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JP2001082909A - Capacity type distortion sensor - Google Patents

Capacity type distortion sensor

Info

Publication number
JP2001082909A
JP2001082909A JP26182399A JP26182399A JP2001082909A JP 2001082909 A JP2001082909 A JP 2001082909A JP 26182399 A JP26182399 A JP 26182399A JP 26182399 A JP26182399 A JP 26182399A JP 2001082909 A JP2001082909 A JP 2001082909A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strain sensor
capacitance
reference capacitor
capacitance type
type strain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26182399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Mori
森  和也
Toru Ueno
亨 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokin Corp filed Critical Tokin Corp
Priority to JP26182399A priority Critical patent/JP2001082909A/en
Priority to CNB008018863A priority patent/CN1157594C/en
Priority to TW089113557A priority patent/TW432198B/en
Priority to KR10-2001-7002948A priority patent/KR100421304B1/en
Priority to EP00944327A priority patent/EP1113252A4/en
Priority to US09/786,944 priority patent/US6532824B1/en
Priority to PCT/JP2000/004538 priority patent/WO2001004593A1/en
Publication of JP2001082909A publication Critical patent/JP2001082909A/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distortion sensor easy to be corrected by forming a distortion sensor portion comprising a pair of cross finger electrodes on a surface of a substrate having a film with a dielectric constant varying with distortion, and a reference capacitor portion comprising cross finger electrodes with the same shape. SOLUTION: A dielectric layer 4 comprising a material with dielectric constant varying with distortion is formed on a surface of a ceramics substrate 3 having regions with different thicknesses. A pair of cross finger electrodes are formed on a deformed surface 11 to provide a capacity type distortion sensor portion 1, and electrodes with the same shape as the capacity type distortion sensor portion 1 are formed on a deformed surface 12 to provide a reference capacitor portion 2 for correcting temperature, and this capacity type distortion sensor 20 is constructed. A temperature characteristic of the reference capacitor portion 2 is the same as the capacity type distortion sensor portion 1, a change amount of the capacity of the capacity type distortion sensor portion 1 in relation to peripheral temperature change is corrected with a change amount of the capacity of the reference capacitor portion 2, and a change amount of the capacity in relation to the change of distortion due to an external pressure is determined. This allows the temperature correction in a simple structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、歪みにより静電容
量が変化する効果を利用した静電容量式歪センサに関
し、特に、静電容量式歪センサの静電容量を補正用コン
デンサの静電容量を用いて補正する静電容量式歪センサ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type strain sensor utilizing the effect of changing the capacitance due to distortion, and more particularly, to a capacitance correction capacitor for correcting the capacitance of the capacitance type strain sensor. The present invention relates to a capacitance-type strain sensor that performs correction using capacitance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、歪センサには、歪みにより抵
抗値が変化する歪ゲージが用いられている。この歪ゲー
ジは、金属を用いるものと半導体を用いるものに大別で
きる。後者の半導体を用いた歪ゲージは、ピエゾ抵抗効
果により、前者の金属を用いた歪ゲージに比べて感度が
数十倍もあるため、歪センサとして好都合である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a strain gauge whose resistance value changes due to strain has been used for a strain sensor. These strain gauges can be roughly classified into those using a metal and those using a semiconductor. The latter strain gauge using a semiconductor has a sensitivity several tens of times higher than the former strain gauge using a metal due to a piezoresistance effect, and thus is convenient as a strain sensor.

【0003】しかしながら、半導体を用いた歪ゲージ
は、温度による抵抗変化が大きいことや歪み量によって
歪み感度が変化するという欠点があり、微少な歪みを計
測する場合は、構成が複雑になってしまうという問題が
あった。
However, a strain gauge using a semiconductor has a drawback that a resistance change due to a temperature is large and a strain sensitivity changes according to a strain amount. Therefore, when a minute strain is measured, the configuration becomes complicated. There was a problem.

