JPH06207869A - Piezoelectric vibration sensor - Google Patents
Piezoelectric vibration sensorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、圧電型振動センサに関
し、特に焦電ノイズの影響を受けず、なおかつ小型化が
可能な圧電型振動センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibration sensor, and more particularly to a piezoelectric vibration sensor that is not affected by pyroelectric noise and can be miniaturized.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、被測定物体の振動を測定する圧電
型振動センサとしては、片持ち梁型、ダイアフラム型、
圧縮型、せん断型等種々の形式のものが知られている
が、信頼性が高く、小型化が可能である圧縮型が多く使
用されている。一般にこの圧縮型センサは、台座、台座
側電極、圧電体、荷重体側電極、及び荷重体を順次積層
した積層体からなり、その台座の下面を被測定物体に剛
に取り付けて使用される。被測定物体に振動が発生する
と、台座側はその被測定物体とともに振動するが、荷重
体側には慣性力による遅れが生じ、その遅れによって圧
電体に振動加速度に比例した圧縮あるいは引っ張り応力
が作用する。そのとき圧電体両側にその応力に比例した
電荷あるいは電圧が発生するため、圧電体両側に配設し
た電極からの電気出力を測定することにより被測定物体
の振動の大きさを検知することができるものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a piezoelectric vibration sensor for measuring the vibration of an object to be measured, a cantilever type, a diaphragm type,
Various types such as a compression type and a shearing type are known, but a compression type that is highly reliable and can be downsized is often used. Generally, this compression type sensor is composed of a pedestal, a pedestal side electrode, a piezoelectric body, a load body side electrode, and a load body which are sequentially laminated, and the lower surface of the pedestal is rigidly attached to an object to be measured for use. When the measured object vibrates, the pedestal side vibrates together with the measured object, but a delay occurs due to inertial force on the load side, and the delay causes a compressive or tensile stress to act on the piezoelectric body in proportion to the vibration acceleration. . At that time, electric charge or voltage is generated on both sides of the piezoelectric body in proportion to the stress. Therefore, the magnitude of vibration of the object to be measured can be detected by measuring the electric output from the electrodes arranged on both sides of the piezoelectric body. It is a thing.
【0003】しかしながらこの圧縮型センサでは、圧電
体が元来持っている温度変化により電荷を発生する性
質、即ち焦電性の影響により、前記振動に基づく応力変
化によって発生した出力に、この焦電性ノイズが重畳さ
れたものがセンサ出力として検知されることになる。従
って、被測定物体の振動を正確に検知するには、この焦
電性ノイズを極力低減する必要がある。この焦電性ノイ
ズ低減の試みとして、1つの台座上に2枚の圧電体を並
設し、2枚の圧電体に同様に発生する焦電性ノイズを相
殺させるように電気接続した圧電型振動センサが提案さ
れている。However, in this compression type sensor, due to the effect of pyroelectricity, which is the property of the piezoelectric body to generate an electric charge due to the inherent temperature change, the output generated by the stress change due to the vibration is added to the pyroelectricity. What is superposed with the characteristic noise is detected as the sensor output. Therefore, in order to accurately detect the vibration of the object to be measured, it is necessary to reduce this pyroelectric noise as much as possible. As an attempt to reduce this pyroelectric noise, two piezoelectric bodies are arranged side by side on one pedestal, and piezoelectric vibrations are electrically connected so as to cancel out the pyroelectric noise similarly generated in the two piezoelectric bodies. Sensors have been proposed.
