JP2000111421A - Pressure detecting apparatus - Google Patents

Pressure detecting apparatus

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JP2000111421A
JP2000111421A JP10280809A JP28080998A JP2000111421A JP 2000111421 A JP2000111421 A JP 2000111421A JP 10280809 A JP10280809 A JP 10280809A JP 28080998 A JP28080998 A JP 28080998A JP 2000111421 A JP2000111421 A JP 2000111421A
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JP
Japan
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pressure
piezoelectric transformer
power generation
piezoelectric
generating means
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JP10280809A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuko Fujii
優子 藤井
Takeshi Nagai
彪 長井
Hiroyuki Ogino
弘之 荻野
Masahiko Ito
雅彦 伊藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure detecting apparatus which detects a level of a pressure through contact of an object. SOLUTION: The apparatus includes a piezoelectric transformer 14 comprising a driving part 12 with input electrodes 12a, 12b set to front and rear faces of one end face in a longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate 11 and a power generating part 13 having an output electrode 13a set to the other end face, a pressure calculating means 16 for calculating a pressure applied to the piezoelectric transformer 14, and a signal generating means 15 for applying a predetermined frequency to the driving part 12. A vibration characteristic changing in accordance with a pressure when the driving part 12 is vibrated by the signal generating means 15 and the pressure is applied to the piezoelectric transformer 14 is detected by the power generating part 13. The applied pressure is calculated by the pressure calculating means 16. A level of the pressure can be detected in a simple constitution.

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】本発明は圧力検出装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の圧力検出装置は以下のよ
うなものであった。
2. Description of the Related Art A conventional pressure detector of this type is as follows.

【0003】先ず、IEEE Transaction on Electron Dev
ices, vol.ED-26, No.5,p815〜p817,1979(以下、参考
文献1とする)では図11のようなバイモルフ型の圧力
検出装置が提案された。これは、同図に示すように、圧
電フィルム1a及び2aの両面に電極1b、1c及び2
b、2cを設けた帯状の圧電フィルム1、2を2枚貼り
あわせ、その一端を支持部3により片持ち梁型に支持
し、圧電フィルム1に発信部4から電圧を印加して振動
させ、圧電フィルム2から前記振動による出力を取り出
す構成であった。そしてこの構成により、物体5が圧電
フィルム2に接触すると圧電フィルム2の出力信号が変
化することに基づき物体の接触を検出していた。
[0003] First, IEEE Transaction on Electron Dev
In ices, vol. ED-26, No. 5, p815 to p817, 1979 (hereinafter referred to as Reference 1), a bimorph-type pressure detector as shown in FIG. 11 was proposed. As shown in the figure, electrodes 1b, 1c and 2 are provided on both sides of piezoelectric films 1a and 2a.
b, two belt-shaped piezoelectric films 1 and 2 provided with 2c are attached to each other, one end of which is supported in a cantilever shape by a support portion 3, and a voltage is applied to the piezoelectric film 1 from a transmitting portion 4 to vibrate; The output by the vibration was taken out from the piezoelectric film 2. With this configuration, when the object 5 comes into contact with the piezoelectric film 2, the contact of the object is detected based on a change in the output signal of the piezoelectric film 2.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、参考文
献1の圧力検出装置では、物体5の圧電フィルム2への
接触の有無や接触位置を検出することはできるが、物体
5の接触による圧力レベルを検出することはできなとい
う課題を有していた。また、片持ち梁型の構造のため物
体が繰り返し接触すると圧電フィルムにへたりが生じて
検出感度が低下してしまうといった課題を有していた。
However, the pressure detecting device of Reference 1 can detect the presence or absence and the contact position of the object 5 on the piezoelectric film 2, but the pressure level due to the contact of the object 5 can be detected. There was a problem that it could not be detected. In addition, the cantilever type structure has a problem that if an object repeatedly comes into contact with the piezoelectric film, settling occurs on the piezoelectric film, thereby lowering detection sensitivity.

【0005】さらに感度や出力を向上させるために、信
号発生手段15からの発振信号を高くしたり、出力側の
回路等に手を加える必要があり非常に複雑な構造となっ
ていた。
In order to further improve the sensitivity and output, it is necessary to increase the oscillation signal from the signal generating means 15 and to modify the output side circuit and the like, which has a very complicated structure.

【0006】また、種々の用途で、圧力と振動を同時に
検出することが、望まれているが、上記引例ではこの種
要望に応えることができないという課題を有していた。
Further, it is desired to simultaneously detect pressure and vibration in various applications, but there is a problem that the above-mentioned reference cannot meet such a demand.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、圧電セラミック板の長手方向の一方の端
面側の表裏面に電極を設けた駆動部と、他方の端面に電
極を設けた発電部とからなる圧電トランスと、前記圧電
トランスに印加される圧力を算出する圧力算出手段と、
前記駆動部に所定の周波数を印加する信号発生手段とを
備え、前記信号発生手段により駆動部を振動させ、前記
圧電トランスに圧力が印加されると前記圧力に応じて変
化する前記圧電トランスの振動特性を前記発電部により
検出し、前記発電部の出力信号に基づき印加圧力を前記
圧力算出手段により算出する圧力検出装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a driving unit having electrodes provided on the front and back surfaces on one end surface in the longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate, and an electrode on the other end surface. A piezoelectric transformer comprising a power generation unit provided, pressure calculation means for calculating the pressure applied to the piezoelectric transformer,
Signal generating means for applying a predetermined frequency to the driving unit, wherein the driving unit is vibrated by the signal generating means, and the vibration of the piezoelectric transformer changes according to the pressure when pressure is applied to the piezoelectric transformer. The pressure detecting device detects a characteristic by the power generation unit and calculates an applied pressure by the pressure calculation unit based on an output signal of the power generation unit.

