应变片及传感器模块

文档序号:1047789 发布日期:2020-10-09 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 应变片及传感器模块 (Strain gauge and sensor module ) 是由 相泽祐汰 北村厚 美齐津英司 汤口昭代 于 2018-12-25 设计创作,主要内容包括:本应变片包括:基材,具有可挠性;以及多个电阻体,在所述基材上,由Cr混合相膜形成,其中,所述多个电阻体包括以当将所述基材粘贴在挠曲体上时夹着所述挠曲体且位于相对的位置的方式布置的两个电阻体。(This foil gage includes: a substrate having flexibility; and a plurality of resistor bodies formed of a Cr mixed phase film on the base material, wherein the plurality of resistor bodies include two resistor bodies arranged so as to be located at opposite positions with the flexure body therebetween when the base material is stuck on the flexure body.)

应变片及传感器模块

技术领域

本发明涉及一种应变片(strain gauge)及传感器模块。

背景技术

已知一种应变片,其粘贴在测定对象物上,以对测定对象物的应变进行检测。应变片具有用于对应变进行检测的电阻体,作为电阻体的材料,例如使用包含Cr(铬)或Ni(镍)的材料。另外,例如在由绝缘树脂构成的基材的一个表面上形成有一个电阻体(例如参见专利文献1)。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1:(日本)特开2016-74934号公报

发明内容

<本发明要解决的问题>

然而,有时会准备多个具有一个电阻体的应变片,并将以粘贴在挠曲体的不同表面上以进行应变测定。在此情况下,由于将各个应变片粘贴在挠曲体的不同表面上的作业需要花费时间,因此寻求对作业效率进行改善。

鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种应变片,其能够实现针对挠曲体的粘贴作业的效率化。

<用于解决问题的手段>

本应变片包括:基材,具有可挠性;以及多个电阻体,在所述基材上,由Cr混合相膜形成,其中,所述多个电阻体包括以当将所述基材粘贴在挠曲体上时夹着所述挠曲体且位于相对的位置的方式布置的两个电阻体。

<发明的效果>

根据所公开的技术,能够提供一种应变片,其能够实现针对挠曲体的粘贴作业的效率化。

附图说明

图1是示出根据第1实施方式的应变片的平面图。

图2是示出根据第1实施方式的应变片的剖面图(其1)。

图3是示出根据第1实施方式的传感器模块的立体图。

图4是示出根据第1实施方式的传感器模块的剖面图。

图5是示出根据第1实施方式的应变片的剖面图(其2)。

图6是示出根据第1实施方式的变形例1的应变片的平面图。

图7是示出根据第1实施方式的变形例1的传感器模块的立体图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各附图中,对相同部件赋予相同符号,并且有时会省略重复的说明。

<第1实施方式>

图1是示出根据第1实施方式的应变片的平面图。图2是示出根据第1实施方式的应变片的剖面图,示出了沿图1的线A-A的剖面。如图1及图2所示,应变片1具有基材10、电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52。

需要说明的是,在本实施方式中,为了方便起见,在应变片1中,以基材10的设置有电阻体31及32的一侧作为上侧或一侧,以未设置电阻体31及32的一侧作为下侧或另一侧。另外,以各部位的设置有电阻体31及32的一侧的表面作为一个表面或上表面,以未设置电阻体31及32的一侧的表面作为另一表面或下表面。但是,也可以以上下颠倒的状态来使用应变片1,或者可以以任意角度来布置应变片1。另外,平面图是指从基材10的上表面10a的法线方向来观察对象物的视图,平面形状是指从基材10的上表面10a的法线方向来观察对象物时的形状。

基材10是作为用于形成电阻体31及32等的基底层的部件,并且具有可挠性。在本实施方式中,基材10的平面形状为带状。对于基材10的厚度并无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以为大约5μm~1000μm。特别地,从来自经由粘合层等接合在基材10的下表面上的挠曲体(flexure element)表面的形变的传递性、对于环境的尺寸稳定性的观点来看,基材10的厚度优选为5μm~200μm,从绝缘性的观点来看,更优选为10μm以上。

