JPH0141208B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0141208B2 JPH0141208B2 JP20102182A JP20102182A JPH0141208B2 JP H0141208 B2 JPH0141208 B2 JP H0141208B2 JP 20102182 A JP20102182 A JP 20102182A JP 20102182 A JP20102182 A JP 20102182A JP H0141208 B2 JPH0141208 B2 JP H0141208B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- strain
- main body
- generating
- diaphragm
- 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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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ひずみゲージによつて受感部に加わ
る荷重の大きさを電気的に測定するための荷重変
換器に関するものである。
る荷重の大きさを電気的に測定するための荷重変
換器に関するものである。
この種の従来の荷重変換器の受感部形状とし
て、測定する荷重の大きさ、荷重変換器の形状
（例えば、小型、薄型等）、精度、等により異なり
種々の方式のものがある。比較的小さな荷重を測
定する荷重変換器では、一般に梁の曲げひずみを
ひずみゲージによつて検出している。梁の方式と
しては、一端を固定して他端に荷重を負荷するカ
ンチレバー（片持梁）方式、両端を固定して梁の
中央部に荷重を負荷する両端固定梁方式、更には
複式曲げを受ける平行四辺形梁方式等種々の方式
がある。
て、測定する荷重の大きさ、荷重変換器の形状
（例えば、小型、薄型等）、精度、等により異なり
種々の方式のものがある。比較的小さな荷重を測
定する荷重変換器では、一般に梁の曲げひずみを
ひずみゲージによつて検出している。梁の方式と
しては、一端を固定して他端に荷重を負荷するカ
ンチレバー（片持梁）方式、両端を固定して梁の
中央部に荷重を負荷する両端固定梁方式、更には
複式曲げを受ける平行四辺形梁方式等種々の方式
がある。
ところが、上記カンチレバー方式および平行四
辺形梁方式等の如く一端を固定し他端に荷重を負
荷する方式では、荷重によつて梁が撓んだときに
荷重点が外方に移動するという欠点があり、特に
横荷重阻止およびひずみゲージの吸湿防止のため
ダイヤフラムを梁に取付けた場合には、該荷重点
の移動によりダイヤフラムに引張力が作用し、こ
れが梁の撓み特性に影響を与えてひずみゲージに
よる荷重―出力特性の直線性を阻害する要因とな
つていた。
辺形梁方式等の如く一端を固定し他端に荷重を負
荷する方式では、荷重によつて梁が撓んだときに
荷重点が外方に移動するという欠点があり、特に
横荷重阻止およびひずみゲージの吸湿防止のため
ダイヤフラムを梁に取付けた場合には、該荷重点
の移動によりダイヤフラムに引張力が作用し、こ
れが梁の撓み特性に影響を与えてひずみゲージに
よる荷重―出力特性の直線性を阻害する要因とな
つていた。
また、上記両端固定型の梁は、荷重によつて撓
むとき、梁に張力が発生し、梁の撓み特性に影響
を与えて、ひずみゲージによる荷重―出力特性
は、非直線的となる。特特に小さな荷重を測定す
る受感部は、梁の厚みが薄くなり撓みが大きくな
るのでこの張力の影響を受け易く高精度のものの
実現は困難である。また、比較的大きな荷重を測
定する場合には、梁は厚く撓みも小さいが発生す
る張力はかなり大きなものとなつて固定端の固定
方法に問題が生じ、固定端のすべり等によるヒス
テリシスが発生して精度を損なう欠陥がある。
むとき、梁に張力が発生し、梁の撓み特性に影響
を与えて、ひずみゲージによる荷重―出力特性
は、非直線的となる。特特に小さな荷重を測定す
る受感部は、梁の厚みが薄くなり撓みが大きくな
るのでこの張力の影響を受け易く高精度のものの
実現は困難である。また、比較的大きな荷重を測
定する場合には、梁は厚く撓みも小さいが発生す
る張力はかなり大きなものとなつて固定端の固定
方法に問題が生じ、固定端のすべり等によるヒス
テリシスが発生して精度を損なう欠陥がある。
本発明は、従来の荷重変換器の上記欠陥を解消
すべくなされたもので、その目的とするところ
は、簡単な構成で、荷重点の移動がなく、横荷重
防止用のダイヤフラムによる影響を受けず、荷重
―出力特性の直線性の良好な荷重変換器を提供す
ることにある。
すべくなされたもので、その目的とするところ
は、簡単な構成で、荷重点の移動がなく、横荷重
防止用のダイヤフラムによる影響を受けず、荷重
―出力特性の直線性の良好な荷重変換器を提供す
ることにある。
すなわち、本発明の特徴とするところは、ひず
みゲージによつて、受感部に加わる荷重の大きさ
