JPH0771906A - 歪ゲージ - Google Patents
歪ゲージInfo
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- JPH0771906A JPH0771906A JP13120091A JP13120091A JPH0771906A JP H0771906 A JPH0771906 A JP H0771906A JP 13120091 A JP13120091 A JP 13120091A JP 13120091 A JP13120091 A JP 13120091A JP H0771906 A JPH0771906 A JP H0771906A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造と取扱が容易で、取り付け時に不良が生
じない歪ゲージおよびこの歪ゲージを使用した測定量検
出器を提供することにある。 【構成】 測定格子２の外側の支持フィルム１の領域
が、少なくとも一枚の材料フィルム５、特に導電性材料
のフィルムで被覆されている。
じない歪ゲージおよびこの歪ゲージを使用した測定量検
出器を提供することにある。 【構成】 測定格子２の外側の支持フィルム１の領域
が、少なくとも一枚の材料フィルム５、特に導電性材料
のフィルムで被覆されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、支持フィルム上に配
設され、前記支持フィルムに接続する導電性材料の少な
くとも一つのフィルムから成形された測定格子を有する
歪ゲージ、特に測定量検出用の歪ゲージに関する。
設され、前記支持フィルムに接続する導電性材料の少な
くとも一つのフィルムから成形された測定格子を有する
歪ゲージ、特に測定量検出用の歪ゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】冒頭に述べた種類の歪ゲージは、英国特
許第 728 606号明細書により公知である。圧延された非
常に薄い金属フォイルから、端部に接続領域を有する抵
抗の蛇行形状の測定格子がフォトリソグラフィー的にエ
ッチングされる。この場合、前記金属フォイルは第二の
金属フォイルに接続している。エッチング工程が終わる
と、絶縁されたエポキシ樹脂の支持フォイルが前記第一
金属フォイル上に塗布され、第二金属フォイルが除去さ
れる。エポキシ樹脂の支持フォイルを有する歪ゲージ
は、製造、取扱および応用に関して問題を含む。何故な
ら、支持フォイルが多孔質で、割れる恐れがあるからで
ある。歪ゲージの使用には、慎重な取扱が要求される。
他方、応力解析の場合の応用は慣用されていない。この
問題は、フェノール樹脂支持フォイルを有する歪ゲージ
の場合にも存在する。
許第 728 606号明細書により公知である。圧延された非
常に薄い金属フォイルから、端部に接続領域を有する抵
抗の蛇行形状の測定格子がフォトリソグラフィー的にエ
ッチングされる。この場合、前記金属フォイルは第二の
金属フォイルに接続している。エッチング工程が終わる
と、絶縁されたエポキシ樹脂の支持フォイルが前記第一
金属フォイル上に塗布され、第二金属フォイルが除去さ
れる。エポキシ樹脂の支持フォイルを有する歪ゲージ
は、製造、取扱および応用に関して問題を含む。何故な
ら、支持フォイルが多孔質で、割れる恐れがあるからで
ある。歪ゲージの使用には、慎重な取扱が要求される。
他方、応力解析の場合の応用は慣用されていない。この
問題は、フェノール樹脂支持フォイルを有する歪ゲージ
の場合にも存在する。
【０００３】更に、ガラス繊維フリースで補強されたエ
ポキシ樹脂やフェノール樹脂支持フォイルを有する歪ゲ
ージは公知である。しかし、ここでも割れの恐れは深刻
である。歪ゲージを作製する場合、割れる傾向があると
深刻な不良品となる。
ポキシ樹脂やフェノール樹脂支持フォイルを有する歪ゲ
ージは公知である。しかし、ここでも割れの恐れは深刻
である。歪ゲージを作製する場合、割れる傾向があると
深刻な不良品となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それ故、この発明の課
題は、低価格で製造でき、簡単に取扱でき、利用できる
歪ゲージをを提供することにある。
題は、低価格で製造でき、簡単に取扱でき、利用できる
歪ゲージをを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の歪ゲージおよびこの歪ゲー
ジを少なくとも１枚使用している測定量検出器の場合、
測定格子２の外側の支持フィルムの部分が特に導電性材
料製の少なくとも一つの材料フィルム５で被覆されてい
ることによって解決されている。
