JPH0587563A - 歪み拡大検出方法及び歪み拡大検出センサ - Google Patents
歪み拡大検出方法及び歪み拡大検出センサInfo
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- JPH0587563A JPH0587563A JP25117991A JP25117991A JPH0587563A JP H0587563 A JPH0587563 A JP H0587563A JP 25117991 A JP25117991 A JP 25117991A JP 25117991 A JP25117991 A JP 25117991A JP H0587563 A JPH0587563 A JP H0587563A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で安価に製作できると共に高精度を発揮
する歪み検出方法及び歪みセンサを得る。 【構成】 １枚の弾性基板１を連続的に溝彫り加工して
第１支点、第２支点及び第１テコを平行に形成すると共
に同じように支点及び作用点並びにテコを連続せしめて
形成し、テコの原理を利用して歪みを拡大しながらテコ
の最終端の変位量を検出する。 【効果】 １枚の弾性基板１を溝彫り加工するだけで歪
み拡大機構を構成できるため、最大の拡大率で最小に小
型化できると共に溝彫り加工するだけのため、安価に製
作できる。又、拡大機構に組立部が無いため、組立誤差
の心配がないと共に追従性が良く、高精度化できる。
する歪み検出方法及び歪みセンサを得る。 【構成】 １枚の弾性基板１を連続的に溝彫り加工して
第１支点、第２支点及び第１テコを平行に形成すると共
に同じように支点及び作用点並びにテコを連続せしめて
形成し、テコの原理を利用して歪みを拡大しながらテコ
の最終端の変位量を検出する。 【効果】 １枚の弾性基板１を溝彫り加工するだけで歪
み拡大機構を構成できるため、最大の拡大率で最小に小
型化できると共に溝彫り加工するだけのため、安価に製
作できる。又、拡大機構に組立部が無いため、組立誤差
の心配がないと共に追従性が良く、高精度化できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地殻変動、ダム、ビ
ル、岩盤等のあらゆる分野の微小歪みを連続的に拡大し
て検出するための方法及び歪み拡大検出センサに関す
る。
ル、岩盤等のあらゆる分野の微小歪みを連続的に拡大し
て検出するための方法及び歪み拡大検出センサに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の歪みセンサとしては、ａ．オイル
シリコンをステンレスパイプ内に密封し、このオイルシ
リコンの体積変化を検出する機構と、ｂ．ステンレスパ
イプ内に１２０°方向に３分割したシリコン室を形成
し、この中にオイルシリコンを夫々密封して三成分歪み
を検出できるように構成した検出機構が公知である。
シリコンをステンレスパイプ内に密封し、このオイルシ
リコンの体積変化を検出する機構と、ｂ．ステンレスパ
イプ内に１２０°方向に３分割したシリコン室を形成
し、この中にオイルシリコンを夫々密封して三成分歪み
を検出できるように構成した検出機構が公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公知例に
おいては、次のような欠点がある。
おいては、次のような欠点がある。
【０００４】ａ．オイルシリコンは温度変化の影響を受
け易く、ａ、ｂともに精度的に安定性がない。
け易く、ａ、ｂともに精度的に安定性がない。
【０００５】ｂ．オイルシリコンの体積変化を検出する
ため、パイプ内に密封するオイルシリコンの量はある程
度多くならなければならない。このため、全体の形状、
重量ともに大きくなり、取扱い、設置等に際して不便で
ある。
ため、パイプ内に密封するオイルシリコンの量はある程
度多くならなければならない。このため、全体の形状、
重量ともに大きくなり、取扱い、設置等に際して不便で
ある。
【０００６】ｃ．公知例ａ、ｂともに高価である。
【０００７】本発明の第１の目的は、歪み検出センサに
おいて、小型化、軽量化を図ること、第２の目的は高精
度を発揮すること、第３の目的は温度の影響を受けない
こと、第４の目的は安価に製作できるようにすること、
第５の目的は連続歪みを検出できるようにすること、で
ある。
おいて、小型化、軽量化を図ること、第２の目的は高精
度を発揮すること、第３の目的は温度の影響を受けない
こと、第４の目的は安価に製作できるようにすること、
第５の目的は連続歪みを検出できるようにすること、で
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は次のとお
りである。
りである。
【０００９】１．歪みをテコの原理を応用して連続的に
拡大し、この拡大された最終端の変位量をセンサで検出
する歪み拡大検出方法。
拡大し、この拡大された最終端の変位量をセンサで検出
する歪み拡大検出方法。
【００１０】２．ａ．１枚の弾性基板と、 ｂ．前記基板に連続的に溝彫りをすることにより並べて
加工された第１支点及び第１作用点と、 ｃ．前記第１支点と第１作用点を結ぶ直線と並べて第１
支点を基点として連続的な溝彫りにより形成された第１
テコと、 ｄ．前記第１テコの先端側において、第１テコと並べて
連続的な溝彫りにより形成された第２支点及び第１テコ
の先端が連続している第２作用点と、 ｅ．以下同様のパターンで連続的な溝彫りにより形成さ
れた歪み拡大機構と、 ｆ．最終テコの先端の変位量を検出するために設けられ
た変位検出センサと、 から成ることを特徴とする歪み拡大検出センサ。
加工された第１支点及び第１作用点と、 ｃ．前記第１支点と第１作用点を結ぶ直線と並べて第１