【0004】図2は、そのような圧電型振動センサの一
例を示す図であり、図中11は第1の圧電体、12は第
2の圧電体であって、それぞれ電極a14、電極c16
を介して台座2に接着されている。また、その第1の圧
電体11、第2の圧電体12の台座と反対側の面には、
それぞれ電極b15、電極d17が接着されており、第
1の圧電体11の電極b15には、さらに荷重体13が
接着されて検知部1を形成している。また、上記4枚の
電極のうち、台座側に配置された電極a14と電極c1
6は導電線9で接続され短絡している。一方、電極b1
5と電極d17には、別々の導電線19、20が接続さ
れ、それらの導電線19、20は図示しない測定装置に
接続されて電極b15と電極d17間の出力を検知する
ようになっている。ここで、第1の圧電体11と第2の
圧電体12は、温度変化による電荷の発生の方向が同一
になるように、例えば、温度上昇した場合には、ともに
台座側が正に荷電し、反対側が負に荷電するというよう
に配設されているものとする。FIG. 2 is a diagram showing an example of such a piezoelectric vibration sensor. In FIG. 2, 11 is a first piezoelectric body, 12 is a second piezoelectric body, and electrodes a14 and c16 respectively.
It is bonded to the pedestal 2 via. Further, on the surfaces of the first piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 12 opposite to the pedestal,
The electrode b15 and the electrode d17 are bonded to each other, and the load body 13 is further bonded to the electrode b15 of the first piezoelectric body 11 to form the detection unit 1. Of the above four electrodes, the electrode a14 and the electrode c1 arranged on the pedestal side.
6 is connected by a conductive wire 9 and is short-circuited. On the other hand, the electrode b1
5 and the electrode d17 are connected to separate conductive lines 19 and 20, and these conductive lines 19 and 20 are connected to a measuring device (not shown) to detect the output between the electrode b15 and the electrode d17. . Here, the first piezoelectric body 11 and the second piezoelectric body 12 are both positively charged on the pedestal side so that the directions of generation of electric charges due to temperature change are the same, for example, when the temperature rises, It is assumed that the opposite side is arranged to be negatively charged.
【0005】このようなセンサによれば、検知部1を形
成している第1の圧電体11の両端には、振動に基づく
応力変化による出力と焦電性ノイズの和が発生し、第2
の圧電体12の両端には焦電性ノイズのみが発生する。
そして、第1の圧電体11の出力から第2の圧電体12
の出力を差し引くように電気接続されているため、焦電
性ノイズは互いに打ち消し合い、振動に基づく応力変化
による出力のみが得られることになる。According to such a sensor, the sum of the output and the pyroelectric noise due to the stress change due to the vibration is generated at both ends of the first piezoelectric body 11 forming the detecting portion 1, and
Only pyroelectric noise is generated at both ends of the piezoelectric body 12.
Then, from the output of the first piezoelectric body 11 to the second piezoelectric body 12
Since they are electrically connected so as to subtract the output of P, the pyroelectric noises cancel each other out, and only the output due to the stress change due to vibration is obtained.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが上記2枚の圧
電体を並設したセンサでは、焦電性ノイズは大幅に低減
されるものの、2枚の圧電体を横並びに配設するため、
センサの横方向のサイズは、少なくとも2倍以上に大き
くなることになる。一方、この振動センサは、回転体な
どの曲面に取り付けられることが多く、それら曲面に確
実に取り付け、振動を正確に検知するためには、できる
だけ小さな底面にするのが望ましい。よって、本発明に
おける課題は、焦電性ノイズの影響を受けず、なおかつ
小型化が可能な圧電型振動センサを提供することにあ
る。However, in the sensor in which the two piezoelectric bodies are arranged side by side, the pyroelectric noise is significantly reduced, but since the two piezoelectric bodies are arranged side by side,
The lateral size of the sensor will be at least twice as large. On the other hand, this vibration sensor is often mounted on a curved surface such as a rotating body, and it is desirable to make the bottom surface as small as possible in order to reliably mount it on these curved surfaces and detect vibration accurately. Therefore, an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibration sensor that is not affected by pyroelectric noise and can be downsized.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】かかる課題は、電極と第
1の圧電体と電極と荷重体と電極と第2の圧電体と電極
を順次積層して形成され、この第1の圧電体と第2の圧
電体が温度変化によって電荷を発生した際、各々の圧電
体の正に荷電した側に接した電極同志の組と、負に荷電
した側に接した電極同志の組のうち、一方の組の電極間
を短絡し、他方の組の電極間で出力を検知することを特
徴とする圧電型振動センサによって解決できる。This problem is formed by sequentially laminating an electrode, a first piezoelectric body, an electrode, a load body, an electrode, a second piezoelectric body and an electrode. When the second piezoelectric body generates an electric charge due to a temperature change, one of the pair of electrodes contacting the positively charged side and the pair of electrodes contacting the negatively charged side of each piezoelectric body This can be solved by a piezoelectric vibration sensor characterized by short-circuiting the electrodes of the pair of electrodes and detecting the output between the electrodes of the other pair.