により、冒頭に述べた種類の歪ゲージおよびこの歪ゲー
ジを少なくとも１枚使用している測定量検出器の場合、
測定格子２の外側の支持フィルムの部分が特に導電性材
料製の少なくとも一つの材料フィルム５で被覆されてい
ることによって解決されている。
【０００６】他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属
請求項に記載されている。
請求項に記載されている。
【０００７】
【作用】支持フィルムは、この発明による構成の場合、
測定格子とその接続端子以外で最早被覆から解放されて
いなく、好ましくは前記測定格子に対して狭い間隔で配
設された少なくとも一つの金属フィルムによって被覆さ
れている。測定格子以外の支持フィルムの領域が少なく
とも一つの材料層によってほぼ完全に覆われていること
によって、歪ゲージを製造したり取り扱う場合、割れる
恐れが著しく低減される。何故なら、支持フィルムと材
料フィルムから成る複合体が非常に良好な安定性をもた
らすからである。このことは、特に一つのシート（多数
の歪ゲージ配置を有する製造ユニット）から例えば切断
によって歪ゲージを疎らに取り出す場合、全歪ゲージま
たは縁部分の折れ曲がりまたは割れを防止する。フォト
ラッカーを除去する場合にも、機械的な安定性があるの
で有利である。それどころか、自動的に全体の製造も可
能である。何故なら、機械的な特性は自動化された製造
工程でも問題ない取扱を保障するからである。
測定格子とその接続端子以外で最早被覆から解放されて
いなく、好ましくは前記測定格子に対して狭い間隔で配
設された少なくとも一つの金属フィルムによって被覆さ
れている。測定格子以外の支持フィルムの領域が少なく
とも一つの材料層によってほぼ完全に覆われていること
によって、歪ゲージを製造したり取り扱う場合、割れる
恐れが著しく低減される。何故なら、支持フィルムと材
料フィルムから成る複合体が非常に良好な安定性をもた
らすからである。このことは、特に一つのシート（多数
の歪ゲージ配置を有する製造ユニット）から例えば切断
によって歪ゲージを疎らに取り出す場合、全歪ゲージま
たは縁部分の折れ曲がりまたは割れを防止する。フォト
ラッカーを除去する場合にも、機械的な安定性があるの
で有利である。それどころか、自動的に全体の製造も可
能である。何故なら、機械的な特性は自動化された製造
工程でも問題ない取扱を保障するからである。
【０００８】例えば、導電性材料のフォイル製の測定格
子を選択的にエッチングして、公知の方法で測定格子を
製造する場合、狭い分離個所を測定格子とその接続端子
から上手に除去することが必要である。その場合、導電
性材料の残りのフォイルは除去する必要はない。
子を選択的にエッチングして、公知の方法で測定格子を
製造する場合、狭い分離個所を測定格子とその接続端子
から上手に除去することが必要である。その場合、導電
性材料の残りのフォイルは除去する必要はない。
【０００９】従って、エッチング溶液は非常に僅かしか
外部イオンに曝されないので、長期間使用でき、エッチ
ングパラメータの再現性が良い。
外部イオンに曝されないので、長期間使用でき、エッチ
ングパラメータの再現性が良い。
【００１０】驚くべきことに、この歪ゲージのクリープ
が少ないことが判る。このことは専門家には予期されな
かった。何故なら、彼等はクリープに影響を与えるた
め、ユニットである支持フォイルと測定格子との幾何学
形状に意図した変更が必要であり、例えばミアンダ模様
の測定格子の逆転個所での変化が必要であることを知っ
ている（Der Weg zum Messgrossenaufnehmer, Hottinge
r Baldwin MesstechnikGmbH, Darmstadt 1989, Kaptal
3.2.6) 。しかし、「意図していない」処置、つまり測
定格子の外側の材料フィルムあるいは被覆を放置してお
き、クリープの低減が可能であることは、驚くべき効果
である。この原因は未だ詳細には確実に解明されていな
い。この場合、負荷の応力の急激な部分をより良く吸収
するという役目も演じている。
が少ないことが判る。このことは専門家には予期されな
かった。何故なら、彼等はクリープに影響を与えるた
め、ユニットである支持フォイルと測定格子との幾何学
形状に意図した変更が必要であり、例えばミアンダ模様
の測定格子の逆転個所での変化が必要であることを知っ
ている（Der Weg zum Messgrossenaufnehmer, Hottinge
r Baldwin MesstechnikGmbH, Darmstadt 1989, Kaptal
3.2.6) 。しかし、「意図していない」処置、つまり測
定格子の外側の材料フィルムあるいは被覆を放置してお
き、クリープの低減が可能であることは、驚くべき効果
