JPH07190709A - 測温機能付ひずみゲージ - Google Patents
測温機能付ひずみゲージInfo
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- JPH07190709A JPH07190709A JP34797493A JP34797493A JPH07190709A JP H07190709 A JPH07190709 A JP H07190709A JP 34797493 A JP34797493 A JP 34797493A JP 34797493 A JP34797493 A JP 34797493A JP H07190709 A JPH07190709 A JP H07190709A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来は必須であったゲージ端子を不要化する
と共にひずみゲージおよび感温素子の結線作業並びに測
定対象物への添着工数を削減し、ひずみ検出部位と測温
部位を可及的に接近させて高精度なひずみ測定を実現す
る。 【構成】 １枚のゲージベース１上には、蛇行形状をな
す箔ゲージ２とゲージタブ２ａ，２ｂとが一体に連接さ
れた形で添着されている。ひずみ出力導出用リード線４
ａ，４ｂの心線４ｃ，４ｄは、その先端が溶着された
上、ゲージタブ２ａに、また、リード線５の心線５ａの
先端は、ゲージタブ２ｂに、高温半田によりそれぞれ接
続されている。熱電対を構成するアルメル線６ａとクロ
メル線６ｂの各先端が予め溶接により連結された上、熱
電対用タブ３に当接されている。このような状態で、箔
ゲージ２、心線４ｃ，４ｄ，５ａ、アルメル線６ａ、ク
ロメル線６ｂが取付けられているゲージベース１の上面
は、ラミネートフィルム７により包着されている。
と共にひずみゲージおよび感温素子の結線作業並びに測
定対象物への添着工数を削減し、ひずみ検出部位と測温
部位を可及的に接近させて高精度なひずみ測定を実現す
る。 【構成】 １枚のゲージベース１上には、蛇行形状をな
す箔ゲージ２とゲージタブ２ａ，２ｂとが一体に連接さ
れた形で添着されている。ひずみ出力導出用リード線４
ａ，４ｂの心線４ｃ，４ｄは、その先端が溶着された
上、ゲージタブ２ａに、また、リード線５の心線５ａの
先端は、ゲージタブ２ｂに、高温半田によりそれぞれ接
続されている。熱電対を構成するアルメル線６ａとクロ
メル線６ｂの各先端が予め溶接により連結された上、熱
電対用タブ３に当接されている。このような状態で、箔
ゲージ２、心線４ｃ，４ｄ，５ａ、アルメル線６ａ、ク
ロメル線６ｂが取付けられているゲージベース１の上面
は、ラミネートフィルム７により包着されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測温機能付ひずみゲー
ジに関し、より詳細には、高・低温環境下や環境温度が
大きく変化する条件下でもひずみ検出を高精度に行い得
る測温機能付ひずみゲージに関するものである。
ジに関し、より詳細には、高・低温環境下や環境温度が
大きく変化する条件下でもひずみ検出を高精度に行い得
る測温機能付ひずみゲージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のひずみゲージは、図７および図８
に示すように、ゲージベース１１上に、両端部にゲージ
タブ１２ａ、１２ｂが一体に連接されたゲージ素子（箔
ゲージ）１３が形成され、そのゲージ素子１３の表面
は、ラミネートフィルム１４によって被覆されている。
そして、上記ゲージタブ１２ａおよび１２ｂには、細径
のゲージリード１５ａおよび１５ｂが半田付け等により
それぞれ接続されている。
に示すように、ゲージベース１１上に、両端部にゲージ
タブ１２ａ、１２ｂが一体に連接されたゲージ素子（箔
ゲージ）１３が形成され、そのゲージ素子１３の表面
は、ラミネートフィルム１４によって被覆されている。
そして、上記ゲージタブ１２ａおよび１２ｂには、細径
のゲージリード１５ａおよび１５ｂが半田付け等により
それぞれ接続されている。
【０００３】このゲージリード１５ａおよび１５ｂは、
ゲージ端子１７の入力線１６ａおよび１６ｂとそれぞれ
接続されている。このゲージ端子１７の出力線１８ａお
よび１８ｂは、比較的太径のリード線２０ａおよび２０
ｂの心線１９ａおよび１９ｂにそれぞれ半田付け等によ
り接続されている。尚、ゲージ端子１７は、ひずみゲー
ジＳＧの近くの被測定対象物に接着により固定される。
ゲージ端子１７の入力線１６ａおよび１６ｂとそれぞれ
接続されている。このゲージ端子１７の出力線１８ａお
よび１８ｂは、比較的太径のリード線２０ａおよび２０
ｂの心線１９ａおよび１９ｂにそれぞれ半田付け等によ
り接続されている。尚、ゲージ端子１７は、ひずみゲー
ジＳＧの近くの被測定対象物に接着により固定される。
【０００４】このように、リード線２０ａ、２０ｂを、
ゲージ素子１３のゲージタブ１２ａ、１２ｂに直接接続
せず、ゲージ端子１７およびゲージリード１５ａ、１５
ｂを介して接続するのは、比較的太径で重いリード線２
０ａ、２０ｂが不用意に引張られても、その引張り力が
ゲージ端子１７で抑止され、直接ひずみゲージＳＧのゲ
ージタブ１２ａ、１２ｂに伝達されないようにし、ゲー