支点を基点として連続的な溝彫りにより形成された第１
テコと、 ｄ．前記第１テコの先端側において、第１テコと並べて
連続的な溝彫りにより形成された第２支点及び第１テコ
の先端が連続している第２作用点と、 ｅ．以下同様のパターンで連続的な溝彫りにより形成さ
れた歪み拡大機構と、 ｆ．最終テコの先端の変位量を検出するために設けられ
た変位検出センサと、 から成ることを特徴とする歪み拡大検出センサ。
【００１１】
【作用】歪みが第１作用点に作用すると、第１テコは第
１支点を中心点として歪みが作用した方向（基板の平面
に対して直角方向）に変位し、この変位量は第１テコの
先端側つまり第２作用点において拡大され、順次この拡
大が連続し、最終の検出端に至る。検出端の変位量は例
えば変位センサにより電気的な出力として取り出すこと
ができる。
１支点を中心点として歪みが作用した方向（基板の平面
に対して直角方向）に変位し、この変位量は第１テコの
先端側つまり第２作用点において拡大され、順次この拡
大が連続し、最終の検出端に至る。検出端の変位量は例
えば変位センサにより電気的な出力として取り出すこと
ができる。
【００１２】
【実施例】図１、図２に実施例を示す。
【００１３】１は１枚の弾性材（例えばステンレス）か
ら成る基板、２は歪み作用部、３は基板１の固定部、４
は溝彫り部にして、溝彫り加工によって、第１支点
Ａ１、前記歪み作用部２に連続する第１作用点Ｂ１及び
第１テコ５、第２支点Ａ２、第２作用点Ｂ２、第２テコ
６、第３支点Ａ３、第３作用点Ｂ３、第３テコ７が平行
配置で形成されている。
ら成る基板、２は歪み作用部、３は基板１の固定部、４
は溝彫り部にして、溝彫り加工によって、第１支点
Ａ１、前記歪み作用部２に連続する第１作用点Ｂ１及び
第１テコ５、第２支点Ａ２、第２作用点Ｂ２、第２テコ
６、第３支点Ａ３、第３作用点Ｂ３、第３テコ７が平行
配置で形成されている。
【００１４】８は第３テコ７の先端に取り付けられた検
出端、９は変位検出センサにして、前記検出端８の変位
量を電圧の変化量として検出し、歪み量が測定される。
出端、９は変位検出センサにして、前記検出端８の変位
量を電圧の変化量として検出し、歪み量が測定される。
【００１５】１０は第１支点Ａ１と第１作用点Ｂ１を形
成するために溝彫り加工された円内に補強用の支柱１０
ａ、１０ｂを嵌合した補強板である。
成するために溝彫り加工された円内に補強用の支柱１０
ａ、１０ｂを嵌合した補強板である。
【００１６】図３、図４は防水円柱状ケース１１内に３
段に歪み検出センサを組み込んだ実施例にして、前記歪
み作用部２（第１作用点Ｂ１）の位置は、図５中
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、１２０°ずつズ
ラしてあり、作用する３６０°方向からの歪みを検出で
きるように工夫されている。
段に歪み検出センサを組み込んだ実施例にして、前記歪
み作用部２（第１作用点Ｂ１）の位置は、図５中
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、１２０°ずつズ
ラしてあり、作用する３６０°方向からの歪みを検出で
きるように工夫されている。
【００１７】図６は防水ケース１１と一体構造のものと
して防水ケース１１内にケース内基板１ａを一体に構成
し、このケース内基板１ａに図２に示したパターンで各
支点と作用点及びテコを形成したもので、このようにす
ると、組み立ての誤差が全くなくなり、高精度が期待で
きる。なお、このケース内基板１ａを数段重ね合わせる
ことにより多成分検出器として構成できる。
して防水ケース１１内にケース内基板１ａを一体に構成
し、このケース内基板１ａに図２に示したパターンで各
支点と作用点及びテコを形成したもので、このようにす
ると、組み立ての誤差が全くなくなり、高精度が期待で
きる。なお、このケース内基板１ａを数段重ね合わせる
ことにより多成分検出器として構成できる。
【００１８】
【実験例】図７に実験壕内に直径１２ｃｍ、深さ１ｍの
ボーリング孔を掘削し、ここに図３及び図４に示したセ
ンサをセットしてセメントで固めて得た観測ひずみの時
間変化の一部を示す。この図７から明らかなように地球
潮汐および海洋潮汐による地殻ひずみの日変化が明瞭に
示されており、この記録からも１０−７の感度は十分に
あることがわかる。
ボーリング孔を掘削し、ここに図３及び図４に示したセ
ンサをセットしてセメントで固めて得た観測ひずみの時
間変化の一部を示す。この図７から明らかなように地球
潮汐および海洋潮汐による地殻ひずみの日変化が明瞭に
示されており、この記録からも１０−７の感度は十分に
あることがわかる。
【００１９】
【本発明の効果】本発明に係る歪み検出方法と歪みセン
サは以上の如き構成と作用から成るため、次の如き効果
を奏する。
サは以上の如き構成と作用から成るため、次の如き効果
を奏する。
【００２０】ａ．各支点と作用点を平行に形成すること
により、最小の面積で最大のパターン化が可能である。
この結果、センサの小型化、軽量化が可能である。
により、最小の面積で最大のパターン化が可能である。
この結果、センサの小型化、軽量化が可能である。
【００２１】ｂ．各支点と作用点及びテコを並べて配置
することにより、対となる支点と作用点の変形部（Ｒ支
柱）は作用時に平行変形し、バネ効果により誤差を吸収
し合うため、スムーズに拡大が連続して実用的には３６
倍の拡大を可能にしている。
することにより、対となる支点と作用点の変形部（Ｒ支
柱）は作用時に平行変形し、バネ効果により誤差を吸収
し合うため、スムーズに拡大が連続して実用的には３６
倍の拡大を可能にしている。
【００２２】ｃ．基板に温度の影響を受けないものを選
択することにより、温度の影響を全く無視することがで
きる。このため、温度の影響を受け易いダムやビル等へ
の設置の自由度が大きい。