【0008】上記発明によれば、圧電トランスに圧力が
印加されると前記圧力に応じて変化する前記圧電トラン
スの駆動部振動特性を前記発電部により算出するため、
簡単な構成で圧力レベルを検出することができる。
According to the present invention, when the pressure is applied to the piezoelectric transformer, the drive unit vibration characteristic of the piezoelectric transformer, which changes according to the pressure, is calculated by the power generation unit.
The pressure level can be detected with a simple configuration.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1にかかる圧力検
出装置は、圧電セラミック板の長手方向の一方の端面側
の表裏面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出
力電極を設けた発電部とからなる圧電トランスと、前記
圧電トランスに印加される圧力を算出する圧力算出手段
と、前記駆動部に所定の周波数を印加する信号発生手段
とを備え、前記信号発生手段により駆動部を振動させ、
前記圧電トランスに圧力が印加されると前記圧力に応じ
て変化する前記圧電トランスの振動特性を前記発電部に
より検出し、前記発電部の出力信号に基づき印加圧力を
前記圧力算出手段により算出するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pressure detecting device according to a first aspect of the present invention comprises a driving section having an input electrode provided on the front and back surfaces on one end face side in the longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate, and an output electrode provided on the other end face. A piezoelectric transformer comprising a power generating unit provided with: a pressure calculating unit for calculating a pressure applied to the piezoelectric transformer; and a signal generating unit for applying a predetermined frequency to the driving unit. Vibrating the drive,
The pressure generating means detects vibration characteristics of the piezoelectric transformer, which change according to the pressure when the pressure is applied to the piezoelectric transformer, and calculates the applied pressure by the pressure calculating means based on an output signal of the power generating unit. It is.

【0010】そして、前記圧電トランスに圧力が印加さ
れると前記圧力に応じて変化する前記圧電トランスの振
動特性を前記発電部により算出するため、簡単な構成で
圧力レベルを検出することができる。
[0010] When a pressure is applied to the piezoelectric transformer, the vibration characteristic of the piezoelectric transformer, which changes according to the pressure, is calculated by the power generation unit, so that the pressure level can be detected with a simple configuration.

【0011】本発明の請求項2にかかる圧力検出装置
は、圧電セラミック板の長手方向の一方の端面側の表裏
面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出力電極
を設けた発電部とからなる圧電トランスと、前記圧電ト
ランスに印加される圧力を算出する圧力算出手段と、前
記駆動部に所定の周波数を印加する信号発生手段とを備
え、前記信号発生手段により駆動部を振動させ、前記圧
電トランスに圧力が印加されると前記圧力に応じて変化
する前記圧電トランスの振動特性を前記発電部により検
出し、前記発電部の出力信号に基づき印加圧力を前記圧
力算出手段により算出するとともに、信号発生手段は圧
電トランスの共振周波数を印加するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pressure detecting device comprising: a driving portion having an input electrode provided on the front and back surfaces on one end face side in a longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate; And a pressure calculating means for calculating a pressure applied to the piezoelectric transformer, and a signal generating means for applying a predetermined frequency to the driving part, wherein the driving part is vibrated by the signal generating means. Then, when a pressure is applied to the piezoelectric transformer, a vibration characteristic of the piezoelectric transformer that changes according to the pressure is detected by the power generation unit, and an applied pressure is calculated by the pressure calculation unit based on an output signal of the power generation unit. In addition, the signal generating means applies the resonance frequency of the piezoelectric transformer.

【0012】そして、圧力に対する出力信号の感度は、
共振周波数で極大になるので、精度良く圧力レベルを検
出できる。
The sensitivity of the output signal to pressure is
Since the maximum value is obtained at the resonance frequency, the pressure level can be accurately detected.

【0013】本発明の請求項3にかかる圧力検出装置
は、信号発生手段は発生する信号の振幅を可変できるも
のである。
In the pressure detecting device according to a third aspect of the present invention, the signal generating means can change the amplitude of the generated signal.

【0014】そして、信号発生部の信号の振幅に比例し
て出力信号の振幅も増減するので、必要に応じて出力信
号を選択できる。
Since the amplitude of the output signal increases or decreases in proportion to the amplitude of the signal from the signal generator, the output signal can be selected as needed.

【0015】本発明の請求項4にかかる圧力検出装置
は、圧電セラミックの電気機械結合係数が、駆動部から
発電部に向かう方向で最大となるものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the pressure detecting device, the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric ceramic is maximized in a direction from the driving section toward the power generation section.

【0016】そして、そして、振動発生手段で発生した
振動は、振動検出手段に向かう方向で最大になるので、
大きな検出信号が振動検出手段により得られる。
Then, the vibration generated by the vibration generating means becomes maximum in the direction toward the vibration detecting means.
A large detection signal is obtained by the vibration detection means.

【0017】本発明の請求項5にかかる圧力検出装置
は、圧電セラミック板の長手方向の一方の端面の表裏面
に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出力電極を
設けた発電部とからなる圧電トランスを複数個設けると
ともに、前記圧電トランスに印加される圧力を算出する
圧力算出手段と、前記駆動部に所定の周波数を印加する
信号発生手段とを備え、少なくとも1つの圧電トランス
は圧力を印加しない構成とし、前記信号発生手段により
前記駆動部に発振信号を印加し、前記圧電トランスの振
動特性を前記発電部により検出し、圧力を印加した圧電
トランスの振動特性と、圧力を印加しない圧電トランス
の振動特性から印加圧力を前記圧力算出手段により算出
するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pressure detecting device comprising: a driving portion having an input electrode provided on the front and back surfaces of one end surface of a piezoelectric ceramic plate in a longitudinal direction; and a power generating portion having an output electrode provided on the other end surface. A plurality of piezoelectric transformers comprising: and a pressure calculating means for calculating the pressure applied to the piezoelectric transformer, and a signal generating means for applying a predetermined frequency to the drive unit, at least one piezoelectric transformer No pressure is applied, an oscillation signal is applied to the drive unit by the signal generation unit, the vibration characteristics of the piezoelectric transformer are detected by the power generation unit, and the vibration characteristics of the piezoelectric transformer to which the pressure is applied and the pressure are applied. The applied pressure is calculated by the pressure calculating means from the vibration characteristics of the piezoelectric transformer which is not used.

【0018】そして圧力を印加しない圧電トランスを参
照電極として使用できるため、温度による出力変化の補
正が可能となり、精度の高い圧力検知が実現できる。
Since a piezoelectric transformer to which no pressure is applied can be used as a reference electrode, an output change due to temperature can be corrected, and highly accurate pressure detection can be realized.

【0019】本発明の請求項6にかかる圧力検出装置
は、圧電セラミック板の長手方向の一方の端面の表裏面
に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出力電極を
設けた発電部とからなる圧電セラミックを積み重ねて構
成した積層型の圧電トランスを設け、前記圧電トランス
に印加される圧力を算出する圧力算出手段と、前記駆動
部に所定の周波数を印加する信号発生手段とを備え、前
記信号発生手段により駆動部を振動させ、前記圧電トラ
ンスに圧力が印加されると圧力に応じて変化する前記圧
電トランスの振動特性を前記発電部により検出し、前記
発電部の出力信号に基づき印加圧力を前記圧力算出手段
により算出するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pressure detecting device comprising: a driving section having an input electrode on one of the longitudinal end faces of a piezoelectric ceramic plate; and a power generating section having an output electrode on the other end face. And a pressure calculating means for calculating a pressure applied to the piezoelectric transformer, and a signal generating means for applying a predetermined frequency to the drive unit. The driving unit is vibrated by the signal generation unit, and when the pressure is applied to the piezoelectric transformer, the vibration characteristic of the piezoelectric transformer, which changes according to the pressure, is detected by the power generation unit, and based on the output signal of the power generation unit. The applied pressure is calculated by the pressure calculating means.

【0020】そして、積層型の圧電トランスを使用する
ことで昇圧比を高くすることができ感度を向上すること
ができると共に、駆動回路をより簡単な構成にすること
ができる。
By using a laminated piezoelectric transformer, the step-up ratio can be increased, the sensitivity can be improved, and the drive circuit can have a simpler configuration.

【0021】本発明の請求項7にかかる圧力検出装置の
圧電トランスは、圧電セラミック板の長手方向の一方の
端面側の表裏面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端
面に複数の出力電極を設けたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric transformer for a pressure detecting device, comprising: a driving section having input electrodes provided on the front and back surfaces on one end face side in the longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate; An electrode is provided.

【0022】そして、複数の検出信号を利用できるの
で、信頼性の高い圧力検出ができるとともに、各電極か
らの出力の大きさを任意に得ることができるため、必要
に応じて出力電圧を選択できる。
Since a plurality of detection signals can be used, highly reliable pressure detection can be performed, and the magnitude of the output from each electrode can be arbitrarily obtained, so that the output voltage can be selected as necessary. .

【0023】本発明の請求項8にかかる圧力検出装置の
圧電トランスは、圧電セラミックの長さ方向において、
両端側の1/3の2つの領域に入力電極を設けた駆動部
と、残りの領域に出力電極を設けた発電部とからなるも
のである。
The piezoelectric transformer of the pressure detecting device according to claim 8 of the present invention has a structure in which the length of the piezoelectric ceramic in the longitudinal direction is
It is composed of a drive unit provided with input electrodes in one-third two regions on both ends, and a power generation unit provided with output electrodes in the remaining regions.

【0024】そして、駆動部を圧電セラミックの両端に
設け、中央部の発電部に形成された出力電極から出力を
得る構成にしているので、昇圧比を高くすることがで
き、圧力検出の感度を向上することができる。
Since the driving sections are provided at both ends of the piezoelectric ceramic and the output is obtained from the output electrode formed in the power generation section at the center, the step-up ratio can be increased and the sensitivity of pressure detection can be increased. Can be improved.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】(実施例1)図1は本発明の実施例1の圧
力検出装置の構成を示す断面図である。圧電セラミック
板11の長手方向の一方の端面側の表裏面に入力電極1
2aと12bを設けた駆動部12と、他方の端面に出力
電極13aを設けた発電部13とから、圧電トランス1
4が形成されている。また、駆動部12の入力電極12
a、12bに信号発生部15が接続され、発電部13の
出力電極13aに圧力算出手段16が接続される。ここ
で入力電極12a,12b及び出力電極13aは例えば銀
ペ−スト等を印刷して形成するが、アルミ等の金属材料
を蒸着して形成しても良い。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a pressure detecting device according to Embodiment 1 of the present invention. The input electrode 1 is provided on the front and back surfaces of one end surface of the piezoelectric
The piezoelectric transformer 1 comprises a driving unit 12 provided with 2a and 12b and a power generating unit 13 provided with an output electrode 13a on the other end face.
4 are formed. Further, the input electrode 12 of the drive unit 12
The signal generation unit 15 is connected to a and 12b, and the pressure calculation unit 16 is connected to the output electrode 13a of the power generation unit 13. Here, the input electrodes 12a and 12b and the output electrode 13a are formed by printing silver paste or the like, for example, but may be formed by evaporating a metal material such as aluminum.

【0027】また、駆動部12は入力電極12a、12
bとの間で分極され、発電部13は出力電極13aと入
力電極12a、12bとの間で分極されている。図中の
圧電セラミック11内部に示した矢印は分極の方向を示
している。次に動作、作用について説明する。まず、信
号発生手段15で発生する発振信号に応じて、入力電極
12aと12bに挟まれた駆動部12が振動する。ここ
で、発振信号の周波数をf1とする。この振動は、発電
部13に伝播し、その振動に応じて圧電起電力(検出電
圧)が発生する。このとき、図1に示すように圧電トラ
ンス14の駆動部12、発電部13の少なくとも一方に
圧力Wが印加されたとき、その圧力に応じた圧電起電力
が発電部13に発生する。
The driving section 12 has input electrodes 12a and 12a.
b, and the power generation unit 13 is polarized between the output electrode 13a and the input electrodes 12a and 12b. The arrow shown inside the piezoelectric ceramic 11 in the figure indicates the direction of polarization. Next, the operation and operation will be described. First, the drive unit 12 sandwiched between the input electrodes 12a and 12b vibrates according to the oscillation signal generated by the signal generation unit 15. Here, the frequency of the oscillation signal is f1. This vibration propagates to the power generation unit 13, and a piezoelectric electromotive force (detection voltage) is generated according to the vibration. At this time, when the pressure W is applied to at least one of the driving unit 12 and the power generation unit 13 of the piezoelectric transformer 14 as shown in FIG. 1, a piezoelectric electromotive force corresponding to the pressure is generated in the power generation unit 13.

【0028】図2に圧電トランス14に圧力が印加され
たときの、信号発生手段15の発振信号V0(周波数f
1)と上記起電力V1の信号波形を示した特性図である。
このとき、圧電起電力は出力電極13aから検出した。
同図より圧電トランス14に物体が置かれていない状態
(t<t1)では、V0に同期してV1が出力される。ま
た、駆動部12から発電部13への振動伝搬による位相
差L01が生じる。次にある物体が搭載されたり、周囲の
気圧や液体の圧力により圧力Wが印加されると、圧力印
加により駆動部12の振動が阻害されてV1の振幅はD0
1からD1へと減少する。なお、位相もL01からL1へと
変化する。この圧力印加時の振動特性の変化に基づいて
圧力算出手段16により印加圧力を算出する。
FIG. 2 shows an oscillation signal V0 (frequency f) of the signal generating means 15 when pressure is applied to the piezoelectric transformer 14.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing signal waveforms of 1) and the electromotive force V1.
At this time, the piezoelectric electromotive force was detected from the output electrode 13a.
As shown in the figure, when no object is placed on the piezoelectric transformer 14 (t <t1), V1 is output in synchronization with V0. Further, a phase difference L01 occurs due to the propagation of vibration from the drive unit 12 to the power generation unit 13. Next, when a certain object is mounted or when the pressure W is applied due to the surrounding air pressure or the pressure of the liquid, the vibration of the driving unit 12 is hindered by the pressure application, and the amplitude of V1 becomes D0.
It decreases from 1 to D1. Note that the phase also changes from L01 to L1. The applied pressure is calculated by the pressure calculating means 16 based on the change in the vibration characteristic when the pressure is applied.

【0029】図3は信号発生手段15から広い範囲にわ
たり一定の振幅(10V)で駆動手段12を駆動し、圧
電トランス14の表面全面に1kg及び2kgの荷重を
印加した際に発電部13で得られる圧電起電力(D)の
周波数特性を示す特性図である。このとき、電極13a
と入力電極12b間に負荷抵抗として20kΩを設けて
いる。この結果から印加圧力Wに対して発電部13で得
られる圧電起電力は共振周波数で最も高く共振周波数か
らはずれるに従い減少する。このため、信号発生手段1
5の出力信号を共振周波数近傍に設定することによっ
て、感度を向上させることができる。
FIG. 3 shows that the driving means 12 is driven at a constant amplitude (10 V) over a wide range from the signal generating means 15 and a load of 1 kg and 2 kg is applied to the entire surface of the piezoelectric transformer 14 to obtain the power at the power generating section 13. FIG. 4 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of the obtained piezoelectric electromotive force (D). At this time, the electrode 13a
A load resistance of 20 kΩ is provided between the input electrode 12b and the input electrode 12b. From this result, the piezoelectric electromotive force obtained by the power generation unit 13 with respect to the applied pressure W is the highest at the resonance frequency and decreases as the voltage deviates from the resonance frequency. Therefore, the signal generating means 1
By setting the output signal of No. 5 near the resonance frequency, the sensitivity can be improved.

【0030】さらに前にも述べたように、印加荷重が増
加するに従い圧電トランス14の振動が抑制されるた
め、図3に示すように印加荷重が増加することによって
出力電圧が低下する。図4に圧電トランスの第一共振周
波数である32〜33kHz付近での印加荷重と圧電起
電力との関係を示す。
Further, as described above, since the vibration of the piezoelectric transformer 14 is suppressed as the applied load increases, the output voltage decreases as the applied load increases as shown in FIG. FIG. 4 shows the relationship between the applied load and the piezoelectric electromotive force near the first resonance frequency of 32 to 33 kHz of the piezoelectric transformer.

【0031】この結果、印加圧力に応じて圧電起電力が
変化していることから、圧力算出手段16で発電部の出
力信号である圧電起電力から印加圧力を算出することが
可能となる。
As a result, since the piezoelectric electromotive force changes in accordance with the applied pressure, the applied pressure can be calculated by the pressure calculating means 16 from the piezoelectric electromotive force which is the output signal of the power generation unit.

【0032】次に信号発生手段15で発生する発振信号
の振幅V0(周波数32.4kHz)と発電部13に設け
られた出力電極13aで検出される圧力起電力の振幅D
の関係を図5に示す。同図において、振幅D01は圧力を
印加しないときに得られた振幅、振幅D1は圧電トラン
ス14に1kgの圧力を印加したときに得られた振幅で
ある。同図から明らかなように、振幅D01もDも発振信
号の振幅V0にほぼ比例して増加する。従って、両者の
差(D01-D1)もまた発振信号の振幅V0にほぼ比例し
て増加する。両者の差(D01-D1)は同図の測定条件下
で考えると圧力を印加しないときと1kg印加したとき
の圧力起電力の差であるので、見かけの感度に対応す
る。このことは、見かけの感度が発振信号の振幅V0に
比例することを示す。
Next, the amplitude V0 (frequency of 32.4 kHz) of the oscillation signal generated by the signal generation means 15 and the amplitude D of the pressure electromotive force detected by the output electrode 13a provided in the power generation unit 13 are shown.
Is shown in FIG. In the figure, an amplitude D01 is an amplitude obtained when no pressure is applied, and an amplitude D1 is an amplitude obtained when a pressure of 1 kg is applied to the piezoelectric transformer 14. As is apparent from FIG. 5, both the amplitudes D01 and D increase substantially in proportion to the amplitude V0 of the oscillation signal. Therefore, the difference (D01-D1) between them also increases almost in proportion to the amplitude V0 of the oscillation signal. The difference (D01-D1) between the two is the difference between the pressure electromotive force when no pressure is applied and the pressure electromotive force when 1 kg is applied under the measurement conditions shown in the figure, and thus corresponds to the apparent sensitivity. This indicates that the apparent sensitivity is proportional to the amplitude V0 of the oscillation signal.

【0033】発振信号の振幅を可変できる信号発生手段
15を用いることにより、応用に応じて適切な見かけの感
度を選択することができる。
Signal generating means capable of varying the amplitude of an oscillation signal
By using 15, an appropriate apparent sensitivity can be selected according to the application.

【0034】また、信号発生手段15で発生する発振信
号を駆動部12 に印加して圧電トランス14を振動させ
るとき、駆動部12 に印加される電気エネルギの中で
振動エネルギに変換される割合は、電気機械結合係数と
して一般的に定義されている。この電気機械結合係数
は、圧電セラミック11の結晶方向によっても異なる。
このため電気機械結合係数が駆動部12から発電部13
に向かう方向で最大になるように圧電セラミック11の
方向を選ぶことが望ましい。これは、発電部13で発生
する検出電圧を大きくできるからである。
When the oscillating signal generated by the signal generating means 15 is applied to the drive unit 12 to vibrate the piezoelectric transformer 14, the ratio of the electric energy applied to the drive unit 12 that is converted into vibration energy is , Electromechanical coupling coefficient. This electromechanical coupling coefficient differs depending on the crystal direction of the piezoelectric ceramic 11.
Therefore, the electromechanical coupling coefficient is changed from the driving unit 12 to the power generation unit 13.
It is desirable to select the direction of the piezoelectric ceramic 11 so that it becomes maximum in the direction toward. This is because the detection voltage generated in the power generation unit 13 can be increased.

【0035】(実施例2)図6は本発明の実施例2の圧
力検出装置の構成を示す断面図である。本実施例では、
実施例1と以下の点で異なる。すなわち、実施例1に示
した圧電トランス14を複数個設け、そのうちの少なく
とも1つの圧電トランス14aには圧力を印加しない構
成にしている点である。
(Embodiment 2) FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a pressure detecting device according to Embodiment 2 of the present invention. In this embodiment,
It differs from the first embodiment in the following points. That is, a point is that a plurality of the piezoelectric transformers 14 shown in the first embodiment are provided, and no pressure is applied to at least one of the piezoelectric transformers 14a.

【0036】ここで信号発生手段15は各々の圧電トラ
ンス14、14aの駆動部12に同レベルの発振信号を
印加し、その圧力検出手段16が設けられており、圧力
検出手段16によって、各々の駆動部13で検出される
出力信号(圧力起電力の振幅D)から印加圧力を算出す
る。ここで圧電トランス14aには圧力は印加されてい
ないため圧電トランス14に圧力が印加されても出力信
号は初期の値から変化しない。このため、圧電トランス
14aを参照電極として使用することができる。
Here, the signal generating means 15 applies the same level of oscillating signal to the drive units 12 of the piezoelectric transformers 14 and 14a, and the pressure detecting means 16 is provided. The applied pressure is calculated from the output signal (amplitude D of the pressure electromotive force) detected by the drive unit 13. Here, since no pressure is applied to the piezoelectric transformer 14a, even if pressure is applied to the piezoelectric transformer 14, the output signal does not change from the initial value. Therefore, the piezoelectric transformer 14a can be used as a reference electrode.

【0037】つまり、実施例1で述べたように本発明の
圧力検出装置は印加荷重が増加するに従い圧電トランス
14の振動が抑制されるため、図4に示したように印加
荷重が増加することによって出力電圧が低下する。この
関係を利用して印加圧力を検出するが、気温などの外部
の影響によって圧電トランス14の振動状態に変化が生
じる場合がある。図7に25℃と60℃の圧電トランス
14の印加荷重と出力信号を示した。この結果、25℃
と60℃では印加荷重と出力信号の出力特性の傾向はほ
ぼ同じであり、ある一定値だけ60℃の方が高い値とな
る。しかし、25℃、60℃ともに荷重が印加されてい
ない状態との差がは温度にかかわらず一定であるため、
2つの圧電トランス14の初期状態を同じにし、一方を
圧力を印加しない構成にすることで、各々の出力信号と
の差をとり、圧力算出手段16で圧力検知を行うこと
で、簡単な構成で精度よい圧力検知が可能となる。
That is, as described in the first embodiment, in the pressure detecting device of the present invention, the vibration of the piezoelectric transformer 14 is suppressed as the applied load increases, so that the applied load increases as shown in FIG. As a result, the output voltage decreases. Although the applied pressure is detected using this relationship, the vibration state of the piezoelectric transformer 14 may change due to external influences such as air temperature. FIG. 7 shows applied loads and output signals of the piezoelectric transformer 14 at 25 ° C. and 60 ° C. As a result, 25 ° C
At 60 ° C. and 60 ° C., the tendency of the applied load and the output characteristic of the output signal are almost the same, and the value at 60 ° C. becomes higher by a certain constant value. However, since the difference from the state where no load is applied at 25 ° C. and 60 ° C. is constant regardless of the temperature,
The initial state of the two piezoelectric transformers 14 is made the same, and one of them is configured not to apply pressure, so that the difference between each output signal is obtained. Accurate pressure detection becomes possible.

【0038】(実施例3)図8は本発明の実施例3の圧
力検出装置のブロック図である。実施例1および2と異
なる点は、圧電セラミック板11の長手方向の一方の端
面の表裏面に入力電極12a、12bを設けた駆動部1
2と、他方の端面に出力電極13aを設けた発電部13
とからなる圧電セラミック14を積み重ねて構成した積
層型の圧電トランスを設けた点にある。この積層型の圧
電トランスは図8に示すように駆動部12は分極方向が
交互になるようにして積層し、導電性接着剤で強固に固
着させた。駆動部12が分極に対し並列に駆動するには
分極方向と矢印の分極方向とが交互に向き合うように配
列し、圧電セラミック11の入力電極12aと圧電セラ
ミック17、18に挟まれた電極と圧電セラミック18
の入力電極18bを接続する。同様に、積層された発電
部13の出力電極13a、19a、20a、は端面電極
21に短絡し、この端面電極から出力を取り出す。
(Embodiment 3) FIG. 8 is a block diagram of a pressure detecting device according to Embodiment 3 of the present invention. The difference from the first and second embodiments is that the driving unit 1 in which the input electrodes 12a and 12b are provided on the front and back surfaces of one end surface of the piezoelectric ceramic plate 11 in the longitudinal direction.
2 and a power generating unit 13 provided with an output electrode 13a on the other end face.
This is the point that a laminated piezoelectric transformer constituted by stacking piezoelectric ceramics 14 comprising As shown in FIG. 8, in the laminated piezoelectric transformer, the drive units 12 are laminated so that the polarization directions are alternately arranged, and are firmly fixed with a conductive adhesive. In order for the driving unit 12 to drive in parallel with the polarization, the polarization direction and the polarization direction of the arrow are arranged so as to face alternately, and the input electrode 12a of the piezoelectric ceramic 11 and the electrode sandwiched between the piezoelectric ceramics 17 and 18 and the piezoelectric Ceramic 18
Are connected. Similarly, the output electrodes 13a, 19a, and 20a of the stacked power generation unit 13 are short-circuited to the end face electrode 21, and the output is taken out from this end face electrode.

【0039】上記構成で信号発生手段15によって入力
信号を印加し、端面電極19から圧電起電力である出力
を取り出す。本発明の積層型圧電トランスと入出力の力
係数Aは次式で表される。
In the above configuration, an input signal is applied by the signal generating means 15 and an output which is a piezoelectric electromotive force is taken out from the end face electrode 19. The multilayer piezoelectric transformer of the present invention and the input / output force coefficient A are represented by the following equation.

