專利名稱：測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變計(jì)，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)為應(yīng)變計(jì)元件模板由電阻材料組成，可感應(yīng)應(yīng)變并顯示相應(yīng)應(yīng)變的電阻變化，寬幅較??；至少有1對(duì)應(yīng)變計(jì)組合件模板，連接有應(yīng)變計(jì)引線，寬幅較大；至少有1對(duì)連接用模板，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計(jì)組合件模板和上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部；而應(yīng)變計(jì)元件模板、應(yīng)變計(jì)組合件模板和連接用模板構(gòu)成金屬箔模板，此金屬箔模板被附設(shè)在應(yīng)變計(jì)基座上，應(yīng)變計(jì)基座由撓性絕緣材料組成。此外，上述附設(shè)有金屬箔模板的應(yīng)變計(jì)基座的表面部分被片狀膜所包覆。此應(yīng)變計(jì)可同時(shí)用于測(cè)量大應(yīng)變。
背景技術(shù)：
應(yīng)變計(jì)通過(guò)將機(jī)械或結(jié)構(gòu)物(以下簡(jiǎn)稱“被測(cè)量物體”)的表面機(jī)械性應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻值、電壓等電氣量而加以檢測(cè)，可精確測(cè)量被測(cè)量物體各部分的變形(應(yīng)變)情況，并可在被測(cè)量物體處于實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下對(duì)其應(yīng)變分布情況進(jìn)行定量測(cè)試，且不會(huì)對(duì)被測(cè)量物體造成損壞。
用于上述用途的以往的應(yīng)變計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖4及圖5所示。
圖4表示以往的箔應(yīng)變計(jì)類型的單軸應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)的模式平面圖，圖5表示圖4所示的應(yīng)變計(jì)緊貼在被測(cè)量物體上的狀態(tài)的截面圖。
在圖4、圖5中，1為應(yīng)變計(jì)基座，由撓性絕緣材料組成。2為寬幅較小的應(yīng)變計(jì)元件模板，其導(dǎo)電箔(金屬箔)材料通過(guò)照相蝕刻技術(shù)，如圖4所示，被連續(xù)折返成一定長(zhǎng)度(應(yīng)變計(jì)長(zhǎng)度)呈彎曲狀圖形。可對(duì)通過(guò)上述應(yīng)變計(jì)基座1而傳達(dá)過(guò)來(lái)的被測(cè)量物體9的應(yīng)變量進(jìn)行測(cè)試，顯示相應(yīng)的電阻值。
3a及3b為應(yīng)變計(jì)組合件模板，其材料與上述應(yīng)變計(jì)元件模板2相同，且同時(shí)形成1對(duì)。為了比較容易地連接應(yīng)變計(jì)引線(引線)4a及4b，組合件模板比應(yīng)變計(jì)元件模板2的線寬要大很多。5a及5b為連接用模板，其一端連接在上述1對(duì)應(yīng)變計(jì)組合件模板3a及3b上，另一端連接在應(yīng)變計(jì)元件模板2的各個(gè)頂部。6a及6b為錫焊部，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計(jì)引線4a及4b和應(yīng)變計(jì)組合件模板3a及3b。7為片狀膜，包覆應(yīng)變計(jì)元件模板2、應(yīng)變計(jì)組合件模板3a及3b以及連接用模板5a及5b的表面，可防止因吸濕而引起的退化以及因外部原因而引起的損傷。
使用以上結(jié)構(gòu)的應(yīng)變計(jì)去測(cè)量大應(yīng)變時(shí)存在種種問(wèn)題。
首先，普通的箔型應(yīng)變計(jì)，比如，在將其緊貼在被測(cè)量物體上并通過(guò)拉伸使其伸展時(shí)，圖4的A部，即應(yīng)變計(jì)組合件模板3a及3b在A部(應(yīng)變計(jì)組合件模板3a及3b)和B部(連接用模板5a、5b)的交接部分，即兩者相連接的部分附近會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，當(dāng)應(yīng)變量達(dá)到8％左右時(shí)會(huì)引起斷線，存在這個(gè)缺點(diǎn)。
引起上述現(xiàn)象發(fā)生的原因可考慮為，A部(應(yīng)變計(jì)組合件模板3a及3b)的箔面積比B部(連接用模板5a、5b)的箔面積大，再加上A部焊接有應(yīng)變計(jì)引線4a、4b，因此處于比B部較難伸展的狀態(tài)。
為此，本專利申請(qǐng)人發(fā)明了如剛才圖4所示的應(yīng)變計(jì)(專利文獻(xiàn)1實(shí)用新型專利登記第3040684號(hào)公報(bào))。
圖4所示的專利文獻(xiàn)1所述的應(yīng)變計(jì)，其特征在于，形成有細(xì)縫，可分散應(yīng)變計(jì)組合件模板3a、3b的與上述連接用模板5a、5b相連接部分的應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止斷線。下面進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明，應(yīng)變計(jì)組合件模板3a、3b與應(yīng)變計(jì)元件模板2相對(duì)一側(cè)的頂部，其凹面對(duì)著應(yīng)變計(jì)元件模板2一側(cè)(圖4中為左側(cè))，形成圓弧形狀。此外，上述細(xì)縫在應(yīng)變計(jì)組合件模板3a、3b上與連接用模板5a、5b相連接的部分，沿著感應(yīng)軸形成，且其深度從靠近應(yīng)變計(jì)元件模板2一側(cè)直至應(yīng)變計(jì)組合件模板3a、3b的幾乎中心附近，形成細(xì)縫8a、8b。
