应变仪和多轴力传感器制造技术

在多轴力传感器用的应变仪中抑制由周围温度变化导致的测量误差。基材(121)具有安装于应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应区域(121s)和配置于应变区域的外侧的非感应区域(121n1、121n2)，检测作用于应变部件的第1方向的载荷的第1惠斯通电桥电路(BC11)由第1方向应变感应元件(X

Strain gauge and multiaxial force sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】应变仪和多轴力传感器
本专利技术涉及应变仪和具备该应变仪的多轴力传感器。
技术介绍
具备应变仪的多轴力传感器在机器人、游戏设备、各种测量设备、其他的设备中被广泛使用。在专利文献1、2中公开有包括应变仪在内的多轴力传感器的一个例子。专利文献1：日本特开第2010-164495号公报专利文献2：日本专利第5008188号公报在具备应变仪的多轴力传感器中，认识到由周围温度的变化导致的测量误差的存在，期望抑制该测量误差。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供一种抑制由周围温度的变化导致的测量误差的产生的应变仪、和具备该应变仪的多轴力传感器。根据本专利技术的第1形态，提供一种应变仪，安装于承受载荷而产生应变的应变部件，并用于进行作用于上述应变部件的第1方向的载荷的基于第1惠斯通电桥电路的检测、和作用于上述应变部件的与第1方向正交的第2方向的载荷的基于第2惠斯通电桥电路的检测，上述应变仪具备基材、和形成于上述基材上的电路图案，上述基材具有安装于上述应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应区域、和配置于上述应变区域的外侧的非感应区域，上述电路图案包括构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向应变感应元件、构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向应变感应元件、以及构成第1惠斯通电桥电路的第1方向固定电阻元件与构成第2惠斯通电桥电路的第2方向固定电阻元件的至少一方，上述两个第1方向应变感应元件、上述两个第2方向应变感应元件、以及上述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方由相同材料形成，上述两个第1方向应变感应元件和上述两个第2方向应变感应元件形成于上述感应区域，上述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方形成于上述非感应区域。根据本专利技术的第2形态，提供一种应变仪，安装于承受载荷而产生应变的应变部件，并用于进行作用于上述应变部件的第1方向的载荷的基于第1惠斯通电桥电路的检测、和作用于上述应变部件的与第1方向正交的第2方向的载荷的基于第2惠斯通电桥电路检测，上述应变仪具备挠性的基材、和形成于上述基材上的电路图案，上述基材具有安装于上述应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应区域、配置于上述应变区域的外侧的非感应区域、以及将上述感应区域与上述非感应区域连结的连结区域，上述连结区域的与将上述感应区域与上述非感应区域连结的方向正交的正交方向的尺寸小于上述感应区域及上述非感应区域的正交方向的尺寸，上述电路图案包括构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向应变感应元件、构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向应变感应元件、以及构成第1惠斯通电桥电路的第1方向固定电阻元件与构成第2惠斯通电桥电路的第2方向固定电阻元件的至少一方，上述两个第1方向应变感应元件、上述两个第2方向应变感应元件、以及上述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方由相同材料形成，上述两个第1方向应变感应元件和上述两个第2方向应变感应元件形成于上述感应区域，上述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方形成于上述非感应区域。也可以构成为：在第1和第2形态的应变仪的基础上，上述电路图案包括构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向固定电阻元件、和构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向固定电阻元件，上述两个第1方向应变感应元件、上述两个第2方向应变感应元件、上述两个第1方向固定电阻元件、以及上述两个第2方向固定电阻元件由相同材料形成，上述两个第1方向固定电阻元件、和上述两个第2方向固定电阻元件形成于上述非感应区域。也可以构成为：在第1和第2形态的应变仪的基础上，上述电路图案还包括至少一个端子，上述至少一个端子形成于上述非感应区域。也可以构成为：对于第1和第2形态的应变仪而言，在上述非感应区域，上述至少一个端子设置于上述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方的与上述感应区域相反的一侧。也可以构成为：在第1和第2形态的应变仪的基础上，上述非感应区域在上述感应区域的两侧设置有一对。也可以构成为：在第1和第2形态的应变仪的基础上，上述电路图案还包括两个第3方向应变感应元件或者两个第3方向固定电阻元件，上述两个第3方向应变感应元件或者两个第3方向固定电阻元件将第1惠斯通电桥电路与第2惠斯通电桥电路连接从而构成第3惠斯通电桥电路。