JPS5979103A - 歪センサ - Google Patents
歪センサInfo
- Publication number
- JPS5979103A JPS5979103A JP18992382A JP18992382A JPS5979103A JP S5979103 A JPS5979103 A JP S5979103A JP 18992382 A JP18992382 A JP 18992382A JP 18992382 A JP18992382 A JP 18992382A JP S5979103 A JPS5979103 A JP S5979103A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain sensor
- beam body
- circuit
- pattern
- resistor
- Prior art date
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- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、電子秤等において用いられる歪センサに関す
る。
る。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕従来、歪センサ
においてはビーム体の薄肉変形部にストレンゲージ素子
を接着剤により接着した後、互いにリード線により配線
接続して歪センサ回路を完成したものがある。そして、
温度補償が必要な場合には、温度センサをビーム体に設
置し互いにリード線により配線した後、調整を行なうよ
うに設定されている。ところが、このような従来方式で
は製造工程が複雑で、特性的にもノくラツキが生じ易い
ものである。
においてはビーム体の薄肉変形部にストレンゲージ素子
を接着剤により接着した後、互いにリード線により配線
接続して歪センサ回路を完成したものがある。そして、
温度補償が必要な場合には、温度センサをビーム体に設
置し互いにリード線により配線した後、調整を行なうよ
うに設定されている。ところが、このような従来方式で
は製造工程が複雑で、特性的にもノくラツキが生じ易い
ものである。
しかして、薄膜技術を利用してビーム体の一面に薄膜抵
抗回路をパターン形成するようにした歪センサがある。
抗回路をパターン形成するようにした歪センサがある。
ところが、第１図に示すようにビーム体（１）の−面に
しかストレンゲージ抵抗体Ｒ１゜Ｒ２１Ｒ３＋ Ｒ４の
パターンが形成されていないため、高精度のものを得難
いという欠点を有している。すなわち、第１図において
Ｗｌ、Ｗ２ 、Ｗ３に荷重を印加した場合の荷重−出力
電圧の特性をみると、それぞれ第２図（ｃＬＩ優）（０
）のようになり、結局、荷重−出力電圧の直線性が荷重
位置により変化してしまうものである。
しかストレンゲージ抵抗体Ｒ１゜Ｒ２１Ｒ３＋ Ｒ４の
パターンが形成されていないため、高精度のものを得難
いという欠点を有している。すなわち、第１図において
Ｗｌ、Ｗ２ 、Ｗ３に荷重を印加した場合の荷重−出力
電圧の特性をみると、それぞれ第２図（ｃＬＩ優）（０
）のようになり、結局、荷重−出力電圧の直線性が荷重
位置により変化してしまうものである。
本発明は、このような点に鑑みな゛されたもので、スト
レンゲージ抵抗体全ビーム体の複数面に配置することが
高精度化に有利である点に着目しつつ、薄膜技術の利用
により製造を容易にし、かつ、調整作業の容易な歪セン
サを得ることを目的とする。
レンゲージ抵抗体全ビーム体の複数面に配置することが
高精度化に有利である点に着目しつつ、薄膜技術の利用
により製造を容易にし、かつ、調整作業の容易な歪セン
サを得ることを目的とする。
本発明は、ビーム体の複数面に薄膜抵抗回路全形成し、
リード線により接続して歪センサ回路全形成することに
より、簡単にして精度を高めることができ、この際、調
整可能な抵抗調整回路がビーム体の一面に集中配置され
ているので、−面において容易に調整作業を行々うこと
ができるように構成したものである。
リード線により接続して歪センサ回路全形成することに
より、簡単にして精度を高めることができ、この際、調
整可能な抵抗調整回路がビーム体の一面に集中配置され
ているので、−面において容易に調整作業を行々うこと
ができるように構成したものである。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第３図ないし第１０図に基づいて説
