JP2015099039A - Piezoelectric acceleration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加速度の検出に用いられる圧電型加速度センサに関し、より詳細には、共振周波数変化型の圧電型加速度センサに関する。 The present invention relates to a piezoelectric acceleration sensor used for detection of acceleration, and more particularly to a resonance frequency change type piezoelectric acceleration sensor.
従来、ハードディスクドライブなどの電子機器や、車両のエアバック装置などに、加速度センサが用いられている。加速度を高精度に検出するセンサとして、共振周波数変化型の圧電型加速度センサが種々提案されている。下記の特許文献1には、双音叉型水晶振動素子を有する圧電型加速度センサが開示されている。特許文献1では、双音叉型水晶振動素子が、接着剤により支持基板に接合されている。双音叉型水晶振動素子は、内部が真空の密封容器に収納されている。
Conventionally, acceleration sensors have been used in electronic devices such as hard disk drives and vehicle airbag devices. As a sensor for detecting acceleration with high accuracy, various types of piezoelectric acceleration sensors of a resonance frequency change type have been proposed.
特許文献1では、厚み方向をZ軸方向としたときに、双音叉型水晶振動素子がZ軸方向に加わる力をX軸方向及びY軸方向の力に変換することにより、X軸方向の加速度を検出することができるとされている。
In
他方、下記の非特許文献1には、AlN圧電薄膜を用いた双音叉型圧電振動素子を有する共振周波数変化型の圧電型加速度センサが開示されている。
On the other hand, Non-Patent
特許文献1に記載の加速度センサでは、接着剤により支持基板に双音叉型水晶振動素子が接合されていたが、高精度に接合することが困難であった。そのため、接合ずれによる感度の低下が生じるおそれがあった。また、水晶を用いているため、小型化が困難であった。さらに、双音叉型水晶振動素子の周囲が真空であるため、構造自体の共振のQが極めて大きくなっていた。そのため、破壊しやすいという問題があった。
In the acceleration sensor described in
他方、非特許文献1に記載の圧電型加速度センサでは、検出する加速度の方向と、圧電振動素子の振動方向が同じであった。そのため、圧電振動素子の厚み方向すなわちZ軸方向に加わる加速度を検出することができなかった。さらに、内部が真空の密閉容器に収納されており、製造コストが高いという問題があった。
On the other hand, in the piezoelectric acceleration sensor described in
本発明の目的は、Z軸方向に加わる加速度の検出ができ、かつ小型化を進め得る圧電型加速度センサを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a piezoelectric acceleration sensor that can detect acceleration applied in the Z-axis direction and can be miniaturized.
本発明に係る圧電型加速度センサは、加速度が加わった際の共振周波数の変化により加速度を検出する圧電型加速度センサである。本発明に係る圧電型加速度センサは、凹部が設けられている支持面を有する支持体と、上記支持体の支持面に固定されており、上記凹部の底面に対して上記凹部により形成されるギャップを隔てて配置されている圧電振動素子とを備え、上記圧電振動素子が、スリットを有する圧電膜と、上記圧電膜に接するように設けられた第1,第2の電極とを備え、上記圧電振動素子に加わった加速度による応力の中立面が上記ギャップ内または支持体の内部に位置している。 The piezoelectric acceleration sensor according to the present invention is a piezoelectric acceleration sensor that detects acceleration based on a change in resonance frequency when acceleration is applied. The piezoelectric acceleration sensor according to the present invention includes a support having a support surface provided with a recess, and a gap formed by the recess with respect to the bottom surface of the recess. The support is fixed to the support surface of the support. A piezoelectric vibration element disposed with a gap therebetween, wherein the piezoelectric vibration element includes a piezoelectric film having a slit, and first and second electrodes provided so as to be in contact with the piezoelectric film. A neutral surface of stress caused by acceleration applied to the vibration element is located in the gap or the inside of the support.
本発明に係る圧電型加速度センサのある特定の局面では、上記圧電振動素子が、振動子本体部と、振動子本体部に連ねられた連結部とを備え、上記連結部が、上記支持体の上記支持面に固定されている。 In a specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the piezoelectric vibration element includes a vibrator main body portion and a connecting portion connected to the vibrator main body portion, and the connecting portion is provided on the support body. It is fixed to the support surface.
