CN106574828A - 压电传感器以及检测装置 - Google Patents

压电传感器以及检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106574828A
CN106574828A CN201580042164.3A CN201580042164A CN106574828A CN 106574828 A CN106574828 A CN 106574828A CN 201580042164 A CN201580042164 A CN 201580042164A CN 106574828 A CN106574828 A CN 106574828A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piezoelectrics
piezoelectric transducer
interarea
detection
opposed
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
CN201580042164.3A
Other languages
English (en)
Inventor
源明裕也
井上二郎
市丸正幸
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN106574828A publication Critical patent/CN106574828A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • G01L1/162Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices using piezoelectric resonators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/22Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in capacitance
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302Sensors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/802Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/87Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/88Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • H10N30/883Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

提供一种能基于与给压电体的剪切应力对应的电输出来检测检查对象的变形的压电传感器。压电传感器(1)是固定于检测对象来检测上述检测对象的变形的压电传感器,具备:具有第1、第2主面(1a、1b)以及长度方向、极化轴是与长度方向平行的方向(X1)的压电体(2);和形成于压电体(2)的表面、在与长度方向平行的方向上延伸的第1、第2检测用电极(4a、4b)。基于与压电体(2)的剪切应力对应的电输出来检测上述检测对象的变形。

Description

压电传感器以及检测装置
技术领域
本发明涉及压电传感器以及检测装置。
背景技术
作为现有的检测挠曲的压电传感器,例如已知下述的专利文献1记载的利用d31模式的压电传感器。
专利文献1的压电传感器具有:有上层的压电薄膜和下层的压电薄膜的双压电晶片结构。在检测挠曲时,测定上层和下层的输出,对例如上层的输出进行补正。接下来将补正过的上层的输出和下层的输出相加。由此能使因压电传感器的热电效应而产生的上层的电荷和下层的电荷相抵。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:昭62-156503号公报
发明内容
发明要解决的课题
但在专利文献1记载的压电传感器中,必须设置测定上层和下层的输出的测定器以及对上层或下层的输出进行补正的补正电路。因此检测效率变差。
本发明的目的在于,提供一种能基于与给压电体的剪切应力对应的电输出来检测检查对象的变形的压电传感器。
用于解决课题的手段
本发明所涉及的压电传感器是固定于检测对象来检测上述检测对象的变形的压电传感器。上述压电传感器具备:具有第1、第2主面以及长度方向、且极化轴是与上述长度方向平行的方向的压电体;和形成于上述压电体的表面、且在与上述长度方向平行的方向上延伸的第1、第2检测用电极。基于与给上述压电体的剪切应力对应的电输出来检测上述检测对象的变形。
在本发明所涉及的压电传感器的某特定的局面中,还具备不与外部连接的第3电极。上述第3电极形成于上述压电体的上述第1主面。上述第1、第2检测用电极形成为在上述压电体的上述第2主面上隔开空隙而对置。上述第1、第2检测用电极和上述第3电极具有在上述压电体的厚度方向上对置的对置部。
