JPH029703B2 - - Google Patents
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- JPH029703B2 JPH029703B2 JP57179891A JP17989182A JPH029703B2 JP H029703 B2 JPH029703 B2 JP H029703B2 JP 57179891 A JP57179891 A JP 57179891A JP 17989182 A JP17989182 A JP 17989182A JP H029703 B2 JPH029703 B2 JP H029703B2
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- 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
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0002—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance
-
- 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
- G01L9/0026—Transmitting or indicating the displacement of flexible, deformable tubes by electric, electromechanical, magnetic or electromagnetic means
- G01L9/0027—Transmitting or indicating the displacement of flexible, deformable tubes by electric, electromechanical, magnetic or electromagnetic means using variations in ohmic resistance
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧力媒体としての流体を、有底中空
状の起歪筒内に導入してその起歪筒の周壁を変形
せしめ、その変形をひずみゲージにより検出して
印加圧力に対応する電気信号出力を得る圧力変換
器に関するものである。
状の起歪筒内に導入してその起歪筒の周壁を変形
せしめ、その変形をひずみゲージにより検出して
印加圧力に対応する電気信号出力を得る圧力変換
器に関するものである。
従来のこの種の圧力変換器は、例えば第１図に
示すように構成されていた。
示すように構成されていた。
第１図において、１はこの圧力変換器を圧力検
出対象物としての機器、容器、管路等に結合固定
すると共に該対象物から圧力媒体としての気体、
液体等の流体を導入するための導入部である。こ
の導入部１は、中心部に流体の導入路を形成する
流体導入穴１ａを有すると共に一端部は、外周面
をねじ加工したねじ部１ｂとし、中間部はそのね
じ部１ｂに対して段差を形成して略フランジ状を
なす大径部１ｃとし、他端部は、この大径部１ｃ
より小径で有底中空円筒状に形成された起歪筒１
ｄとしてある。この導入部１の中心部に穿設され
た流体導入穴１ａは、一端（図においては左端）
から大径部１ｃ内を径て起歪筒１ｄの端部近傍ま
で達しているがその起歪筒１ｄの他端（図におい
ては右端）までは貫通しておらず、その他端部
は、流体による圧力を受けても変形しない剛体部
１ｅとされている。２は起歪筒１ｄを覆う外筒部
で、導入部１の大径部１ｃに形成された段状部に
嵌合され溶接等によつて固着されている。この外
筒部２の他端には、起歪筒１ｄの周壁１ｆ外周面
に該外周面の円周方向のひずみを検出すべく添着
されたひずみゲージ３にリード線４をもつて電気
的に接続された中継基板５が固定されている。こ
の中継基板５には補償抵抗による回路が構成され
る場合もある。６は外筒部２の中継基板５側端部
に嵌合され溶接等によつて固着されたケース、７
は一端がケース６の他端に嵌入され前記中継基板
５に電気的に接続されて外部にひずみゲージ３に
よる変換出力（電気信号）を引き出すための防水
コネクタ、８は防水コネクタ７をケース６に固定
するための固定金具、９はケース６と防水コネク
タ７の結合部をシールするためのＯリングであ
る。
出対象物としての機器、容器、管路等に結合固定
すると共に該対象物から圧力媒体としての気体、
液体等の流体を導入するための導入部である。こ
の導入部１は、中心部に流体の導入路を形成する
流体導入穴１ａを有すると共に一端部は、外周面
をねじ加工したねじ部１ｂとし、中間部はそのね
じ部１ｂに対して段差を形成して略フランジ状を
なす大径部１ｃとし、他端部は、この大径部１ｃ
より小径で有底中空円筒状に形成された起歪筒１
ｄとしてある。この導入部１の中心部に穿設され
た流体導入穴１ａは、一端（図においては左端）
から大径部１ｃ内を径て起歪筒１ｄの端部近傍ま
で達しているがその起歪筒１ｄの他端（図におい
ては右端）までは貫通しておらず、その他端部
は、流体による圧力を受けても変形しない剛体部
１ｅとされている。２は起歪筒１ｄを覆う外筒部
で、導入部１の大径部１ｃに形成された段状部に
嵌合され溶接等によつて固着されている。この外
筒部２の他端には、起歪筒１ｄの周壁１ｆ外周面
に該外周面の円周方向のひずみを検出すべく添着
されたひずみゲージ３にリード線４をもつて電気
的に接続された中継基板５が固定されている。こ
の中継基板５には補償抵抗による回路が構成され
る場合もある。６は外筒部２の中継基板５側端部
に嵌合され溶接等によつて固着されたケース、７
は一端がケース６の他端に嵌入され前記中継基板
５に電気的に接続されて外部にひずみゲージ３に
よる変換出力（電気信号）を引き出すための防水
コネクタ、８は防水コネクタ７をケース６に固定
するための固定金具、９はケース６と防水コネク
タ７の結合部をシールするためのＯリングであ
る。
このような構成で、圧力容器等の圧力検出対象
物から前記導入部１の流体導入穴１ａへと導かれ
た前記流体は、その圧力により起歪筒１ｄの周壁
１ｆ（起歪部）を変形させ、その周壁１ｆ外周に
添着されたひずみゲージ３がひずみを検出して印
加圧力に対応した電気信号を出力する。
物から前記導入部１の流体導入穴１ａへと導かれ
た前記流体は、その圧力により起歪筒１ｄの周壁
１ｆ（起歪部）を変形させ、その周壁１ｆ外周に
添着されたひずみゲージ３がひずみを検出して印
加圧力に対応した電気信号を出力する。
ところで、このような構成よりなる従来の圧力
変換器においては、第２図に示すように起歪筒１
ｄの横断面の形状は、内周壁および外周壁が同心
円よりなる同一肉厚の円筒状をなしている。
変換器においては、第２図に示すように起歪筒１
ｄの横断面の形状は、内周壁および外周壁が同心
円よりなる同一肉厚の円筒状をなしている。
このように、起歪筒１ｄが円筒状である場合、
流体導入穴１ａより流体が導入されると、起歪筒
１ｄは、その周壁１ｆが等方的に拡張し、加えら
れた圧力と、外周壁に添着されたひずみゲージに
より検出されるひずみ出力との間には、第３図に
示すように、一定の圧力増加に対しひずみ出力は
加速増加をする非直線特性がある。すなわち、下
に凸な略放物線を呈する特性となる。この種の圧
力変換器は、主として高圧力（例えば200Kg・
ｆ／cm2以上）の流体の圧力測定に使用されるもの
であるが、上記の如く圧力−ひずみ出力特性が非
直線性をもつので高精度な圧力測定ができないと
いう難点があつた。
流体導入穴１ａより流体が導入されると、起歪筒
１ｄは、その周壁１ｆが等方的に拡張し、加えら
れた圧力と、外周壁に添着されたひずみゲージに
より検出されるひずみ出力との間には、第３図に
示すように、一定の圧力増加に対しひずみ出力は
加速増加をする非直線特性がある。すなわち、下
に凸な略放物線を呈する特性となる。この種の圧