【0008】以下に、本発明の圧電型振動センサについ
て詳細に説明する。図1は本発明の圧電型振動センサの
一実施例を示す図である。図中1は検知部であり、平板
状のアルミブロックである台座2に接着されている。そ
の検知部1は、前記台座2側から、電極A5、第1の圧
電体3、電極B6、所定の質量を有する真ちゅうブロッ
クである荷重体10、さらに、電極C7、第2の圧電体
4、及び電極D8が順次積層されて接着されている。ま
た、前記電極B6と電極C7とは、導電線9で接続され
電気的に短絡しており、電極A5と電極D8には各々別
の導電線19、20が接続されているThe piezoelectric vibration sensor of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a piezoelectric vibration sensor of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a detection unit, which is adhered to a pedestal 2 which is a flat aluminum block. The detection unit 1 includes an electrode A5, a first piezoelectric body 3, an electrode B6, a weight body 10 which is a brass block having a predetermined mass, an electrode C7, and a second piezoelectric body 4, from the side of the pedestal 2. And the electrode D8 are sequentially laminated and adhered. The electrode B6 and the electrode C7 are electrically short-circuited by being connected by a conductive wire 9, and the conductive wires 19 and 20 are respectively connected to the electrode A5 and the electrode D8.
【0009】これら検知部1と台座2とは、図示しない
中空のパッケージ内に台座2の底面とそのパッケージの
底面とが密着するように収納されており、その密着面に
おいて、台座2とパッケージが接着されている。なお、
図示しないが、そのパッケージ内部には、インピーダン
ス変換回路が設けられており、そのインピーダンス変換
回路に前記電極A5及び電極D8に接続された導電線1
9及び20が入力されている。さらに、そのインピーダ
ンス変換回路には、低インピーダンス化された出力を外
部に取り出すためのケーブルが設けられ、そのケーブル
は、パッケージの側面を貫通して外部まで延設されてい
る。ここで、前記第1の圧電体及び第2の圧電体は、温
度変化が発生したとき、ともに荷重体側、即ち各々電極
B6、電極C7に接している側が同符号に荷電し、電極
A5、電極D8に接している側はその反対極性の同符号
に荷電するように配設されているものとする。The detector 1 and the pedestal 2 are housed in a hollow package (not shown) so that the bottom surface of the pedestal 2 and the bottom surface of the package are in close contact with each other. It is glued. In addition,
Although not shown, an impedance conversion circuit is provided inside the package, and the conductive wire 1 connected to the electrodes A5 and D8 is provided in the impedance conversion circuit.
9 and 20 have been entered. Further, the impedance conversion circuit is provided with a cable for taking out the output whose impedance has been lowered to the outside, and the cable extends through the side surface of the package to the outside. Here, in the first piezoelectric body and the second piezoelectric body, when a temperature change occurs, the load body side, that is, the side in contact with the electrode B6 and the electrode C7 respectively, is charged with the same sign, and the electrode A5, the electrode It is assumed that the side in contact with D8 is arranged so as to be charged with the same sign of the opposite polarity.
