JPS6022287B2 - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPS6022287B2 JPS6022287B2 JP55098378A JP9837880A JPS6022287B2 JP S6022287 B2 JPS6022287 B2 JP S6022287B2 JP 55098378 A JP55098378 A JP 55098378A JP 9837880 A JP9837880 A JP 9837880A JP S6022287 B2 JPS6022287 B2 JP S6022287B2
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- Japan
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- magnetic material
- amorphous alloy
- magnetic
- soft magnetic
- pressure
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/16—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in the magnetic properties of material resulting from the application of stress
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁歪効果を利用した、圧力に応じてィンダクタ
ンスが変化する圧力センサに関するものである。
ンスが変化する圧力センサに関するものである。
今日、科学技術は、計測の上に成立していると言っても
過言ではない。
過言ではない。
この計測に重要な役割をはたしているのがセンサである
。センサの良否が計測の良否を決め、ひいてはシステム
全体の機能の良否を決めるとまで言われている。このセ
ンサのうちでも、現在、圧力センサは、温度、変位、可
視・赤外光センサと並んで特に開発要求の大きなセンサ
の一つで、種々の方式が考えられ、開発されつつある。
しかしながら、現在のところまだ十分安価で精度の高い
ものが実用化されるに至っていない。近年、非晶質磁性
合金が超急冷法により大量にしかも安価に供孫合される
ようになってきた。
。センサの良否が計測の良否を決め、ひいてはシステム
全体の機能の良否を決めるとまで言われている。このセ
ンサのうちでも、現在、圧力センサは、温度、変位、可
視・赤外光センサと並んで特に開発要求の大きなセンサ
の一つで、種々の方式が考えられ、開発されつつある。
しかしながら、現在のところまだ十分安価で精度の高い
ものが実用化されるに至っていない。近年、非晶質磁性
合金が超急冷法により大量にしかも安価に供孫合される
ようになってきた。
この非晶質磁性合金は、‘１１ すぐれた欧磁性材料で
あり、比鮫磁率（ムｒ）１００００以上の材料が実現可
能である。
あり、比鮫磁率（ムｒ）１００００以上の材料が実現可
能である。
‘２） 飽和磁束密度を大きくとれる。｛３｝ 少量の
添加物で大きな耐蝕性を実現できる。
添加物で大きな耐蝕性を実現できる。
■ 引っ張り強度が大きく、ピアノ線に匹適する強度が
得られる。同 室温付近での磁性の温度依存性が小さい
。
得られる。同 室温付近での磁性の温度依存性が小さい
。
‘６’Ｆｅ系非晶質磁性体等で大きな磁歪効果をもたせ
ることができる。等の特徴を有している。
ることができる。等の特徴を有している。
そこで磁歪を有する非晶質磁性合金を用いて磁気回路を
構成すれば、すぐれた磁気回路であって、磁歪効果の取
出いこ最適な装置を構成することができる。本発明は非
晶質磁性合金の磁歪効果を応用し、高感度、高耐久性、
低温度依存性であり、安価で構造の簡単な、圧力センサ
を提供するものである。
構成すれば、すぐれた磁気回路であって、磁歪効果の取
出いこ最適な装置を構成することができる。本発明は非
晶質磁性合金の磁歪効果を応用し、高感度、高耐久性、
低温度依存性であり、安価で構造の簡単な、圧力センサ
を提供するものである。
第１図は本発明にかかるセンサの一実施例の断面図であ
る。
る。
敦磁性体１および滋歪を有する非晶質合金磁性体２から
なる磁気回路は、励磁コイル３０により励磁される。４
，５は非磁性体からなる底部保持部品、蓋部保持部品で
ある。
なる磁気回路は、励磁コイル３０により励磁される。４
，５は非磁性体からなる底部保持部品、蓋部保持部品で
ある。
透孔３１は軟磁性体１と底部保持部品４に形成されたコ
イル３０のリード線３２の取り出し孔で「気密を保つた
めに気密栓等の処理を行なっている。空間６は真空また
は一定気圧に保たれている。上誌構造のセンサの構成要
素の形状を、第２図〜第５図に示す。
イル３０のリード線３２の取り出し孔で「気密を保つた
めに気密栓等の処理を行なっている。空間６は真空また