力変換器は、主として高圧力（例えば200Kg・
ｆ／cm2以上）の流体の圧力測定に使用されるもの
であるが、上記の如く圧力−ひずみ出力特性が非
直線性をもつので高精度な圧力測定ができないと
いう難点があつた。
更に、この種の圧力変換器は、ひずみを検出す
るために、一般に起歪筒１ｄの周壁（起歪部）１
ｆに互いに180℃離間した位置にそれぞれ添着さ
れたアクテイブゲージとしてのひずみゲージ３
と、剛体部１ｅ外周に同様にそれぞれ添着された
ダミーゲージとしてのひずみゲージ（図示せず）
とで、ホイートストンブリツジ回路を構成する
が、このような組合せではホイートストンブリツ
ジ回路自身も非直線性をもつている。その値は、
ひずみゲージを用いた変換器の出力レベルにおい
て、4000με（μεは１×10-6ひずみを表わす）の場
合＋0.05％ FS程度あり、一方、従来の同一肉
厚の起歪筒の非直線性は、−0.25％ FS程度なの
で、変換器の非直線性は、全体で−0.2％ FS程
度になる（なおFSは定格出力を表わす）。この値
は、この種の変換器に構成に由来する本質的なも
のであり、これ以上の高精度化を実現するのは、
極めて困難であるとされていた。
るために、一般に起歪筒１ｄの周壁（起歪部）１
ｆに互いに180℃離間した位置にそれぞれ添着さ
れたアクテイブゲージとしてのひずみゲージ３
と、剛体部１ｅ外周に同様にそれぞれ添着された
ダミーゲージとしてのひずみゲージ（図示せず）
とで、ホイートストンブリツジ回路を構成する
が、このような組合せではホイートストンブリツ
ジ回路自身も非直線性をもつている。その値は、
ひずみゲージを用いた変換器の出力レベルにおい
て、4000με（μεは１×10-6ひずみを表わす）の場
合＋0.05％ FS程度あり、一方、従来の同一肉
厚の起歪筒の非直線性は、−0.25％ FS程度なの
で、変換器の非直線性は、全体で−0.2％ FS程
度になる（なおFSは定格出力を表わす）。この値
は、この種の変換器に構成に由来する本質的なも
のであり、これ以上の高精度化を実現するのは、
極めて困難であるとされていた。
更にまた、この種の圧力変換器の起歪筒の肉厚
は、例えば200Kg・ｆ／cm2の定格容量のもので、
0.15mm程度しかないので、加工時の心振れによつ
て偏心が生じ、個々の変換器に特性にばらつきを
生ずる欠点があつた。
は、例えば200Kg・ｆ／cm2の定格容量のもので、
0.15mm程度しかないので、加工時の心振れによつ
て偏心が生じ、個々の変換器に特性にばらつきを
生ずる欠点があつた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、加工が容易で安価に製作でき、定格容量に
応じた圧力−ひずみ出力変換特性の直線性の改善
が容易に行え、且つその特性のばらつきが極めて
少なく高精度に流体の圧力を測定し得る圧力変換
器を提供することを目的としている。
ので、加工が容易で安価に製作でき、定格容量に
応じた圧力−ひずみ出力変換特性の直線性の改善
が容易に行え、且つその特性のばらつきが極めて
少なく高精度に流体の圧力を測定し得る圧力変換
器を提供することを目的としている。
すなわち、本発明は、圧力媒体としての流体
を、有底中空状の起歪筒内に導入して該起歪筒の
周壁を変形せしめ、該変形をひずみゲージにより
検出して印加圧力に対応する電気信号を得る圧力
変換器において、前記起歪筒の底を厚肉に形成し
て剛体部を設け、前記起歪筒の周壁のうち、その
内周壁の横断面形状を半径r1の円形状に形成し、
その外周壁の横断面形状を前記円の中心に対して
対称にそれぞれ距離ａだけ離れた点を中心とした
半径Ｒ（ただしＲ＞ａ＋r1）の２つの円が交差し
互いに切り取られる円弧部分に相当する円弧状に
形成して薄肉部と厚肉部を設け、前記薄肉部にア
クテイブゲージとしてのひずみゲージを添着し、
前記剛体部にダミーゲージとしてのひずみゲージ
を添着した構成とし、前記半径r1、Ｒおよび距離
ａの関係を、前記起歪筒と前記ひずみゲージとの
