JPH0361861A - 界磁に基づく運動検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に運動検出装置に関するもので、特別の事
例においては物体内の歪を測定する装置及び加速を測定
する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

試料内の（たわんでいない単位長さあたりの成る方向に
おける物体の長さの変化たる）歪の測定は直接的に又は
間接的に行なうことが出来る。歪の直接測定で使用され
る方法の一部の方法には付着されたワイヤ歪計（試料内
の歪に起因するグリッドの長さ変化が次に測定可能なワ
イヤの抵抗を変えるよう当該試料に歪反応ワイヤのグリ
ッドが付着される）、機械的歪計（適当なスケールから
読取ることが出来る歪を乗算するため光学的又は機械的
レバー・システムが採用される。）、磁気的歪計（試料
内の歪の結果変化する際発生した歪の指示をもたらすよ
う回路のパーミアンスを変える空気間隙を備えた磁気回
路を含む）、半導体歪計（圧電抵抗材料の抵抗がその適
用される応力及び材料内に結果的に生じる応力歪と共に
変化する）、及びキャパシタンス歪計（試料内の歪に起
因する素子の分離での変動によりもたらされるキャパシ
タンスの変動を歪の読取り値提供のため測定出来る）の
使用が含まれる。他の直接的歪測定装置には音響的歪計
、もろいラッカー・コーティング、光学グリッド及びカ
セトメータが含まれる。

試料内の歪の間接的測定方法には変位ピックアップ装置
、速度ピックアップ装置及び加速検出装置の使用が含ま
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

歪（又は加速、重量等で発生するものを含む力）の測定
に対する慣用的な方法の欠点は採用された装置がしばし
ば歪みの測定対象となっている試料に取付けること又は
試料との併用が時おり困難な点にある。又、こうした装
置は典型的には製造が困難であり、５スト高である。結
局、こうした装置の多くの装置は本質的に高い軸方向堅
固性を有するので付着欠落に起因する脱落を防止するに
はこの装置の試料に対する高品質の付着を必要としこれ
が逆に試料の付着にとって時間がかかると共にその準備
に慎重性を要する。

力を測定する１つの方法には一般に構造に与えられる力
を測定するよう配列された容量性素子が内部に設置され
た平行四辺彫型の構造の使用が含まれていた。こうした
多くの装置の例には米国特許第４．０９２，８５６号、
同第４，３０８，９２９号、同第４．５７２□　００６
号及び同第４゜６４９．７５９号に開示されたものが含
まれる。

これらの諸特許に開示された装置は１件を除いて残り全
てが力測定用機構として容量性素子の分離における変動
から生ずるキャパシタンスの変動を利用している。容量
性素子は面対面の関係にて構造上に設置され、そのため
その構造は典型的には相当かさ高になりプロフィールの
平面性に欠ける。

こうした構造はかさ高性と寸法が原因で歪の測定対象と
なっている試料又は物体にその構造を取付けることが困
難になると思われるので、こうした構造は歪計としての
使用に適応させることは困難であろう。又、これらの構
造を容量性素子と共に面対面の関係にて作成することは
その構造の多数の表面又は面を準備して処理しなければ
ならないことから極めて困難である。

本発明の目的は作成が容易で、設計上簡単で全体的に軸
線に沿って与えられる各種力の運動の測定に対し容易に
使用可能な運動検出装置を提供することにある。

本発明の他の目的は歪を測定対象としている物体に取付
けるのに適した比較的低い平たんなプロフィールを有す
る検出器を提供することにある。

本発明の他の目的は寸法が比較的小さく、半導体と集積
回路の併用に充分適している検出器を提供することにあ
る。

本発明の付加的な目的は慣用的な集積回路作成技術を利
用して作成可能な検出器を提供することにある。

本発明の他の目的は力又は運動の測定素子の単一表面設
置が可能な検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の前掲の目的と他の目的は検出器を取付ける物体
内の成る軸線に沿った運動若しくは歪を測定するよう適
合した運動検出器の特定の例示的実施態様にて実現され
る。この検出器には作動面を有し第１方向から突出する
一対の指部が形成された基質、第１方向とは反対の方向
から一対の指部の間の位置へ突出する第３指部が含まれ
ている。

一対の指部と第３指部は全体的にその歪が測定される軸
線に沿ったその軸線に対し直角に延在し一対の指部は物
体内に歪が生ずる場合に軸線に沿った第３指部に対し相
対的に移動自在である。電気的に荷電される素子又は磁
界発生素子といった力の場発生素子は第３指部の作動面
上に配設され、電界を検出出来る電界効果型トランジス
ター又は磁界を検出出来るスプリット・ドレン磁界効果
型トランジスターといった一対の力の場検出素子は各々
一対の指部の異なる指部の作動面上に配設される。基質
を上に取付ける物体が歪を受けて一対の指部が第３指部
に対し相対的に移動されると、力の場発生素子から力の
場検出素子への力の場の強度における変動が決定され、
これが第３指部と一対の指部の間の距離の変動測定をも
たらす。−方、指部の間の距離の変動は基質を取付ける
物体内の歪の測定をもたらす。

本発明の前掲の目的と他の目的、諸特徴及び諸利点につ
いては添附図面に関連して提供される以下の詳細な説明
を考察することから明らかとなろう。

〔実施例〕

第１図を参照すると、この図には変換器を取付ける又は
上に変換器を取付ける物体内の歪を測定する可撓的な単
軸歪変換器の例示的一実施態様が示してある。この変換
器には変換器の作動部品を上に配設する上方作動面と底
面を有する全体的に平面状でプロフィールの低いシリコ
ン基質フレーム部材４が含まれている。フレーム部材４
には変換器を上に取付けてある物体に歪が生じる場合に
相互に対し相対的に長手方向に移動自在の一対の全体的
に平行な荷重支承ビーム又は側部レール８及び１２が含
まれている。ビーム８及び１２の個々の端部上には反対
側端部において付着パッド１６及び２０が形成してある
。付着パッドは全体的にビーム８及び１２と共役的（ｃ
ｏ−ｐｌａｎａｒ）であり、パッドが上に形成される個
々のビームから他方のビームの端部に隣接し、端部から
隔置される箇所迄延在している。付着パッド１６及び２
０は適当な接着剤により変換器を歪を測定すべき物体に
取付けることが出来る。複数個の横方向に可撓的な接続
ビーム即ち短軸２４はビーム８及び１２の間に延在しビ
ーム８及び１２を接続している。第１図に示される如く
短軸２４は全体的にビーム８及び１２に対して直角にな
っている。

第１突出部２８はビーム１２から第２突出部３２と第３
突出部３６の間の箇所へビーム８に向って延在している
。第２突出部と第３突出部は両者共ビーム８からビーム
１２に向って延在している。

第１突出部２８の作動面上には例えば慣用的なマイクロ
作成技術により電界発生用エミッター４０が配設され形
成してある。このエミッターは例えば例示的には荷電さ
れた導電体であろう。第２突出部３２と第３突出部３６
の作動面上には２個の検出器がこれも例えば慣用的なマ
イクロ作成技術で配設され形成され当該検出器は本実施
態様においては各々電界効果型トランジスター（ＦＥＴ
Ｓ）４４．４８である。導電体５２は導電性エミッター
４０を荷電源に接続するようエツジ電気接点パッド５４
に接続し、導電体５６及び５８は第３図に示された如き
検出回路に接続するようＦＥＴ４４及びＦＥＴ４８をエ
ツジ電気接点パッド６０及び６２に接続する。

エミッター４０は代替的に正電荷又は負電荷を含む材料
層に出来よう。例えば、エミッターは例示的に内部に電
子が注入されたポリテトラフルオロエチレンの層に出来
よう。

ＦＥＴ４４及び４８は導電性ゲートを含み、このゲート
は導電性エミッター４０で発生される電界による影響を
受け、その影響度合は第１突出部２８、個々の第２突出
部３２と第３突出部３６の間の間隔即ち電界源とＦＥＴ
の導電性ゲートの間の分離により決定される。公知のよ
うにＦＥＴ５の動作はＦＥＴの導電性ゲート上の電界の
作用である。ＦＥＴには導電性であるチャンネル領域に
より分離されたドレン領域とソース領域として知られて
いる２個の導電性領域が含まれている。ドレン領域とソ
ース領域はチャンネルを通じて両頭域の間に電流が流さ
れるよう異なる電位差にされている。ＦＥＴのゲートは
チャンネル領域に隣接して位置付けられ、ＦＥＴが電界
にさらされるとチャンネル領域の導電率に影響を与える
ようゲートの表面上に電荷が誘引される。これは逆にド
レン領域とソース領域の間に流れる電流の大きさを決定
する。この電流の流れを測定する間に、ＦＥＴ５の附近
に位置付けられた電界の供給源の近接性についての決定
をなすことが出来る。この現象のこれ以上の説明につい
ては本明細書で参考として導入してある１９８８年８月
３０日に発行された米国特許第４．７６７．９７３号に
見出される。

導電性エミッター４０とＦＥＴ５４４及び４８を使用す
る第１図の実施態様あく示してあるが、代替的に導電性
エミッター４０は永久磁石又は電磁石の如き電界エミッ
ターと置換出来、ＦＥＴ５は磁界を検出出来るスプリッ
ト・ドレン磁気ＦＥＴ５　（ＭＡＧＦＥＴＳ）と置換出
来ることを理解すべきである。従って、ＭＡＧＦＥＴＳ
は各ＭＡＧＦＥＴＳと第２突出部２８上に位置付けられ
た永久磁石の間の間隔を検出しよう。

要約すると、ＭＡＧＦＥＴは２個のドレンを有する金属
酸化物半導体電界効果型トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ
）であり、即ち、ＭＡＧＦＥＴはソース領域、２個のド
レン領域、ソース領域ト２個のドレン領域の間の導電性
チャンネル領域、チャンネル領域に隣接して位置付けら
れたゲートを備えている。磁界が無い場合、電流はソー
ス領域からチャンネル領域を通じ同等に２個のドレン領
域に流れる。磁界が存在する場合、チャンネル領域を流
れる電流は偏向されて更に他方のものより一方のドレン
領域に流され、′その偏向の大きさ従って２個のドレン
領域に流れる電流の不均衡は磁界の強度に依存している
。従って２個のドレン領域内での電流の不均衡を測定す
ると、ＭＡＧＦＥＴに対する磁界源の近接度が測定され
る。

第１図の実施態様は一方のエミッター４０のいずれか一
方の側に位置付けられた２個の検出器（ＦＥＴＳ４４及
び４８）の使用を示し、この２個の検出器の配列の利点
については直ちに明らかになろう。然し乍ら、エミッタ
ー４０の片側に位置付けられた一方、突出部上に配設さ
れた単一検出器の使用は又、第２Ａ図と第２Ｂ図に関連
して更に説明される如く歪即ち付着パッド２０に対する
付着パッド１６の相対的運動を検出するよう作用出来る
ことが認識されるべきである。

第２Ａ図及び第２Ｂ図は（引き離す）応力及び（共に絞
る）圧縮力の各々変換器たるフレーム部材４上での作用
を拡大様式にて示す。第２Ａ図において、変換器たるフ
レーム部材４が上に配設してある物体上での応力の作用
は付着パッド１６及び２０が引離され、こうして第１突
出部２８が第２突主部３２から離動し、図示の如く第３
突出部３６に向って移動することにある。従って、第３
突出部３６上に付着されたＦＥＴは導電性エミッターに
より第１突出部２８上に発生されている電界の強度上の
増加従って第３突出部３６に向かう第１突出部２８の運
動の大きさを検出し、一方、第２突出部３２上のＦＥＴ
は電界の強度上の減少従って第２突出部３２から離れる
第１突出部２８の運動の大きさを検出する。電界強度の
増加と電界強度の減少の間の差はビーム８及び１２の相
互に対する相対的運動の大きさを一層正確に示すことで
変換器たるフレーム部材４の設置してある物体内にて発
生した歪を正確に測定する結果的に生じた信号を発生す
る第３図に示された差動回路で決定出来る。

第２Ｂ図は変換器たるフレーム部材４に適用される圧縮
力の影響を拡大様式にて示し、この場合第１突出部２８
は第２突出部３２に近接し第３突出部３６から離れる。

又、この運動の距離は先に説明した如く第２突出部３２
と第３突出部３６上に位置付けられたＦＥＴ５で測定出
来る。

基質フレームたるフレーム部材４はシリコン製として説
明したが、これは又、ポリシリコン、サファイア、アモ
ルファス◆シリコン、ゲルマニウム、ガリウム・ヒ素等
でも作成出来よう。又、全体のＦＥＴ５は第２突出部３
２及び第３突出部３６上に付着されたものとして説明し
たが、ＦＥＴ５のゲートをこれらの突出部上に単に付着
させゲートから遠方のＦＥＴ５の残りの部分をフレーム
４上又は他の個所に付着させることが望ましいであろう
。こうした場合、：”＊’：ａ軛出廓ｊ２と免当挺出部
３６上のゲートは一部分となし得る個々のＦＥＴ５に適
切な導電体により接続されよう。