基材10例如可以由PI(聚酰亚胺)树脂、环氧树脂、PEEK(聚醚醚酮)树脂、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂、聚烯烃树脂等绝缘树脂薄膜形成。需要说明的是,薄膜是指厚度为大约500μm以下、并且具有可挠性的部件。

在此,“由绝缘树脂薄膜形成”并不妨碍在基材10的绝缘树脂薄膜中含有填充剂或杂质等。基材10例如也可以由含有二氧化硅或氧化铝等填充剂的绝缘树脂薄膜形成。

电阻体31及32是在基材10上形成、并且经受应变而产生电阻变化的感测部。电阻体31及32例如可以以使栅格方向朝向相同方向的方式布置在基材10上。需要说明的是,在图1中,为了方便起见,以阴影图案示出电阻体31及32。

电阻体31及32例如可以由包含Cr(铬)的材料、包含Ni(镍)的材料、或包含Cr和Ni两者的材料形成。即,电阻体31及32可以由包含Cr和Ni中的至少一者的材料形成。作为包含Cr的材料,例如可以举出Cr混合相膜。作为包含Ni的材料,例如可以举出Cu-Ni(铜镍)。作为包含Cr和Ni两者的材料,例如可以举出Ni-Cr(镍铬)。

在此,Cr混合相膜是对Cr、CrN、Cr2N等进行相混合而成的膜。Cr混合相膜可以包含氧化铬等不可避免的杂质。

对于电阻体31及32的厚度并无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以为大约0.05μm~2μm。特别地,从构成电阻体31及32的晶体的结晶性(例如,α-Cr的结晶性)得到提高的观点来看,电阻体31及32的厚度优选为0.1μm以上,从能够减少因构成电阻体31及32的膜的内部应力而引起的膜的裂纹或从基材10上翘曲的观点来看,更优选为1μm以下。

例如,在电阻体31及32为Cr混合相膜的情况下,通过以作为稳定的晶相的α-Cr(α-铬)作为主成分,从而能够提高灵敏度特性的稳定性。另外,通过使电阻体31及32以α-Cr作为主成分,从而能够将应变片1的灵敏度(gauge factor)设为10以上,并且将灵敏度温度系数TCS及电阻温度系数TCR设为-1000ppm/℃~+1000ppm/℃的范围内。在此,主成分是指对象物质占构成电阻体的全部物质的50质量%以上,从提高灵敏度特性的观点来看,电阻体31及32优选包含80重量%以上的α-Cr。需要说明的是,α-Cr是bcc结构(体心立方晶格结构)的Cr。

端子部51经由布线图案41从电阻体31的两端部延伸,并且在平面图中与电阻体31相比扩宽并形成为大致矩形形状。端子部51是用于将因应变而产生的电阻体31的电阻值的变化输出至外部的一对电极,例如与外部连接用的引线等接合。电阻体31例如从一个端子部51经由布线图案41呈之字形延伸并折返从而经由布线图案41与另一个端子部51连接。

端子部52经由布线图案42从电阻体32的两端部延伸,并且在平面图中与电阻体32相比扩宽并形成为大致矩形形状。端子部52是用于将因应变而产生的电阻体32的电阻值的变化输出至外部的一对电极,例如与外部连接用的引线等接合。电阻体32例如从一个端子部52经由布线图案42呈之字形延伸并折返从而经由布线图案42与另一个端子部52连接。

可以利用焊接性优于端子部51及52的金属来覆盖端子部51及52的上表面。需要说明的是,虽然为了方便起见对电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52赋予不同符号,但是其可以在相同工序中由相同材料一体地形成。

可以以覆盖电阻体31并使端子部51露出的方式在基材10的上表面10a上设置覆盖层61(绝缘树脂层)。通过设置覆盖层61,从而能够防止在电阻体31上产生机械性的损伤等。另外,通过设置覆盖层61,从而能够保护电阻体31不受湿气等的影响。需要说明的是,覆盖层61可以设置为对除了端子部51以外的更宽区域进行覆盖。