也可以构成为：在第1形态的应变仪的基础上，上述基材具有挠性，上述基材还具有将上述感应区域与上述非感应区域连结的连结区域，上述连结区域的与将上述感应区域与上述非感应区域连结的方向正交的正交方向的尺寸小于上述感应区域及上述非感应区域的正交方向的尺寸。也可以构成为：第1形态的应变仪还用于进行作用于上述应变部件的与第1和第2方向正交的第3方向的载荷的基于第3惠斯通电桥电路的检测。另外，在第1形态的应变仪的基础上，上述基材具有挠性，上述基材的上述非感应区域是一对区域，上述基材还具有将上述感应区域与上述非感应区域连结的连结区域，上述连结区域的与将上述感应区域与上述非感应区域连结的方向正交的正交方向的尺寸小于上述感应区域及上述非感应区域的正交方向的尺寸，上述电路图案包括形成于上述感应区域并且构成第3惠斯通电桥电路的两个第3方向应变感应元件、形成于上述非感应区域并且构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向固定电阻元件、以及形成于上述非感应区域并且构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向固定电阻元件，上述两个第1方向应变感应元件、上述两个第2方向应变感应元件、上述两个第3方向应变感应元件、上述两个第1方向固定电阻元件、以及上述两个第2方向固定电阻元件由相同材料形成，上述两个第3方向应变感应元件将第1惠斯通电桥电路与第2惠斯通电桥电路连接从而构成第3惠斯通电桥电路。根据本专利技术的第3形态，提供一种多轴力传感器，上述多轴力传感器具备应变板、与上述应变板连接的载荷作用部、以及安装于上述应变板的第1或者第2形态的应变仪。也可以构成为：在第3形态的多轴力传感器的基础上，上述应变仪的基材的非感应区域粘贴于上述应变板的侧面。根据本专利技术的第4形态，提供一种应变仪，安装于承受载荷而产生应变的应变部件，并用于进行作用于上述应变部件的第1方向的载荷的基于第1惠斯通电桥电路的检测、作用于上述应变部件的与第1方向正交的第2方向的载荷的基于第2惠斯通电桥电路的检测、以及作用于上述应变部件的与第1和第2方向正交的第3方向的载荷的基于第3惠斯通电桥电路的检测，上述应变仪具备挠性的基材、和形成于上述基材上的电路图案，上述基材具有安装于上述应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应区域、配置于上述应变区域的外侧的一对非感应区域、以及将上述感应区域与上述非感应区域连结的连结区域，上述连结区域的与将上述感应区域与上述非感应区域连结的方向正交的正交方向的尺寸小于上述感应区域及上述非感应区域的上述正交方向的尺寸，上述电路图案包括构成上述第1惠斯通电桥电路的两个第1方向应变感应元件、构成上述第2惠斯通电桥电路的两个第2方向应变感应元件、构成上述第3惠斯通电桥电路的两个第3方向应变感应元件、构成上述第1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应变仪，安装于承受载荷而产生应变的应变部件，并用于进行作用于所述应变部件的第1方向的载荷的基于第1惠斯通电桥电路的检测、和作用于所述应变部件的与第1方向正交的第2方向的载荷的基于第2惠斯通电桥电路的检测，其中，/n所述应变仪具备：/n基材；和/n电路图案，形成于所述基材上，/n所述基材具有安装于所述应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应区域、和配置于所述应变区域的外侧的非感应区域，/n所述电路图案包括构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向应变感应元件、构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向应变感应元件、以及构成第1惠斯通电桥电路的第1方向固定电阻元件与构成第2惠斯通电桥电路的第2方向固定电阻元件的至少一方，/n所述两个第1方向应变感应元件、所述两个第2方向应变感应元件、以及所述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方由相同材料形成，/n所述两个第1方向应变感应元件和所述两个第2方向应变感应元件形成于所述感应区域，所述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方形成于所述非感应区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170706 JP 2017-132792;20170706 JP 2017-132793;201.一种应变仪，安装于承受载荷而产生应变的应变部件，并用于进行作用于所述应变部件的第1方向的载荷的基于第1惠斯通电桥电路的检测、和作用于所述应变部件的与第1方向正交的第2方向的载荷的基于第2惠斯通电桥电路的检测，其中，
所述应变仪具备：
基材；和
电路图案，形成于所述基材上，
所述基材具有安装于所述应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应区域、和配置于所述应变区域的外侧的非感应区域，
所述电路图案包括构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向应变感应元件、构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向应变感应元件、以及构成第1惠斯通电桥电路的第1方向固定电阻元件与构成第2惠斯通电桥电路的第2方向固定电阻元件的至少一方，
所述两个第1方向应变感应元件、所述两个第2方向应变感应元件、以及所述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方由相同材料形成，
所述两个第1方向应变感应元件和所述两个第2方向应变感应元件形成于所述感应区域，所述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方形成于所述非感应区域。


