JPH08176754A - ストレインゲージ用合金およびその製造法ならびにストレインゲージ - Google Patents

ストレインゲージ用合金およびその製造法ならびにストレインゲージ

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JPH08176754A
JPH08176754A JP34084294A JP34084294A JPH08176754A JP H08176754 A JPH08176754 A JP H08176754A JP 34084294 A JP34084294 A JP 34084294A JP 34084294 A JP34084294 A JP 34084294A JP H08176754 A JPH08176754 A JP H08176754A
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JP
Japan
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less
total
gauge
alloy
strain gauge
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Application number
JP34084294A
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English (en)
Inventor
Naoji Nakamura
直司 中村
Yuetsu Murakami
雄悦 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute for Electromagnetic Materials
Original Assignee
Research Institute for Electromagnetic Materials
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Publication date
Application filed by Research Institute for Electromagnetic Materials filed Critical Research Institute for Electromagnetic Materials
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 高いゲージ率とばらつきの少ないゲージ特性
を具備した新規な材料。 【構成】 重量%にて、Cr1〜35、Co15〜70
を含み、以下いずれもW10、Mo10、Nb10、T
a10以下でその計0.001〜15で、副成分とし
て、以下いずれもMn10、Cu10、Pt10、Rh
10、Pd10、Au10、Ag10、Lu10、Ir
10、Os10、Hf10、V10、Al10、Si1
0、Ti10、希土類元素10、Zr5、Tc5、Zn
5、Ge5、Sn5、Sb5、Be3、B1、C1以下
でその計0.001〜20および残部Feと少量の不純
物とからなり、ゲージ率が2以上を有するストレインゲ
ージ用合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ストレインゲージ用合
金ならびに該合金の線材および箔材の製造方法、および
ストレインゲージに関するものである。さらに詳しく
は、本発明は鉄(Fe)、クロム(Cr)、コバルト
(Co)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、
ニオブ(Nb)およびタンタル(Ta)を主成分とし、
副成分として、マンガン(Mn)、銅(Cu)、白金
(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、金
(Au)、銀(Ag)、ルテニウム(Ru)、イリジウ
ム(Ir)、オスミウム(Os)、ハフニウム(H
f)、バナジウム(V)、アルミニウム(Al)、シリ
コン(Si)、チタン(Ti)、希土類元素、ジルコニ
ウム(Zr)、テクネチウム(Tc)、亜鉛(Zn)、
ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、アンチモン(S
b)、ベリリウム(Be)、ホウ素(B)および炭素
(C)のうち一種あるいは2種以上の合計0.001〜
20%とからなるストレインゲージ用合金およびその製
造方法、ならびにこの合金を使用したストレインゲージ
に関するもので、その目的とするところは2以上の高い
ゲージ率を有し良好な加工性を具備する線材および箔
材、ならびに薄膜を提供するにある。また、該合金を使
用して作成された2以上のゲージ率を有する線材、箔材
および薄膜よりなるストレインゲージを提供するにあ
る。
【0002】
【従来の技術】ストレインゲージは、一般に弾性歪によ
つてゲージ細線またはゲージ箔の電気抵抗が変化する現
象を利用して、逆に抵抗変化を測定することによって歪
の量あるいは応力を計測したり歪や応力の変換機器にも
ちいられる。例えば、生産工業におけるストレインセン
サ、重量計測、加速度計や各種機器量−電気量変換機
器、土木工業における土圧計、建築業・エネルギー関連
業における圧力計や撓み量計測、航空・宇宙・鉄道・船
舶における各種応力・歪計測ばかりでなく民生用として
の商用秤や各種セキュリティ機器等にも多く利用されて
いる。
【0003】ストレインゲージ材料に課せられる条件
は、 1.ゲージ率が大きく、温度依存性が少ないこと 2.比電気抵抗が大きいこと 3.抵抗温度係数が小さいこと 4.対銅熱起電力が小さいこと 5.加工性がよく、機械的性質がよいこと 6.安価なこと などに要約される。
【0004】また、ストレインゲージ素子としては、上
記のゲージ特性の他に見掛けの歪が小さいことや素子間
の特性のバラツキが少ないことも重要である。ここでい
う見掛けの歪は、ゲージ周辺の温度変化によって歪みが
加わっていなくても恰も発生しているかのような測定以
外の出力変化のことを意味している。通常は見掛けの歪
に相当する出力が出ないようにブリッジ回路で相殺して
使用している。
【0005】ところで、ストレインゲージは、その構造
が金属細線(13〜25μm)または金属箔(3〜5μ
m)をグリッド状あるいはロゼット状に配置してなり、
またその使用法としては前記ゲージを被測定物に接着剤
で貼付し、被測定物に生じた歪をゲージの抵抗変化から
間接的に測定するものである。ストレインゲージの感度
は、ゲージ率Kによってきまり、K(20℃)の値は一
般に次の式で表される。
【0006】
【数1】 ここで、Rはゲージ細線の全抵抗 σはゲージの細線のポアソン比 ρはゲージ細線の比電気抵抗 lはゲージ細線の全長 である。この式でσは一般の金属・合金ではほぼ0.3
であるから、右辺第1項と第2項の合計は約1.6で一
定値となる。したがってゲージ率を大きくするために
は、上式の右辺第3項の(Δρ/ρ)・(Δl/l)
−1が大きいことが必須条件である。すなわち、材料に
引っ張り変形を与えた時、材料の長さ方向の電子構造が
大幅に変化して、電気抵抗の変化量Δρ/ρが増加する
ことによる。またゲージ率のロット間のばらつき△K
は、次式で評価する。
【0007】
【数2】
【0008】ストレインゲージ素子用材料として現在最
も多く使用されている材料は、Cu−Ni合金である。
この合金は、抵抗温度係数Cが極めて小さい特長を有
する反面、ゲージ率Kおよび比電気抵抗ρが小さく、ま
た対銅熱起電力Emfが大きいために、高感度・高安定
性ストレインゲージ用合金としては使用できない。さら
にこの合金の問題として、ゲージ特性のばらつきが数%
あることも製品の互換性に対して大きな問題であった。
【0009】この材料の他に、ゲージ率Kが大きな材料
には半導体の炭素(C)、シリコン(Si)やゲルマニ
ウム(Ge)等が知られている。しかしこれら半導体の
場合、Kが数10〜170で非常に大きいが、その値は
正および負を示すだけでなく、Kの異方性が大きく安定
性に欠けること、また機械的強度が劣るなどの欠点があ
るために、特殊な小型圧力変換器に応用化されている程
度である。
【0010】一方本発明者が以前発見したFe−Cr−
Co系やFe−Cr−Co(Mo,W,Nb,Ta)多
元系合金などでは、Kが加工状態で4また高温処理によ
り10以上であって、従来の実用合金Cu−Niの2〜
5倍の非常に大きい値を示すので高感度ゲージの要求に
は応えられそうである。(特公昭45−13229号、
特開昭61−15914号、特公平2−13023
号)。しかし、これらの合金のKは、ロット間のばらつ
きが約5〜7%を示しゲージの互換性にはやや難があ
り、高安定性ゲージには不向きである。なお抵抗温度係
数が400×10−6/℃以上を示し、上記Cu−Ni
合金の20倍も大きな値を持っているのが欠点である
が、ゲージの設計とブリッジ回路による補償によって見
掛けの歪みを相殺できる。
【0011】また、抵抗温度係数が小さい材料として開
発されたFe−Cr−Al基合金は、耐酸化性に劣るだ
けでなく、かなり複雑な加工法で作製しなければならな
いなど多くの問題があった〔特開平5−21449
3〕。以上説明したように、上記公知の材料には一長一