明する。まず、ビーム体（２）は金属弾性体、たとえば
ステンレス材５ＵＳ６３０や高力アルミニウムＡ２２１
８利などを機械加工して形成されるもので、上下のパタ
ーン形成面（２Ａ）（２Ｂ）は平坦に研磨加工されてい
る。また、溝部（３）により連設されプこ穴（４）（５
）によシビーム体（２）には薄肉変形部（６１（７）
（８） （９）が形成されている。そして、ビーム体（
２）のパターン形成面（２＾）上には薄肉変形部（６）
（７）上に位置させたストレンゲージ抵抗体Ｒ１，Ｒ
２およびこれら全接続するリードパターンしにより薄膜
抵抗回路が形成されている。−力、パターン形成面（２
Ｂ）下にも薄肉変形部（８） （９）下に位置させたス
トレンゲージ抵抗体Ｒ３＋Ｒ４オよびこれらを接続する
リードペ唖；クースＬによシ薄膜抵抗回路が形成されて
いる。そして、パターン形成面（２Ａ）上にはそれぞれ
調整可能な構造の温度補償抵抗体Ｒ８、ストレンゲージ
抵抗体Ｒ１〜Ｒ４によシ構成されるブリッジ回路に対す
るバランス調整抵抗ｒ１＋ｒ２による抵抗調整回路も設
けられ、リードパターンＬによ、！ｌｌｌ適宜接続され
ている。
明する。まず、ビーム体（２）は金属弾性体、たとえば
ステンレス材５ＵＳ６３０や高力アルミニウムＡ２２１
８利などを機械加工して形成されるもので、上下のパタ
ーン形成面（２Ａ）（２Ｂ）は平坦に研磨加工されてい
る。また、溝部（３）により連設されプこ穴（４）（５
）によシビーム体（２）には薄肉変形部（６１（７）
（８） （９）が形成されている。そして、ビーム体（
２）のパターン形成面（２＾）上には薄肉変形部（６）
（７）上に位置させたストレンゲージ抵抗体Ｒ１，Ｒ
２およびこれら全接続するリードパターンしにより薄膜
抵抗回路が形成されている。−力、パターン形成面（２
Ｂ）下にも薄肉変形部（８） （９）下に位置させたス
トレンゲージ抵抗体Ｒ３＋Ｒ４オよびこれらを接続する
リードペ唖；クースＬによシ薄膜抵抗回路が形成されて
いる。そして、パターン形成面（２Ａ）上にはそれぞれ
調整可能な構造の温度補償抵抗体Ｒ８、ストレンゲージ
抵抗体Ｒ１〜Ｒ４によシ構成されるブリッジ回路に対す
るバランス調整抵抗ｒ１＋ｒ２による抵抗調整回路も設
けられ、リードパターンＬによ、！ｌｌｌ適宜接続され
ている。
ここで、温度補償抵抗体Ｒ８およびパランスル１勺整抵
抗、Ｔｌ＋ｒ２はビーム体（２）の固定部、すなわち薄
肉変形部（６） （７）外に配置されている。また、外
部回路部−くつ にリード線で接続される端子部Ｔｌ〜Ｔ４はビーム体（
２）のパターン形成面（２人）側にのみ形成されている
。
抗、Ｔｌ＋ｒ２はビーム体（２）の固定部、すなわち薄
肉変形部（６） （７）外に配置されている。また、外
部回路部−くつ にリード線で接続される端子部Ｔｌ〜Ｔ４はビーム体（
２）のパターン形成面（２人）側にのみ形成されている
。
そＩ〜て、パターン形成面（２人）側の回路とパターン
形成面（２Ｂ）側の回路とは所定のリードノくターンＬ
に設定された接続点α、 ／ｒ 、 ｃ 、 ａ’ 、
Ｊ 、 ｃ’間をリード線（１０人）（Ｉｏｎ）（１
０ｏ）によシ接続することによシ第５図に示すような歪
センサ回路αのが形成されている。
形成面（２Ｂ）側の回路とは所定のリードノくターンＬ
に設定された接続点α、 ／ｒ 、 ｃ 、 ａ’ 、
Ｊ 、 ｃ’間をリード線（１０人）（Ｉｏｎ）（１
０ｏ）によシ接続することによシ第５図に示すような歪
センサ回路αのが形成されている。
このような構成において、歪センサに荷重Ｗが印加され
た場合の変形の様子を第６図に示す。すなわち、薄肉変
形部（６）（９）に位置するストレンゲージ抵抗体Ｒ１
，Ｒ４は引張υ歪を受けてその抵抗値が増大し、逆に薄
肉変形部（７） （８）に位置するストレンゲージ抵抗
体Ｒ２，Ｒ，は圧縮歪を受けて抵抗値が減少する結果、
第５図に示す歪センサ回路０ηの下、歪量、入力電圧Ｖ
ｅに比例した出力電圧ＶＯが発生する。このようにスト
レンゲージ抵抗体Ｒ１−Ｒ４が複数のパターン形成面（
２Ａ）（２Ｂ）に配置されているので精度の高いものと
なり、その製造も後述する薄膜法により容易である。こ
の際、温度補償抵抗体Ｒｓおよびバランス調整抵抗ｒｌ
、ｒ２は薄肉変形部（６）（７）外に配置されているの
で歪の影響を受けることがない。また、このようにスト
レンゲージ抵゛抗体Ｒ１〜Ｒ４は複数のパターン形成面
（２Ａ）（２１１’、）に配置されているが、温度補償
抵抗体Ｒｓおよびバランス調整抵抗ｒ１ ＋ ｒ２はパ