在本发明所涉及的压电传感器的其他特定的局面中,作为上述压电体而具有第1、第2压电体。上述第1、第2压电体分别具有第1、第2主面以及长度方向。上述第1、第2检测用电极形成为在上述第1、第2压电体各自的上述第2主面上隔开空隙而对置。上述第3电极形成于上述第1、第2压电体的上述第1主面。在上述第1主面彼此以及上述第2主面彼此当中任意一方接合上述第1压电体和上述第2压电体。上述第1、第2压电体的极化轴方向是上述长度方向,且相互是相反方向。
在本发明所涉及的压电传感器的再其他特定的局面中,作为上述压电体而具有第3、第4压电体。上述第3、第4压电体分别具有第1、第2主面、长度方向以及在上述长度方向上对置的第1、第2端面。上述第3压电体的上述第2端面和上述第4压电体的上述第1端面接合。在上述第3、第4压电体的各上述第1主面形成上述第1检测用电极。在上述第3、第4压电体的各上述第2主面形成上述第2检测用电极。上述第1检测用电极和上述第2检测用电极具有在上述第3、第4压电体的厚度方向上对置的对置部。上述第3、第4压电体的极化轴方向是长度方向,且相互是相反方向。
在本发明所涉及的压电传感器的另外特定的局面中,在上述压电体的第1以及第2主面当中至少一方设置板状的外装体。
在本发明所涉及的压电传感器的再另外特定的局面中,还具备:接合上述压电体的第1主面以及第2主面的任意一方的安装基板。
在本发明所涉及的压电传感器的再另外特定的局面中,还具备接合上述外装体的安装基板。
本发明所涉及的检测装置具备:包含具有第1、第2输入端和输出端的运算放大器的传感器电路;和按照本发明而构成的压电传感器。上述压电传感器与上述运算放大器的上述第1输入端连接。
发明的效果
根据本发明,能提供能基于与给压电体的剪切应力对应的电输出来检测检查对象的变形的压电传感器。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的分解立体图。
图2是相当于沿着图1中的A-A线的部分的本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的截面图。
图3(a)以及图3(b)是用于说明由本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器检测作为检查对象的示例的基板的变形的机构的概略主视图。
图4是固定在作为检查对象的基板的本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第1变形例的主视截面图。
图5是固定在作为检查对象的基板的本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第2变形例的主视截面图。
图6是固定在作为检查对象的基板的本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第3变形例的主视截面图。
图7是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第4变形例的主视截面图。
图8是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第5变形例的主视截面图。
图9是作为本发明的第2实施方式的检测装置的电路图。
图10是作为本发明的第3实施方式的检测装置的电路图。
图11是本发明的第4实施方式所涉及的压电传感器的主视截面图。
图12是本发明的第5实施方式所涉及的压电传感器的主视截面图。
图13是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第6变形例的主视截面图。
图14是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第7变形例的主视截面图。
图15是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第8变形例的主视截面图。
图16是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第9变形例的主视截面图。
图17是固定在作为检查对象的基板的本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的第10变形例的主视截面图。
具体实施方式
图1是本发明的第1实施方式所涉及的压电传感器的分解立体图。图2是相当于沿着图1中的A-A线的部分的第1实施方式所涉及的压电传感器的截面图。
压电传感器1具有矩形板状的压电体2。另外,压电体2也可以不是矩形板形状。
压电体2具有第1、第2主面2a、2b,具有长度方向。压电体2由锆钛酸铅、钛酸铅、钛酸钡、铌酸钾钠等压电陶瓷、或者水晶、钽酸锂、铌酸理、硅酸镓镧、铌镁酸铅/钽酸铅固溶体等压电单晶、或者聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物等压电高分子构成。
在压电体2的第1主面2a经由粘结剂7接合板状的第1外装体3a。在压电体2的第2主面2b经由粘结剂7接合板状的第2外装体3b。第1、第2外装体3a、3b由氧化铝等绝缘性陶瓷、合成树脂等适宜的材料构成。粘结剂7由环氧树脂等适宜的绝缘性粘结剂构成。另外,粘结剂7也可以没有绝缘性。
如图2所示那样,在压电体2的第2主面2b形成有第1、第2检测用电极4a、4b。第1、第2检测用电极4a、4b在压电体2的长度方向上延伸。第1检测用电极4a和第2检测用电极4b在压电体2的长度方向中央隔开空隙而对置。在压电体2的第1主面2a形成第3电极4c。第3电极4c是浮动电极,不与外部连接。第1、第2检测用电极4a、4b具有与第3电极4c在压电体2的厚度方向上对置的对置部4A、4B。