本発明に係る圧電型加速度センサの他の特定の局面では、上記連結部が、上記振動子本体部の長さ方向一端及び他端にそれぞれ連結されている。 In another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the connecting portion is connected to one end and the other end of the vibrator main body in the length direction.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに他の特定の局面では、上記振動子本体部が、輪郭振動モードで振動する振動子本体部である。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the vibrator body is a vibrator body that vibrates in a contour vibration mode.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに別の特定の局面では、上記振動子本体部が、長さ方向を有する矩形の平面形状を有し、上記スリットが、上記長さ方向に延びるように設けられている。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the vibrator main body has a rectangular planar shape having a length direction, and the slit is provided to extend in the length direction. It has been.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに他の特定の局面では、一方の連結部に、質量を付加する質量付加部が連結されている。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, a mass adding portion for adding mass is connected to one of the connecting portions.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに他の特定の局面では、上記質量付加部が上記支持体と一体に構成されている。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the mass adding portion is configured integrally with the support.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに他の特定の局面では、上記圧電振動素子において、上記第1の電極と上記第2の電極とが、上記圧電薄膜の少なくとも一部の層を介して重なり合うように配置されている。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, in the piezoelectric vibration element, the first electrode and the second electrode overlap with each other through at least a part of the layer of the piezoelectric thin film. Are arranged as follows.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに別の特定の局面では、上記圧電振動素子が、双音叉型圧電振動素子である。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the piezoelectric vibration element is a double tuning fork type piezoelectric vibration element.
本発明に係る圧電型加速度センサのさらに別の特定の局面では、上記第1,第2の電極が、互いに間挿し合う複数本の電極指を有し、インターデジタル電極が構成されている。 In still another specific aspect of the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the first and second electrodes have a plurality of electrode fingers that are interleaved with each other to form an interdigital electrode.
本発明に係る圧電型加速度センサによれば、支持体の凹部により形成されるギャップを隔てて圧電振動素子が凹部の底面に対して隔てられて配置されており、圧電振動素子に加わった加速度による応力の中立面がギャップ内または支持体の内部に位置しているため、Z軸方向すなわち圧電振動素子の厚み方向に加わる加速度を検出することができる。また、小型化が可能である。 According to the piezoelectric acceleration sensor according to the present invention, the piezoelectric vibration element is disposed so as to be separated from the bottom surface of the concave portion with a gap formed by the concave portion of the support, and the acceleration is applied to the piezoelectric vibration element. Since the neutral plane of the stress is located in the gap or in the support, the acceleration applied in the Z-axis direction, that is, the thickness direction of the piezoelectric vibration element can be detected. Further, the size can be reduced.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る圧電型加速度センサの斜視図であり、図2(a)は該圧電型加速度センサの平面図である。図2(b)及び(c)は、図2(a)中のA−A線及びB−B線に沿う断面図である。 FIG. 1 is a perspective view of a piezoelectric acceleration sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a plan view of the piezoelectric acceleration sensor. 2 (b) and 2 (c) are cross-sectional views along the lines AA and BB in FIG. 2 (a).
圧電型加速度センサ1は、加速度が加わった際の共振周波数の変化により、加速度を検出する圧電型加速度センサである。