ターン形成面（２人）にの岑４ｊ中配置されているので
、調整作業が容易となる。すなわち、端子部Ｔ１〜Ｔ４
にプローブを当てて出力電圧Ｖｏを検出しながら、温度
補償抵抗体Ｒｓ、バランス調整抵抗ｒＩ＋ｒ２につき、
たとえばレーザービームでトリミングすればよい、第７
図（Ｏ）（て）は温度補償抵抗体Ｒ８、バランス調整抵
抗ｒｔ（ｔたはｒｚ）のトリミングの一例を示すもので
ある。この場合、集中配置された温度補償抵抗体Ｒ８お
よびバランス調整抵抗ｒｌ ｔ ｒ２を同時にトリミン
グすることができ、調整工程を大幅に簡略できる。そし
て、端子部Ｔｌ〜Ｔ４が同一面にあることからプローブ
当てが容易となり、この点からも調整作業の容易化が増
長される。また、端子部Ｔス〜Ｔ４へのリード線の半田
イτ〕けも同一面で容易に行なえる。
た場合の変形の様子を第６図に示す。すなわち、薄肉変
形部（６）（９）に位置するストレンゲージ抵抗体Ｒ１
，Ｒ４は引張υ歪を受けてその抵抗値が増大し、逆に薄
肉変形部（７） （８）に位置するストレンゲージ抵抗
体Ｒ２，Ｒ，は圧縮歪を受けて抵抗値が減少する結果、
第５図に示す歪センサ回路０ηの下、歪量、入力電圧Ｖ
ｅに比例した出力電圧ＶＯが発生する。このようにスト
レンゲージ抵抗体Ｒ１−Ｒ４が複数のパターン形成面（
２Ａ）（２Ｂ）に配置されているので精度の高いものと
なり、その製造も後述する薄膜法により容易である。こ
の際、温度補償抵抗体Ｒｓおよびバランス調整抵抗ｒｌ
、ｒ２は薄肉変形部（６）（７）外に配置されているの
で歪の影響を受けることがない。また、このようにスト
レンゲージ抵゛抗体Ｒ１〜Ｒ４は複数のパターン形成面
（２Ａ）（２１１’、）に配置されているが、温度補償
抵抗体Ｒｓおよびバランス調整抵抗ｒ１ ＋ ｒ２はパ
ターン形成面（２人）にの岑４ｊ中配置されているので
、調整作業が容易となる。すなわち、端子部Ｔ１〜Ｔ４
にプローブを当てて出力電圧Ｖｏを検出しながら、温度
補償抵抗体Ｒｓ、バランス調整抵抗ｒＩ＋ｒ２につき、
たとえばレーザービームでトリミングすればよい、第７
図（Ｏ）（て）は温度補償抵抗体Ｒ８、バランス調整抵
抗ｒｔ（ｔたはｒｚ）のトリミングの一例を示すもので
ある。この場合、集中配置された温度補償抵抗体Ｒ８お
よびバランス調整抵抗ｒｌ ｔ ｒ２を同時にトリミン
グすることができ、調整工程を大幅に簡略できる。そし
て、端子部Ｔｌ〜Ｔ４が同一面にあることからプローブ
当てが容易となり、この点からも調整作業の容易化が増
長される。また、端子部Ｔス〜Ｔ４へのリード線の半田
イτ〕けも同一面で容易に行なえる。
ところで、このような歪センサの製造方法について第８
図ないし第１０図に示す。まず、ビーム体（２）のパタ
ーン形成面（２Ａ）（２Ｂ）を平坦に研磨加工した後、
清浄に脱脂洗浄する。そして、粘度が１０００ｅｐに調
整されたフェス状のポリイミド樹脂液中にこのビーム体
（２）全浸漬した後、３ ｃｍ／ｌｎｍの引上速度で引
上げてビーム体（２）表面に均一にポリイミド樹脂液を
コーティングする。次に、１００℃で１時間乾燥後、２
２０℃で１時間加熱硬化することにより厚さ４μのポリ
イミド樹脂層（２）を形成する。つづいて、ビーム体（
２）のパターン形成面（２Ａ）（２Ｂ）Ｋスパックリン
グ法により厚さ０．１μのＮｉＣｒＳｉ層（１９、ｌ／
ｊの１１層０４）、２μのＣｕ層θ９を順次積層形成す
る。そして、フォトエツチングによりパターン部以外の
Ｃｕ層（１１ｖ。
図ないし第１０図に示す。まず、ビーム体（２）のパタ
ーン形成面（２Ａ）（２Ｂ）を平坦に研磨加工した後、
清浄に脱脂洗浄する。そして、粘度が１０００ｅｐに調
整されたフェス状のポリイミド樹脂液中にこのビーム体
（２）全浸漬した後、３ ｃｍ／ｌｎｍの引上速度で引
上げてビーム体（２）表面に均一にポリイミド樹脂液を
コーティングする。次に、１００℃で１時間乾燥後、２
２０℃で１時間加熱硬化することにより厚さ４μのポリ
イミド樹脂層（２）を形成する。つづいて、ビーム体（
２）のパターン形成面（２Ａ）（２Ｂ）Ｋスパックリン
グ法により厚さ０．１μのＮｉＣｒＳｉ層（１９、ｌ／
ｊの１１層０４）、２μのＣｕ層θ９を順次積層形成す
る。そして、フォトエツチングによりパターン部以外の
Ｃｕ層（１１ｖ。
Ｔ１層α→、Ｎｌｃｒｓｉ層（至）をそれぞれのエッチ
ャントによりエツチングし第９図（ｃＬ）に示すような
パターンｆ得る。このとき、パターン部以外の部分はポ
リイミド樹脂層ｖｒが露出することになる。さらに、フ
ォトエツチングによりストレンゲージ抵抗体Ｒ１ｒＲ２
