JPH0221232A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH0221232A JPH0221232A JP63171248A JP17124888A JPH0221232A JP H0221232 A JPH0221232 A JP H0221232A JP 63171248 A JP63171248 A JP 63171248A JP 17124888 A JP17124888 A JP 17124888A JP H0221232 A JPH0221232 A JP H0221232A
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- pressure
- magnetic alloy
- sensor
- amorphous magnetic
- pressure sensor
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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、非晶質磁性合金の応力磁気効果を用いた圧力
センサに関するものである。
センサに関するものである。
従来の技術
磁歪を何する非晶質磁性合金に応力を外部から印加する
とその透磁率が変化するという性質、いわゆる応力磁気
効果を用いた力学量のセンサが注目されている。たとえ
ばこの原理を用いた圧力センサが特願昭５７−１９０４
２１号、同５８−１９５２３９号公報等で提案されてい
る。
とその透磁率が変化するという性質、いわゆる応力磁気
効果を用いた力学量のセンサが注目されている。たとえ
ばこの原理を用いた圧力センサが特願昭５７−１９０４
２１号、同５８−１９５２３９号公報等で提案されてい
る。
第４図は後者の出願における実施例の概略を示す断面図
である。１１は円環状の溝が設けられた円柱状の軟磁性
体で、１２は磁歪を有する非晶質磁性合金、１３は前記
軟磁性体１１の溝部に巻装されたコイル、１４は一端を
溝部・底部に接し他端を軟磁性体開口面と面位置になる
非磁性リング、１５はこれらを収納する容器、１６は非
晶質磁性合金に圧力を伝達する透孔１７を有した蓋部で
ある。
である。１１は円環状の溝が設けられた円柱状の軟磁性
体で、１２は磁歪を有する非晶質磁性合金、１３は前記
軟磁性体１１の溝部に巻装されたコイル、１４は一端を
溝部・底部に接し他端を軟磁性体開口面と面位置になる
非磁性リング、１５はこれらを収納する容器、１６は非
晶質磁性合金に圧力を伝達する透孔１７を有した蓋部で
ある。
次に、上記従来技術の作用を説明する。
圧力が油圧導入部１８に加わると、透孔１７を通して圧
力が非晶質磁性合金円板１２に加わり、これを軟磁性体
溝部において押し下げ非晶質、磁７性合金円板内に応力
が発生する。この内部応力の発生で応力磁気効果により
非晶質磁性合金の透磁率が減少する。この変化を電気磁
気的手段の一つであるコイル１３を用いてインダクタン
スの形で検出し圧力を測定する様になっている。
力が非晶質磁性合金円板１２に加わり、これを軟磁性体
溝部において押し下げ非晶質、磁７性合金円板内に応力
が発生する。この内部応力の発生で応力磁気効果により
非晶質磁性合金の透磁率が減少する。この変化を電気磁
気的手段の一つであるコイル１３を用いてインダクタン
スの形で検出し圧力を測定する様になっている。
発明が解決しようとする課題
上記の様な構成の従来のセンサにおいては、圧力検出材
料である非晶質磁性合金円板１２は両側のセンサ構成部
材によって該円板の厚み方向に加圧、固定されている。
料である非晶質磁性合金円板１２は両側のセンサ構成部
材によって該円板の厚み方向に加圧、固定されている。
このような圧力センサにおいては使用条件下で非晶質磁
性合金円板の接触加圧状態を均一に保つことは難しく、
特に温度変化が生じた場合センサ出力が変化し、検出精
度を低下させる。また、このセンサの出力は非直線であ
り、検出圧力領域によって感度が変化する。
性合金円板の接触加圧状態を均一に保つことは難しく、
特に温度変化が生じた場合センサ出力が変化し、検出精
度を低下させる。また、このセンサの出力は非直線であ
り、検出圧力領域によって感度が変化する。
本発明は、上記のような従来圧力センサの課題に鑑み、
検出精度が高く直線出力を有し、温度変化が生じても出
力の安定な圧力センサを提供することを目的とする。
検出精度が高く直線出力を有し、温度変化が生じても出
力の安定な圧力センサを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、圧力の導入口と、少なくとも該圧力によって
歪が生じる変形部分を有し、少なくとも該変形部分に磁
歪を有する非晶質・磁性合金を固着し、該非晶質磁性合
金と磁気回路をなすように、非晶質磁性合金の透磁率を
計測する電気、磁気的手段を有し、圧力印加にともなう
