JPH0754282B2 - 圧力センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサ
に関するものである。

従来の技術 近年、非晶質磁性合金の磁歪効果を用いた圧力センサが
提案されている。第３図はこのような圧力センサの一例
の概略を示す断面図である。21は円柱状の本体、22は圧
力導入口、23は圧力を伝える圧力室である。24は本体21
の一部を薄く加工した変形部分、25は圧力による歪みが
生じないようにした非変形部分である。26は本体21の外
周上で、変形部分24及び非変形部分25の上に接着した非
晶質磁性合金である。27は圧力検出コイルで、変形部分
24の外周上に接着した非晶質磁性合金26の外側に配され
る。28は圧力検出コイル27と同構成の差動用コイルで、
非変形部分25の外周上に接着した非晶質磁性合金26の外
側に配される。これらのコイルを持つボビン29は非晶質
磁性合金26の外周に装着される。30はヨークで、ボビン
29の外周に装着される。31は本体21の固定用ネジ部分、
32は検出回路である。

圧力は圧力導入口22から圧力室23に伝わり、圧力室23を
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分24
が変動し、その表面に接着された非晶質磁性合金26の透
磁率が変化する。この透磁率変化を圧力検出コイル27で
インダクタンスの変化として検出し、差動用コイル28と
の差動出力より圧力の変化を得ている。

発明が解決しようとする課題 上述の圧力センサの非晶質磁性合金の外観を第５図に示
す。第５図ａに示すごとく、この非晶質磁性合金は長方
形をしており、長手方向に圧力センサ本体の径に合わせ
て巻きぐせをつけ、第５図ｂに示す形状にしたのち本体
に接着する。このようにして作製した圧力センサの持性
を第６図に示す。第６図より圧力印加に伴う出力電圧の
変化は最大約1.4Vで感度が悪く、また、ヒステリシスが
大きいことがわかる。これは、第５図に示すような大面
積の非晶質磁性合金を接着したことにより、接着面にお
ける接着剤のむらが大きくなるためである。

以上のことから、前記圧力センサの構成では出力電圧の
変化が少なくヒステリシスが大きいという課題があっ
た。

課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するため、圧力導入口と、該
圧力によって歪みが生じる変形部分と、圧力によって歪
みが生じない非変形部分を有し、前記変形部分及び非変
形部分の双方にわたって連続した、磁歪を有する、貫通
孔を設けた非晶質磁性合金を固着し、前記非晶質磁性合
金と磁気回路をなすよう変形部分と非変形部分に各々コ
イルを配置した構成を有し、圧力印加にともなう前記２
個のコイルのインダクタンス差から圧力を検出するとい
う構成を備えたものである。

作用 上述の構成によれば、貫通孔から余分な接着剤を除去す
ることができるので均一に接着することができ、それに
伴って感度を上げヒステリシスを下げることが可能とな
る。

実施例 第１図は、本発明の一実施例による圧力センサの概略を
示す断面図である。１はチタン製の直径1cm、高さ7cmの
円柱状の本体、２は直径6mmの圧力導入口、３は圧力を
伝える圧力室である。４は圧力による変形部分で、本体
１の一部分を肉厚2mmに加工してある。５は非変形部分
で圧力による歪みが生じないようにしてある。６は本体
１の変形部分４及び非変形部分５をおおうようにエポキ
シ系樹脂で250℃、２時間で接着したFe−Si−Ｂ−Cr系
非晶質磁性合金である。前記非晶質磁性合金６の表面に
は幅1mm、長さ5mmの貫通孔７が12個設けてある。８はテ
フロン製ボビン10のまわりに100回コイルを巻いて形成
した圧力検出コイル、９は圧力検出コイルと同構成の差
動用コイルである。これらのコイルを持つボビン10は非
晶質磁性合金６の外周に装着される。11は45％Ni−Fe合
金よりなるヨークで、ボビン10の外周に装着される。12
は本体固定用のネジ部分で、PF3/8のピッチに加工して
ある。13は検出回路である。

第２図は本発明における非晶質磁性合金の外観の一例を
示す。第２図ａに示すごとく非晶質磁性合金上に幅1m
m、長さ5mmの貫通孔を12個設け、圧力センサの径に合わ
せて長手方向に巻きぐせをつけ、第２図ｂのような形状
にしたのち本体に接着する。

以下に上述の圧力センサの動作を説明する。

圧力は圧力導入口２から圧力室３に伝わり、圧力室３を
膨らませる方向に応力をかける。その結果、変形部分４
が変動し、その表面に接着された非晶質磁性合金６が変
形する。この変形により逆磁歪効果で非晶質磁性合金６
の透磁率が変化する。この変化をインダクタンスの変化
として圧力検出コイル８で検出し、差動用コイル９との
差動を検出回路13で取ることによって圧力を得る。

本構成による圧力センサの出力例を第３図に示す。第３
図において、圧力増加にともなう出力電圧は最大約2.2V
となり、従来の圧力センサに比べ約57％感度が増大し
た。また、ヒステリシスについても、その最大幅は従来
の圧力センサに比べ約29％減少した。

なお、本構成では非晶質磁性合金の貫通孔を幅1mm、長
さ5mmで12個設けたが、貫通孔の形状、位置、個数につ
いては、貫通孔の総面積が非晶質磁性合金の面積の３〜
10％程度であれば任意に変化させても同様の効果が得ら
れた。

以上の構成、動作により従来に比べて感度が大きくヒス
テリシスの少ない圧力センサを作ることができた。

発明の効果 本発明によれば、非晶質磁性合金に貫通孔を設けて接着
することにより、従来に比べ感度が大きくヒステリシス
の少ない圧力センサを構成することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の圧力センサの断面図、第２
図ａは同センサにおける非晶質磁性合金の当初の状態に
おける平面図、第２図ｂは同非晶質磁性合金の使用時に
おける斜視図、第３図は同センサの出力特性図、第４図
は従来例の圧力センサの断面図、第５図は従来例の非晶
質磁性合金の外観図、第６図は従来例の出力特性図であ
る。 １、21……本体、２、22……圧力導入口、３、23……圧
力室、４、24……変形部分、５、25……非変形部分、
６、26……非晶質磁性合金、７……貫通孔、８、27……
圧力検出コイル、９、28……差動用コイル、10、29……
ボビン、11、30……ヨーク、12、31……固定用ネジ、1
3、32……検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧力導入口と、該圧力によって歪みが生じ
   る変形部分と、圧力によって歪みが生じない非変形部分
   とを有し、前記変形部分及び非変形部分の双方にわたっ
   て連続した、磁歪を有する、貫通孔を設けた非晶質磁性
   合金を固着し、前記非晶質磁性合金と磁気回路をなすよ
   う変形部分と非変形部分に各々コイルを配置した構成を
   有し、圧力印加にともなう前記２個のコイルのインダク
   タンス差から圧力を検出することを特徴とする圧力セン
   サ。