可以以覆盖电阻体32并使端子部52露出的方式在基材10的上表面10a上设置覆盖层62(绝缘树脂层)。通过设置覆盖层62,从而能够防止在电阻体32上产生机械性的损伤等。另外,通过设置覆盖层62,从而能够保护电阻体32不受湿气等的影响。需要说明的是,覆盖层62可以设置为对除了端子部52以外的更宽区域进行覆盖。

覆盖层61及62例如可以由PI树脂、环氧树脂、PEEK树脂、PEN树脂、PET树脂、PPS树脂、复合树脂(例如硅酮树脂、聚烯烃树脂)等绝缘树脂形成。覆盖层61及62可以含有填充剂或颜料。对于覆盖层61及62的厚度并无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以为大约2μm~30μm。

图3是示出根据第1实施方式的传感器模块的立体图。图4是示出根据第1实施方式的传感器模块的剖面图,示出了沿图3的线B-B的纵剖面。需要说明的是,在图2和图4中,为了方便起见对各部件的尺寸比例进行了改变。

如图1~图4所示,应变片1的基材10具有能够粘贴在挠曲体110的第一表面S1上的第一区域E1、以及能够粘贴在挠曲体110的与第一表面S1相邻且彼此相对的第二表面S2和第三表面S3上的第二区域E2和第三区域E3。

在应变片1中,作为电极的端子部51及52布置在第一区域E1。在应变片1中,电阻体31布置在第二区域E2,电阻体32布置在第三区域E3。在应变片1中,电阻体31和电阻体32以当将基材10粘贴在挠曲体110上时夹着挠曲体110且位于相对的位置的方式布置。

传感器模块5具有应变片1、挠曲体110、以及粘合层120。在传感器模块5中,基材10经由粘合层120与挠曲体110的表面粘着在一起。更具体地,基材10的第一区域E1经由粘合层120与挠曲体110的第一表面S1粘着在一起,第二区域E2经由粘合层120与第二表面S2粘着在一起,第三区域E3经由粘合层120与第三表面S3粘着在一起。

即,在传感器模块5中,作为电极的端子部51及52布置在挠曲体110的第一表面S1上,电阻体31布置在挠曲体110的第二表面S2上,电阻体32布置在挠曲体110的第三表面S3上。并且,布置在第二表面S2上的电阻体31与布置在第三表面S3上的电阻体32以夹着挠曲体110的方式彼此相对。

需要说明的是,虽然在图1~图4的示例中将端子部51及52布置在第一区域E1,但是不限于此,也可以将端子部51布置在第二区域E2,将端子部52布置在第三区域E3。但是,从提高作业性的观点来看,优选将端子部51及52布置在第一区域E1。其原因在于,通过将端子部51及52布置在第一区域E1,从而能够仅在传感器模块5的同一表面(第一表面S1)上将端子部51及52与引线等连接。

挠曲体110例如是由Fe、SUS(不锈钢)、Al等金属或PEEK等树脂形成、并且随着所施加的力而变形(产生应变)的物体。应变片1能够将在挠曲体110中产生的应变作为电阻体31及32的电阻值变化加以检测。

粘合层120只要具有将应变片1与挠曲体110粘着在一起的功能的材料便无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以使用环氧树脂、改性环氧树脂、硅酮树脂、改性硅酮树脂、聚氨酯树脂、改性聚氨酯树脂等。另外,可以使用粘结片等材料。对于粘合层120的厚度并无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以为大约0.1μm~50μm。

为了制造应变片1,首先,准备基材10,在基材10的整个上表面10a上,形成最终将被图案化而成为电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52的金属层(为了方便起见,将其称为金属层300)。金属层300的材料和厚度与上述电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52的材料和厚度相同。

金属层300例如可以通过利用以能够形成金属层300的原料作为靶的磁控溅射法进行成膜。对于金属层300,可以利用反应溅射法、蒸镀法、电弧离子镀法或脉冲激光沉积法等来代替磁控溅射法而进行成膜。