【0004】そこで、歪みにより誘電率が変化すること
で、静電容量が変わることを利用した静電容量式歪セン
サが開発された。この静電容量式歪センサは、構造が簡
単で、LC発振回路やRC発振回路を構成することが可
能であり、微少な歪みを計測する場合においても非常に
有効である。
Therefore, a capacitance type strain sensor has been developed which utilizes the fact that the capacitance changes due to the change in dielectric constant due to strain. The capacitance type strain sensor has a simple structure and can constitute an LC oscillation circuit or an RC oscillation circuit, and is very effective even when measuring a minute strain.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、静電容量式歪
センサの静電容量は、歪み量の変化だけでなく、周辺温
度の変化によっても静電容量が変動するため、温度によ
る静電容量の特性変化を補正するための補正回路が必要
であり、この構成が複雑で高価になってしまうという問
題があった。
However, the capacitance of the capacitance type strain sensor varies not only with the change in the amount of strain but also with the change in the ambient temperature. Therefore, a correction circuit for correcting the characteristic change is required, and there is a problem that this configuration is complicated and expensive.

【0006】従って、本発明は、前記静電容量式歪セン
サの欠点を除去し、構成が簡単で容易に補正を行うこと
ができる静電容量式歪センサを提供するものである。
Accordingly, the present invention is to provide a capacitance type strain sensor which eliminates the drawbacks of the capacitance type strain sensor, has a simple structure, and can easily perform correction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、歪みに
より誘電率が変化する効果を利用した静電容量式歪セン
サにおいて、静電容量式歪センサ部と同じ材質を用い、
かつ静電容量がほぼ等しいコンデンサを基準コンデンサ
部とし、静電容量式歪センサ部の静電容量の温度等によ
る変化分を基準コンデンサ部の静電容量により補正する
ことを特徴とした静電容量式歪センサが得られる。
According to the present invention, in a capacitance type strain sensor utilizing an effect of changing a dielectric constant by strain, the same material as a capacitance type strain sensor portion is used.
And a capacitor having substantially the same capacitance as a reference capacitor portion, wherein a change in capacitance of the capacitance type strain sensor due to temperature or the like is corrected by the capacitance of the reference capacitor portion. A type strain sensor is obtained.

【0008】また、本発明によれば、外部応力により変
形する面と変形しない面が一体に構成されている構造体
の変形する面に歪みにより誘電率が変化する材料からな
る厚膜あるいは薄膜層を形成し、その表面に少なくとも
一対の交差指電極を形成して静電容量式歪センサ部を構
成するとともに、同一の厚膜あるいは薄膜上の変形しな
い面に静電容量式歪センサ部と形状および静電容量がほ
ぼ等しい基準コンデンサ部を形成した静電容量式歪セン
サが得られる。
According to the present invention, a thick film or a thin film layer made of a material whose dielectric constant changes due to strain is formed on a deformable surface of a structure in which a surface deformed by external stress and a surface not deformed are integrally formed. To form a capacitive strain sensor by forming at least a pair of interdigital electrodes on the surface thereof, and form the capacitive strain sensor on the same thick film or thin film that is not deformed. In addition, a capacitance type strain sensor having a reference capacitor portion having substantially the same capacitance is obtained.

【0009】また、本発明によれば、静電容量式歪セン
サ部の静電容量のインピーダンスを利用し、基準コンデ
ンサ部のインピーダンスを用いて温度補正を行うことを
特徴とした静電容量式歪センサが得られる。
Further, according to the present invention, the temperature distortion is corrected by utilizing the impedance of the capacitance of the capacitance type strain sensor unit and using the impedance of the reference capacitor unit. A sensor is obtained.

【0010】また、本発明によれば、静電容量式歪セン
サ部の静電容量を含むLCあるいはRC発振回路を構成
し、その発振周波数に対して同様に構成した基準コンデ
ンサ部を含む発振回路の発振周波数を用いて温度補正を
行うことを特徴とした静電容量式歪センサが得られる。
Further, according to the present invention, an LC or RC oscillating circuit including the capacitance of the capacitance type strain sensor unit is constituted, and the oscillating circuit including the reference capacitor unit similarly configured for the oscillating frequency. The capacitance type strain sensor is characterized in that the temperature is corrected using the oscillation frequency.