短があり、関連業界から本発明の目的である高いゲージ
率とばらつきの少ないゲージ特性を具備した新規な材料
の要望がなされている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】さて、ストレインゲー
ジは、近年マイクロコンピューターの進歩に伴って、そ
の応用領域がますます拡大して超精密、小型化および高
性能化にむかっており、特に高感度で安定性を必要とす
る圧力変換器やロードセルの他、ロボットの触角センサ
や滑りセンサ等の要求が高まってきた。これらの各種セ
ンサ用ストレインゲージに対しては高感度で良好な安定
性を有する素材が緊急に求められている。
【0013】ところでこれらの要望に応えられる材料と
しては、安価でゲージ率が大きい前記Fe−Cr−Co
−(Mo,W,Nb,Ta)多元系合金が有望である。
この合金を高感度・高安定性ストレインゲージ用材料と
して使用するためには、次の課題を克服しなければなら
ない。 1 ゲージ率は、2以上とする。 2 ゲージ率のロット間のばらつきを2%以下に抑え
る。 3 加工性の改善を図る。
【0014】
【発明が解決するための手段】本発明は、前述の点に鑑
みなされたものであって、上記Fe−Cr−Co−(M
o,W,Nb,Ta)多元系合金を改良するために多く
の実験と研究を行ったものである。その結果、本発明で
は多くの新規な知見が得られた。以下に、その詳細を説
明する。本発明の特徴とするところは、下記の点にあ
る。
【0015】第1発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなり、ゲージ率が2以上を有することを特徴
とするストレインゲージ用合金。
【0016】第2発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下、タンタル10%以下およびアルミニウ
ム10%以下の1種あるいは2種以上の合計0.001
〜15%、副成分としてマンガン10%以下、銅10%
以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウ
ム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウ
ム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム10
%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなり、ゲージ率が2以上を有することを特徴
とするストレインゲージ用合金。
【0017】第3発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、シルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と少量の不純物とからなり、ゲージ率が
2以上を有することを特徴とするストレインゲージ用合
金。
【0018】第4発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金組成の原料を非酸化性ガス、還元性
ガスあるいは真空中において溶解した後、適当な鋳型で
鋳造し、得られたインゴットを熱間加工により所望の丸
棒あるいは板材となし、ついで冷間加工を施して線材あ
るいは箔材となすか、あるいは該線材あるいは該箔材
に、さらに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中の
400℃以上1200℃以下の温度で適当な時間加熱後
冷却することを特徴とするゲージ率が2以上を有するス
トレインゲージ用合金の製造法。
【0019】第5発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下、タンタル10%以下およびアルミニウ
ム10%以下の1種あるいは2種以上の台計0.001
〜15%、副成分としてマンガン10%以下、銅10%
以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウ
ム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウ
ム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム10
%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金組成の原料を、非酸化性ガス、還元
性ガスあるいは真空中において溶解した後、適当な鋳型
で鋳造し、得られたインゴットを熱間加工により所望の
丸棒あるいは板材となし、ついで冷間加工を施して線材
あるいは箔材となすか、あるいは該線材あるいは該箔材
に、さらに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中の
400℃以上1200℃以下の温度で適当な時間加熱後
冷却することを特徴とするゲージ率が2以上を有するス
トレインゲージ用合金の製造法。
【0020】第6発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と少量の不純物とからなる合金組成の原
料を、非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中におい
て溶解した後、適当な鋳型で鋳造し、得られたインゴッ
トを熱間加工により所望の丸棒あるいは板材となし、つ
いで冷間加工を施して線材あるいは箔材となすか、ある
いは該線材あるいは該箔材に、さらに非酸化性ガス、還
元性ガスあるいは真空中の400℃以上1200℃以下
の温度で適当な時間加熱後冷却することを特徴とするゲ
ージ率が2以上を有するストレインゲージ用合金の製造
法。
【0021】第7発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金組成の原料を、非酸化性ガス、還元
性ガスあるいは真空中において溶解した後適当な鋳型で
鋳造し、得られたインゴットを熱間加工により所望の丸
棒あるいは板材となし、ついで冷間加工を施して線材あ
るいは箔材となし、そのままかあるいはさらに非酸化性
ガス、還元性ガスあるいは真空中の400℃以上120
0℃以下の温度で適当な時間加熱冷却した該線材あるい
は該箔材を、適当なベース面に貼付して素子となし、必
要ならば温度補償として、該素子と直角成分の素子を同
一面内に構築してゲージパターンを形成することを特徴
とするストレインゲージ。
【0022】第8発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下、タンタル10%以下およびアルミニウ
ム10%以下の1種あるいは2種以上の合計0.001
〜15%、副成分としてマンガン10%以下、銅10%
以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウ
ム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウ
ム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム10
%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金組成の原料を、非酸化性ガス、還元
性ガスあるいは真空中において溶解した後適当な鋳型で
鋳造し、得られたインゴットを熱間加工により所望の丸
棒あるいは板材となし、ついで冷間加工を施して線材あ
るいは箔材となし、そのままかあるいはさらに非酸化性
ガス、還元性ガスあるいは真空中の400℃以上120
0℃以下の温度で適当な時間加熱後冷却した該線材ある
いは該箔材を適当なベース面に貼付して素子となし、必
要ならば温度補償として、該素子と直角成分の素子を同
一面内に構築してゲージパターンを形成することを特徴
とするストレインゲージ。
【0023】第9発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と少量の不純物とからなる合金組成の原
料を、非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中におい
て溶解した後適当な鋳型で鋳造し、得られたインゴット
を熱間加工により所望の丸棒あるいは板材となし、つい
で冷間加工を施して線材あるいは箔材となし、そのまま
かあるいはさらに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真
空中の400℃以上1200℃以下の温度で適当な時間
加熱後冷却した該線材あるいは該箔材を、適当なベース
面に貼付して素子となし、必要ならば温度補償として、
該素子と直角成分の素子を同一面内に構築してゲージパ
ターンを形成することを特徴とするストレインゲージ。
【0024】第10発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金を、電着、蒸着、無電解メッキある
いはスパッタリングより選択した方法で、所望の基板に
薄膜を形成し、その後所望の形状に打ち抜き、フォトエ
ッチングあるいはトリミングなどの加工を施して素子と