である。この原因は未だ詳細には確実に解明されていな
い。この場合、負荷の応力の急激な部分をより良く吸収
するという役目も演じている。
【００１１】更に、有利なことは、支持フィルムの湿気
の吸収とそれによる望ましくない延びが低減されるの
で、雰囲気に湿度の変化がある場合、測定信号の変化が
少ない点にある。従って、測定特性の長時間安定性も改
善される。
の吸収とそれによる望ましくない延びが低減されるの
で、雰囲気に湿度の変化がある場合、測定信号の変化が
少ない点にある。従って、測定特性の長時間安定性も改
善される。
【００１２】例えばクリープの測定特性への影響には、
更に測定格子の外側の支持フィルムの一定部分に少なく
とも一つの材料フィルム、特に導電性材料のフィルムを
被覆することができる。例えば、被覆部分が一定の幾何
学形状で形成され、例えば長手方向の延びに関してミア
ンダ模様の測定格子に垂直に配置された導電性材料の被
覆フィルムのミアンダ模様の軌跡で形成されるので、測
定格子によって定まる歪ゲージの一定の特性を補償する
ことが行われるように、この被覆を形成する。
更に測定格子の外側の支持フィルムの一定部分に少なく
とも一つの材料フィルム、特に導電性材料のフィルムを
被覆することができる。例えば、被覆部分が一定の幾何
学形状で形成され、例えば長手方向の延びに関してミア
ンダ模様の測定格子に垂直に配置された導電性材料の被
覆フィルムのミアンダ模様の軌跡で形成されるので、測
定格子によって定まる歪ゲージの一定の特性を補償する
ことが行われるように、この被覆を形成する。
【００１３】更に、この発明では、材料および／または
材料フィルムがそれぞれ測定格子の外側のところおよび
測定格子のところで一致している。つまり、有利な方法
で、例えば選択的にエッチングして、測定格子を形成す
る導電性材料の同じフィルムによる被覆が形成される。
しかし、例えば測定格子の外側の材料フィルムの厚さが
測定格子の厚さより厚いことも用意されている。このこ
とは、測定格子の外側でエッチング後に残っている支持
フィルムの被覆上に電界メッキ被覆して実現される。し
かし、この被覆は異なった材料および／または異なった
厚さでも、例えば真空蒸着あるいは印刷技術の助けによ
って作製できる。被覆として多層配置もこの発明の枠内
にある。この種の処置、つまり被覆の意図した材料選択
および／または厚さの選択でもっても、歪ゲージの測定
特性を改善できる。材料フィルムの厚さが測定格子の厚
さより厚いなら、極度に簡単な方法で測定格子を絶縁フ
ィルムで被覆できる。例えば、より深い所にある測定格
子の上の空間に鋳込んだり、ペースト状物質をペイント
したり、あるいは測定格子を覆うフォイルを上部にある
材料フィルムの部分に貼付て被覆できる。
材料フィルムがそれぞれ測定格子の外側のところおよび
測定格子のところで一致している。つまり、有利な方法
で、例えば選択的にエッチングして、測定格子を形成す
る導電性材料の同じフィルムによる被覆が形成される。
しかし、例えば測定格子の外側の材料フィルムの厚さが
測定格子の厚さより厚いことも用意されている。このこ
とは、測定格子の外側でエッチング後に残っている支持
フィルムの被覆上に電界メッキ被覆して実現される。し
かし、この被覆は異なった材料および／または異なった
厚さでも、例えば真空蒸着あるいは印刷技術の助けによ
って作製できる。被覆として多層配置もこの発明の枠内
にある。この種の処置、つまり被覆の意図した材料選択
および／または厚さの選択でもっても、歪ゲージの測定
特性を改善できる。材料フィルムの厚さが測定格子の厚
さより厚いなら、極度に簡単な方法で測定格子を絶縁フ
ィルムで被覆できる。例えば、より深い所にある測定格
子の上の空間に鋳込んだり、ペースト状物質をペイント
したり、あるいは測定格子を覆うフォイルを上部にある
材料フィルムの部分に貼付て被覆できる。
【００１４】材料フィルムには、測定格子の外側部分
で、例えば製造メーカーあるいは配線用マークあるいは
位置決め用マークに関する手掛かりを、その位置に例え
ば被覆をエッチングして形成すると有利である。
で、例えば製造メーカーあるいは配線用マークあるいは
位置決め用マークに関する手掛かりを、その位置に例え
ば被覆をエッチングして形成すると有利である。
【００１５】
【実施例】この発明を、以下に図面に基づき実施例を用
いてより詳しく説明する。
いてより詳しく説明する。
【００１６】図１に示する歪ゲージの場合、支持フィル
ム１、例えばガラス繊維補強されたエポキシ樹脂支持フ
ィルムに導電性材料のフィルムが接続している。この導
電性材料から測定格子２が成形される。測定格子２に
は、ミアンダ模様に並べたストライプ、例えばコンスタ
ンタン製の薄い金属フィルムがある。このフィルムの端
部には接続領域を介して、例えばホィーストンブリッジ