【0011】即ち、本発明は、 歪みにより誘電率が変
化する材料からなる膜層が形成されたセラミックス基板
の表面に、少なくとも一対の交差指電極からなる静電容
量式歪センサ部と前記一対の交差指電極と同形状の交差
指電極からなる基準コンデンサ部を形成してなる静電容
量式歪みセンサである。
That is, the present invention provides a capacitance type strain sensor unit comprising at least a pair of interdigital electrodes and a pair of said pair of electrodes on a surface of a ceramic substrate on which a film layer made of a material whose dielectric constant changes due to strain is formed. This is a capacitance-type strain sensor in which a reference capacitor section including the interdigital electrode having the same shape as the interdigital electrode is formed.

【0012】また、本発明は、前記セラミックス基板の
板厚が薄い部分と厚い部分とで構成されている上記の静
電容量式歪センサである。
Further, the present invention is the above-mentioned capacitance type strain sensor, wherein the ceramic substrate comprises a thin portion and a thick portion.

【0013】また、本発明は、前記薄い部分に前記静電
容量式歪センサ部を、前記厚い部分に前記基準コンデン
サを形成してなる上記の静電容量式歪センサである。
Further, the present invention is the above-mentioned capacitive strain sensor, wherein the capacitive strain sensor section is formed on the thin portion and the reference capacitor is formed on the thick portion.

【0014】また、本発明は、前記静電容量式歪センサ
部の静電容量の温度による変化分を前記基準コンデンサ
部の静電容量により補正する上記の静電容量式歪みセン
サである。
Further, the present invention is the above-mentioned capacitive strain sensor, wherein the capacitance-dependent change in the capacitance of the capacitive strain sensor is corrected by the capacitance of the reference capacitor.

【0015】また、本発明は、前記静電容量式歪センサ
部のインピーダンス及び前記基準コンデンサ部のインピ
ーダンスを用いて温度補正を行う上記の静電容量式歪セ
ンサである。
Further, the present invention is the above-mentioned capacitive strain sensor which performs temperature correction using the impedance of the capacitive strain sensor section and the impedance of the reference capacitor section.

【0016】また、本発明は、前記静電容量式歪センサ
部の静電容量を含むLC又はRCで構成される発信回路
及び前記基準コンデンサ部の静電容量を含むLC又はR
Cで構成される発振回路の発振周波数を用いて温度補正
を行う上記の静電容量式歪センサである。
Further, the present invention provides an oscillation circuit comprising LC or RC including the capacitance of the capacitance type strain sensor unit and LC or R including the capacitance of the reference capacitor unit.
The capacitance type strain sensor performs temperature correction using an oscillation frequency of an oscillation circuit including C.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態による静
電容量式歪センサについて図面を参照して詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a capacitive strain sensor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明の静電容量式歪センサの説
明図である。図1において、厚さの異なる領域を持つセ
ラミックス基板3の平面上に、歪みにより誘電率が変化
する材料からなる誘電体層4を形成した。ここで、セラ
ミックス基板3が、外部圧力により、大きな歪みを受け
る板厚の薄い領域の面を歪みによる変形面11、また、
外部圧力を受けたときに歪まない板厚の厚い面を歪みに
よる変形面12と定義する。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a capacitance type strain sensor according to the present invention. In FIG. 1, a dielectric layer 4 made of a material whose dielectric constant changes due to strain is formed on a plane of a ceramic substrate 3 having regions having different thicknesses. Here, the ceramic substrate 3 deforms the surface of the thin plate region which receives a large strain due to the external pressure by the deformation surface 11 due to the strain,
A surface having a large thickness that does not deform when subjected to external pressure is defined as a deformed surface 12 due to distortion.