2.根据权利要求1所述的应变仪，其中，
所述电路图案包括构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向固定电阻元件、和构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向固定电阻元件，
所述两个第1方向应变感应元件、所述两个第2方向应变感应元件、所述两个第1方向固定电阻元件、以及所述两个第2方向固定电阻元件由相同材料形成，
所述两个第1方向固定电阻元件、和所述两个第2方向固定电阻元件形成于所述非感应区域。


3.根据权利要求1或2所述的应变仪，其中，
所述电路图案还包括至少一个端子，
所述至少一个端子形成于所述非感应区域。


4.根据权利要求3所述的应变仪，其中，
在所述非感应区域，所述至少一个端子设置于所述第1方向固定电阻元件与第2方向固定电阻元件的至少一方的与所述感应区域相反的一侧。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的应变仪，其中，
所述非感应区域在所述感应区域的两侧设置有一对。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的应变仪，其中，
所述电路图案还包括两个第3方向应变感应元件或者两个第3方向固定电阻元件，
所述两个第3方向应变感应元件或者两个第3方向固定电阻元件将第1惠斯通电桥电路与第2惠斯通电桥电路连接从而构成第3惠斯通电桥电路。


7.根据权利要求1所述的应变仪，其中，
所述基材具有挠性，
所述基材还具有将所述感应区域与所述非感应区域连结的连结区域，
所述连结区域的与将所述感应区域和所述非感应区域连结的方向正交的正交方向的尺寸小于所述感应区域及所述非感应区域的正交方向的尺寸。


8.根据权利要求1所述的应变仪，其中，
所述应变仪是还用于进行作用于所述应变部件的与第1和第2方向正交的第3方向的载荷的基于第3惠斯通电桥电路的检测的应变仪，
所述基材具有挠性，
所述基材的所述非感应区域是一对区域，
所述基材还具有将所述感应区域与所述非感应区域连结的连结区域，
所述连结区域的与将所述感应区域和所述非感应区域连结的方向正交的正交方向的尺寸小于所述感应区域及所述非感应区域的正交方向的尺寸，
所述电路图案包括形成于所述感应区域并且构成第3惠斯通电桥电路的两个第3方向应变感应元件、形成于所述非感应区域并且构成第1惠斯通电桥电路的两个第1方向固定电阻元件、以及形成于所述非感应区域并且构成第2惠斯通电桥电路的两个第2方向固定电阻元件，
所述两个第1方向应变感应元件、所述两个第2方向应变感应元件、所述两个第3方向应变感应元件、所述两个第1方向固定电阻元件、以及所述两个第2方向固定电阻元件由相同材料形成，
所述两个第3方向应变感应元件将第1惠斯通电桥电路与第2惠斯通电桥电路连接从而构成第3惠斯通电桥电路。


9.一种多轴力传感器，其中，
所述多轴力传感器具备：
应变板；
与所述应变板连接的载荷作用部；以及
安装于所述应变板的权利要求1～8中任一项所述的应变仪。


10.一种应变仪，安装于承受载荷而产生应变的应变部件，并用于进行作用于所述应变部件的第1方向的载荷的基于第1惠斯通电桥电路的检测、和作用于所述应变部件的与第1方向正交的第2方向的载荷的基于第2惠斯通电桥电路的检测，其中，
所述应变仪具备：
挠性的基材；和
电路图案，形成于所述基材上，
所述基材具有安装于所述应变部件的承受载荷而产生应变的应变区域的感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻森道伯，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP