JP2516489B2 - 力センサ及び力測定装置 - Google Patents
力センサ及び力測定装置Info
- Publication number
- JP2516489B2 JP2516489B2 JP3145189A JP14518991A JP2516489B2 JP 2516489 B2 JP2516489 B2 JP 2516489B2 JP 3145189 A JP3145189 A JP 3145189A JP 14518991 A JP14518991 A JP 14518991A JP 2516489 B2 JP2516489 B2 JP 2516489B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- force
- magnetic
- unit
- yoke
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪効果を利用した力
センサ及び力測定装置に関するものである。
センサ及び力測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の力センサとして、抵抗線
の歪みを用いた抵抗線ひずみセンサ、半導体力センサ、
プレスタッグ、磁歪式トルクセンサ及び歯車式トルクセ
ンサ等がある。抵抗線ひずみセンサは、コンスタンクロ
ム、アドバンス等の材質からなるクモの糸程の細い電気
抵抗線を縦に配列し、これを両面から剥がれないような
紙でサンドイッチにしたものである。その他基板である
ベークライト、エポキシ、ポリイミドに抵抗エッチング
したものである。この抵抗線ひずみセンサを直接引っ張
り、圧縮の加わる物体に紙ごと貼り付けて力を加えると
このセンサが物体と一緒になって伸縮して電気抵抗が変
化する。
の歪みを用いた抵抗線ひずみセンサ、半導体力センサ、
プレスタッグ、磁歪式トルクセンサ及び歯車式トルクセ
ンサ等がある。抵抗線ひずみセンサは、コンスタンクロ
ム、アドバンス等の材質からなるクモの糸程の細い電気
抵抗線を縦に配列し、これを両面から剥がれないような
紙でサンドイッチにしたものである。その他基板である
ベークライト、エポキシ、ポリイミドに抵抗エッチング
したものである。この抵抗線ひずみセンサを直接引っ張
り、圧縮の加わる物体に紙ごと貼り付けて力を加えると
このセンサが物体と一緒になって伸縮して電気抵抗が変
化する。
【0003】水晶式ひずみセンサは、平面に切り取った
水晶に交流電圧を加えた状態で力を加えると、その交流
電圧の周波数が変化するという性質がある。この周波数
の変化量を測定して力や圧力を知ることができる。半導
体力(圧力)センサは、金属抵抗ひずみゲージに比べ
て、僅かな機械的ひずみに対して極めて大きな電気抵抗
の変化(ピエゾ効果)を生じるものでゲージ率が極めて
高い特性を持っている。プレスタッグは、力を直接電気
変換できるセンサである。また、ケイ素鋼板をある一定
の厚さまで重ねて積層したものに等間隔に穴をあけ、こ
の穴に交互に対角線状に互いに独立して幾重にもコイル
を巻き、その一方を入力(交流AC電源)とし、他の一
つのものを出力とするものである。磁歪トルクセンサ
は、強磁性体パイプ上に入力用励磁コイルを巻き付ける
と共に、一方の出力用コイルを軸方向の平行に幾重にも
巻き付ける。入力コイルに交流電源をつなぐと、流れる
電流に軸方向に多く磁束が発生するが、出力コイルと平
行になりコイルが磁束を切らないので電圧は発生しな
い。磁性パイプが捩れてくると磁歪現象により磁束も一
緒に捩れて、磁束は出力コイルを切ることになるので、
電磁誘導による電圧が発生する。歯車式トルクセンサは
所定距離を隔てて軸の両端に被検出歯車を2個取り付
け、その外周部に無接触式の電磁形センサを2個配置し
たもので、軸の捩れによる各センサの出力電圧波形の変
化を捕らえてトルクを測定するものである。
水晶に交流電圧を加えた状態で力を加えると、その交流
電圧の周波数が変化するという性質がある。この周波数
の変化量を測定して力や圧力を知ることができる。半導
体力(圧力)センサは、金属抵抗ひずみゲージに比べ
て、僅かな機械的ひずみに対して極めて大きな電気抵抗
の変化(ピエゾ効果)を生じるものでゲージ率が極めて
高い特性を持っている。プレスタッグは、力を直接電気
変換できるセンサである。また、ケイ素鋼板をある一定
の厚さまで重ねて積層したものに等間隔に穴をあけ、こ
の穴に交互に対角線状に互いに独立して幾重にもコイル
を巻き、その一方を入力(交流AC電源)とし、他の一
つのものを出力とするものである。磁歪トルクセンサ
は、強磁性体パイプ上に入力用励磁コイルを巻き付ける
と共に、一方の出力用コイルを軸方向の平行に幾重にも
巻き付ける。入力コイルに交流電源をつなぐと、流れる
電流に軸方向に多く磁束が発生するが、出力コイルと平
行になりコイルが磁束を切らないので電圧は発生しな
い。磁性パイプが捩れてくると磁歪現象により磁束も一
緒に捩れて、磁束は出力コイルを切ることになるので、
電磁誘導による電圧が発生する。歯車式トルクセンサは
所定距離を隔てて軸の両端に被検出歯車を2個取り付
け、その外周部に無接触式の電磁形センサを2個配置し
たもので、軸の捩れによる各センサの出力電圧波形の変
化を捕らえてトルクを測定するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】抵抗線ひずみセンサ
は、それ自体はひずみ量を測っているので、力を測るに
は力ひずみ量の変換が必要である。また、該抵抗線ひず
みセンサにより非接触で出力を取り出すには、回転トラ
ンスを必要とし、特別の工夫を要する。水晶式力センサ
や半導体力センサは、構造物の一部に使える程の大きな
ものを作れない。プレスタッグは、磁歪効果を利用して
いるが、出力の取り出しが簡単でない。磁歪式トルクセ
ンサは、コイルを2個必要とし、特にパイプの内側のコ
イルからの出力取り出しは難しく、常に回転している場
合は出力取り出しが不可能である。また歯車式トルクセ
ンサは、センサ自体が直接力を測っていないので、複雑
な信号変換を必要とする。更に、常に回転している軸の
トルクしか測れないので静止荷重は測れない。本発明
は、上述の問題点に鑑みなされたもので、その目的は磁
歪材からなる荷重受け部材に磁気発生部材を付設して力
センサを構成することにより、構造簡単にして動荷重や
静荷重を測定できる高性能な力測定装置を提供すること
である。
は、それ自体はひずみ量を測っているので、力を測るに
は力ひずみ量の変換が必要である。また、該抵抗線ひず
みセンサにより非接触で出力を取り出すには、回転トラ
ンスを必要とし、特別の工夫を要する。水晶式力センサ
や半導体力センサは、構造物の一部に使える程の大きな
ものを作れない。プレスタッグは、磁歪効果を利用して
いるが、出力の取り出しが簡単でない。磁歪式トルクセ
ンサは、コイルを2個必要とし、特にパイプの内側のコ
イルからの出力取り出しは難しく、常に回転している場
合は出力取り出しが不可能である。また歯車式トルクセ
ンサは、センサ自体が直接力を測っていないので、複雑
な信号変換を必要とする。更に、常に回転している軸の
トルクしか測れないので静止荷重は測れない。本発明
は、上述の問題点に鑑みなされたもので、その目的は磁
歪材からなる荷重受け部材に磁気発生部材を付設して力
センサを構成することにより、構造簡単にして動荷重や
静荷重を測定できる高性能な力測定装置を提供すること
である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために磁歪材からなる荷重受け部材に磁気発生部
材を付設して力センサを構成する。また、この力センサ
を構成要素とする力検出部と、この検出信号を電気信号
または機械信号に変換する信号変換部と、この信号変換
部によって変換された信号を基に荷重の値を算出する信
号処理部によって力測定装置を構成する。
成するために磁歪材からなる荷重受け部材に磁気発生部
材を付設して力センサを構成する。また、この力センサ
を構成要素とする力検出部と、この検出信号を電気信号
または機械信号に変換する信号変換部と、この信号変換
部によって変換された信号を基に荷重の値を算出する信
号処理部によって力測定装置を構成する。
【0006】
【作用】本発明の作用は以下の通りである。荷重受け部
材に荷重が加わると、該荷重受け部材の比透磁率が変化
し、磁気発生部材から発生する磁束の量が変化する。力
検出部は磁束の変化量を電気的または機械的に検出し、
信号変換部は力検出部の検出信号を電気信号または機械
信号に変換する。信号処理部は信号変換部の変換信号を
処理して荷重量を算出する。算出された荷重量は表示部
によってデジタルまたはアナログ表示されると共に、他
の制御信号として用いてもよい。
材に荷重が加わると、該荷重受け部材の比透磁率が変化
し、磁気発生部材から発生する磁束の量が変化する。力
検出部は磁束の変化量を電気的または機械的に検出し、
信号変換部は力検出部の検出信号を電気信号または機械
信号に変換する。信号処理部は信号変換部の変換信号を
処理して荷重量を算出する。算出された荷重量は表示部
によってデジタルまたはアナログ表示されると共に、他
の制御信号として用いてもよい。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例について図1から図1
1等を参照して説明する。図1は本発明の力測定装置の
原理を示すもので、この力測定装置は本質的に磁歪効果
を利用して力を検出する力検出部10と、力検出部10
の検出信号を電気信号叉は機械信号に変換する信号変換
部20と、信号変換部20の変換信号を処理する信号処
理部30と、信号処理部30によって処理された処理信
号に基づいて力の量を表示する表示部40によって構成
されている。力検出部10は、図2に示すように磁歪物
質からなる磁歪棒1に導電線2を巻装してなる有心ソレ
ノイド3によって構成されている。磁歪効果により磁力
と力は相互作用をする。さよう磁歪棒1は力を受けると
その物質が特に透磁率μs(比透磁率)が変化する。こ
こで磁歪棒1の断面積S、長さl、コイル巻数をnとす
ると、コイルによるインダクタンスLは(1)式のよう
になる。
1等を参照して説明する。図1は本発明の力測定装置の
原理を示すもので、この力測定装置は本質的に磁歪効果
を利用して力を検出する力検出部10と、力検出部10
の検出信号を電気信号叉は機械信号に変換する信号変換
部20と、信号変換部20の変換信号を処理する信号処
理部30と、信号処理部30によって処理された処理信
号に基づいて力の量を表示する表示部40によって構成
されている。力検出部10は、図2に示すように磁歪物
質からなる磁歪棒1に導電線2を巻装してなる有心ソレ
ノイド3によって構成されている。磁歪効果により磁力
と力は相互作用をする。さよう磁歪棒1は力を受けると
その物質が特に透磁率μs(比透磁率)が変化する。こ
こで磁歪棒1の断面積S、長さl、コイル巻数をnとす
ると、コイルによるインダクタンスLは(1)式のよう
になる。
【数1】式(1)において、Lは実験的に求められた係
数でμo=4π×10−7(真空透磁率)、aはコイル
の半径、Lnは長岡係数と呼ばれるもので表1のように
なる。
数でμo=4π×10−7(真空透磁率)、aはコイル
の半径、Lnは長岡係数と呼ばれるもので表1のように
なる。
【表1】式(1)からLの大きさはμsに比例し、他の
値はすべて定数である。図3に示すように、導線2にコ
ンデンサ4を接続すると発振回路が形成される。その発
信周波数fは(2)式のようになる。
値はすべて定数である。図3に示すように、導線2にコ
ンデンサ4を接続すると発振回路が形成される。その発
信周波数fは(2)式のようになる。
【数2】(2)式のLは磁歪棒1にかかっている力によ
り変化することになる。(2)式を(1)式に代入する
と次の(3)式が得られる。
り変化することになる。(2)式を(1)式に代入する
と次の(3)式が得られる。
【数3】
【0008】図4は図2と図3に示す力センサを用いた
本発明の第1実施例による力測定装置であって、秤量装
置を構成する。即ち、はこ体5内にはソレノイド3の磁
歪棒1の一端が固定されており、磁歪棒1の他端には連
結棒6を介して被秤量物8を載置すべき秤量皿7が連設
され、力検出部10が形成される。ソレノイド3の導線
2には信号変換部20としての発振回路21が接続され
ており、この発振回路21はコンデンサ、抵抗及びトラ
ンジスタからなり、図示のように接続されている。発信
回路21にはカウンタ31と演算器32からなる信号処
理部30が接続されている。図4の秤量装置において、
ソレノイド3は発振回路21の一部として動作する。力
検出部10の磁歪棒1には被秤量物8と秤量皿7及び連
結棒6の合計の荷重がかかることになる。発振回路21
の発振周波数は、前述のようにコイルのインダクタンス
Lで決まる。即ち、コンデンサC1,C2で発振回路を
形成し、その共振周波数fは次の(4)式のようにな
る。
本発明の第1実施例による力測定装置であって、秤量装
置を構成する。即ち、はこ体5内にはソレノイド3の磁
歪棒1の一端が固定されており、磁歪棒1の他端には連
結棒6を介して被秤量物8を載置すべき秤量皿7が連設
され、力検出部10が形成される。ソレノイド3の導線
2には信号変換部20としての発振回路21が接続され
ており、この発振回路21はコンデンサ、抵抗及びトラ
ンジスタからなり、図示のように接続されている。発信
回路21にはカウンタ31と演算器32からなる信号処
理部30が接続されている。図4の秤量装置において、
ソレノイド3は発振回路21の一部として動作する。力
検出部10の磁歪棒1には被秤量物8と秤量皿7及び連
結棒6の合計の荷重がかかることになる。発振回路21
の発振周波数は、前述のようにコイルのインダクタンス
Lで決まる。即ち、コンデンサC1,C2で発振回路を
形成し、その共振周波数fは次の(4)式のようにな
る。
【数4】被秤量物8の重量により磁歪棒1にかかる荷重
が変わる。これにより磁歪棒1の透磁率が変わり、ひい
ては発振回路21の発振周波数が変化する。発振周波数
はカウンタ31により測られ、その結果は演算器32に
入力される。演算器32は周波数に対応する重量値は表
示部40によって表示される。また、磁歪棒1は磁気シ
ールドの働きをするはこ体5内に収納されている。これ
により、地磁気などの他から受ける磁気により磁歪棒1
により磁歪棒1の透磁率が変化し、重量測定に誤差が生
じるのを防いでいる。
が変わる。これにより磁歪棒1の透磁率が変わり、ひい
ては発振回路21の発振周波数が変化する。発振周波数
はカウンタ31により測られ、その結果は演算器32に
入力される。演算器32は周波数に対応する重量値は表
示部40によって表示される。また、磁歪棒1は磁気シ
ールドの働きをするはこ体5内に収納されている。これ
により、地磁気などの他から受ける磁気により磁歪棒1
により磁歪棒1の透磁率が変化し、重量測定に誤差が生
じるのを防いでいる。
【0009】図5は本発明の第2実施例による力測定装
置を示すもの、本実施例においては、信号処理部30と
して周波数−電圧変換器33を用いるとと共に、表示部
40として電流計41を用いて力測定装置が構成されお
り、アナログ処理によって力の測定を行なうものであ
る。即ち、発振周波数を周波数−電圧変換器33で直流
電圧に変換し、この直流電圧によって電流計41を振ら
せている。
置を示すもの、本実施例においては、信号処理部30と
して周波数−電圧変換器33を用いるとと共に、表示部
40として電流計41を用いて力測定装置が構成されお
り、アナログ処理によって力の測定を行なうものであ
る。即ち、発振周波数を周波数−電圧変換器33で直流
電圧に変換し、この直流電圧によって電流計41を振ら
せている。
【0010】図6は本発明の第3実施例による力測定装
置を示すもので、磁歪棒1の側面部にL字状のヨーク9
aを取り付けると共に、このヨーク9aと所定の間隔を
置いて対向するように磁束発生部としての永久磁石11
を介してヨーク9bを取り付け、ヨーク9aと9b間に
形成されるギャップ内に磁気感知部材であるホール素子
12を配設して力検出部10を構成する。更に、信号変
換部20としては図7に示すように、オペアンプ22を
用いる。即ち、ホール素子22には抵抗23,24を介
してオペアンプ22が接続されている。25はホール素
子12を直線性を補足するための可変抵抗器、26はオ
ペアンプ22の感度調整用の可変抵抗器である。図6及
び図7に示す力測定装置によれば、永久磁石11,磁歪
棒1,ヨーク9aと9bを通して磁路が形成される。永
久磁石11から発生する磁力線は、上記磁路を通して通
流し、ヨーク9aと9b間のギャップ内に磁界を作る。
この磁界は荷重に基づく磁歪棒1の透磁率の大小によっ
て増減するが、この変化はホール素子12によって取り
出される。即ち、ホール素子12の抵抗値は磁界の強弱
によって変化し、図7に示すように信号変換部20のオ
ペアンプ22の出力電圧に変換される。変換された電圧
信号は信号処理部によって処理され、この処理信号に応
じて表示部において荷重の大きさとして表示される。
置を示すもので、磁歪棒1の側面部にL字状のヨーク9
aを取り付けると共に、このヨーク9aと所定の間隔を
置いて対向するように磁束発生部としての永久磁石11
を介してヨーク9bを取り付け、ヨーク9aと9b間に
形成されるギャップ内に磁気感知部材であるホール素子
12を配設して力検出部10を構成する。更に、信号変
換部20としては図7に示すように、オペアンプ22を
用いる。即ち、ホール素子22には抵抗23,24を介
してオペアンプ22が接続されている。25はホール素
子12を直線性を補足するための可変抵抗器、26はオ
ペアンプ22の感度調整用の可変抵抗器である。図6及
び図7に示す力測定装置によれば、永久磁石11,磁歪
棒1,ヨーク9aと9bを通して磁路が形成される。永
久磁石11から発生する磁力線は、上記磁路を通して通
流し、ヨーク9aと9b間のギャップ内に磁界を作る。
この磁界は荷重に基づく磁歪棒1の透磁率の大小によっ
て増減するが、この変化はホール素子12によって取り
出される。即ち、ホール素子12の抵抗値は磁界の強弱
によって変化し、図7に示すように信号変換部20のオ
ペアンプ22の出力電圧に変換される。変換された電圧
信号は信号処理部によって処理され、この処理信号に応
じて表示部において荷重の大きさとして表示される。
【0011】図8は本発明の第4実施例による力測定装
置を示すもので、本実施例においてはヨーク9aと9b
間のギャップの磁界の強さを機械的に検出し、この検出
信号を基に荷重の大きさを機械的に表示するものであ
る。図9にその詳細を示すが、即ち、ギャップ内には鉄
等の磁性体からなる回動子13が配設されていると共
に、この回動子13は軸14を介してピポット軸受15
a,15bにより枢支され、これにより力検出部が形成
される。また、回動子13には、その回動を規制する回
動規制部材であるひげぜんまい28の一端が取り付けら
れており、ひげぜんまい28の他端は固定されている。
回動子13には指針29が取り付けられており、この指
針29の先端部近傍には目盛板42が配置され、この目
盛板42は表示部40を形成する。上記構成の力測定装
置によれば、回動子13は磁力線より力を受けて該回動
子の長手方向が磁力線向きになるように回動する。回動
子13は中央に軸14を介して支持されており、軸14
はピポット支持されているので、軽く回転することが出
来る。回動子13が磁力線で力を受けると軸14を中心
に回転する。回動子13が回転すると、ひげぜんまい2
8から逆に押し戻す力を受ける。結局、回動子13は磁
力線による力とひげぜんまい28から受ける力の釣り合
う角度で停止する。回動子13の回動角度は磁界の強弱
により決まるので、その回動角度から磁界の強弱ひいて
は荷重の大小を知ることが出来る。回動子13の回動角
度は指針29と目盛り板42から読み取られ、これによ
り荷重の値を読み取ることができる。
置を示すもので、本実施例においてはヨーク9aと9b
間のギャップの磁界の強さを機械的に検出し、この検出
信号を基に荷重の大きさを機械的に表示するものであ
る。図9にその詳細を示すが、即ち、ギャップ内には鉄
等の磁性体からなる回動子13が配設されていると共
に、この回動子13は軸14を介してピポット軸受15
a,15bにより枢支され、これにより力検出部が形成
される。また、回動子13には、その回動を規制する回
動規制部材であるひげぜんまい28の一端が取り付けら
れており、ひげぜんまい28の他端は固定されている。
回動子13には指針29が取り付けられており、この指
針29の先端部近傍には目盛板42が配置され、この目
盛板42は表示部40を形成する。上記構成の力測定装
置によれば、回動子13は磁力線より力を受けて該回動
子の長手方向が磁力線向きになるように回動する。回動
子13は中央に軸14を介して支持されており、軸14
はピポット支持されているので、軽く回転することが出
来る。回動子13が磁力線で力を受けると軸14を中心
に回転する。回動子13が回転すると、ひげぜんまい2
8から逆に押し戻す力を受ける。結局、回動子13は磁
力線による力とひげぜんまい28から受ける力の釣り合
う角度で停止する。回動子13の回動角度は磁界の強弱
により決まるので、その回動角度から磁界の強弱ひいて
は荷重の大小を知ることが出来る。回動子13の回動角
度は指針29と目盛り板42から読み取られ、これによ
り荷重の値を読み取ることができる。
【0012】図10は本発明による力センサの応用例を
示すもので、モータ50のシャフト51の一部として磁
歪棒1を組み込み、この磁歪棒1の外周にに無接触に導
電線2を巻回してなるソレノイド3aを形成して力検出
部10を構成したものである。ソレノイド3aには信号
変換部,信号処理部及び表示部を接触してシャフト51
に加わる荷重・トルクをモータ50の回転中でも測定す
ることができる。
示すもので、モータ50のシャフト51の一部として磁
歪棒1を組み込み、この磁歪棒1の外周にに無接触に導
電線2を巻回してなるソレノイド3aを形成して力検出
部10を構成したものである。ソレノイド3aには信号
変換部,信号処理部及び表示部を接触してシャフト51
に加わる荷重・トルクをモータ50の回転中でも測定す
ることができる。
【0013】図11は本発明による力センサの他の応用
例を示すもので、建築物51の柱52の一部を磁歪材1
aとし、この磁歪材1aの外周に導線2を巻装して力検
出部10を構成し、柱52に加わる荷重を測定するもの
である。測定後はコイルを取り除いてしまえば磁歪材1
aは単なる構造物の一部になっているだけであるので、
劣化などの不都合は生じない。再測定の場合もコイルを
再度巻装するだけで済み、磁歪材そのものがセンサの働
きをするので、ひずみゲージのような別のセンサを必要
としない。
例を示すもので、建築物51の柱52の一部を磁歪材1
aとし、この磁歪材1aの外周に導線2を巻装して力検
出部10を構成し、柱52に加わる荷重を測定するもの
である。測定後はコイルを取り除いてしまえば磁歪材1
aは単なる構造物の一部になっているだけであるので、
劣化などの不都合は生じない。再測定の場合もコイルを
再度巻装するだけで済み、磁歪材そのものがセンサの働
きをするので、ひずみゲージのような別のセンサを必要
としない。
【0014】上記第1実施例、第2実施例、第3実施
例、第4実施例及び上記応用例に使用される磁歪棒1及
び磁歪材1aには、磁歪材料を用いて製造された磁歪棒
1及び磁歪材1aを用いてもよく、超磁歪材料を用いて
製造された磁歪棒1及び磁歪材1aを用いてもよい。前
記磁歪棒1及び磁歪材1aを製造する原材料である超磁
歪材料としては、希土類(R)−3d遷移金属(T)系
金属間化合物のうちRT2のラベース相を用いる。具体
的には、RとしてはTb0.3Dy0.7,Tとしては
FeのTb0.3Dy0.7Fe2を用いるとより優れ
た効果が得られる(Fe2は実用上はFe
1.8−1.95)。
例、第4実施例及び上記応用例に使用される磁歪棒1及
び磁歪材1aには、磁歪材料を用いて製造された磁歪棒
1及び磁歪材1aを用いてもよく、超磁歪材料を用いて
製造された磁歪棒1及び磁歪材1aを用いてもよい。前
記磁歪棒1及び磁歪材1aを製造する原材料である超磁
歪材料としては、希土類(R)−3d遷移金属(T)系
金属間化合物のうちRT2のラベース相を用いる。具体
的には、RとしてはTb0.3Dy0.7,Tとしては
FeのTb0.3Dy0.7Fe2を用いるとより優れ
た効果が得られる(Fe2は実用上はFe
1.8−1.95)。
【0015】
【発明の効果】本発明は、以上のごとくであって、磁歪
効果を利用した荷重受け部材とコイルや永久磁石などの
磁気発生部材とを有効に組み合わせて荷重を検出するも
のであるから、動的荷重や静的荷重を高精度に検出でき
る構造簡単にして高性能な力センサ及び力測定装置を得
ることができる。
効果を利用した荷重受け部材とコイルや永久磁石などの
磁気発生部材とを有効に組み合わせて荷重を検出するも
のであるから、動的荷重や静的荷重を高精度に検出でき
る構造簡単にして高性能な力センサ及び力測定装置を得
ることができる。
【図1】本発明による力測定装置の原理を示すブロック
図。
図。
【図2】本発明の実施例による力センサの正面図。
【図3】本発明の実施例による力センサの動作説明用の
正面図。
正面図。
【図4】本発明の第1実施例による力測定装置のブロッ
ク図。
ク図。
【図5】本発明の第2実施例のによる力測定装置のブロ
ック図。
ック図。
【図6】本発明の実施例による力センサの正面図。
【図7】図6の力センサを用いた本発明の第3実施例に
よる力測定装置の回路図。
よる力測定装置の回路図。
【図8】本発明の実施例による力センサの正面図。
【図9】図8の力センサを用いた本発明の第4実施例に
よる力測定装置の斜視図。
よる力測定装置の斜視図。
【図10】本発明の力センサの応用例を示す正面図。
【図11】本発明の力センサの他の応用例を示す正面
図。
図。
