JP2001116764A - Acceleration meter utilizing energy confinement type piezoelectric vibration - Google Patents

Acceleration meter utilizing energy confinement type piezoelectric vibration

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JP2001116764A
JP2001116764A JP29674299A JP29674299A JP2001116764A JP 2001116764 A JP2001116764 A JP 2001116764A JP 29674299 A JP29674299 A JP 29674299A JP 29674299 A JP29674299 A JP 29674299A JP 2001116764 A JP2001116764 A JP 2001116764A
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piezoelectric
output
acceleration
piezoelectric plate
electrodes
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Hiroshi Abe
洋 阿部
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Tokin Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric type acceleration meter that is compact, has simple structure, can be manufactured easily, is accurate, and can also measure dynamic acceleration. SOLUTION: First and second electrodes in a strip shape are provided in parallel at a specific interval each other on the main surface of a part with polarization in the thickness direction of a piezoelectric plate, and a piezoelectric vibrator for generating energy confinement type vibration at the piezoelectric plate part between both electrodes by exciting the piezoelectric plate while applying a drive AC voltage for excitation between the first and second electrodes is used, thus detecting acceleration being applied in a direction that orthogonally crosses the main surface of the piezoelectric plate as an electrical signal by electrically detecting the change in the energy confinement type vibration due to the distortion of the piezoelectric plate that is generated by acceleration.

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、加速度計に関し、
特に圧電体を用いた簡単な構造で加速度を検出する加速
度計に関するものである。
The present invention relates to an accelerometer,
In particular, it relates to an accelerometer that detects acceleration with a simple structure using a piezoelectric body.

【0002】[0002]

【従来の技術】ジャイロスコープの内ジンバルに重りあ
るいは振り子(偏重量)を取り付けるか、内ジンバルの
代わりに偏重量を取り付けることによって、加速度を回
転角加速度に変換して特定する加速度計が、航空機用と
して用いられている。しかしながら、このような加速度
計葉、構造が複雑であり、高価である。
2. Description of the Related Art An accelerometer that converts acceleration into rotational angular acceleration and specifies it by attaching a weight or a pendulum (unbalanced weight) to an inner gimbal of a gyroscope, or by attaching an unbalanced weight instead of the inner gimbal, is an aircraft. It is used for However, such accelerometer lobes are complex and expensive.

【0003】他方、簡単な構造で加速度を電気信号とし
て検出するものとして、重りと圧電素子とを組み合わ
せ、加速度による重りの変位を測定することによって、
加速度を検出する圧電型加速度計が知られている。
On the other hand, as a device for detecting acceleration as an electric signal with a simple structure, a weight is combined with a piezoelectric element and the displacement of the weight due to the acceleration is measured.
2. Description of the Related Art Piezoelectric accelerometers that detect acceleration are known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記の圧電体を用いた
加速度計は、構造は簡単で安価であるが、静的加速度し
か測定できない欠点が有る。
The above-mentioned accelerometer using a piezoelectric body has a simple structure and is inexpensive, but has a drawback that only a static acceleration can be measured.

【0005】従って、本発明の課題は、小型で、構造及
び製造が簡単で、しかも動的加速度を、高精度に電気的
に測定できる加速度計を提供することである。
[0005] It is therefore an object of the present invention to provide an accelerometer that is compact, simple in construction and manufacture and is capable of electrically measuring dynamic acceleration with high precision.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電板
の厚さ方向に分極を有する部分の主面上に互いに所定間
隔離れてストリップ状の第1および第2の電極を平行に
設け、該第1および第2の電極間に励振用の駆動交流電
圧を印加して前記圧電板を励振することにより両電極間
の圧電板部分にエネルギー閉じ込め型振動が発生する圧
電振動子と、該圧電振動子へ加わる前記圧電板の主面に
直交する方向の加速度による前記エネルギー閉じ込め型
振動の変化を電気的に検出する検出手段とを備え、これ
により前記加速度を測定することを特徴とするエネルギ
ー閉じ込め型圧電振動を利用した加速度計が得られる。
According to the present invention, strip-shaped first and second electrodes are provided in parallel at a predetermined distance from each other on the main surface of a portion of the piezoelectric plate having polarization in the thickness direction. A piezoelectric vibrator in which energy is trapped in a piezoelectric plate portion between the two electrodes by applying a drive AC voltage for excitation between the first and second electrodes to excite the piezoelectric plate; Detecting means for electrically detecting a change in the energy trapping type vibration due to an acceleration applied to a piezoelectric vibrator in a direction orthogonal to a main surface of the piezoelectric plate, and measuring the acceleration by using the detecting means. An accelerometer utilizing confined piezoelectric vibration is obtained.