ジリード１５ａ、１５ｂの断線やゲージ素子１３の剥離
を防止するためである。
ゲージ素子１３のゲージタブ１２ａ、１２ｂに直接接続
せず、ゲージ端子１７およびゲージリード１５ａ、１５
ｂを介して接続するのは、比較的太径で重いリード線２
０ａ、２０ｂが不用意に引張られても、その引張り力が
ゲージ端子１７で抑止され、直接ひずみゲージＳＧのゲ
ージタブ１２ａ、１２ｂに伝達されないようにし、ゲー
ジリード１５ａ、１５ｂの断線やゲージ素子１３の剥離
を防止するためである。
【０００５】一方、ひずみゲージによるひずみ量の測定
を高精度で行うためには、ひずみゲージが添着されてい
る環境温度を測定し、その測定温度に基づいて測定ひず
み量に補正する必要がある。この温度測定は、従来ひず
みゲージＳＧとは別途に製作され且つひずみゲージＳＧ
とは別個に被測定体のひずみゲージの近傍へ設置された
熱電対や赤外線放射温度計などを用いて行っていた。
を高精度で行うためには、ひずみゲージが添着されてい
る環境温度を測定し、その測定温度に基づいて測定ひず
み量に補正する必要がある。この温度測定は、従来ひず
みゲージＳＧとは別途に製作され且つひずみゲージＳＧ
とは別個に被測定体のひずみゲージの近傍へ設置された
熱電対や赤外線放射温度計などを用いて行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】環境温度等の変化によ
る見かけひずみを除去し、信頼性の高いひずみ測定値を
得るためには、ひずみゲージの添着位置と感温素子の設
置位置とは、出来得る限り距離差の無いことが望まし
い。
る見かけひずみを除去し、信頼性の高いひずみ測定値を
得るためには、ひずみゲージの添着位置と感温素子の設
置位置とは、出来得る限り距離差の無いことが望まし
い。
【０００７】しかしながら、従来のひずみゲージでは、
ひずみゲージと感温素子とを別々に設置しており、ひず
み検出部位と、測温部位とが離隔しているため、温度勾
配がある場合には、ひずみ検出部位の温度を正確に測定
することができず、また、被測定体の構造的な都合等に
より、ひずみゲージの近傍へ設置できない場合もあり、
さらには、感温素子を設置する工数が余計に必要とな
る、感温素子が剥離する、などの問題点を有している。
また、高温環境下では、図７、図８に示したゲージ端子
１７を配設することが事実上不可能となり、ゲージタブ
に直接リード線を強固に接続する技術の開発が望まれて
いたが、これに適合するものが存在しなかった。
ひずみゲージと感温素子とを別々に設置しており、ひず
み検出部位と、測温部位とが離隔しているため、温度勾
配がある場合には、ひずみ検出部位の温度を正確に測定
することができず、また、被測定体の構造的な都合等に
より、ひずみゲージの近傍へ設置できない場合もあり、
さらには、感温素子を設置する工数が余計に必要とな
る、感温素子が剥離する、などの問題点を有している。
また、高温環境下では、図７、図８に示したゲージ端子
１７を配設することが事実上不可能となり、ゲージタブ
に直接リード線を強固に接続する技術の開発が望まれて
いたが、これに適合するものが存在しなかった。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、従来は必須であったゲ
ージ端子を不要化し、且つひずみゲージおよび感温素子
の結線作業並びに添着作業の工数を低減し、さらに、ひ
ずみ検出部位と測温部位を可及的に接近し得る測温機能
付ひずみゲージを提供することにある。
ので、その目的とするところは、従来は必須であったゲ
ージ端子を不要化し、且つひずみゲージおよび感温素子
の結線作業並びに添着作業の工数を低減し、さらに、ひ
ずみ検出部位と測温部位を可及的に接近し得る測温機能
付ひずみゲージを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明は、被測定体へ添着するためのゲージ
ベース上に、ゲージ素子と、このゲージ素子の両端にそ
れぞれ連接する１対のゲージタブと、独立した熱電対用
タブとが設けられ、前記１対のゲージタブにはリード線
が半田付けにより接続され前記熱電対用タブには前記熱
電対の測温部が半田付・溶接等の手段による接続によら
ずに単に当接され、少なくとも前記ゲージ素子、前記リ
ード線および前記測温部がそれぞれ被包されるように前
記ゲージベース上にラミネートフィルムで被覆され且
つ、前記測温部が前記熱電対用タブに圧接された状態で
接続されるように構成したことを特徴とするものであ
る。
めに、第１の発明は、被測定体へ添着するためのゲージ
ベース上に、ゲージ素子と、このゲージ素子の両端にそ
れぞれ連接する１対のゲージタブと、独立した熱電対用
タブとが設けられ、前記１対のゲージタブにはリード線
が半田付けにより接続され前記熱電対用タブには前記熱
電対の測温部が半田付・溶接等の手段による接続によら
ずに単に当接され、少なくとも前記ゲージ素子、前記リ
ード線および前記測温部がそれぞれ被包されるように前
記ゲージベース上にラミネートフィルムで被覆され且
つ、前記測温部が前記熱電対用タブに圧接された状態で
接続されるように構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１０】また、上記の目的を達成するために、第２
の発明は、被測定体へ添着するためのゲージベース上
