JPH02128131A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH02128131A JPH02128131A JP63280791A JP28079188A JPH02128131A JP H02128131 A JPH02128131 A JP H02128131A JP 63280791 A JP63280791 A JP 63280791A JP 28079188 A JP28079188 A JP 28079188A JP H02128131 A JPH02128131 A JP H02128131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- pressure sensor
- differential circuit
- circuit
- change
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサ
に関するものである。
に関するものである。
従来の技術
従来、圧力変化を電気的変化に変える手段としてひずみ
ゲージを用いた圧力センサが提案されている（例えば特
開昭６２−２３５５３６号公報）。第５図はこのような
圧力センサの一例の概略を示す断面図である。２１は円
柱状の本体、２２は圧力導入口、２３は圧力を伝える圧
力室である。
ゲージを用いた圧力センサが提案されている（例えば特
開昭６２−２３５５３６号公報）。第５図はこのような
圧力センサの一例の概略を示す断面図である。２１は円
柱状の本体、２２は圧力導入口、２３は圧力を伝える圧
力室である。
２４はダイアフラムで、本体２１内に固定される。２５
はダイアフラム２４の上部に接着されたひずみゲージ、
２６はひずみゲージ２５と検出回路２７をつなぐ中継板
である。
はダイアフラム２４の上部に接着されたひずみゲージ、
２６はひずみゲージ２５と検出回路２７をつなぐ中継板
である。
圧力は圧力導入口２２から圧力室２３に伝わり、ダイア
フラム２４を押し上げる方向に応力をかける。その結果
、ダイアフラム２４が歪み、ダイアフラム２４の上面に
接着されたひずみゲージ２５の抵抗が変化する。この抵
抗変化を検出回路２７にて圧力の変化として出力する。
フラム２４を押し上げる方向に応力をかける。その結果
、ダイアフラム２４が歪み、ダイアフラム２４の上面に
接着されたひずみゲージ２５の抵抗が変化する。この抵
抗変化を検出回路２７にて圧力の変化として出力する。
検出回路２７の構成図を第６図に示す。第６図より、各
種検波、打消回路を用いることによって出力を得ている
ことがわかる。
種検波、打消回路を用いることによって出力を得ている
ことがわかる。
上述の構成による圧力センサの出力特性を第７図に示す
。圧力に対して直線的に出力電圧が変化していることが
わかる。
。圧力に対して直線的に出力電圧が変化していることが
わかる。
発明が解決しようとする課題
上述のひずみゲージを用いて圧力の変化を得る圧力セン
サにおいては、ひずみゲージの圧力による抵抗変化が非
常に小さく、ひずみ量が数千×１０−６の時の出力電圧
が数ｍ Ｖ ／ Ｖ Ｌが得られない。このため、第７
図のごとく精度よ（圧力変化の特性を得るためには検出
回路において第６図に示すように複雑かつ高精度の回路
構成を用いる必要があり、圧力センサの小型化、低価格
化が困難であるという課題があった。
サにおいては、ひずみゲージの圧力による抵抗変化が非
常に小さく、ひずみ量が数千×１０−６の時の出力電圧
が数ｍ Ｖ ／ Ｖ Ｌが得られない。このため、第７
図のごとく精度よ（圧力変化の特性を得るためには検出
回路において第６図に示すように複雑かつ高精度の回路
構成を用いる必要があり、圧力センサの小型化、低価格
化が困難であるという課題があった。
課題を解決するための手段
圧力導入口と、前記圧力導入口がら導入される圧力によ
って歪みが生じる変形部分と、圧力によって歪みが生じ
ない非変形部分とを有し、前記変形部分及び非変形部分
に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、前記非晶質磁
性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分と非変形部分
に各々透磁・率を検出する素子を設け、圧力印加にとも
なう透磁率の変化を前記２個の素子におけるインダクタ
ンスの変化として検出する圧力センサにおいて、前記２
個の素子のインダクタンスの差を、交流差動回路または
直流差動回路を含む検出回路を用いて、圧力値として出
力する構成とする。
って歪みが生じる変形部分と、圧力によって歪みが生じ
ない非変形部分とを有し、前記変形部分及び非変形部分
に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、前記非晶質磁