【0007】前記検出手段は、前記第2の電極に接続さ
れた仮想接地機能を備えた電流検出回路を有し、前記第
1の電極に励振用の駆動電圧を印加し、該電流検出回路
出力から検出出力を得るように構成することができる。
The detecting means has a current detecting circuit connected to the second electrode and having a virtual grounding function, applies a drive voltage for excitation to the first electrode, and outputs an output of the current detecting circuit. Can be configured to obtain a detection output.

【0008】また、前記検出手段は、前記電流検出回路
の出力に接続された同期検波回路と、該同期検波回路の
出力に接続された整流回路とを有し、該整流回路の出力
として前記加速度に対応した出力を得るように構成する
のが良い。
The detecting means has a synchronous detection circuit connected to the output of the current detection circuit, and a rectifier circuit connected to the output of the synchronous detection circuit. It is preferable to obtain an output corresponding to the above.

【0009】さらに、前記電流検出回路の出力に接続さ
れ自励振動駆動用周波数の信号を発振するための発振回
路と、該発振回路の出力に接続され前記自励振動駆動用
周波数の交流電圧を前記第1の電極に印加する駆動回路
とを備えることが良い。
Further, an oscillation circuit connected to the output of the current detection circuit for oscillating a signal of the self-excited oscillation driving frequency, and an AC voltage of the self-excited oscillation driving frequency connected to the output of the oscillation circuit. And a driving circuit for applying a voltage to the first electrode.

【0010】前記圧電板としては、圧電セラミックスを
用い、該圧電セラミックスの前記第1および第2の電極
間及びその近傍の領域のみを厚さ方向に分極するものと
する。
A piezoelectric ceramic is used as the piezoelectric plate, and only a region between the first and second electrodes of the piezoelectric ceramic and a region in the vicinity thereof are polarized in the thickness direction.

【0011】また、前記圧電板として厚み方向に分極軸
を有する圧電結晶板を用いることもできる。
Also, a piezoelectric crystal plate having a polarization axis in the thickness direction can be used as the piezoelectric plate.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1(a)および(b)は、それ
ぞれ、本発明の一実施の形態で用いるエネルギ一閉じ込
め型振動子の構成を示す平面図及び電極部分のみを示す
断面図である。
1 (a) and 1 (b) are a plan view showing a configuration of an energy-trapping type vibrator used in an embodiment of the present invention and a cross-sectional view showing only electrode portions, respectively. is there.

【0013】図1(a)及び(b)を参照すると、厚さ
方向(Z軸方向)に分極された圧電板10の中央部の同
一面上に、間隔(X軸方向に)を持って対向するストリ
ップ状の電極D1およびD2が形成されている。なお、
T1およびT2は端子部である。
Referring to FIGS. 1A and 1B, a space (in the X-axis direction) is provided on the same plane at the center of the piezoelectric plate 10 polarized in the thickness direction (the Z-axis direction). Opposing strip-shaped electrodes D1 and D2 are formed. In addition,
T1 and T2 are terminal portions.