The
圧電型加速度センサ1において、図2(a)に示すように、長さ方向をX軸方向とし、X軸方向における一方の方向を方向X1、他方の方向を方向X2とする。また、幅方向をY軸方向とし、Y軸方向における一方の方向を方向Y1、他方の方向を方向Y2とする。そして、図2(b)に示すように、厚み方向をZ軸方向とする。
In the
本実施形態の圧電型加速度センサ1は、支持体2を有する。支持体2は、平面形状が矩形の形状を有する。支持体2は、本実施形態ではシリコンからなる。もっとも、支持体2は、Si基板と、Si基板上に設けられたSiO2膜等の絶縁膜とからなる構造であってもよい。
The
また、支持体2は、本体部2bを有する。本体部2bは、平面形状が矩形であり、上面2cを有する。支持体2の上面2cには、上方に開いた凹部2aが形成されている。
Moreover, the
図2(c)に示すように、支持体2の本体部2bの上記方向X2側の端部において、本体部2bの下面に支持梁2dが設けられている。支持梁2dは、圧電型加速度センサ1を外部から支持するために用いられる。
As shown in FIG.2 (c), the
もっとも、支持梁2dは設けられずともよい。すなわち、支持体2の上記方向側の端部のいずれの部分において外部から支持してもよい。圧電型加速度センサ1は、X2方向側の端部において、外部に固定され、片持ち梁で支持される。
However, the
なお、本体部2bのX1方向側の端部においては、本体部2bの下面に質量付加部2eが設けられている。質量付加部2eは、支持体2のX1方向側の端部を下方に付勢する錘として機能する。
At the end of the
本実施形態では、質量付加部2eは、本体部2bと同一材料で一体に構成されている。もっとも、質量付加部2eは別の材料で構成されていてもよい。その場合には、質量付加部2eを支持体2の本体部2bの下面に接合すればよい。
In this embodiment, the
上記本体部2bは、前述したように矩形の平面形状を有するが、上面2cには前述した凹部2aが形成されている。凹部2aは、特に限定されるわけではないが、矩形の平面形状を有し、図2(a)及び(b)に示すように、Y1方向及びY2方向において両端に至っている。すなわち、圧電型加速度センサ1の支持体2の幅方向両端に至るように凹部2aが形成されている。
Although the
上記支持体2の上面2cに、加速度検出素子として、圧電振動素子3が固定されている。圧電振動素子3は、振動子本体3Xを有する。振動子本体3Xは、X軸方向を長さ方向とする矩形の平面形状を有する。振動子本体3Xには、第1のスリット8aと、第2のスリット8bが形成されている。第1のスリット8a及び第2のスリット8bは、X軸方向が長さ方向である細長い矩形の平面形状を有する。
A
第1のスリット8aの外側には、第1の駆動部3aが第1のスリット8aと平行に延びるように設けられている。また、第2のスリット8bの外側が、第2の駆動部3bである。第2の駆動部3bも第2のスリット8bと平行に延びている。
Outside the
上記第1の駆動部3a及び第2の駆動部3bの長さは、第1,第2のスリット8a,8bと等しい。すなわち、第1の駆動部3a及び第2の駆動部3bの長さ方向両端は、第1,第2のスリット8a,8bの長さ方向両端と等しくされている。そして、第1の駆動部3aと第2の駆動部3bの長さ方向両端に繋がるように、接続部3d,3eが設けられている。接続部3d,3eは、圧電型加速度センサ1の幅方向の両端に至るように設けられている。
The lengths of the
上記接続部3d,3eは、上記幅方向に延びる矩形の形状を有している。また、第1,第2の駆動部3a,3bと平行に、幅方向中央において長さ方向に延びる振動子中央部3cが設けられている。
The connecting
上記第1,第2の駆動部3a,3b及び振動子中央部3cの長さ方向、つまりX軸方向における一端同士を接続するように、第1の接続部3dが設けられている。他方、第1の駆動部3a、第2の駆動部3b及び振動子中央部3cの長さ方向、つまりX軸方向における他端同士を結ぶように、第2の接続部3eが設けられている。
A first connecting
第1,第2の接続部3d,3eは、圧電型加速度センサ1の幅方向両端に至るように設けられている。
The first and
本実施形態では、上記第1,第2の駆動部3a,3b及び振動子中央部3cと、上記接続部3d,3eとにより振動子本体3Xが構成されている。この振動子本体3Xは、その外形が矩形の形状を有する。
In the present embodiment, the vibrator main body 3X is constituted by the first and
他方、上記第1,第2の接続部3d,3eの外側端縁中央にそれぞれ、第1,第2の連結部3f,3gが設けられている。ここで、外側とは振動子本体3Xの中心から遠ざかる側をいうものとする。第1の連結部3fの外側端が、第1の支持部3hに接続されている。第1の支持部3hは幅方向両端に至るように設けられている。同様に、第2の連結部3gの外側端が、第2の支持部3iに連ねられている。第1の支持部3h及び第2の支持部3iは、前述した支持体2の上面2cに接合されている部分である。
On the other hand, first and second connecting
ところで、上記振動子本体3Xと第1,第2の連結部3f,3g及び第1,第2の支持部3h,3iは、圧電薄膜を用いて一体的に構成されている。より具体的には、本実施形態では、保持膜としての第1のAlN膜4と、圧電効果を利用する膜としての第2のAlN膜5とが積層されている。第1のAlN膜4と第2のAlN膜5との間には、第1の電極6が積層されている。この第1の電極6は、前述した振動子本体3X、第1,第2の連結部3f,3g及び第1,第2の支持部3h,3iの全領域に至るように設けられている。
By the way, the vibrator main body 3X, the first and second connecting
他方、駆動部3a,3bにおいては、第2のAlN膜5の上面に、第2の電極7が積層されている。第2のAlN膜5は、C軸に配向しており、厚み方向に分極されている。
On the other hand, in the
本実施形態の圧電型加速度センサ1の動作を説明する。
The operation of the
駆動に際しては、第1の電極6と第2の電極7との間に交番電界を印加する。それによって、上記圧電振動素子3の振動子本体3Xが輪郭モードで振動し、共振特性が得られる。
In driving, an alternating electric field is applied between the
第1の実施形態では、上記輪郭振動に類似したモードで駆動することができるため、1MHz以上の周波数で駆動することができる。また電気機械結合係数が良好である。従って、大気中において容易に振動させることができる。 In the first embodiment, since it can be driven in a mode similar to the contour vibration, it can be driven at a frequency of 1 MHz or more. Also, the electromechanical coupling coefficient is good. Therefore, it can be easily vibrated in the atmosphere.