在压电体2中,将与上述长度方向正交的方向设为宽度方向。压电体2具有在宽度方向上对置的第1、第2侧面2e、2f。第1、第2检测用电极4a、4b以及第3电极4c未至第1、第2侧面2e、2f,不在第1、第2侧面2e、2f露出。由此难以在第1、第2检测用电极4a、4b以及第3电极4c附着杂质。由此能抑制压电传感器1的绝缘电阻的降低。另外,第1、第2检测用电极4a、4b以及第3电极4c也可以在压电体2的第1、第2侧面2e、2f露出。
压电体2具有在长度方向上对置的第1、第2端面2c、2d。在第1、第2端面2c、2d形成第1、第2外部电极5a、5b。第1检测用电极4a与第1外部电极5a电连接。第2检测用电极4b与第2外部电极5b电连接。
压电体2的极化轴是与长度方向平行的方向。更具体地,压电体2与长度方向平行,从压电体2的第2端面2d朝向第1端面2c的方向X1是极化方向。极化方向也可以是从第1端面2c朝向第2端面2d的方向。
图3(a)以及图3(b)是用于说明由第1实施方式所涉及的压电传感器检测作为检查对象的示例的基板的变形的机构的概略主视图。另外,省略外部电极。
压电传感器1具有第1、第2部分1A、1B。第1、第2部分1A、1B在压电传感器1的长度方向的中心线B-B相连且对置。如图3(a)中的箭头C、C所示那样,若基板6在平面方向上扩展,则箭头D、D所示的拉伸应力赋予压电传感器1的第2主面1b。与此相对,第1主面1a未被赋予应力。为此,在压电传感器1的第1部分1A中的压电体被赋予箭头E1、E2所示的剪切应力,在第2部分1B中的压电体被赋予箭头E3、E4所示的剪切应力。基于该应力,通过压电效应而从压电体的两主面输出电信号。另外,由于第1部分1A中的压电体和第2部分1B中的压电体极化方向相同、剪切应力的朝向相反,因此在两主面间输出的电信号的朝向相互成为相反。以图2所示的压电体2的第1检测用电极4a为基准在第3电极4c产生的电输出和以第3电极4c为基准在第2检测用电极4b产生的电输出成为同极性,以第3电极4c为中继电极,在第1检测用电极4a与第2检测用电极4b之间输出电信号。电信号的电压通过将图3(a)所示的第1部分1A和第2部分1B加起来而成为2倍。如此能高灵敏度地检测基板6的变形。
如图3(b)中的箭头F、F所示那样,在基板6在平面方向上收缩的情况下,也是箭头G、G所示的压缩应力被赋予压电传感器1的第2主面1b,在压电传感器1的压电体被赋予剪切应力H1~H4。在该情况下,也与图3(a)所述的情况同样,能检测基板6的变形。另外,在本实施方式中,虽然检测对象是基板6,但检测对象并不限于基板。
但在压电体的极化轴为压电体的厚度方向的现有的压电传感器中,第1、第2检测用电极形成得在极化轴的方向上对置。为此还检测热电效应所引起的噪声。因此不能充分提高检测对象的变形的检测精度。为此需要用于对上述噪声进行补正的补正电路。
与此相对,如图2所示那样,在第1实施方式的压电传感器1中,第1、第2检测用电极4a、4b形成得在第2主面2b上对置。由于压电体2的极化轴的方向与长度方向平行,因此第1、第2检测用电极4a、4b不在极化轴的方向上对置。为此,即使因热电效应而在压电体2的表面产生电荷,第1检测用电极4a与第2检测用电极4b之间也几乎不会赋予电位差。从而能几乎不使因热电效应产生的噪声出现。因此不需要补正电路,能更加进一步提高检测对象的变形的检测精度。
在图3(a)以及图3(b)中,示出了基板6的平面方向的扩展以及收缩的检测,但通过压电传感器1还能检测基板6的挠曲、形变。例如若基板挠曲,则基板表面的伸长或收缩所引起的拉伸或压缩应力附加在压电传感器1。在压电体的第1主面侧和第2主面侧,在压电体的长度方向上附加的应力不同。因而能取出与剪切应力对应的电输出。
在此将与长度方向垂直的方向设为宽度方向。压电传感器1检测与压电体的长度方向平行的方向上的检测对象的变形,且不检测与压电体的厚度方向或宽度方向平行的检测对象的变形。即,压电传感器1在检测轴上具有各向异性。因此,在使用压电传感器1的情况下,能仅检测出检测对象的希望检测的方向的变形。
图4表示固定在作为检查对象的基板的第1实施方式的第1变形例。也可以如压电传感器70那样仅在压电体2的第1主面2a接合第1外装体3a。也可以如图5所示的第2变形例即压电传感器71那样仅在压电体2的第2主面2b接合第2外装体3b。
也可以如图6所示的第3变形例那样,压电传感器72没有第1以及第2外装体的任一者。由此能削减部件数。然而优选如图2所示的第1实施方式那样具有第1、第2外装体3a、3b。由此能提高压电传感器1的强度。
也可以如图7所示的第4变形例那样,压电传感器80具有安装基板86。更具体地,可以让压电体2以及第1、第2外装体3a、3b所构成的层叠体安装在安装基板86。另外,也可以让未接合第1、第2外装体3a、3b的压电体2接合在安装基板86。或者,也可以让第1外装体3a以及压电体2所构成的层叠体从第1外装体3a侧以及压电体2侧当中任意一方与安装基板86接合。安装基板86的材料并没有特别限定,但适于使用玻璃环氧基板。
在第4变形例中,压电体2以及第1、第2外装体3a、3b所构成的层叠体经由安装基板86固定在检查对象。由此能提高压电传感器80的强度。然而未经由安装基板86固定在检查对象的、图2所示的结构,更会使压电体2更易于位移。因而图2所示的实施方式更能提高检测灵敏度。