【0010】この圧電型振動センサは、前記パッケージ
の底面を被測定物体に密着させるようにして、ネジ止め
等の方法により被測定物体に剛に取り付けられる。そし
て、センサから延設されたケーブルを測定装置に接続
し、被測定物体の振動加速度に応じて発生する電荷量あ
るいは電圧変動を測定することにより被測定物体の振動
の大きさを検知する。The piezoelectric vibration sensor is rigidly attached to the object to be measured by screwing or the like so that the bottom surface of the package is brought into close contact with the object to be measured. Then, the cable extending from the sensor is connected to the measuring device, and the magnitude of the vibration of the object to be measured is detected by measuring the charge amount or the voltage fluctuation generated according to the vibration acceleration of the object to be measured.
【0011】このような圧電型振動センサによれば、被
測定物体に振動が発生すると、第1の圧電体3の台座側
は同様に振動するが、荷重体側には荷重体10と第2の
圧電体4等の質量に基づく慣性力による遅れが生じ、そ
の遅れによって第1の圧電体3の両面に応力が作用す
る。一方、第2の圧電体4には、そのような応力は作用
せず、焦電性ノイズのみが発生する。According to such a piezoelectric vibration sensor, when vibration is generated in the object to be measured, the pedestal side of the first piezoelectric body 3 similarly vibrates, but the load body 10 and the second piezoelectric body 3 on the load body side. A delay due to an inertial force based on the mass of the piezoelectric body 4 or the like occurs, and the delay causes stress to act on both surfaces of the first piezoelectric body 3. On the other hand, such stress does not act on the second piezoelectric body 4, and only pyroelectric noise is generated.
【0012】本発明では、これら2枚の圧電体に発生し
た焦電性ノイズを、逆極性で直列に接続することにより
相殺し、そのノイズを低減するものである。例えば、第
1の圧電体3での、応力によって生じる出力をVとし、
さらに、この第1の圧電体3に発生する焦電性ノイズの
大きさをVS1とすると、第1の圧電体3の両側、即ち電
極A5と電極B6間で発生する出力はV+VS1となる。
また、第2の圧電体4で発生する焦電性ノイズ、即ち電
極C7と電極D8間の出力は、極性を考慮して−VS2と
表せる。従って、それらを直列に接続したセンサ全体の
出力、即ち電極A5と電極D8間の出力は、V+(VS1
−VS2)で表されることになる。ここで、第1と第2の
圧電体に発生する焦電性ノイズの大きさが同じとする
と、(VS1−VS2)は相殺され、センサ出力は被測定物
体の振動に基づくもののみとなり、振動を正確に検知す
ることができるようになる。In the present invention, the pyroelectric noises generated in these two piezoelectric bodies are canceled by connecting them in series with opposite polarities to reduce the noises. For example, let V be the output generated by the stress in the first piezoelectric body 3,
Further, when the magnitude of the pyroelectric noise generated in the first piezoelectric element 3 and V S1, both sides of the first piezoelectric element 3, i.e., the output generated between electrodes A5 and the electrode B6 becomes V + V S1 .
The pyroelectric noise generated in the second piezoelectric body 4, that is, the output between the electrodes C7 and D8 can be expressed as -V S2 in consideration of the polarity. Therefore, the output of the whole sensor in which they are connected in series, that is, the output between the electrode A5 and the electrode D8 is V + (V S1
-V S2 ). Here, if the magnitudes of pyroelectric noises generated in the first and second piezoelectric bodies are the same, (V S1 −V S2 ) is canceled out, and the sensor output is only that based on the vibration of the measured object. , It becomes possible to detect vibration accurately.
【0013】また、このような圧電型振動センサでは、
圧電体、荷重体、及び電極A、B、C、Dすべてを縦方
向に積層して形成されているため、横方向のサイズは従
来の圧電型振動センサと同等の小型なものにでき、回転
体などの曲面に確実に取り付けられる。また、縦方向の
サイズも、圧電体1枚分大きくなるだけで、せいぜい1
mm以下の増加であり、実際上問題にはならない。Further, in such a piezoelectric vibration sensor,
Since the piezoelectric body, the load body, and the electrodes A, B, C, and D are all stacked in the vertical direction, the size in the horizontal direction can be made as small as the conventional piezoelectric vibration sensor, and rotation is possible. Can be securely attached to curved surfaces such as the body. Also, the size in the vertical direction is at most 1
The increase is less than or equal to mm, which is not a practical problem.
【0014】上記説明では、本発明の一実施例について
述べたが、本発明の圧電型振動センサの形状、材料は、
これに限られるものではない。上記の説明では電極B6
と電極C7を短絡させたが、電極A5と電極D8を短絡
させ、電極B6と電極C7の間で出力を検知するように
してもよい。また、圧電体の配設方向も上記に限られ
ず、その焦電性ノイズの電荷発生方向において、同符号
に荷電する側の電極同志の組のうち一方を短絡し、他方
の電極間で出力検知するように導電線を接続すれば、如
何なる配設方向を採用しても良い。In the above description, one embodiment of the present invention has been described. The shape and material of the piezoelectric vibration sensor of the present invention are as follows.
It is not limited to this. In the above description, the electrode B6
Although the electrode C7 and the electrode C7 are short-circuited, the electrode A5 and the electrode D8 may be short-circuited to detect the output between the electrode B6 and the electrode C7. In addition, the arrangement direction of the piezoelectric body is not limited to the above, and in the direction of charge generation of pyroelectric noise, one of the pairs of electrodes on the side charged with the same sign is short-circuited, and the output is detected between the other electrodes. If the conductive wires are connected as described above, any arrangement direction may be adopted.
【0015】本発明の圧電型振動センサに用いられる第
1及び第2の圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZ
T)、チタン酸鉛(PT)等のセラミック圧電体や、ポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)、シアン化ビニリデン
・酢酸ビニル共重合体、ナイロン7、ナイロン11等の
プラスチック圧電体、あるいはそれらの混合物を使用す
ることができる。ただし、第1の圧電体と第2の圧電体
は両者の焦電性ノイズが同じ特性になるように、同じ材
料を使用するのが好ましい。The first and second piezoelectric bodies used in the piezoelectric vibration sensor of the present invention are lead zirconate titanate (PZ).
T), a ceramic piezoelectric material such as lead titanate (PT), a polyvinylidene fluoride (PVDF), a vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, a plastic piezoelectric material such as nylon 7 or nylon 11, or a mixture thereof. can do. However, it is preferable to use the same material for the first piezoelectric body and the second piezoelectric body so that the pyroelectric noises of both have the same characteristics.
【0016】台座は、上述のアルミブロック等の金属材
料や、プラスチック材料等、種々のものが用いられる
が、被測定物体の振動を効率良く伝達するために、剛体
を用いるのが好ましい。また、荷重体は、所定の質量を
有するものならば、いかなる材質のものでも良いが、セ
ンサ全体の小型化を考慮すると、比重の大きな材料を選
び、同じ重量でも体積が小さくなるようにするのが好ま
しい。As the pedestal, various materials such as the above-mentioned metal materials such as the aluminum block and plastic materials are used, but it is preferable to use a rigid body in order to efficiently transmit the vibration of the object to be measured. Further, the load body may be made of any material as long as it has a predetermined mass, but in consideration of downsizing of the whole sensor, a material having a large specific gravity is selected so that the volume is small even with the same weight. Is preferred.
【0017】また、上記圧電体と電極間、電極と台座あ
るいは荷重体間、台座とパッケージ間の結合手段は、強
固に結合できれば如何なる手段でも良いが、量産化に適
した接着による結合が好ましい。また、これらの結合を
強固に保つ手段を別に設けても良い。パッケージは、ス
テンレス等の金属材料からなるものでも良いし、プラス
チック材料でも良いが、外乱ノイズの影響をなくすため
に、電磁シールドされたものを用いるのが好ましい。The piezoelectric body and the electrode, the electrode and the pedestal or the load body, and the pedestal and the package may be connected by any means as long as they can be firmly connected, but the connection by adhesion suitable for mass production is preferable. In addition, a means for keeping these connections strong may be provided separately. The package may be made of a metal material such as stainless steel or may be a plastic material, but it is preferable to use an electromagnetically shielded package in order to eliminate the influence of disturbance noise.