第３図は第１突出部２８に対する第２突出部３２と第３
突出部３６の相対的運動及び変換器が上に設置される物
体内の歪を測定する目的で第１図の変換器と共に利用可
能な１つの例示的な作動回路を模式的に示す。この回路
には第１突出部２８上のエミッター４０に接続された荷
電源即ち電圧源５７、ＦＥＴ５４４及び４８のドレン領
域に接続された電圧源５９、各々Ｐｔ士８４４及び４８
の個々のソース領域に接続された２個の電流対電圧変換
器６１及び６３及び２個の電圧増幅器６５及び６７が含
まれている。電圧増幅器６５及び６７で発生された電圧
信号の極性は反対になっており、これらの信号は、（第
１突出部２８に対する第２突出部３２と第３突出部３６
の相対的運動の大きさを示す）入力信号の大きさにおけ
る差に振幅が比例し、突出部の運動方向により極性が決
定される出力信号を発生する比較器６つに供給される。

この様にして、測定中の物体内における歪の大きさ及び
その歪が引張り状態か圧縮状態かの両方を決定出来る。

第４図は検出素子を含む２個の突出部と２個の突出部の
間に位置付けられ、力の場発生素子を含む１つの突出部
から戊る多数のセット７０を有する分割された変換器を
示す。こうした力の場発生素子と検出素子の多数のセッ
トを梅供することにより信号出力は変換器に対する良好
な信号対雑音比を提供するよう加算出来る。加算増幅器
７２は２個の比較器７４及び７８の出力に接続された状
態で示してある。

第５Ａ図は２個の部片で構成された歪変換器の他の実施
態様の平面図を示し、２個の部片は歪を測定すべき物体
に適用されよう。第５Ａ図の変換器には一対の荷重支承
する隔置された全体的に平行なレール８０及び８４が含
まれている。付着パッド８８はレール８４の端部に向っ
て延在するようレール８０の一端部に接続され、付着パ
ッド９２は図示の如くレール８４の他端部からレール８
８の端部に向かい延在している。付着パッド８８及び９
２は歪を測定すべき物体に変換器を付着するため設けて
ある。

各々レール８４及び８０から相互に平行で且つ測置的に
なっている位置へ延在する一対のアーム９６及び１００
も含まれている。アーム９６はアーム１００とレール８
０の間に位置付けられ、−方、アーム１００はアーム９
６とレール８４の間に位置付けられる。複数個の力の場
エミッター１０４は（力の場エミッターの個数より１個
少ない）多数の状態でアーム９６に沿って長手方向に隔
置され、力の場検出素子は長手方向にアーム１００に沿
って隔置されている。理解されている如く配列の最先端
力の場エミッターは変換器が応力又は圧縮力を受けてい
ない場合、力の場検出素子の個々の最先端ラインに対向
して位置付けられる。第５Ｂ図は変換器が歪の無い状態
即ち０歪状態にある際の力の場検出素子１０８に対する
力の場エミッター１０４の相対的位置を示す。力の場検
出素子１０８に対する力の場エミッター１０４の相対的
構成はバーニア・スケール配列と類似している。

即ち、変換器を上に設置する物体内で発生している歪に
対する変換器の感度を増加させるよう相互に対するアー
ム９６及び１００の僅かの運動である。

第５Ｃ図は圧縮力が変換器に与えられた際のアーム９６
及び１００の相対的運動を示す。この場合、最先端力の
場エミッターは最先端力の場検出素子と非整合状態にな
り、右側の力の場エミッター１０４ａから２番目のもの
が図示の如く右側の力の場検出素子１０８ａから２番目
のものと整合状態になる。この状態が生じると、力の場
検出素子１０８ａは力の場エミッター１０４８の近接状
態を検出し、アームの相対的運動の大きさを示す読取り
値を提供する。第５Ｃ図に示された如くアーム９６及び
１００の連続する相対的運動は究極的に右側の力の場エ
ミッターから３番目のものと力の場検出素子等を整合状
態にし、暫増的にアームの運動の読取り値を提供する。

第５Ｄ図は左側の力の場エミッター１０４ｂから２番目
のものが左側の力の場検出素子１０８ｂから２番目のも
のと整合するよう変換器に応力がかけられた際のアーム
９６と１００の相対的運動を示す。この整合及び近接状
態において、力の場検出素子１０８ｂの読取り値はアー
ムの相対的運動の大きさを示す。同様に、ｉアーム９６
及び１００が第５Ｄ図に示される如く相対的運動を続行
する際左側の力の場エミッターからの２番目のものと力
の場検出素子が整合状態になる。

第６図はバーニア原理を利用する歪変換器の別の実施態
様の平面図を示す。こｂ変換器には一対の荷重支承、隔
置された全体的に平行なレール１２４及び１２８を有す
る可撓的で全体的に平面状のフレーム部材１２０、各々
レール１２４及び１２８の個々の端部から延在する一対
の付着パッド１３２及び１３６、レール１２４及び１２
８の間に延在し、レール１２４及び１２８を結合する複
数個の隔置された横方向に可撓的な接続短軸１４０及び
１４４が含まれている。又、板材１４８及び１５２の隣
接する自由縁部１５０及び１５４は各々相互に対し全体
的に平行になるよう各々レール１２４及び１２８から相
互に向って延在する一対の共役板材１４８及び１５２も
含まれている。

複数個の力の場エミッター１５６がフレーム部材１２０
の上面上に配設され、自由縁部１５０において板材１４
８に沿い長手方向に隔置されている。

答方の場エミッター１５６は例示的に（これもフレーム
部材１２０の上面上に形成された）共通バス１６４から
板材１４８の自由縁部１５０へ延在する長い導電体を含
む。共通バス１６４は第６図において単一電圧源１６６
に接続して示してあるが、力の場エミッター１５６は各
々異なる電圧レベル又は実質的に同じ電圧レベルを有す
る個々の電圧源に接続出来よう。他方の板材１５２上に
は自由縁部１５４附近で板材に沿い長手方向に隔置され
ている多数の力の場検出素子が形成してある。

ＦＥＴ５のゲートとして作用し且つフレーム部材１２０
の上面上に付着されたバス１６８から板材の自由縁部１
５４へ延在する長い導電体を力の場検出素子１６０が含
むことが有利である。バス１６８はこの場合異なるＦＥ
Ｔに対する究極的な接続のため導電性片体たる力の場検
出素子１６０の個々のリード線又は導電体を含んでいよ
う。代替的に、力の場検出素子１６０はそのゲート領域
が板材１５２の自由縁部１５４に隣接するか、その縁部
において配設されるようフレーム部材１２０の上面上に
付着された個々のＦＥＴ５に出来よう。