也可以如图8所示的第5变形例即压电传感器90那样在安装基板86上设置树脂模制层98。通过设置树脂模制层98,能更加进一步提高压电传感器90的强度。然而图2所示的实施方式更能提高检测灵敏度。
图9是作为第2实施方式的检测装置的电路图。
检测装置50具有传感器电路。该传感器电路具有运算放大器59。运算放大器59具有第1、第2输入端59a、59b以及输出端59c。在第1输入端59a与接地电位之间连接压电传感器51。在压电传感器51并联连接电阻R。第2输入端59b与输出端59c连接。在检测装置50中,压电传感器51的输出被运算放大器59放大,从输出端59c被取出。
在检测装置50的传感器电路中,压电传感器51的静电容越大则检测装置50的截止频率越低。因而,通过使用静电容大的压电传感器51,能检测更进一步低的频段的信号。因此能检测速度慢的变形。
检测装置50不需要补正电路。进而检测装置50的上述传感器电路由压电传感器51、电阻R以及运算放大器59构成。因此能削减检测装置50的部件数。
图10是作为第3实施方式的检测装置的电路图。
在检测装置60的传感器电路中,在运算放大器59的第1输入端59a与接地电位之间连接压电传感器61。在第2输入端59b与输出端59c之间,电容器C以及电阻R相互并联连接。
在检测装置60的传感器电路中,低域侧的截止频率不受压电传感器61的静电容以及绝缘电阻的影。因而能检测更进一步低的频段的信号。因此能检测更进一步速度慢的变形。
图11是本发明的第4实施方式所涉及的压电传感器的主视截面图。
压电传感器31,具有第1、第2压电体2A、2B。第1压电体2A具有与图2所示的实施方式的压电体2同样的结构。图11所示的第2压电体2B在与第1压电体2A相反侧的方向即方向X2上被极化,除此以外具有与第1压电体2A同样的结构。
第1压电体2A的第1主面2a和第2压电体2B的第1主面2a通过粘结剂7而接合。第1压电体2A位于压电传感器31的第1主面1a侧,第2压电体2B位于压电传感器31的第2主面1b侧。另外,也可以让第1压电体2A和第2压电体2B分别表里相反地设置,第1压电体2A的第2主面2b和第2压电体2B的第2主面2b通过粘结剂7而接合。
如上述那样,第1、第2压电体2A、2B的极化轴,在长度方向上是相反方向。为此在第1压电体2A和第2压电体2B中,因热电效应而产生的电荷的正负成为相反。因而能使因热电效应而产生的电荷的大部分相抵。因此能更进一步提高检测对象的变形的检测精度。
压电传感器31例如可以用作图9所示的检测装置50的压电传感器51。如图11所示那样,压电传感器31的第1、第2检测用电极4a、4b具有与第3电极4c在第1压电体2A的厚度方向上对置的对置部34Aa、34Ab。第1、第2检测用电极4a、4b具有与第3电极4c在第2压电体2B的厚度方向上对置的对置部34Ba、34Bb。
对置部34Aa以及对置部34Ba和对置部34Ab以及对置部34Bb分别具有静电容且层叠。因而能更进一步加大压电传感器31的静电容。因而能检测更进一步低的频段的信号。因此能检测更进一步速度慢的变形。
另外,在压电传感器31中,也可以层叠多组第1、第2压电体2A、2B。这时将第1压电体2A与第2压电体2B的第1主面2a彼此或第2主面2b彼此接合即可。由此不仅能使因热电效应而产生的电荷的大部分相抵,还能更进一步有效果地加大静电容。因此能检测更进一步速度慢的变形。
图12是本发明的第5实施方式所涉及的压电传感器的主视截面图。
压电传感器41具有:有长度方向的第1、第2压电体42A、42B。第1压电体42A具有第1、第2主面42Aa、42Ab以及在长度方向上对置的第1、第2端面42Ac、42Ad。第2压电体42B具有第1、第2主面42Ba、42Bb以及在长度方向上对置的第1、第2端面42Bc、42Bd。第1压电体42A的第2端面42Ad和第2压电体42B的第1端面42Bc通过粘结剂7接合。
第1压电体42A和第2压电体42B在长度方向上被极化向相反方向。更具体地,第1压电体42A被极化为与长度方向平行、且从第1压电体42A的第1端面42Ac朝向第2端面42Ad的方向X2。第2压电体42B被极化为与方向X2相反的方向即方向X1。
在第1、第2压电体42A、42B的第1主面42Aa、42Ba,形成第1检测用电极44a。第1检测用电极44a从第1压电体42A的第1主面42Aa形成至第2压电体42B的第1主面42Ba。在第1、第2压电体42A、42B的第2主面42Ab、42Bb形成第2检测用电极44b。第2检测用电极44b从第2压电体42B的第2主面42Bb形成至第1压电体42A的第2主面42Ab。
在第1压电体42A的第1端面42Ac,形成第1外部电极5a。在第2压电体42B的第2端面42Bd形成第2外部电极5b。第1检测用电极44a与第1外部电极5a电连接。第2检测用电极44b与第2外部电极5b电连接。
第1检测用电极44a和第2检测用电极44b不在极化轴的方向上对置。因而能有效果地减小因第1检测用电极44a与第2检测用电极44b之间的热电效应而产生的噪声。另外,第1、第2压电体42A、42B由于在极化方向相反的基础上经由粘结剂7,因此能有效果地减小在第1端面42Ac和第2端面42Bd对置的外部电极5a、5b间的热电噪声。