なし、必要ならば温度補償として、該素子と直角成分の
素子を同一面内に構築してゲージパターンを形成し、さ
らに電極を構成したことを特徴とする薄膜ストレインゲ
ージ。
【0025】第11発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下、タンタル10%以下およびアルミニウ
ム10%以下の1種あるいは2種以上の合計0.001
〜15%、副成分としてマンガン10%以下、銅10%
以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウ
ム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウ
ム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム10
%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物からなる合金を、電着、蒸着、無電解メッキあるい
はスパッタリングより選択した方法で、所望の基板に薄
膜を形成し、その後所望の形状に打ち抜き、フォトエッ
チングあるいはトリミングなどの加工を施して素子とな
し、必要ならば温度補償として、該素子と直角成分の素
子を同一面内に構築してゲージパターンを形成し、さら
に電極を構成したことを特徴とする薄膜ストレインゲー
ジ。
【0026】第12発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と少量の不純物とからなる合金を、電
着、蒸着、無電解メッキあるいはスパッタリングより選
択した方法で、所望の基板に薄膜を形成し、その後所望
の形状に打ち抜き、フォトエッチングあるいはトリミン
グなどの加工を施して素子となし、必要ならば温度補償
として、該素子と直角成分の素子を同一面内に構築して
ゲージパターンを形成し、さらに電極を構成したことを
特徴とする薄膜ストレインゲージ。
【0027】第13発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金を、電着、蒸着、無電解メッキある
いはスパッタリングより選択した方法で、所望の基板に
薄膜を形成し、その後所望の形状に打ち抜き、フォトエ
ッチングあるいはトリミングなどの加工を施して素子と
なし、必要ならば温度補償として、該素子と直角成分の
素子を同一面内に構築してゲージパターンを形成し、さ
らに電極を構成した後、これをさらに非酸化性ガス、還
元性ガスあるいは真空中で熱処理を施すことを特徴とす
る薄膜ストレインゲージ。
【0028】第14発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下、タンタル10%以下およびアルミニウ
ム10%以下の1種あるいは2種以上の合計0.001
〜15%、副成分として、マンガン10%以下、銅10
%以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジ
ウム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニ
ウム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム1
0%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなる合金を、電着、蒸着、無電解メッキある
いはスパッタリングより選択した方法で、所望の基板に
薄膜を形成し、その後所望の形状に打ち抜き、フォトエ
ッチングあるいはトリミングなどの加工を施して素子と
なし、必要ならば温度補償として、該素子と直角成分の
素子を同一面内に構築してゲージパターンを形成し、さ
らに電極を構成した後、これをさらに非酸化性ガス、還
元性ガスあるいは真空中で熱処理を施すことを特徴とす
る薄膜ストレインケージ。
【0029】第15発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と少量の不純物とからなる合金を、電
着、蒸着、無電解メッキあるいはスパッタリングより選
択した方法で、所望の基板に薄膜を形成し、その後所望
の形状に打ち抜き、フォトエッチングあるいはトリミン
グなどの加工を施して素子となし、必要ならば温度補償
として、該素子と直角成分の素子を同一面内に構築して
ゲージパターンを形成し、さらに電極を構成した後、こ
れをさらに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中で
熱処理を施すことを特徴とする薄膜ストレインゲージ。
【0030】第16発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物からなり、ゲージ率が2以上を有するストレインゲ
ージ用合金の線材、箔材および薄膜よりなるストレイン
ゲージ。
【0031】第17発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下、タンタル10%以下およびアルミニウ
ム10%以下の1種あるいは2種以上の合計0.001
〜15%、副成分としてマンガン10%以下、銅10%
以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウ
ム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウ
ム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム10
%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、シリコン10%以下、チタン10%以下、希土類元
素10%以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5
%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%
以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ
素1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種
以上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不
純物とからなり、ゲージ率が2以上を有するストレイン
ゲージ用合金の線材、箔材および薄膜よりなるストレイ
ンゲージ。
【0032】第18発明 重量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%
とタングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニ
オブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるい
は2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマ
ンガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロ
ジウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以下、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭累1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と少量の不純物とからなり、ゲージ率が
2以上を有するストレインゲージ用合金の線材、箔材お
よび薄膜よりなるストレインゲージ。
【0033】
【作用】従来のFe−Cr−Co−(W,Mo,Nb,
Ta)多元系合金は、非常に硬い性質を持っているため
に、加工と軟化処理の工程を繰り返しながら所望の形状
の素材を造らなければならなかった。すなわちビッカー
ス硬度Hvは、加工状態において500以上の高い値で
あるために加工性は非常に劣っている。これとは反対に
800〜1000℃の高温処理では、Hvがいずれの合
金も約400以下に低下し、合金素材が軟化し、これら
の低い値と加工状態との差△Hvは約200以上にもな
る。したがって、加工硬化が極めて著しいと考えられ
る。この加工軟化の拳動は、W,Mo,Nb又はTaの
含有量の増加とともに一層著しくなるものと予想され
る。一般に素材の加工性は、Hvが400以下であるこ
とが好ましいと言われているので、上記合金の冷間加工
は、かなり困難である。
【0034】これらの合金の加工硬化の主な原因は、加
工誘起マルテンサイト相α´によるとされている。高温
で加熱処理するとα´→γ変態により加工性に富んだγ
相となる。したがって、このγ相とα´相とのバランス
を変えるためには、副成分の添加が有効である。
【0035】本発明は、上記Fe−Cr−Co−(W,
Mo,Nb,Ta)多元系合金に、副成分として、マン
ガン、銅、白金、ロジウム、パラジウム、金、銀、ルテ
ニウム、イリジウム、オスミウム、ハフニウム、バナジ
ウム、アルミニウム、シリコン、チタン、希土類元素、
ジルコニウム、テクネチウム、亜鉛、ゲルマニウム、
錫、アンチモン、ベリリウム、ホウ素、炭素を合計0.