性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分と非変形部分
に各々透磁・率を検出する素子を設け、圧力印加にとも
なう透磁率の変化を前記２個の素子におけるインダクタ
ンスの変化として検出する圧力センサにおいて、前記２
個の素子のインダクタンスの差を、交流差動回路または
直流差動回路を含む検出回路を用いて、圧力値として出
力する構成とする。
作用
上述の構成によれば、圧力による透磁率変化がひずみゲ
ージの抵抗変化に比べ数百倍大きいため単純な回路構成
とすることができ、高精度で小型化、低価格化が可能と
なる。
ージの抵抗変化に比べ数百倍大きいため単純な回路構成
とすることができ、高精度で小型化、低価格化が可能と
なる。
実施例
実施例１
第１図は、本発明の一実施例における圧力センサの概略
を示す断面図である。１はチタン製の直径１ｃＩｌ、高
さ７ ｃｙａの円柱状の本体、２は直径０゜６ｃｍの圧
力導入ロア３は圧力を伝える圧力室である。４は圧力に
よる変形部分で、本体１の一部分を肉厚０．２ｃ＋ａに
加工しである。５は非変形部分で圧力による歪みが生じ
ないようにしである。６は本体１の変形部分４及び非変
形部分５をおおうようにエポキシ系樹脂で２５０℃、２
時間で接着したＦ ｅ−８ｉ −Ｂ−Ｃｒ系の正の磁歪
を有する非晶質磁性合金である。この際本体１の熱膨張
率９Ｘ１０−’に比べ、非晶質磁性合金６の熱膨張率は
７．８Ｘ１０−６と小さくしであるので、２５０℃の接
着温度から冷却する際に非晶質磁性合金６に圧縮応力が
加わり、非晶質磁性合金６の自発磁化の方向を厚み方向
に揃えることができ、感度が増加する。７はテフロン製
ボビン９のまわりに６３回コイルを巻いて形成した圧力
検出コイル、８は圧力検出コイルと同構成の差動用コイ
ルである。
を示す断面図である。１はチタン製の直径１ｃＩｌ、高
さ７ ｃｙａの円柱状の本体、２は直径０゜６ｃｍの圧
力導入ロア３は圧力を伝える圧力室である。４は圧力に
よる変形部分で、本体１の一部分を肉厚０．２ｃ＋ａに
加工しである。５は非変形部分で圧力による歪みが生じ
ないようにしである。６は本体１の変形部分４及び非変
形部分５をおおうようにエポキシ系樹脂で２５０℃、２
時間で接着したＦ ｅ−８ｉ −Ｂ−Ｃｒ系の正の磁歪
を有する非晶質磁性合金である。この際本体１の熱膨張
率９Ｘ１０−’に比べ、非晶質磁性合金６の熱膨張率は
７．８Ｘ１０−６と小さくしであるので、２５０℃の接
着温度から冷却する際に非晶質磁性合金６に圧縮応力が
加わり、非晶質磁性合金６の自発磁化の方向を厚み方向
に揃えることができ、感度が増加する。７はテフロン製
ボビン９のまわりに６３回コイルを巻いて形成した圧力
検出コイル、８は圧力検出コイルと同構成の差動用コイ
ルである。
両者のコイルは、第２図に示す検出回路１２の詳細なブ
ロック図における、発振回路１３、フィルター回路１４
．増幅回路１５によって約１０ｅの磁界に励磁される。
ロック図における、発振回路１３、フィルター回路１４
．増幅回路１５によって約１０ｅの磁界に励磁される。
これらのコイル７．８を持つボビン９は、非晶質磁性合
金６の外周に装着される。１０は４５％Ｎｉ−Ｆｅ合金
よりなるヨークで、ボビン９の外周に装着される。１１
は本体固定用のネジ部分で、ＰＦ３／８のピッチに加工
しである。１２は検出回路である。
金６の外周に装着される。１０は４５％Ｎｉ−Ｆｅ合金
よりなるヨークで、ボビン９の外周に装着される。１１
は本体固定用のネジ部分で、ＰＦ３／８のピッチに加工
しである。１２は検出回路である。
以下に上述の圧力センサの動作を説明する。
圧力は圧力導入口２から圧力室３に伝わり、圧力室３を
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に接着された非晶質磁性合金６が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金６
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル７で検出する。この出力は、第２
図における交流差動回路に入力される。一方、差動用コ
イル８の出力も同時に交流差動回路に人力される。この
両者の差を交流差動回路１６内でとり、整流回路１７で
整流して出力とする。
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に接着された非晶質磁性合金６が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金６
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル７で検出する。この出力は、第２
図における交流差動回路に入力される。一方、差動用コ