組合わせによりなる圧力−ひずみ出力変換特性が
直線性を呈する如く設定することにより上記目的
を達成しようとするものである。
を、有底中空状の起歪筒内に導入して該起歪筒の
周壁を変形せしめ、該変形をひずみゲージにより
検出して印加圧力に対応する電気信号を得る圧力
変換器において、前記起歪筒の底を厚肉に形成し
て剛体部を設け、前記起歪筒の周壁のうち、その
内周壁の横断面形状を半径r1の円形状に形成し、
その外周壁の横断面形状を前記円の中心に対して
対称にそれぞれ距離ａだけ離れた点を中心とした
半径Ｒ（ただしＲ＞ａ＋r1）の２つの円が交差し
互いに切り取られる円弧部分に相当する円弧状に
形成して薄肉部と厚肉部を設け、前記薄肉部にア
クテイブゲージとしてのひずみゲージを添着し、
前記剛体部にダミーゲージとしてのひずみゲージ
を添着した構成とし、前記半径r1、Ｒおよび距離
ａの関係を、前記起歪筒と前記ひずみゲージとの
組合わせによりなる圧力−ひずみ出力変換特性が
直線性を呈する如く設定することにより上記目的
を達成しようとするものである。
先ず、本発明の実施例を説明するに先立つて、
本発明のよりどころとなるところを第４図Ａ，Ｂ
および第５図を参照して説明する。いま第４図
Ａ，Ｂに示すような形状の起歪体１０ｄを考え
る。ここで、第４図Ａは、圧力変換器の導入部１
０のみの縦断面図、同図Ｂは、起歪体１０ｄのＢ
−Ｂ線横断面図を示す。
本発明のよりどころとなるところを第４図Ａ，Ｂ
および第５図を参照して説明する。いま第４図
Ａ，Ｂに示すような形状の起歪体１０ｄを考え
る。ここで、第４図Ａは、圧力変換器の導入部１
０のみの縦断面図、同図Ｂは、起歪体１０ｄのＢ
−Ｂ線横断面図を示す。
同図において、起歪体１０ｄの剛体部１０ｅお
よび厚肉部１０ｇは剛体となつており流体導入穴
１０ａより流体が導入されても変形しないものと
考え、前記起歪体１０ｄの薄肉部１０ｆのみが変
形するものとする。このように形成された起歪体
１０ｄの薄肉部１０ｆは、内圧により外側へ凸と
なつて膨張すると同時に、厚肉部１０ｇも又外側
に移動し、結果として前記薄肉部１０ｆは引張力
を受ける。この変形は、第２図における薄肉円筒
の変形に基づくひずみの発生と機構的に異なるも
のであり、第４図Ａ，Ｂに示す形状をもつた起歪
体１０ｄにおける圧力−ひずみ特性は第５図のよ
うになる。
よび厚肉部１０ｇは剛体となつており流体導入穴
１０ａより流体が導入されても変形しないものと
考え、前記起歪体１０ｄの薄肉部１０ｆのみが変
形するものとする。このように形成された起歪体
１０ｄの薄肉部１０ｆは、内圧により外側へ凸と
なつて膨張すると同時に、厚肉部１０ｇも又外側
に移動し、結果として前記薄肉部１０ｆは引張力
を受ける。この変形は、第２図における薄肉円筒
の変形に基づくひずみの発生と機構的に異なるも
のであり、第４図Ａ，Ｂに示す形状をもつた起歪
体１０ｄにおける圧力−ひずみ特性は第５図のよ
うになる。
本発明は、第２図Ａ，Ｂに示す起歪筒１ｄと第
４図Ａ，Ｂに示す起歪体１０ｄとを加味した形状
の起歪筒を形成することにより、圧力−ひずみ特
性の非直線性を改善できるであろうとの洞察の下
に鋭意研究を重ねた結果、漸う発明を完成するに
いたつたものである。
４図Ａ，Ｂに示す起歪体１０ｄとを加味した形状
の起歪筒を形成することにより、圧力−ひずみ特
性の非直線性を改善できるであろうとの洞察の下
に鋭意研究を重ねた結果、漸う発明を完成するに
いたつたものである。
第６図ＡおよびＢは、本発明の一実施例の構成
を示す縦断面図およびＣ−Ｃ線横断面図である。
を示す縦断面図およびＣ−Ｃ線横断面図である。
第６図Ｂに示す圧力変換器は、導入部１１にお
ける起歪筒１１ｄの横断面形状は、薄肉部１１ｆ
と厚肉部１１ｇとを有する形状に形成してあり、
更に薄肉部１１ｆから厚肉部１１ｇにかけて徐々
にその肉厚が増加する部分を有する。また、アク
テイブゲージとしてのひずみゲージ３は、互いに
180℃だけ離間された２個所の薄肉部１１ｆにそ
れぞれ円周方向（矢印方向）のひずみを検出すべ
く添着してある。
ける起歪筒１１ｄの横断面形状は、薄肉部１１ｆ
と厚肉部１１ｇとを有する形状に形成してあり、
更に薄肉部１１ｆから厚肉部１１ｇにかけて徐々
にその肉厚が増加する部分を有する。また、アク
テイブゲージとしてのひずみゲージ３は、互いに
180℃だけ離間された２個所の薄肉部１１ｆにそ
れぞれ円周方向（矢印方向）のひずみを検出すべ
く添着してある。
一方、ダミーゲージとしてのひずみゲージ（図
示せず）は、起歪筒１１ｄの底を厚肉に形成して
設けた剛体部１１ｅの外周壁に、ひずみを受けず
起歪筒１１ｄの温度のみの影響を受けるべく添着
してある。そして、これらダミーゲージとアクテ
イブゲージからなる例えば４枚のひずみゲージを
もつてホイートストンブリツジが形成される。
示せず）は、起歪筒１１ｄの底を厚肉に形成して
設けた剛体部１１ｅの外周壁に、ひずみを受けず
起歪筒１１ｄの温度のみの影響を受けるべく添着
してある。そして、これらダミーゲージとアクテ
イブゲージからなる例えば４枚のひずみゲージを
もつてホイートストンブリツジが形成される。
第６図Ｂに示す起歪筒１１ｄを製作するには、
第８図に示すように、先ず、起歪筒１１ｄの中心
Ｏを回転中心として半径r1の円穴を、一端〔第６
図Ａにおいては左端〕から大径部１１ｃを経て他
端側に厚肉の底が残る程度の深さに達するまで穿
設し、更に同軸の半径r2（ただしr1＜r2）の外径
寸法になるまでその外周面を旋削して有底同心円
筒を製作する。次に、前記円心円筒の中心Ｏより
距離ａだけ離れた点Ｐを回転中心として起歪筒１
１ｄを回転させ半径Ｒ（ただしＲ＞ａ＋r1）の円
弧状にその外周を旋削加工する。そして、次に中
心Ｏに対し前記点Ｐに対称で該中心Ｏより距離ａ
だけ離れた点P′を回転中心として起歪筒１１ｄを
回転させ同様に半径Ｒの円弧状にその外周を旋削
加工する。このようにして第６図Ｂの形状をもつ
起歪筒１１ｄを製作することができる。換言すれ
ば、本実施例の起歪筒１１ｄの横断面形状は、そ
の内周壁横断面形状を半径r1の円形状とし、その
周壁横断面形状を前記円の中心に対し対称にそれ
ぞれ距離ａだけ離れた点を中心とした半径Ｒ（た
だしＲ＞ａ＋r1）の２つの円が交差し互いに切り
取られる円弧部分に相当する円弧状に形成して成
るものである。
第８図に示すように、先ず、起歪筒１１ｄの中心
Ｏを回転中心として半径r1の円穴を、一端〔第６
図Ａにおいては左端〕から大径部１１ｃを経て他
端側に厚肉の底が残る程度の深さに達するまで穿
設し、更に同軸の半径r2（ただしr1＜r2）の外径
寸法になるまでその外周面を旋削して有底同心円
筒を製作する。次に、前記円心円筒の中心Ｏより
距離ａだけ離れた点Ｐを回転中心として起歪筒１
１ｄを回転させ半径Ｒ（ただしＲ＞ａ＋r1）の円
弧状にその外周を旋削加工する。そして、次に中
心Ｏに対し前記点Ｐに対称で該中心Ｏより距離ａ
だけ離れた点P′を回転中心として起歪筒１１ｄを
回転させ同様に半径Ｒの円弧状にその外周を旋削
加工する。このようにして第６図Ｂの形状をもつ
起歪筒１１ｄを製作することができる。換言すれ
ば、本実施例の起歪筒１１ｄの横断面形状は、そ
の内周壁横断面形状を半径r1の円形状とし、その
周壁横断面形状を前記円の中心に対し対称にそれ
ぞれ距離ａだけ離れた点を中心とした半径Ｒ（た
だしＲ＞ａ＋r1）の２つの円が交差し互いに切り
取られる円弧部分に相当する円弧状に形成して成
るものである。
尚、圧力変換器の導入部１１におけるねじ部１
ｂ、大径部１ｃ、剛体部１１ｅは、第２図に示し
従来例の圧力変換器と同様であるので、その説明
は省略する。また、圧力変換器の外筒部、ケー
ス、防水コネクタ等も第１図示のものと同様であ
るので、図示およびその説明を省略する。
ｂ、大径部１ｃ、剛体部１１ｅは、第２図に示し
従来例の圧力変換器と同様であるので、その説明
は省略する。また、圧力変換器の外筒部、ケー
ス、防水コネクタ等も第１図示のものと同様であ
るので、図示およびその説明を省略する。
このように構成された第６図ＡおよびＢに示し
た圧力変換器は、第３図に示したような圧力−ひ
ずみ出力特性の非直線性（−0.25％ FS程度）
および、ホイートストンブリツジ回路自身の非直
線性（＋0.05％ FS程度）を補償する非直線変
換特性を呈する如く薄肉部１１ｆと厚肉部１１ｇ
を設定してあるので、圧力変換器全体（起歪筒と
ひずみゲージの組合わせ）としての圧力−ひずみ
出力変換特性は、第７図に示すような直線状を呈
する。この起歪筒１１ｄの圧力−ひずみ出力特性
は、半径r1、Ｒ、偏心距離ａ等を適宜調整するこ
とにより微妙に変化できる。
た圧力変換器は、第３図に示したような圧力−ひ
ずみ出力特性の非直線性（−0.25％ FS程度）
および、ホイートストンブリツジ回路自身の非直
線性（＋0.05％ FS程度）を補償する非直線変
換特性を呈する如く薄肉部１１ｆと厚肉部１１ｇ
を設定してあるので、圧力変換器全体（起歪筒と
ひずみゲージの組合わせ）としての圧力−ひずみ
出力変換特性は、第７図に示すような直線状を呈
する。この起歪筒１１ｄの圧力−ひずみ出力特性
は、半径r1、Ｒ、偏心距離ａ等を適宜調整するこ
とにより微妙に変化できる。
尚、本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形実施が可能である。
のではなく、種々の変形実施が可能である。
例えば、第８図に示した実施例においては、２
つの半径Ｒの円弧部分の互いの交点が、半径r2の
円（上記円弧部分を形成する前の円筒の外径）に
内接した関係となつているが、必らずしも内接す
る必要性はなく、厚肉部１１ｇが実質上変形しな
い程度に剛性を有する限り、上記半径Ｒの円弧部
分の互いの交点が上記半径r2の円より外方（また
は内方）に位置する関係であつてもよい。この意
味において、第８図に示す起歪筒１１ｄの厚肉部
１１ｇの尖端部（図において左右の尖つた端部）
も、剛性に実質的に影響を与えない限りにおいて
は、平坦状あるいは円弧状に削除（追加工）して
もよい。
つの半径Ｒの円弧部分の互いの交点が、半径r2の
円（上記円弧部分を形成する前の円筒の外径）に
内接した関係となつているが、必らずしも内接す
る必要性はなく、厚肉部１１ｇが実質上変形しな
い程度に剛性を有する限り、上記半径Ｒの円弧部
分の互いの交点が上記半径r2の円より外方（また
は内方）に位置する関係であつてもよい。この意
味において、第８図に示す起歪筒１１ｄの厚肉部
１１ｇの尖端部（図において左右の尖つた端部）
も、剛性に実質的に影響を与えない限りにおいて
は、平坦状あるいは円弧状に削除（追加工）して
もよい。
以上詳述したように本発明によれば、以下に述
べる数々の利点を有する圧力変換器を提供するこ
とができる。
べる数々の利点を有する圧力変換器を提供するこ
とができる。
第１に、従来の起歪筒における非直線性および
ホイートストンブリツジ回路のもつ非直線性を同
時に且ついかなる定格容量のものであつても半径
r1、Ｒおよび偏心距離ａを調整することにより容
易に補償することができる。
ホイートストンブリツジ回路のもつ非直線性を同
時に且ついかなる定格容量のものであつても半径
r1、Ｒおよび偏心距離ａを調整することにより容
易に補償することができる。
因に、第６図Ｂに示す実施例により、非直線性
＋0.005％ FSのものが得られた。従来、定格容
量が500Kg・ｆ／cm2以上の高容量のものにおいて
は、高精度な圧力測定は全く期待できなかつた
が、本発明によれば、200Kg・ｆ／cm2程度から数
1000Kg・ｆ／cm2の高容量まで、広範囲にわたる高
精度な圧力測定が可能な圧力変換器を提供するこ
とができる。
＋0.005％ FSのものが得られた。従来、定格容
量が500Kg・ｆ／cm2以上の高容量のものにおいて
は、高精度な圧力測定は全く期待できなかつた
が、本発明によれば、200Kg・ｆ／cm2程度から数
1000Kg・ｆ／cm2の高容量まで、広範囲にわたる高