001〜20%含有させることにより加工性が改善でき
ることを、多くの実験で明らかにした。
【0036】すなわち、本発明合金を製造するには、重
量比にて、クロム1〜35%、コバルト15〜70%と
タングステン10%以下、モリブデン10%以下、ニオ
ブ10%以下およびタンタル10%以下の1種あるいは
2種以上の合計0.001〜15%、副成分としてマン
ガン10%以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジ
ウム10%以下、パラジウム10%以下、金10%以
下、銀10%以下、ルテニウム10%以ト、イリジウム
10%以下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%
以下、バナジウム10%以下、アルミニウム10%以
下、シリコン10%以下、希土類元素10%以下、ジル
コニウム5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以
下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5
%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭
素1%以下のうち1種あるいは2種以上の合計0.00
1〜20%および残部鉄の各原料を、真空中において融
点以下まで加熱して含有ガスを十分に排気した後、好ま
しくは非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中におい
て溶解する。また溶融合金を十分に攪拌することによっ
て、組成が均一化する。次に、適当な形および大きさの
鋳型に鋳造して健全なインゴットを得る。
【0037】このインゴットを、必要ならば高温度で適
当時間加熱して、均質化処理を施すか、あるいは直ちに
鍛造、熱間圧延などの熱間加工により丸棒あるいは板材
となし、ついで必要ならば400℃以上の温度で軟化焼
鈍を施しながら、これをスエージングマシン、線引加工
機あるいは冷間圧延機などの冷間加工により、所望の形
状、例えば線経0.1mm以下の細線および0.1mm
以下のリボン等の線材、厚さ0.1mm以下の箔材ある
いはターゲット材などを得る。さらにこのターゲット材
からは、電着、蒸着、無電解メッキあるいはスパッタリ
ングより選択された方法で薄膜を形成する。さらに、必
要ならばこれらの線材、箔材および薄膜を非酸化性ガ
ス、還元性ガスあるいは真空中の1200℃以下の温度
で、好ましくは1分間以上10時間以下加熱後適度な速
度で冷却することによって、ゲージ率が2以上の値を有
するストレインゲージ用合金の線材、箔材および薄膜が
得られる。
【0038】図1、図2および図3は、上記の方法で製
造された本発明合金のゲージ率と副成分の添加量との関
係を示す。すなわち、図1は、Fe−15%Cr−27
%Co−2%W−2%Mo−2%Nb−2%Ta系合金
にMn,Cu,Pt,Rh,Pd,Au,Ag,Ruお
よびIrの各元素の添加量との関係、図2は同じくFe
−15%Cr−27%Co−2%W−2%Mo−2%N
b−2%Ta系合金にOs,Hf,V,Al,Si,T
i,YおよびLaの各元素の添加量との関係ならびに図
3は、同じくFe−15%Cr−27%Co−2%W−
2%Mo−2%Nb−2%Ta系合金にCe,Zr,T
c,Zn,Ge,Sn,Sb,Be,BおよびCの各元
素の添加量とゲージ率との関係を示したものである。こ
れらの図に見られるように、一般に上記元素の添加はゲ
ージ率を高める効果が大きい。
【0039】上記の方法で製造した本発明合金極細線
(線経0.06mm、加工率75%)のゲージ特性を測
定した結果、表1および表2に示すような値が得られ
た。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】次に、本発明において、合金の成分組成、
製造工程における熱処理等の数値を限定した理由につい
て以下説明する。本発明合金の組成をクロム1〜35
%、コバルト15〜70%とタングステン10%以下、
モリブデン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタ
ル10%以下の1種あるいは2種以上の合計0.001
〜15%、副成分としてマンガン10%以下、銅10%
以下、白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウ
ム10%以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウ
ム10%以下、イリジウム10%以下、オスミウム10
%以下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以
下、アルミニウム10%以下、シリコン10%以下、チ
タン10%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム
5%以下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲル
マニウム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、
ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以
下のうち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20
%および残部鉄と、それぞれの範囲に限定した理由は、
ゲージ率が2以上の高い値が得られ、ゲージ率のばらつ
きが極めて少なく、ゲージ特性が改善され、加工性も改
善されるが、これらの範囲以外では、これらの効果が期
待できないからである。尚、希土類元素は、Sc,Yお
よびランタン系元素からなるが、その効果は均等であ
る。さらに、熱処理の条件において、400℃以上12
00℃以下の温度と限定し、好ましくは1分間以上10
時間加熱するように限定した理由は、この処理条件内で
は、冷間加工が容易となり、またゲージ率が2以上で、
ストレインゲージの見掛けの歪も100με/ε・℃
−1以下になって好ましいからである。
【0043】
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。 実施例1 合金番号60(組成:Fe−15%Cr一2
7%Co−2%W−2%Mo−2%Nb−2%Ta−5
%Mn−5%Ru)の合金線材・箔材の製造と評価 原料としては、99.97%純度の電解鉄、99.4%
純度のテルミットクロム、99.59%純度の電解コバ
ルト、99.9%純度のタングステン、モリブデン、ニ
オブ、タンタル、99.94%純度の電解マンガンおよ
び99.99%純度のルテニウムを用いた。試料を造る
には、先ず全重量100gの原料をアルミナ坩堝に入
れ、真空中で高周波誘導溶解炉を用いて徐々に加熱し、
融点直下で暫く一定の温度に保ち原料中のガスを排気す
る。その後、さらに温度を昇温して全体が溶融状態とす
る。この作業において、融液を攪拌して均質な溶融合金
とする。つぎに内径10mm、高さ120mmの鉄型に
鋳込み鋳塊とした。このような方法で、同じインゴット
を10本製造した。これらのインゴットを1150℃で
鍛造して、外径5mmの丸棒にし、さらに1000℃の
中間焼鈍を何度か繰り返した後、スエージングおよび冷
間線引き抜きにより直径0.02mmの極細線を造っ
た。この場合の加工率は、95%であった。次に、得ら
れた極細線に対して、真空中400〜1200℃の各種
温度で10分〜5時間加熱後、室温まで炉中冷却(平均
100℃/時間)する。表3には、種々な熱処理を施し
た場合の特性値を示した。
【0044】
【表3】
【0045】上記極細線とは別に、同様な方法で作製し
たインゴットから圧延と熱処理の工程を経て厚さ3μm
および幅100mmの箔材を得る。ここで、圧延の圧加
率および熱処理などの条件は、極細線のそれと殆ど同じ
であった。図4は、合金番号60のロット10種から製
造した極細線の加工状態におけるゲージ率Kの測定結果
を示す。この図からKの平均値(図中印)、最大値、最
小値およびKのばらつき△Kなどが求められる。本発明
のKは、ロット内では4.10±0.02およびロット
間では4.10±0.02で、それらのばらつき△K
は、0.5%で非常に小さい。すなわち、本発明合金の
△Kは、比較材料のそれに比べて約10分の1で、著し
く改善されていることが分かった。なお、箔材の場合の
ゲージ特性は、線材の△Kとほぼ一致した。
【0046】実施例2 合金番号7(組成:Fe−15
%Cr−35%Co−5%W−5%Hf−5%Rh)の
線材および箔材よりなるストレインゲージの製造と評価 合金の原料はさらに99.99%純度のハフニウムおよ
びロジウムを用い、製造工程の条件は、実施例1と同じ
であった。得られた極細線と箔材をそのままか、あるい
はさらに真空中の400℃以上1200℃以下の温度で
1時間熱処理した該極細線および該箔材を、厚さ5μm
の樹脂に接着した後グリツド状のゲージパターンに加工
して線材および箔材よりなるストレインゲージを試作し
た。線材ストレインゲージおよび箔材ストレインゲージ
の評価結果を、それぞれ図5および図6に示す。ゲージ
率Kは、加熱温度に対して約850℃で極大となる。ゲ
ージ率Kは約850℃で極大値を示し、また比電気抵抗
ρおよび対銅熱起電力Emfは、加熱温度に対し大きな
変化はないが、抵抗温度係数TCRは小さい。すなわ
ち、本発明合金を使用することによって高感度・高安定
性ストレインゲージが提供できることを明らかにした。
【0047】実施例3 合金番号82(組成:Fe−1
4%Cr−35%Co−3%W−2%Mo−2%Nb−
3%Ta−5%Pt−3%V)薄膜ストレインゲージの
製造と評価 使用した原料の純度は、実施例1にさらに99.99%
純度の白金およびバナジウムを用いた。試料の製造方法
は、先ず所定の配合からなる原料800gを高純度アル
ミナ坩堝に入れ、高周波溶解炉を使用して、10−5
orrの真空中高温にて脱ガス後、高純度アルゴンガス
中で溶解し、除滓後鋳造してインゴットを得る。このイ
ンゴットを1150℃で鍛造して、直径105mmおよ
び厚さ3mmの円盤状に加工する。ついで旋盤により、
精密加工して直径105mmおよび厚さ2mmの円盤を
作製する。最後に銅製電極にボンデングしてスパッター
用ターゲットとする。これらのターゲットからスパッタ
ー装置を用いて、下記に示したスパッター条件で厚さ1
μmの薄膜を作製する。
【0048】 予備排気 1×10−7 Torr 高周波電力 100W アルゴンガス圧 3×10−2 基板 SiO基板 電極間距離 60mm 成膜速度 50Å/min 膜厚 1μm ついでマスキングを施し、エッチングによりゲージパタ
ーンとし、図7(A)に示す通り電極を取り付けて48
素子のゲージを作製する。図7(B)は、図7(A)の
得られた素子個々のKのばらつきを示したもので、成膜
状態で4.1±0.05となり、非常に良好であった。
【0049】上記ゲージの内、 ゲージ率のばらつきが
少ない素子について、Ar中各温度で30分加熱して試
料とする。図8は、これらの素子のゲージ特性と加熱温
度との関係を示したものである。得られたゲージ特性
は、線材・箔材およびそれらを使用したストレインゲー
ジの評価結果とよく似ている。
【0050】
【発明の効果】上記の実験結果が示すように、本発明合
金はゲージ特性および加工性が従来の材料よりさらに向
上し、特性のばらつきが少なくなる特徴を有している。
さらに、本発明のストレインゲージ用合金の線材、箔材
および薄膜よりなるストレインゲージは、ゲージ率が2
以上の高感度・高安定性を発揮する効果がある。したが
って、本発明合金よりなるストレインゲージは、ロード
セル、ストレインセンサ、重量計、加速度計、圧力計、
各種応力・歪計および各種セキュリテイ機器などに好適
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、Fe−15%Cr−27%Co−2%
W−2%Mo−2%Nb−2%Ta系合金にMn,C
u,Pt,Rh,Pd,Au,Ag,RuあるいはIr
を添加した場合のゲージ率Kと各元素の添加量との関係
を示す特性図である。
【図2】図2は、Fe−15%Cr−27%Co−2%
W−2%Mo−2%Nb−2%Ta系合金にOs,H
f,V,Al,Si,Ti,YあるいはLaを添加した
場合のゲージ率Kと各元素の添加量との関係を示す特性
図である。
【図3】図3は、Fe−15%Cr−27%Co−2%
W−2%Mo−2%Nb−2%Ta系合金にCe,Z
r,Tc,Zn,Ge,Sn,Sb,Be,Bあるいは
Cを添加した場合のゲージ率Kと各元素の添加量との関
係を示す特性図である。
【図4】図4は、合金番号60の10ロットについて、
加工状態の極細線のゲージ率Kを示す特性図である。
【図5】図5は、合金番号7の線材よりなるスロレイン
ゲージの諸特性と加熱温度Tとの関係を示す諸特性図で
ある。
【図6】図6は、合金番号7の箔材よりなるストレイン
ゲージの諸特性と加熱温度Tとの関係を示す諸特性図で
ある。
【図7】図7は、合金番号82の薄膜よりなるストレイ
ンゲージの(A)ゲージパターンと(B)各薄膜素子の
ゲージ率Kを示した特性図である。
【図8】図8は、合金番号82の薄膜よりなるストレイ
ンゲージの諸特性と加熱温度Tとの関係を示す諸特性図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01B 7/16 G01L 1/22 Z

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%以
    下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15%、
    副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、白金
    10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10%以
    下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10%以
    下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以下、ハ
    フニウム10%以下、バナジウム10%以下、アルミニ
    ウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10%以
    下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以下、テ
    クネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%
    以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3
    %以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のうち1種
    あるいは2種以上の合計0.001〜20%および残部
    鉄と少量の不純物とからなり、ゲージ率が2以上を有す
    ることを特徴とするストレインゲージ用合金。
  2. 【請求項2】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下、タンタル10%以下お
    よびアルミニウム10%以下の1種あるいは2種以上の
    合計0.001〜15%、副成分としてマンガン10%
    以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジウム10%
    以下、パラジウム10%以下、金10%以下、銀10%
    以下、ルテニウム10%以下、イリジウム10%以下、
    オスミウム10%以下、ハフニウム10%以下、バナジ
    ウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10%以
    下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以下、テ
    クネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%
    以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3
    %以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のうち1種
    あるいは2種以上の合計0.001〜20%および残部
    鉄と少量の不純物とからなり、ゲージ率が2以上を有す
    ることを特徴とするストレインゲージ用合金。
  3. 【請求項3】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%以
    下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15%、
    副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、白金
    10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10%以
    下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10%以
    下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以下、ハ
    フニウム10%以下、バナジウム10%以下、シリコン
    10%以下、チタン10%以下、希土類元素10%以
    下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5%以下、亜
    鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以下、アン
    チモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下
    および炭素1%以下のうち1種あるいは2種以上の合計
    0.001〜20%および残部鉄と少量の不純物とから
    なり、ゲージ率が2以上を有することを特徴とするスト
    レインゲージ用合金。
  4. 【請求項4】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%以
    下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15%、
    副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、白金
    10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10%以
    下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10%以
    下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以下、ハ
    フニウム10%以下、バナジウム10%以下、アルミニ
    ウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10%以
    下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以下、テ
    クネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%
    以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3