択することにより、温度の影響を全く無視することがで
きる。このため、温度の影響を受け易いダムやビル等へ
の設置の自由度が大きい。
【００２３】ｄ．基板を溝加工するだけでセンサを構成
できるので、製作は簡単であり、コストも安い。
できるので、製作は簡単であり、コストも安い。
【００２４】ｅ．一枚の基板に加工するため、組み立て
誤差の心配は全くなく、又変位の伝達に対してバックク
ラッシュがないことから、追従性が高く、高精度化でき
る。
誤差の心配は全くなく、又変位の伝達に対してバックク
ラッシュがないことから、追従性が高く、高精度化でき
る。
【図１】本発明に係る歪みセンサの斜視図。
【図２】歪みセンサの平面図。
【図３】歪みセンサのケースの一例を示す外観図。
【図４】図３に示す歪みセンサの断面図。
【図５（Ａ）】Ａ−Ａ′線断面図。
【図５（Ｂ）】Ｂ−Ｂ′線断面図。
【図５（Ｃ）】Ｃ−Ｃ′線断面図。
【図６】ケースとセンサを一体に形成した実施例を示す
断面図。
断面図。
【図７】実験データの説明図。
１ 基板 ２ 作用部 ３ 固定部 ４ 溝彫り部 ５ 第１テコ ６ 第２テコ ７ 第３テコ ８ 検出部 ９ 変位検出センサ １０ 補強板 １１ 円柱状ケース Ａ１ 第１支点 Ａ２ 第２支点 Ａ３ 第３支点 Ｂ１ 第１作用点 Ｂ２ 第２作用点 Ｂ３ 第３作用点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅谷 日出夫 東京都品川区西品川２−２−40有限会社テ クノ菅谷内
Claims (6)
- 【請求項１】 歪みをテコの原理を応用して連続的に拡
大し、この拡大された最終端の変位量をセンサで検出す
る歪み拡大検出方法。 - 【請求項２】 ａ．１枚の弾性基板と、 ｂ．前記基板に連続的に溝彫りをすることにより並べて
加工された第１支点及び第１作用点と、 ｃ．前記第１支点と第１作用点を結ぶ直線と並べて第１
支点を基点として連続的な溝彫りにより形成された第１
テコと、 ｄ．前記第１テコの先端側において、第１テコと並べて
連続的な溝彫りにより形成された第２支点及び第１テコ
の先端が連続している第２作用点と、 ｅ．以下同様のパターンで連続的な溝彫りにより形成さ
れた歪み拡大機構と、 ｆ．最終テコの先端の変位量を検出するために設けられ
た変位検出センサと、から成ることを特徴とする歪み拡
大検出センサ。 - 【請求項３】 １枚の基板上に第１支点と第１作用点及
び第１テコを形成すると共に以下に連続する支点及び作
用点並びにテコを並べて形成して成る請求項２記載の歪
み拡大検出センサ。 - 【請求項４】 ケース内において、このケースと一体に
構成された弾性板面に溝彫り加工して支点、作用点、テ
コを連続的に溝彫りして形成して成る請求項２記載の歪
み拡大検出センサ。 - 【請求項５】 ケース内に歪み検出センサを多段に組み
込むと共に各歪み拡大検出センサの第１作用点を等角度
ずつずらして成る請求項２記載の歪み拡大検出センサ。 - 【請求項６】 第１作用点に補強板を取り付けて成る請
求項２記載の歪み拡大検出センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251179A JPH0812067B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 歪み拡大装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251179A JPH0812067B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 歪み拡大装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587563A true JPH0587563A (ja) | 1993-04-06 |
| JPH0812067B2 JPH0812067B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17218862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3251179A Expired - Lifetime JPH0812067B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 歪み拡大装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812067B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250804A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Makome Kenkyusho:Kk | 変位伝達装置 |
| JP2007064786A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nano Control:Kk | 力センサ |
| JP2012078233A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Association For The Development Of Earthquake Prediction | 応力および歪み検出装置 |
| WO2013150614A1 (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-10 | 公益財団法人地震予知総合研究振興会 | 応力および歪み検出装置 |