に、ゲージ素子とこのゲージ素子の両端に連接する１対
のゲージタブと、独立した熱電対用タブとが添着され、
前記１対のゲージタブにはリード線が半田付けまたは抵
抗溶接により接続され前記熱電対用タブには前記熱電対
の測温部が溶接により接続され、少なくとも前記ゲージ
素子、前記リード線および前記測温部を含む前記熱電対
の測温部側端部をそれぞれ被包するように前記ゲージベ
ース上にラミネートフィルムで被覆するように構成した
ことを特徴とするものである。
の発明は、被測定体へ添着するためのゲージベース上
に、ゲージ素子とこのゲージ素子の両端に連接する１対
のゲージタブと、独立した熱電対用タブとが添着され、
前記１対のゲージタブにはリード線が半田付けまたは抵
抗溶接により接続され前記熱電対用タブには前記熱電対
の測温部が溶接により接続され、少なくとも前記ゲージ
素子、前記リード線および前記測温部を含む前記熱電対
の測温部側端部をそれぞれ被包するように前記ゲージベ
ース上にラミネートフィルムで被覆するように構成した
ことを特徴とするものである。
【００１１】また、上記の目的を達成するために、第３
の発明は被測定体へ添着するためのゲージベース上に、
ゲージ素子と、このゲージ素子の両端にそれぞれ連接す
る１対のゲージタブと、独立した熱電対用タブとが設け
られ、前記１対のゲージタブにはリード線が抵抗溶接に
より接続され前記熱電対用タブには前記熱電対の測温部
が半田付・溶接等の手段による接続によらずに単に当接
され、少なくとも前記ゲージ素子、前記リード線および
前記測温部がそれぞれ被包されるように前記ゲージベー
ス上にラミネートフィルムで被覆され且つ、前記測温部
が前記熱電対用タブに圧接された状態で接続されるよう
に構成したことを特徴とするものである。
の発明は被測定体へ添着するためのゲージベース上に、
ゲージ素子と、このゲージ素子の両端にそれぞれ連接す
る１対のゲージタブと、独立した熱電対用タブとが設け
られ、前記１対のゲージタブにはリード線が抵抗溶接に
より接続され前記熱電対用タブには前記熱電対の測温部
が半田付・溶接等の手段による接続によらずに単に当接
され、少なくとも前記ゲージ素子、前記リード線および
前記測温部がそれぞれ被包されるように前記ゲージベー
ス上にラミネートフィルムで被覆され且つ、前記測温部
が前記熱電対用タブに圧接された状態で接続されるよう
に構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】上記のように構成された測温機能付ひずみゲー
ジは、ひずみゲージの温度による見かけひずみの補正を
より高精度に且つ高い応答性をもって行うために、ひず
みゲージのゲージ素子と同一のゲージベース上にしかも
ゲージ素子に近接して熱電対用タブを配設し、この熱電
対用タブの上に熱電対の測温部を当設し且つ測温部と熱
電対用タブとの間を溶接することなく、単にラミネート
フィルムをもってゲージベース上に被包するように被覆
して圧接して接続するようにしている。また、測温部と
熱電対用タブとの間を半田付けすることにより生じる測
温機能の劣化を避けるために、溶接によって接続するよ
うにもしている。
ジは、ひずみゲージの温度による見かけひずみの補正を
より高精度に且つ高い応答性をもって行うために、ひず
みゲージのゲージ素子と同一のゲージベース上にしかも
ゲージ素子に近接して熱電対用タブを配設し、この熱電
対用タブの上に熱電対の測温部を当設し且つ測温部と熱
電対用タブとの間を溶接することなく、単にラミネート
フィルムをもってゲージベース上に被包するように被覆
して圧接して接続するようにしている。また、測温部と
熱電対用タブとの間を半田付けすることにより生じる測
温機能の劣化を避けるために、溶接によって接続するよ
うにもしている。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例の構成を添付図面に基
づき詳細に説明する。図１および図２は、本発明の測温
機能付ひずみゲージの一実施例の構成を示す平面図およ
び正面横断面図である。
づき詳細に説明する。図１および図２は、本発明の測温
機能付ひずみゲージの一実施例の構成を示す平面図およ
び正面横断面図である。
【００１４】同図において、測温機能付ひずみゲージＳ
Ｇのゲージベース１は、ポリイミド樹脂により板状に形
成され、その下面は被測定対象物上に接着剤等により接
着されるものである。このゲージベース１上には、例え
ば、ＮｉＣｒ系合金箔で形成されたゲージ素子としての
箔ゲージ２が配設され、その両端部には、同材質から成
る幅広のゲージタブ２ａおよび２ｂが連設されている。
Ｇのゲージベース１は、ポリイミド樹脂により板状に形
成され、その下面は被測定対象物上に接着剤等により接
着されるものである。このゲージベース１上には、例え
ば、ＮｉＣｒ系合金箔で形成されたゲージ素子としての
箔ゲージ２が配設され、その両端部には、同材質から成
る幅広のゲージタブ２ａおよび２ｂが連設されている。
【００１５】これら箔ゲージ２とゲージタブ２ａ、２ｂ
で三方を囲まれるようにして、後述する熱電対用タブ３
が同一材質をもって形成され且つ配設されている。一方
のゲージタブ２ａには、二本のリード線４ａ、４ｂの心
線４ｃ、４ｄを溶接によって一体化せしめた先端部４ｅ