    %以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のうち1種
    あるいは2種以上の合計0.001〜20%および残部
    鉄と少量の不純物とからなる合金組成の原料を、非酸化
    性ガス、還元性ガスあるいは真空中において溶解した
    後、適当な鋳型で鋳造し、得られたインゴットを熱間加
    工により所望の丸棒あるいは板材となし、ついで冷間加
    工を施して線材あるいは箔材となすか、あるいは該線材
    あるいは該箔材に、さらに非酸化性ガス、還元性ガスあ
    るいは真空中の400℃以上1200℃以下の温度で適
    当な時間加熱後冷却することを特徴とするゲージ率が2
    以上を有するストレインゲージ用合金の製造法。
  5. 【請求項5】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下、タンタル10%以下お
    よびアルミニウム10%以下の1種あるいは2種以上の
    合計0.001〜15%、副成分としてマンガン10%
    以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジウム10%
    以下、パラジウム10%以下、金10%以下、銀10%
    以下、ルテニウム10%以下、イリジウム10%以下、
    オスミウム10%以下、ハフニウム10%以下、バナジ
    ウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10%以
    下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以下、テ
    クネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%
    以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3
    %以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のうち1種
    あるいは2種以上の合計0.001〜20%および残部
    鉄と少量の不純物とからなる合金組成の原料を、非酸化
    性ガス、還元性ガスあるいは真空中において溶解した
    後、適当な鋳型で鋳造し、得られたインゴットを熱間加
    工により所望の丸棒あるいは板材となし、ついで冷間加
    工を施して線材あるいは箔材となすか、あるいは該線材
    あるいは該箔材に、さらに非酸化性ガス、還元性ガスあ
    るいは真空中の400℃以上1200℃以下の温度で適
    当な時間加熱後冷却することを特徴とするゲージ率が2
    以上を有するストレインゲージ用合金の製造法。
  6. 【請求項6】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%以
    下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15%、
    副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、白金
    10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10%以
    下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10%以
    下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以下、ハ
    フニウム10%以下、バナジウム10%以下、シリコン
    10%以下、チタン10%以下、希土類元素10%以
    下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5%以下、亜
    鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以下、アン
    チモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下
    および炭素1%以下のうち1種あるいは2種以上の合計
    0.001〜20%および残部鉄と少量の不純物とから
    なる合金組成の原料を、非酸化性ガス、還元性ガスある
    いは真空中において溶解した後、適当な鋳型で鋳造し、
    得られたインゴットを熱間加工により所望の丸棒あるい
    は板材となし、ついで冷間加工を施して線材あるいは箔
    材となすか、あるいは該線材あるいは該箔材に、さらに
    非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中の400℃以
    上12000℃以下の温度で適当な時間加熱後冷却する
    ことを特徴とするゲージ率が2以上を有するストレイン
    ゲージ用合金の製造法。
  7. 【請求項7】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%以
    下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15%、
    副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、白金
    10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10%以
    下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10%以
    下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以下、ハ
    フニウム10%以下、バナジウム10%以下、アルミニ
    ウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10%以
    下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以下、テ
    クネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%
    以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3
    %以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のうち1種
    あるいは2種以上の合計0.001〜20%および残部
    鉄と少量の不純物とからなる合金組成の原料を、非酸化
    性ガス、還元性ガスあるいは真空中において溶解した後
    適当な鋳型で鋳造し、得られたインゴットを熱間加工に
    より所望の丸棒あるいは板材となし、ついで冷間加工を
    施して線材あるいは箔材となし、そのままかあるいはさ
    らに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中の400
    ℃以上1200℃以下の温度で適当な時間加熱冷却した
    該線材あるいは該箔材を、適当なベース面に貼付して素
    子となし、必要ならば温度補償として、該素子と直角成
    分の素子を同一面内に構築してゲージパターンを形成す
    ることを特徴とするストレインゲージ。
  8. 【請求項8】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下、タンタル10%以下お
    よびアルミニウム10%以下の1種あるいは2種以上の
    合計0.001〜15%、副成分としてマンガン10%
    以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジウム10%
    以下、パラジウム10%以下、金10%以下、銀10%
    以下、ルテニウム10%以下、イリジウム10%以下、
    オスミウム10%以下、ハフニウム10%以下、バナジ
    ウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10%以
    下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以下、テ
    クネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%
    以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリウム3
    %以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のうち1種
    あるいは2種以上の合計0.001〜20%および残部
    鉄と少量の不純物とからなる合金組成の原料を、非酸化
    性ガス、還元性ガスあるいは真空中において溶解した後
    適当な鋳型で鋳造し、得られたインゴットを熱間加工に
    より所望の丸棒あるいは板材となし、ついで冷間加工を
    施して線材あるいは箔材となし、そのままかあるいはさ
    らに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中の400
    ℃以上1200℃以下の温度で適当な時間加熱後冷却し
    た該線材あるいは該箔材を適当なベース面に貼付して素
    子となし、必要ならば温度補償として、該素子と直角成
    分の素子を同一面内に構築してゲージパターンを形成す
    ることを特徴とするストレインゲージ。
  9. 【請求項9】 重量比にて、クロム1〜35%、コバル
    ト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデン
    10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%以
    下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15%、
    副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、白金
    10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10%以
    下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10%以
    下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以下、ハ
    フニウム10%以下、バナジウム10%以下、シリコン
    10%以下、チタン10%以下、希土類元素10%以
    下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5%以下、亜
    鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以下、アン
    チモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素1%以下
    および炭素1%以下のうち1種あるいは2種以上の合計
    0.001〜20%および残部鉄と少量の不純物とから
    なる合金組成の原料を、非酸化性ガス、還元性ガスある
    いは真空中において溶解した後適当な鋳型で鋳造し、得
    られたインゴットを熱間加工により所望の丸棒あるいは
    板材となし、ついで冷間加工を施して線材あるいは箔材
    となし、そのままかあるいはさらに非酸化性ガス、還元
    性ガスあるいは真空中の400℃以上1200℃以下の
    温度で適当な時間加熱後冷却した該線材あるいは該箔材
    を、適当なベース面に貼付して素子となし、必要ならば
    温度補償として、該素子と直角成分の素子を同一面内に
    構築してゲージパターンを形成することを特徴とするス
    トレインゲージ。
  10. 【請求項10】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%
    以下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15
    %、副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、
    白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10
    %以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10
    %以下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以
    下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以下、ア
    ルミニウム10%以下、シリコン10%以下、チタン1
    0%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以
    下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウ
    ム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリ
    ウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のう
    ち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20%およ
    び残部鉄と少量の不純物とからなる合金を、電着、蒸
    着、無電解メッキあるいはスパッタリングより選択した
    方法で、所望の基板に薄膜を形成し、その後所望の形状
    に打ち抜き、フォトエッチングあるいはトリミングなど
    の加工を施して素子となし、必要ならば温度補償とし
    て、該素子と直角成分の素子を同一面内に構築してゲー
    ジパターンを形成し、さらに電極を構成したことを特徴
    とする薄膜ストレインゲージ。
  11. 【請求項11】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下、タンタル10%以下
    およびアルミニウム10%以下の1種あるいは2種以上
    の合計0.001〜15%、副成分としてマンガン10
    %以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジウム10
    %以下、パラジウム10%以下、金10%以下、銀10
    %以下、ルテニウム10%以下、イリジウム10%以
    下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%以下、バ
    ナジウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10
    %以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以
    下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウ
    ム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリ
    ウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のう
    ち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20%およ
    び残部鉄と少量の不純物からなる合金を、電着、蒸着、
    無電解メッキあるいはスパッタリングより選択した方法
    で所望の基板に薄膜を形成し、その後所望の形状に打ち
    抜き、フォトエッチングあるいはトリミングなどの加工
    を施して素子となし、必要ならば温度補償として、該素
    子と直角成分の素子を同一面内に構築してゲージパター
    ンを形成し、さらに電極を構成したことを特徴とする薄
    膜ストレインゲージ。
  12. 【請求項12】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%
    以下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15
    %、副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、
    白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10
    %以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10
    %以下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以
    下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以下、シ
    リコン10%以下、チタン10%以下、希土類元素10
    %以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5%以
    下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以
    下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素
    1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種以
    上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不純
    物とからなる合金を、電着、蒸着、無電解メッキあるい
    はスパッタリングより選択した方法で、所望の基板に薄
    膜を形成し、その後所望の形状に打ち抜き、フォトエッ
    チングあるいはトリミングなどの加工を施して素子とな
    し、必要ならば温度補償として、該素子と直角成分の素
    子を同一面内に構築してゲージパターンを形成し、さら
    に電極を構成したことを特徴とする薄膜ストレインゲー
    ジ。
  13. 【請求項13】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%
    以下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15
    %、副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、
    白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10
    %以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10
    %以下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以
    下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以下、ア
    ルミニウム10%以下、シリコン10%以下、チタン1
    0%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以
