JPS6355404A - 歪計用抵抗体 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、歪計用抵抗体に関する。

〔従来の技術〕

従来公知の歪計用抵抗体は、基板とカバーフィルムとの
間に抵抗体を挟んでサンドインチに構成されており、曲
げ応力等の外力によって与えられる歪によりその電気抵
抗値が変、化することを利用して歪を計測するものであ
る。

然しながら、従来のこの種の曲げセンサ素子としての歪
計用抵抗体は、コンスタンタンなどの細線やその他公知
の金属抵抗体を用いるものであるが、その感度が低いた
め被測定物の微少範囲の歪を高精度に計測できないと云
う問題点があり、又、半導体製品は高感度ではあるが、
温度による特性変化等が大きく、弾性限界が低く、耐候
性が劣る等の問題点があった。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、畝上の観点に立ってなされたものであって、
その目的とするところは、磁気的特性及び機械的特性に
優れ、歪を高感度に検知し得る歪計用抵抗体を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

而して、上記の目的は、Ｎｔｓ　Ｃｒｓ　Ｆｅｓ　Ｃ０
５Ｃｕ−。

Ａｕ５Ｐｔから成る群のなかか、ら選ばれた少なくとも
一種の金属を、磁界中で薄層状に析出させて成る歪計用
抵抗体とすることによって達成される。而して、本発明
を実施する際は、１ＫＧ以上の磁界内で電気メッキ法や
化学メッキ法により上記金属を析出させることが望まし
い。

〔作　　用〕

畝上の如く構成することにより、金属析出層の感度を従
来公知の金属製歪ゲージの数倍に高めることができるの
で歪を高精度に計測することができるようになる。

〔実　施　例〕

以下、図面を参照しつ＼本発明の詳細を具体的に説明す
る。

第１図は、本発明に係る歪計用抵抗体の一実施例を示す
側面断面図、第２図は、従来の歪計用抵抗体と、本発明
により得た歪計用抵抗体の歪率と電気抵抗変化率との関
係を対比して示すグラフ、第３図は、本発明の他の一実
施例により得た歪計用抵抗体の外力と電気抵抗との関係
を示すグラフである。

第１図中、１はプラスチックに導電処理を施しく３） た導電性プラスチック基板、２は電極、３はＬ−。

Ｃｒｓ　Ｆｅ、　Ｃ０％　Ｃ１１％　ＡＬＩ％　Ｐｔか
ら・成る群のなかから選ばれた少なくとも一種の金属を
、磁界中で薄層状に析出させて成る抵抗体、４は上記抵
抗体３を絶縁するカバーフィルムである。

導電性プラスチック基板１は、可撓性のある薄板状のプ
ラスチック板の表面に導電処理を施したものであり、こ
の導電処理はＮ１％　Ｃｒｓ　Ｆｅｓ　Ｃ０％　Ｃｕ、
Ａｕ、　Ｐｔ等の金属をその処理面に例えば電気メッキ
法により析出させて抵抗体３を得るために行なうもので
ある。

電極２は一対の端子を有するように基板１の表面に薄膜
状に蒸着するか、又は導電性薄膜層を基板１の表面に貼
り付けて構成している。

抵抗体３は、基板１の表面に予め所望の部分にマスキン
グを施した後に、常法による電気メッキ法によりＮ１％
　Ｃｒｓ　Ｆｅｓ　Ｃｏ、Ｃｕｓ八へ、　Ｐｔから成る
群のなかから選ばれた少なくとも一種の金属を１ＫＧ〜
ｌ０ＫＧ好ましくは略３ＫＧの磁界内のメッキ浴槽内で
基板１及び電極２の表面に薄層状に析出させたものであ
る。

又、抵抗体３を析出させる方法としては、常用の電気メ
ッキ法の他、化学メッキ法で行なってもよい。なお、そ
の際電極２を化学メッキによって形成される薄膜抵抗体
３に兼用させれば、電極２を省略することができ机 析出中の抵抗体３に磁界を与える装置としては、メッキ
浴槽にコイルを設け、コ慴ルに供給する直流電源と上記
電源電圧を調節自在とする苛変抵抗とスイッチとにより
回路を構成し、コイルに所望の電流を供給することによ
りメッキ浴槽内に１ＫＧ以上の磁界が発生するようにす
ればよい。

カバーフィルム４は、一対の電極端子部分を除く基板１
及び抵抗体３の表面上を覆うように構成されており、抵
抗体３を絶縁被覆するものである。

而して、抵抗体３は、常法による電気メッキ法と共に１
ＫＧ〜ｌ０ＫＧ好ましくは略３ＫＧめ磁界内でＮ１％Ｃ
ｒ５Ｆｅｓ　Ｃ０％　Ｃｕ１Ａｕ、　ｐｔから成る群の
なかから選ばれた少な（とも一種の金属を基板１の表面
に薄層状に析出させたものであるから抵抗体３の材料が
磁性体の場合には、外力、歪のみでな（磁気的測定にも
卓効を有するものである。