第５Ａ図ないし第５Ｄ図の実施態様の場合と同様、ｊｌ
ｉ６図の実施態様はバーニア・スケール配列の型式であ
り、レール１２４及び１２８の相互に対する相対的運動
は第５八図ないし第５Ｄ図の実施態様に関して説明した
様式にて力の場エミッター１５６のいずれのエミッター
カ（力の場検出素子の対応する素子に最も近いかにより
検出され決定されよう。

第６図の変換器は力の場エミッター１５６と力の場検出
素子１６０が相互に向って延在し、はとんど接触するよ
うこれらの部材を位置付ける慣用的なマイクロ作成技術
を使用して容易に製造出来る。作成後、自由縁部１５０
及び１５４は次に例えばレーザー機械加工、化学的エツ
チング、機械的のこぎり等で切断し、縁部の間の正確な
平行配列を提供し且つ力の場エミッターを自由縁部１５
０に露呈させ、力の場検出素子を自由縁部１５４に露呈
した状態に残す。

第７図は基質フレーム２００を含む加速力変換器の平面
図を示す。このフレームには一対の全体的に平行で隔置
されたレール２０４及び２０８並びにレール２０４の個
々の端部に接続された付着バッド２１２及び２１６が含
まれている。先に説明した如く、レール２０８は横方向
に可撓的なりロスする短軸２２０及び２２４によりレー
ル２０４に接続される。指部２２８及び２３０はレール
２０４からレール２０８に向かい各々指部の対２３２及
び２３６の間の位置へ突出し、これらの指部は逆にレー
ル２０８からレール２０４に向って突出する。力の場エ
ミッターは指部２２８と２３０上に配設され、力の場検
出素子は指部の対２３２及び２３６上に配設され、これ
らは全て本発明の他の実施態様に対し先に説明した如く
なされる。

レール２０８上には長い重錘２４０が設置され、この重
錘は基質フレーム２００が長手方向に第７図において右
側又は左側へ加速される際レール２０８を加速の方向と
は逆の方向でレール２０４に対し相対的に移動させる。

この移動は矢印２４４で示してある。レール２０８がレ
ール２０４に対し相対的に移動されると、指部の対２３
２及び２３６は指部２２８及び２３０に対して相対的に
移動され、この運動は指部の対２３２及び２３６上に付
着された力検出素子により検出可能である。

この様にして、基質フレーム２００が受けている加速を
検出して測定出来る。

第８図は力の方向ではなく大きさを決定出来る力変換器
の平面図を示す。この変換器はソース領域３０３、ゲー
ト領域３０４及びドレン領域３０５を有するＦＥＴ３０
２が上に配設してある環状基質３００、一体内に形成さ
れたばね３１６で支持された中央に位置付けられた基質
部片３１２を含むよう材料の単一部片で形威してある。

電界エミッター３２０が基質部片３１２上に配設してあ
る。ＦＥＴ３０２は信号処理回路３０８に接続されてい
る。

環状基質３００が成る方向に加速されると、ばね３１６
へ懸架してあり加速されている物体には取付けられてい
ない基質部片３１２が加速方向とは反対方向で環状基質
３００に対し相対的に移動される。この運動は先に説明
した如く電界エミッター３２０とゲート領域３０４の間
の近接変化に起因してＦＥＴ３０２により検出される。

いかなる方向であれ、環状基質３００の加速の大きさは
ゲート領域３０４に対する電界エミッター３２０の近接
度により決定されるが、加速方向は第８図の変換器では
決定出来ない。

第９図はいずれか一方の方向における軸線４００に沿っ
た加速の大きさを決定出来る加速力変換器の別の実施態
様の平面図を示す。この変換器には基質４０４から内方
に延在する一体的に形成された可撓性短軸４１２及び４
１６を有する円形基質４０４が含まれている。（ゲート
領域の各側に位置付けられたソース領域とドレン領域を
有する）半円形ＦＥＴ４２０及び半円形ＦＥＴ４２４は
基質４０４上に配設され、各ＦＥＴは信号処理回路４２
８及び４３２の個々の信号処理回路に接続されている。

基質４０４の中央の所定位置には一体的に形成された基
質４３６が保持され、当該基質上には電界エミッター４
４０が配設してある。基質４０４が軸線４００に沿って
右側に加速されるのに判ない、支持短軸４１２及び４１
６は左側にたわみ、電界エミッター４４０を半円形ＦＥ
Ｔ４２０のゲートに近付くよう移動させ、これは両方の
半円形ＦＥＴ４２０及び４２４で先に説明した如く半円
形ＦＥＴ４２０と４２４のゲートに対する電界エミッタ
ー４４０の近接度の変化を示す信号を発生させる。同様
に、基質４０４が左に加速されると、支持短軸４１２及
び４１６は右へたわまされ、電界エミッター４４０を半
円形ＦＥＴ４２４のゲートに一層近接させ、半円形ＦＥ
Ｔ４２０のゲートから離す。この近接における変化は再
び半円形ＦＥＴ４２０と４２４の信号出力により再び反
射されよう。前述の様式にて加速力の大きさと加速力の
軸線４００に沿った方向を決定出来る。

第１０図は加速力の大きさと加速力の４つの方向を決定
出来る２軸力変換器の平面図を示す。第１０図の変換器
には円形基質５００が含まれ、当該基質上には１／４円
形のＭＡＧＦＥＴＳ５１６．５２０．５２４及び５２８
が配設してある。これらのＭＡＧＦＥＴＳは各々信号処
理回路５３２．５３６．５４０及び５４４の個々の信号
処理回路に接続されている。ＭＡＧＦＥＴ５２８はソー
ス領域５２９、ゲート領域５３０及び２個のドレン領域
５３１ｇ、５３１ｂを含むよう詳細に示してある。第１
０図には示されていないが、他方のＭＡＧＦＥＴＳも同
様に作成されよう。一体内に形成された機械ばね５４８
により基質５５２が円形基質５００の中央に懸下され、
当該基質５５２上には磁界エミッター５５６が配設して
ある。第１０図の検討から機械ばね５４８で定められた
軸線のいずれか一方の軸線に全体的に沿う円形基質５０
０の加速がＭＡＧＦＥＴと磁界エミッター５５６の間の
近接度を示す信号を発生するＭＡＧＦＥＴＳの１つにな
り、ＭＡＧＦＥＴＳの１つのＭＡＧＦＥＴが磁界エミッ
ター５５６がそのＭＡＧＦＥＴから離動したことを示す
信号を発生する状態を理解出来る。この様にして２個の
異なる幻角軸線に沿ういずれか一方の方向での加速力の
大きさを決定出来る。

多数の軸線に沿って生ずる加速力の測定を行なうようセ
グメント化された円形基質と円形ゲート領域を有する変
換器を第９図及び第１０図の変換器に対して説明したも
のと同様の様式にて適用出来ることが明らかであろう！
測定は加速力の大きさと加速が生じた特定の軸線に沿う
方向の両者となろう。