が高温半田により接続されている。他方のゲージタブ２
ｂには、１本のリード線５の心線５ａの先端部５ｂが上
記同様に高温半田により接続されている。
で三方を囲まれるようにして、後述する熱電対用タブ３
が同一材質をもって形成され且つ配設されている。一方
のゲージタブ２ａには、二本のリード線４ａ、４ｂの心
線４ｃ、４ｄを溶接によって一体化せしめた先端部４ｅ
が高温半田により接続されている。他方のゲージタブ２
ｂには、１本のリード線５の心線５ａの先端部５ｂが上
記同様に高温半田により接続されている。
【００１６】熱電対用タブ３には、この実施例の場合、
アルメル線６ａとクロメル線６ｂが予め溶接により接合
されてなる熱電対６の測温部６ｃが当設され、後述する
ラミネートフィルム７によって圧接された状態で接続さ
れる。この熱電対６を構成するアルメル線６ａとクロメ
ル線６ｂの外周には、ポリイミド樹脂よりなる被覆６
ｄ、６ｅが施されている。
アルメル線６ａとクロメル線６ｂが予め溶接により接合
されてなる熱電対６の測温部６ｃが当設され、後述する
ラミネートフィルム７によって圧接された状態で接続さ
れる。この熱電対６を構成するアルメル線６ａとクロメ
ル線６ｂの外周には、ポリイミド樹脂よりなる被覆６
ｄ、６ｅが施されている。
【００１７】このように構成されてなる測温機能付ひず
みゲージＳＧの表面、すなわち、箔ゲージ２、ゲージタ
ブ２ａ、２ｂ、リード線４ａ、４ｂの心線４ｃ、４ｄ、
４ｅ、リード線５の心線５ａ、５ｂ、アルメル線６ａ、
クロメル線６ｂとその測温部６ｃの上面と、これらが配
設されていないゲージベース１の上面を覆うようにして
ラミネートフィルム７が高温加熱され且つ加圧された状
態で被着されている。
みゲージＳＧの表面、すなわち、箔ゲージ２、ゲージタ
ブ２ａ、２ｂ、リード線４ａ、４ｂの心線４ｃ、４ｄ、
４ｅ、リード線５の心線５ａ、５ｂ、アルメル線６ａ、
クロメル線６ｂとその測温部６ｃの上面と、これらが配
設されていないゲージベース１の上面を覆うようにして
ラミネートフィルム７が高温加熱され且つ加圧された状
態で被着されている。
【００１８】次に、図３に示すフローチャートに従っ
て、本発明に係る測温機能付ひずみゲージの製造方法の
概略工程について説明する。先ず、ひずみゲージ自体の
製作工程は、公知の手法により行われる。例えば、ゲー
ジベース上１に薄い箔を接着剤を用いて添着し、その箔
をフォトエッチング法などによりゲージパターン、すな
わち、箔ゲージ２、ゲージタブ２ａ、２ｂ熱電対用タブ
３などが形成される（ステップＳ０）。
て、本発明に係る測温機能付ひずみゲージの製造方法の
概略工程について説明する。先ず、ひずみゲージ自体の
製作工程は、公知の手法により行われる。例えば、ゲー
ジベース上１に薄い箔を接着剤を用いて添着し、その箔
をフォトエッチング法などによりゲージパターン、すな
わち、箔ゲージ２、ゲージタブ２ａ、２ｂ熱電対用タブ
３などが形成される（ステップＳ０）。
【００１９】上記のように構成されたひずみゲージＳＧ
のゲージタブ２ａ、２ｂおよび、熱電対用タブ３には、
リード線４ａ、４ｂ、５、アルメル・クロメル線６ａ・
６ｂが接続されるのであるが、その接続作業に先立っ
て、リード線４ａ、４ｂ、５および被覆されたアルメル
・クロメル線６ａ・６ｂが準備される（ステップＳ
１）。
のゲージタブ２ａ、２ｂおよび、熱電対用タブ３には、
リード線４ａ、４ｂ、５、アルメル・クロメル線６ａ・
６ｂが接続されるのであるが、その接続作業に先立っ
て、リード線４ａ、４ｂ、５および被覆されたアルメル
・クロメル線６ａ・６ｂが準備される（ステップＳ
１）。
【００２０】ひずみが測定される側のリード線４ａ、４
ｂ、５は、ＣｕＮｉ線をポリイミド樹脂で被覆したもの
であり、また、熱電対６は、アルメル線６ａとクロメル
線６ｂをポリイミド樹脂で被覆６ｄ、６ｅを施したもの
であるが、これらの各被覆線は所定の長さ（この場合略
２ｍ）の長さに切断される（ステップＳ２）。
ｂ、５は、ＣｕＮｉ線をポリイミド樹脂で被覆したもの
であり、また、熱電対６は、アルメル線６ａとクロメル
線６ｂをポリイミド樹脂で被覆６ｄ、６ｅを施したもの
であるが、これらの各被覆線は所定の長さ（この場合略
２ｍ）の長さに切断される（ステップＳ２）。
【００２１】次いで、約２ｍに切断されたリード線４
ａ、４ｂ、５および被覆６ｄ、６ｅを施されたアルメル
線６ａ、クロメル線６ｂの各先端部は、溶剤（２０〜３
０％アルカリ溶液）中に所定時間（例えば、１２０分
間）浸漬されて所定の長さの被覆６ｄ、６ｅが剥離処理
される（ステップＳ３）。
ａ、４ｂ、５および被覆６ｄ、６ｅを施されたアルメル
線６ａ、クロメル線６ｂの各先端部は、溶剤（２０〜３
０％アルカリ溶液）中に所定時間（例えば、１２０分
間）浸漬されて所定の長さの被覆６ｄ、６ｅが剥離処理
される（ステップＳ３）。
【００２２】リード線４ａ、４ｂ、５とアルメル線６
ａ、クロメル線６ｂのような複合線は、その種類に応じ
た着色が施されその色によって信号線が判別できるよう
にする（ステップＳ４）。これら各複合線の各端末は、
所定の長さにトリミングされる（ステップＳ５）。２本
のリード線４ａ、４ｂの心線４ｃ、４ｄの先端部４ｅお
よび熱電対６をなすアルメル線６ａ、クロメル線６ｂの
先端部は、それぞれアーク溶接により予め接合される
（ステップＳ６）。