を電気的に測定する荷重変換器において、剛性の
大なる本体部周壁から該本体部の内方に張り出
し、その先端に球または球面状をなす突状部が設
けられた片持梁状の起歪部を有する受感部本体
と、周縁を前記本体部に固定され、中心部に荷重
を受け該荷重を内方に位置する前記起歪部の前記
突状部に伝達する荷重座を有するダイヤフラム
と、前記起歪部に添着され前記荷重に応じた電気
信号を出力するひずみゲージとを備えたことにあ
る。
みゲージによつて、受感部に加わる荷重の大きさ
を電気的に測定する荷重変換器において、剛性の
大なる本体部周壁から該本体部の内方に張り出
し、その先端に球または球面状をなす突状部が設
けられた片持梁状の起歪部を有する受感部本体
と、周縁を前記本体部に固定され、中心部に荷重
を受け該荷重を内方に位置する前記起歪部の前記
突状部に伝達する荷重座を有するダイヤフラム
と、前記起歪部に添着され前記荷重に応じた電気
信号を出力するひずみゲージとを備えたことにあ
る。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳述
する。
する。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す正面
中央横断面図、第２図は、同実施例中の受感部本
体の平面図である。
中央横断面図、第２図は、同実施例中の受感部本
体の平面図である。
同図において、１は受感部本体であり、内部に
空隙を有する厚肉円盤状をなし、剛性の大なる本
体部１ａには、４つの取付ボルト挿通孔１ｂが穿
設され、図上、右側周面から中央に向けてケーブ
ル引出し穴１ｃが穿設され、また本体部１ａ内周
壁から内方（該本体部１ａの中央位置近傍）に向
けて張り出し、本体部１ａより薄肉とされた片持
梁状の起歪部１ｄを有している。この起歪部１ｄ
の先端には、球面状をなす突状部２が設けられて
おり、起歪部１ｄの基端部上下面には起歪部１ｄ
の曲げひずみを検出するひずみゲージSGが接着
等の手段により添着されており、このひずみゲー
ジSGの出力は、ケーブル引出し穴１ｃに挿通さ
れるケーブル（図示せず）によつて外部に導出さ
れる。３は、横荷重阻止およびひずみゲージSG
の吸湿防止の機能をもたせるべく設けた薄板円板
状をなすダイヤフラムであり、その周縁部は、前
記本体部１ａ上端に固定され、その中心部には、
外方（第１図においては上方）から荷重Ｗを受
け、該荷重Ｗを内方（第１図においては下方）に
位置する前記起歪部１ｄの突状部２に伝達する荷
重座４が固着されている。前記本体部１ａの下端
には、薄板円板状をなす盲蓋５が、その周縁部を
溶接等にて固着されている。この盲蓋５およびダ
イヤフラム３は、起歪部１ｄの加工、ひずみゲー
ジSGの添着、ひずみゲージSGとケーブルとの接
続等の作業終了後、例えば溶接により本体部１ａ
の上端および下端に固着する。
空隙を有する厚肉円盤状をなし、剛性の大なる本
体部１ａには、４つの取付ボルト挿通孔１ｂが穿
設され、図上、右側周面から中央に向けてケーブ
ル引出し穴１ｃが穿設され、また本体部１ａ内周
壁から内方（該本体部１ａの中央位置近傍）に向
けて張り出し、本体部１ａより薄肉とされた片持
梁状の起歪部１ｄを有している。この起歪部１ｄ
の先端には、球面状をなす突状部２が設けられて
おり、起歪部１ｄの基端部上下面には起歪部１ｄ
の曲げひずみを検出するひずみゲージSGが接着
等の手段により添着されており、このひずみゲー
ジSGの出力は、ケーブル引出し穴１ｃに挿通さ
れるケーブル（図示せず）によつて外部に導出さ
れる。３は、横荷重阻止およびひずみゲージSG
の吸湿防止の機能をもたせるべく設けた薄板円板
状をなすダイヤフラムであり、その周縁部は、前
記本体部１ａ上端に固定され、その中心部には、
外方（第１図においては上方）から荷重Ｗを受
け、該荷重Ｗを内方（第１図においては下方）に
位置する前記起歪部１ｄの突状部２に伝達する荷
重座４が固着されている。前記本体部１ａの下端
には、薄板円板状をなす盲蓋５が、その周縁部を
溶接等にて固着されている。この盲蓋５およびダ
イヤフラム３は、起歪部１ｄの加工、ひずみゲー
ジSGの添着、ひずみゲージSGとケーブルとの接
続等の作業終了後、例えば溶接により本体部１ａ
の上端および下端に固着する。
このように構成された荷重変換器は、ダイヤフ
ラム３の荷重座４に第１図の矢印方向から荷重Ｗ
が印加されると、ダイヤフラム３が下方に撓み、
その荷重座４の底面で起歪部１ｄの球面状をなす
突状部２を押下げ、該起歪部１ｄを時計方向に撓
ませる。この起歪部１ｄが撓み、突状部２が図
中、時計方向に僅かに回動すると荷重座４に対す
る接触位置が僅かにずれるが、荷重座４における
接触位置は、常に荷重座４の底面中心部にあり、
殆んど移動しない。つまり、球面状を呈する突状
部２における荷重座４に対する接触点は、起歪部
１ｄが下方に撓むに従つて、除々に起歪部１ｄの
固定端側へ移動するが、荷重座４の突状部２に対
する接触位置は、変らず常にその底面の中心位置
で接触する。従つて、この荷重変換器は、荷重Ｗ