【0018】また、上記説明では、パッケージ内にイン
ピーダンス変換回路を収納したが、それだけにとどまら
ず、例えば増幅回路も組み込んで、センサ出力を向上さ
せても良い。また、それらの回路を形成した基板を、上
記台座として使用し、センサ全体の小型化を図っても良
い。Further, in the above description, the impedance conversion circuit is housed in the package, but the present invention is not limited to this. For example, an amplifier circuit may be incorporated to improve the sensor output. Further, the substrate on which those circuits are formed may be used as the pedestal to reduce the size of the entire sensor.
【0019】以下に、具体例を挙げて本発明の圧電型振
動センサを説明する。 (実施例1)以下に示す方法で、図1に示すような構造
の振動センサを作製した。大きさ5mm×5mmで、厚
さ0.1mmであるPVDF圧電フィルムを用意し、そ
の上下両面に、エポキシ接着剤を用いて、厚さ30μm
の銅箔を接着して3層積層したセンサチップとした。そ
れらセンサチップの一方の銅箔を電極Aとし、他方の銅
箔を電極Bとして、その電極Aに10mm×10mm×
10mmのアルミブロックを接着し台座とした。また、
電極Bに6mm×6mm×1mmの大きさの真ちゅうブ
ロックを接着して荷重体とした。さらに、別のセンサチ
ップをその荷重体の反対面に接着し、荷重体側の電極を
電極C、反対側の電極を電極Dとした。上記電極Bと電
極Cを導電線で短絡し検知部とした。また、電極Aと電
極Dを各々インピーダンス変換回路に接続した。The piezoelectric vibration sensor of the present invention will be described below with reference to specific examples. Example 1 A vibration sensor having a structure as shown in FIG. 1 was manufactured by the method described below. A PVDF piezoelectric film having a size of 5 mm × 5 mm and a thickness of 0.1 mm is prepared, and epoxy adhesive is used on both upper and lower surfaces thereof to form a thickness of 30 μm.
A copper foil was bonded to obtain a sensor chip in which three layers were laminated. One copper foil of those sensor chips is used as an electrode A, and the other copper foil is used as an electrode B, and the electrode A is 10 mm × 10 mm ×
A 10 mm aluminum block was adhered to form a pedestal. Also,
A brass block having a size of 6 mm × 6 mm × 1 mm was adhered to the electrode B to form a load body. Further, another sensor chip was bonded to the opposite surface of the load body, the electrode on the load body side was designated as electrode C, and the electrode on the opposite side was designated as electrode D. The electrode B and the electrode C were short-circuited with a conductive wire to form a detection unit. Further, the electrode A and the electrode D were each connected to an impedance conversion circuit.
【0020】ただし、上記センサチップの第1及び第2
の圧電体は、どちらも温度上昇したときに荷重体側が正
に荷電する方向で配設されている。20mm×20mm
×20mmの大きさの、真ちゅう製中空パッケージに、
前記検知部とインピーダンス変換回路を収納した。その
際、台座をパッケージの底面に密着するように接着し、
振動センサを完成した。However, the first and second sensor chips
Both of the piezoelectric bodies are arranged so that the load body side is positively charged when the temperature rises. 20 mm x 20 mm
In a brass hollow package with a size of 20 mm,
The detection unit and the impedance conversion circuit were housed. At that time, attach the pedestal so that it closely adheres to the bottom of the package,
Completed the vibration sensor.
【0021】このようにして作製したセンサを、振動発
生機に取り付け、出力ケーブルを電圧測定装置に接続し
て、周波数80Hz、加速度1Gの振動を与えたときの
センサ出力(V)と、振動を与えずにセンサを60℃の
温湯に浸漬したときに発生する出力変化のピーク値(V
S)を測定した。その結果を表1に示す。ただし、結果
はVに対するVSの割合(%)で表示した。The sensor thus produced was attached to a vibration generator, the output cable was connected to a voltage measuring device, and the sensor output (V) when the vibration of frequency 80 Hz and acceleration 1 G was applied, and the vibration The peak value (V of the output change that occurs when the sensor is immersed in hot water at 60 ° C.