電気磁気的手段の出力から圧力を検出する圧力センサに
おいて、センサの計測条件下で、少なくとも該変形部分
に固着した非晶質磁性合金が正なる飽和磁歪定数を有す
る場合常に面内圧縮応力を受けた状態であり、負なる飽
和磁歪定数を有する場合常に面内引っ張り応力を受けた
状態に維持される構造を有する圧力センサである。
歪が生じる変形部分を有し、少なくとも該変形部分に磁
歪を有する非晶質・磁性合金を固着し、該非晶質磁性合
金と磁気回路をなすように、非晶質磁性合金の透磁率を
計測する電気、磁気的手段を有し、圧力印加にともなう
電気磁気的手段の出力から圧力を検出する圧力センサに
おいて、センサの計測条件下で、少なくとも該変形部分
に固着した非晶質磁性合金が正なる飽和磁歪定数を有す
る場合常に面内圧縮応力を受けた状態であり、負なる飽
和磁歪定数を有する場合常に面内引っ張り応力を受けた
状態に維持される構造を有する圧力センサである。
作用
本発明は、上記のような構成ををするので、計測条件下
でセンサ本体の変形部分から常に非晶質磁性合金に印加
される応力により、非晶質磁性合金内の自発磁化は基本
的に非晶質磁性合金面に対し垂直の方向すなわち厚み方
向を向き、計測磁界と直交することになる。このことに
よって検出精度が高く直線出力を有し、温度変化が生じ
ても出力の安定な圧力センサが実現できる。
でセンサ本体の変形部分から常に非晶質磁性合金に印加
される応力により、非晶質磁性合金内の自発磁化は基本
的に非晶質磁性合金面に対し垂直の方向すなわち厚み方
向を向き、計測磁界と直交することになる。このことに
よって検出精度が高く直線出力を有し、温度変化が生じ
ても出力の安定な圧力センサが実現できる。
実施例
以下に、本発明をその実施例を示す図面に基づいて、詳
述する。
述する。
実施例１
第１図は本発明に係る圧力センサの一実施例の断面図で
ある。１はチタニウム合金からなる外径１０ｍｍ５
内径９．７ｍｍの円管であり、その円管内部には検出す
べき圧力を円管の一端部より圧力導入口２を通じて円管
内に印加できるようになっている。また、他の一端は閉
じられた構、造になっており、その円管の外側中央部に
、長方形状で飽和磁歪定数２０Ｘ１０−６なる正の磁歪
を有する鉄系非晶質磁性合金３を軸周に巻回、センサ使
用温度より高温で固着しである。この時、鉄系非晶質磁
性合金と円筒管１を構成するチタニウム合金との線熱膨
張係数差はｌＸｌ０−６であり、チタニウム合金の方が
少し大きい。このため、センサ使用温度領域では非晶質
磁性合金薄帯に常に面内圧縮応力が印加されている状態
にある。４は、金属円管１の周囲に同心円状に巻回した
コイルである。
ある。１はチタニウム合金からなる外径１０ｍｍ５
内径９．７ｍｍの円管であり、その円管内部には検出す
べき圧力を円管の一端部より圧力導入口２を通じて円管
内に印加できるようになっている。また、他の一端は閉
じられた構、造になっており、その円管の外側中央部に
、長方形状で飽和磁歪定数２０Ｘ１０−６なる正の磁歪
を有する鉄系非晶質磁性合金３を軸周に巻回、センサ使
用温度より高温で固着しである。この時、鉄系非晶質磁
性合金と円筒管１を構成するチタニウム合金との線熱膨
張係数差はｌＸｌ０−６であり、チタニウム合金の方が
少し大きい。このため、センサ使用温度領域では非晶質
磁性合金薄帯に常に面内圧縮応力が印加されている状態
にある。４は、金属円管１の周囲に同心円状に巻回した
コイルである。
さらに該コイルの外側に４８％Ｎｉ−Ｆｅからなる容器
５を設けである。６はセンサ出力用回路であり、７は出
力端子、８はセンサ取り付は用ネジである。
５を設けである。６はセンサ出力用回路であり、７は出
力端子、８はセンサ取り付は用ネジである。
印加圧力を変化させた場合、コイル４にインダクタンス
変化が生じる。結果を第２図に示す。計測周波数は３０
ｋ Ｈｚｌ 印加磁界は１８０Ａ／ｍである。縦軸
は大気圧をＯｋｇｆ／ｃｍ２としたときのインダクタン
ス値Ｌ９に対する各圧力でのインダクタンス値りとの比
を示す。横軸の圧力は大気圧との差圧、即ち大気圧との
相対圧を示す。圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２までインダク
タンスは圧力に対し直線的に変化する。また、出力が一
３０〜１２０°Ｃの範囲でほぼ直線的なセンナが得られ
、また加圧時と減圧時の圧力ヒステリシスもフルスケー
ルの１％以下と殆ど生じなかった。また雰囲気の温度変
化がある場合にも一３０〜１２０″Ｃの範囲でセンサ出
力はフルスケールの５％以下の変化ときわめて安定であ
った。
変化が生じる。結果を第２図に示す。計測周波数は３０
ｋ Ｈｚｌ 印加磁界は１８０Ａ／ｍである。縦軸
は大気圧をＯｋｇｆ／ｃｍ２としたときのインダクタン
ス値Ｌ９に対する各圧力でのインダクタンス値りとの比
を示す。横軸の圧力は大気圧との差圧、即ち大気圧との
相対圧を示す。圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２までインダク
タンスは圧力に対し直線的に変化する。また、出力が一
３０〜１２０°Ｃの範囲でほぼ直線的なセンナが得られ
、また加圧時と減圧時の圧力ヒステリシスもフルスケー
ルの１％以下と殆ど生じなかった。また雰囲気の温度変
化がある場合にも一３０〜１２０″Ｃの範囲でセンサ出
力はフルスケールの５％以下の変化ときわめて安定であ
った。
実施例２
実施例１と同様な構造を有する圧力センサを試作した。
非晶質磁性合金の固着条件等も実施、例１と同様とした
。第１図の１にはニッケル鉄合金からなる外径１０ｍｍ
１ 内径９．４ｍｍの円管を用いた。また、３には飽和
磁歪定数−４Ｘ１０−６なる負の磁歪を有するコバルト
系非晶質磁性合金を用いた。その他の構成材料も実施例
１と同様である。
。第１図の１にはニッケル鉄合金からなる外径１０ｍｍ
１ 内径９．４ｍｍの円管を用いた。また、３には飽和
磁歪定数−４Ｘ１０−６なる負の磁歪を有するコバルト
系非晶質磁性合金を用いた。その他の構成材料も実施例
１と同様である。
このとき、コバルト系非晶質磁性合金３とニッケル鉄合
金製円筒管１との線熱膨張係数差は１．２×１０−６で
あり、コバルト系非晶質磁性合金の方が少し大きい。こ
のため、センサ使用温度領域では非晶質磁性合金薄帯に
常に面内引っ張り応力が印加されている状態にある。
金製円筒管１との線熱膨張係数差は１．２×１０−６で
あり、コバルト系非晶質磁性合金の方が少し大きい。こ
のため、センサ使用温度領域では非晶質磁性合金薄帯に
常に面内引っ張り応力が印加されている状態にある。
第３図に本センサの出力を示す。計測周波数は５０ ｋ
ＨＺＮ 印加磁界は約１００Ａ／ｍの設計である。
ＨＺＮ 印加磁界は約１００Ａ／ｍの設計である。
実施例１と同様、圧力は大気圧との相対圧を示す。圧力
が２０ｋｇｆ／ｃｍ２まで出力は圧力に対し直線的に変
化する。また、実施例１と同様、出力が一３０〜１２０
″Ｃの範囲でほぼ直線的であり、加圧時と減圧時の圧力
ヒステリシスもフルスケールの１％以下と殆ど生じなか
った。また雰囲気の温度変化がある場合にも−３０〜１
２０ ’Ｃの範囲でセンサ出力はフルスケールの５％以
下の変化ときわめて安定であった。
が２０ｋｇｆ／ｃｍ２まで出力は圧力に対し直線的に変
化する。また、実施例１と同様、出力が一３０〜１２０
″Ｃの範囲でほぼ直線的であり、加圧時と減圧時の圧力
ヒステリシスもフルスケールの１％以下と殆ど生じなか
った。また雰囲気の温度変化がある場合にも−３０〜１
２０ ’Ｃの範囲でセンサ出力はフルスケールの５％以
下の変化ときわめて安定であった。
以上のように、本発明に係る圧力センサは、検出精度が
高く直線出力を有し、温１度変化が生じても出力の安定
な圧力センサが供給できる。
高く直線出力を有し、温１度変化が生じても出力の安定
な圧力センサが供給できる。
本発明の実施例では固着した非晶質磁性合金と少なくと
も該圧力によって歪が生じる固着される変形部分を形成
する材料の線熱膨張係数差とその固着条件によって非晶
質磁性合金内部に適当な応力状態をつくり出すことを述
べた。特にこの材料の線熱膨張係数差が２Ｘ１０−６以
下の場合、高精度かつ良好な感度を有する直線出力が得
られたが、線熱膨張係数差がこの値より大きくなると、
圧力に対する出力感度が大きく低下し、この結果精度も
低下する。
も該圧力によって歪が生じる固着される変形部分を形成
する材料の線熱膨張係数差とその固着条件によって非晶
質磁性合金内部に適当な応力状態をつくり出すことを述
べた。特にこの材料の線熱膨張係数差が２Ｘ１０−６以
下の場合、高精度かつ良好な感度を有する直線出力が得
られたが、線熱膨張係数差がこの値より大きくなると、
圧力に対する出力感度が大きく低下し、この結果精度も
低下する。
発明の効果
本発明による圧力センサは、上述のように固着時に非晶
質磁性合金に内部応力を印加し、計測状態でこれを維持
することにより、検出精度が高く直線出力を有し、温度
変化が生じても出力の安定であるという効果を有する。
質磁性合金に内部応力を印加し、計測状態でこれを維持
することにより、検出精度が高く直線出力を有し、温度
変化が生じても出力の安定であるという効果を有する。
またこの圧力センサは構造が簡単なため、安価に供給が
可能でかつ上記の効果を有するため、自動車などの制、
御分野に応用が適切である。
可能でかつ上記の効果を有するため、自動車などの制、
御分野に応用が適切である。
第１図は本発明の圧力センサに係る実施例の断面図、第
２図は同実施例のコイルの圧力によるインダクタンス値
の変化を示す図、第３図は、別の実施例における圧力セ
ンサの出力結果を示す図、第４図は従来の圧力センサの
概・略を示す断面図である。 １・・・チタニウム合金製円筒管、２・・・圧力導入口
、３・・・磁歪を有する鉄系非晶質磁性合金、４・・・
コイル、５・・・容器、６・・・センサ出力用回路、７