を受けて起歪部１ｄが撓んでも固定端（基端）と
荷重端（荷重座４に対する接触点）の距離が実質
的に変化しないので、この起歪部１ｄの基端寄り
に添着されたひずみゲージSGでホイートストン
ブリツジを形成することにより、該荷重Ｗに応じ
た電気信号を該ホイートストンブリツジより得る
ことができる。而してこの場合、従来のように、
ダイヤフラムと起歪部とが連結されておらず、ダ
イヤフラム３に設けた荷重座４の底面（平面）と
起歪部１ｄに設けた突状部２の上面（球面）とが
接触する構成となつているで、荷重印加時にダイ
ヤフラム３に起歪部１ｄの撓みによる引張力が作
用することは皆無であり、従来のものに比べこの
点でも荷重―出力特性の直線性を向上せしめるこ
とができる。
ラム３の荷重座４に第１図の矢印方向から荷重Ｗ
が印加されると、ダイヤフラム３が下方に撓み、
その荷重座４の底面で起歪部１ｄの球面状をなす
突状部２を押下げ、該起歪部１ｄを時計方向に撓
ませる。この起歪部１ｄが撓み、突状部２が図
中、時計方向に僅かに回動すると荷重座４に対す
る接触位置が僅かにずれるが、荷重座４における
接触位置は、常に荷重座４の底面中心部にあり、
殆んど移動しない。つまり、球面状を呈する突状
部２における荷重座４に対する接触点は、起歪部
１ｄが下方に撓むに従つて、除々に起歪部１ｄの
固定端側へ移動するが、荷重座４の突状部２に対
する接触位置は、変らず常にその底面の中心位置
で接触する。従つて、この荷重変換器は、荷重Ｗ
を受けて起歪部１ｄが撓んでも固定端（基端）と
荷重端（荷重座４に対する接触点）の距離が実質
的に変化しないので、この起歪部１ｄの基端寄り
に添着されたひずみゲージSGでホイートストン
ブリツジを形成することにより、該荷重Ｗに応じ
た電気信号を該ホイートストンブリツジより得る
ことができる。而してこの場合、従来のように、
ダイヤフラムと起歪部とが連結されておらず、ダ
イヤフラム３に設けた荷重座４の底面（平面）と
起歪部１ｄに設けた突状部２の上面（球面）とが
接触する構成となつているで、荷重印加時にダイ
ヤフラム３に起歪部１ｄの撓みによる引張力が作
用することは皆無であり、従来のものに比べこの
点でも荷重―出力特性の直線性を向上せしめるこ
とができる。
また、上記実施例の場合、受感部本体１特に起
歪部１ｄの機械加工を容易に行なうことができ
る。すなわち、厚肉円盤状の本体部１を旋削加工
をし、上部空隙６および下部空隙７に相当する部
分を座ぐるようにして旋削し、更に上部および下
部空隙６および７を連通する連通孔８を上部より
見てコ字状（第２図参照）に削孔することにより
容易に製作することができるので、安価な荷重変
換器を大量に供給することができる。
歪部１ｄの機械加工を容易に行なうことができ
る。すなわち、厚肉円盤状の本体部１を旋削加工
をし、上部空隙６および下部空隙７に相当する部
分を座ぐるようにして旋削し、更に上部および下
部空隙６および７を連通する連通孔８を上部より
見てコ字状（第２図参照）に削孔することにより
容易に製作することができるので、安価な荷重変
換器を大量に供給することができる。
更にまた、剛性大なる本体部１ａ周壁から本体
部１ａの内方に張り出すようにして起歪部１ｄを
形成し、本体部１ａのフランジ状をなす部分に取
付ボルト挿通孔１ｂを穿設してあることにより、
この荷重変換器を被測定対象物に取付けたとき本
体部１ａが変形しにくく、また仮に僅かに変形し
たとしても起歪部１ｄには殆んどその変形による
影響が及ばず、従つて取付時における初期不平衡
値の変化を極めて少なく抑えることができる。
部１ａの内方に張り出すようにして起歪部１ｄを
形成し、本体部１ａのフランジ状をなす部分に取
付ボルト挿通孔１ｂを穿設してあることにより、
この荷重変換器を被測定対象物に取付けたとき本
体部１ａが変形しにくく、また仮に僅かに変形し
たとしても起歪部１ｄには殆んどその変形による
影響が及ばず、従つて取付時における初期不平衡
値の変化を極めて少なく抑えることができる。
尚、本発明は上述し且つ図示した実施例に何ら
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲での各種の変形実施が可能である。
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲での各種の変形実施が可能である。
例えば、起歪部１ｄの先端に設けた突状部２
は、先端が球面状に加工されたねじを用いている
が、これに代え、起歪部１ｄの先端上部に剛球を
埋め込んでもよい。
は、先端が球面状に加工されたねじを用いている
が、これに代え、起歪部１ｄの先端上部に剛球を
埋め込んでもよい。
また、受感部本体１は、図示のものは、上面よ
り見て円形状を呈しているが、角形状その他の形
状とすることができる。
り見て円形状を呈しているが、角形状その他の形
状とすることができる。
また、受感部本体１は、図示のようにダイヤフ
ラム３と盲蓋５とにより起歪部１ｄを密封すると
共に図示は省略したがケーブル引出し穴１ｃ内を
挿通するケーブル、コードグランド金具、コード