【0014】ここで、図示の通り、圧電振動子1の圧電
板10の厚み方向をZ軸、電極D1、D2の対向方向を
X軸、これらに直交する方向をY軸とする三次元座標を
決める。
Here, as shown in the figure, the three-dimensional coordinates of the piezoelectric vibrator 1 in which the thickness direction of the piezoelectric plate 10 is the Z axis, the direction in which the electrodes D1 and D2 are opposed to each other is the X axis, and the direction orthogonal thereto are the Y axis. Decide.

【0015】圧電振動子1は、例えば、PZTやチタン
酸バリウムなどの圧電セラミックス板で構成した、中央
部が厚さ方向に分極軸を有する圧電板10を用いる。
The piezoelectric vibrator 1 uses a piezoelectric plate 10 made of, for example, a piezoelectric ceramic plate such as PZT or barium titanate and having a central portion having a polarization axis in a thickness direction.

【0016】電極D1、D2および端子部T1、T2
は、銀ペーストあるいは金スパッタで構成されると良
い。もちろん他の導電膜を採用することができる。外部
に導出するための端子部は、振動子上に設けずに、リー
ド線を用いても良い。
Electrodes D1, D2 and terminals T1, T2
Is preferably composed of silver paste or gold sputter. Of course, other conductive films can be employed. The terminal for leading out to the outside may be a lead wire without being provided on the vibrator.

【0017】端子部T1およびT2間に電圧を印加する
と、対向する電極D1およびD2の間の圧電板10の領
域(電極間領域)には、ほぼ板の面に平行な方向(X方
向)の電界が印加されるため、この電界と直交する厚さ
方向(Z軸方向)の分極との相互作用により、電極間領
域にはX方向にひずみが生ずることになる。電極D1、
D2の寸法を圧電板10の特性に合わせて設計し、印加
電圧を電極間領域の共振周波数に合った周波数の交流電
圧とすると、電極間領域に厚みすべり振動を励起するこ
とができる。その振動は電極間領域の周囲には減衰して
伝搬せず、その領域内に閉じ込められる。すなわちエネ
ルギー閉じ込め振動子を構成することができる。
When a voltage is applied between the terminal portions T1 and T2, a region (inter-electrode region) of the piezoelectric plate 10 between the opposing electrodes D1 and D2 has a direction substantially parallel to the plate surface (X direction). Since an electric field is applied, an interaction between the electric field and polarization in a thickness direction (Z-axis direction) orthogonal to the electric field causes a strain in the inter-electrode region in the X direction. Electrode D1,
If the dimension of D2 is designed according to the characteristics of the piezoelectric plate 10 and the applied voltage is an AC voltage having a frequency matching the resonance frequency of the inter-electrode region, thickness shear vibration can be excited in the inter-electrode region. The vibration is attenuated and does not propagate around the inter-electrode region, but is confined within that region. That is, an energy trapping oscillator can be configured.

【0018】なお、振動のエネルギーは圧電板10の前
記中央部の電極間領域内に閉じ込められ、周辺に及ばな
いので、圧電板10の周辺部を支持することが容易であ
る。
Since the energy of the vibration is confined in the region between the electrodes in the central portion of the piezoelectric plate 10 and does not reach the periphery, it is easy to support the peripheral portion of the piezoelectric plate 10.

【0019】また、この振動は、圧電板10の面に平行
な電界によって生ずる厚みすべり振動であるので、平行
電界励振型厚みすべり振動と呼ばれる。なお、厚みすべ
り振動とは、圧電板10の変位の方向が板面に平行で、
波の伝搬方向が板の厚さ方向の振動である。
Since this vibration is a thickness shear vibration generated by an electric field parallel to the surface of the piezoelectric plate 10, it is called a parallel electric field excitation type thickness shear vibration. Note that the thickness shear vibration means that the direction of displacement of the piezoelectric plate 10 is parallel to the plate surface,
The direction of wave propagation is vibration in the thickness direction of the plate.