【0019】静電容量式歪センサ20は、変形面11上
に一対の交差指電極を形成して静電容量式歪センサ部1
を形成し、変形面12に静電容量式歪センサ部1と同形
状の電極を形成して温度補正用の基準コンデンサ部2を
構成する。
The capacitive strain sensor 20 includes a pair of interdigital electrodes formed on a deformed surface 11 to form a capacitive strain sensor unit 1.
Is formed, and an electrode having the same shape as the capacitance type strain sensor unit 1 is formed on the deformed surface 12 to constitute a reference capacitor unit 2 for temperature correction.

【0020】ここで、静電容量式歪センサ部1の静電容
量の変化について図2により説明する。
Here, the change in the capacitance of the capacitance type strain sensor unit 1 will be described with reference to FIG.

【0021】図2は、静電容量式歪センサ部1の交差指
電極13の基本的な構造を示す。図2において、交差指
電極13は、セラミックス基板3の上に形成された誘電
体層4上に、互いに1つおきの線状電極14がそれぞれ
共通電極15に接続され、互いに隣り合う線状電極14
との間に静電容量を持つように一対の端子16を有する
2端子で構成されている。
FIG. 2 shows a basic structure of the interdigital electrode 13 of the capacitive strain sensor 1. In FIG. 2, every other linear electrode 14 is connected to a common electrode 15 on a dielectric layer 4 formed on a ceramic substrate 3, and the interdigital electrodes 13 are adjacent to each other. 14
And two terminals having a pair of terminals 16 so as to have a capacitance between them.

【0022】次に、図1に示した静電容量式歪センサ部
1の加圧力と静電容量の関係について、図3を参照して
説明する。
Next, the relationship between the pressing force and the capacitance of the capacitance type strain sensor unit 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0023】図3は、セラミックス基板として、可とう
性に優れる長方形状のジルコニア磁器板を用い、その表
面にセラミックスコンデンサ等に使用される鉛系の高誘
電率誘電体厚膜を形成し、さらにその上に、図2に示し
た交差指電極13の線状電極14の方向がジルコニア磁
器板の短辺に平行な交差指電極を形成した。
FIG. 3 shows a rectangular zirconia porcelain plate having excellent flexibility as a ceramic substrate, on which a lead-based high dielectric constant thick film used for a ceramic capacitor or the like is formed. On this, the interdigital electrode in which the direction of the linear electrode 14 of the interdigital electrode 13 shown in FIG. 2 was parallel to the short side of the zirconia porcelain plate was formed.

【0024】この長方形状のジルコニア磁器板の短辺に
平行な中央部をナイフエッジ状の加圧板で加圧した場合
の加圧力と静電容量の関係ほ測定した結果を示す。な
お、図3において、□印の線は交差指電極面の裏面を加
圧した場合であり、△印の線は交差指電極面を加圧した
場合の測定値である。
The relationship between the pressing force and the capacitance when the central portion parallel to the short side of the rectangular zirconia porcelain plate is pressed by a knife-edge-shaped pressing plate is shown. In FIG. 3, the line marked with □ indicates the case where the back surface of the interdigital electrode surface is pressurized, and the line indicated with △ indicates the measured value obtained when the interdigital electrode surface is pressurized.

【0025】図3から分かるように、口印の場合は、線
状電極間隔が広くなる変形であるにもかかわらず、加圧
力を大きくするにつれて静電容量の変化率が大きくなっ
ている。逆に、△印の場合は、線状電極間隔が狭くな
り、誘電体層に歪みが印加された場合、加圧力が大きく
なるにつれて静電容量の変化率が小さくなり、その方向
の誘電率が大きくなる、いわゆる「正歪−誘電率特性」
を有していることを示している。
As can be seen from FIG. 3, in the case of the seal, the rate of change of the capacitance increases as the pressing force increases, despite the deformation in which the distance between the linear electrodes increases. Conversely, in the case of the mark △, the distance between the linear electrodes is reduced, and when strain is applied to the dielectric layer, the rate of change in capacitance decreases as the applied pressure increases, and the dielectric constant in that direction decreases. So-called "positive strain-dielectric constant characteristics"
Has been shown.