固定チユーブ、気密端子等を用いて内部を封止す
ることが、ひずみゲージSGの防湿上の観点より
望ましい。また、内部に不活性ガスを充填しても
よい。
ラム３と盲蓋５とにより起歪部１ｄを密封すると
共に図示は省略したがケーブル引出し穴１ｃ内を
挿通するケーブル、コードグランド金具、コード
固定チユーブ、気密端子等を用いて内部を封止す
ることが、ひずみゲージSGの防湿上の観点より
望ましい。また、内部に不活性ガスを充填しても
よい。
以上詳述したように本発明によれば、構成が簡
素で、被測定対象物等への取付けが容易でしかも
その際初期不平衡値の変化が少なく、荷重を受け
て起歪部が撓むときに荷重点の横移動がなく、横
荷重防止用のダイヤフラムを用いているにも拘ら
ず、起歪部にはダイヤフラムの影響を与えず、荷
重―出力特性の直線性の良好な荷重変換器を提供
することができる。
素で、被測定対象物等への取付けが容易でしかも
その際初期不平衡値の変化が少なく、荷重を受け
て起歪部が撓むときに荷重点の横移動がなく、横
荷重防止用のダイヤフラムを用いているにも拘ら
ず、起歪部にはダイヤフラムの影響を与えず、荷
重―出力特性の直線性の良好な荷重変換器を提供
することができる。
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す正面
中央横断面図、第２図は同実施例中の受感部本体
の平面図である。 １……受感部本体、１ａ……本体部、１ｄ……
起歪部、２……突状部、３……ダイヤフラム、４
……荷重座、５……盲蓋。
中央横断面図、第２図は同実施例中の受感部本体
の平面図である。 １……受感部本体、１ａ……本体部、１ｄ……
起歪部、２……突状部、３……ダイヤフラム、４
……荷重座、５……盲蓋。
Claims (1)
- １ ひずみゲージによつて受感部に加わる荷重の
大きさを電気的に測定する荷重変換器において、
剛性の大なる本体部周壁から該本体部の内方に張
り出し、その先端に球または球面状をなす突状部
が設けられた片持梁状の起歪部を有する受感部本
体と、周縁を前記本体部に固定され、中心部に荷
重を受け該荷重を内方に位置する前記起歪部の突
状部に伝達する荷重座を有するダイヤフラムと、
前記起歪部に添着され前記荷重に応じた電気信号
を出力するひずみゲージとを備えたことを特徴と
する荷重変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20102182A JPS59112239A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 荷重変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20102182A JPS59112239A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 荷重変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112239A JPS59112239A (ja) | 1984-06-28 |
| JPH0141208B2 true JPH0141208B2 (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=16434143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20102182A Granted JPS59112239A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 荷重変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112239A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2211348A (en) * | 1987-10-16 | 1989-06-28 | Philips Nv | A method of forming an interconnection between conductive levels |
| JPH03162630A (ja) * | 1989-11-20 | 1991-07-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 荷重検出装置 |
| JP3299355B2 (ja) * | 1993-09-14 | 2002-07-08 | 株式会社ブリヂストン | 荷重測定装置 |
-
1982
- 1982-11-18 JP JP20102182A patent/JPS59112239A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59112239A (ja) | 1984-06-28 |
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