【0020】この振動の様子を図解するために、図2に
半波長で共振している場合の厚さ方向(Z軸方向)の変
位分布を示す。
To illustrate the state of the vibration, FIG. 2 shows a displacement distribution in the thickness direction (Z-axis direction) when resonating at a half wavelength.

【0021】この状態で、圧電板10がZ軸の周りに回
転すると、Y軸方向にコリオリ力による振動が発生し、
これにより、第1および第2の電極間に起電力が発生す
る。この起電力を検知することによって、コリオリ力に
よる振動の大きさを、したがって、回転角速度を検出す
ることができる。これがエネルギー閉じ込め型圧電振動
子を用いたジャイロスコープの原理である。
In this state, when the piezoelectric plate 10 rotates around the Z axis, a vibration due to the Coriolis force occurs in the Y axis direction,
Thus, an electromotive force is generated between the first and second electrodes. By detecting this electromotive force, it is possible to detect the magnitude of the vibration due to the Coriolis force, and thus the rotational angular velocity. This is the principle of a gyroscope using an energy trap type piezoelectric vibrator.

【0022】ところで、この圧電振動子1が振動状態に
おいてZ軸方向に、即ち圧電板10の主面に直角の方向
に、加速度αが加わると、圧電振動板がその加速度の大
きさに応じたひずみを受け、前記の平行電界励振型厚み
すべり振動が変化する。即ち、図2におけるZ軸方向の
変位分布が変化することになる。この結果、両電極D1
およびD2間のインピーダンスが変化する。従って、こ
のインピーダンスの変化を電気的に測定することによっ
て、加速度αを検出することができる。
When an acceleration α is applied to the piezoelectric vibrator 1 in the Z-axis direction in the vibrating state, that is, in a direction perpendicular to the main surface of the piezoelectric plate 10, the piezoelectric vibrating plate responds to the magnitude of the acceleration. Under the strain, the parallel electric field excitation type thickness shear vibration changes. That is, the displacement distribution in the Z-axis direction in FIG. 2 changes. As a result, both electrodes D1
And the impedance between D2 and D2 changes. Therefore, the acceleration α can be detected by electrically measuring the change in the impedance.

【0023】圧電板10に加わる加速度αが時間的に連
続して変化する場合、それに応じて歪みが変化し、従っ
て、インピーダンスも連続的に変化する。それゆえ、イ
ンピーダンスの変化を電気的に測定することによって、
動的加速度を電気信号として検出することが可能であ
る。
When the acceleration α applied to the piezoelectric plate 10 changes continuously with time, the distortion changes accordingly, and the impedance also changes continuously. Therefore, by electrically measuring the change in impedance,
The dynamic acceleration can be detected as an electric signal.

【0024】図3は、図1で示された構成の圧電振動子
1に接続される回路構成を示すブロック図である。図3
を参照をすると、圧電振動子1の第2の電極D2には、
電流検出回路18が接続されている。電流検出回路18
の出力側には、同期検波回路23が接続され、その出力
側に整流回路24が接続されており、整流回路24の出
力側から加速度の検出出力が得られる。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration connected to the piezoelectric vibrator 1 having the configuration shown in FIG. FIG.
Referring to FIG. 2, the second electrode D2 of the piezoelectric vibrator 1 includes:
The current detection circuit 18 is connected. Current detection circuit 18
The synchronous detection circuit 23 is connected to the output side of the rectifier circuit 24, and the rectifier circuit 24 is connected to the output side.