从使灵敏度特性稳定化的观点来看,优选在金属层300的成膜之前,在基材10的上表面10a上例如利用传统的溅射法真空成膜出膜厚为大约1nm~100nm的功能层作为基底层。

在本申请中,功能层是指至少具有促进作为上层的电阻体31及32(金属层300被图案化后)的晶体生长的功能的层。功能层优选还具有防止电阻体31及32因基材10中所含的氧或水分而氧化的功能、以及提高基材10与电阻体31及32之间的密合性的功能。功能层还可以具有其他功能。

由于构成基材10的绝缘树脂薄膜包含氧或水分,因此特别在电阻体31及32包含Cr的情况下,由于Cr会形成自氧化膜,因此使功能层具有防止电阻体31及32氧化的功能是有效的。

关于功能层的材料,只要其是至少具有促进作为上层的电阻体31及32的晶体生长的功能的材料,便无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以举出选自由Cr(铬)、Ti(钛)、V(钒)、Nb(铌)、Ta(钽)、Ni(镍)、Y(钇)、Zr(锆)、Hf(铪)、Si(硅)、C(碳)、Zn(锌)、Cu(铜)、Bi(铋)、Fe(铁)、Mo(钼)、W(钨)、Ru(钌)、Rh(铑)、Re(铼)、Os(锇)、Ir(铱)、Pt(铂)、Pd(钯)、Ag(银)、Au(金)、Co(钴)、Mn(锰)、Al(铝)组成的群组一种或多种的金属、该群组中的任意金属的合金、或者该群组中的任意金属的化合物。

作为上述合金,例如可以举出FeCr、TiAl、FeNi、NiCr、CrCu等。另外,作为上述化合物,例如可以举出TiN、TaN、Si3N4、TiO2、Ta2O5、SiO2等。

功能层例如可以利用传统的溅射法来进行真空成膜,该传统的溅射法以能够形成功能层的原料作为靶,并且向腔室内导入Ar(氩)气体。通过使用传统的溅射法,从而能够一边利用Ar对基材10的上表面10a进行蚀刻一边形成功能层,因此能够使功能层的成膜量最小化从而获得密合性改善效果。

但是,其仅是功能层的成膜方法的一个示例,也可以利用其他方法来形成功能层。例如,可以在功能层的成膜之前通过使用了Ar等的等离子体处理等将基材10的上表面10a活化从而获得密合性改善效果,然后使用通过磁控溅射法来对功能层进行真空成膜的方法。

对于功能层的材料与将成为电阻体31及32等的金属层300的材料的组合并无特别限制,可以根据目的适当地选择,例如可以使用Ti作为功能层,并且形成以α-Cr(α-铬)作为主成分的Cr混合相膜作为金属层300。

在此情况下,例如可以利用以能够形成Cr混合相膜的原料作为靶、并且向腔室内导入Ar气体的磁控溅射法,来形成金属层300。或者,可以以纯Cr作为靶,向腔室内导入Ar气体以及适量的氮气,并利用反应溅射法来形成金属层300。

在这些方法中,能够以由Ti构成的功能层为开端对Cr混合相膜的生长面进行限制,并且形成以作为稳定的晶体结构的α-Cr为主成分的Cr混合相膜。另外,通过使构成功能层的Ti扩散至Cr混合相膜,从而使灵敏度特性得到提高。例如,能够使应变片1的灵敏度为10以上,并且使灵敏度温度系数TCS及电阻温度系数TCR在-1000ppm/℃~+1000ppm/℃的范围内。需要说明的是,在功能层由Ti形成的情况下,在Cr混合相膜中有时会包含Ti或TiN(氮化钛)。

需要说明的是,在电阻体31及32为Cr混合相膜的情况下,由Ti构成的功能层具备促进电阻体31及32的晶体生长的功能、防止电阻体31及32因包含在基材10中的氧或水分而氧化的功能、以及提高基材10与电阻体31及32之间的密合性的功能的全部功能。使用Ta、Si、Al、Fe来代替Ti用作功能层的情况也同样。