は一定気圧に保たれている。上誌構造のセンサの構成要
素の形状を、第２図〜第５図に示す。
第２図Ａは欧磁性体１の断面図であり、同図Ｂは平面図
である。そのおおよその形状はポット形コアに似ている
が、中心部門柱部分１２につば１１をつけた構造となっ
ている。第３図Ａは非晶質磁性合金のシート２の断面図
であり、同図Ｂはその平面図である。これは欧磁性体１
に蓋をする形で磁気回路を構成する。と同時に空間５の
気密を保つ。そのため、形状は、欧磁性体１の外径に等
しい径の円板としている。第４図Ａは底部保持部品４で
ありし同図Ｂはその平面図である。これは蓋部保持部品
５と、ねじ４１で締め合され、軟磁性体１と非晶質合金
磁性体２からなる磁気回路を保持する。孔３１２は軟磁
性体１の孔３１１とつながる位置にある。第５図Ａは蓋
部保持部品５の断面図、同図Ｂは平面図である。これは
底部保持部品４と前記磁気回路と保持する。その非晶質
合金磁性体２を圧着する面には、溝５１が、その中の中
に軟磁性体１の端部が入るように切に込まれている。そ
の中、深さは、非晶質合金磁性体２の厚さよりも大きく
とる。そして、この面には気密を保つために極薄の非磁
性の軟し・膜５３をつけておく。また、非晶質合金磁性
体２に外部圧力を伝搬するための透孔を先の溝と溝の間
に設けておく。このセンサに、第１図に示すように圧力
Ｐが加わったとする。
である。そのおおよその形状はポット形コアに似ている
が、中心部門柱部分１２につば１１をつけた構造となっ
ている。第３図Ａは非晶質磁性合金のシート２の断面図
であり、同図Ｂはその平面図である。これは欧磁性体１
に蓋をする形で磁気回路を構成する。と同時に空間５の
気密を保つ。そのため、形状は、欧磁性体１の外径に等
しい径の円板としている。第４図Ａは底部保持部品４で
ありし同図Ｂはその平面図である。これは蓋部保持部品
５と、ねじ４１で締め合され、軟磁性体１と非晶質合金
磁性体２からなる磁気回路を保持する。孔３１２は軟磁
性体１の孔３１１とつながる位置にある。第５図Ａは蓋
部保持部品５の断面図、同図Ｂは平面図である。これは
底部保持部品４と前記磁気回路と保持する。その非晶質
合金磁性体２を圧着する面には、溝５１が、その中の中
に軟磁性体１の端部が入るように切に込まれている。そ
の中、深さは、非晶質合金磁性体２の厚さよりも大きく
とる。そして、この面には気密を保つために極薄の非磁
性の軟し・膜５３をつけておく。また、非晶質合金磁性
体２に外部圧力を伝搬するための透孔を先の溝と溝の間
に設けておく。このセンサに、第１図に示すように圧力
Ｐが加わったとする。
今、内部空間６は真空であったとする。圧力Ｐは蓋部保
持部品５の孔５２により非晶質合金磁性体２に加わる。
その結果、非晶質合金磁性体２は下方に変形し、内部に
応力が発生する。この応力によりその比透磁率仏ｒが変
化する。これにより軟磁性体１および非晶質合金磁性体
２よりなる磁気回路の磁気抵抗が変化し、コイル３川こ
より、これをインダクタンスの変化として取り出すこと
が可能となる。以上述べたように、本発観の圧力センサ
においては、できるだけ磁歪効果のみによる特性変化を
取り出すようにすることが必要である。
持部品５の孔５２により非晶質合金磁性体２に加わる。
その結果、非晶質合金磁性体２は下方に変形し、内部に
応力が発生する。この応力によりその比透磁率仏ｒが変
化する。これにより軟磁性体１および非晶質合金磁性体
２よりなる磁気回路の磁気抵抗が変化し、コイル３川こ
より、これをインダクタンスの変化として取り出すこと
が可能となる。以上述べたように、本発観の圧力センサ
においては、できるだけ磁歪効果のみによる特性変化を
取り出すようにすることが必要である。
また、磁歪効果は、内部応力が引っ張りであっても圧縮
であっても、比透磁率一ｒの低下を生じさせるから、圧
力Ｐの印加で、応力最小の点を通過しないように配慮し
なければならない。まず、磁歪効果による特性変化を取
り出すためには、励磁コイル３０‘こよる磁束を漏らす
ことなくこの磁気回路に通すことができればよい。
であっても、比透磁率一ｒの低下を生じさせるから、圧
力Ｐの印加で、応力最小の点を通過しないように配慮し
なければならない。まず、磁歪効果による特性変化を取
り出すためには、励磁コイル３０‘こよる磁束を漏らす
ことなくこの磁気回路に通すことができればよい。
今、もしも欧磁性体１の代りに、第６図に示すような鮫
磁性体Ｔを用いたとする。励磁コイル３０′は柱状部７
１に巻かれるため、励磁コイル３０′の漏れ磁束が大き
くなる。この漏れ磁束は第６図の破線で示すような径路
を通る。そのため、圧力Ｐにより、非晶質磁性体が下方
に変形すると、漏れ磁束の磁気的径路が短くなり、磁気
抵抗が減少する。これは本来の滋歪効果の透磁率ムｒの
減少すなわち磁気抵抗の増加に反し、その効果を打消す
方向に働く。そこで、軟磁性体を第２図に示すようにつ
ば１１を設けておくと、コイル３０の作る磁界の漏れ磁
束は大中に減少する。コイル３０の径が、つば１１の径
以下であるときには、漏れ磁束がさらに少なくなるのは
言うまでもない。よって、つば１１を設けることで、こ
のセンサの出力を第６図の構造の敏磁性体７を使用した
場合よりも大中に改善することができる。次に応用最小
となる状態を圧力Ｐの印加によって生じさせることのな
いようにするためには、圧力Ｐ＝○で全く非晶質磁性合
金の内部応力がない状態を作る方法が考えられる。
磁性体Ｔを用いたとする。励磁コイル３０′は柱状部７
１に巻かれるため、励磁コイル３０′の漏れ磁束が大き
くなる。この漏れ磁束は第６図の破線で示すような径路
を通る。そのため、圧力Ｐにより、非晶質磁性体が下方
に変形すると、漏れ磁束の磁気的径路が短くなり、磁気
抵抗が減少する。これは本来の滋歪効果の透磁率ムｒの
減少すなわち磁気抵抗の増加に反し、その効果を打消す
方向に働く。そこで、軟磁性体を第２図に示すようにつ
ば１１を設けておくと、コイル３０の作る磁界の漏れ磁
束は大中に減少する。コイル３０の径が、つば１１の径
以下であるときには、漏れ磁束がさらに少なくなるのは
言うまでもない。よって、つば１１を設けることで、こ
のセンサの出力を第６図の構造の敏磁性体７を使用した
場合よりも大中に改善することができる。次に応用最小
となる状態を圧力Ｐの印加によって生じさせることのな
いようにするためには、圧力Ｐ＝○で全く非晶質磁性合
金の内部応力がない状態を作る方法が考えられる。
しかし、この方法は、非晶質合金磁性体２を鰍磁性体１
に押えつける限り、蓋部保持部品５と軟磁性体１の一方
がなくなる端部、たとえば第７図の如く蓋部保持部品５
の非晶質磁性合金接触面が平らな場合には、軟磁性体１
の関口部端部での応力の発生が避けられず、その実現は
困難である。そこで、非晶質合金磁性体２に、Ｐ＝０の
状態において、圧力が加わったときに応力が発生する方
向に、あらかじめバイアス応力を加えおくことが現実的
である。そこで、第７図に示すように、単に蓋部保持部
品５の非晶質合金磁性体２との接触部を平にし、下方に
非晶質合金磁性体２を変形させる方法が考えられる。し
かし、この方法では、圧力による変形−内部応力取り出
しが大きくとれないと言う欠点がある。そこで、第８図
に示す如く蓋部保持部品５に溝５１をその藩中の中に軟
磁性体１の開口部端部が入るように切り込む。この溝の
中および深さは非晶質合金磁性体２の厚さより広く、ま
た中は欧磁性体１の開□部に比べて数分の１以下にする
。このとき、非晶質合金磁性体２の変形は第８図に示す
実線のようになる。この変形は第７図の構造の場合にお
ける変形よりも小さい。その結果、この非晶質合金磁性
体２に圧力Ｐが加わると、非晶質合金磁性体２は応力最
小となることなく変形し、しかも、第７図の構造のもの
に比べてその変化も大きくとることができる。以上述べ
たように、本発明の圧力センサは、磁気的にすぐれた非
晶質合金磁性体の磁歪作用を利用することにより、高感
度、高耐久性、低温度依存性を実現し、さらに磁気回路
形状の工夫により磁歪効果の取り出しを効果的に行ない
、出力の単調性を保障し、さらに非晶質合金磁性体の抑
え方により高出力で、単調性を満足することができる。
さらに、構造そのものも、きわめて簡単で、安価に提供
できるものである。
に押えつける限り、蓋部保持部品５と軟磁性体１の一方
がなくなる端部、たとえば第７図の如く蓋部保持部品５
の非晶質磁性合金接触面が平らな場合には、軟磁性体１
の関口部端部での応力の発生が避けられず、その実現は
困難である。そこで、非晶質合金磁性体２に、Ｐ＝０の
状態において、圧力が加わったときに応力が発生する方
向に、あらかじめバイアス応力を加えおくことが現実的
である。そこで、第７図に示すように、単に蓋部保持部
品５の非晶質合金磁性体２との接触部を平にし、下方に
非晶質合金磁性体２を変形させる方法が考えられる。し
かし、この方法では、圧力による変形−内部応力取り出
しが大きくとれないと言う欠点がある。そこで、第８図
に示す如く蓋部保持部品５に溝５１をその藩中の中に軟
磁性体１の開口部端部が入るように切り込む。この溝の
中および深さは非晶質合金磁性体２の厚さより広く、ま
た中は欧磁性体１の開□部に比べて数分の１以下にする
。このとき、非晶質合金磁性体２の変形は第８図に示す
実線のようになる。この変形は第７図の構造の場合にお
ける変形よりも小さい。その結果、この非晶質合金磁性
体２に圧力Ｐが加わると、非晶質合金磁性体２は応力最
小となることなく変形し、しかも、第７図の構造のもの
に比べてその変化も大きくとることができる。以上述べ
たように、本発明の圧力センサは、磁気的にすぐれた非
晶質合金磁性体の磁歪作用を利用することにより、高感
度、高耐久性、低温度依存性を実現し、さらに磁気回路
形状の工夫により磁歪効果の取り出しを効果的に行ない
、出力の単調性を保障し、さらに非晶質合金磁性体の抑
え方により高出力で、単調性を満足することができる。
さらに、構造そのものも、きわめて簡単で、安価に提供
できるものである。
第１図は本発明にかかる圧力センサの一実施例の断面図
である。 第２図、第３図、第４図および第５図はこの実施例の構
成要素を示すもので、それぞれの図Ａは断面図、図Ｂは
平面図である。第６図Ａは比較例である軟磁性体の他の
形状を示す断面図、同図Ｂは平面図である。第７図は蓋
部保持部品に溝のない場合の効果を説明するための要部
断面図、第８図は蓋部保持部品に溝のある場合の効果を
説明するための要部断面図である。１・・・・・・軟磁
性体、２・・・…非晶質合金磁性体、４・・・・・・非
磁性体からなる底部保持部品、５・・・・・・非磁性体
からなる蓋部保持部品、６・・・・・・空間、１１・・
・・・・つば、１２・・・・・・中心部門柱部分、３０
・・・・・・コイル、５２・・・・・・透孔。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
である。 第２図、第３図、第４図および第５図はこの実施例の構
成要素を示すもので、それぞれの図Ａは断面図、図Ｂは
平面図である。第６図Ａは比較例である軟磁性体の他の
形状を示す断面図、同図Ｂは平面図である。第７図は蓋
部保持部品に溝のない場合の効果を説明するための要部
断面図、第８図は蓋部保持部品に溝のある場合の効果を
説明するための要部断面図である。１・・・・・・軟磁
性体、２・・・…非晶質合金磁性体、４・・・・・・非
磁性体からなる底部保持部品、５・・・・・・非磁性体
からなる蓋部保持部品、６・・・・・・空間、１１・・
・・・・つば、１２・・・・・・中心部門柱部分、３０
・・・・・・コイル、５２・・・・・・透孔。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外円壁、円形底部、ならびに前記円形底部上中心部
に設けられ前記外円壁上端面と同一平面上にその上面が
位置するつばを有した円柱部よりなる軟磁性体、この軟
磁性体に蓋をして磁気回路を構成する板状の非晶質合金
磁性体、この非晶質合金磁性体に圧力を伝達するための
透孔を有し、かつ前記軟磁性体上に配置されている非磁
性体蓋、および前記磁気回路を励磁するため前記軟磁性
体中心部円柱に巻かれたコイルを具備し、前記軟磁性体
と前記非晶質合金磁性体とで囲まれた空間が真空もしく
は一定気圧に保たれていることを特徴とする圧力センサ
。 ２ 非磁性体蓋の非晶質合金磁性体と接する面に、軟磁
性体開口部端がその溝巾の中に入る円状溝が少なくとも
一つ形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の圧力センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55098378A JPS6022287B2 (ja) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | 圧力センサ |
| US06/284,568 US4412454A (en) | 1980-07-17 | 1981-07-17 | Pressure sensing unit for a pressure sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55098378A JPS6022287B2 (ja) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5723832A JPS5723832A (en) | 1982-02-08 |
| JPS6022287B2 true JPS6022287B2 (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=14218207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55098378A Expired JPS6022287B2 (ja) | 1980-07-17 | 1980-07-17 | 圧力センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4412454A (ja) |
| JP (1) | JPS6022287B2 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4634973A (en) * | 1983-06-29 | 1987-01-06 | Wacom Co., Ltd. | Position detecting apparatus |
| JPS60194049A (ja) * | 1984-03-13 | 1985-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 応力磁気センサ |
| US4625562A (en) * | 1984-06-08 | 1986-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Amorphous magnetic alloy sensor |