第１１Ａ図、第１１Ｂ図及び第１１Ｃ図は２９の対角線
方向における歪を測定する２素子ローゼツト歪変換器、
３素子ローゼツト歪変換器及び４素子ローゼツト歪変換
器を表わす描画的平面図を示す。第１１Ａ図において、
ローゼットはｒＴＪの形状に形成され、第１図に示され
た変換器と同様の２個のＦＥＴ又はＭＡＧＦＥＴに基づ
く歪変換器６０４及び６０８に適合するよう切断され又
はエツチング処理されている。単一基質６００を含む歪
変換器６０８は図示の如く歪変換器６０４に直角に位置
付けてある。基質６００は先に説明した基質材料の如き
可撓性材料で作成されている。

歪を測定すべき物体にローゼットを取付けるよう歪変換
器６０４の付着バッド６１，２及び６１６並びに歪変換
器６０８の付着パッド６２０及び６２４が設けられ、各
歪変換器６０４及び６０８の長手方向軸線は全体的にそ
の歪が物体内の予測される方向と一致するよう位置付け
てある。従って、こうした歪は２個の歪変換器６０４及
び６０８で測定される。

第１１Ｂ図は３個のＦＥＴ−又はＭＡＧＦＥＴに基づく
歪変換器７０４．７０８及び７１２が材料の単一部片で
形成され、二等辺３角形を形成するよう配設されている
３素子ローゼツト歪変換器を示す。歪変換器７０４．７
０８及び７１２の隣接する端部は共通付着パッド７１６
．７２０及び７２４を共有する。第１１Ｂ図の３素子ロ
ーゼツト構成は公知の如く物体上の位置における３個の
歪量の測定により歪の場を定めることが出来るので、物
体内の力の場を測定し定める目的に使用可能である。

第１１Ｃ図は更に他のローゼット歪変換器を示すが、４
個のＦＥＴ−又はＭＡＧＦ’ＥＴに基づく歪変換器８０
４．８０８．８１２及び８１６がその長手方向軸線が隣
接する変換器に対し４５＠の角度にて離して向けられて
いる状態にて基質８００上に配列してある。歪変換器８
０４．８０８．８１２及び８１６は全てその端部の１つ
の端部において１つの共役付着パッド８２０を共有し、
各々他方の端部において別々の付着パッド８２４．８２
８．８３２及び８３６を備えている。第１１Ｃ図のロー
ゼット歪変換器は又、物体上の位置における（第１１Ｂ
図の構成における３個の場合よりむしろ）４個の歪を測
定することにより変換器の設置してある物体の歪場を測
定し定めることが出来る。４個の歪を測定すると、歪場
の良好な解析が提供される。

ＦＥＴ−又はＭＡＧＦＥＴに基づく変換器が各種パター
ンにて配列され、単一基質で形成されている歪場の測定
のための各種ローゼット歪変換器構成も提供出来よう。

第１２図はレバー作用型の機械的増幅機構を有するよう
作成された歪変換器を示す。この変換器には２個の付着
バッド９０４及び９０８並びに付着バッド９０４に一端
部にて接続され、他端部にて相互に且つアーム９１２に
平行に下方へ突出する２個の指部９２０．９２４を有す
る横方向に延在するアーム９１６が形成されたレバー・
アーム９１２が含まれている。ベース・アーム９２８は
レバー・アーム９１２の端部の間に位置付けられたピボ
ット位置９３２においてレバー・アーム９１２に接続す
るよう付着バッド９０８から延在している。アーム９３
６は付着バッド９０８から指部９２０と９２４の間の位
置迄延在している。アーム９３６の自由端部上には力の
場エミッター９４０が配設してあり、指部９２０と９２
４上には各々２個の検出素子９４４及び９４８が配設し
てある。

相互からの又は相互に向かう付着バッド９０４と９０８
の運動によりレバー・アーム９１２は各々ピボット点９
３２及び９５２の周わりでのアーム９３６に向かう又は
アーム９３６から離れる枢軸運動を生じさせるので、検
出素子９４４及び９４８は力の場エミッター９４０に対
して相対的に移動する。アーム９１６に接続されるレバ
ー・アーム９１２の端部の運動、従って力の場エミッタ
ー９４０に対する検出素子９４４と９４８の相対的運動
はピボット点９５２からアーム９１６迄のレバー・アー
ム９１２の長さとピボット点たるピボット位置９３２か
らピボット点９５２迄のレバー◆アーム９１２の長さの
比に比例する量だけ付着バッド９０４と９０８の運動を
増幅したものである。この比が大きくなる程運動の増幅
が大きくなる。