这样一来,通过在电阻体31及32的下层设置功能层,从而能够促进电阻体31及32的晶体生长,并且能够制作由稳定的晶相构成的电阻体31及32。因此,在应变片1中,能够提高灵敏度特性的稳定性。另外,通过使构成功能层的材料扩散至电阻体31及32,从而能够在应变片1中提高灵敏度特性。

在基材10的整个上表面10a上形成功能层及金属层300之后,利用光刻法将在基材10的整个上表面10a上所形成功能层及金属层300图案化成图1的形状。由此,形成电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52。

在形成电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52之后,根据需要,通过在基材10的上表面10a上,设置覆盖电阻体31并使端子部51露出的覆盖层61以及覆盖电阻体32并使端子部52露出的覆盖层62,从而完成了应变片1。覆盖层61及62例如可以通过在基材10的上表面10a上以覆盖电阻体31且使端子部51露出、并且覆盖电阻体32且使端子部52露出的方式层压半固化状态的热固性的绝缘树脂薄膜,并进行加热使其固化来制作。覆盖层61及62也可以通过在基材10的上表面10a上以覆盖电阻体31且使端子部51露出、并且覆盖电阻体32且使端子部52露出的方式涂布液状或糊状的热固性的绝缘树脂,并进行加热使其固化来制作。

需要说明的是,在基材10的上表面10a上设置功能层作为电阻体31和32、布线图案41和42、以及端子部51和52的基底层的情况下,应变片1为图5所示的剖面形状。由符号20所表示的层为功能层。设置功能层20的情况下的应变片1的平面形状与图1相同。

为了制造传感器模块5,在制作了应变片1之后,将应变片1的基材10粘贴在挠曲体110上。具体地,例如在基材10的下表面和/或挠曲体110的表面(第一表面S1、第二表面S2、及第三表面S3的预定区域)上涂布例如将成为粘合层120的上述任意的材料。接着,使基材10的下表面与挠曲体110的表面相对,以夹着所涂布的材料的方式在挠曲体110上布置应变片1。或者,可以将粘结片夹在挠曲体110与基材10之间。

接着,一边将应变片1按压向挠曲体110侧一边将其加热至预定温度,并且使所涂布的材料固化以形成粘合层120。由此,经由粘合层120将挠曲体110的表面与基材10的下表面粘着在一起,从而完成了传感器模块5。传感器模块5例如可以应用于负载、压力、扭矩、加速度等的测定。

如上所述,在传感器模块5中,电阻体31和电阻体32以夹着挠曲体110的方式布置在相对的位置。因此,例如在产生挠曲体110的第二表面S2为拉伸侧、第三表面S3为压缩侧的弯曲应力的情况下,与布置在第二表面S2上的电阻体31连接的端子部51的输出和与布置在第三表面S3上的电阻体32连接的端子部52的输出具有相等的绝对值和相反的符号。因此,能够提高在将端子部51的输出和端子部52的输出与惠斯通电桥(Wheatstone bridge)连接以进行应变检测的情况下的检测灵敏度。

另外,通过使用将多个电阻体图案化的一个应变片1,从而与使用多个应变片并将其个别地粘贴在挠曲体110上的情况相比,能够实现粘贴作业的效率化。另外,通过使用应变片1,从而与使用多个应变片并将其个别地粘贴在挠曲体110上的情况相比,能够消减传感器模块5的零件数量,并且能够提高传感器模块5的可靠性。

<第1实施方式的变形例1>

在第1实施方式的变形例1中,示出了具有四个电阻体的应变片以及传感器模块的示例。需要说明的是,在第2实施方式的变形例1中,对于与已经说明的实施方式相同的结构部,有时会省略其说明。

图6是示出根据第1实施方式的变形例1的应变片的平面图。图7是示出根据第1实施方式的变形例1的传感器模块的立体图。需要说明的是,由于根据第1实施方式的变形例1的应变片以及传感器模块的剖面形状与图2及图4相同,因此省略其图示。