【0040】[0040]

【数1】 (Equation 1)

【0041】ここにw:圧電トランスの幅、ε:誘電
率、s:弾性コンプライアンス k:電気機械結合係数、n:圧電セラミックの積層枚数
である。
Here, w: width of the piezoelectric transformer, ε: dielectric constant, s: elastic compliance, k: electromechanical coupling coefficient, and n: the number of laminated piezoelectric ceramics.

【0042】この(数1)からも明らかなように力係数
Aは積層数nに比例して大きくなるため積層していない
約n倍の圧電起電力を得ることができる。
As is apparent from this (Equation 1), the force coefficient A increases in proportion to the number n of layers, so that about n times the piezoelectric electromotive force without the layers can be obtained.

【0043】このため、信号発生手段15の振幅を大き
くせずとも高い圧力起電力が得られることとなり、圧力
検出の感度も向上することとなる。
Therefore, a high pressure electromotive force can be obtained without increasing the amplitude of the signal generating means 15, and the sensitivity of pressure detection is improved.

【0044】(実施例4)図9は本発明の実施例4の圧
力検出装置のブロック図である。実施例1〜3と異なる
点は、複数の出力電極13aを設けた点にある。
(Embodiment 4) FIG. 9 is a block diagram of a pressure detecting device according to Embodiment 4 of the present invention. The difference from the first to third embodiments is that a plurality of output electrodes 13a are provided.

【0045】圧電トランス14の駆動部12にはその上
下面に、入力電極12a、12bが形成され発電部13
にはその長さ方向を複数の電極で分割している。本実施
例においてはその長さ方向を電極13a〜13dに分割
している。各々の電極13a、13b、13c、および
13dの幅寸法は同一であり、また各電極間の間隔も同
一にしている。電極13bをア−ス側にし、電極13c
を第一の出力電極、電極13dを第二の出力電極に、電
極13aを第三の出力電極とすると、電極13c、13
d、13a各々の出力電極に基準電圧の1/3倍、2/3
倍、等倍の大きさの出力をえることができる。
The drive unit 12 of the piezoelectric transformer 14 has input electrodes 12 a and 12 b formed on the upper and lower surfaces thereof,
Is divided in its length direction by a plurality of electrodes. In this embodiment, the length direction is divided into the electrodes 13a to 13d. The width of each of the electrodes 13a, 13b, 13c, and 13d is the same, and the spacing between the electrodes is also the same. With the electrode 13b on the ground side, the electrode 13c
Are the first output electrode, the electrode 13d is the second output electrode, and the electrode 13a is the third output electrode.
d, 13a 1/3 times the reference voltage to each output electrode, 2/3
It is possible to obtain an output of double or equal size.

【0046】また、電極数、各電極間の間隔を種々変え
ることにより、各電極からの出力の大きさを任意に得る
ことができるため、必要に応じて出力電圧を選択できる
とともに、出力が複数あるので信頼性が増し、より精度
の高い圧力検知が可能となる。
Further, since the magnitude of the output from each electrode can be arbitrarily obtained by variously changing the number of electrodes and the interval between the electrodes, the output voltage can be selected as needed, Because of this, reliability is increased, and more accurate pressure detection is possible.

【0047】(実施例5)図10は本発明の実施例5の
圧力検出装置のブロック図である。実施例1〜4と異な
る点は圧電トランスとして、圧電セラミックの長さ方向
において、両端側の1/3の2つの領域に入力電極12
a、12b、12c、12dを設けた駆動部12と、残
りの領域に出力電極13aを設けた発電部13とから構
成されている。ここで駆動部12は圧電セラミック11
の厚さ方向に分極され、発電部13は圧電セラミック1
1の長さ方向に分極されている。図中の矢印は分極方向
を示している。
(Embodiment 5) FIG. 10 is a block diagram of a pressure detecting device according to Embodiment 5 of the present invention. The difference from the first to fourth embodiments is that a piezoelectric transformer is used in which the input electrodes 12
a, a drive unit 12 provided with 12b, 12c and 12d, and a power generation unit 13 provided with an output electrode 13a in the remaining area. Here, the driving unit 12 is a piezoelectric ceramic 11
The power generation unit 13 is polarized in the thickness direction of the piezoelectric ceramic 1.
1 is polarized in the longitudinal direction. Arrows in the figure indicate the polarization direction.

【0048】各々の入力電極12a、12b、12c、
12dに信号発生手段15により発振信号を印加する
と、逆起電力効果により圧電セラミック11は長さ方向
に共振する。このときの両端の駆動部12からの伝達振
動は中心に設けられた発電部13伝達され、一方のみ駆
動部12である場合と比較して約2倍の振動が与えられ
るため、圧電起電力も2倍になる。よって昇圧比も2倍
となる。このことから、圧力Wを印加した際の出力電極
13aによって得られる圧電起電力の値も大きくなり、
感度が向上が実現できる。
Each of the input electrodes 12a, 12b, 12c,
When an oscillation signal is applied to 12d by the signal generating means 15, the piezoelectric ceramic 11 resonates in the length direction due to the back electromotive force effect. At this time, the transmitted vibration from the drive units 12 at both ends is transmitted to the power generation unit 13 provided at the center, and approximately twice the vibration is given as compared with the case where only one of the drive units 12 is provided. Double. Therefore, the boost ratio is also doubled. From this, the value of the piezoelectric electromotive force obtained by the output electrode 13a when the pressure W is applied also increases,
The sensitivity can be improved.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
かかる圧力検出装置は、圧電セラミックに入力電極を形
成した駆動部と出力電極を形成した発電部からなる圧電
トランスに信号発生手段で駆動部を振動させて、圧力や
重量が印加されると前記圧力や重量に応じて変化する圧
電トランスの振動特性を圧力算出手段により算出してい
るため、簡単な構成で圧力レベルを検出することができ
るという効果がある。
As described above, the pressure detecting device according to the first aspect of the present invention uses the signal generating means for the piezoelectric transformer composed of the driving section in which the input electrode is formed on the piezoelectric ceramic and the power generating section in which the output electrode is formed. Since the vibration characteristics of the piezoelectric transformer, which changes according to the pressure and weight when the pressure and weight are applied by vibrating the drive unit, are calculated by the pressure calculating means, the pressure level can be detected with a simple configuration. There is an effect that can be.