部分、温度補償抵抗体Ｒ８部分およびバランス調整抵抗
ｒ１ ｒ １２部分の上層に積層されているＣｕ層（ｌ
ｅヲＣｕのエッチャントでエツチングして第９図（４）
に示すようなパターンを得る。このプロセスによυ所定
部分にＴｉ層（ロ）が露出し、ＮｉＣｒＳｉ ／Ｔｉの
積層体である温度補償抵抗体Ｒｓが完成するとともに、
ＮｉＣｒＳｉ ／ Ｔｉ ／Ｃｕの積層体であるリード
パターンＬおよび端子部ＴＩ −Ｔａが完成する。つい
で、ストレンゲージ抵抗体Ｒ１、Ｒ２部分、バランス調
整抵抗ｒｌ。
ャントによりエツチングし第９図（ｃＬ）に示すような
パターンｆ得る。このとき、パターン部以外の部分はポ
リイミド樹脂層ｖｒが露出することになる。さらに、フ
ォトエツチングによりストレンゲージ抵抗体Ｒ１ｒＲ２
部分、温度補償抵抗体Ｒ８部分およびバランス調整抵抗
ｒ１ ｒ １２部分の上層に積層されているＣｕ層（ｌ
ｅヲＣｕのエッチャントでエツチングして第９図（４）
に示すようなパターンを得る。このプロセスによυ所定
部分にＴｉ層（ロ）が露出し、ＮｉＣｒＳｉ ／Ｔｉの
積層体である温度補償抵抗体Ｒｓが完成するとともに、
ＮｉＣｒＳｉ ／ Ｔｉ ／Ｃｕの積層体であるリード
パターンＬおよび端子部ＴＩ −Ｔａが完成する。つい
で、ストレンゲージ抵抗体Ｒ１、Ｒ２部分、バランス調
整抵抗ｒｌ。
１２部分の上層に積層されているＴｉ１脅０→をＴｉの
エッチャントでエツチングすることによシ、第９図（０
）に示すようなパターンを得る。これにより、 ＮｉＣ
ｒＳｉ層（２）の単一層からなるストレンゲージ抵抗体
ＲＩ＋Ｒ２、バランス調整抵抗ｒｌ Ｊ ｒ２が完成す
る。また、パターン形成面（２Ｂ）側でも同様なプロセ
スによりパターンが形成される。このようなパターン形
成後、第４図のように接続点ａ、ネ、 ｃ 、 ｔＬ’
、枦、Ｇ／全リード線（］００人（ＩＯＢ）（１００）
で半田付は接続することにより歪センサ回路（１１）が
完成する。そして、温度補償抵抗体Ｒ８、バランス調整
抵抗ｒ１．ｒ２につき所定の抵抗値と万るようにレーザ
ー）・リミングすることにより歪センサが完成する。な
お、信頼性を高めるためにはこれらのパターン部にさら
にポリイミド樹脂をコーティングしてもよい。
エッチャントでエツチングすることによシ、第９図（０
）に示すようなパターンを得る。これにより、 ＮｉＣ
ｒＳｉ層（２）の単一層からなるストレンゲージ抵抗体
ＲＩ＋Ｒ２、バランス調整抵抗ｒｌ Ｊ ｒ２が完成す
る。また、パターン形成面（２Ｂ）側でも同様なプロセ
スによりパターンが形成される。このようなパターン形
成後、第４図のように接続点ａ、ネ、 ｃ 、 ｔＬ’
、枦、Ｇ／全リード線（］００人（ＩＯＢ）（１００）
で半田付は接続することにより歪センサ回路（１１）が
完成する。そして、温度補償抵抗体Ｒ８、バランス調整
抵抗ｒ１．ｒ２につき所定の抵抗値と万るようにレーザ
ー）・リミングすることにより歪センサが完成する。な
お、信頼性を高めるためにはこれらのパターン部にさら
にポリイミド樹脂をコーティングしてもよい。
本発明は、上述したようにビーム体の複数面に薄膜抵抗
回路全形成してリード線によ逆接続してΦセンサ回路全
形成したので、製造簡単にして高精度化することができ
、この際、調整可能な抵抗調整回路全ビーム体の一面に
集中配置したので、抵抗調整を同一面にて容易に行なう
ことができ、さらに、端子部をも同一面に配置したので
、調整作≠の容易化を増長しつつリード線の半田付けも
容易化することができ、この際、抵抗調整回路や端（子
部を薄肉変形部外に配置することによシ、歪の影響をな
くすことができるものである。
回路全形成してリード線によ逆接続してΦセンサ回路全
形成したので、製造簡単にして高精度化することができ
、この際、調整可能な抵抗調整回路全ビーム体の一面に
集中配置したので、抵抗調整を同一面にて容易に行なう
ことができ、さらに、端子部をも同一面に配置したので
、調整作≠の容易化を増長しつつリード線の半田付けも
容易化することができ、この際、抵抗調整回路や端（子
部を薄肉変形部外に配置することによシ、歪の影響をな
くすことができるものである。
第１図は従来例を示す側面図、第２図（ｔＬ）〜（Ｇ）
はそのｈ′η性図、第３図は本発明の一実施例を示す斜
視図、第４図は展開図的に示す説明図、第５図は回路図
、第６図は側面図、第７図は説明図、第８図は縦断側面
図、第９図（α）〜（０）はエツチング工程を示す平面
図、第１０図は第９図（０）のＸ −Ｘ′断面図である
。 ２・・・ビーム体、２人〜２Ｂ・・・パターン形１９．
