專利名稱：測量大應(yīng)變的應(yīng)變計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變計，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)為應(yīng)變計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，寬幅較小；至少有1對應(yīng)變計組合件模板，連接有應(yīng)變計引線，寬幅較大；至少有1對連接用模板，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計組合件模板和上述應(yīng)變計元件模板的頂部；而應(yīng)變計元件模板、應(yīng)變計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)變計基座上，應(yīng)變計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)變計基座的表面部分被片狀膜所包覆。此應(yīng)變計可同時用于測量大應(yīng)變。
背景技術(shù)：
應(yīng)變計通過將機(jī)械或結(jié)構(gòu)物(以下簡稱“被測量物體”)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，可精確測量被測量物體各部分的變形(應(yīng)變)情況，并可在被測量物體處于實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下對其應(yīng)變分布情況進(jìn)行定量測試，且不會對被測量物體造成損壞。
用于上述用途的以往的應(yīng)變計，其結(jié)構(gòu)如圖4及圖5所示。
圖4表示以往的箔應(yīng)變計類型的單軸應(yīng)變計結(jié)構(gòu)的模式平面圖，圖5表示圖4所示的應(yīng)變計緊貼在被測量物體上的狀態(tài)的截面圖。
在圖4、圖5中，1為應(yīng)變計基座，由撓性絕緣材料組成。2為寬幅較小的應(yīng)變計元件模板，其導(dǎo)電箔(金屬箔)材料通過照相蝕刻技術(shù)，如圖4所示，被連續(xù)折返成一定長度(應(yīng)變計長度)呈彎曲狀圖形?？蓪νㄟ^上述應(yīng)變計基座1而傳達(dá)過來的被測量物體9的應(yīng)變量進(jìn)行測試，顯示相應(yīng)的電阻值。
3a及3b為應(yīng)變計組合件模板，其材料與上述應(yīng)變計元件模板2相同，且同時形成1對。為了比較容易地連接應(yīng)變計引線(引線)4a及4b，組合件模板比應(yīng)變計元件模板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對應(yīng)變計組合件模板3a及3b上，另一端連接在應(yīng)變計元件模板2的各個頂部。6a及6b為錫焊部，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計引線4a及4b和應(yīng)變計組合件模板3a及3b。7為片狀膜，包覆應(yīng)變計元件模板2、應(yīng)變計組合件模板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)變計去測量大應(yīng)變時存在種種問題。
首先，普通的箔型應(yīng)變計，比如，在將其緊貼在被測量物體上并通過拉伸使其伸展時，圖4的A部，即應(yīng)變計組合件模板3a及3b在A部(應(yīng)變計組合件模板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發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，當(dāng)應(yīng)變量達(dá)到8％左右時會引起斷線，存在這個缺點(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，本專利申請人發(fā)明了如剛才圖4所示的應(yīng)變計(專利文獻(xiàn)1實(shí)用新型專利登記第3040684號公報)。
圖4所示的專利文獻(xiàn)1所述的應(yīng)變計，其特征在于，形成有細(xì)縫，可分散應(yīng)變計組合件模板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)的說明，應(yīng)變計組合件模板3a、3b與應(yīng)變計元件模板2相對一側(cè)的頂部，其凹面對著應(yīng)變計元件模板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)變計元件模板2一側(cè)直至應(yīng)變計組合件模板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，長度尺寸較長，因此，由于位于面積大的應(yīng)變計組合件模板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)心會發(fā)生由于應(yīng)力集中而引起斷線。
為此，應(yīng)變計元件模板2在結(jié)構(gòu)上通過應(yīng)變計基座1而承接被測量物體的應(yīng)變，并顯示相應(yīng)的電阻變化，但是，測量大應(yīng)變的應(yīng)變計具有應(yīng)變極限值，即應(yīng)變的極限不到10％，相對于此，圖4所示的應(yīng)變計對于超過15％的應(yīng)變也不會發(fā)生斷線現(xiàn)象，從而使測量大應(yīng)變成為可能。
專利文獻(xiàn)1實(shí)用新型專利登記第3040684號發(fā)明內(nèi)容但是，近年來，針對應(yīng)變計，大家迫切期望開發(fā)出一種可對上述超過15％應(yīng)變極限的大應(yīng)變進(jìn)行測量的應(yīng)變計。
為此，涉及本發(fā)明的技術(shù)人員為了不辜負(fù)上述期望，對各種課題進(jìn)行了多方面的研究。
首先，對粘合劑的粘合力進(jìn)行了特性試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存的市場上銷售的粘合劑，比如涉及本專利申請人銷售的商品“CC-36”，其對20％以上的應(yīng)變也沒有問題，即使是針對30％以上的大應(yīng)變也有效，但是，被粘合的應(yīng)變計本身的應(yīng)變極限沒有能夠超過15％。
此外，對形成應(yīng)變計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，沒有收到得到大幅度改善的效果。
此外，對提高應(yīng)變計基座與被測量物體的粘合力也進(jìn)行了嘗試，對其粘合面進(jìn)行了各種研磨處理，雖然收到了一定的改善效果，但是，沒有成為根本性的解決方法。
此外，為了提高粘合性，也考慮過增大應(yīng)變計基座的粘合面積，但是，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變計本身的整體面積增大，造成可以使用的能夠測量應(yīng)變的被測量物體得到限制，產(chǎn)生了其他新的問題。