前述した配列は本発明の諸原理の適用の例示的なものに
過ぎないことを理解すべきである。本発明の技術思想と
範囲から逸脱せずに当技術の熟知者により多数の改変と
代替的配列を行なうことが出来、前掲の特許請求の範囲
はこうした改変と配列を保護する意図がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の諸原理に従って作成された可撓的な短
軸歪変換器の斜視図、 第２Ａ図及び第２Ｂ図は各々引張り歪と圧縮歪を受けた
際の第１図の変換器の平面図、第３図は第１図の変換器
がさらされる歪を示す信号を発生する目的で利用可能な
例示的回路の模式図、 ｊ！！４４図は多数の検出器の組合せを含む歪変換器の
部分平面図、 第５Ａ図は本発明の諸原理に従って作成され特定のバー
ニア原理を利用している歪変換器の他の実施態様の平面
図、 第５Ｂ図、第５Ｃ図及び第５Ｄ図は第５Ａ図の歪変換器
の使用の模式図、 第６図は本発明の諸原理に従って作成され又、バーニア
原理を利用している歪変換器の他の実施態様の平面図、 第７図は本発明の諸原理に従って作成された加速力変換
器の平面図、 第８図は方向力でなく大きさを決定出来る本発明の諸原
理に従って作成された力変換器の実施態様の平面図、 第９図は力の大きさと２９の方向を決定出来る短軸力変
換器の平面図、 第１０図は力の大きさと４つの方向を決定出来る２軸力
変換器の平面図、 第１１Ａ図、第１１Ｂ図及び第１１Ｃ図は本発明の諸原
理に従って作成されたローゼット歪変換器の３個の実施
態様の模式的平面図、 第１２図は機械的増幅を備えた歪変換器の平面図である
。 〔符号の説明〕 ４ニフレ一ム部材　８．１２：ビーム　１６，２０：付
着パッド　４４．４８７電界効果型トランジスター Ｆｉｇ、　ＩＩＡ 手続補正書 平底 ２年 ５月２夕日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）装置が上に配設される物体における歪を測定する装
   置であって、前記装置が、 物体上に配設し作動面を有する可撓的で連続的に平面状
   のフレーム部材、前記フレーム部材が、物体が歪を受け
   る際相互に長手方向に相対的に移動自在の一対の全体的
   に平行な荷重支承ビーム、荷重支承ビームの間に延在す
   る１個以上の対の隔置された横方向に可撓的な接続ビー
   ム、接続ビームの間の箇所において荷重支承ビームの一
   方のビームから他方の荷重支承ビームに向って延在する
   第１突出部、第１突出部の片側において前記他方の荷重
   支承ビームから前記一方の荷重支承ビームへ延在する第
   ２突出部を含むこと、 第１突出部から出る力の場を発生するよう第１突出部の
   作動面上に配設された装置、及び力の場の存在を検出し
   力の場の強度を表わす信号と力の場の発生装置から検出
   装置迄の距離を表わす信号を発生するよう第２突出部の
   作動面上に配設された第１検出装置 を含む変換器から成る歪測定装置。 ２）更に、第１変換器と共に単一可撓性基質で形成され
   た少なくとも１個の付加的変換器を含み、各変換器の荷
   重支承ビームが他の変換器の荷重支承ビームと平行にな
   らないよう前記変換器が向けてある請求項１記載の装置
   。 ３）一方の変換器の加重支承ビームが全体的に他方の変
   換器の荷重支承ビームと直角になるよう２個の変換器が
   位置付けてある請求項２記載の装置４）各変換器の荷重
   支承ビームが他方の変換器の荷重支承ビームに対して全
   体的に６０゜の角度にて向けられるよう３個の変換器が
   位置付けてある請求項２記載の装置。 ５）各変換器の荷重支承ビームが少なくとも１個の隣接
   する変換器の荷重支承ビームに対し全体的に４５゜の角
   度にて向けられるよう４個の変換器が位置付けてある請
   求項２記載の装置。 ６）前記フレーム部材が前記他方の荷重支承ビームから
   第１突出部の他方の側の前記一方の荷重支承ビームに向
   って延在する第３突出部を含み、力の場の存在を検出し
   力の場の強度を表わす信号従って力の場を発生する装置
   からの第２検出装置の距離を表わす信号を発生するよう
   第３突出部の作動面上に配設された第２検出装置を前記
   変換器が含む請求項１記載の装置。 ７）更に、相対的運動を示し力の場発生装置に対する第
   １及び第２検出装置の相対的間隔を示す前記信号に応答
   する指示装置から成る請求項６記載の装置。 ８）力の場の発生装置からの第１検出装置の距離と力の
   場の発生装置からの第２検出装置の距離の間の差の指示
   を作成する差測定装置を前記指示装置が含む請求項７記
   載の装置。９）前記力の場発生装置が電界発生装置を含
   み、前記第１及び第２検出装置が各々電界発生装置から
   の電界効果トランジスターの距離に比例する出力を発生
   する電界効果型トランジスターを含む請求項６記載の装
   置。 １０）前記電界発生装置が導電体及び当該導電体に接続
   された電荷源を含む請求項９記載の装置。 １１）前記電界発生装置が材料層及び当該材料層内に分
   布された１つの極性の電荷を含む請求項９記載の装置。 １２）前記各電界効果型トランジスターがソース領域、
   ドレン領域、ソース領域とドレン領域の間に位置付けら
   れたチャンネル領域及びチャンネル領域に隣接して位置
   付けられチャンネル領域から絶縁された導電性ゲートか
   ら成り、各電界効果型トランジスターの素子全てが第２
   及び第３突出部の個々の突出部上に位置付けてある請求
   項９記載の装置。 １３）前記電界効果型トランジスターが各々ソース領域
   、ドレン領域、ソース領域とドレン領域と間に位置付け
   られたチャンネル領域等全て突出部から遠方に配設され
   た素子及び導電性ゲートを含み、導電性ゲートの一部分
   が第２突出部と第３突出部の個々の突出部上に配設され
   、導電性ゲートの他の部分がチャンネル領域に隣接して
   遠方に配設され、前記２個の部分が導電体で接続されて
   いる請求項９記載の装置。 １４）前記力の場発生装置が磁場発生装置を含み前記第
   １及び第２検出装置が各々磁場発生装置からの電界効果
   型トランジスターの距離に比例する出力を発生するスプ
   リット・ドレン磁場効果型トランジスターを含む請求項
   ６記載の装置。 １５）前記磁場発生装置が永久磁石素子を含む請求項１
   ４記載の装置。 １６）前記磁場発生装置が電磁素子を含む請求項１４記
   載の装置。 １７）前記スプリット・ドレン磁場効果型トランジスタ
   ーが各々ソース領域、２個のドレン領域、ソース領域と
   ２個のドレン領域の間に位置付けられたチャンネル領域
   、チャンネル領域に隣接して位置付けられ、チャンネル
   領域から絶縁された導電性ゲートを含み各磁場効果型ト
   ランジスターの素子全てが第２突出部と第３突出部の個
   々の突出部上に位置付けられている請求項１４記載の装
   置。 １８）前記スプリット・ドレン磁場効果型トランジスタ
   ーが各々ソース領域、２個のドレン領域、ソース領域と
   ２個のドレン領域の間に位置付けられたチャンネル領域
   等全て突出部から遠方に配設された素子及び導電性ゲー
   トを含み、導電性ゲートの一部分が第２突出部と第３突
   出部の個々の突出部上に配設され、導電性ゲートの他の
   部分がチャンネル領域に隣接して遠方に配設され、前記