1 磁歪棒 2 導電線 3 ソレノイド 5 はこ体 6 連結棒 7 受け皿 8 被秤量物 9a ヨーク 9b ヨーク 10 力検出部 11 永久磁石 12 ホール素子 13 回動子 20 信号変換部 21 発振回路 30 信号処理部 31 カウンタ 32 演算器 40 表示部 41 電流計 42 目盛り板 50 モータ 51 建築物 52 柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 輝夫 東京都大田区南久が原1丁目13番6号 株式会社日本計器製作所内 (72)発明者 中村 聡 東京都大田区南久が原1丁目13番6号 株式会社日本計器製作所内 (72)発明者 吉村 一孝 東京都大田区南久が原1丁目13番6号 株式会社日本計器製作所内 (72)発明者 成瀬 礼三 東京都大田区南久が原1丁目13番6号 株式会社日本計器製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−309829(JP,A) 特開 昭64−1924(JP,A) 特開 平1−311237(JP,A) 特開 平2−245629(JP,A)
Claims (4)
- 【請求項1】 磁歪材からなる荷重受け部材である磁歪
棒に磁気発生部材を介してヨークを取り付け、このヨー
クにギャップを形成し、このギャップに磁気検出部材を
配設して構成したことを特徴とする力センサ。 - 【請求項2】 磁歪材からなる荷重受け部材である磁歪
棒に磁気発生部材を介してヨークを取り付け、このヨー
クにギャップを形成し、このギャップに磁気検出部材を
配設してなる力検出部と、前記力検出部の検出信号を電
気信号または機械信号に変換する信号変換部と前記信号
変換部の変換信号を処理して荷重の値を算出する信号処
理部によって構成したことを特徴とする力測定装置。 - 【請求項3】 磁歪材からなる荷重受部材である磁歪棒
に磁気発生部材を介してヨークを取り付け、このヨーク
にギャップを形成し、このギャップに磁気検出部材を配
設してなる力検出部と、この力検出部の検出信号を電気
信号に変換する信号変換部と、この信号変換部の変換信
号を処理して荷重の値を算出する信号処理部と、この信
号処理部による処理信号を基に前記荷重の値を表示する
表示部によって構成したことを特徴とする力測定装置。 - 【請求項4】 磁歪材からなる荷重受け部材に永久磁石
を介してヨークを設けて磁路を形成し、この磁路に磁気
ギャップを形成すると共に、この磁気ギャップ内に磁気
検知部材を配設してなる力検出部と、この磁気検知部の
検出信号を電気信号または機械信号に変換する信号変換
部と、この信号変換部の変換信号を処理して前記荷重受
け部材に加わる荷重の値を算出する処理部によって構成
したことを特徴とする力測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3145189A JP2516489B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 力センサ及び力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3145189A JP2516489B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 力センサ及び力測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0719970A JPH0719970A (ja) | 1995-01-20 |
JP2516489B2 true JP2516489B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=15379487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3145189A Expired - Lifetime JP2516489B2 (ja) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | 力センサ及び力測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2516489B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG146460A1 (en) | 2007-03-12 | 2008-10-30 | Micron Technology Inc | Apparatus for packaging semiconductor devices, packaged semiconductor components, methods of manufacturing apparatus for packaging semiconductor devices, and methods of manufacturing semiconductor components |