精度な圧力測定が可能な圧力変換器を提供するこ
とができる。
第２に、本発明によれば、起歪筒の薄肉部に応
力が集中するので、同一感度で圧力を検出すると
すれば、薄肉部の肉厚を従来の等肉厚円筒状のも
のに比べ厚くすることができる。このことは、加
工誤差が生じても、従来のものに比べ薄肉部の誤
差の比率は少なく、製品毎の特性上のばらつきを
少なく抑えられることを意味する。この意味にお
いても高精度化が実現される。
力が集中するので、同一感度で圧力を検出すると
すれば、薄肉部の肉厚を従来の等肉厚円筒状のも
のに比べ厚くすることができる。このことは、加
工誤差が生じても、従来のものに比べ薄肉部の誤
差の比率は少なく、製品毎の特性上のばらつきを
少なく抑えられることを意味する。この意味にお
いても高精度化が実現される。
第３に、本発明によれば、要部であり加工精度
が圧力の測定精度に密接に係わる起歪筒の外周壁
加工が、旋盤により行えるので、加工が容易であ
ると共に高精度加工ができ、従つて、製作コスト
の低減化と圧力検出精度の向上を併せて実現する
ことができる。
が圧力の測定精度に密接に係わる起歪筒の外周壁
加工が、旋盤により行えるので、加工が容易であ
ると共に高精度加工ができ、従つて、製作コスト
の低減化と圧力検出精度の向上を併せて実現する
ことができる。
第４に、本発明によれば、ダミーゲージとして
のひずみゲージを起歪筒の剛体部に添着したの
で、該ひずみゲージによつて良好に温度補償され
た圧力変換器を得ることができる。
のひずみゲージを起歪筒の剛体部に添着したの
で、該ひずみゲージによつて良好に温度補償され
た圧力変換器を得ることができる。
第１図は、従来の圧力変換器の一例の構成を示
す縦断面図、第２図ＡおよびＢは、同例の要部
（導入部）の縦断面図およびＡ−Ａ線横断面図、
第３図は、同例における圧力−ひずみ特性図、第
４図ＡおよびＢは、本発明が成立するに至つた思
考過程を説明するための圧力変換器の要部縦断面
図およびＢ−Ｂ線横断面図、第５図は第４図によ
る圧力変換器の圧力−ひずみ特性図、第６図Ａお
よびＢは、本発明の一実施例の構成を示す要部縦
断面図およびＣ−Ｃ線横断面図、第７図は第６図
Ａ，Ｂに示した実施例の圧力−ひずみ出力特性
図、第８図は、第６図ＡおよびＢに示す起歪筒の
形状を説明するための起歪筒の第６図ＡのＣ−Ｃ
線拡大断面図である。 ３……ひずみゲージ、１１……導入部、１１ａ
……流体導入穴、１１ｂ……ねじ部、１１ｃ……
大径部、１１ｄ……起歪筒、１１ｅ……剛体部、
１１ｆ……薄肉部、１１ｇ……厚肉部。
す縦断面図、第２図ＡおよびＢは、同例の要部
（導入部）の縦断面図およびＡ−Ａ線横断面図、
第３図は、同例における圧力−ひずみ特性図、第
４図ＡおよびＢは、本発明が成立するに至つた思
考過程を説明するための圧力変換器の要部縦断面
図およびＢ−Ｂ線横断面図、第５図は第４図によ
る圧力変換器の圧力−ひずみ特性図、第６図Ａお
よびＢは、本発明の一実施例の構成を示す要部縦
断面図およびＣ−Ｃ線横断面図、第７図は第６図
Ａ，Ｂに示した実施例の圧力−ひずみ出力特性
図、第８図は、第６図ＡおよびＢに示す起歪筒の
形状を説明するための起歪筒の第６図ＡのＣ−Ｃ
線拡大断面図である。 ３……ひずみゲージ、１１……導入部、１１ａ
……流体導入穴、１１ｂ……ねじ部、１１ｃ……
大径部、１１ｄ……起歪筒、１１ｅ……剛体部、
１１ｆ……薄肉部、１１ｇ……厚肉部。
Claims (1)
- １ 圧力媒体としての流体を、有底中空状の起歪
筒内に導入して該起歪筒の周壁を変形せしめ、該
変形をひずみゲージにより検出して印加圧力に対
応する電気信号を得る圧力変換器において、前記
起歪筒の底を厚肉に形成して剛体部を設け、前記
起歪筒の周壁のうち、その内周壁の横断面形状を
半径r1の円形状に形成し、その外周壁の横断面形
状を前記円の中心に対して対称にそれぞれ距離ａ
だけ離れた点を中心とした半径Ｒ（ただしＲ＞ａ
＋r1）の２つの円が交差し互いに切り取られる円
弧部分に相当する円弧状に形成して薄肉部と厚肉