在上述專利文獻(xiàn)1中所記載結(jié)構(gòu)的應(yīng)變計(jì)中，應(yīng)力比較集中的細(xì)縫8a、8b的最深部8c、8d附近寬幅較大，長(zhǎng)度尺寸較長(zhǎng)，因此，由于位于面積大的應(yīng)變計(jì)組合件模板3a、3b的中心附近，所以，應(yīng)力集中現(xiàn)象得到分散，不用擔(dān)心會(huì)發(fā)生由于應(yīng)力集中而引起斷線。
為此，應(yīng)變計(jì)元件模板2在結(jié)構(gòu)上通過(guò)應(yīng)變計(jì)基座1而承接被測(cè)量物體的應(yīng)變，并顯示相應(yīng)的電阻變化，但是，測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)具有應(yīng)變極限值，即應(yīng)變的極限不到10％，相對(duì)于此，圖4所示的應(yīng)變計(jì)對(duì)于超過(guò)15％的應(yīng)變也不會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象，從而使測(cè)量大應(yīng)變成為可能。
專利文獻(xiàn)1實(shí)用新型專利登記第3040684號(hào)發(fā)明內(nèi)容但是，近年來(lái)，針對(duì)應(yīng)變計(jì)，大家迫切期望開(kāi)發(fā)出一種可對(duì)上述超過(guò)15％應(yīng)變極限的大應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量的應(yīng)變計(jì)。
為此，涉及本發(fā)明的技術(shù)人員為了不辜負(fù)上述期望，對(duì)各種課題進(jìn)行了多方面的研究。
首先，對(duì)粘合劑的粘合力進(jìn)行了特性試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存的市場(chǎng)上銷售的粘合劑，比如涉及本專利申請(qǐng)人銷售的商品“CC-36”，其對(duì)20％以上的應(yīng)變也沒(méi)有問(wèn)題，即使是針對(duì)30％以上的大應(yīng)變也有效，但是，被粘合的應(yīng)變計(jì)本身的應(yīng)變極限沒(méi)有能夠超過(guò)15％。
此外，對(duì)形成應(yīng)變計(jì)元件模板等的金屬箔的模板以及箔材料嘗試了進(jìn)行變更，但是，沒(méi)有收到得到大幅度改善的效果。
此外，對(duì)提高應(yīng)變計(jì)基座與被測(cè)量物體的粘合力也進(jìn)行了嘗試，對(duì)其粘合面進(jìn)行了各種研磨處理，雖然收到了一定的改善效果，但是，沒(méi)有成為根本性的解決方法。
此外，為了提高粘合性，也考慮過(guò)增大應(yīng)變計(jì)基座的粘合面積，但是，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變計(jì)本身的整體面積增大，造成可以使用的能夠測(cè)量應(yīng)變的被測(cè)量物體得到限制，產(chǎn)生了其他新的問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于上述事項(xiàng)而發(fā)明的，其目的在于，第一，提供可對(duì)超出20％的大應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量的大應(yīng)變測(cè)量用應(yīng)變計(jì)；第二，提供即使大應(yīng)變產(chǎn)生作用，應(yīng)變計(jì)也不會(huì)輕易從被測(cè)量物體上脫落的大應(yīng)變測(cè)量用應(yīng)變計(jì)；第三，提供可維持應(yīng)變計(jì)本身尺寸盡量小的大應(yīng)變測(cè)量用應(yīng)變計(jì)；第四，提供生產(chǎn)及粘合作業(yè)比較容易進(jìn)行且廉價(jià)的大應(yīng)變測(cè)量用應(yīng)變計(jì)。
本發(fā)所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，為了達(dá)到上述第1～第4的目的，其結(jié)構(gòu)如下應(yīng)變計(jì)元件模板由電阻材料組成，可感應(yīng)應(yīng)變并顯示相應(yīng)應(yīng)變的電阻變化，寬幅較?。粦?yīng)變計(jì)組合件模板至少有1對(duì)，連接有應(yīng)變計(jì)引線，寬幅較大；連接用模板至少有1對(duì)，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計(jì)組合件模板和上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部；而應(yīng)變計(jì)元件模板、應(yīng)變計(jì)組合件模板和連接用模板構(gòu)成金屬箔模板，此金屬箔模板被附設(shè)在應(yīng)變計(jì)基座上，應(yīng)變計(jì)基座由撓性絕緣材料組成。此外，上述附設(shè)有金屬箔模板的應(yīng)變計(jì)基座的表面部分被片狀膜所包覆。在上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)變計(jì)條件下將上述片狀膜延長(zhǎng)至規(guī)定長(zhǎng)度，多出上述應(yīng)變計(jì)元件模板部分的應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣，形成超出部分；這種測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)在結(jié)構(gòu)上的特征為在緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，上述應(yīng)變計(jì)基座的背面和上述超出部分的背面可同時(shí)緊貼到上述被測(cè)量物體上。