ｍ、ＩＯＡ〜Ｚｏｏ・・・リード線、１１・・・歪セン
サ回路量 願 人 東京電気株式会社 」 ６ 図 （（１’）
はそのｈ′η性図、第３図は本発明の一実施例を示す斜
視図、第４図は展開図的に示す説明図、第５図は回路図
、第６図は側面図、第７図は説明図、第８図は縦断側面
図、第９図（α）〜（０）はエツチング工程を示す平面
図、第１０図は第９図（０）のＸ −Ｘ′断面図である
。 ２・・・ビーム体、２人〜２Ｂ・・・パターン形１９．
ｍ、ＩＯＡ〜Ｚｏｏ・・・リード線、１１・・・歪セン
サ回路量 願 人 東京電気株式会社 」 ６ 図 （（１’）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ビーム体の複数面に薄膜抵抗回路を形成しつつその
一面に調整可能な抵抗調整回路を集中配置し、これらの
薄膜抵抗回路をリード線により接続して歪センサ回路を
形成したことを特徴とする歪センサ。 ２ ビーム体の複数面に薄膜抵抗回路全形成しつつその
一面に調整可能な抵抗調整回路および外部回路部への接
続用の端子部を集中配置し、これらの薄膜抵抗回路をリ
ード線により接続して歪センサ回路を形成したことを特
徴とする歪センサ。 ３ 抵抗調整回路および端子部をビーム体の薄肉変形部
外に配置したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の歪センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18992382A JPS5979103A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 歪センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18992382A JPS5979103A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 歪センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979103A true JPS5979103A (ja) | 1984-05-08 |
Family
ID=16249465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18992382A Pending JPS5979103A (ja) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | 歪センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979103A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135832A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-08 | Tokyo Electric Co Ltd | 薄膜ロ−ドセル |
| JP2023105040A (ja) * | 2017-11-15 | 2023-07-28 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
| JP2023105038A (ja) * | 2017-11-15 | 2023-07-28 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18992382A patent/JPS5979103A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63135832A (ja) * | 1986-11-28 | 1988-06-08 | Tokyo Electric Co Ltd | 薄膜ロ−ドセル |
| JP2023105040A (ja) * | 2017-11-15 | 2023-07-28 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
| JP2023105038A (ja) * | 2017-11-15 | 2023-07-28 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
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