本發(fā)明是鑒于上述事項而發(fā)明的，其目的在于，第一，提供可對超出20％的大應(yīng)變進(jìn)行測量的大應(yīng)變測量用應(yīng)變計；第二，提供即使大應(yīng)變產(chǎn)生作用，應(yīng)變計也不會輕易從被測量物體上脫落的大應(yīng)變測量用應(yīng)變計；第三，提供可維持應(yīng)變計本身尺寸盡量小的大應(yīng)變測量用應(yīng)變計；第四，提供生產(chǎn)及粘合作業(yè)比較容易進(jìn)行且廉價的大應(yīng)變測量用應(yīng)變計。
本發(fā)所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，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)變計組合件模板至少有1對，連接有應(yīng)變計引線，寬幅較大；連接用模板至少有1對，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計組合件模板和上述應(yīng)變計元件模板的頂部；而應(yīng)變計元件模板、應(yīng)變計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)變計基座上，應(yīng)變計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)變計條件下將上述片狀膜延長至規(guī)定長度，多出上述應(yīng)變計元件模板部分的應(yīng)變計基座的頂端邊緣，形成超出部分；這種測量大應(yīng)變的應(yīng)變計在結(jié)構(gòu)上的特征為在緊貼到被測量物體上時，上述應(yīng)變計基座的背面和上述超出部分的背面可同時緊貼到上述被測量物體上。
本發(fā)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，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)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，具有以下特征上述超出部分的長度設(shè)定為比上述應(yīng)變計基座的頂端邊緣多出0.3mm～1.5mm。
本發(fā)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，具有以下特征上述連接用模板在結(jié)構(gòu)上其模板長度設(shè)定為比普通應(yīng)變計的模板長，并使上述應(yīng)變計組合件模板遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計元件模板。
本發(fā)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，具有以下特征上述應(yīng)變計基座其幅度尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計的幅度小。
本發(fā)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，具有以下特征在把應(yīng)變計緊貼到被測量物體上時，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)變計基座的頂端邊緣部分。
本發(fā)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，具有以下特征上述應(yīng)變計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)明所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計中的上述細(xì)縫，具有以下特征上述細(xì)縫沿著應(yīng)變計元件模板的感應(yīng)軸形成，且其深度貫穿應(yīng)變計組合件模板靠近上述應(yīng)變計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)變計組合件模板至少有1對，連接有應(yīng)變計引線，寬幅較大；連接用模板至少有1對，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計組合件模板和上述應(yīng)變計元件模板的頂部；而應(yīng)變計元件模板、應(yīng)變計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)變計基座上，應(yīng)變計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)變計條件下把上述片狀膜延長至規(guī)定長度，多出上述應(yīng)變計元件模板部分的應(yīng)變計基座的頂端邊緣，形成超出部分；由于這種測量大應(yīng)變的應(yīng)變計在結(jié)構(gòu)上為在緊貼到被測量物體上時，上述應(yīng)變計基座的背面和上述超出部分的背面可同時緊貼到上述被測量物體上，因此，被緊貼到被測量物體上的片狀膜的超出部分可有效抑制對應(yīng)應(yīng)變計元件模板部分的應(yīng)變計基座頂端的剝離，對于至今無法測量的大大超出20％的大應(yīng)變也可進(jìn)行高精度的測量，而且，因附設(shè)超出部分而產(chǎn)生的尺寸增大甚微，沒有產(chǎn)生問題，制造成本也沒有增多，所以，可以提供用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，且緊貼到被測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，一般來說，可以使用與片狀膜和應(yīng)變計基座材料相同的材料，不會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)明效果的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述超出部分的長度設(shè)定為比上述應(yīng)變計基座的頂端邊緣多出0.3mm～1.5mm，因此，相對于應(yīng)變計基座的長度，超出部分的長度并沒有過度引起尺寸的增大，特別是，如果超出部分的尺寸沒有達(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，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)上其模板長度設(shè)定為比普通應(yīng)變計的模板長，并使上述應(yīng)變計組合件模板遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計元件模板，因此，通過使應(yīng)力容易集中的應(yīng)變計組合件模板和連接用模板的交接部分盡量遠(yuǎn)離應(yīng)變計元件模板，可使應(yīng)變計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