【0026】このように誘電体層の材質として「歪−誘
電率特性」の大きな材料を使用した場合、端子間の静電
容量の変化が、単に電極間隔の変化による静電容量の変
化よりも大きくなる。
When a material having a large "strain-permittivity characteristic" is used as the material of the dielectric layer, the change in the capacitance between the terminals is smaller than the change in the capacitance simply due to the change in the electrode interval. growing.

【0027】また、「歪−誘電率特性」の大きな材料を
使用した静電容量式歪センサ部は、構造が簡単で容易に
LC発振回路やRC発振回路を構成することが可能で、
実用上、非常に有効であるが、周辺温度の変化によって
も静電容量が変化するため、温度による静電容量の変化
を補正する必要がある。
The capacitance type strain sensor using a material having a large "strain-permittivity characteristic" has a simple structure and can easily constitute an LC oscillation circuit or an RC oscillation circuit.
Although very effective in practical use, the capacitance also changes due to a change in ambient temperature, so it is necessary to correct the change in capacitance due to temperature.

【0028】また、図1に示した基準コンデンサ部2の
温度特性は、静電容量式歪センサ部1の温度特性と同じ
であり、周辺温度の変化に対する静電容量式歪センサ部
1の静電容量の変化量を基準コンデンサ部2の静電容量
の変化量で補正を行うことにより、外部圧力による歪み
の変化に対する静電容量の変化量を得ることができる。
The temperature characteristic of the reference capacitor unit 2 shown in FIG. 1 is the same as the temperature characteristic of the capacitance type strain sensor unit 1, and the capacitance characteristic of the capacitance type strain sensor unit 1 with respect to a change in ambient temperature. By correcting the amount of change in capacitance with the amount of change in capacitance of the reference capacitor unit 2, the amount of change in capacitance with respect to the change in distortion due to external pressure can be obtained.

【0029】以下、補正の方法の具体例を2つ説明す
る。
Hereinafter, two specific examples of the correction method will be described.

【0030】まず、第1の補正例について、図4を参照
して説明する。
First, a first correction example will be described with reference to FIG.

【0031】図4は、静電容量式歪センサの静電容量の
インピーダンスを利用し、基準コンデンサのインピーダ
ンスを用いて温度補正を行うための回路構成図である。
図4において、コンデンサ17および抵抗5は、静電容
量式歪センサ部の静電容量および内部抵抗を表し、コン
デンサ18および抵抗6は、基準コンデンサ部の静電容
量および内部抵抗を表す。静電容量式歪センサ部と基準
コンデンサ部の静電容量の温度特性および内部抵抗は、
ほぼ等しいために、それぞれのインピーダンスを出力端
子から電圧値として取り出し、その差をコンパレータ7
を用いて求めることにより温度補正を行う。
FIG. 4 is a circuit diagram for performing temperature correction using the impedance of the reference capacitor using the impedance of the capacitance of the capacitance type strain sensor.
In FIG. 4, the capacitor 17 and the resistor 5 represent the capacitance and the internal resistance of the capacitive strain sensor unit, and the capacitor 18 and the resistor 6 represent the capacitance and the internal resistance of the reference capacitor unit. Temperature characteristics and internal resistance of the capacitance of the capacitance type strain sensor unit and the reference capacitor unit are
Since they are almost equal, each impedance is taken out from the output terminal as a voltage value, and the difference is calculated by the comparator 7.
The temperature is corrected by using the above equation.

【0032】次に、第2の補正例について、図5を参照
して説明する。
Next, a second correction example will be described with reference to FIG.

【0033】図5は、静電容量式歪センサ部の静電容量
を含むLCもしくはRC発振回路を構成し、その発振周
波数に対して同様に構成した基準コンデンサ部を含む発
振回路の発振周波数を用いて温度補正を行うための構成
図である。図5において、発振回路8および発振回路9
は、それぞれ静電容量式歪センサ部および基準コンデン
サ部を用いて構成したLCもしくはRC発振回路であ
り、それぞれの出力は、静電容量が変化すると出力の周
波数が変化をするために、f−vコンバータ19により
電圧変換して、その差をコンパレータ10を用いて求め
ることにより温度補正を行う。
FIG. 5 shows an LC or RC oscillating circuit including the capacitance of the capacitance type strain sensor unit, and the oscillation frequency of the oscillating circuit including the reference capacitor unit which is similarly configured with respect to the oscillating frequency. FIG. 3 is a configuration diagram for performing temperature correction using the configuration. In FIG. 5, the oscillation circuits 8 and 9
Is an LC or RC oscillation circuit configured using a capacitance type strain sensor unit and a reference capacitor unit, respectively. The output of each of them is f−f because the output frequency changes when the capacitance changes. The voltage is converted by the v-converter 19 and the difference is obtained using the comparator 10 to perform temperature correction.

【0034】なお、以上の説明では、誘電体層をセラミ
ックコンデンサ等に使用されている高誘電率誘電体厚膜
について説明したが、基準コンデンサ部用のコンデンサ
として誘電体材料、膜厚および交差指電極寸法を、静電
容量式歪センサ部用のコンデンサとほぼ等しく形成した
場合、必ずしもこれらを同一面上に形成する必要は無
く、静電容量式歪センサ部用のコンデンサ17と基準コ
ンデンサ部用のコンデンサ18の温度環境が同じと考え
られる条件であれば、これらを別に配置しても良い。ま
た、誘電体の場合、温度の影響が大きいので、温度補正
としてのみ説明したが、例えば、湿度等の他の環境因子
に対しても補正を行っている。
In the above description, the dielectric layer is a high dielectric constant thick film used for a ceramic capacitor or the like. However, as a capacitor for the reference capacitor portion, a dielectric material, a film thickness and a cross finger are used. When the electrode dimensions are substantially equal to those of the capacitor for the capacitive strain sensor, they need not necessarily be formed on the same surface, and the capacitor 17 for the capacitive strain sensor and the capacitor for the reference capacitor are not required. If the temperature environment of the capacitor 18 is considered to be the same, these may be separately arranged. Further, in the case of a dielectric, the influence of the temperature is large, so only the temperature correction has been described. However, for example, other environmental factors such as humidity are also corrected.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、構成が簡単で容易に温度補正を行うことができる静
電容量式歪センサを得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a capacitance type strain sensor having a simple structure and capable of easily performing temperature correction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の静電容量式歪センサの説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a capacitance type strain sensor of the present invention.

【図2】本発明の静電容量式歪センサの静電容量式歪セ
ンサ部の構造を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing the structure of a capacitive strain sensor unit of the capacitive strain sensor of the present invention.

【図3】本発明の静電容量式歪センサにおけるジルコニ
ア磁器板上の誘電体層に形成した交差指電極型コンデン
サの加圧力−静電容量特性を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a pressing force-capacitance characteristic of an interdigital electrode type capacitor formed on a dielectric layer on a zirconia ceramic plate in the capacitance type strain sensor of the present invention.

【図4】本発明における第1の補正例を示し、インピー
ダンスを用いて温度補正を行う静電容量式歪センサの回
路構成図。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a capacitance type strain sensor that performs a temperature correction using impedance, showing a first correction example according to the present invention.