| JPS613020A (ja) * | 1984-06-18 | 1986-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体圧センサ |
| JPS6183930A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-28 | Toshiba Corp | 圧力・差圧伝送器 |
| DE3603733A1 (de) * | 1985-02-22 | 1986-08-28 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Druckempfindlicher schalter |
| EP0204928B1 (en) * | 1985-04-18 | 1991-07-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Exciting of magnetic field for amorphous-alloy sensor |
| JPS628031A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 油圧センサ |
| JPS6299143U (ja) * | 1985-12-13 | 1987-06-24 | ||
| DE3604088A1 (de) * | 1986-02-08 | 1987-08-13 | Daimler Benz Ag | Drucksensor |
| SE454386B (sv) * | 1986-09-02 | 1988-04-25 | Carl Tyren | Anordning for metning av trycket hos en i en kropp innesluten gas, t ex lufttrycket i ett fordonsdeck |
| DE3638978C2 (de) * | 1986-11-14 | 1996-04-25 | Teves Gmbh Alfred | Elektrohydraulische Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des Druckes in einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage |
| JPH01212301A (ja) * | 1988-02-19 | 1989-08-25 | Toshiba Corp | ひずみセンサ |
| US5168117A (en) * | 1991-01-14 | 1992-12-01 | Tom Anderson Guitarworks | Electromagnetic pickup with flexible magnetic carrier |
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| US6500210B1 (en) | 1992-09-08 | 2002-12-31 | Seattle Systems, Inc. | System and method for providing a sense of feel in a prosthetic or sensory impaired limb |
| US5490424A (en) * | 1993-03-09 | 1996-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pressure sensor with moisture resistance and uniform characteristics |
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| US3940992A (en) * | 1973-12-26 | 1976-03-02 | Texas Instruments Incorporated | Transducer |
| US4322973A (en) * | 1980-08-29 | 1982-04-06 | Aisin Seiki Company, Limited | Acceleration and deceleration sensor |
-
1980
- 1980-07-17 JP JP55098378A patent/JPS6022287B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-07-17 US US06/284,568 patent/US4412454A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4412454A (en) | 1983-11-01 |
| JPS5723832A (en) | 1982-02-08 |
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