| JP2016523419A (ja) * | 2013-07-02 | 2016-08-08 | エタ・フランセ・ルプレザンテ・パール・ル・デレゲ・ジェネラル・プール・ラルムマンＥＴＡＴ ＦＲＡＮＣＡＩＳ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅ ｐａｒ ＬＥ ＤＥＬＥＧＵＥ ＧＥＮＥＲＡＬ ＰＯＵＲ Ｌ’ＡＲＭＥＭＥＮＴ | 増幅型パッシブ可逆式変形マイクロセンサ |
| FR3124539A1 (fr) * | 2021-06-29 | 2022-12-30 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Dispositif de mesure de déformations dans un trou de forage |
| FR3124540A1 (fr) * | 2021-06-29 | 2022-12-30 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Dispositif de mesure de déformations dans un trou de forage |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7233144B1 (ja) * | 2022-09-05 | 2023-03-06 | 有限会社テクノ菅谷 | 変位拡大装置及び測定装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776401A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Toshiba Corp | Displacement gage for cylindrical test piece |
| JPS59175387A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-04 | Nec Corp | 機械的増幅機構 |
| JPS60150406U (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-05 | 株式会社東京精密 | 寸法検出装置 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3251179A patent/JPH0812067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5776401A (en) * | 1980-10-30 | 1982-05-13 | Toshiba Corp | Displacement gage for cylindrical test piece |
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| JP2012078233A (ja) * | 2010-10-04 | 2012-04-19 | Association For The Development Of Earthquake Prediction | 応力および歪み検出装置 |
| WO2013150614A1 (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-10 | 公益財団法人地震予知総合研究振興会 | 応力および歪み検出装置 |
| CN103443654A (zh) * | 2012-04-03 | 2013-12-11 | 公益财团法人地震预知综合研究振兴会 | 应力和应变检测装置 |
| US9027411B2 (en) | 2012-04-03 | 2015-05-12 | Public Interest Incorporated Foundations Association For The Development Of Earthquake Prediction | Stress and strain sensing device |
| JP2016523419A (ja) * | 2013-07-02 | 2016-08-08 | エタ・フランセ・ルプレザンテ・パール・ル・デレゲ・ジェネラル・プール・ラルムマンＥＴＡＴ ＦＲＡＮＣＡＩＳ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅ ｐａｒ ＬＥ ＤＥＬＥＧＵＥ ＧＥＮＥＲＡＬ ＰＯＵＲ Ｌ’ＡＲＭＥＭＥＮＴ | 増幅型パッシブ可逆式変形マイクロセンサ |
| FR3124539A1 (fr) * | 2021-06-29 | 2022-12-30 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Dispositif de mesure de déformations dans un trou de forage |
| FR3124540A1 (fr) * | 2021-06-29 | 2022-12-30 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Dispositif de mesure de déformations dans un trou de forage |
| WO2023275489A1 (fr) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Dispositif de mesure de déformations dans un trou de forage |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0812067B2 (ja) | 1996-02-07 |
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