【図5】本発明における第2の補正例を示し、LCおよ
びRC発振回路を用いて温度補正を行う静電容量式歪セ
ンサの回路構成図。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a capacitance type strain sensor that performs a temperature correction using an LC and RC oscillation circuit, showing a second correction example according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 静電容量式歪センサ部 2 基準コンデンサ部 3 セラミックス基板 4 誘電体層 5 (静電容量式歪センサの内部)抵抗 6 (基準コンデンサの内部)抵抗 7 (インピーダンス比較のための)コンパレータ 8 (静電容量式歪センサを含むLCもしくはRC)
発振回路 9 (基準コンデンサを含むLCもしくはRC)発振
回路 10 (発振周波数比較のための)コンパレータ 11 変形面 12 変形面 13 交差指電極 14 線状電極 15 共通電極 16 端子 17 コンデンサ 18 コンデンサ 19 f−Vコンバータ 20 静電容量式歪センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitance type strain sensor part 2 Reference capacitor part 3 Ceramics substrate 4 Dielectric layer 5 Resistance (inside a capacitance type strain sensor) 6 Resistance (inside a reference capacitor) 7 Comparator (for impedance comparison) 8 ( LC or RC including capacitive strain sensor)
Oscillation circuit 9 (LC or RC including reference capacitor) Oscillation circuit 10 Comparator (for comparing oscillation frequencies) 11 Deformed surface 12 Deformed surface 13 Interdigital electrode 14 Linear electrode 15 Common electrode 16 Terminal 17 Capacitor 18 Capacitor 19 f− V converter 20 Capacitive strain sensor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 歪みにより誘電率が変化する材料からな
る膜層が形成されたセラミックス基板の表面に、少なく
とも一対の交差指電極からなる静電容量式歪センサ部と
前記一対の交差指電極と同形状の交差指電極からなる基
準コンデンサ部を形成してなることを特徴とする静電容
量式歪みセンサ。
1. A capacitive strain sensor comprising at least a pair of interdigital electrodes and a pair of interdigital electrodes on a surface of a ceramic substrate on which a film layer made of a material whose dielectric constant changes due to strain is formed. An electrostatic capacitance type strain sensor comprising a reference capacitor portion formed of interdigital electrodes of the same shape.
【請求項2】 前記セラミックス基板の板厚は、薄い部
分と厚い部分とで構成されていることを特徴とする請求
項1記載の静電容量式歪センサ。
2. The capacitance type strain sensor according to claim 1, wherein the thickness of the ceramic substrate comprises a thin portion and a thick portion.
【請求項3】 前記薄い部分に前記静電容量式歪センサ
部を、前記厚い部分に前記基準コンデンサを形成してな
ることを特徴とする請求項2記載の静電容量式歪セン
サ。
3. The capacitance type strain sensor according to claim 2, wherein said capacitance type strain sensor portion is formed in said thin portion and said reference capacitor is formed in said thick portion.
【請求項4】 前記静電容量式歪センサ部の静電容量の
変化分を前記基準コンデンサ部の静電容量により補正す
ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の
静電容量式歪みセンサ。
4. The electrostatic capacitance according to claim 1, wherein a change in the capacitance of the capacitance type strain sensor is corrected by the capacitance of the reference capacitor. Capacitive strain sensor.
【請求項5】 前記静電容量式歪センサ部のインピーダ
ンス及び前記基準コンデンサ部のインピーダンスを用い
て補正を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
かに記載の静電容量式歪センサ。
5. The capacitive strain sensor according to claim 1, wherein the correction is performed using the impedance of the capacitive strain sensor and the impedance of the reference capacitor. .
【請求項6】 前記静電容量式歪センサ部の静電容量を
含むLC又はRCで構成される発信回路及び前記基準コ
ンデンサ部の静電容量を含むLC又はRCで構成される
発振回路の発振周波数を用いて補正を行うことを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載の静電容量式歪セ
ンサ。
6. Oscillation of an oscillation circuit composed of LC or RC including capacitance of the capacitance type strain sensor unit and an oscillation circuit composed of LC or RC including capacitance of the reference capacitor unit. The capacitance type strain sensor according to claim 1, wherein the correction is performed using a frequency.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008096186A (en) * 2006-10-10 2008-04-24 Honda Motor Co Ltd Deformation detection sensor

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