量大應(yīng)變的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述應(yīng)變計基座的幅度尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計的幅度小，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)變計基座的剝離上較為有利的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于在把應(yīng)變計緊貼到被測量物體上時，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)變計基座的頂端邊緣部分，因此，通過使剛性較大的定位標(biāo)志遠(yuǎn)離容易產(chǎn)生剝離的應(yīng)變計基座頂端邊緣，可使應(yīng)變計基座頂端的伸展特性均一化，進(jìn)而可以抑制應(yīng)變計基座的頂端從應(yīng)變計元件模板上脫落，可以提供大應(yīng)變的測量范圍得到大幅度擴(kuò)張的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述應(yīng)變計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，通過使應(yīng)力集中在寬幅較大的應(yīng)變計模板的中間部分產(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)變的測量范圍得到大幅度擴(kuò)張的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計。
根據(jù)上述的發(fā)明，由于上述細(xì)縫沿著應(yīng)變計元件模板的感應(yīng)軸形成，且其深度貫穿應(yīng)變計組合件模板靠近上述應(yīng)變計元件模板的頂部直至中心附近，因此，可以提供與申請項目7所記載的發(fā)明具相同效果的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計。


圖1表示與本發(fā)明的第1實(shí)施例有關(guān)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計整體結(jié)構(gòu)的斜視圖。
圖2表示把圖1所示的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計緊貼到被測量物體上時的狀態(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)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖4表示以往的應(yīng)變計結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖5表示圖4所示的現(xiàn)有應(yīng)變計的截面結(jié)構(gòu)的模式截面圖。
圖6表示在以往的應(yīng)變計上使大應(yīng)變產(chǎn)生作用時發(fā)生的剝離狀態(tài)的斜視圖。
元件符號說明11、21應(yīng)變計基座12、22應(yīng)變計元件模板13a、13b、23a、23b應(yīng)變計組合件模板14a、14b應(yīng)變計引線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，對本發(fā)明所述的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1表示與本發(fā)明的第1實(shí)施例有關(guān)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計結(jié)構(gòu)的模式斜視圖。圖2表示把圖1所示的應(yīng)變計緊貼到被測量物體上時的狀態(tài)的截面圖。
圖1及圖2所示的應(yīng)變計表示箔應(yīng)變計類型的單軸應(yīng)變計的一個例子，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)變計基座。
12為電阻材料，例如，將銅鎳合金組成的箔材料通過照相蝕刻技術(shù)如圖1所示，連續(xù)折返成規(guī)定的應(yīng)變計長度C、呈彎曲狀圖形、寬幅較小的應(yīng)變計元件模板。對通過上述應(yīng)變計基座11而傳達(dá)過來的被測量物體的應(yīng)變進(jìn)行測試，顯示相應(yīng)的電阻值。
13a及13b為應(yīng)變計組合件模板，其材料與上述應(yīng)變計元件模板12相同，且同時形成1對。為了比較容易地連接應(yīng)變計引線(引線)14a及14b，組合件模板比應(yīng)變計元件模板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對應(yīng)變計組合件模板13a及13b上，另一端連接在應(yīng)變計元件模板12的各個頂部。
16a及16b為錫焊部(或焊接部)，連接應(yīng)變計引線14a及14b和應(yīng)變計組合件模板13a及13b。17為片狀膜，包覆由應(yīng)變計元件模板12、應(yīng)變計組合件模板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)變計元件模板12的應(yīng)變計基座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)變計元件模板12等的應(yīng)變計基座11，且比應(yīng)變計基座11的頂端邊緣11a多出一定長度(E)。
超出部分17a的長度，即如圖2所示的從應(yīng)變計基座11的頂端邊緣11a到片狀膜17的超出部分17a的頂端邊緣17b的長度E，雖然因應(yīng)變計基座的長度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)變計的應(yīng)變極限，在對各種課題進(jìn)行多方面研究的過程中，經(jīng)過刻意探求原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，應(yīng)變計在受到大變位的情況下，會發(fā)生應(yīng)變計基座從被測量物體上脫落、剝離的現(xiàn)象，特別是，以往的應(yīng)變計如圖6所示，應(yīng)變計基座1的應(yīng)變計元件模板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)變計基座11的頂端把本來用于包覆應(yīng)變計元件模板12及應(yīng)變計組合件模板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，使其頂端部分超出應(yīng)變計基座11的頂端邊緣11a0.3mm～1.5mm，形成超出部分17a，通過把此超出部分17a緊貼到被測量物體上，發(fā)現(xiàn)可防止應(yīng)變計基座11的頂端脫落。