ａ、クロメル線６ｂのような複合線は、その種類に応じ
た着色が施されその色によって信号線が判別できるよう
にする（ステップＳ４）。これら各複合線の各端末は、
所定の長さにトリミングされる（ステップＳ５）。２本
のリード線４ａ、４ｂの心線４ｃ、４ｄの先端部４ｅお
よび熱電対６をなすアルメル線６ａ、クロメル線６ｂの
先端部は、それぞれアーク溶接により予め接合される
（ステップＳ６）。
【００２３】各接合部は、フラックスが除去され、必要
に応じ所定の厚み（例えば0.05〜0.1 mm）にプレスさ
れ、さらに所定の形状（例えば略0.5mm角) にカットさ
れて形状調整がなされる。このように形成されたリード
線４ａ、４ｂ、５、熱電対６は、接合端を揃えて複合撚
線とされる。
に応じ所定の厚み（例えば0.05〜0.1 mm）にプレスさ
れ、さらに所定の形状（例えば略0.5mm角) にカットさ
れて形状調整がなされる。このように形成されたリード
線４ａ、４ｂ、５、熱電対６は、接合端を揃えて複合撚
線とされる。
【００２４】このように、撚線構造とすることによって
リード線へ加わる張力が接続部であるゲージタブ２ｂ、
２ｃ、および熱電対用タブ３に直接及ぶことが防止され
る。次いで、２本の心線４ｃ、４ｄの接合点である先端
部４ｅおよび心線５ａの先端部５ｂは、予め製作され
（ステップＳ０）たひずみゲージＳＧのゲージタブ２ａ
および２ｂにそれぞれ高温半田付けされる（ステップＳ
７）。
リード線へ加わる張力が接続部であるゲージタブ２ｂ、
２ｃ、および熱電対用タブ３に直接及ぶことが防止され
る。次いで、２本の心線４ｃ、４ｄの接合点である先端
部４ｅおよび心線５ａの先端部５ｂは、予め製作され
（ステップＳ０）たひずみゲージＳＧのゲージタブ２ａ
および２ｂにそれぞれ高温半田付けされる（ステップＳ
７）。
【００２５】一方、熱電対６の測温部６ｃは、測温用タ
ブ３上へ当接される。この状態で、ひずみゲージＳＧの
上側からゲージベース１の略全体を覆う形で、ラミネー
トフィルム７が被され、所定の圧力がかけられた状態で
加熱されることによって、リード線４ａ、４ｂ、５の各
心線部４ｃ、４ｄ、５ａの接合部および熱電対６のアル
メル線６ａ、クロメル線６ｂの接合部は、ラミネートフ
ィルム７の接着力により、ゲージベース１上にしっかり
と固定されて、測温機能付ひずみゲージが完成する（ス
テップＳ８）。
ブ３上へ当接される。この状態で、ひずみゲージＳＧの
上側からゲージベース１の略全体を覆う形で、ラミネー
トフィルム７が被され、所定の圧力がかけられた状態で
加熱されることによって、リード線４ａ、４ｂ、５の各
心線部４ｃ、４ｄ、５ａの接合部および熱電対６のアル
メル線６ａ、クロメル線６ｂの接合部は、ラミネートフ
ィルム７の接着力により、ゲージベース１上にしっかり
と固定されて、測温機能付ひずみゲージが完成する（ス
テップＳ８）。
【００２６】図４は、上記のように構成された測温機能
付ひずみゲージＳＧの回路構成例を示している。箔ひず
みゲージ２が、３個のブリッジ抵抗Ｒ１〜Ｒ３、リード
線４ｂ、５を介して回路挿入されることによりホイート
ストンブリッジ回路が形成される。リード線５とブリッ
ジ抵抗Ｒ３との接続点およびこの接続点と対向する２つ
のブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点がブリッジ回路を駆
動するブリッジ電源入力端子ＩＮ（＋）、ＩＮ（−）と
なる。
付ひずみゲージＳＧの回路構成例を示している。箔ひず
みゲージ２が、３個のブリッジ抵抗Ｒ１〜Ｒ３、リード
線４ｂ、５を介して回路挿入されることによりホイート
ストンブリッジ回路が形成される。リード線５とブリッ
ジ抵抗Ｒ３との接続点およびこの接続点と対向する２つ
のブリッジ抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点がブリッジ回路を駆
動するブリッジ電源入力端子ＩＮ（＋）、ＩＮ（−）と
なる。
【００２７】また、リード線４ａと４ｂとゲージタブ２
ａの接続点およびブリッジ抵抗Ｒ２とＲ３の接続点とが
出力端子ＯＵＴ（＋）、ＯＵＴ（−）となる。このよう
な回路接続は、１ゲージ３線式結線法と称されるもので
ある。尚、熱電対６のアルメル線６ａとクロメル線６ｂ
の接合点（測温部６ｃ）は、箔ゲージ２とは回路的に独
立してゲージベース１上の熱電対用タブ３に接続され
る。
ａの接続点およびブリッジ抵抗Ｒ２とＲ３の接続点とが
出力端子ＯＵＴ（＋）、ＯＵＴ（−）となる。このよう
な回路接続は、１ゲージ３線式結線法と称されるもので
ある。尚、熱電対６のアルメル線６ａとクロメル線６ｂ
の接合点（測温部６ｃ）は、箔ゲージ２とは回路的に独
立してゲージベース１上の熱電対用タブ３に接続され
る。
【００２８】図５は、熱電対の等価回路図であり、熱電
対６の測温部６ｃとしての測温接点部は、アルメル線６
ａとクロメル線６ｂとにより構成され、その出力側の端
子Ｋ、Ｃは、温度測定端子となる。測温接点部は、基準
接点部に対する温度変化に応じて異種金属の接点部に起
電力が生じる、いわゆるゼーベック効果を利用するもの
である。
対６の測温部６ｃとしての測温接点部は、アルメル線６
ａとクロメル線６ｂとにより構成され、その出力側の端
子Ｋ、Ｃは、温度測定端子となる。測温接点部は、基準
接点部に対する温度変化に応じて異種金属の接点部に起