    下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウ
    ム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリ
    ウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のう
    ち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20%およ
    び残部鉄と少量の不純物とからなる合金を、電着、蒸
    着、無電解メッキあるいはスパッタリングより選択した
    方法で、所望の基板に薄膜を形成し、その後所望の形状
    に打ち抜き、フォトエッチングあるいはトリミングなど
    の加工を施して素子となし、必要ならば温度補償とし
    て、該素子と直角成分の素子を同一面内に構築してゲー
    ジパターンを形成し、さらに電極を構成した後、これを
    さらに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中で熱処
    理を施すことを特徴とする薄膜ストレインゲージ。
  14. 【請求項14】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下、タンタル10%以下
    およびアルミニウム10%以下の1種あるいは2種以上
    の合計0.001〜15%、副成分としてマンガン10
    %以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジウム10
    %以下、パラジウム10%以下、金10%以下、銀10
    %以下、ルテニウム10%以下、イリジウム10%以
    下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%以下、バ
    ナジウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10
    %以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以
    下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウ
    ム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリ
    ウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のう
    ち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20%およ
    び残部鉄と少量の不純物とからなる合金を、電着、蒸
    着、無電解メッキあるいはスパッタリングより選択した
    方法で、所望の基板に薄膜を形成し、その後所望の形状
    に打ち抜き、フォトエッチングあるいはトリミングなど
    の加工を施して素子となし、必要ならば温度補償とし
    て、該素子と直角成分の素子を同一面内に構築してゲー
    ジパターンを形成し、さらに電極を構成した後、これを
    さらに非酸化性ガス、還元性ガスあるいは真空中で熱処
    理を施すことを特徴とする薄膜ストレインゲージ。
  15. 【請求項15】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%
    以下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15
    %、副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、
    白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10
    %以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10
    %以下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以
    下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以下、シ
    リコン10%以下、チタン10%以下、希土類元素10
    %以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5%以
    下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以
    下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素
    1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種以
    上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不純
    物とからなる合金を、電着、蒸着、無電解メッキあるい
    はスパッタリングより選択した方法で、所望の基板に薄
    膜を形成し、その後所望の形状に打ち抜き、フォトエッ
    チングあるいはトリミングなどの加工を施して素子とな
    し、必要ならば温度補償として、該素子と直角成分の素
    子を同一面内に構築してゲージパターンを形成し、さら
    に電極を構成した後、これをさらに非酸化性ガス、還元
    性ガスあるいは真空中で熱処理を施すことを特徴とする
    薄膜ストレインゲージ。
  16. 【請求項16】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%
    以下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15
    %、副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、
    白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10
    %以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10
    %以下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以
    下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以下、ア
    ルミニウム10%以下、シリコン10%以下、チタン1
    0%以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以
    下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウ
    ム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリ
    ウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のう
    ち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20%およ
    び残部鉄と少量の不純物からなり、ゲージ率が2以上を
    有するストレインゲージ用合金の線材、箔材および薄膜
    よりなるストレインゲージ。
  17. 【請求項17】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下、タンタル10%以下
    およびアルミニウム10%以下の1種あるいは2種以上
    の合計0.001〜15%、副成分としてマンガン10
    %以下、銅10%以下、白金10%以下、ロジウム10
    %以下、パラジウム10%以下、金10%以下、銀10
    %以下、ルテニウム10%以下、イリジウム10%以
    下、オスミウム10%以下、ハフニウム10%以下、バ
    ナジウム10%以下、シリコン10%以下、チタン10
    %以下、希土類元素10%以下、ジルコニウム5%以
    下、テクネチウム5%以下、亜鉛5%以下、ゲルマニウ
    ム5%以下、錫5%以下、アンチモン5%以下、ベリリ
    ウム3%以下、ホウ素1%以下および炭素1%以下のう
    ち1種あるいは2種以上の合計0.001〜20%およ
    び残部鉄と少量の不純物とからなり、ゲージ率が2以上
    を有するストレインゲージ用合金の線材、箔材および薄
    膜よりなるストレインゲージ。
  18. 【請求項18】 重量比にて、クロム1〜35%、コバ
    ルト15〜70%とタングステン10%以下、モリブデ
    ン10%以下、ニオブ10%以下およびタンタル10%
    以下の1種あるいは2種以上の合計0.001〜15
    %、副成分としてマンガン10%以下、銅10%以下、
    白金10%以下、ロジウム10%以下、パラジウム10
    %以下、金10%以下、銀10%以下、ルテニウム10
    %以下、イリジウム10%以下、オスミウム10%以
    下、ハフニウム10%以下、バナジウム10%以下、シ
    リコン10%以下、チタン10%以下、希土類元素10
    %以下、ジルコニウム5%以下、テクネチウム5%以
    下、亜鉛5%以下、ゲルマニウム5%以下、錫5%以
    下、アンチモン5%以下、ベリリウム3%以下、ホウ素
    1%以下および炭素1%以下のうち1種あるいは2種以
    上の合計0.001〜20%および残部鉄と少量の不純
    物とからなり、ゲージ率が2以上を有するストレインゲ
    ージ用台金の線材、箔材および薄膜よりなるストレイン
    ゲージ。
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