回路に形成された評価回路に接続している。
ム１、例えばガラス繊維補強されたエポキシ樹脂支持フ
ィルムに導電性材料のフィルムが接続している。この導
電性材料から測定格子２が成形される。測定格子２に
は、ミアンダ模様に並べたストライプ、例えばコンスタ
ンタン製の薄い金属フィルムがある。このフィルムの端
部には接続領域を介して、例えばホィーストンブリッジ
回路に形成された評価回路に接続している。
【００１７】測定格子２は金属フィルムから例えばエッ
チングで形成できる。その場合、金属フィルムは支持フ
ィルム１に接着層で固定されている。測定格子２の領域
の外側には、金属フィルムまたは被覆が支持フィルム１
の上に設けある。この被覆は、説明している実施例の場
合、導電性材料のフィルムである。この材料から接続端
子３，４も含めた測定格子２も成形されている。これに
対して、接続端子３と４を有する測定格子２の隣には、
エッチングによって生じる分離部分６がある。しかし、
この分離部分６は他の適当な方法でも、例えばレーザー
除去手段によっても形成できる。材料フィルム５または
被覆には、更に例えば製造期間中に歪ゲージを位置決め
したり、（整列用マークとして）付けるためのマーク７
および、これも製造メーカのマーク８が、例えば選択エ
ッチングまたはレーザー除去によって付けてある。
チングで形成できる。その場合、金属フィルムは支持フ
ィルム１に接着層で固定されている。測定格子２の領域
の外側には、金属フィルムまたは被覆が支持フィルム１
の上に設けある。この被覆は、説明している実施例の場
合、導電性材料のフィルムである。この材料から接続端
子３，４も含めた測定格子２も成形されている。これに
対して、接続端子３と４を有する測定格子２の隣には、
エッチングによって生じる分離部分６がある。しかし、
この分離部分６は他の適当な方法でも、例えばレーザー
除去手段によっても形成できる。材料フィルム５または
被覆には、更に例えば製造期間中に歪ゲージを位置決め
したり、（整列用マークとして）付けるためのマーク７
および、これも製造メーカのマーク８が、例えば選択エ
ッチングまたはレーザー除去によって付けてある。
【００１８】材料フィルム５は、接続端子３と４を含め
た測定格子２のみを設けた支持フィルム１の上に、何ら
かの適当な手段によって更に取り付けてある。例えば、
真空付着（蒸着、スパッタリング）によって付けてあ
る。この場合、測定格子２に対するものとは異なる材料
を使用することおよび／またはフィルムの他の厚さを選
ぶこともこの発明の枠内にある。更に、測定特性を材料
フィルム５のデザインで良好にするように材料フィルム
５を構成することもこの発明の枠内にある。
た測定格子２のみを設けた支持フィルム１の上に、何ら
かの適当な手段によって更に取り付けてある。例えば、
真空付着（蒸着、スパッタリング）によって付けてあ
る。この場合、測定格子２に対するものとは異なる材料
を使用することおよび／またはフィルムの他の厚さを選
ぶこともこの発明の枠内にある。更に、測定特性を材料
フィルム５のデザインで良好にするように材料フィルム
５を構成することもこの発明の枠内にある。
【００１９】測定格子は、何らかの適当な手段で環境の
影響に対して被覆できる。例えば、フォイル、真空で付
着させた被膜、液体あるいはペースト状の物質のカバー
等で覆うことができる。
影響に対して被覆できる。例えば、フォイル、真空で付
着させた被膜、液体あるいはペースト状の物質のカバー
等で覆うことができる。
【００２０】図２には、材料フィルム５またはカバー
が、図１とは異なり、接続端子を含めた測定格子２も成
形された導電性材料のフィルム上に電解メッキで付けた
フィルム５ａを有する歪ゲージが示してある。測定格子
２にはこのフィルム５ａがない。測定格子を被覆するた
め、測定格子２を覆う電気絶縁性まはた導電性材料（例
えば金属フォイル）製のフォイル１０がフィルム５ａの
上部に、例えば接着剤で固定されている。フォイル１０
の下部の空間は、絶縁物質１１、例えばエポキシ樹脂が
充填してある。しかし、フォイル１０あるいは絶縁物質
１１のみを選択的に使用することもできる。
が、図１とは異なり、接続端子を含めた測定格子２も成
形された導電性材料のフィルム上に電解メッキで付けた
フィルム５ａを有する歪ゲージが示してある。測定格子
２にはこのフィルム５ａがない。測定格子を被覆するた
め、測定格子２を覆う電気絶縁性まはた導電性材料（例
えば金属フォイル）製のフォイル１０がフィルム５ａの
上部に、例えば接着剤で固定されている。フォイル１０
の下部の空間は、絶縁物質１１、例えばエポキシ樹脂が
充填してある。しかし、フォイル１０あるいは絶縁物質
１１のみを選択的に使用することもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による歪