JP5187099B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-04-24 | 日産自動車株式会社 | 磁歪式応力センサ |
JP5136330B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2013-02-06 | 日産自動車株式会社 | 磁歪式応力センサ |
JP6201883B2 (ja) * | 2014-05-09 | 2017-09-27 | 日立金属株式会社 | 応力センサ |
CN109764982B (zh) * | 2019-03-04 | 2024-04-26 | 广东省特种设备检测研究院珠海检测院 | 一种用于压电阻抗法结构健康监测的无线压电传感器 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63309829A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 荷重センサ |
-
1991
- 1991-05-22 JP JP3145189A patent/JP2516489B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0719970A (ja) | 1995-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0523025B1 (en) | Method for measuring torque and/or axial stresses | |
JP4357841B2 (ja) | 磁気弾性トルクセンサー | |
EP0067974B1 (en) | Torque sensor | |
US5708216A (en) | Circularly magnetized non-contact torque sensor and method for measuring torque using same | |
US5146790A (en) | Torque sensor | |
US7454978B2 (en) | Versatile strain sensor employing magnetostrictive electrical conductors | |
Meydan | Application of amorphous materials to sensors | |
US4416161A (en) | Method and apparatus for measuring torque | |
CA1322671C (en) | Inductive coil structure | |
JPS61181902A (ja) | 歪計 | |
US4899598A (en) | Apparatus for measuring torque applied to a shaft | |
JPS63109338A (ja) | 軸におけるトルクを非接触で間接的に電気式に測定する装置 | |
US5504427A (en) | Rotational position sensor having variable coupling transformer | |
US4762007A (en) | Torque measuring apparatus | |
JP4629946B2 (ja) | 回転センサ | |
JP2003202240A (ja) | 回転センサと回転角度の検出方法 | |
JP2516489B2 (ja) | 力センサ及び力測定装置 | |
JPS62184323A (ja) | 磁歪方式トルクセンサ | |
Lemarquand | Synthesis study of magnetic torque sensors | |
US4909088A (en) | Apparatus for mounting a sensor | |
JP4253084B2 (ja) | 荷重測定装置 | |
JPH08304481A (ja) | 電力計 | |
JPH07119657B2 (ja) | トルク検出装置 | |
US4858818A (en) | Method of bonding a magnetostrictive sheet to a shaft | |
JPS6161026A (ja) | 軸トルク計 |