JPH0132445B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0132445B2 JPH0132445B2 JP59114816A JP11481684A JPH0132445B2 JP H0132445 B2 JPH0132445 B2 JP H0132445B2 JP 59114816 A JP59114816 A JP 59114816A JP 11481684 A JP11481684 A JP 11481684A JP H0132445 B2 JPH0132445 B2 JP H0132445B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic material
- soft magnetic
- pressure
- outer ring
- pressure transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/16—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in the magnetic properties of material resulting from the application of stress
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、圧力をインダクタンス値変化として
検出する圧力トランスデユーサに関するものであ
る。
検出する圧力トランスデユーサに関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
近年、センサはマイクロプロセツサ入力用とし
て要望が多く、特に圧力センサに対するニーズは
極めて高い。しかしながら、安価で正確なものは
現在なく、例えば半導体圧力センサでは温度特性
が安定しておらず、静電容量方式は精度の点で問
題があり、歪ゲージ方式は高価である等の問題点
をかかえている。
て要望が多く、特に圧力センサに対するニーズは
極めて高い。しかしながら、安価で正確なものは
現在なく、例えば半導体圧力センサでは温度特性
が安定しておらず、静電容量方式は精度の点で問
題があり、歪ゲージ方式は高価である等の問題点
をかかえている。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を解消するもので、磁
歪現象が、新材料アモルフアス磁性合金により初
めて実用レベルで利用可能となる事を見とおし、
ならびにアモルフアス磁性合金が安価で多量に供
給できる事実をふまえ、アモルフアス磁性合金の
磁歪を用いた、安価で精度の高い圧力トランスデ
ユーサを提供することを目的とする。
歪現象が、新材料アモルフアス磁性合金により初
めて実用レベルで利用可能となる事を見とおし、
ならびにアモルフアス磁性合金が安価で多量に供
給できる事実をふまえ、アモルフアス磁性合金の
磁歪を用いた、安価で精度の高い圧力トランスデ
ユーサを提供することを目的とする。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明の圧力トラン
スデユーサは、円形底部と、この円形底部の一方
の面の外周縁部から突出した環状の外環壁と前記
円形底部の一方の面の中心部から突出しかつ先端
面が前記外環壁の先端面と同一面内に位置する円
柱状突出部とからなる軟磁性体と、前記外環壁と
円柱状突出部の先端面に当接して前記軟磁性体の
開口を覆う磁歪を有するアモルフアス磁性材料
と、前記軟磁性体の外環壁と円柱状突出部との間
〓に設置されたコイルと、前記軟磁体に前記コイ
ルの端子を取り出す透孔が設けられたものであ
る。
スデユーサは、円形底部と、この円形底部の一方
の面の外周縁部から突出した環状の外環壁と前記
円形底部の一方の面の中心部から突出しかつ先端
面が前記外環壁の先端面と同一面内に位置する円
柱状突出部とからなる軟磁性体と、前記外環壁と
円柱状突出部の先端面に当接して前記軟磁性体の
開口を覆う磁歪を有するアモルフアス磁性材料
と、前記軟磁性体の外環壁と円柱状突出部との間
〓に設置されたコイルと、前記軟磁体に前記コイ
ルの端子を取り出す透孔が設けられたものであ
る。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第１図Ａは本発明の一実施例における圧力トラ
ンスデユーサの平面図、同図Ｂは同断面図で、１
は磁歪を有するアモルフアス磁性合金の円板、２
は中心部に先端面が外環壁２ａの先端面と同一面