【0050】また、 本発明の請求項2にかかる圧力検
出装置は、圧電トランスの共振周波数を用いているの
で、圧力に対する発電部の出力の感度を最大にできるた
め、感度が向上する。
Further, since the pressure detecting device according to the second aspect of the present invention uses the resonance frequency of the piezoelectric transformer, the sensitivity of the output of the power generation unit to the pressure can be maximized, so that the sensitivity is improved.

【0051】また、本発明の請求項3にかかる圧力検出
装置は、信号の振幅を可変できる信号発生手段を有して
いるので、圧力に対する振動検出手段の出力の感度を用
途に応じて選択できる。
Further, since the pressure detecting device according to the third aspect of the present invention has the signal generating means capable of changing the amplitude of the signal, the sensitivity of the output of the vibration detecting means with respect to the pressure can be selected according to the application. .

【0052】本発明の請求項4にかかる圧力検出装置
は、圧電セラミックの電気機械結合係数が、振動発生手
段から振動検出手段に向かう方向で最大であるので、大
きな検出信号が振動検出手段により得られる。
In the pressure detecting device according to claim 4 of the present invention, since the electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric ceramic is maximum in the direction from the vibration generating means to the vibration detecting means, a large detection signal is obtained by the vibration detecting means. Can be

【0053】本発明の請求項5にかかる圧力検出装置
は、圧力を印加しない圧電トランスを参照電極として使
用できるため、温度による出力変化の補正が可能とな
り、精度の高い圧力検知が実現できる。
In the pressure detecting device according to the fifth aspect of the present invention, since a piezoelectric transformer to which no pressure is applied can be used as a reference electrode, it is possible to correct an output change due to temperature and realize highly accurate pressure detection.

【0054】本発明の請求項6にかかる圧力検出装置
は、入力電極を設けた駆動部と、出力電極を設けた発電
部とからなる圧電セラミックを積み重ねて構成した積層
型の圧電トランスを設けているので、昇圧比を高くする
ことができ感度を向上することができると共に、駆動回
路をより簡単な構成にすることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pressure detecting device comprising a laminated piezoelectric transformer formed by stacking piezoelectric ceramics comprising a driving section provided with an input electrode and a power generation section provided with an output electrode. Therefore, the boosting ratio can be increased, the sensitivity can be improved, and the driving circuit can have a simpler configuration.

【0055】本発明の請求項7にかかる圧力検出装置
は、圧電トランスに入力電極を設けた駆動部と、他方の
端面に複数の出力電極を設けているので、複数の検出信
号を利用でき、信頼性の高い圧力検出ができるととも
に、各電極からの出力の大きさを任意に得ることができ
るため、必要に応じて出力電圧を選択できる。
In the pressure detecting device according to the seventh aspect of the present invention, since the piezoelectric transformer has a driving portion provided with an input electrode and the other end surface provided with a plurality of output electrodes, a plurality of detection signals can be used. Since the pressure can be detected with high reliability and the magnitude of the output from each electrode can be arbitrarily obtained, the output voltage can be selected as needed.

【0056】本発明の請求項8にかかる圧力検出装置
は、圧電トランスに2つの駆動部を設け、各々に入力電
極を形成しているので、昇圧比が高くなり、検知精度が
向上する。
In the pressure detecting device according to the eighth aspect of the present invention, since two driving sections are provided in the piezoelectric transformer and input electrodes are formed in each of the driving sections, the step-up ratio is increased and the detection accuracy is improved.

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

【図1】本発明の実施例1における圧力検出装置の構成
FIG. 1 is a configuration diagram of a pressure detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同圧力検出装置の信号発生手段と発電部の圧電
起電力の関係を示す特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a signal generation unit of the pressure detection device and a piezoelectric electromotive force of a power generation unit.

【図3】同圧力検出装置の信号発生手段の周波数と発電
部の圧電起電力の関係を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a frequency of a signal generation unit of the pressure detection device and a piezoelectric electromotive force of a power generation unit.

【図4】同圧力検出装置の圧力と発電部の圧電起電力の
関係を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a pressure of the pressure detection device and a piezoelectric electromotive force of a power generation unit.

【図5】同圧力検出装置の信号発生手段の信号の振幅と
発電部の圧電起電力との関係を示す特性図
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a signal amplitude of a signal generation unit of the pressure detection device and a piezoelectric electromotive force of a power generation unit.

【図6】本発明の実施例2における圧力検出装置の他の
構成図
FIG. 6 is another configuration diagram of the pressure detection device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】同圧力検出装置の圧力と発電部の圧電起電力の
関係を示す特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between the pressure of the pressure detection device and the piezoelectric electromotive force of the power generation unit.