如图6所示,应变片1A具有平面形状为十字形的基材10X。在基材10X上,以与应变片1相同的布置,设置有电阻体31、布线图案41、端子部51、电阻体32、布线图案42、以及端子部52。并且,在基材10X上,进一步设置有电阻体33、布线图案43、端子部53、电阻体34、布线图案44、以及端子部54。

电阻体33及34是在基材10X上形成、并且经受应变而产生电阻变化的感测部。电阻体33及34例如可以以使栅格方向朝向相同方向的方式布置在基材10X上。另外,电阻体33及34与电阻体31及32例如可以以使栅格方向朝向正交的方向的方式布置在基材10X上。基材10X以及电阻体33和34的材料和厚度例如可以与基材10以及电阻体31和32的材料和厚度相同。需要说明的是,在图6中,为了方便起见,以阴影图案示出电阻体31、32、33及34。

端子部53经由布线图案43从电阻体33的两端部延伸,并且在平面图中与电阻体33相比扩宽并形成为大致矩形形状。端子部53是用于将因应变而产生的电阻体33的电阻值的变化输出至外部的一对电极,例如与外部连接用的引线等接合。电阻体33例如从一个端子部53经由布线图案43呈之字形延伸并折返从而经由布线图案43与另一个端子部53连接。

端子部54经由布线图案44从电阻体34的两端部延伸,并且在平面图中与电阻体34相比扩宽并形成为大致矩形形状。端子部54是用于将因应变而产生的电阻体34的电阻值的变化输出至外部的一对电极,例如与外部连接用的引线等接合。电阻体34例如从一个端子部54经由布线图案44呈之字形延伸并折返从而经由布线图案44与另一个端子部54连接。

可以利用焊接性优于端子部53及54的金属来覆盖端子部53及54的上表面。需要说明的是,虽然为了方便起见对电阻体31、32、33及34、布线图案41、42、43及44、以及端子部51、52、54及54赋予不同符号,但是其可以在相同工序中由相同材料一体地形成。

可以以覆盖电阻体33并使端子部53露出的方式在基材10X的上表面10a上设置覆盖层63(绝缘树脂层)。通过设置覆盖层63,从而能够防止在电阻体33上产生机械性的损伤等。另外,通过设置覆盖层63,从而能够保护电阻体33不受湿气等的影响。需要说明的是,覆盖层63可以设置为对除了端子部53以外的更宽区域进行覆盖。

可以以覆盖电阻体34并使端子部54露出的方式在基材10X的上表面10a上设置覆盖层64(绝缘树脂层)。通过设置覆盖层64,从而能够防止在电阻体34上产生机械性的损伤等。另外,通过设置覆盖层64,从而能够保护电阻体34不受湿气等的影响。需要说明的是,覆盖层64可以设置为对除了端子部54以外的更宽区域进行覆盖。覆盖层63及64的材料和厚度例如可以与覆盖层61及62相同。

如图6及图7所示,应变片1A的基材10X具有能够粘贴在挠曲体110的第一表面S1上的第一区域E1、能够粘贴在挠曲体110的与第一表面S1相邻且彼此相对的第二表面S2和第三表面S3上的第二区域E2和第三区域E3、以及能够粘贴在挠曲体110的与第一表面S1相邻且彼此相对的第四表面S4和第五表面S5上的第四区域E4和第五区域E5。

在应变片1A中,作为电极的端子部51、52、53及54布置在第一区域E1。在应变片1A中,电阻体31布置在第二区域E2,电阻体32布置在第三区域E3、电阻体33布置在第四区域E4,电阻体34布置在第五区域E5。在应变片1A中,电阻体31和电阻体32以当将基材10X粘贴在挠曲体110上时夹着挠曲体110且位于相对的位置的方式布置,电阻体33和电阻体34以当将基材10X粘贴在挠曲体110上时夹着挠曲体110且位于相对的位置的方式布置。