部を設け、前記薄肉部にアクテイブゲージとして
のひずみゲージを添着し、前記剛体部にダミーゲ
ージとしてのひずみゲージを添着した構成とし、
前記半径r1、Ｒおよび距離ａの関係を、前記起歪
筒と前記ひずみゲージとの組合わせよりなる圧力
−ひずみ出力変換特性が直線性を呈する如く設定
したことを特徴とする圧力変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57179891A JPS5970933A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | 圧力変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57179891A JPS5970933A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | 圧力変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970933A JPS5970933A (ja) | 1984-04-21 |
| JPH029703B2 true JPH029703B2 (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16073702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57179891A Granted JPS5970933A (ja) | 1982-10-15 | 1982-10-15 | 圧力変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970933A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158834U (ja) * | 1985-03-26 | 1986-10-02 | ||
| WO2006048278A1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-05-11 | Basell Polyolefine Gmbh | Pressure transducer |
| GB0807405D0 (en) * | 2008-04-23 | 2008-05-28 | Transense Technologies Plc | Pressure sensor |
| GB2542650B (en) * | 2015-06-10 | 2018-05-30 | Waters Technologies Corp | Sensor body for a flow through pressure sensor |
| WO2026072489A2 (en) * | 2024-09-25 | 2026-04-02 | Illinois Tool Works Inc. | Pressure sensors, and methods of assembling pressure sensors, for dynamic, high pressure, hydraulic systems |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3645136A (en) * | 1970-04-15 | 1972-02-29 | Charles W Calhoun | Fluid pressure measuring device |
-
1982
- 1982-10-15 JP JP57179891A patent/JPS5970933A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5970933A (ja) | 1984-04-21 |
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