・・・出力端子、８・・・センサ取り付は用ネジ、１１
・・・円柱状の軟磁性体、１２・・・は歪を有する非晶
質磁性合金、１３・・・軟磁性体の溝部に巻装されたコ
イル、１４・・・非磁性リング、１５・・・容器、 １
６・・・透孔、１７・・・蓋部、１８・・・油圧導入部
。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第 図 円筒管 圧力１人口 非晶賀確ｌ庄合金 コイル 第 図 圧 力 （Ｋｇｆ／ｃｍ２ ） （ｋｇ％ｍ２’）
２図は同実施例のコイルの圧力によるインダクタンス値
の変化を示す図、第３図は、別の実施例における圧力セ
ンサの出力結果を示す図、第４図は従来の圧力センサの
概・略を示す断面図である。 １・・・チタニウム合金製円筒管、２・・・圧力導入口
、３・・・磁歪を有する鉄系非晶質磁性合金、４・・・
コイル、５・・・容器、６・・・センサ出力用回路、７
・・・出力端子、８・・・センサ取り付は用ネジ、１１
・・・円柱状の軟磁性体、１２・・・は歪を有する非晶
質磁性合金、１３・・・軟磁性体の溝部に巻装されたコ
イル、１４・・・非磁性リング、１５・・・容器、 １
６・・・透孔、１７・・・蓋部、１８・・・油圧導入部
。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第 図 円筒管 圧力１人口 非晶賀確ｌ庄合金 コイル 第 図 圧 力 （Ｋｇｆ／ｃｍ２ ） （ｋｇ％ｍ２’）
Claims (1)
- 圧力の導入口と、少なくとも該圧力によって歪が生じる
変形部分を有し、少なくとも該変形部分に磁歪を有する
非晶質磁性合金を固着し、該非晶質磁性合金と磁気回路
をなすように、非晶質磁性合金の透磁率を計測する電気
磁気的手段を有し、圧力印加にともなう電気磁気的手段
の出力から圧力を検出する圧力センサにおいて、センサ
の計測条件下で、少なくとも前記変形部分に固着した非
晶質磁性合金が正なる飽和磁歪定数を有する場合常に面
内圧縮応力を受けた状態であり、負なる飽和磁歪定数を
有する場合常に面内引っ張り応力を受けた状態に維持さ
れることを特徴とする圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17124888A JPH0769243B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17124888A JPH0769243B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221232A true JPH0221232A (ja) | 1990-01-24 |
| JPH0769243B2 JPH0769243B2 (ja) | 1995-07-26 |
Family
ID=15919798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17124888A Expired - Lifetime JPH0769243B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769243B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016009596A1 (de) * | 2016-08-06 | 2018-02-08 | Thomas Magnete Gmbh | Pumpenaggregat mit Drucksensoren und Verfahren zum Betrieb des Pumpenaggregats |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP17124888A patent/JPH0769243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016009596A1 (de) * | 2016-08-06 | 2018-02-08 | Thomas Magnete Gmbh | Pumpenaggregat mit Drucksensoren und Verfahren zum Betrieb des Pumpenaggregats |
| DE102016009596B4 (de) | 2016-08-06 | 2018-05-30 | Thomas Magnete Gmbh | Pumpenaggregat mit Drucksensoren und Verfahren zum Betrieb des Pumpenaggregats |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0769243B2 (ja) | 1995-07-26 |
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