传感器模块5A具有应变片1A、挠曲体110、以及粘合层120。在传感器模块5A中,基材10X经由粘合层120与挠曲体110的表面粘着在一起。更具体地,基材10X的第一区域E1经由粘合层120与挠曲体110的第一表面S1粘着在一起,第二区域E2经由粘合层120与第二表面S2粘着在一起,第三区域E3经由粘合层120与第三表面S3粘着在一起,第四区域E4经由粘合层120与第四表面S4粘着在一起,第五区域E5经由粘合层120与第五表面S5粘着在一起。

即,在传感器模块5A中,作为电极的端子部51、52、53及54布置在挠曲体110的第一表面S1上,电阻体31布置在挠曲体110的第二表面S2上,电阻体32布置在挠曲体110的第三表面S3上,电阻体33布置在挠曲体110的第四表面S4上,电阻体34布置在挠曲体110的第五表面S5上。并且,布置在第二表面S2上的电阻体31与布置在第三表面S3上的电阻体32以夹着挠曲体110的方式彼此相对。另外,布置在第四表面S4上的电阻体33与布置在第五表面S5上的电阻体34以夹着挠曲体110的方式彼此相对。

如上所述,在传感器模块5A中,电阻体31和电阻体32以夹着挠曲体110的方式布置在相对的位置。因此,例如在产生挠曲体110的第二表面S2为拉伸侧、第三表面S3为压缩侧的弯曲应力的情况下,与布置在第二表面S2上的电阻体31连接的端子部51的输出和与布置在第三表面S3上的电阻体32连接的端子部52的输出具有相等的绝对值和相反的符号。因此,能够提高在将端子部51的输出和端子部52的输出与惠斯通电桥连接以进行应变检测的情况下的检测灵敏度。

同样地,在传感器模块5A中,电阻体33和电阻体34以夹着挠曲体110的方式布置在相对的位置。因此,例如在产生挠曲体110的第四表面S4为拉伸侧、第五表面S5为压缩侧的弯曲应力的情况下,与布置在第四表面S4上的电阻体33连接的端子部53的输出和与布置在第五表面S5上的电阻体34连接的端子部54的输出具有相等的绝对值和相反的符号。因此,能够提高在将端子部53的输出和端子部54的输出与惠斯通电桥连接以进行应变检测的情况下的检测灵敏度。

另外,通过使用将多个电阻体图案化的一个应变片1A,从而与使用多个应变片并将其个别地粘贴在挠曲体110上的情况相比,能够实现粘贴作业的效率化。另外,通过使用应变片1A,从而与使用多个应变片并将其个别地粘贴在挠曲体110上的情况相比,能够消减传感器模块5A的零件数量,并且能够提高传感器模块5A的可靠性。

以上对优选的实施方式等进行了详细说明,但不限于上述的实施方式等,在不脱离权利要求书所记载的范围情况下,可以对上述实施方式等进行各种变形及替换。

例如,在第1实施方式中示出了具有两个电阻体的应变片的示例,在第1实施方式的变形例1中,示出了具有四个电阻体的应变片的示例。然而,根据本发明的应变片只要至少包括以当将基材粘贴在挠曲体上时夹着挠曲体且位于相对的位置的方式布置的两个电阻体,则可以具有任意个数的电阻体。

另外,在第1实施方式中示出了具有平面形状为带状的基材的应变片的示例,在第1实施方式的变形例1中示出了具有平面形状为十字形的基材的应变片的示例。然而,根据本发明的应变片只要至少包括以当将基材粘贴在挠曲体上时夹着挠曲体且位于相对的位置的方式布置的两个电阻体,则基材的平面形状可以为任意形状。因此,不限于带状或十字形等简单的平面形状,也可以是与挠曲体的形状匹配的更复杂的平面形状。

本国际申请以2017年12月28日提交的日本发明专利申请第2017-254442号作为要求优先权的基础,本国际申请援引日本发明专利申请第2017-254442号的全部内容。

符号说明

1、1A 应变片;5、5A 传感器模块;10、10X 基材;10a 上表面;20 功能层;31、32、33、34 电阻体;41、42、43、44 布线图案;51、52、53、54 端子部;61、62、63、64 覆盖层;110挠曲体;120 粘合层。

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