JPH03210404A - 形状センサ - Google Patents
形状センサInfo
- Publication number
- JPH03210404A JPH03210404A JP557890A JP557890A JPH03210404A JP H03210404 A JPH03210404 A JP H03210404A JP 557890 A JP557890 A JP 557890A JP 557890 A JP557890 A JP 557890A JP H03210404 A JPH03210404 A JP H03210404A
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- Japan
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- conductive rubber
- layer
- electrodes
- rubber layer
- elastic
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- Pending
Links
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 2
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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
本発明は物体の形状変化を電気信号として検出する形状
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、上記形状センサとして、測定対象となる物体の表
面などに貼付された導電性ゴムが物体の変形とともに変
形することによる電気抵抗の変化を、導電性ゴムの両端
に設けられた一対の電極の間で測定する方式のものが知
られている。
面などに貼付された導電性ゴムが物体の変形とともに変
形することによる電気抵抗の変化を、導電性ゴムの両端
に設けられた一対の電極の間で測定する方式のものが知
られている。
しかしながら、上記方式では導電性ゴム自身の特性に起
因して次のような問題がある。 ■導電性ゴムの両端の電極間の抵抗変化として信号を取
り出しているため、物体の細かい形状変化を正確に測定
することができない。 ■導電性ゴムの復元力には限りがあるから、使用条件に
より、大きな変形があった場合、あるいは、経時的に復
元力が劣化した場合、零点が変化して、その後の測定の
誤差となることが避けられない。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、細かな形状
変化を測定することができ、かつ、確実に零点を維持し
得る形状センサを得ることを目的とするものである。
因して次のような問題がある。 ■導電性ゴムの両端の電極間の抵抗変化として信号を取
り出しているため、物体の細かい形状変化を正確に測定
することができない。 ■導電性ゴムの復元力には限りがあるから、使用条件に
より、大きな変形があった場合、あるいは、経時的に復
元力が劣化した場合、零点が変化して、その後の測定の
誤差となることが避けられない。 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、細かな形状
変化を測定することができ、かつ、確実に零点を維持し
得る形状センサを得ることを目的とするものである。
上記目的を達成するため、本発明は、測定対象と一体に
変形してそめ変形を電気信号に変換する形状センサにお
いて、測定対象と一体に変形するとともに、その変形量
に応じて電気抵抗が変化する導電性コム層と、該導電性
ゴム層の面方向に沿う直線］ｌに相互に間隔をおいて固
着され、それぞれ周行箇所の導電性コム層に電気的に接
続された複数の電極と、該電極に対して電気的に絶縁さ
れて前記導電性コム層に積層され、少なくとも前記導電
性ゴム層よりヤング率の大きな材料により形成された弾
性体とから構成してなるものである。
変形してそめ変形を電気信号に変換する形状センサにお
いて、測定対象と一体に変形するとともに、その変形量
に応じて電気抵抗が変化する導電性コム層と、該導電性
ゴム層の面方向に沿う直線］ｌに相互に間隔をおいて固
着され、それぞれ周行箇所の導電性コム層に電気的に接
続された複数の電極と、該電極に対して電気的に絶縁さ
れて前記導電性コム層に積層され、少なくとも前記導電
性ゴム層よりヤング率の大きな材料により形成された弾
性体とから構成してなるものである。
上記構成であると、導電性コム層にこれよりもヤング率
の大きな弾性体が積層されているから、被測定物ととも
に導電性コム層が大きく変形した場合にも、弾性体の復
帰どともに前記導電性コｔ・層をもとの形状に復元させ
ることができる。また、導電性ゴム層に直線状に複数の
電極が取り付けられているから、前記直線と交差する方
向へ導電性ゴム層が変形した場合に、その変形を前記複
数の電極の相互間でそれぞれ電気抵抗の変化として検出
することができる。
の大きな弾性体が積層されているから、被測定物ととも
に導電性コム層が大きく変形した場合にも、弾性体の復
帰どともに前記導電性コｔ・層をもとの形状に復元させ
ることができる。また、導電性ゴム層に直線状に複数の
電極が取り付けられているから、前記直線と交差する方
向へ導電性ゴム層が変形した場合に、その変形を前記複
数の電極の相互間でそれぞれ電気抵抗の変化として検出
することができる。
以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の詳細な説
明する。 第１図は形状センサ１の構成を示すものである。 この形状センサＩは、導電性ゴム層２を有し、この導電
性ゴム層２には、電極Ｐ、〜Ｐｎが、導電性コム層２の
長さ方向に相互に間隔をおいて複数箇所に固着され、さ