【0025】他方、電流検出回路18の出力は、また、
自励振動条件を満たす自励振動駆動用周波数を発生する
ための発振回路25に接続され、圧電振動子1にX軸方
向振動を与えるための駆動回路26を介して第1の電極
D1に接続されており、自励振動駆動ループを構成して
いる。この自励振動駆動ループにより圧電振動子1の厚
みすベり振動の共振周波数にほぼ等しい周波数を自動的
に追尾し、その周波数の交流電圧が電極D1に印加され
る。かくして、効率良く圧電振動子1を駆動できるの
で、高感度な加速度計を得ることができる。
On the other hand, the output of the current detection circuit 18 is
It is connected to an oscillation circuit 25 for generating a self-excited vibration driving frequency satisfying the self-excited oscillation condition, and is connected to a first electrode D1 via a drive circuit 26 for applying X-axis direction vibration to the piezoelectric vibrator 1. And constitutes a self-excited vibration drive loop. The self-excited vibration drive loop automatically tracks a frequency substantially equal to the resonance frequency of the thickness-shear vibration of the piezoelectric vibrator 1, and an AC voltage of that frequency is applied to the electrode D1. Thus, since the piezoelectric vibrator 1 can be efficiently driven, a highly sensitive accelerometer can be obtained.

【0026】図4は、図3の電流検出回路18の構成例
を示す図で、第2の電極D2を仮想的に接地させる機能
を備えるものである。この回路では、演算増幅器31の
非反転入力端子(+)は基準電圧に接地されており、演
算増幅器31の出力端子から反転入力端子に抵抗器Rが
接続されている。反転入力端子(−)は,演算増幅器の
仮想接地機能により常に前記の接地基準電位に保たれ
る。この反転端子に電流iが流入すると、抵抗器Rによ
り電圧Voutに変換される。すなわち、Vout=−i
Rなる出力を得る。このように、この電流検出回路は、
機能的には入カインピーダンスがほぼ0で、入力電流に
比例した出力電圧を得ることが出来る回路である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the current detection circuit 18 in FIG. 3, and has a function of virtually grounding the second electrode D2. In this circuit, the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 31 is grounded to the reference voltage, and the resistor R is connected from the output terminal of the operational amplifier 31 to the inverting input terminal. The inverting input terminal (-) is always kept at the ground reference potential by the virtual ground function of the operational amplifier. When the current i flows into the inversion terminal, the current i is converted into the voltage Vout by the resistor R. That is, Vout = −i
An output R is obtained. Thus, this current detection circuit
Functionally, the input impedance is almost zero, and the output voltage is proportional to the input current.

【0027】この電流検出回路を図3の電流検出回路1
8に用いる際、反転入力端子(−)を第2の電極D2に
接続する。これにより、駆動電圧は、第1の電極D1と
第2の電極D2との間に加わることになる。
This current detecting circuit is the current detecting circuit 1 shown in FIG.
8, the inverting input terminal (-) is connected to the second electrode D2. As a result, the drive voltage is applied between the first electrode D1 and the second electrode D2.

【0028】他方、第1および第2の電極D1およびD
2間のインピーダンスの変化は、電流検出回路18の出
力電圧の変化として検出できることになる。すなわち、
第1および第2の電極D1およびD2間のインピーダン
スが変化すると、電流検出回路18へ流れ込む電流iが
変化する。従って、電流検出回路18の出力電圧Vout
が変化する。
On the other hand, the first and second electrodes D1 and D1
A change in the impedance between the two can be detected as a change in the output voltage of the current detection circuit 18. That is,
When the impedance between the first and second electrodes D1 and D2 changes, the current i flowing into the current detection circuit 18 changes. Therefore, the output voltage Vout of the current detection circuit 18
Changes.

【0029】電流検出回路18の出力電圧を、同期検波
回路23によって所定のタイミングで同期検波し、整流
回路24で整流することにより、印加した加速度αに比
例した直流の出力電圧を検出出力として得ることが出来
る。
The output voltage of the current detection circuit 18 is synchronously detected at a predetermined timing by the synchronous detection circuit 23 and rectified by the rectification circuit 24, thereby obtaining a DC output voltage proportional to the applied acceleration α as a detection output. I can do it.