S ) was measured. The results are shown in Table 1. However, the results were expressed as the percentage of V S for V (%).
【0022】(実施例2)圧電体として、厚さ0.5m
mのPZT板を用いた以外は実施例1と同様のセンサを
作製し、同様の測定を行った。その結果を表1に示す。
ただし、結果はVに対するVSの割合(%)で表示し
た。(Embodiment 2) A piezoelectric body having a thickness of 0.5 m
The same sensor as in Example 1 was prepared except that the PZT plate of m was used, and the same measurement was performed. The results are shown in Table 1.
However, the results were expressed as the percentage of V S for V (%).
【0023】(比較例1)大きさ5mm×5mmで、厚
さ0.1mmであるPVDF圧電フィルムを用意し、そ
の上下両面に、エポキシ接着剤を用いて、厚さ30μm
の銅箔を接着して3層積層したセンサチップとした。そ
れらセンサチップの一方の銅箔を台座側電極とし、他方
の銅箔を荷重体側電極として、台座側電極に10mm×
10mm×10mmのアルミブロックを接着し台座とし
た。また、荷重体側電極に6mm×6mm×1mmの大
きさの真ちゅうブロックを接着して荷重体とし検知部を
作製した。台座側電極と荷重体側電極を各々インピーダ
ンス変換回路に接続した。20mm×20mm×20m
mの大きさで、真ちゅう製中空のパッケージに、前記検
知部とインピーダンス変換回路を収納した。その際、検
知部の台座側電極をパッケージの底面に密着するように
接着し、振動センサを完成した。このようにして作製し
たセンサで、実施例1と同様の測定を行った。その結果
を表1に示す。ただし、結果はVに対するVSの割合
(%)で表示した。(Comparative Example 1) A PVDF piezoelectric film having a size of 5 mm x 5 mm and a thickness of 0.1 mm was prepared, and epoxy adhesives were used on both upper and lower surfaces thereof to obtain a thickness of 30 μm.
A copper foil was bonded to obtain a sensor chip in which three layers were laminated. One of the copper foils of the sensor chips is used as a base electrode, the other copper foil is used as a load body electrode, and the base electrode is 10 mm ×
An aluminum block of 10 mm × 10 mm was adhered to form a pedestal. Further, a brass block having a size of 6 mm × 6 mm × 1 mm was adhered to the electrode on the load body side to form a load body and a detection unit was manufactured. The pedestal side electrode and the load body side electrode were each connected to an impedance conversion circuit. 20 mm x 20 mm x 20 m
The detector and the impedance conversion circuit were housed in a brass hollow package having a size of m. At that time, the pedestal-side electrode of the detection portion was adhered to the bottom surface of the package so as to be in close contact, and the vibration sensor was completed. The same measurement as in Example 1 was performed using the sensor thus manufactured. The results are shown in Table 1. However, the results were expressed as the percentage of V S for V (%).
【0024】(比較例2)圧電体として、厚さ0.5m
mのPZT板を用いた以外は比較例1と同様のセンサを
作製し、実施例1と同様の測定を行った。その結果を表
1に示す。ただし、結果はVに対するVSの割合(%)
で表示した。(Comparative Example 2) A piezoelectric body having a thickness of 0.5 m
A sensor similar to Comparative Example 1 was prepared except that the PZT plate of m was used, and the same measurement as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1. However, the result is the ratio of V S to V (%)
Displayed in.