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其片狀膜具有以下特征由聚酯樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂及聚酰亞胺樹脂中任一樹脂所組成。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，具有以下特征上述超出部分的長(zhǎng)度設(shè)定為比上述應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣多出0.3mm～1.5mm。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，具有以下特征上述連接用模板在結(jié)構(gòu)上其模板長(zhǎng)度設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的模板長(zhǎng)，并使上述應(yīng)變計(jì)組合件模板遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計(jì)元件模板。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，具有以下特征上述應(yīng)變計(jì)基座其幅度尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的幅度小。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，具有以下特征在把應(yīng)變計(jì)緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，其作為標(biāo)記的定位標(biāo)志在結(jié)構(gòu)上其位置遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣部分。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，具有以下特征上述應(yīng)變計(jì)組合件模板與上述連接用模板相連接的部分形成有細(xì)縫，可使應(yīng)力的集中得到分散，并防止斷線。
本發(fā)明所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)中的上述細(xì)縫，具有以下特征上述細(xì)縫沿著應(yīng)變計(jì)元件模板的感應(yīng)軸形成，且其深度貫穿應(yīng)變計(jì)組合件模板靠近上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部直至中心附近。
根據(jù)上述的發(fā)明，應(yīng)變計(jì)元件模板由電阻材料組成，可感應(yīng)應(yīng)變并顯示相應(yīng)應(yīng)變的電阻變化，寬幅較??；應(yīng)變計(jì)組合件模板至少有1對(duì)，連接有應(yīng)變計(jì)引線，寬幅較大；連接用模板至少有1對(duì)，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計(jì)組合件模板和上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部；而應(yīng)變計(jì)元件模板、應(yīng)變計(jì)組合件模板和連接用模板構(gòu)成金屬箔模板，此金屬箔模板被附設(shè)在應(yīng)變計(jì)基座上，應(yīng)變計(jì)基座由撓性絕緣材料組成。此外，上述附設(shè)有金屬箔模板的應(yīng)變計(jì)基座的表面部分被片狀膜所包覆。在上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)變計(jì)條件下把上述片狀膜延長(zhǎng)至規(guī)定長(zhǎng)度，多出上述應(yīng)變計(jì)元件模板部分的應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣，形成超出部分；由于這種測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)在結(jié)構(gòu)上為在緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，上述應(yīng)變計(jì)基座的背面和上述超出部分的背面可同時(shí)緊貼到上述被測(cè)量物體上，因此，被緊貼到被測(cè)量物體上的片狀膜的超出部分可有效抑制對(duì)應(yīng)應(yīng)變計(jì)元件模板部分的應(yīng)變計(jì)基座頂端的剝離，對(duì)于至今無(wú)法測(cè)量的大大超出20％的大應(yīng)變也可進(jìn)行高精度的測(cè)量，而且，因附設(shè)超出部分而產(chǎn)生的尺寸增大甚微，沒(méi)有產(chǎn)生問(wèn)題，制造成本也沒(méi)有增多，所以，可以提供用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，且緊貼到被測(cè)量物體上的緊貼作業(yè)也比較容易進(jìn)行。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述片狀膜由聚酯樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂及聚酰亞胺樹脂中任一樹脂所組成，一般來(lái)說(shuō)，可以使用與片狀膜和應(yīng)變計(jì)基座材料相同的材料，不會(huì)引起制造成本的上升，因此，可以提供達(dá)到如上所述特有發(fā)明效果的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述超出部分的長(zhǎng)度設(shè)定為比上述應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣多出0.3mm～1.5mm，因此，相對(duì)于應(yīng)變計(jì)基座的長(zhǎng)度，超出部分的長(zhǎng)度并沒(méi)有過(guò)度引起尺寸的增大，特別是，如果超出部分的尺寸沒(méi)有達(dá)到上述尺寸范圍，則防止剝離的效果將減弱，相反，如果超出上述尺寸范圍，則防止剝離的效果將達(dá)到極限，不如說(shuō)，尺寸的增大將引起不利。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述連接用模板在結(jié)構(gòu)上其模板長(zhǎng)度設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的模板長(zhǎng)，并使上述應(yīng)變計(jì)組合件模板遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計(jì)元件模板，因此，通過(guò)使應(yīng)力容易集中的應(yīng)變計(jì)組合件模板和連接用模板的交接部分盡量遠(yuǎn)離應(yīng)變計(jì)元件模板，可使應(yīng)變計(jì)元件模板不容易受到應(yīng)力集中所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而可以提供可高精度測(cè)量大應(yīng)變的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述應(yīng)變計(jì)基座的幅度尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的幅度小，因此，根據(jù)泊松比的幅度方向的變形量將變小，可以提供在極力抑制應(yīng)變計(jì)基座的剝離上較為有利的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于在把應(yīng)變計(jì)緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，其作為標(biāo)記的定位標(biāo)志在結(jié)構(gòu)上其位置遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣部分，因此，通過(guò)使剛性較大的定位標(biāo)志遠(yuǎn)離容易產(chǎn)生剝離的應(yīng)變計(jì)基座頂端邊緣，可使應(yīng)變計(jì)基座頂端的伸展特性均一化，進(jìn)而可以抑制應(yīng)變計(jì)基座的頂端從應(yīng)變計(jì)元件模板上脫落，可以提供大應(yīng)變的測(cè)量范圍得到大幅度擴(kuò)張的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述應(yīng)變計(jì)組合件模板與上述連接用模板相連接的部分形成有可使應(yīng)力的集中得到分散，并防止斷線的細(xì)縫，因此，通過(guò)使應(yīng)力集中在寬幅較大的應(yīng)變計(jì)模板的中間部分產(chǎn)生，使應(yīng)力的集中得到分散，即使加上大幅度超出以往應(yīng)變極限值的拉力也不會(huì)產(chǎn)生斷線現(xiàn)象，與上述超出部分擁有的防止剝離效果相輔相成，可以提供應(yīng)變的測(cè)量范圍得到大幅度擴(kuò)張的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述細(xì)縫沿著應(yīng)變計(jì)元件模板的感應(yīng)軸形成，且其深度貫穿應(yīng)變計(jì)組合件模板靠近上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部直至中心附近，因此，可以提供與申請(qǐng)項(xiàng)目7所記載的發(fā)明具相同效果的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。


圖1表示與本發(fā)明的第1實(shí)施例有關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)整體結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖2表示把圖1所示的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)的狀態(tài)的模式截面圖。
圖3表示與本發(fā)明的第2實(shí)施例有關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖4表示以往的應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖5表示圖4所示的現(xiàn)有應(yīng)變計(jì)的截面結(jié)構(gòu)的模式截面圖。
圖6表示在以往的應(yīng)變計(jì)上使大應(yīng)變產(chǎn)生作用時(shí)發(fā)生的剝離狀態(tài)的斜視圖。
元件符號(hào)說(shuō)明11、21應(yīng)變計(jì)基座12、22應(yīng)變計(jì)元件模板13a、13b、23a、23b應(yīng)變計(jì)組合件模板14a、14b應(yīng)變計(jì)引線15a、15b、25a、25b連接用模板16a、16b錫焊部17、27片狀膜17a、27a片狀膜的超出部分18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g、18h、28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h定位標(biāo)志19被測(cè)量物體30a、30b細(xì)縫30c、30d細(xì)縫的最深部具體實(shí)施方式
以下，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照附圖，對(duì)本發(fā)明所述的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1表示與本發(fā)明的第1實(shí)施例有關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)結(jié)構(gòu)的模式斜視圖。圖2表示把圖1所示的應(yīng)變計(jì)緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)的狀態(tài)的截面圖。
圖1及圖2所示的應(yīng)變計(jì)表示箔應(yīng)變計(jì)類型的單軸應(yīng)變計(jì)的一個(gè)例子，其中，11為撓性絕緣材料，例如由聚酰亞胺樹脂組成的形成矩形板狀的應(yīng)變計(jì)基座。
12為電阻材料，例如，將銅鎳合金組成的箔材料通過(guò)照相蝕刻技術(shù)如圖1所示，連續(xù)折返成規(guī)定的應(yīng)變計(jì)長(zhǎng)度C、呈彎曲狀圖形、寬幅較小的應(yīng)變計(jì)元件模板。對(duì)通過(guò)上述應(yīng)變計(jì)基座11而傳達(dá)過(guò)來(lái)的被測(cè)量物體的應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試，顯示相應(yīng)的電阻值。
13a及13b為應(yīng)變計(jì)組合件模板，其材料與上述應(yīng)變計(jì)元件模板12相同，且同時(shí)形成1對(duì)。為了比較容易地連接應(yīng)變計(jì)引線(引線)14a及14b，組合件模板比應(yīng)變計(jì)元件模板12的寬幅要大很多。
15a及15b為連接用模板，其一端分別連接在上述1對(duì)應(yīng)變計(jì)組合件模板13a及13b上，另一端連接在應(yīng)變計(jì)元件模板12的各個(gè)頂部。
16a及16b為錫焊部(或焊接部)，連接應(yīng)變計(jì)引線14a及14b和應(yīng)變計(jì)組合件模板13a及13b。17為片狀膜，包覆由應(yīng)變計(jì)元件模板12、應(yīng)變計(jì)組合件模板13a及13b以及連接用模板15a及15b組成的金屬箔模板的表面，比應(yīng)變計(jì)元件模板12的應(yīng)變計(jì)基座11的頂端邊緣(圖1及圖2中的左側(cè)邊緣)多出一定的長(zhǎng)度，設(shè)有超出部分17a。此片狀膜17的材質(zhì)可以使用聚酯樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂及聚酰亞胺樹脂等，這些樹脂可加工成膜狀。此外，不僅限于膜狀，還可通過(guò)毛刷油漆或噴槍等方法進(jìn)行噴霧等，形成涂膜也可以。
但是，在生產(chǎn)上最容易的方法是，形成膜狀，包覆緊貼有應(yīng)變計(jì)元件模板12等的應(yīng)變計(jì)基座11，且比應(yīng)變計(jì)基座11的頂端邊緣11a多出一定長(zhǎng)度(E)。
超出部分17a的長(zhǎng)度，即如圖2所示的從應(yīng)變計(jì)基座11的頂端邊緣11a到片狀膜17的超出部分17a的頂端邊緣17b的長(zhǎng)度E，雖然因應(yīng)變計(jì)基座的長(zhǎng)度D而有所不同，但是，例如在0.3mm～1.5mm的范圍內(nèi)即可。
但是，涉及本發(fā)明的技術(shù)人員為了擴(kuò)大以往大應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變極限，在對(duì)各種課題進(jìn)行多方面研究的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)刻意探求原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變計(jì)在受到大變位的情況下，會(huì)發(fā)生應(yīng)變計(jì)基座從被測(cè)量物體上脫落、剝離的現(xiàn)象，特別是，以往的應(yīng)變計(jì)如圖6所示，應(yīng)變計(jì)基座1的應(yīng)變計(jì)元件模板2的頂端邊緣所發(fā)生的剝離10較為顯著。
涉及本發(fā)明的技術(shù)人員基于上述經(jīng)驗(yàn)，在應(yīng)變計(jì)基座11的頂端把本來(lái)用于包覆應(yīng)變計(jì)元件模板12及應(yīng)變計(jì)組合件模板13a及13b以防止因吸濕而引起退化以及因外部原因而引起損傷的片狀膜17加以延長(zhǎng)，使其頂端部分超出應(yīng)變計(jì)基座11的頂端邊緣11a0.3mm～1.5mm，形成超出部分17a，通過(guò)把此超出部分17a緊貼到被測(cè)量物體上，發(fā)現(xiàn)可防止應(yīng)變計(jì)基座11的頂端脫落。
下面對(duì)這種結(jié)構(gòu)的與第1實(shí)施例有關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)的作用進(jìn)行說(shuō)明。
首先，圖1、圖2所示的與第1實(shí)施例有關(guān)的應(yīng)變計(jì)，假定應(yīng)變計(jì)基座11的表面(圖2中的上面)使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┱澈嫌袘?yīng)變計(jì)元件模板12和應(yīng)變計(jì)組合件模板13a、13b以及連接用模板15a、15b及定位標(biāo)志18a～18h等(以下，總稱為“金屬箔模板”)，并通過(guò)照相蝕刻技術(shù)形成一個(gè)模型。
此外，金屬箔模板上通過(guò)粘合等方法形成的應(yīng)變計(jì)基座11的表面，再比如通過(guò)使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┑确椒?，從?yīng)變計(jì)組合件模板13a、13b頂端到應(yīng)變計(jì)基座11的頂端(左側(cè))設(shè)置片狀膜17，其頂端的超出部分17a則不涂粘合劑等，以此形態(tài)從工廠出貨。