他方、上記圧電型加速度センサ1に加速度による力が作用すると、上記共振特性が変化する。この共振特性の変化により加速度を検出することができる。
On the other hand, when a force due to acceleration acts on the
なお、共振特性の変化とは、特に限定されないが、共振周波数におけるインピーダンスの値の変化、共振周波数の周波数位置の変化、反共振周波数におけるインピーダンスの変化、または反共振周波数の位置の変化などの適宜のファクターの変化を利用することができる。 The change in the resonance characteristics is not particularly limited, but may be an appropriate change such as a change in the impedance value at the resonance frequency, a change in the frequency position of the resonance frequency, a change in the impedance at the antiresonance frequency, or a change in the position of the antiresonance frequency. Changes in factors can be used.
加速度がZ軸方向、すなわち圧電振動素子3の厚み方向に加速度が作用した場合、圧電振動素子3において伸縮が生じる。すなわち、本実施形態によれば、凹部2aに基づくギャップを隔てて、支持体2に対して上記のようにして圧電振動素子3が固定されている。さらに、上記凹部2aに基づくギャップを隔てて圧電振動素子3が配置されており、さらに該圧電型加速度センサ1に加わったZ軸方向の加速度による応力の中立面がギャップ内に位置している。従って、圧電振動子3には圧縮応力または引張応力が加わることになり、圧電振動素子3において伸縮が生じ、Z軸方向の加速度を検出することができる。
When the acceleration acts in the Z-axis direction, that is, in the thickness direction of the
なお、圧電型加速度センサ1に加わったZ軸方向の加速度による応力の中立面は、ギャップ内ではなく、支持体2の本体部2b、すなわち支持体2の内部に位置していてもよい。この場合においても、圧電振動子3には圧縮応力または引張応力が加わることになり、圧電振動素子3において伸縮が生じ、Z軸方向の加速度を検出することができる。
Note that the neutral surface of the stress due to the acceleration in the Z-axis direction applied to the
また、本実施形態では、圧電型加速度センサ1は、輪郭振動などの面内振動モードで振動する。従って、上記凹部2aに起因するギャップの隙間が小さい場合であっても、圧電振動素子3が支持体2の本体部2bに接触しがたい。よって、いわゆるMEMS構造を利用して、Z軸方向の加速度をも検出し得る圧電型加速度センサ1を構成することができる。
In the present embodiment, the
さらに、上記輪郭振動を利用する場合、真空パッケージを要することなく、大気中において圧電振動素子3を振動させることができる。例えば、共振周波数が1MHz以上の輪郭振動を利用した場合においても、大気中において容易に振動させることができる。従って、圧電振動素子3を真空パッケージに収納する必要がない。よって、製造コストを低くすることができる。加えて、小型化が可能である。
Furthermore, when the contour vibration is used, the
なお、本実施形態では、上記質量付加部2eが設けられているため、測定感度をより一層効果的に高めることができる。もっとも、質量付加部2eは必ずしも設けられずともよい。
In addition, in this embodiment, since the said
なお、本実施形態では第1のAlN膜4を保持膜として用いている。もっとも、この保持膜はAlNなどの圧電材料により形成される必要は必ずしもない。すなわち、圧電作用を積極的に利用するのは、第1の電極6と第2の電極7との間に挟まれている第2のAlN膜5である。従って、第1の電極6の下方に位置している第1のAlN膜4は、SiO2膜の他の誘電体材料や他の圧電材料などの適宜の材料で形成することができる。
In the present embodiment, the
次に、具体的なシミュレーション例としての上記実施形態の実施例と、比較例との加速度検出試験につき説明する。図3は、実施例として用意した上記実施形態に係る圧電型加速度センサ1に係る各部分の寸法を示し、これらの寸法を下記の表1に示すように設定した。
Next, an acceleration detection test between the example of the above embodiment as a specific simulation example and a comparative example will be described. FIG. 3 shows the dimensions of each part related to the
図4は、本実施形態の圧電型加速度センサ1において加速度が作用していないときの共振特性を示す図である。図4より、共振周波数は17.4MHzであり、電気機械結合係数は6.5%程度であることがわかる。従って、良好な共振特性を示していることがわかる。
FIG. 4 is a diagram illustrating resonance characteristics when no acceleration is applied in the
図5は、上記実施例の圧電型加速度センサにおいて、Z軸方向に加速度を加えた場合の加速度と、共振周波数の周波数シフト量Δf(Hz)との関係を示す。 FIG. 5 shows the relationship between the acceleration when the acceleration is applied in the Z-axis direction and the frequency shift amount Δf (Hz) of the resonance frequency in the piezoelectric acceleration sensor of the above embodiment.