内に位置する円柱状突出部２ｂを有するつぼ形軟
磁性体、３は前記円柱状突出部２ｂに巻かれたコ
イル、４はコイルの端子を取り出す小孔である。
アモルフアス磁性合金の円板１と軟磁性体２とは
磁気回路を構成し、コイル３によりそのインダク
タンスが測定できる様になつている。
ンスデユーサの平面図、同図Ｂは同断面図で、１
は磁歪を有するアモルフアス磁性合金の円板、２
は中心部に先端面が外環壁２ａの先端面と同一面
内に位置する円柱状突出部２ｂを有するつぼ形軟
磁性体、３は前記円柱状突出部２ｂに巻かれたコ
イル、４はコイルの端子を取り出す小孔である。
アモルフアス磁性合金の円板１と軟磁性体２とは
磁気回路を構成し、コイル３によりそのインダク
タンスが測定できる様になつている。
この圧力トランスデユーサにおいて、圧力Ｐが
第１図に示す様に加えられると、アモルフアス磁
性合金の円板１は、軟磁性体２の環状の溝部で下
方に押し下げられて変形し、その結果内部応力が
発生する。すると磁歪効果により、アモルフアス
磁性合金の円板１の透磁率が変化し、コイル３に
より検出されるインダクタンス値もそれに伴なつ
て変化する。この変化を検出する事により、被測
定圧力が測定できることになる。
第１図に示す様に加えられると、アモルフアス磁
性合金の円板１は、軟磁性体２の環状の溝部で下
方に押し下げられて変形し、その結果内部応力が
発生する。すると磁歪効果により、アモルフアス
磁性合金の円板１の透磁率が変化し、コイル３に
より検出されるインダクタンス値もそれに伴なつ
て変化する。この変化を検出する事により、被測
定圧力が測定できることになる。
この様に構成された圧力トランスデユーサにお
いては、次の様なアモルフアス磁性合金の特徴が
生かされ、従来にない多くの利点をもつものとな
る。すなわち、 機械的強度が大きく（200〜300Kg／mm2）、従
来金属のそれを凌ぎ（ステンレス鋼で60Kg／
mm2）、かつ塑性変形が生じない。これにより、
過大入力に極めて強い圧力トランスデユーサと
なる。
いては、次の様なアモルフアス磁性合金の特徴が
生かされ、従来にない多くの利点をもつものとな
る。すなわち、 機械的強度が大きく（200〜300Kg／mm2）、従
来金属のそれを凌ぎ（ステンレス鋼で60Kg／
mm2）、かつ塑性変形が生じない。これにより、
過大入力に極めて強い圧力トランスデユーサと
なる。
磁歪効果の大きいものが作成でき、特にFe
系のものは飽和磁歪入ｓが約30×10-6と大き
い。このような材料は発生する応力に対する透
磁率の変化が大きい。特にアモルフアス合金は
初透磁率が大きいためその変化は極めて大き
く、よつて感度のよいトランスデユーサとな
る。
系のものは飽和磁歪入ｓが約30×10-6と大き
い。このような材料は発生する応力に対する透
磁率の変化が大きい。特にアモルフアス合金は
初透磁率が大きいためその変化は極めて大き
く、よつて感度のよいトランスデユーサとな
る。
結晶粒界、転位、積層欠陥がなく、異相析
出、偏析もない化学的均一物質であり、非常に
高い耐蝕性を示す。この事により、腐蝕性ガス
や液体の圧力を直接測定可能となり、正確な測
定ができる。また構成も簡略化でき、価格及び
信頼性の上で大きなメリツトとなる。
出、偏析もない化学的均一物質であり、非常に
高い耐蝕性を示す。この事により、腐蝕性ガス
や液体の圧力を直接測定可能となり、正確な測
定ができる。また構成も簡略化でき、価格及び
信頼性の上で大きなメリツトとなる。
透磁率が高く優れた軟磁性材料である。その
ため磁気回路を構成しやすく、漏れ磁束等を考
慮する必要がなく、設計が極めて簡単になる。
ため磁気回路を構成しやすく、漏れ磁束等を考
慮する必要がなく、設計が極めて簡単になる。
第２図は第１図に示す圧力トランスデユーサを
含む非安定マルチバイブレータ回路を有する圧力
センサの回路ブロツク図で、５は測定用標準イン
ダクタンスであり、インダクタンス値をl1とす
る。６は第１図に示した圧力トランスデユーサ
で、そのインダクタンス値をl2とする。７，８は
発振用帰還容量で、その容量値はC1，C2である。
９，１０は発振用帰還抵抗で、その抵抗値はr1，
r2である。１１，１２はスイツチング用トランジ
スタ、１３，１４はエミツタ電流逆流阻止ダイオ
ードである。以上で非安定マルチバイブレータが
構成される。１５はトランジスタ１１の導通時に
コレクタ電圧が低レベルになる時間長T1を測定
する回路、１６はトランジスタ１２の導通時にコ
レクタ電圧が低レベルになる時間長T2を測定す
る回路である。１７は時間長T1，T2を測定する
回路１５，１６より送られた時間長T1，T2を用