【0030】ここで、本発明に用いる圧電板が「厚み方
向の分極を有する」とは、厚み方向にのみ分極されてい
るものに限定するものではなく、厚み方向の分極成分を
有するものも含むものとする。もちろん厚み方向の分極
成分の大きな方が良いので、厚み方向のみに分極されて
いるものが最も有利である。
Here, the expression that the piezoelectric plate used in the present invention has polarization in the thickness direction is not limited to one having polarization only in the thickness direction, but also includes one having a polarization component in the thickness direction. Shall be considered. Of course, the larger the polarization component in the thickness direction is, the better the polarization component is in the thickness direction.

【0031】圧電板10として圧電セラミックスを用い
た場合には、公知のように分極処理を必要とするが、分
極領域は、圧電板の全体に亘っても良いし、振動を閉じ
込める領域のみに限っても良い。
When a piezoelectric ceramic is used as the piezoelectric plate 10, a polarization process is required as is well known. However, the polarization region may be over the entire piezoelectric plate, or is limited to only the region that confine the vibration. May be.

【0032】圧電板10として、圧電結晶板(例えば水
晶、LiNbO3、LiTO3等)を用いることができ
る。その場合、厚み方向の分極軸を持たせるために、Z
カットの板が最も好ましいが、回転Yカットの板を用い
ることもできる。
As the piezoelectric plate 10, a piezoelectric crystal plate (for example, quartz, LiNbO3, LiTO3, etc.) can be used. In that case, in order to have a polarization axis in the thickness direction, Z
Although a cut plate is most preferred, a rotational Y-cut plate can also be used.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、圧電板の主面上に平行
に配置した1対のスリット状電極を用いてエネルギー閉
じ込め型振動を励振させ、該圧電板の主面に直角に加わ
る加速度により圧電振動板生ずる歪みに基くエネルギー
閉じ込め型振動の変化を電気的に取り出すことによっ
て、該加速度の検出を行うことができるので、静的な加
速度だけでなく、動的な加速度も測定できる加速度計を
提供することができる。
According to the present invention, the energy trapping type vibration is excited by using a pair of slit-shaped electrodes arranged in parallel on the main surface of the piezoelectric plate, and the acceleration applied to the main surface of the piezoelectric plate at right angles. Accelerometer that can measure not only static acceleration but also dynamic acceleration because the acceleration can be detected by electrically extracting changes in energy-trapped vibration based on distortion generated by the piezoelectric diaphragm. Can be provided.

【0034】又、エネルギ一閉じ込め振動を用いている
から支持が容易で、信頼性の高い加速度計を得ることが
できる。
Further, since the energy-trapping vibration is used, the support is easy and a highly reliable accelerometer can be obtained.

【0035】又、圧電板を局部的に厚みを変化させた
り、複雑な電極構造を形成する必要もなく、振動子とし
ては任意形状の圧電板の所定領域に1対の平行電極を形
成するのみで良いので、構造および製造も簡単である。
Further, it is not necessary to locally change the thickness of the piezoelectric plate or to form a complicated electrode structure. As a vibrator, it is only necessary to form a pair of parallel electrodes in a predetermined region of an arbitrary-shaped piezoelectric plate. Therefore, the structure and manufacturing are simple.

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

【図1】本発明の実施の形態による圧電振動子の構造を
示す図で、(a)は平面図、(b)は、電極の端子部を
除いた側面図である。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a structure of a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view excluding a terminal portion of an electrode.

【図2】図1の振動子の厚みすべり振動における厚み方
向の変位分布を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a displacement distribution in a thickness direction in thickness shear vibration of the vibrator of FIG. 1;

【図3】図1の圧電振動子を用いた加速度計の回路構成
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of an accelerometer using the piezoelectric vibrator of FIG.