また、比較例として、上記Siからなる支持体2が用いられていない上記圧電振動素子3のみを用いた比較例を用意した。この比較例における加速度と周波数シフト量も図5に併せて示す。
As a comparative example, a comparative example using only the
図5から明らかなように、上記支持体2が設けられていない場合には、重力加速度に対し、周波数シフト量が2次関数的に変化している。これに対して、実施例によれば、作用する加速度の大きさに対し、周波数シフト量が線形に変化している。従って、実施例によれば、作用しているZ軸方向の加速度を高精度に検出し得ることがわかる。
As is apparent from FIG. 5, when the
なお、上記実施形態では圧電膜としてAlN膜を用いたが、PZT膜のような様々な他の圧電膜を用いることができる。また、第1,第2の電極6,7間に挟まれる圧電膜の厚みは、上記実験例に限らず、100nm〜3μm程度の薄膜であれば適宜の膜厚とすることができる。
In the above embodiment, an AlN film is used as the piezoelectric film, but various other piezoelectric films such as a PZT film can be used. The thickness of the piezoelectric film sandwiched between the first and
また、第1,第2の電極6,7は、モリブデンにより形成されていたが、タングステンや銅、アルミニウム、ルテニウムなどの様々な金属もしくはこれらの合金により形成することができる。
Further, although the first and
支持体2についても前述したようにSiに限らず、様々な誘電体または絶縁体により形成することができる。
As described above, the
図6は、本発明の第2の実施形態の圧電型加速度センサ21の模式的平面図である。本実施形態では振動子本体23が、くし歯状の第1の電極25と、くし歯状の第2の電極26とを有する。第1の電極25の複数本の電極指と、第2の電極26の複数本の電極指が互いに間挿し合っている。すなわち、インターデジタル電極が構成されている。このように、圧電膜24に接するように設けられている第1,第2の電極25,26は、インターデジタル電極を構成していてもよい。この場合においても、第1の電極25と第2の電極26との間に交番電界を印加することにより、共振特性を得ることができる。そして、加速度が作用した場合に上記共振特性が変化するため、第1の実施形態と同様に、加速度を検出することができる。
FIG. 6 is a schematic plan view of the
なお、第2の実施形態においては、上記振動子本体23が第1の実施形態の圧電振動素子3と異なることを除いてはほぼ同様に構成されている。従って、同一の部分については同一の参照番号を付することにより他の説明は省略することとする。
In the second embodiment, the
第2の実施形態においても、上記振動子本体23は、図示しないギャップを隔てて支持体2から浮かされている。そして、振動子本体23に加わった加速度による応力の中立面は、ギャップ内に位置している。よって、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態においても、Z軸方向に作用する加速度を検出することができる。加えて、本実施形態においてもMEMS構造を採用しているため、製造が容易であり、小型化が可能である。
Also in the second embodiment, the vibrator
第2の実施形態においても、圧電型加速度センサ21に加わったZ軸方向の加速度による応力の中立面は、ギャップ内ではなく、支持体2の本体部2b、すなわち支持体2の内部に位置していてもよい。この場合においても、圧電振動子3には圧縮応力または引張応力が加わることになり、圧電振動素子3において伸縮が生じ、Z軸方向の加速度を検出することができる。
Also in the second embodiment, the neutral surface of the stress due to the acceleration in the Z-axis direction applied to the
なお、第2の実施形態では、上記IDT電極が構成されているため、ラム波モードで振動させることができる。よって、数100MHz〜数MHzの高周波数域で振動させることができる。 In the second embodiment, since the IDT electrode is configured, it can be vibrated in the Lamb wave mode. Therefore, it can be vibrated in a high frequency range of several hundred MHz to several MHz.