電力が生じる、いわゆるゼーベック効果を利用するもの
である。
【００２９】ところが、測温部６ｃを半田付けで接合す
ると、熱起電力（ゼーベック効果）が経時的に低下する
という現象を本発明者等は見いだしたので、本実施例に
おいては、単に圧接による接続を採った。しかしなが
ら、この測温部６ｃを強固に固定する場合は、例えば、
抵抗溶接による接合手段を用いることが望ましい。
ると、熱起電力（ゼーベック効果）が経時的に低下する
という現象を本発明者等は見いだしたので、本実施例に
おいては、単に圧接による接続を採った。しかしなが
ら、この測温部６ｃを強固に固定する場合は、例えば、
抵抗溶接による接合手段を用いることが望ましい。
【００３０】熱電対による温度測定に際しては、測温接
点部から離れた一端側の端子Ｋ、Ｃの温度を、基準温
度、例えば、０℃とする。測温部６ｃと端子Ｋ、Ｃとの
間に温度差を与えると、上述したゼーベック効果によっ
て測温接点部に熱起電圧が生じる。この電圧を端子Ｋ、
Ｃ間で測定し、基準接点部と測温接点部との温度差を検
出することにより、測温部６ｃの温度値を得ることがで
きる。
点部から離れた一端側の端子Ｋ、Ｃの温度を、基準温
度、例えば、０℃とする。測温部６ｃと端子Ｋ、Ｃとの
間に温度差を与えると、上述したゼーベック効果によっ
て測温接点部に熱起電圧が生じる。この電圧を端子Ｋ、
Ｃ間で測定し、基準接点部と測温接点部との温度差を検
出することにより、測温部６ｃの温度値を得ることがで
きる。
【００３１】上記のようにして得られた温度値によって
ひずみ測定値へ補正を加えることができる。例えば、一
般には、模擬的に既知の所定の温度環境を作り、見かけ
ひずみ量を測定して補正式および補正係数を決める。
ひずみ測定値へ補正を加えることができる。例えば、一
般には、模擬的に既知の所定の温度環境を作り、見かけ
ひずみ量を測定して補正式および補正係数を決める。
【００３２】上記のように構成された測温機能付ひずみ
ゲージＳＧは、ひずみ測定点に極めて近い位置の温度
を、高精度で測定することができる。この高精度の温度
測定ができるということは、補正によって高精度のひず
み測定が可能となることを意味する。
ゲージＳＧは、ひずみ測定点に極めて近い位置の温度
を、高精度で測定することができる。この高精度の温度
測定ができるということは、補正によって高精度のひず
み測定が可能となることを意味する。
【００３３】また、ひずみゲージＳＧおよび熱電対６の
被測定体への取付けを１つの作業で行うことができるか
ら、工数が大幅に短縮できる。また、従来は、ひずみゲ
ージとリード線とを接続するのに、図７、図８に示すよ
うなゲージ端子１７を仲介していたが、リード線の撚線
構造、ラミネート処理およびゲージタブの強化等によ
り、そのゲージ端子１７を省略することができるように
なり、ひずみゲージの設置工数の削減を図ることができ
る。
被測定体への取付けを１つの作業で行うことができるか
ら、工数が大幅に短縮できる。また、従来は、ひずみゲ
ージとリード線とを接続するのに、図７、図８に示すよ
うなゲージ端子１７を仲介していたが、リード線の撚線
構造、ラミネート処理およびゲージタブの強化等によ
り、そのゲージ端子１７を省略することができるように
なり、ひずみゲージの設置工数の削減を図ることができ
る。
【００３４】尚、本発明は、上述の実施例に限定される
ことなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
実施が可能であることは勿論である。例えば、上述の実
施例においては、熱電対の測温部６ｃを熱電対用タブ３
に当接させただけであるが、上述の様に抵抗溶接等で強
固に固定しても良い。また、ひずみ検出素子としては、
箔ゲージに限らず、ワイヤゲージ、半導体ゲージ等であ
ってもよいし、また、単軸ゲージに限らず、ローゼット
型ゲージのような多軸ゲージにも本発明は、適用可能で
ある。
ことなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形
実施が可能であることは勿論である。例えば、上述の実
施例においては、熱電対の測温部６ｃを熱電対用タブ３
に当接させただけであるが、上述の様に抵抗溶接等で強
固に固定しても良い。また、ひずみ検出素子としては、
箔ゲージに限らず、ワイヤゲージ、半導体ゲージ等であ
ってもよいし、また、単軸ゲージに限らず、ローゼット
型ゲージのような多軸ゲージにも本発明は、適用可能で
ある。
【００３５】また、熱電対用タブ３は、図１に示す実施
例では、箔ゲージ２とゲージタブ２ａ，２ｂで三方を囲
まれるように配設したが、図６に示すように、箔ゲージ
２の中間部にスペースを設け、そのスペースに熱電対用
タブ３を形成し、その熱電対用タブ３の上に測温部６ｃ
を当接し、その上からラミネートフィルム７によって圧
接状態で被覆するか、測温部６ｃを半田付・溶接等の手
段で熱電対用タブ３に接続するようにしてもよい。
例では、箔ゲージ２とゲージタブ２ａ，２ｂで三方を囲
まれるように配設したが、図６に示すように、箔ゲージ
２の中間部にスペースを設け、そのスペースに熱電対用
タブ３を形成し、その熱電対用タブ３の上に測温部６ｃ
を当接し、その上からラミネートフィルム７によって圧
接状態で被覆するか、測温部６ｃを半田付・溶接等の手