第1检测用电极44a和第2检测用电极44b具有在第1压电体42A的厚度方向上对置的对置部44A1以及在第2压电体42B的厚度方向上对置的对置部44B1。对置部44A1和对置部44B1相互并联连接。因而能更进一步加大静电容。因而若在作为第3实施方式的检测装置中使用压电传感器41,就能检测更进一步低的频段的信号。因此能检测更进一步速度慢的变形。
另外,在压电传感器41中,也可以在厚度方向上层叠多组第1压电体42A和第2压电体42B。由此能更进一步有效果地加大静电容。因此能检测更进一步速度慢的变形。
图13是第1实施方式所涉及的压电传感器的第6变形例的主视截面图。
压电传感器20也可以与第5实施方式同样,具有端面彼此用粘结剂7接合的第1、第2压电体22A、22B。在此,第1、第2压电体22A、22B的极化方向是相同方向,在这点上不同于图12所示的第5实施方式的第1、第2压电体42A、42B。在第1压电体22A的第2主面22Ab形成第1检测用电极4a。在第2压电体22B的第2主面22Bb形成第2检测用电极4b。第3电极4c从第1压电体22A的第1主面22Aa形成至第2压电体22B的第1主面22Ba。由此抑制了第1检测用电极4a与第2检测用电极4b之间或者第1外部电极5a与第2外部电极5b之间的极化方向的电荷的产生,能更加减小热电噪声。
也可以如图14所示的第7变形例那样,压电传感器10的第1、第2外部电极15a、15b从第2外装体3b的第1、第2端面3bc、3bd形成至压电体2的第1、第2端面2c、2d。第1、第2外部电极15a、15b,期望在压电体2的第1、第2端面2c、2d中,仅形成在第2主面2b侧的端部附近。由此减少了极化方向的两端的电极对置面积,能有效果地减少热电噪声。
也可以如图15所示的第8变形例那样压电传感器11具有绝缘层18。从第1外装体3a的第1、第2端面3ac、3ad至压电体2的第1、第2端面2c、2d且不至第1、第2检测用电极4a、4b地来设置绝缘层18。这时,在第2外装体3b的端面3bc、3bd、压电体2的第1、第2端面2c、2d中未设绝缘层18的部分以及绝缘层18上,形成第1、第2外部电极5a、5b。在第8变形例中,也能通过减少极化方向的两端的电极对置面积来有效果地减低热电噪声。
在图16所示的第9变形例那样让压电传感器21的第1、第2外装体23a、23b由有粘结性的树脂构成的情况下等,能省略粘结剂7。
也可以如图17所示的第10变形例那样,压电传感器73经由焊料等所构成的钎料78a、78b安装在安装基板86。更具体地,压电传感器73通过钎料78a、78b在第1、第2外部电极5a、5b这2处与安装基板86接合。虽未图示,但俯视观察下,安装基板86相比于压电传感器73,长度方向以及宽度方向的尺寸更大。由于安装基板86易于挠曲,因此能使压电体2容易地挠曲。因而能有效果地提高检查对象的变形的检测灵敏度。
进而在压电传感器73中,在安装基板86与第2外装体3b之间形成空隙I。由此难以检测来自外部的撞击或振动等的噪声。因此能更进一步提高检查对象的变形的检测灵敏度。
标号的说明
1 压电传感器
1A、1B 第1、第2部分
1a、1b 第1、第2主面
2 压电体
2A、2B 第1、第2压电体
2a、2b 第1、第2主面
2c、2d 第1、第2端面
2e、2f 第1、第2侧面
3a、3b 第1、第2外装体
3ac、3ad 第1、第2端面
3bc、3bd 第1、第2端面
4a、4b 第1、第2检测用电极
4c 第3电极
4A、4B 对置部
5a、5b 第1、第2外部电极
6 基板
7 粘结剂
10、11 压电传感器
12A、12B 第1、第2压电体
18 绝缘层
20、21 压电传感器
22A、22B 第1、第2压电体
22Aa、22Ab 第1、第2主面
22Ba、22Bb 第1、第2主面
23a、23b 第1、第2外装体
31 压电传感器
34Aa、34Ab、34Ba、34Bb 对置部
41 压电传感器
42A、42B 第1、第2压电体
42Aa、42Ab 第1、第2主面
42Ba、42Bb 第1、第2主面
42Ac、42Ad 第1、第2端面
42Bc、42Bd 第1、第2端面
44A1、44B1 对置部
44a、44b 第1、第2检测用电极
50 检测装置
51 压电传感器
59 运算放大器
59a、59b 第1、第2输入端
59c 输出端
60 检测装置
61 压电传感器
70、71、72、73 压电传感器
78a、78b 钎料
80 压电传感器
86 安装基板
90 压电传感器
98 树脂模制层

Claims (8)

1.一种压电传感器,固定于检测对象来检测所述检测对象的变形,
所述压电传感器具备:
具有第1、第2主面以及长度方向、且极化轴是与所述长度方向平行的方向的压电体;和
形成于所述压电体的表面、且在与所述长度方向平行的方向上延伸的第1、第2检测用电极,
基于与给所述压电体的剪切应力对应的电输出来检测所述检测对象的变形。
2.根据权利要求1所述的压电传感器,其中,
所述压电传感器还具备:不与外部连接的第3电极,
所述第3电极形成在所述压电体的所述第1主面,所述第1、第2检测用电极形成为在所述压电体的所述第2主面上隔开空隙对置,所述第1、第2检测用电极和所述第3电极具有在所述压电体的厚度方向上对置的对置部。
3.根据权利要求2所述的压电传感器,其中,