【図8】本発明の実施例3における圧力検出装置の構成
FIG. 8 is a configuration diagram of a pressure detection device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例4における圧力検出装置の構成
FIG. 9 is a configuration diagram of a pressure detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例5における圧力検出装置の構
成図
FIG. 10 is a configuration diagram of a pressure detection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】従来の圧力検出装置のブロック図FIG. 11 is a block diagram of a conventional pressure detecting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、17、18 圧電セラミック 12 駆動部 12a、12b 入力電極 17a、17b 入力電極 18a、18b 入力電極 13 発電部 13a、19a、20a 出力電極 14 圧電トランス 15 信号発生手段 16 圧力算出手段 21 端面電極 11, 17, 18 Piezoelectric ceramic 12 Drive unit 12a, 12b Input electrode 17a, 17b Input electrode 18a, 18b Input electrode 13 Power generation unit 13a, 19a, 20a Output electrode 14 Piezoelectric transformer 15 Signal generation unit 16 Pressure calculation unit 21 End surface electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻野 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Ogino 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Ito 1006 Odaka Kadoma Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電セラミック板の長手方向の一方の端面
の表裏面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出
力電極を設けた発電部とからなる圧電トランスと、前記
圧電トランスに印加される圧力を算出する圧力算出手段
と、前記駆動部に所定の周波数を印加する信号発生手段
とを備え、前記信号発生手段により駆動部を振動させ、
前記圧電トランスに圧力が印加されると圧力に応じて変
化する前記圧電トランスの振動特性を前記発電部により
検出し、前記発電部の出力信号に基づき印加圧力を前記
圧力算出手段により算出する圧力検出装置。
1. A piezoelectric transformer comprising: a drive section having input electrodes provided on the front and back surfaces of one end face in a longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate; a power generation section having output electrodes provided on the other end face; Pressure calculating means for calculating the applied pressure, and a signal generating means for applying a predetermined frequency to the drive unit, the drive unit is vibrated by the signal generating means,
Pressure detection in which the power generation unit detects vibration characteristics of the piezoelectric transformer that change according to pressure when pressure is applied to the piezoelectric transformer, and calculates an applied pressure by the pressure calculation unit based on an output signal of the power generation unit. apparatus.
【請求項2】圧電セラミック板の長手方向の一方の端面
側の表裏面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に
出力電極を設けた発電部とからなる圧電トランスと、前
記圧電トランスに印加される圧力を算出する圧力算出手
段と、前記駆動部に所定の周波数を印加する信号発生手
段とを備え、前記信号発生手段により駆動部を振動さ
せ、前記圧電トランスに圧力が印加されると圧力に応じ
て変化する前記圧電トランスの振動特性を前記発電部に
より検出し、前記発電部の出力信号に基づき印加圧力を
前記圧力算出手段により算出するとともに、信号発生手
段は圧電トランスの共振周波数を印加する圧力検出装
置。
2. A piezoelectric transformer comprising: a drive section provided with input electrodes on the front and back surfaces at one end face in the longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate; and a power generation section provided with an output electrode on the other end face; A pressure calculating means for calculating a pressure applied to the piezoelectric transformer; and a signal generating means for applying a predetermined frequency to the driving section. The driving section is vibrated by the signal generating means, and pressure is applied to the piezoelectric transformer. And the vibration characteristic of the piezoelectric transformer, which varies according to the pressure, is detected by the power generation unit, and the applied pressure is calculated by the pressure calculation unit based on the output signal of the power generation unit. Pressure detecting device.
【請求項3】信号発生手段は発生する信号の振幅を可変
できる請求項1または2項記載の圧力検出装置。
3. The pressure detecting device according to claim 1, wherein the signal generating means can change the amplitude of the generated signal.
【請求項4】圧電セラミックの電気機械結合係数が駆動
部から発電部に向かう方向で最大である請求項1ないし
3のいずれか1項記載の圧力検出装置。
4. The pressure detecting device according to claim 1, wherein an electromechanical coupling coefficient of the piezoelectric ceramic is maximum in a direction from the driving section toward the power generation section.
【請求項5】圧電セラミック板の長手方向の一方の端面
の表裏面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出
力電極を設けた発電部とからなる圧電トランスを複数個
設けるとともに、前記圧電トランスに印加される圧力を
算出する圧力算出手段と、前記駆動部に所定の周波数を
印加する信号発生手段とを備え、少なくとも1つの圧電
トランスは圧力を印加しない構成とし、前記信号発生手
段により前記駆動部を振動させて前記圧電トランスの振
動特性を前記発電部により検出し、圧力を印加した圧電
トランスの発電部の出力信号と圧力を印加しない圧電ト
ランスの発電部の出力信号から圧電トランスの印加圧力
を前記圧力算出手段により算出する圧力検出装置。
5. A piezoelectric transformer comprising: a plurality of piezoelectric transformers each including a drive section having input electrodes provided on the front and back surfaces of one end face of a piezoelectric ceramic plate in the longitudinal direction, and a power generation section having output electrodes provided on the other end face; Pressure generating means for calculating the pressure applied to the piezoelectric transformer, and signal generating means for applying a predetermined frequency to the drive unit, at least one piezoelectric transformer is configured to apply no pressure, the signal generating means The driving section is vibrated to detect the vibration characteristics of the piezoelectric transformer by the power generation section, and the piezoelectric transformer is obtained from the output signal of the power generation section of the piezoelectric transformer to which pressure is applied and the output signal of the power generation section of the piezoelectric transformer to which no pressure is applied. A pressure detecting device for calculating the applied pressure of the pressure by the pressure calculating means.
【請求項6】圧電セラミック板の長手方向の一方の端面
の表裏面に入力電極を設けた駆動部と、他方の端面に出
力電極を設けた発電部とからなる圧電セラミックを積み
重ねて構成した積層型の圧電トランスを設け、前記圧電
トランスに印加される圧力を算出する圧力算出手段と、
前記駆動部に所定の周波数を印加する信号発生手段とを
備え、前記信号発生手段により駆動部を振動させ、前記
圧電トランスに圧力が印加されると圧力に応じて変化す
る前記圧電トランスの振動特性を前記発電部により検出
し、前記発電部の出力信号に基づき印加圧力を前記圧力
算出手段により算出する圧力検出装置。
6. A laminated structure in which a piezoelectric ceramic comprising a drive section provided with input electrodes on the front and back surfaces of one end face in the longitudinal direction of a piezoelectric ceramic plate and a power generation section provided with output electrodes on the other end face is stacked. Type piezoelectric transformer, pressure calculating means for calculating the pressure applied to the piezoelectric transformer,
Signal generating means for applying a predetermined frequency to the driving section, wherein the driving section is vibrated by the signal generating means, and when pressure is applied to the piezoelectric transformer, the vibration characteristic of the piezoelectric transformer changes according to the pressure. A pressure detecting device for detecting the pressure by the power generation unit and calculating the applied pressure by the pressure calculation means based on the output signal of the power generation unit.
【請求項7】圧電トランスは圧電セラミック板の長手方
向の一方の端面側の表裏面に入力電極を設けた駆動部
と、他方の端面に複数の出力電極を設けた請求項1ない
しの4のいずれか1項記載の圧力検出装置。
7. The piezoelectric transformer according to claim 1, wherein the piezoelectric transformer has a drive section provided with input electrodes on the front and back surfaces on one end face side in the longitudinal direction of the piezoelectric ceramic plate, and a plurality of output electrodes provided on the other end face. A pressure detecting device according to any one of the preceding claims.
【請求項8】圧電トランスは、圧電セラミックの長さ方
向において、両端側の1/3の2つの領域に入力電極を
設けた駆動部と、残りの領域に出力電極を設けた発電部
とからなる請求項1ないしの4のいずれか1項記載の圧
力検出装置。
8. A piezoelectric transformer comprises a drive section having input electrodes provided in two thirds on both ends in a longitudinal direction of a piezoelectric ceramic, and a power generation section having output electrodes provided in the remaining area. The pressure detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100725894B1 (en) * 2005-11-28 2007-06-08 주식회사 애트랩 Pressure sensor and pressure measurement method
US8261619B2 (en) 2005-11-28 2012-09-11 Atlab Inc. Time to digital converting circuit and pressure sensing device using the same

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