らに、これらの電極［）、〜Ｐｎの上には、絶縁層３を
介して弾性層４が積層されている。 前記電極Ｐ、〜Ｐ、は、例えば導電性ゴムを塗布するこ
とによって、あるいは、銅板などの導電体を導電性接着
剤を介して接着することによって前記導電性ゴム層２の
表面に機械的および電気的に接続されている。またこれ
らのｓ極ｐ、〜Ｐ、は、その上に積層して固着された絶
縁層３によって互いに電気的に絶縁されて、さらに、そ
の上の弾性層４に固着されている。また弾性層４は、例
えば普通鋼、バネ鋼などのヤング率の大きな弾性材料か
らなり、前記絶縁層３および電極Ｐ１〜Ｐｎを介して前
記導電性ゴム２に固着されて、該導電性ゴム２と一体に
弾性変形することができるようになっている。 なお、前記導電性ゴム２は、第２図に示すように、応力
ゼロの点く歪みゼロの点）を原点として、圧縮応力の増
大とともに電気抵抗が増大し、また、引っ張り応力の増
大とともに電気抵抗が減少する特性を持っている。 次いで、第３図を整層して前記変形センサ１の電気抵抗
変化を測定する回路を説明する。 前記各電極Ｐ 、 −Ｐ 、は、スキャニング手段１０
にそれぞれ接続されて、隣接する電極間の電気抵抗が順
次一定周期で測定されるようになっている。 スキャニング手段１０によって測定された各区間の電気
抵抗の測定値は、Ａ／Ｄ変換器１１により変換された後
、ＣＰＵ１２に供給されており、このＣＰＵ１２は、記
憶手段１３に記憶された導電性ゴムの抵抗〜応力特性（
第２図に示す特性）に基づいて各区間についての電気抵
抗から応力（歪み）を演算し、この応力に基づいて各区
間の変形量を演算して、順次プロッター１４へ記録させ
るようになっている。すなわち、各電極間の変形量をプ
ロッター１４に順次プロットさせることにより、前記変
形センサ１が貼付された測定対象たる物体Ａの変形量を
知ることができるようになっている。 そして、上記測定にあっては、弾性層４が導電性ゴム層
２に接着されて一体に変形するようになっているから、
導電性ゴム２が外力により変形した場合であっても、弾
性層４の弾性限度内の変形ならば、弾性層４の弾性力に
よって導電性ゴム層２にも元の形状に１飯元することが
でき、したがって、大きな変形が生じた場合にも、確実
に零点に復帰することができる。 なお、形状センサの積層構造は第１図に限定されるもの
ではなく、この実施例のように導電性ゴム〜電極〜絶縁
層〜弾性体を順次積層する構造に代えて、導電性ゴムの
一方の面に電極を設け、他方の面に弾性体を積層した構
造、あるいは、実施例のように導電性ゴムと弾性体とを
電極を介して固着した構造に代えて、電極が設けられた
部分以外で両者を固着した構造であってもよい。また、
形状センサの各区間から得られたデータを処理する回路
の具体的構成が第３図に限定されるものでないのはもち
ろんである。
明する。 第１図は形状センサ１の構成を示すものである。 この形状センサＩは、導電性ゴム層２を有し、この導電
性ゴム層２には、電極Ｐ、〜Ｐｎが、導電性コム層２の
長さ方向に相互に間隔をおいて複数箇所に固着され、さ
らに、これらの電極［）、〜Ｐｎの上には、絶縁層３を
介して弾性層４が積層されている。 前記電極Ｐ、〜Ｐ、は、例えば導電性ゴムを塗布するこ
とによって、あるいは、銅板などの導電体を導電性接着
剤を介して接着することによって前記導電性ゴム層２の
表面に機械的および電気的に接続されている。またこれ
らのｓ極ｐ、〜Ｐ、は、その上に積層して固着された絶
縁層３によって互いに電気的に絶縁されて、さらに、そ
の上の弾性層４に固着されている。また弾性層４は、例
えば普通鋼、バネ鋼などのヤング率の大きな弾性材料か
らなり、前記絶縁層３および電極Ｐ１〜Ｐｎを介して前
記導電性ゴム２に固着されて、該導電性ゴム２と一体に
弾性変形することができるようになっている。 なお、前記導電性ゴム２は、第２図に示すように、応力
ゼロの点く歪みゼロの点）を原点として、圧縮応力の増
大とともに電気抵抗が増大し、また、引っ張り応力の増
大とともに電気抵抗が減少する特性を持っている。 次いで、第３図を整層して前記変形センサ１の電気抵抗
変化を測定する回路を説明する。 前記各電極Ｐ 、 −Ｐ 、は、スキャニング手段１０
にそれぞれ接続されて、隣接する電極間の電気抵抗が順
次一定周期で測定されるようになっている。 スキャニング手段１０によって測定された各区間の電気
抵抗の測定値は、Ａ／Ｄ変換器１１により変換された後
、ＣＰＵ１２に供給されており、このＣＰＵ１２は、記
憶手段１３に記憶された導電性ゴムの抵抗〜応力特性（
第２図に示す特性）に基づいて各区間についての電気抵
抗から応力（歪み）を演算し、この応力に基づいて各区
間の変形量を演算して、順次プロッター１４へ記録させ
るようになっている。すなわち、各電極間の変形量をプ
ロッター１４に順次プロットさせることにより、前記変
形センサ１が貼付された測定対象たる物体Ａの変形量を
知ることができるようになっている。 そして、上記測定にあっては、弾性層４が導電性ゴム層
２に接着されて一体に変形するようになっているから、
導電性ゴム２が外力により変形した場合であっても、弾
性層４の弾性限度内の変形ならば、弾性層４の弾性力に
よって導電性ゴム層２にも元の形状に１飯元することが
でき、したがって、大きな変形が生じた場合にも、確実
に零点に復帰することができる。 なお、形状センサの積層構造は第１図に限定されるもの
ではなく、この実施例のように導電性ゴム〜電極〜絶縁
層〜弾性体を順次積層する構造に代えて、導電性ゴムの
一方の面に電極を設け、他方の面に弾性体を積層した構
造、あるいは、実施例のように導電性ゴムと弾性体とを
電極を介して固着した構造に代えて、電極が設けられた
部分以外で両者を固着した構造であってもよい。また、
形状センサの各区間から得られたデータを処理する回路
の具体的構成が第３図に限定されるものでないのはもち
ろんである。
以上の説明で明らかなように、本発明は、導電性ゴムに
弾性体が積層されているから、この弾性体によって導電