作为所述压电体而具有第1、第2压电体,所述第1、第2压电体分别具有第1、第2主面以及长度方向,所述第1、第2检测用电极形成为在所述第1、第2压电体各自的所述第2主面上隔开空隙而对置,所述第3电极形成于所述第1、第2压电体的所述第1主面,在所述第1主面彼此以及所述第2主面彼此当中任意一方接合所述第1压电体和所述第2压电体,所述第1、第2压电体的极化轴方向是所述长度方向,且相互是相反方向。
4.根据权利要求1所述的压电传感器,其中,
作为所述压电体而具有第3、第4压电体,所述第3、第4压电体分别具有第1、第2主面、长度方向及在所述长度方向上对置的第1、第2端面,所述第3压电体的所述第2端面和所述第4压电体的所述第1端面接合,在所述第3、第4压电体的各所述第1主面形成所述第1检测用电极,在所述第3、第4压电体的各所述第2主面形成所述第2检测用电极,所述第1检测用电极和所述第2检测用电极具有在所述第3、第4压电体的厚度方向上对置的对置部,所述第3、第4压电体的极化轴方向是长度方向,且相互是相反方向。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的压电传感器,其中,
在所述压电体的第1以及第2主面当中至少一方设置板状的外装体。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的压电传感器,其中,
所述压电传感器还具备:接合所述压电体的第1主面以及第2主面的任意一方的安装基板。
7.根据权利要求5所述的压电传感器,其中,
所述压电传感器还具备:接合所述外装体的安装基板。
8.一种检测装置,具备:
包含具有第1、第2输入端和输出端的运算放大器的传感器电路;和
权利要求1~7中任一项所述的压电传感器,
所述压电传感器与所述运算放大器的所述第1输入端连接。
CN201580042164.3A 2014-08-22 2015-03-30 压电传感器以及检测装置 Pending CN106574828A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-169238 2014-08-22
JP2014169238 2014-08-22
PCT/JP2015/059927 WO2016027495A1 (ja) 2014-08-22 2015-03-30 圧電センサ及び検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106574828A true CN106574828A (zh) 2017-04-19

Family

ID=55350452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580042164.3A Pending CN106574828A (zh) 2014-08-22 2015-03-30 压电传感器以及检测装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10429255B2 (zh)
JP (1) JP6414596B2 (zh)
CN (1) CN106574828A (zh)
WO (1) WO2016027495A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109365205A (zh) * 2018-12-13 2019-02-22 佛山市科日压电器件有限公司 新型超声雾化片及其应用的雾化装置
CN111512643A (zh) * 2017-12-28 2020-08-07 Tdk株式会社 压电元件

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10309845B2 (en) * 2015-07-16 2019-06-04 Silicon Audio, Inc. Solid-state shear stress sensors with high selectivity
WO2017170616A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 ダイキン工業株式会社 バイモルフ型圧電フィルム
JP6673484B2 (ja) * 2016-08-24 2020-03-25 株式会社村田製作所 圧電トランス
JP7143983B2 (ja) * 2018-12-27 2022-09-29 三井化学株式会社 センサモジュール
CN113137910A (zh) * 2020-01-19 2021-07-20 华一声学股份有限公司 复合式薄膜传感器
US11849642B2 (en) * 2020-04-17 2023-12-19 Wisconsin Alumni Research Foundation 3D printed and in-situ poled flexible piezoelectric pressure sensor
JP7576418B2 (ja) * 2020-09-16 2024-10-31 株式会社ジャパンディスプレイ 圧力センサ

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6253364U (zh) * 1985-09-21 1987-04-02
CN2176535Y (zh) * 1993-10-22 1994-09-07 胡光良 附着式电阻应变传感器