ゲージは、低価格で製造でき、取扱と応用が簡単であ
る。特に、歪ゲージを製造したり取扱う時、割れる危険
がない。測定格子のエッチングでエッチング液の使用が
少ないのでエッチングパラメータの再現性が良い。更
に、驚くべきことにはこの歪ゲージのクリープが少ない
点にある。そして、支持フィルムの湿気の吸収とそれに
よる望ましくない延びが低減されるので、雰囲気に湿度
の変化がある場合、測定信号の変化が少ない点にある。
従って、測定特性の長時間安定性も改善される
ゲージは、低価格で製造でき、取扱と応用が簡単であ
る。特に、歪ゲージを製造したり取扱う時、割れる危険
がない。測定格子のエッチングでエッチング液の使用が
少ないのでエッチングパラメータの再現性が良い。更
に、驚くべきことにはこの歪ゲージのクリープが少ない
点にある。そして、支持フィルムの湿気の吸収とそれに
よる望ましくない延びが低減されるので、雰囲気に湿度
の変化がある場合、測定信号の変化が少ない点にある。
従って、測定特性の長時間安定性も改善される
【図１】この発明による歪ゲージの平面図である。
【図２】図１の歪ゲージで線分II−IIに沿った横断面図
である。
である。
１ 支持フィルム ２ 測定格子 ３，４ 接続端子 ５ 材料フィルム ５ａ メッキフィルム ６ 分離部分 ７，８ マーク １０ フォイル １１ 物質
Claims (7)
- 【請求項１】 支持フィルム（１）上に配設され、前記
支持フィルム（１）に接続する導電性材料の少なくとも
一つのフィルムから成形された測定格子（２）を有する
歪ゲージ、特に測定量検出用の歪ゲージにおいて、測定
格子（２）の外側の支持フィルムの部分が特に導電性材
料製の少なくとも一つの材料フィルム（５）で被覆され
ていることを特徴とする歪ゲージ。 - 【請求項２】 支持フィルム（１）上に配設され、前記
支持フィルム（１）に接続する導電性材料の少なくとも
一つのフィルムから成形された測定格子（２）を有する
少なくとも１個の歪ゲージ、特に測定量検出用の歪ゲー
ジを備えた測定量検出器において、測定格子（２）の外
側の支持フィルムの部分が特に導電性材料製の少なくと
も一つの材料フィルム（５）で被覆されていることを特
徴とする測定量検出器。 - 【請求項３】 測定格子（２）の外側の支持フィルムの
部分が少なくとも一つの材料フィルム（５）、特に導電
性材料のフィルムでほぼ完全に覆われていることを特徴
とする請求項１または２に記載の歪ゲージ。 - 【請求項４】 測定特性に影響を与えるため、測定格子
（２）の外側の支持フィルム（１）の一定部分が少なく
とも一つの材料フィルム（５）、特に導電性材料のフィ
ルムで被覆されていることを特徴とする請求項１または
２に記載の歪ゲージ。 - 【請求項５】 材料フィルム（５）の材料および／また
は厚さは測定格子（２）のところおよび測定格子（２）
のところで互いに一致していることを特徴とする請求項
１〜４の何れか１項に記載の歪ゲージ。 - 【請求項６】 測定格子（２）の外側の領域での材料フ
ィルム（５）の厚さは、測定格子（２）の厚さより厚い
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の歪
ゲージ。 - 【請求項７】 材料フィルム（５）の測定格子（２）の
外側には、マーク我付けてあることを特徴とする請求項
１〜６の何れか１項に記載の歪ゲージ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE901105577 | 1990-06-05 | ||
| EP19900110557 EP0460249B1 (de) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Dehnungsmessstreifen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771906A true JPH0771906A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=8204052
Family Applications (1)
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| JP (1) | JPH0771906A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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1991
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