另外，為便于理解如圖2所示，應(yīng)變計(jì)組合件模板13a、13b上所焊的應(yīng)變計(jì)引線14a、14b的錫焊部16a、16b的底部周圍部分也被片狀膜17所包覆，可防濕。
下面，對(duì)測(cè)量大應(yīng)變的作業(yè)情況進(jìn)行說(shuō)明，把以上述方式組裝好的從工廠出貨的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，如圖2所示，緊貼到機(jī)械或結(jié)構(gòu)物等被測(cè)量物體19上，首先，使應(yīng)變計(jì)基座11上顯示的所有定位標(biāo)志18a～18h或部分定位標(biāo)志與被測(cè)量物體19上打格的格線(不加圖示)保持吻合，再把涂有粘合劑的應(yīng)變計(jì)基座11的背面緊貼到被測(cè)量物體19上。接著，把涂有粘合劑的形成于片狀膜頂端的超出部分17a的背面牢固地粘合到被測(cè)量物體19上。
如此，通過(guò)片狀膜17，金屬箔模板被不透水地包覆，不僅可以防止因吸濕而引起的退化以及因外部原因而引起的損傷，還可對(duì)以往產(chǎn)品所發(fā)生的應(yīng)變計(jì)基座11的頂端邊緣11a附近從被測(cè)量物體19剝離脫落的現(xiàn)象通過(guò)片狀膜17的超出部分17a得到有效抑制，這樣，對(duì)于類似20％～25％的大應(yīng)變也可以進(jìn)行測(cè)試，加以對(duì)應(yīng)。
雖然超出部分17a的防止剝離效果因超出部分17的長(zhǎng)度E而有所變化，但是，只要E在0.3mm～1.5mm的范圍內(nèi)，經(jīng)我們確認(rèn)就可充分發(fā)揮作用。另外，在應(yīng)變計(jì)基座11的基座長(zhǎng)度D為11mm、應(yīng)變計(jì)長(zhǎng)度為5mm的情況下，超出部分17a的長(zhǎng)度E設(shè)定為0.5mm時(shí)，經(jīng)確認(rèn)可充分達(dá)到預(yù)期目的。
圖3表示與本發(fā)明的第2實(shí)施例有關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)的平面圖。
圖3表示沒(méi)有經(jīng)過(guò)片狀膜27包覆狀態(tài)的應(yīng)變計(jì)，片狀膜27由偽裝線(雙點(diǎn)劃線)表示。
圖3所示的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，與上述相同，表示箔應(yīng)變計(jì)類型的單軸應(yīng)變計(jì)的一個(gè)例子。
其中，21為撓性絕緣材料，例如由聚酰亞胺樹脂組成的形成矩形板狀的應(yīng)變計(jì)基座。
22為電阻材料，例如，把銅鎳合金組成的箔材料通過(guò)照相蝕刻技術(shù)，被連續(xù)折返成規(guī)定的應(yīng)變計(jì)長(zhǎng)度、呈彎曲狀圖形、寬幅較小的應(yīng)變計(jì)元件模板。對(duì)通過(guò)上述應(yīng)變計(jì)基座21而傳達(dá)過(guò)來(lái)的被測(cè)量物體的應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試，顯示相應(yīng)的電阻值。
23a及23b為應(yīng)變計(jì)組合件模板，其材料與上述應(yīng)變計(jì)元件模板22相同，且同時(shí)形成1對(duì)。為了便于連接沒(méi)有進(jìn)行圖示的應(yīng)變計(jì)引線(引線)，組合件模板比應(yīng)變計(jì)元件模板22的寬幅要大很多。
25a及25b為連接用模板，其一端分別連接在上述1對(duì)應(yīng)變計(jì)組合件模板23a及23b上，另一端連接在應(yīng)變計(jì)元件模板22的各個(gè)頂部。
27為片狀膜，與圖1、圖2所示的本發(fā)明第1實(shí)施例相同，包覆應(yīng)變計(jì)元件模板22、應(yīng)變計(jì)組合件模板23a及23b以及連接用模板25a及25b的表面，不僅可以防止因吸濕而引起的退化以及因外部原因而引起的損傷，還擁有可防止應(yīng)變計(jì)基座21的頂端邊緣脫落的超出部分27a，此片狀膜27，例如，可由聚酯樹脂組成。
此種結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施例的應(yīng)變計(jì)其特征在于形成有細(xì)縫，可分散應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b和上述連接用模板25a、25b相連接部分的應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止斷線。下面進(jìn)行更為詳細(xì)的說(shuō)明，應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b與應(yīng)變計(jì)元件模板22相對(duì)峙一側(cè)的頂部，其凹面對(duì)著應(yīng)變計(jì)元件模板22一側(cè)(圖3中為左側(cè))，形成圓弧形狀。此外，上述細(xì)縫在應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b上與連接用模板25a、25b相連接的部分，沿著感應(yīng)軸形成，且其深度從靠近應(yīng)變計(jì)元件模板22一側(cè)直至應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b的幾乎中心附近，形成細(xì)縫30a、30b。
下面對(duì)這種結(jié)構(gòu)的與第2實(shí)施例相關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)的作用進(jìn)行說(shuō)明。例如，在應(yīng)變計(jì)基座21的背面涂抹粘合劑，粘合到被測(cè)量物體上，并通過(guò)拉伸給予伸展力時(shí)，如圖1所示與第1實(shí)施例有關(guān)的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)的情況為，應(yīng)力集中在應(yīng)變計(jì)組合件模板13a、13b和連接用模板15a、15b相連接部分附近，但是，圖3所示的用于測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)的情況為，應(yīng)力集中在細(xì)縫30a、30b的最深部30c、30d附近。
但是，由于應(yīng)力比較集中的細(xì)縫30a、30b的最深部30c、30d附近的寬幅較大，且長(zhǎng)度尺寸較長(zhǎng)，因此，由于位于面積較大的應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b的中心附近，所以，應(yīng)力集中現(xiàn)象得到分散，不用擔(dān)心會(huì)發(fā)生由于應(yīng)力集中而引起斷線。
此外，如第1實(shí)施例中所說(shuō)明的那樣，在第2實(shí)施例中，在測(cè)量時(shí)，應(yīng)變計(jì)基座21的背面和片狀膜27的超出部分27a的背面通過(guò)粘合劑被緊貼在被測(cè)量物體上，這種狀態(tài)下，通過(guò)片狀膜27，應(yīng)變計(jì)元件模板22等金屬箔模板被完全密閉，不僅可以防止因吸濕而引起的退化以及因外部原因而引起的損傷，還可對(duì)以往產(chǎn)品所發(fā)生的應(yīng)變計(jì)基座21的頂端邊緣21a附近從被測(cè)量物體上剝離、脫落的現(xiàn)象通過(guò)片狀膜27的超出部分27a得到有效抑制，結(jié)果對(duì)于類似20％～25％的大應(yīng)變也可以進(jìn)行測(cè)試，加以對(duì)應(yīng)。
超出部分27a的防止剝離效果與上述第1實(shí)施例的情況幾乎相同。
但是，第2實(shí)施例與上述第1實(shí)施例有以下不同。
即，第2實(shí)施例的應(yīng)變計(jì)的第一個(gè)特征為，形成有細(xì)縫30a、30b，可分散應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b和連接用模板25a、25b相連接部分的應(yīng)力集中現(xiàn)象，防止斷線。此細(xì)縫30a、30b沿著應(yīng)變計(jì)元件模板22的感應(yīng)軸形成，且其深度從靠近應(yīng)變計(jì)元件模板22一側(cè)的應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b的頂部開(kāi)始，其最深部30c、30d直至中心附近形成。
此細(xì)縫30a、30b的作用效果如前所述。
第2個(gè)特征為，連接用模板25a、25b在結(jié)構(gòu)上其模板長(zhǎng)度設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的模板長(zhǎng)，并使應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b遠(yuǎn)離應(yīng)變計(jì)元件模板22。
通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，并使應(yīng)力容易集中的應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b和連接用模板25a、25b的交接部分盡量遠(yuǎn)離應(yīng)變計(jì)元件模板22，可使應(yīng)變計(jì)元件模板22不容易受到應(yīng)力集中所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而可高精度地測(cè)量大應(yīng)變。
第3個(gè)特征為，應(yīng)變計(jì)基座21的寬度(圖1中為上下方向)尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的寬度小。
通過(guò)上述設(shè)定，可使根據(jù)泊松比的寬度方向的變形量變小，在防止應(yīng)變計(jì)基座21從被測(cè)量物體上剝離非常有效。
第4個(gè)特征為，在把應(yīng)變計(jì)緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，在作為標(biāo)記的定位標(biāo)志28a～28h中，使應(yīng)變計(jì)基座21的頂端(圖3中為左側(cè)部分)21a附近形成的定位標(biāo)志28a面向內(nèi)側(cè)(圖3中為右側(cè))遠(yuǎn)離應(yīng)變計(jì)基座21的頂端21a。
通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可使應(yīng)變計(jì)基座21頂端附近的伸展特性均一化，進(jìn)而可以抑制應(yīng)變計(jì)基座21頂端的剝離現(xiàn)象，使大應(yīng)變的測(cè)量范圍得到大幅度擴(kuò)張。
此外，本發(fā)明并不僅僅局限于上述實(shí)施例，只要其主旨不脫離一定的范圍，則可進(jìn)行各種變更。
例如在呈彎曲狀圖形的應(yīng)變計(jì)元件模板的折返部，沿感應(yīng)軸方向形成可分散應(yīng)力、防止斷線的細(xì)縫也可以。采用如此結(jié)構(gòu)，可消除折返部和應(yīng)變計(jì)線相連接部分的斷線事故，換言之，可提供大寬度超出應(yīng)變極限值的應(yīng)變計(jì)。