JPH0955638A (ja) * 1995-08-10 1997-02-25 Tdk Corp 圧電部品
US5824904A (en) * 1994-03-15 1998-10-20 Fujitsu Limited Acceleration sensor using a piezoelectric element
JPH11174077A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Hokuriku Electric Ind Co Ltd 加速度検出装置
JP2001041971A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2001066317A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2002162408A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Fujitsu Ltd 加速度センサ
CN1479859A (zh) * 2001-10-02 2004-03-03 松下电器产业株式会社 应变传感器及其制造方法
CN1808122A (zh) * 2005-01-20 2006-07-26 冲电气工业株式会社 加速度传感器
CN101336369A (zh) * 2006-02-07 2008-12-31 米其林技术公司 带有压电传感器的接触检测器
CN101615652A (zh) * 2008-02-22 2009-12-30 香港应用科技研究院有限公司 用来在诸如胎压监测系统里进行能量收集的压电组件
CN103033646A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 周志敏 巨应力阻抗效应加速度计
CN103105123A (zh) * 2011-11-14 2013-05-15 雅马哈株式会社 应变传感器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4627022Y1 (zh) 1969-03-18 1971-09-17
JPH0769347B2 (ja) * 1985-10-04 1995-07-26 株式会社村田製作所 圧電加速度センサ
JPH0663725B2 (ja) 1985-12-27 1994-08-22 ダイキン工業株式会社 圧電センサ
JP2690907B2 (ja) * 1987-09-25 1997-12-17 株式会社日立製作所 複合型圧電モータ
US5049079A (en) * 1988-12-19 1991-09-17 John H. Peterson Closed loop ski simulation and instructional system
US5166910A (en) * 1991-10-15 1992-11-24 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for measuring the acoustic velocity
JPH11307835A (ja) * 1998-04-21 1999-11-05 Fuji Elelctrochem Co Ltd 積層構造の剪断型圧電素子の製造方法
US7073884B2 (en) * 2002-08-30 2006-07-11 Konica Corporation Ink jet head and ink jet printer
JP4427665B2 (ja) 2004-07-28 2010-03-10 国立大学法人広島大学 曲げ変形センサおよび変形測定装置
JP2006048302A (ja) 2004-08-03 2006-02-16 Sony Corp 圧電複合装置、その製造方法、その取扱方法、その制御方法、入出力装置及び電子機器
JP4627022B2 (ja) 2005-07-29 2011-02-09 株式会社堀場製作所 測光分析計
US8553306B2 (en) * 2007-03-15 2013-10-08 Ricoh Company, Ltd. Optical deflector and optical device
JP2010108490A (ja) * 2008-10-03 2010-05-13 Daikin Ind Ltd タッチパネルおよび透明圧電シート
JP5445065B2 (ja) * 2009-11-25 2014-03-19 セイコーエプソン株式会社 剪断力検出素子、触覚センサー、および把持装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6253364U (zh) * 1985-09-21 1987-04-02
CN2176535Y (zh) * 1993-10-22 1994-09-07 胡光良 附着式电阻应变传感器
US5824904A (en) * 1994-03-15 1998-10-20 Fujitsu Limited Acceleration sensor using a piezoelectric element
JPH0955638A (ja) * 1995-08-10 1997-02-25 Tdk Corp 圧電部品