而して、上記構成によるセンサを用いて、外力により与
えられる歪を計測する場合には、電極端子部分を保持し
て片持状態にして外力を作用させるものである。抵抗体
３には与えられた外力により歪が発生し、この時に抵抗
体３に生じる電気抵抗の変化を電極２及び図示しないリ
ード線を介して適宜の電気計器又はＡ／Ｄコンバータ等
に導き、これらによって歪の計測を行なうものである。

第２図は、ニクロム系合金を用い、従来の抵抗体により
計測した歪率と電気抵抗変化率の関係を示す曲線２１と
、本発明により、１ＫＧ、３ＫＧ及び１ＯＫＧの磁界内
でそれぞれ得た抵抗体により計測した歪率と電気抵抗変
化率の関係を示す曲線２２．２３及び２４とを示すグラ
フである。

又、これらの結果は表−１にも示されている。

表−１ 増加に従って電気抵抗変化率が緩やかに増大し、その最
大歪に対しての電気抵抗変化率が０．１２％であった。

これに対して、本発明により１ＫＧ乃至１０ＫＧの強磁
界内で得られた抵抗体により計測した結果の曲線２２．
２３及び２４は、歪率の増加に従って電気抵抗変化率が
大幅に増大し、従来に比してその最大歪に対しての電気
抵抗変化率が１ＫＧで約２倍、３ＫＧで約３倍及びｌ０
ＫＧで約６倍となった。

次に、本発明に係る歪計用抵抗体を析出する他の方法に
就いて説明する。

抵抗体は、前記第一実施例と同様に１）［Ｇ以上の磁界
内で、かつ塩化ニッケル液のメッキ液槽内で電気メッキ
を行ない、厚さ０．３〜１μの薄層状に析出させると共
に、Ａｒレーザを照射しつ＼矩形状にトリミングしたも
のである。

上記抵抗体は、ＮＣ制御装置等による制御によってレー
ザを照射しつ一行なうことによって任意の形状が正確か
つ高速度に成形される。

第３図には、前記第一実施例の直流電源で得られた抵抗
体により計測した外力（Ｋｇｆ）と電気抵抗（Ω）との
関係を表した曲線３１と、第二実施例のｒ　ｏｎ＝　１
５μｓ、　ｒ　ｏｆｆ　＝　１０ｐｇ、電流密度２５Ａ
／ｃｍ２のパルスメッキを、レーザ光線を形成する抵抗
体の寸法、形状に照射しつ一行なって（レーザメッキに
ついては、例えば特開昭５７−２００，５９０号公報参
照）得られた抵抗体により計測した外力（Ｋｇｆ）と電
気抵抗（Ω）との関係を表した曲線３２と、レーザをメ
ッキにより得られた抵抗体に熱処理（２３０℃でｌｈ）
を施した後計測した外力（Ｋｇｆ）に対する電気抵抗（
Ω）との関係を表した曲線３３とを対比して示しである
。

第二実施例のレーザを照射して得た抵抗体は、第一実施
例により得られた抵抗体に比して電気抵抗が最大許容外
力で約１．５倍となった。

畝上の如く、本発明に係る抵抗体は、従来公知の金属抵
抗体に比して大幅に感度を向上させることができるもの
である。

本発明に係る抵抗体は、力や歪の外、磁気等の計測がで
きるものであり、又例えば、ロボット、自動車、自動機
械、工具、磁石等に利用して各種各様の外力等の計測に
供することもできるものである。

〔発明の効果〕

本発明は畝上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、磁気的特性及び機械的特性に優れ、歪を高感度に検
知することができる歪計用抵抗体を提供し得るものであ
る。

尚、本発明の構成は畝上の実施例に限定されるものでは
なく、本発明の目的の範囲内で自由に各種公知の電気メ
ッキ法、化学メッキ法等或いは磁界発生装置を用いるこ
とができるものであり、本発明はそれらの総てを包摂す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る歪計用抵抗体の一実施例を示す
側面断面図、第２図は、従来の歪計用抵抗体と本発明に
より得た歪計用抵抗体との歪率と電気抵抗変化率との関
係を示すグラフ、第３ＦＩ！Ｊは、本発明の他の一実施
例により得た歪計用抵抗体の外力に対する電気抵抗の関
係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｎｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔから成
   る群のなかから選ばれた少なくとも一種の金属を、磁界
   中で薄層状に析出させて成る歪計用抵抗体。 ２）電気メッキ法により金属を析出させた特許請求の範
   囲第１項記載の歪計用抵抗体。 ３）化学メッキ法により金属を析出させた特許請求の範
   囲第１項記載の歪計用抵抗体。 ４）１ＫＧ以上の磁界内で金属を析出させた特許請求の
   範囲第１項記載の歪抵抗体。