下面對這種結(jié)構(gòu)的與第1實(shí)施例有關(guān)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計的作用進(jìn)行說明。
首先，圖1、圖2所示的與第1實(shí)施例有關(guān)的應(yīng)變計，假定應(yīng)變計基座11的表面(圖2中的上面)使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┱澈嫌袘?yīng)變計元件模板12和應(yīng)變計組合件模板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”)，并通過照相蝕刻技術(shù)形成一個模型。
此外，金屬箔模板上通過粘合等方法形成的應(yīng)變計基座11的表面，再比如通過使用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┑确椒?，從?yīng)變計組合件模板13a、13b頂端到應(yīng)變計基座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)變計組合件模板13a、13b上所焊的應(yīng)變計引線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，對測量大應(yīng)變的作業(yè)情況進(jìn)行說明，把以上述方式組裝好的從工廠出貨的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，如圖2所示，緊貼到機(jī)械或結(jié)構(gòu)物等被測量物體19上，首先，使應(yīng)變計基座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)變計基座11的背面緊貼到被測量物體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量物體19上。
如此，通過片狀膜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，還可對以往產(chǎn)品所發(fā)生的應(yīng)變計基座11的頂端邊緣11a附近從被測量物體19剝離脫落的現(xiàn)象通過片狀膜17的超出部分17a得到有效抑制，這樣，對于類似20％～25％的大應(yīng)變也可以進(jìn)行測試，加以對應(yīng)。
雖然超出部分17a的防止剝離效果因超出部分17的長度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)變計基座11的基座長度D為11mm、應(yīng)變計長度為5mm的情況下，超出部分17a的長度E設(shè)定為0.5mm時，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)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計的平面圖。
圖3表示沒有經(jīng)過片狀膜27包覆狀態(tài)的應(yīng)變計，片狀膜27由偽裝線(雙點(diǎn)劃線)表示。
圖3所示的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，與上述相同，表示箔應(yīng)變計類型的單軸應(yīng)變計的一個例子。
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)變計基座。
22為電阻材料，例如，把銅鎳合金組成的箔材料通過照相蝕刻技術(shù)，被連續(xù)折返成規(guī)定的應(yīng)變計長度、呈彎曲狀圖形、寬幅較小的應(yīng)變計元件模板。對通過上述應(yīng)變計基座21而傳達(dá)過來的被測量物體的應(yīng)變進(jìn)行測試，顯示相應(yīng)的電阻值。
23a及23b為應(yīng)變計組合件模板，其材料與上述應(yīng)變計元件模板22相同，且同時形成1對。為了便于連接沒有進(jìn)行圖示的應(yīng)變計引線(引線)，組合件模板比應(yīng)變計元件模板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對應(yīng)變計組合件模板23a及23b上，另一端連接在應(yīng)變計元件模板22的各個頂部。
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)變計元件模板22、應(yīng)變計組合件模板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)變計其特征在于形成有細(xì)縫，可分散應(yīng)變計組合件模板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)的說明，應(yīng)變計組合件模板23a、23b與應(yīng)變計元件模板22相對峙一側(cè)的頂部，其凹面對著應(yīng)變計元件模板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)變計元件模板22一側(cè)直至應(yīng)變計組合件模板23a、23b的幾乎中心附近，形成細(xì)縫30a、30b。
下面對這種結(jié)構(gòu)的與第2實(shí)施例相關(guān)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計的作用進(jìn)行說明。例如，在應(yīng)變計基座21的背面涂抹粘合劑，粘合到被測量物體上，并通過拉伸給予伸展力時，如圖1所示與第1實(shí)施例有關(guān)的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計的情況為，應(yīng)力集中在應(yīng)變計組合件模板13a、13b和連接用模板15a、15b相連接部分附近，但是，圖3所示的用于測量大應(yīng)變的應(yīng)變計的情況為，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，且長度尺寸較長，因此，由于位于面積較大的應(yīng)變計組合件模板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)施例中所說明的那樣，在第2實(shí)施例中，在測量時，應(yīng)變計基座21的背面和片狀膜27的超出部分27a的背面通過粘合劑被緊貼在被測量物體上，這種狀態(tài)下，通過片狀膜27，應(yīng)變計元件模板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，還可對以往產(chǎn)品所發(fā)生的應(yīng)變計基座21的頂端邊緣21a附近從被測量物體上剝離、脫落的現(xiàn)象通過片狀膜27的超出部分27a得到有效抑制，結(jié)果對于類似20％～25％的大應(yīng)變也可以進(jìn)行測試，加以對應(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)變計的第一個特征為，形成有細(xì)縫30a、30b，可分散應(yīng)變計組合件模板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)變計元件模板22的感應(yīng)軸形成，且其深度從靠近應(yīng)變計元件模板22一側(cè)的應(yīng)變計組合件模板23a、23b的頂部開始，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個特征為，連接用模板25a、25b在結(jié)構(gòu)上其模板長度設(shè)定為比普通應(yīng)變計的模板長，并使應(yīng)變計組合件模板23a、23b遠(yuǎn)離應(yīng)變計元件模板22。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，并使應(yīng)力容易集中的應(yīng)變計組合件模板23a、23b和連接用模板25a、25b的交接部分盡量遠(yuǎn)離應(yīng)變計元件模板22，可使應(yīng)變計元件模板22不容易受到應(yīng)力集中所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而可高精度地測量大應(yīng)變。
第3個特征為，應(yīng)變計基座21的寬度(圖1中為上下方向)尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計的寬度小。
通過上述設(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)變計基座21從被測量物體上剝離非常有效。
第4個特征為，在把應(yīng)變計緊貼到被測量物體上時，在作為標(biāo)記的定位標(biāo)志28a～28h中，使應(yīng)變計基座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)變計基座21的頂端21a。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，可使應(yīng)變計基座21頂端附近的伸展特性均一化，進(jìn)而可以抑制應(yīng)變計基座21頂端的剝離現(xiàn)象，使大應(yīng)變的測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。
此外，圖4中作為以往的例子所示的應(yīng)變計，制造商的標(biāo)志附設(shè)在應(yīng)變計基座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，對剝離產(chǎn)生不良影響。因此，如圖3所示，最好將其移動到應(yīng)變計元件模板22和應(yīng)變計組合件模板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，其特征在于，該種應(yīng)變計的結(jié)構(gòu)如下應(yīng)變計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，寬幅較小；應(yīng)變計組合件模板至少有1對，連接有應(yīng)變計引線，寬幅較大；連接用模板至少有1對，在電氣特性上分別連接應(yīng)變計組合件模板和上述應(yīng)變計元件模板的頂部；而應(yīng)變計元件模板、應(yīng)變計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)變計基座上，應(yīng)變計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)變計條件下將上述片狀膜延長至規(guī)定長度，多出上述應(yīng)變計元件模板部分的應(yīng)變計基座的頂端邊緣，形成超出部分；該種測量大應(yīng)變的應(yīng)變計在結(jié)構(gòu)為在緊貼到被測量物體上時，上述應(yīng)變計基座的背面和上述超出部分的背面可同時緊貼到上述被測量物體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，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所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其特征在于上述超出部分的長度設(shè)定為比上述應(yīng)變計基座的頂端邊緣多出0.3mm～1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其特征在于上述連接用模板在結(jié)構(gòu)上其模板長度設(shè)定為比普通應(yīng)變計的模板長，并使上述應(yīng)變計組合件模板遠(yuǎn)離上述應(yīng)變計元件模板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其特征在于上述應(yīng)變計基座其幅度尺寸設(shè)定為比普通應(yīng)變計的幅度小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其特征在于在把應(yīng)變計緊貼到被測量物體上時，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)變計基座的頂端邊緣部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其特征在于上述應(yīng)變計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所述的測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其特征在于上述細(xì)縫沿著應(yīng)變計元件模板的感應(yīng)軸形成，且其深度貫穿應(yīng)變計組合件模板靠近上述應(yīng)變計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量應(yīng)變的應(yīng)變計，其測量范圍從小應(yīng)變到超過20％的大應(yīng)變，范圍很大，且?guī)缀醪粫鹳M(fèi)用及尺寸的增加。該種測量大應(yīng)變的應(yīng)變計，其基座11上附有金屬箔模板，金屬箔模板由應(yīng)變計元件模板12、應(yīng)變計組合件模板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)變計引線14a、14b頂端部分的應(yīng)變計基座11的表面幾乎全部被片狀膜17所包覆，片狀膜17的頂端部分被延長至規(guī)定長度，多出應(yīng)變計基座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)變計基座11從被測量物體19脫落的功能。
文檔編號G01B7/16GK101059331SQ200710096310
公開日2007年10月24日 申請日期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 申請人:株式會社共和電業(yè)