JPH04369446A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPH04369446A JPH04369446A JP14586991A JP14586991A JPH04369446A JP H04369446 A JPH04369446 A JP H04369446A JP 14586991 A JP14586991 A JP 14586991A JP 14586991 A JP14586991 A JP 14586991A JP H04369446 A JPH04369446 A JP H04369446A
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- Japan
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- pressure
- magnetic alloy
- amorphous magnetic
- pressure sensor
- magnetic permeability
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- Pending
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非晶質磁性合金の磁歪効
果を用いた圧力センサに関するものである。
果を用いた圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、非晶質磁性合金の磁歪効果を用い
た圧力センサが提案されている。（図４）はこのような
圧力センサの一例の概略を示す断面図である。
た圧力センサが提案されている。（図４）はこのような
圧力センサの一例の概略を示す断面図である。
【０００３】１はチタン製の直径１０ｍｍ、高さ５０ｍ
ｍの円筒状の本体、２は直径６ｍｍの圧力導入口、３は
圧力を伝える圧力室である。４は圧力による円筒状の変
形部分で、本体１の一部を肉厚２ｍｍに加工してある。
ｍの円筒状の本体、２は直径６ｍｍの圧力導入口、３は
圧力を伝える圧力室である。４は圧力による円筒状の変
形部分で、本体１の一部を肉厚２ｍｍに加工してある。
【０００４】５は本体１の外周上で、変形部分４をおお
うようにイミド系接着剤で２５０℃、１時間で固着した
厚さ０．０３ｍｍのＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ系非晶質磁性
合金である。６は非晶質磁性合金５の透磁率検出素子と
して、１００回コイルを巻いて形成した圧力検出コイル
で、変形部分４の外周上に固着した非晶質磁性合金５の
外側にフェノール樹脂製ボビン７を介して配される。
うようにイミド系接着剤で２５０℃、１時間で固着した
厚さ０．０３ｍｍのＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｒ系非晶質磁性
合金である。６は非晶質磁性合金５の透磁率検出素子と
して、１００回コイルを巻いて形成した圧力検出コイル
で、変形部分４の外周上に固着した非晶質磁性合金５の
外側にフェノール樹脂製ボビン７を介して配される。
【０００５】圧力検出コイル６は固定抵抗と直列に接続
され、定電圧駆動される。８は４８％Ｎｉ−Ｆｅ合金製
のヨークで、ボビン７の外周に装着される。９は本体１
の固定用ネジ部分で、ＰＦ３／８のピッチに加工してあ
る。１０は検出回路である。
され、定電圧駆動される。８は４８％Ｎｉ−Ｆｅ合金製
のヨークで、ボビン７の外周に装着される。９は本体１
の固定用ネジ部分で、ＰＦ３／８のピッチに加工してあ
る。１０は検出回路である。
【０００６】圧力は圧力導入口２から圧力室３に伝わり
、圧力室３を膨らませる方向に応力をかける。
、圧力室３を膨らませる方向に応力をかける。
【０００７】その結果、変形部分４が変動し、その表面
に接着された非晶質磁性合金５の透磁率が変化する。そ
の変化に応じて、圧力検出コイル６のインダクタンスが
変化する。圧力検出コイル６は固定抵抗と直列に接続さ
れ、定電圧駆動されているので、圧力検出コイル６のイ
ンダクタンスが変化すると、その両端電圧も変化する。 それを圧力の変化として検出している。
に接着された非晶質磁性合金５の透磁率が変化する。そ
の変化に応じて、圧力検出コイル６のインダクタンスが
変化する。圧力検出コイル６は固定抵抗と直列に接続さ
れ、定電圧駆動されているので、圧力検出コイル６のイ
ンダクタンスが変化すると、その両端電圧も変化する。 それを圧力の変化として検出している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の構成による圧力
センサは、固着した非晶質磁性合金の剥離などの故障を
検出する手段を有さないため、センサ出力の信頼性が悪
いという課題があった。
センサは、固着した非晶質磁性合金の剥離などの故障を
検出する手段を有さないため、センサ出力の信頼性が悪
いという課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、非晶質磁性合金が剥離などを起こすと、そ
の透磁率が変化することを利用して、定常状態における
透磁率が圧力センサの保証精度以上に変化したときを故
障として検出する構成としたものである。
決するため、非晶質磁性合金が剥離などを起こすと、そ
の透磁率が変化することを利用して、定常状態における
透磁率が圧力センサの保証精度以上に変化したときを故
障として検出する構成としたものである。
【００１０】
【作用】上述の構成によれば、剥離などで保証精度を越
える出力変化があった場合に故障として出力するため、
常に高精度な出力が得られ、信頼性を向上することが可
能である。
える出力変化があった場合に故障として出力するため、
常に高精度な出力が得られ、信頼性を向上することが可
能である。
【００１１】
（実施例１）以下、本発明の一実施例について（図１）
を参照しながら説明する。なお、本発明の構成において
、従来例と同一部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略し、本発明の特徴となる部分について説明する。
を参照しながら説明する。なお、本発明の構成において
、従来例と同一部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略し、本発明の特徴となる部分について説明する。
【００１２】すなわち本発明の特徴は、（図１）におけ
る検出回路１０以後の出力信号処理にある。１１は非晶
質磁性合金５近辺の温度を測定するためのサーミスタ、
１２は信号処理用のマイクロプロセッサ、１３はセンサ
使用温度範囲（本実施例では−３０〜１００℃）で１℃
毎に、定常状態（後述）における初期の圧力検出コイル
６の出力を半導体メモリーに記憶させたリファレンスデ
ータである。
る検出回路１０以後の出力信号処理にある。１１は非晶
質磁性合金５近辺の温度を測定するためのサーミスタ、
１２は信号処理用のマイクロプロセッサ、１３はセンサ
使用温度範囲（本実施例では−３０〜１００℃）で１℃
毎に、定常状態（後述）における初期の圧力検出コイル
６の出力を半導体メモリーに記憶させたリファレンスデ
ータである。
【００１３】以下に本発明の特徴となる部分の動作につ
いて説明する。本圧力センサは、例えば自動車のブレー
キ圧測定用としたとき、定常状態はブレーキをかけてい
ない状態とする。圧力センサが定常状態下にあるとき、
マイクロプロセッサ１２はサーミスタ１１から非晶質磁
性合金５の温度を、および、圧力検出コイル６の両端電
圧（非晶質磁性合金５の透磁率の関数）をそれぞれ読み
込み、リファレンスデータ１３に記憶してある現在の温
度における圧力検出コイル６の初期出力と比較する。
いて説明する。本圧力センサは、例えば自動車のブレー
キ圧測定用としたとき、定常状態はブレーキをかけてい
ない状態とする。圧力センサが定常状態下にあるとき、
マイクロプロセッサ１２はサーミスタ１１から非晶質磁
性合金５の温度を、および、圧力検出コイル６の両端電
圧（非晶質磁性合金５の透磁率の関数）をそれぞれ読み
込み、リファレンスデータ１３に記憶してある現在の温
度における圧力検出コイル６の初期出力と比較する。
【００１４】その結果、もし、圧力検出コイル６の両端
電圧が初期出力に対して保証精度内（本実施例の場合フ
ルスケール比±２．５％以内）に入っていなければ故障
信号を出力する。なお、温度を読み込むのは非晶質磁性
合金５の透磁率が温度によっても変化するためである。
電圧が初期出力に対して保証精度内（本実施例の場合フ
ルスケール比±２．５％以内）に入っていなければ故障
信号を出力する。なお、温度を読み込むのは非晶質磁性
合金５の透磁率が温度によっても変化するためである。
【００１５】以上の構成、動作により非晶質磁性合金の
剥離などの故障を検出することができ、従来に比べて信
頼性の高い圧力センサを得ることができた。
剥離などの故障を検出することができ、従来に比べて信
頼性の高い圧力センサを得ることができた。
【００１６】（実施例２）
（図２）は本発明の第２の実施例による圧力センサの概
略を示す断面図である。２１はチタン製の直径１０ｍｍ
、高さ７０ｍｍの円柱状の本体、２２は直径６ｍｍの圧
力導入口、２３は圧力を伝える圧力室である。２４は圧
力による変形部分で、本体２１の一部分を肉厚２ｍｍに
加工することによって形成してある。
略を示す断面図である。２１はチタン製の直径１０ｍｍ
、高さ７０ｍｍの円柱状の本体、２２は直径６ｍｍの圧
力導入口、２３は圧力を伝える圧力室である。２４は圧
力による変形部分で、本体２１の一部分を肉厚２ｍｍに
加工することによって形成してある。
【００１７】２５は圧力によってひずみを生じない非変
形部分で、その内部には圧力室２３と同じ大きさの中空
部分２６が設けてある。２７は本体２１の変形部分２４
及び非変形部分２５をおおうようにイミド系接着剤で２
５０℃、１時間で固着した厚さ０．０３ｍｍのＦｅ−Ｓ
ｉ−Ｂ−Ｃｒ系非晶質磁性合金である。
形部分で、その内部には圧力室２３と同じ大きさの中空
部分２６が設けてある。２７は本体２１の変形部分２４
及び非変形部分２５をおおうようにイミド系接着剤で２
５０℃、１時間で固着した厚さ０．０３ｍｍのＦｅ−Ｓ
ｉ−Ｂ−Ｃｒ系非晶質磁性合金である。
【００１８】２８は非晶質磁性合金２７の透磁率検出素
子としてフェノール樹脂製ボビン３０のまわりに１００
回コイルを巻いて形成した圧力検出コイル、２９は圧力
検出コイル２８と同構成のダミーコイルである。
子としてフェノール樹脂製ボビン３０のまわりに１００
回コイルを巻いて形成した圧力検出コイル、２９は圧力
検出コイル２８と同構成のダミーコイルである。
【００１９】これらのコイルをもつボビン３０は非晶質
磁性合金２７の外周に装着される。３１は４８％Ｎｉ−
Ｆｅ合金よりなるヨークで、圧力検出コイル２８および
ダミーコイル２９の外周に装着される。３２は本体固定
用のネジ部分で、ＰＦ３／８のピッチに加工してある。 ３３は検出回路で、そのブロック図を（図３）に示す。 圧力検出コイル２８とダミーコイル２９はそれぞれ固定
抵抗４１と直列に接続され、ブリッジ回路を構成し、励
磁回路４２により、定電圧駆動される。これらのコイル
の出力は差動回路４３に入力され、初期電圧４４との比
較回路４５を経て圧力を出力する。
磁性合金２７の外周に装着される。３１は４８％Ｎｉ−
Ｆｅ合金よりなるヨークで、圧力検出コイル２８および
ダミーコイル２９の外周に装着される。３２は本体固定
用のネジ部分で、ＰＦ３／８のピッチに加工してある。 ３３は検出回路で、そのブロック図を（図３）に示す。 圧力検出コイル２８とダミーコイル２９はそれぞれ固定
抵抗４１と直列に接続され、ブリッジ回路を構成し、励
磁回路４２により、定電圧駆動される。これらのコイル
の出力は差動回路４３に入力され、初期電圧４４との比
較回路４５を経て圧力を出力する。
【００２０】以下に上述の圧力センサの動作を説明する
。圧力は圧力導入口２２から圧力室２３に伝わり、圧力
室２３を膨らませる方向に応力をかける。その結果、変
形部分２４が変動し、その表面に固着された非晶質磁性
合金２７が変形する。この変形により逆磁歪効果で非晶
質磁性合金２７の透磁率が変化する。
。圧力は圧力導入口２２から圧力室２３に伝わり、圧力
室２３を膨らませる方向に応力をかける。その結果、変
形部分２４が変動し、その表面に固着された非晶質磁性
合金２７が変形する。この変形により逆磁歪効果で非晶
質磁性合金２７の透磁率が変化する。
【００２１】この変化をインダクタンスの変化として圧
力検出コイル２８で検出する。一方、ダミーコイル２９
の出力は圧力によらないので、両者の差動を検出回路３
３で取ることによって圧力を得る。
力検出コイル２８で検出する。一方、ダミーコイル２９
の出力は圧力によらないので、両者の差動を検出回路３
３で取ることによって圧力を得る。
【００２２】故障検出は以下のようにして行う。実施例
１と同様に本圧力センサを自動車のブレーキ圧測定用と
して使用する場合、定常状態下、すなわち、ブレーキを
かけていないときに、圧力検出コイル２８とダミーコイ
ル２９の出力差を差動回路で得る（（図３）参照）。こ
のときの出力差をコンパレータにより初期電圧と比較し
、保証精度（実施例１と同じ）以内に入っていなければ
故障信号を出力する。
１と同様に本圧力センサを自動車のブレーキ圧測定用と
して使用する場合、定常状態下、すなわち、ブレーキを
かけていないときに、圧力検出コイル２８とダミーコイ
ル２９の出力差を差動回路で得る（（図３）参照）。こ
のときの出力差をコンパレータにより初期電圧と比較し
、保証精度（実施例１と同じ）以内に入っていなければ
故障信号を出力する。
【００２３】このような構成にすると、ダミーコイル２
９の出力との差動を取ることにより、温度による透磁率
変化の影響をキャンセルすることができ、実施例１の様
にサーミスタを配したり、各温度での圧力検出コイルの
出力を記憶しておく必要がなく、故障検出回路が非常に
簡単になる。
９の出力との差動を取ることにより、温度による透磁率
変化の影響をキャンセルすることができ、実施例１の様
にサーミスタを配したり、各温度での圧力検出コイルの
出力を記憶しておく必要がなく、故障検出回路が非常に
簡単になる。
【００２４】また、例えば自動車のサスペンションの圧
力など、圧力を印加した状態が定常状態である場合は、
中空部分２６に定常状態の圧力を加えておけば、同等の
方法で故障を検出することができる。すなわち、例えば
定常状態が１０気圧であるとすると、あらかじめ中空部
分２６に常に１０気圧の圧力がかかるように、ガスなど
の圧力媒体を封入する。
力など、圧力を印加した状態が定常状態である場合は、
中空部分２６に定常状態の圧力を加えておけば、同等の
方法で故障を検出することができる。すなわち、例えば
定常状態が１０気圧であるとすると、あらかじめ中空部
分２６に常に１０気圧の圧力がかかるように、ガスなど
の圧力媒体を封入する。
【００２５】圧力センサが定常状態にあるときは圧力室
２３は１０気圧がかかっているので、このときの圧力検
出コイル２８とダミーコイル２９の差動を取り、上記と
同等の方法を用いて故障が検出できる。このように、本
構成は任意の定常状態においても容易に故障検出が可能
であるという利点を持つ。
２３は１０気圧がかかっているので、このときの圧力検
出コイル２８とダミーコイル２９の差動を取り、上記と
同等の方法を用いて故障が検出できる。このように、本
構成は任意の定常状態においても容易に故障検出が可能
であるという利点を持つ。
【００２６】以上の構成、動作により、簡単な故障検出
回路で、従来に比べて信頼性の高い圧力センサを得るこ
とができた。
回路で、従来に比べて信頼性の高い圧力センサを得るこ
とができた。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、非晶質磁性合金の剥離などによる故障が起こ
ると、その透磁率が変化することを利用して、定常状態
下での非晶質磁性合金の透磁率の変化が保証精度以上で
あるときに故障を検出する構成とすることによって、信
頼性の高い圧力センサを提供することができる。
によれば、非晶質磁性合金の剥離などによる故障が起こ
ると、その透磁率が変化することを利用して、定常状態
下での非晶質磁性合金の透磁率の変化が保証精度以上で
あるときに故障を検出する構成とすることによって、信
頼性の高い圧力センサを提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の圧力センサの断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２の実施例の圧力センサの断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２の実施例の検出回路のブロック図
である。
である。
【図４】従来例の圧力センサの断面図である。
１、２１ 本体
２、２２ 圧力導入口
３、２３ 圧力室
４、２４ 変形部分
５、２７ 非晶質磁性合金
６、２８ 圧力検出コイル
７、３０ ボビン
８、３１ ヨーク
９、３２ 固定用ネジ
１０、３３ 検出回路
１１ サーミスタ
１２ マイクロプロセッサ
１３ リファレンスデータ
２５ 非変形部分
２６ 中空部分
２９ ダミーコイル
Claims (2)
- 【請求項１】 圧力導入口と、前記圧力導入口から導
入される圧力によってひずむ変形部分を有し、前記変形
部分に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、前記非晶
質磁性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分に透磁率
検出素子を配した構成を持ち、圧力印加にともなう前記
透磁率検出素子の透磁率変化から圧力を検出する圧力セ
ンサにおいて、定常状態における透磁率が前記圧力セン
サの保証精度以上に変化したときを故障として検出する
ことを特徴とする圧力センサ。 - 【請求項２】 圧力導入口と、前記圧力導入口から導
入される圧力によってひずむ変形部分と、圧力によって
ひずみが生じない非変形部分とを有し、前記変形部分及
び非変形部分に磁歪を有する非晶質磁性合金を固着し、
前記非晶質磁性合金と磁気回路をなすよう前記変形部分
と非変形部分に各々透磁率検出素子を配置した構成を有
し、圧力印加にともなう前記２個の透磁率検出素子の透
磁率差から圧力を検出する圧力センサにおいて、定常状
態における透磁率差が前記圧力センサの保証精度以上に
変化したときを故障として検出することを特徴とする圧
力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14586991A JPH04369446A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14586991A JPH04369446A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369446A true JPH04369446A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15394939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14586991A Pending JPH04369446A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369446A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012510632A (ja) * | 2008-12-03 | 2012-05-10 | ローズマウント インコーポレイテッド | 充填管を用いた圧力測定方法および装置 |
| JP2012510631A (ja) * | 2008-12-03 | 2012-05-10 | ローズマウント インコーポレイテッド | 磁気特性を用いた圧力測定方法および装置 |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP14586991A patent/JPH04369446A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012510632A (ja) * | 2008-12-03 | 2012-05-10 | ローズマウント インコーポレイテッド | 充填管を用いた圧力測定方法および装置 |
| JP2012510631A (ja) * | 2008-12-03 | 2012-05-10 | ローズマウント インコーポレイテッド | 磁気特性を用いた圧力測定方法および装置 |
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