此外，圖4中作為以往的例子所示的應(yīng)變計(jì)，制造商的標(biāo)志附設(shè)在應(yīng)變計(jì)基座1的頂端部分，如果這一部分存在由金屬箔組成的標(biāo)志，則將使應(yīng)力分布不均勻，對(duì)剝離產(chǎn)生不良影響。因此，如圖3所示，最好將其移動(dòng)到應(yīng)變計(jì)元件模板22和應(yīng)變計(jì)組合件模板23a、23b的中間部分。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種應(yīng)變計(jì)，其特征在于，該種應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)如下應(yīng)變計(jì)元件模板由電阻材料組成，可感應(yīng)應(yīng)變并顯示相應(yīng)應(yīng)變的電阻變化，寬幅較??；應(yīng)變計(jì)組合件模板至少有1對(duì)，連接有應(yīng)變計(jì)引線，寬幅較大；連接用模板至少有1對(duì)，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計(jì)組合件模板和上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部；而應(yīng)變計(jì)元件模板、應(yīng)變計(jì)組合件模板和連接用模板構(gòu)成金屬箔模板，此金屬箔模板被附設(shè)在應(yīng)變計(jì)基座上，應(yīng)變計(jì)基座由撓性絕緣材料組成。此外，上述附設(shè)有金屬箔模板的應(yīng)變計(jì)基座的表面部分被片狀膜所包覆。在上述結(jié)構(gòu)的應(yīng)變計(jì)條件下將上述片狀膜延長(zhǎng)至規(guī)定長(zhǎng)度，多出上述應(yīng)變計(jì)元件模板部分的應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣，形成超出部分；該種測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)在結(jié)構(gòu)為在緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，上述應(yīng)變計(jì)基座的背面和上述超出部分的背面可同時(shí)緊貼到上述被測(cè)量物體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于上述片狀膜由聚酯樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂及聚酰亞胺樹脂中任一樹脂所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于上述超出部分的長(zhǎng)度設(shè)定為比上述應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣多出0.3mm～1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于上述連接用模板在結(jié)構(gòu)上其模板長(zhǎng)度設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的模板長(zhǎng)，并使上述應(yīng)變計(jì)組合件模板遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計(jì)元件模板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于上述應(yīng)變計(jì)基座其幅度尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計(jì)的幅度小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于在把應(yīng)變計(jì)緊貼到被測(cè)量物體上時(shí)，其作為標(biāo)記的定位標(biāo)志在結(jié)構(gòu)上其位置遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計(jì)基座的頂端邊緣部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于上述應(yīng)變計(jì)組合件模板與上述連接用模板相連接的部分形成有細(xì)縫，可使應(yīng)力的集中得到分散，并防止斷線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其特征在于上述細(xì)縫沿著應(yīng)變計(jì)元件模板的感應(yīng)軸形成，且其深度貫穿應(yīng)變計(jì)組合件模板靠近上述應(yīng)變計(jì)元件模板的頂部直至中心附近。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可精確測(cè)量應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其測(cè)量范圍從小應(yīng)變到超過(guò)20％的大應(yīng)變，范圍很大，且?guī)缀醪粫?huì)引起費(fèi)用及尺寸的增加。該種測(cè)量大應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)，其基座11上附有金屬箔模板，金屬箔模板由應(yīng)變計(jì)元件模板12、應(yīng)變計(jì)組合件模板13a、13b及連接用模板15a、15b組成。此金屬箔模板被附設(shè)在基座上，連接有應(yīng)變計(jì)引線14a、14b頂端部分的應(yīng)變計(jì)基座11的表面幾乎全部被片狀膜17所包覆，片狀膜17的頂端部分被延長(zhǎng)至規(guī)定長(zhǎng)度，多出應(yīng)變計(jì)基座11的頂端邊緣11a，形成超出部分17a。此超出部分17a擁有防止應(yīng)變計(jì)基座11從被測(cè)量物體19脫落的功能。
文檔編號(hào)G01B7/16GK101059331SQ200710096310
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者杉本武士, 古川博章, 內(nèi)野康弘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社共和電業(yè)