図7は、第3の実施形態の圧電型加速度センサ31の平面図である。本実施形態では、振動子本体において、幅方向中央において長さ方向に延びる一本のスリット38が設けられている。このスリット38の両側に、それぞれ駆動部39a,39bが設けられている。その他の構造は、第1の実施形態と同様であるため、同一部分については同一の参照番号を付することにより、詳細な説明は省略する。
FIG. 7 is a plan view of the
もっとも、図7に示した圧電振動素子33を用いる場合には、真空パッケージが必要となる。もっとも、この場合においても、ギャップを隔てて振動子本体が構成されているため、また応力の中立面がギャップ内に位置しているため、Z軸方向に作用する加速度を検出することができる。さらに、MEMSプロセスを用いて加工できるため、小型化及び高精度の加工が可能である。
However, when the
図8は、本発明の第4の実施形態に係る圧電型加速度センサ41の斜視図である。本実施形態では、第1の実施形態の質量付加部2eに代えて、質量付加部42eが用いられている。質量付加部42eは、本体部42e1を有する。本体部42e1は、支持体2の長さ方向一端に連結されている。そして、本体部42e1は、支持体2の幅方向全長を超えて幅方向両外側に延ばされている。
FIG. 8 is a perspective view of a
さらに、上記本体部42e1の両端から、支持体2の長さ方向と平行に延びる突出部42e2,42e3が連ねられている。このように、第1の実施形態の質量付加部2eよりも大きい質量付加部42eを設けてもよい。その場合において質量付加部42eによる質量付加作用が大きいため、測定感度をより一層高めることができる。
Further, projecting portions 42e2 and 42e3 extending in parallel with the length direction of the
また、図9に示す圧電型加速度センサ51のように、2個の圧電型加速度センサ1,1を長さ方向一端同士を突き合わせて質量付加部52eにより連結してもよい。この場合には、各圧電型加速度センサ1,1の質量付加部52eとは連結されていない側の端部で各圧電型加速度センサ1,1を支持すればよい。
Further, like the
さらに、第1の実施形態と同様にスリットが設けられているため、振動の長さが変化し易くなり、周波数変化量を大きくすることができる。 Furthermore, since the slit is provided as in the first embodiment, the length of vibration is easily changed, and the frequency change amount can be increased.
1…圧電型加速度センサ
2…支持体
2a…凹部
2b…本体部
2c…上面
2d…支持梁
2e…質量付加部
3…圧電振動素子
3a,3b…第1,第2の駆動部
3c…振動子中央部
3d,3e…第1,第2の接続部
3f,3g…第1,第2の連結部
3h,3i…第1,第2の支持部
3X…振動子本体
4…第1のAlN膜
5…第2のAlN膜
6,7…第1,第2の電極
8a,8b…第1,第2のスリット
21…圧電型加速度センサ
23…振動子本体
24…圧電膜
25,26…第1,第2の電極
31…圧電型加速度センサ
33…圧電振動素子
38…スリット
39a,39b…駆動部
41…圧電型加速度センサ
42e…質量付加部
42e1…本体部
42e2,42e3…突出部
52e…質量付加部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
凹部が設けられている支持面を有する支持体と、
前記支持体の支持面に固定されており、前記凹部の底面に対して前記凹部により形成されるギャップを隔てて配置されている圧電振動素子とを備え、
前記圧電振動素子が、スリットを有する圧電膜と、前記圧電膜に接するように設けられた第1,第2の電極とを備え、
前記圧電振動素子に加わった加速度による応力の中立面が前記ギャップ内または前記支持体の内部に位置している、圧電型加速度センサ。 A piezoelectric acceleration sensor that detects acceleration by a change in resonance frequency when acceleration is applied,
A support having a support surface provided with a recess;
A piezoelectric vibration element that is fixed to a support surface of the support and is disposed with a gap formed by the recess with respect to a bottom surface of the recess;
The piezoelectric vibration element includes a piezoelectric film having a slit, and first and second electrodes provided in contact with the piezoelectric film,
A piezoelectric acceleration sensor, wherein a neutral plane of stress due to acceleration applied to the piezoelectric vibration element is located in the gap or in the support.
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