イル８の出力も同時に交流差動回路に人力される。この
両者の差を交流差動回路１６内でとり、整流回路１７で
整流して出力とする。
本構成による圧力センサの出力特性図を第３図に示す。
第３図において、圧力の増加にともない出力電圧が直線
的に変化していることがわかる。
的に変化していることがわかる。
また、従来例の出力特性図である第７図と比較しても、
はぼ同等の高精度特性が得られた。一方、本構成の圧力
センサは従来例のひずみゲージ式圧力センサに比べ数百
倍以上の感度を有するため、検出回路１２は第２図に示
したごと（、第６図の従来例の圧力センサの検出回路の
ように複雑かつ精密な回路構成を必要とせず大幅に単純
化でき、これに伴い圧力センサの大きさを体積比で約３
０％小型化でき、また、コストを約１０分の１に抑える
ことができた。
はぼ同等の高精度特性が得られた。一方、本構成の圧力
センサは従来例のひずみゲージ式圧力センサに比べ数百
倍以上の感度を有するため、検出回路１２は第２図に示
したごと（、第６図の従来例の圧力センサの検出回路の
ように複雑かつ精密な回路構成を必要とせず大幅に単純
化でき、これに伴い圧力センサの大きさを体積比で約３
０％小型化でき、また、コストを約１０分の１に抑える
ことができた。
以上の構成、動作により従来例に比べ、高精度を保った
まま小型化、低価格化が可能となる圧力センサが得られ
た。
まま小型化、低価格化が可能となる圧力センサが得られ
た。
実施例２
第４図は、本発明の第２の実施例による圧力センサの検
出回路のブロック図を示す。なお、本実施例の圧力セン
サは、第１図に示した第１の実施例の圧力センサと同じ
構成であるので、本実施例の図面及びその詳細な説明は
省略する。
出回路のブロック図を示す。なお、本実施例の圧力セン
サは、第１図に示した第１の実施例の圧力センサと同じ
構成であるので、本実施例の図面及びその詳細な説明は
省略する。
以下に上述の圧力センサの動作を説明する。
圧力は圧力導入口２から圧力室３に伝わり、圧力室３を
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に接着された非晶質磁性合金６が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金６
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル７で検出する。この出力は第４図
における整流回路１８ａに入力され、ここで直流化した
あと直流差動回路１９に入力される。一方、差動用コイ
ル８の出力も第４図における整流回路、１８ｂに入力さ
れ、直流化したあと直流差動回路１９に入力される。こ
の両者の差を直流差動回路１９内でとり出力とする。
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に接着された非晶質磁性合金６が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金６
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル７で検出する。この出力は第４図
における整流回路１８ａに入力され、ここで直流化した
あと直流差動回路１９に入力される。一方、差動用コイ
ル８の出力も第４図における整流回路、１８ｂに入力さ
れ、直流化したあと直流差動回路１９に入力される。こ
の両者の差を直流差動回路１９内でとり出力とする。
本構成による圧力センサの出力特性は第３図に示した第
１の実施例における特性と同様であった。また、検出回
路自体も第１の実施例とほぼ同じ構成のため、小型化、
低価格化が第１の実施例と同様に可能となった。なお、
第４図に示すごとく、差動回路として直流差動を用いる
ことにより、２つのコイルの位相差による出力誤差を低
減することができた。
１の実施例における特性と同様であった。また、検出回
路自体も第１の実施例とほぼ同じ構成のため、小型化、
低価格化が第１の実施例と同様に可能となった。なお、
第４図に示すごとく、差動回路として直流差動を用いる
ことにより、２つのコイルの位相差による出力誤差を低
減することができた。
以上の構成、動作により従来例に比べ、高精度を保った
まま小型化、低価格化が可能となる圧力センサが得られ
た。
まま小型化、低価格化が可能となる圧力センサが得られ
た。
発明の効果
本発明によれば、圧力の検出手段として非晶質磁性合金
の透磁率の変化を用いることにより検出回路を単純化す
ることができ、圧力センサの小型化、低価格化が可能で
あるという効果を有するものである。
の透磁率の変化を用いることにより検出回路を単純化す
ることができ、圧力センサの小型化、低価格化が可能で
あるという効果を有するものである。
第１図は本発明の一実施例の圧力センサの断面図、第２
図は同圧力センサの検出回路ブロック図、第３図は同圧
力センサの出力特性図、第４図は同圧力センサの検出回
路ブロック図、第５図は従来例の圧力センサの断面図、
第６図は同圧力センサの検出回路ブロック図、第７図は
同圧力センサの出力特性図である。 １．２１・・・本体、２．２２・・・圧力導入口、３．
２３・・・圧力室、４・・・変形部分、５・・・非変形
部分、６・・・非晶質磁性合金、７・・・圧力検出コイ
ル、８・・・差動用コイル、９・・・ボビン、１０・・
・ヨーク、１１・・・固定用ネジ、１２．２７・・・検
出回路、２４・・・ダイアプラム、２５・・・ひずみゲ
ージ、２６・・・中継板。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第 図 第 図 第 図 涯 カ （槁６２） 第 図 第 図 第 図 Ｂ汐
図は同圧力センサの検出回路ブロック図、第３図は同圧
力センサの出力特性図、第４図は同圧力センサの検出回
路ブロック図、第５図は従来例の圧力センサの断面図、
第６図は同圧力センサの検出回路ブロック図、第７図は
同圧力センサの出力特性図である。 １．２１・・・本体、２．２２・・・圧力導入口、３．
２３・・・圧力室、４・・・変形部分、５・・・非変形
部分、６・・・非晶質磁性合金、７・・・圧力検出コイ
ル、８・・・差動用コイル、９・・・ボビン、１０・・
・ヨーク、１１・・・固定用ネジ、１２．２７・・・検
出回路、２４・・・ダイアプラム、２５・・・ひずみゲ
ージ、２６・・・中継板。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第 図 第 図 第 図 涯 カ （槁６２） 第 図 第 図 第 図 Ｂ汐
Claims (1)
- 圧力導入口と、前記圧力導入口から導入される圧力によ
って歪みが生じる変形部分と、圧力によって歪みが生じ
ない非変形部分とを有し、前記変形部分及び非変形部分
に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、前記非晶質磁
性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分と非変形部分
に各々透磁率を検出する素子を設け、圧力印加にともな
う透磁率の変化を前記２個の素子におけるインダクタン
スの変化として検出する圧力センサにおいて、前記２個
の素子のインダクタンスの差を、交流差動回路または直
流差動回路を含む検出回路を用いて、圧力値として出力
することを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280791A JPH02128131A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63280791A JPH02128131A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02128131A true JPH02128131A (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=17630011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63280791A Pending JPH02128131A (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02128131A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6230736A (ja) * | 1985-04-08 | 1987-02-09 | Takeda Chem Ind Ltd | ベンゾキノン誘導体 |
| JPS62228927A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Nippon Kuatsu Syst Kk | 圧力センサ |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP63280791A patent/JPH02128131A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6230736A (ja) * | 1985-04-08 | 1987-02-09 | Takeda Chem Ind Ltd | ベンゾキノン誘導体 |
| JPS62228927A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | Nippon Kuatsu Syst Kk | 圧力センサ |
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