いてl2の変化を検出し、それより圧力値を演算出
力する回路である。i1，i2はインダクタンス素子
５，６を流れる電流である。この非安定マルチバ
イブレータ部では、発振時に容量７，８はインダ
クタンス素子５，６よりもインピーダンスが小さ
く、抵抗９，１０は容量７，８の放電時定数がそ
の発振周期よりも長くなるように設定されてい
る。
含む非安定マルチバイブレータ回路を有する圧力
センサの回路ブロツク図で、５は測定用標準イン
ダクタンスであり、インダクタンス値をl1とす
る。６は第１図に示した圧力トランスデユーサ
で、そのインダクタンス値をl2とする。７，８は
発振用帰還容量で、その容量値はC1，C2である。
９，１０は発振用帰還抵抗で、その抵抗値はr1，
r2である。１１，１２はスイツチング用トランジ
スタ、１３，１４はエミツタ電流逆流阻止ダイオ
ードである。以上で非安定マルチバイブレータが
構成される。１５はトランジスタ１１の導通時に
コレクタ電圧が低レベルになる時間長T1を測定
する回路、１６はトランジスタ１２の導通時にコ
レクタ電圧が低レベルになる時間長T2を測定す
る回路である。１７は時間長T1，T2を測定する
回路１５，１６より送られた時間長T1，T2を用
いてl2の変化を検出し、それより圧力値を演算出
力する回路である。i1，i2はインダクタンス素子
５，６を流れる電流である。この非安定マルチバ
イブレータ部では、発振時に容量７，８はインダ
クタンス素子５，６よりもインピーダンスが小さ
く、抵抗９，１０は容量７，８の放電時定数がそ
の発振周期よりも長くなるように設定されてい
る。
この時、この非安定マルチバイブレータの発振
周期を示すT1，T2は次式で表わされる。
周期を示すT1，T2は次式で表わされる。
T1＝2l1／r1（１＋l2r1／l1r2）2 ……
T2＝2l2／r2（１＋l1r2／l2r1）2 ……
これよりT1，T2はl2の値により変化する。
そこで、圧力が圧力トランスデユーサ６に加わ
り、インダクタンス値l2が変化すると、T1又は
T2を測定すれば、これにより圧力が測定できる
事になる。
り、インダクタンス値l2が変化すると、T1又は
T2を測定すれば、これにより圧力が測定できる
事になる。
これは検出回路の一例であり、その他の方法に
よつても圧力トランスデユーサの変化は検出可能
であり、それによる圧力センサの構成も可能であ
る。
よつても圧力トランスデユーサの変化は検出可能
であり、それによる圧力センサの構成も可能であ
る。
発明の効果
以上説明した様に本発明によれば、磁歪を有す
るアモルフアス磁性合金を用いた圧力トランスデ
ユーサは、アモルフアス磁性合金と軟磁性体とが
間隙、空隙のない閉磁気回路を構成し、アモルフ
アス合金部材が圧力を検出するセンサ材料となる
と同時に機構部品のダイアフラムとしても働くと
いう特徴を有するものであり、そして、検出用コ
イルを内蔵し、かつ高耐食性および高機械的強度
をもつアモルフアス合金を用いることによつて、
被測定圧力媒質が直接接しても耐久性と対環境性
の著しい向上が得られ、しかも、構成部品が少な
い、設計のしやすい、組立やすい、安価なトラン
スデユーサが得られ、さらに、高感度で高信頼性
を実現することができるものである。
るアモルフアス磁性合金を用いた圧力トランスデ
ユーサは、アモルフアス磁性合金と軟磁性体とが
間隙、空隙のない閉磁気回路を構成し、アモルフ
アス合金部材が圧力を検出するセンサ材料となる
と同時に機構部品のダイアフラムとしても働くと
いう特徴を有するものであり、そして、検出用コ
イルを内蔵し、かつ高耐食性および高機械的強度
をもつアモルフアス合金を用いることによつて、
被測定圧力媒質が直接接しても耐久性と対環境性
の著しい向上が得られ、しかも、構成部品が少な
い、設計のしやすい、組立やすい、安価なトラン
スデユーサが得られ、さらに、高感度で高信頼性
を実現することができるものである。
第１図Ａは本発明の一実施例における圧力トラ
ンスデユーサの平面図、同図Ｂは同断面図、第２
図は第１図に示す圧力トランスデユーサと検出回
路とを含む圧力センサの回路ブロツク図である。 １……円板、２……つぼ形軟磁性体、２ａ……
外環壁、２ｂ……円環状突出部、３……コイル、
４……透孔。
ンスデユーサの平面図、同図Ｂは同断面図、第２
図は第１図に示す圧力トランスデユーサと検出回
路とを含む圧力センサの回路ブロツク図である。 １……円板、２……つぼ形軟磁性体、２ａ……
外環壁、２ｂ……円環状突出部、３……コイル、
４……透孔。
Claims (1)
- １ 円形底部と、この円形底部の一方の面の外周
縁部から突出した環状の外環壁と前記円形底部の
