪抵抗素子２５
の抵抗値を温度特性調整抵抗２６における抵抗値の１０
倍以上に設定するとともに、前記第１の歪抵抗素子２５
における抵抗温度係数の絶対値を前記温度特性調整抵抗
２６における抵抗温度係数の絶対値の０．１倍以下に設
定することにより、温度特性調整抵抗２６の抵抗値を調
整しても第１の素子部２４の合成抵抗が変化しにくくな
り、これにより、ブリッジ回路における一対の出力端子
２８の温度変化による出力変化率が互いに略等しくなる
ようにしても、第１の素子部２４の合成抵抗がほとんど
変化しないため、周囲の温度変化により出力が変動する
ということはないとともに、測定する外力が零でかつ初
期温度における一対の出力端子２８の出力電圧を互いに
略等しくできるという効果を有するものである。
性調整抵抗２６の抵抗値を５０％変化させるとともに、
第１の歪抵抗素子２５の抵抗値を変化させる場合を考え
て見ると、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おける第１の歪抵抗素子２５および温度特性調整抵抗２
６の抵抗値を変化させたときの出力端子２８の出力の変
化量は図３に示すように、第１の歪抵抗素子２５の抵抗
値Ｒｂ，Ｒｄを温度特性調整抵抗２６の抵抗値Ｒｅ，Ｒ
ｆの１０倍以上に設定することにより、出力端子２８に
おける出力電圧の変化率を１％以下にすることができる
ものである。さらに、通常、ブリッジ回路における各第
１の歪抵抗素子２５および第２の歪抵抗素子３０の抵抗
温度係数のバラツキによる変化量は最大１０％であり、
裏を返せば、出力端子２８における温度特性を最低でも
１０％調整する必要があるため、図４に示すように、第
１の歪抵抗素子２５における抵抗温度係数の絶対値β、
ζを温度特性調整抵抗２６における抵抗温度係数絶対値
ε、δの０．１倍以下に設定しているものである。すな
わち、第１の素子部２４における第１の歪抵抗素子２５
の抵抗値を温度特性調整抵抗２６における抵抗値の１０
倍以上に設定するとともに、前記第１の歪抵抗素子２５
における抵抗温度係数の絶対値を前記温度特性調整抵抗
２６における抵抗温度係数の絶対値の０．１倍以下に設
定することにより、温度特性調整抵抗２６の抵抗値を調
整しても第１の素子部２４の合成抵抗が変化しにくくな
り、これにより、ブリッジ回路における一対の出力端子
２８の温度変化による出力変化率が互いに略等しくなる
ようにしても、第１の素子部２４の合成抵抗がほとんど
変化しないため、周囲の温度変化により出力が変動する
ということはないとともに、測定する外力が零でかつ初
期温度における一対の出力端子２８の出力電圧を互いに
略等しくできるという効果を有するものである。
【００４３】なお、上記本発明の一実施の形態における
歪検出装置においては、温度特性調整抵抗２６を第１の
歪抵抗素子２５に直列に接続する構成としたが、図５お
よび図６に示すように、温度特性調整抵抗２６ａを第１
の歪抵抗素子２５ａに並列に接続しても、本発明の一実
施の形態と同様の作用効果を有するものである。
歪検出装置においては、温度特性調整抵抗２６を第１の
歪抵抗素子２５に直列に接続する構成としたが、図５お
よび図６に示すように、温度特性調整抵抗２６ａを第１
の歪抵抗素子２５ａに並列に接続しても、本発明の一実
施の形態と同様の作用効果を有するものである。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明の歪検出装置は、弾
性材料からなる絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設け
られ、かつ第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子に
直列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の
抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗とからなる少な
くとも２つの第１の素子部と、前記絶縁基板の表面に設
けられ、かつ前記第１の素子部に直列に接続された第２
の歪抵抗素子からなる多くとも２つの第２の素子部とを
備え、前記少なくとも２つの第１の素子部および多くと
も２つの第２の素子部により４つの素子部からなるブリ
ッジ回路を構成するとともに、前記第１の素子部におけ
る温度特性調整抵抗の抵抗値を調整することにより前記
ブリッジ回路における２つの出力の温度特性が略等しく
なるようにしたもので、この構成によれば、絶縁基板の
表面に、第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子と直
列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の抵
抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗とからなる少なく
とも２つの第１の素子部を設けるとともに、前記第１の
素子部における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整するこ
とによりブリッジ回路における２つの出力の温度特性が
略等しくなるようにしているため、周囲の温度変化があ
っても、前記ブリッジ回路における２つの出力端子の温
度変化による出力変化率が互いに略等しくなるようにす
ることが容易にでき、その結果、特性の安定した歪検出
装置を提供することができるというすぐれた効果を有す
るものである。
性材料からなる絶縁基板と、この絶縁基板の表面に設け
られ、かつ第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子に
直列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の
抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗とからなる少な
くとも２つの第１の素子部と、前記絶縁基板の表面に設
けられ、かつ前記第１の素子部に直列に接続された第２
の歪抵抗素子からなる多くとも２つの第２の素子部とを
備え、前記少なくとも２つの第１の素子部および多くと
も２つの第２の素子部により４つの素子部からなるブリ