   ２個の部分が導電体により接続されている請求項１４記
   載の装置。 １９）前記フレーム部材が更に一対の設置パッドを含み
   、各設置パッドが全体的に共役状のフレーム部材の反対
   側端部において荷重支承ビームの異なるビームに接続さ
   れ、各設置パッドがその接続される個々の荷重支承ビー
   ムから他方の荷重支承ビームの端部に隣接する端部から
   隔置された箇所へ延在する請求項１記載の装置。 ２０）前記フレーム部材が更に３個の突出部の各側にあ
   る荷重支承ビームの間に延在する複数個の付加的な接続
   ビームを含み、前記付加的な接続ビームが隔置され３個
   の突出部の各側に一連のギャップを定めるよう全体的に
   相互に平行になっている請求項１９記載の装置。 ２１）前記フレーム部材が更に３個の突出部の１個以上
   の付加的セット、荷重支承ビームの一方のビームから他
   方のビームに向って延在する各セット内の１つの突出部
   及び他方の荷重支承ビームから前記各セットの一方の突
   出部のいずれか一方の側にある前記一方の荷重支承ビー
   ムに向かって延在する他方の２個の突出部を含み、 一方の突出部から出る力の場を発生するよう各セットの
   一方の突出部の作動面上に配設された装置、及び セットの一方の突出部から発生される力の場の存在を検
   出しセットの一方の突出部上の力の場発生装置からの前
   記各検出装置の距離を表わす信号を発生するよう各セッ
   トの他方の２個の突出部の異なる突出部の作動面上に各
   々配設された一対の検出装置を含む請求項２０記載の装
   置。 ２２）前記フレーム部材が変形可能材料の単一モノリシ
   ック部片で構成されている請求項２記載の装置。 ２３）前記材料部片がシリコン基質を含み前記検出装置
   が第２突出部と第３突出部の作動面上に配設されている
   請求項２２記載の装置。 ２４）軸線に沿って変換器に与えられる力を測定する可
   撓性力変換器であって、 上面を有し且つ第１方向から突出する第１指部第１方向
   とは反対の方向から第１指部の一方の側の位置に突出す
   る第２指部が形成されている基質前記両指部が全体的に
   前記軸線に対し直角に延在し前記第１指部が基質に軸線
   に沿った力が与えられる際第２指部に対し相対的に移動
   自在であること、 第２指部から横方向に出る電界／磁界を発生する第２指
   部の上面上に配設された装置、及び電界−磁界の強さに
   おける変動従って第２指部に対する第１指部の相対的運
   動を検出する第１指部の上面上に配設された装置から成
   る変換器。 ２５）第２指部が第１指部と第３指部の間に位置付けら
   れるよう全体的に前記軸線に対して直角の第１方向から
   突出する第３指部が前記基質に形成され、前記第１指部
   と第３指部が軸線に沿った力を基質が受ける際第２指部
   に対して相対的に移動自在の対を形成し、前記検出装置
   が第１指部と第３指部両者の上面上に配設されている請
   求項２４記載の変換器。 ２６）前記基質が一対の全体的に平行な力伝達アームを
   含み、前記一対の指部がアームの一方のアームから他方
   のアームに突出し、前記第２指部が他方のアームから前
   記一方のアームに突出し、相互に対する相対的なアーム
   の長手方向運動を可能にし、従って第２指部に対する一
   対の指部の相対的運動を可能にするよう一対の指部の各
   側のアームの間に延在する複数個の可撓性短軸、基質の
   反対側端部においてアームの異なるアームの端部上に各
   々形成された一対の接着パッドを含む請求項２５記載の
   変換器。 ２７）前記電界／磁界発生装置が電界発生装置を含み、
   前記検出装置が一対の電界効果型トランジスターを含み
   、各トランジスターが電界の強さを表わす信号と電界発
   生装置からの各トランジスターの距離を表わす信号を発
   生するよう一対の指部の異なる指部上に配設してある請
   求項２６記載の変換器。 ２８）前記電界／磁界発生装置が磁界発生装置を含み、
   前記検出装置が一対のスプリット・ドレン磁界効果型ト
   ランジスターを含み各トランジスターが磁界の強度を表
   わす信号従って磁界発生装置からの各トランジスターの
   距離を表わす信号を発生する一対の指部の異なる指部上
   に配設されている請求項２６記載の変換器。 ２９）前記基質が半導体材料の単一モノリシック体で構
   成される請求項２６記載の変換器。 ３０）前記材料が単一結晶シリコンである請求項２９記
   載の変換器。 ３１）前記材料が薄膜ポリシリコンである請求項２９記
   載の変換器。 ３２）前記材料がサファイアである請求項２９記載の変
   換器。 ３３）前記材料がガリウム・ヒ素である請求項２９記載
   の変換器。 ３４）前記材料がアモルファス・シリコンである請求項
   ２９記載の変換器。 ３５）変換器が取付けられる物体内に発生される歪を測
   定する変換器であって、 各々各レールの反対方向に位置付けられた端部から他方
   のレールに向って延在しレールを物体に取付ける付着パ
   ッドを含む一対の荷重支承用の隔置された全体的に平行
   なレール、各々レールの異なるレールから全体的に他方
   のアームと平行な他方のアームに側置的になった位置へ
   延在する一対のアーム、 強度が各エミッターに一層近接して大きくなる力の場を
   発生する、アームの１つのアームに沿って長手方向に隔
   置された複数個の力の場エミッタ他方のアームに対する
   一方のアームの或る相対的運動範囲に対しその範囲を越
   える或る点での各検出素子がエミッターに対して直接対
   向して位置付けられる唯一の素子となるよう他方のアー
   ムに沿って長手方向に隔置された多数の力の場検出素子
   、前記検出素子がエミッターの位置付けられる力の場の
   強度を示す信号を発生するよう適合していること、及び エミッターに対する検出素子の相対的運動の大きさを示
   すよう前記検出素子で発生される信号に応答する装置か
   ら成る変換器。 ３６）更に、２個のレールの間に延在し２個のレールを
   相互に対し相対的に長手方向に移動可能とするよう２個
   のレールに結合された１個以上の横方向に可撓的な接続
   部材を含む請求項３５記載の変換器。 ３７）前記力の場エミッターが電荷を受けた電気的素子
   であり、前記検出素子が電界効果型トランジスターであ
   る請求項３６記載の変換器。 ３８）前記力の場エミッターが永久磁石であり、前記検
   出素子がスプリット・ドレン磁界効果型トランジスター
   である請求項３６記載の変換器。 ３９）前記レールと接続部材が材料の単一モノリシック
   部片を含む請求項３６記載の変換器。 ４０）前記材料が半導体材料であり、前記エミッターと
   検出素子が材料上の化学的付着により形成される請求項
   ３９記載の変換器。 ４１）エミッターの個数と検出器の個数が１個異なり、
   エミッター列内の最先端エミッターが全体的に検出列内
   の対応する最先端検出器に対向して位置付けてある請求
   項３６記載の変換器。 ４２）力変換器であって、 支持体に取付ける第１部材、 力を受けた際第１部材に対し相対的に移動するよう配設
   された第２部材、 第１部材を第２部材に接続する可撓性接続短軸部材の一
   方の部材から他方の部材へ突出する第１指部、 他方の部材から一方の部材に向かい第１指部の片側上の
   位置へ突出する第２指部、 第１指部から出る力の場を発生するよう第１指部上に配
   設された装置、 力の場の強度を示し従って力の場発生装置からの前記検
   出装置の距離を示す信号を発生するよう第２指部上に配
   設された力の場検出装置から成る力変換器。 ４３）更に、他方の部材から一方の部材に向かい前記第
   １指部の他方の側上の位置へ突出する第３指部、力の場
   の強度従って力の場発生装置からの第２検出装置の距離
   を示す信号を発生するよう第３指部上に配設された第２
   力の場検出装置から成る請求項４２記載の力変換器。 ４４）更に、第１部材上に配設された重錘装置を含む請
   求項４３記載の力変換器。 ４５）前記第１部材が全体的に延在し支持体に取付ける
   拡大端部分を有する請求項４４記載の力変換器。 ４６）前記力の場発生装置が電界発生装置を含み前記力
   の場検出装置が電界効果型トランジスターを含む請求項
   ４５記載の力変換器。 ４７）前記力の場発生装置が磁界発生装置を含み前記力
   の場検出装置がスプリット・ドレン磁界効果型トランジ
   スターを含む請求項４５記載の力変換器。 ４８）前記第１部材と第２部材、短軸、第１、第２及び
   第３指部が材料の単一モノリシック体を含む請求項４３
   記載の力変換器。 ４９）前記材料が半導体材料であり、前記力の場発生装
   置と力の場検出装置が前記材料と一体構造になる化学的
   付着で形成される請求項４８記載の力変換器。 ５０）変換器を取付ける物体内で発生される歪を測定す
   る変換器であって、 物体に取付ける且つ上面と底面を有する可撓的で全体的
   に平面状のフレーム部材、前記フレーム部材が一対の荷
   重支承用で隔置された全体的に平行なレール、フレーム
   部材を物体に取付けるよう反対側端部においてレールの
   異なるレールに各々接続される一対の付着パッド、レー
   ルの間にて延在しレールに接合する１個以上の対の隔置
   された横方向に可撓的な接続短軸、各々異なるレールか
   ら他方のレールに且つ板材に向って延在し板材の隣接す
   る自由縁部が全体的に相互に平行になっている一対の共
   役板材、 自由縁部附近で板材の一方の板材に沿い長手方向に隔置
   され各々強度が前記各エミッターに近い程大きくなって
   いる力の場を発生する複数個の力の場エミッター、 他方の板材に対する一方の板材の或る相対的運動範囲に
   対し範囲を越える或る点での各検出素子がエミッターに
   直接対向して位置付けられた唯一の素子となるよう自由
   縁部附近の他方の板材に沿って長手方向に隔置された多
   数の量の場検出素子、前記検出素子がその位置付けられ
   る力の場の強度を示す信号を発生するよう適合している
   こと、及び エミッターに対する検出素子の相対的運動の大きさを示
   すよう前記検出素子で発生される信号に応答する装置か
   ら成る変換器。 ５１）前記力の場エミッターが荷電された電気的素子で
   あり、前記検出素子が電界効果型トランジスターである
   請求項５０記載の変換器。 ５２）前記力の場エミッターが永久磁石であり、前記検
   出素子がスプリット・ドレン磁界効果型トランジスター
   である請求項５０記載の変換器。 ５３）前記レール・付着パッド、接続短軸及び板材が材
   料の単一モノリシック部片を含む請求項５０記載の変換
   器。 ５４）前記材料が半導体材料であり、前記エミッターと
   検出素子が材料上の化学的付着で形成される請求項５３
   記載の変換器。 ５５）エミッターの個数と検出器の個数が１個異なり、
   エミッター列内の最先端エミッターが全体的に検出列内
   の対応する最先端検出器に対向して位置付けてある請求
   項５０記載の変換器。 ５６）力変換器であって、 環状フレーム、 全体的に平面内で移動し且つ力を受けた際フレームに対
   し相対的に移動するようフレーム内に配設された中央ボ
   ス、 フレームに対する相対的運動を可能にする間にボスをフ
   レーム内に保持するようボスをフレームに接続する可撓
   的なばね装置、 フレームに向かって外方へ出る力の場を発生するようボ
   ス上に配設された装置、及び 力の場の強度従ってフレーム内の力の場発生装置の運動
   における変動を検出するようフレーム上に配設された検
   出装置から成る力変換器。 ５７）前記力の場発生装置が電界発生装置を含み前記検
   出装置が１個以上の電界効果型トランジスターを含む請
   求項５６記載の力変換器。 ５８）前記力の場発生装置が磁界発生装置を含み前記検
   出装置が１個以上のスプリット・ドレン磁界効果型トラ
   ンジスターを含む請求項５６記載の力変換器。 ５９）前記検出装置がフレーム上で周方向に隔置された
   複数個の検出素子を含み、各検出素子が力の場発生装置
   と前記各検出装置の間の距離を示す信号を発生する請求
   項５６記載の力変換器。 ６０）前記力の場発生装置が電界発生装置を含み各検出
   素子がソース領域、ドレン領域、ソース領域とドレン領
   域の間に位置付けられたチャンネル領域、少なくとも一
   部分がチャンネル領域に隣接して位置付けられ、チャン
   ネル領域から絶縁されており、少なくとも他の部分がフ
   レーム上に配設された曲線状セグメントに形成される導
   電性ゲートを有する電界効果型トランジスターを含む請
   求項５９記載の力変換器。 ６１）前記力の場発生装置が磁界発生装置を含み各検出
   素子がソース領域、２個のドレン領域、ソース領域と２
   個のドレン領域の間に位置付けられたチャンネル領域、
   少なくとも一部分がチャンネル領域に隣接して位置付け
   られ、チャンネル領域から絶縁され、少なくとも他の部
   分がフレーム上に配設された曲線状セグメントに形成さ
   れる導電性ゲートを有するスプリット・ドレン磁界効果
   型トランジスターを含む請求項５９記載の力変換器。 ６２）変換器が上に位置付けられる物体内の歪を測定す
   るレバー作用型変換器であって、作動弁を有する可撓的
   で全体的に平面状のフレーム部材、前記フレーム部材が
   物体に取付ける第１及び第２の隔置された付着パッド、
   第２端部から全体的に両パッドの間に延在する想像線に
   対して直角の第２端部へ延在するよう付着パッドの間に
   配設されたレバー、アーム、レバー、アームの第１端部
   を第１付着パッドに接合するアーム、第２付着パッドと
   レバー・アームの間に延在し第１端部と第２端部の間で
   第１端部に近い箇所にてレバー・アームに接合されるベ
   ース、アーム、レバー・アームの第２端部から横方向に
   延在しベース・アームに向って延在する少なくとも１個
   の突出部を含む支持アーム、第２付着パッドからその傍
   に位置付けられた自由端部迄延在するが突出部から隔置
   されているナル・アームを含むこと、自由端部から出て
   強度の点で力の場発生装置からの距離が大きくなる程小
   さくなる力の場を発生するようナル・アームの自由端部
   の作動面上に配設された装置、及び 力の場の存在を検出し力の場の強度従って力の場の発生
   装置からの検出装置の距離を表わす信号を発生するよう
   突出部の作動面上に配設された検出装置から成るレバー
   作用型変換器。