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【0026】これらの結果からも明らかなように、比較
例のように1枚の圧電体のみからなるセンサでは、今回
の測定条件における焦電性ノイズが振動に基づく出力よ
り大きくなっているのに対し、実施例のように2枚の圧
電体を積層させたものは、焦電性ノイズの大きさが出力
の5%にまで大幅に低減されている。As is clear from these results, in the sensor made up of only one piezoelectric body as in the comparative example, the pyroelectric noise under the present measurement conditions is larger than the output based on the vibration. On the other hand, in the case where the two piezoelectric bodies are laminated as in the example, the magnitude of the pyroelectric noise is significantly reduced to 5% of the output.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の圧電型振動
センサによれば、従来問題であった焦電性ノイズの影響
を大幅に低減することができるのみならず、センサ全体
が小型に保たれるため、回転体などの曲面にも確実に取
り付けることができ、振動の大きさを正確に検知するこ
とができる。As described above, according to the piezoelectric type vibration sensor of the present invention, not only can the influence of pyroelectric noise, which has been a problem in the past, be greatly reduced, but the entire sensor can be made compact. Since it is maintained, it can be reliably attached to a curved surface such as a rotating body, and the magnitude of vibration can be accurately detected.
【図1】は、本発明の圧電型振動センサの一実施例を表
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a piezoelectric vibration sensor of the present invention.
【図2】は、従来の圧電型振動センサの一例を表す断面
図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional piezoelectric vibration sensor.
1…検知部、2…台座、3…第1の圧電体、4…第2の
圧電体、5…電極A、6…電極B、7…電極C、8…電
極D、9…導電線、10…荷重体、19…導電線、20
…導電線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection part, 2 ... Pedestal, 3 ... 1st piezoelectric body, 4 ... 2nd piezoelectric body, 5 ... Electrode A, 6 ... Electrode B, 7 ... Electrode C, 8 ... Electrode D, 9 ... Conductive wire, 10 ... Load body, 19 ... Conductive wire, 20
… Conductive wire
Claims (1)
極と第2の圧電体と電極を順次積層して形成され、この
第1の圧電体と第2の圧電体が温度変化によって電荷を
発生した際、各々の圧電体の正に荷電した側に接した電
極同志の組と、負に荷電した側に接した電極同志の組の
うち、一方の組の電極間を短絡し、他方の組の電極間で
出力を検知することを特徴とする圧電型振動センサ。1. An electrode, a first piezoelectric body, an electrode, a load body, an electrode, a second piezoelectric body, and an electrode are sequentially laminated, and the first piezoelectric body and the second piezoelectric body change in temperature. When a charge is generated by, a short circuit is made between the electrodes of one of the pair of electrodes in contact with the positively charged side and the pair of electrodes in contact with the negatively charged side of each piezoelectric body. , A piezoelectric vibration sensor characterized by detecting an output between electrodes of the other set.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP292093A JPH06207869A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Piezoelectric vibration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP292093A JPH06207869A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Piezoelectric vibration sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06207869A true JPH06207869A (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=11542792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP292093A Pending JPH06207869A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Piezoelectric vibration sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06207869A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008516202A (en) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | ピエツォクリスト・アドヴァンスト・ゼンゾリクス・ゲー・エム・ベー・ハー | Sensor element having at least one measuring element having piezoelectric properties and pyroelectric properties |
JP2015014530A (en) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | ジェイ・アール・シー特機株式会社 | Vibration sensor |
WO2015053343A1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | ダイキン工業株式会社 | Touch panel, touch input device, and electronic device |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP292093A patent/JPH06207869A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008516202A (en) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | ピエツォクリスト・アドヴァンスト・ゼンゾリクス・ゲー・エム・ベー・ハー | Sensor element having at least one measuring element having piezoelectric properties and pyroelectric properties |
JP2015014530A (en) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | ジェイ・アール・シー特機株式会社 | Vibration sensor |
WO2015053343A1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | ダイキン工業株式会社 | Touch panel, touch input device, and electronic device |
JPWO2015053343A1 (en) * | 2013-10-08 | 2017-03-09 | ダイキン工業株式会社 | Touch panel, touch input device, and electronic device |
US10108287B2 (en) | 2013-10-08 | 2018-10-23 | Daikin Industries, Ltd. | Touch panel, touch input device, and electronic device |
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