一方の面の中心部から突出しかつ先端面が前記外
環壁の先端面と同一面内に位置する円柱状突出部
とからなる軟磁性体と、前記外環壁と円柱状突出
部の先端面に当接して前記軟磁性体の開口を覆う
磁歪を有するアモルフアス磁性材料と、前記軟磁
性体の外環壁と円柱状突出部との間〓に設置され
たコイルと、前記軟磁体に前記コイルの端子を取
り出す透孔が設けられたことを特徴とする圧力ト
ランスデユーサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114816A JPS6022639A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 圧力トランスデユ−サ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59114816A JPS6022639A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 圧力トランスデユ−サ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16610279A Division JPS5687816A (en) | 1979-12-19 | 1979-12-19 | Pressure or displacement sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022639A JPS6022639A (ja) | 1985-02-05 |
| JPH0132445B2 true JPH0132445B2 (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=14647400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59114816A Granted JPS6022639A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 圧力トランスデユ−サ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022639A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01269025A (ja) * | 1988-04-20 | 1989-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧力センサ |
| JP4189584B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2008-12-03 | 日産自動車株式会社 | ばね上ばね下間の給電機能を備えたショックアブソーバ |
| EP3223429A1 (fr) * | 2016-03-24 | 2017-09-27 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Capteur de force, notamment pour une plaque de touche |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS549758B2 (ja) * | 1973-06-18 | 1979-04-26 | ||
| JPS5444168Y2 (ja) * | 1974-06-21 | 1979-12-19 | ||
| JPS5528501B2 (ja) * | 1974-07-26 | 1980-07-28 | ||
| JPS51111698A (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-02 | Res Inst Iron Steel Tohoku Univ | Magnetostriction-mechanics converter |
| JPS5359060U (ja) * | 1976-10-21 | 1978-05-19 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59114816A patent/JPS6022639A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6022639A (ja) | 1985-02-05 |
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