性ゴムを確実に復元させて応力ゼロの状態とすることが
でき、また、一般に弾性体として用いられる普通鋼、ス
テンレス鋼などの材料は、導電性ゴムに比してそめ弾性
体としての特性が長期にわたって保存されるから、前記
復元性を長期に亙って確実に維持することができるとい
う効果を奏する。また、前記導電性ゴムの面方向に沿っ
て直線状に複数の電極を配置したから、これらの電極相
互間の電気抵抗を各区間で測定することにより、前記直
線と交差する方向への測定対象物の変形を細かく検出す
ることができるという効果を奏する。
弾性体が積層されているから、この弾性体によって導電
性ゴムを確実に復元させて応力ゼロの状態とすることが
でき、また、一般に弾性体として用いられる普通鋼、ス
テンレス鋼などの材料は、導電性ゴムに比してそめ弾性
体としての特性が長期にわたって保存されるから、前記
復元性を長期に亙って確実に維持することができるとい
う効果を奏する。また、前記導電性ゴムの面方向に沿っ
て直線状に複数の電極を配置したから、これらの電極相
互間の電気抵抗を各区間で測定することにより、前記直
線と交差する方向への測定対象物の変形を細かく検出す
ることができるという効果を奏する。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は一部を断面とした斜視図、第２図は導電性ゴム
の応力〜電気抵抗特性を示す図表、第３図は形状センサ
から得られた信号を処理する回路のブロック図である。 ｌ・・・・・・形状センサ、２・・・・・・導電性ゴム
層、３・・・・・・絶縁層、４・・・・・・弾性体、ｌ
Ｏ・・・・・・スキャニング手段、Ｐ１〜Ｐ、・・・・
・・電極、Ａ・・・・・・測定対象。 出顆人 ヤ マ ハ 株 式 会 社３：絶峰１ 第１図 ４：弾性体 第２図
第１図は一部を断面とした斜視図、第２図は導電性ゴム
の応力〜電気抵抗特性を示す図表、第３図は形状センサ
から得られた信号を処理する回路のブロック図である。 ｌ・・・・・・形状センサ、２・・・・・・導電性ゴム
層、３・・・・・・絶縁層、４・・・・・・弾性体、ｌ
Ｏ・・・・・・スキャニング手段、Ｐ１〜Ｐ、・・・・
・・電極、Ａ・・・・・・測定対象。 出顆人 ヤ マ ハ 株 式 会 社３：絶峰１ 第１図 ４：弾性体 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 測定対象と一体に変形してそめ変形を電気信号に変換す
る形状センサにおいて、 測定対象と一体に変形するとともに、その変形量に応じ
て電気抵抗が変化する導電性ゴム層と、該導電性ゴム層
の面方向に沿う直線上に相互に間隔をおいて固着され、
それぞれ固着箇所の導電性ゴム層に電気的に接続された
複数の電極と、該電極に対して電気的に絶縁されて前記
導電性ゴム層に積層され、少なくとも前記導電性ゴム層
よりヤング率の大きな材料により形成された弾性体と、 からなることを特徴とする形状センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP557890A JPH03210404A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 形状センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP557890A JPH03210404A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 形状センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03210404A true JPH03210404A (ja) | 1991-09-13 |
Family
ID=11615110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP557890A Pending JPH03210404A (ja) | 1990-01-12 | 1990-01-12 | 形状センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03210404A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002206907A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 岩盤の亀裂計測方法及びその装置 |
| JP2007003436A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | き裂深さ測定器用センサおよびき裂深さ測定器 |
| JP2007121159A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Tokai Rubber Ind Ltd | 変位量検出装置 |
-
1990
- 1990-01-12 JP JP557890A patent/JPH03210404A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002206907A (ja) * | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 岩盤の亀裂計測方法及びその装置 |
| JP2007003436A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | き裂深さ測定器用センサおよびき裂深さ測定器 |
| JP2007121159A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Tokai Rubber Ind Ltd | 変位量検出装置 |
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