段で熱電対用タブ３に接続するようにしてもよい。
【００３６】このように構成した場合、ひずみ検出部位
と測温部位とを、図１に示した実施例の場合より近接さ
せることができるから、ほぼひずみ検出部位の温度を測
定することが可能となる。
と測温部位とを、図１に示した実施例の場合より近接さ
せることができるから、ほぼひずみ検出部位の温度を測
定することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】以上詳しく説明したところより明らかな
ように、本発明によれば、第１に、ひずみゲージとリー
ド線との接続強度が大きく、従来は必須であったゲージ
端子を不要化でき、第２に、熱電対がひずみゲージと同
一のゲージベース上に添着されることにより、ひずみ検
出部位と測温部位とを可及的に近接して配設することが
でき、ひずみゲージの温度による見かけひずみを高精度
に補正することができ、第３に、従来のようなゲージ端
子および測温素子の被測定対象物あるいはその近傍への
接着作業を不要化することができる、などの優れた効果
を奏する測温機能付ひずみゲージを提供することができ
る。
ように、本発明によれば、第１に、ひずみゲージとリー
ド線との接続強度が大きく、従来は必須であったゲージ
端子を不要化でき、第２に、熱電対がひずみゲージと同
一のゲージベース上に添着されることにより、ひずみ検
出部位と測温部位とを可及的に近接して配設することが
でき、ひずみゲージの温度による見かけひずみを高精度
に補正することができ、第３に、従来のようなゲージ端
子および測温素子の被測定対象物あるいはその近傍への
接着作業を不要化することができる、などの優れた効果
を奏する測温機能付ひずみゲージを提供することができ
る。
【図１】本発明に係る測温機能付ひずみゲージの一実施
例の構成を示す平面図である。
例の構成を示す平面図である。
【図２】図１の正面横断面図である。
【図３】本発明に係る測温機能付ひずみゲージの製作工
程を表わす工程図である。
程を表わす工程図である。
【図４】本発明に係る測温機能付ひずみゲージの動作を
説明するための回路図である。
説明するための回路図である。
【図５】熱電対の動作を説明するための等価回路図であ
る。
る。
【図６】本発明に係る測温機能付ひずみゲージの変形実
施例の構成を示す平面図である。
施例の構成を示す平面図である。
【図７】従来のひずみゲージの平面図である。
【図８】図７の正面横断面図である。
１ ゲージベース ２ 箔ゲージ ２ａ、２ｂ ゲージタブ ３ 熱電対用タブ ４ａ、４ｂ、５ リード線 ４ｃ、４ｄ、５ａ 心線 ４ｅ、５ｂ 先端部 ６ 熱電対 ６ａ アルメル線 ６ｂ クロメル線 ６ｃ 測温部 ６ｄ、６ｅ 被覆 ７ ラミネートフィルム Ｋ、Ｃ 端子 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ ブリッジ抵抗
フロントページの続き (72)発明者 高尾 寛 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内 (72)発明者 安田 久 福岡県京都郡苅田町長浜35番地 日立金属 株式会社九州工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定体へ添着するためのゲージベース
上に、ゲージ素子と、このゲージ素子の両端にそれぞれ
連接する１対のゲージタブと、独立した熱電対用タブと
が設けられ、前記１対のゲージタブにはリード線が半田
付けにより接続され前記熱電対用タブには前記熱電対の
測温部が半田付・溶接等の手段による接続によらずに単
に当接され、少なくとも前記ゲージ素子、前記リード線
および前記測温部がそれぞれ被包されるように前記ゲー
ジベース上にラミネートフィルムで被覆され且つ、前記
測温部が前記熱電対用タブに圧接された状態で接続され
るように構成したことを特徴とする測温機能付ひずみゲ
ージ。 - 【請求項２】 被測定体へ添着するためのゲージベース
上に、ゲージ素子と、このゲージ素子の両端に連接する
１対のゲージタブと、独立した熱電対用タブとが添着さ
れ、前記１対のゲージタブにはリード線が半田付けまた
は抵抗溶接により接続され前記熱電対用タブには前記熱
電対の測温部が溶接により接続され、少なくとも前記ゲ
ージ素子、前記リード線および前記測温部を含む前記熱
電対の測温部側端部をそれぞれ被包するように前記ゲー
ジベース上にラミネートフィルムで被覆するように構成
したことを特徴とする測温機能付ひずみゲージ。 - 【請求項３】 被測定体へ添着するためのゲージベース
上に、ゲージ素子と、このゲージ素子の両端にそれぞれ
連接する１対のゲージタブと、独立した熱電対用タブと
が設けられ、前記１対のゲージタブにはリード線が抵抗
溶接により接続され前記熱電対用タブには前記熱電対の
測温部が半田付・溶接等の手段による接続によらずに単
に当接され、少なくとも前記ゲージ素子、前記リード線
および前記測温部がそれぞれ被包されるように前記ゲー
ジベース上にラミネートフィルムで被覆され且つ、前記
測温部が前記熱電対用タブに圧接された状態で接続され
るように構成したことを特徴とする測温機能付ひずみゲ
ージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347974A JP2992857B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 測温機能付ひずみゲージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347974A JP2992857B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 測温機能付ひずみゲージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190709A true JPH07190709A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2992857B2 JP2992857B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18393882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5347974A Expired - Fee Related JP2992857B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 測温機能付ひずみゲージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992857B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008191093A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Ono Sokki Co Ltd | 歪ゲージ |
| KR101401941B1 (ko) * | 2012-12-18 | 2014-06-11 | 주식회사 우진 | 다중 열전대 조립체 |
| JP2017156285A (ja) * | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | テレメータ計測システム |
| JP2019132790A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
| JP2022157456A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | 日本製鉄株式会社 | 抵抗スポット溶接における打角加圧力測定方法、抵抗スポット溶接継手の製造方法及び抵抗スポット溶接装置 |
| US12379268B2 (en) | 2020-03-24 | 2025-08-05 | Minebea Mitsumi Inc. | Strain gauge |
-
1993
- 1993-12-25 JP JP5347974A patent/JP2992857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008191093A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Ono Sokki Co Ltd | 歪ゲージ |
| KR101401941B1 (ko) * | 2012-12-18 | 2014-06-11 | 주식회사 우진 | 다중 열전대 조립체 |
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| JP2019132790A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
| WO2019151345A1 (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
| CN111656129A (zh) * | 2018-02-02 | 2020-09-11 | 美蓓亚三美株式会社 | 应变片 |
| US11326967B2 (en) | 2018-02-02 | 2022-05-10 | Minebea Mitsumi Inc. | Strain gauge with improved temperature effect detection |
| CN111656129B (zh) * | 2018-02-02 | 2023-08-22 | 美蓓亚三美株式会社 | 应变片 |
| US12379268B2 (en) | 2020-03-24 | 2025-08-05 | Minebea Mitsumi Inc. | Strain gauge |
| JP2022157456A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-14 | 日本製鉄株式会社 | 抵抗スポット溶接における打角加圧力測定方法、抵抗スポット溶接継手の製造方法及び抵抗スポット溶接装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2992857B2 (ja) | 1999-12-20 |
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