【図4】図3の回路で用いる電流検出回路の一例を示す
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a current detection circuit used in the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電振動子 10 圧電板 D1 第1の電極 D2 第2の電極 T1、T2 端子部 18 電流検出回路 23 同期検波回路 24 整流回路 25 発振回路 26 駆動回路 31 演算増幅器 Reference Signs List 1 piezoelectric vibrator 10 piezoelectric plate D1 first electrode D2 second electrode T1, T2 terminal 18 current detection circuit 23 synchronous detection circuit 24 rectifier circuit 25 oscillation circuit 26 drive circuit 31 operational amplifier

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電板の厚さ方向に分極を有する部分の
主面上に互いに所定間隔離れてストリップ状の第1およ
び第2の電極を平行に設け、該第1および第2の電極間
に励振用の駆動交流電圧を印加して前記圧電板を励振す
ることにより両電極間の圧電板部分にエネルギー閉じ込
め型振動が発生する圧電振動子と、該圧電振動子へ前記
圧電板の主面に直交する方向に加わる加速度による前記
エネルギー閉じ込め型振動の変化を電気的に検出する検
出手段とを備え、これにより前記加速度を測定すること
を特徴とするエネルギー閉じ込め型圧電振動を利用した
加速度計。
1. A strip-shaped first and second electrode is provided in parallel on a main surface of a portion of a piezoelectric plate having a polarization in a thickness direction at a predetermined interval from each other, and a gap between the first and second electrodes is provided. A piezoelectric vibrator in which energy is trapped in a piezoelectric plate portion between both electrodes by applying a drive AC voltage for excitation to the piezoelectric plate to excite the piezoelectric plate; and a main surface of the piezoelectric plate on the piezoelectric vibrator. Detecting means for electrically detecting a change in the energy-trapping type vibration due to acceleration applied in a direction perpendicular to the direction, and measuring the acceleration by using the detecting means.
【請求項2】 請求項1のエネルギー閉じ込め型圧電振
動を利用した加速度計において、前記検出手段は、前記
第2の電極に接続された仮想接地機能を備えた電流検出
回路を有し、前記第1の電極に励振用の駆動電圧を印加
し、該電流検出回路出力から検出出力を得るように構成
したことを特徴とするエネルギー閉じ込め型圧電振動を
利用した加速度計。
2. The accelerometer utilizing energy trapping type piezoelectric vibration according to claim 1, wherein said detecting means has a current detecting circuit connected to said second electrode and having a virtual grounding function. An accelerometer utilizing energy-trapped piezoelectric vibration, wherein a drive voltage for excitation is applied to one of the electrodes and a detection output is obtained from an output of the current detection circuit.
【請求項3】 請求項2のエネルギー閉じ込め型圧電振
動を利用した加速度計において、前記検出手段は、前記
電流検出回路の出力に接続された同期検波回路と、該同
期検波回路の出力に接続された整流回路とを有し、該整
流回路の出力として前記加速度に対応した出力を得るこ
とを特徴としたエネルギー閉じ込め型圧電振動を利用し
た加速度計。
3. An accelerometer using energy trapping type piezoelectric vibration according to claim 2, wherein said detection means is connected to a synchronous detection circuit connected to an output of said current detection circuit, and to an output of said synchronous detection circuit. An accelerometer using energy confinement type piezoelectric vibration, characterized by having an output corresponding to the acceleration as an output of the rectifier circuit.
【請求項4】 請求項3のエネルギー閉じ込め型圧電振
動を利用した加速度計において、前記電流検出回路の出
力に接続され自励振動駆動用周波数の信号を発振するた
めの発振回路と、該発振回路の出力に接続され前記自励
振動駆動用周波数の交流電圧を前記第1の電極に印加す
る駆動回路とを備えていることを特徴とするエネルギー
閉じ込め型圧電振動を利用した加速度計。
4. An accelerometer using energy trapping type piezoelectric vibration according to claim 3, wherein the oscillation circuit is connected to an output of the current detection circuit and oscillates a signal of a frequency for driving self-excited vibration, and the oscillation circuit. And a drive circuit connected to the output of the first electrode and applying an AC voltage having the self-excited vibration drive frequency to the first electrode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007263916A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Active accelerometer

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JP2007263916A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Active accelerometer

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