ッジ回路を構成するとともに、前記第１の素子部におけ
る温度特性調整抵抗の抵抗値を調整することにより前記
ブリッジ回路における２つの出力の温度特性が略等しく
なるようにしたもので、この構成によれば、絶縁基板の
表面に、第１の歪抵抗素子とこの第１の歪抵抗素子と直
列に接続され抵抗温度係数が前記第１の歪抵抗素子の抵
抗温度係数と異なる温度特性調整抵抗とからなる少なく
とも２つの第１の素子部を設けるとともに、前記第１の
素子部における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整するこ
とによりブリッジ回路における２つの出力の温度特性が
略等しくなるようにしているため、周囲の温度変化があ
っても、前記ブリッジ回路における２つの出力端子の温
度変化による出力変化率が互いに略等しくなるようにす
ることが容易にでき、その結果、特性の安定した歪検出
装置を提供することができるというすぐれた効果を有す
るものである。
【図１】本発明の一実施の形態における歪検出装置の斜
視図
視図
【図２】同歪検出装置の回路図
【図３】同歪検出装置の出力電圧の変化率を示す図
【図４】同歪検出装置の抵抗温度係数調整量を示す図
【図５】本発明の他の実施の形態における歪検出装置の
斜視図
斜視図
【図６】同歪検出装置の回路図
【図７】従来の歪検出装置の斜視図
【図８】同歪検出装置の回路図
２２ 絶縁基板 ２４ 第１の素子部 ２５，２５ａ 第１の歪抵抗素子 ２６，２６ａ 温度特性調整抵抗 ２９ 第２の素子部 ３０ 第２の歪抵抗素子
Claims (3)
- 【請求項１】 弾性材料からなる絶縁基板と、この絶縁
基板の表面に設けられ、かつ第１の歪抵抗素子とこの第
１の歪抵抗素子に直列に接続され抵抗温度係数が前記第
１の歪抵抗素子の抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵
抗とからなる少なくとも２つの第１の素子部と、前記絶
縁基板の表面に設けられ、かつ前記第１の素子部に直列
に接続された第２の歪抵抗素子からなる多くとも２つの
第２の素子部とを備え、前記少なくとも２つの第１の素
子部および多くとも２つの第２の素子部により４つの素
子部からなるブリッジ回路を構成するとともに、前記第
１の素子部における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整す
ることにより前記ブリッジ回路における２つの出力の温
度特性が略等しくなるようにした歪検出装置。 - 【請求項２】 第１の素子部における第１の歪抵抗素子
の抵抗値を温度特性調整抵抗における抵抗値の１０倍以
上に設定するとともに、前記第１の歪抵抗素子における
抵抗温度係数の絶対値を前記温度特性調整抵抗における
抵抗温度係数の絶対値の０．１倍以下に設定した請求項
１記載の歪検出装置。 - 【請求項３】 弾性材料からなる絶縁基板と、この絶縁
基板の表面に設けられ、かつ第１の歪抵抗素子とこの第
１の歪抵抗素子に並列に接続され抵抗温度係数が前記第
１の歪抵抗素子の抵抗温度係数と異なる温度特性調整抵
抗とからなる少なくとも２つの第１の素子部と、前記絶
縁基板の表面に設けられ、かつ前記第１の素子部に直列
に接続された第２の歪抵抗素子からなる多くとも２つの
第２の素子部とを備え、前記少なくとも２つの第１の素
子部および多くとも２つの第２の素子部により４つの素
子部からなるブリッジ回路を構成するとともに、前記第
１の素子部における温度特性調整抵抗の抵抗値を調整す
ることにより前記ブリッジ回路における２つの出力の温
度特性が略等しくなるようにした歪検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11025842A JP2000221084A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 歪検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11025842A JP2000221084A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 歪検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000221084A true JP2000221084A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12177116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11025842A Pending JP2000221084A (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 歪検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000221084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003083820A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Nippon Soken Inc | 面圧センサ |
| JP2008180671A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 力学量センサ |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP11025842A patent/JP2000221084A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003083820A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Nippon Soken Inc | 面圧センサ |
| JP2008180671A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 力学量センサ |
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