JPH11174077A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Hokuriku Electric Ind Co Ltd 加速度検出装置
JP2001041971A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2001066317A (ja) * 1999-08-30 2001-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2002162408A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Fujitsu Ltd 加速度センサ
CN1479859A (zh) * 2001-10-02 2004-03-03 松下电器产业株式会社 应变传感器及其制造方法
CN1808122A (zh) * 2005-01-20 2006-07-26 冲电气工业株式会社 加速度传感器
CN101336369A (zh) * 2006-02-07 2008-12-31 米其林技术公司 带有压电传感器的接触检测器
CN101615652A (zh) * 2008-02-22 2009-12-30 香港应用科技研究院有限公司 用来在诸如胎压监测系统里进行能量收集的压电组件
CN103033646A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 周志敏 巨应力阻抗效应加速度计
CN103105123A (zh) * 2011-11-14 2013-05-15 雅马哈株式会社 应变传感器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111512643A (zh) * 2017-12-28 2020-08-07 Tdk株式会社 压电元件
CN111512643B (zh) * 2017-12-28 2021-05-18 Tdk株式会社 压电元件
CN109365205A (zh) * 2018-12-13 2019-02-22 佛山市科日压电器件有限公司 新型超声雾化片及其应用的雾化装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6414596B2 (ja) 2018-10-31
JPWO2016027495A1 (ja) 2017-04-27
US10429255B2 (en) 2019-10-01
US20170160147A1 (en) 2017-06-08
WO2016027495A1 (ja) 2016-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106574828A (zh) 压电传感器以及检测装置
US10232674B2 (en) Piezoelectric sensor and piezoelectric element
WO2018090892A1 (zh) 一种压电传感装置及应用
US10641665B2 (en) Piezoelectric deflection sensor and detection device
US10309844B2 (en) Press detecting sensor
US20180238751A1 (en) Piezoelectric deflection sensor
JP2015537439A5 (zh)
US20160305832A1 (en) Piezoelectric sensor
US20170024048A1 (en) Pressing sensor
US10502542B2 (en) Piezoelectric element and piezoelectric sensor
JP6920114B2 (ja) 電流センサ
KR102046270B1 (ko) 압력 측정을 위한 센서 및 방법
JP6024837B2 (ja) 押圧センサ
WO2019240111A1 (ja) 圧電素子,振動波形センサー,及び振動波形センサーモジュール
US20150344292A1 (en) Micro electro mechanical systems component and method of manufacturing the same
US9404938B2 (en) Acceleration sensor
KR101768811B1 (ko) 다층 압전 소자 구조체 및 자왜 재료를 포함한 다층 압전 소자 구조체
Tzou et al. Diagonal Flexoelectric Sensors and Sensitivity Analysis on Cylindrical Shells
JPS62153767A (ja) 積層型圧電セラミツク素子
JP5561377B2 (ja) 音片型圧電振動子及び音叉型圧電振動子
KR101187465B1 (ko) 다층 졸겔층을 갖는 압전 세라믹 소자
KR20190063646A (ko) 하이브리드 타입 압전 센서
JP2007333397A (ja) 加速度センサ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170419