JP2011232263A - 圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 - Google Patents
圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011232263A JP2011232263A JP2010104664A JP2010104664A JP2011232263A JP 2011232263 A JP2011232263 A JP 2011232263A JP 2010104664 A JP2010104664 A JP 2010104664A JP 2010104664 A JP2010104664 A JP 2010104664A JP 2011232263 A JP2011232263 A JP 2011232263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- vibrating piece
- gap
- fluid
- sensor element
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
【解決手段】圧電センサー素子11は、被測定流体を外部から導入しかつ流通可能に連通孔17を設けたパッケージ13内に音叉型圧電振動片12を備える。圧電振動片は基部18において片持ちに固定支持され、振動腕19の下側主面19aが平坦なキャビティ底面16aと平行をなしかつそれらの間に所定寸法s1の狭い隙間22を画定するように配置する。振動腕を屈曲振動させると、その下側主面が移動壁として固定壁であるキャビティ底面に対して所定の速度で往復移動し、隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じる。このとき振動腕が被測定流体から受ける粘性抵抗の変化を圧電振動片のCI値の変化として検出し、被測定流体の圧力等の測定対象の変化を検出する。
【選択図】図1
Description
F=A・η・(dV/dz)
ここで、Aは振動面の面積、zは振動面からの距離である。
内部に圧電振動片を収容しかつその基部において固定支持し、該内部を外部の被測定流体に連通可能なパッケージとを備え、
圧電振動片がパッケージ内部に、振動腕の少なくとも一方の主面をパッケージ内部に設けられた平坦な固定面と平行に、かつそれらの間に所定寸法sの狭い隙間を画定するように配置され、該隙間の寸法sが、振動腕を主面の面内方向に屈曲振動させたとき、隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じるように設定されることを特徴とする。
この場合、或る実施例では、音叉型圧電振動片の振動腕が、その先端に該振動腕の延出方向に直交する平坦な端面を有し、該平坦な端面をパッケージ内部に設けられた平坦な第2固定面と平行にかつそれらの間に所定寸法s’の狭い第2隙間を画定するように、音叉型圧電振動片が配置され、第2隙間の寸法s’が、振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させたとき、第2隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じるように設定される。被測定流体の粘性抵抗は、前記主面に加えて、移動速度が最も大きい振動腕先端の端面からも振動腕に作用するので、その変化をCI値の変化として、より高感度に検出することができる。
u=U×(y/s1)
即ち、図2で斜めの直線で示すように、距離yに関して0からUまで直線的に変化する速度分布となる。図中、この速度分布に沿って示す水平右向きの矢印は、速度ベクトルである。
τ0 =μ×(U/s1)
隙間22内の被測定流体内部においても、x方向に異なる速度で移動している部分同士の間に摩擦力が働く。単位面積当たりの摩擦力即ちせん断応力τは、次式で表わすことができる。
τ=μ×(du/dy)
この比例定数μが、粘度又は粘性係数と呼ばれる被測定流体に固有な値である。速度勾配(du/dy)とせん断応力τとの間にμ一定の比例関係がある流体がニュートン流体、そのような比例関係が無い流体が非ニュートン流体と呼ばれている。
τ0 =ρν×(U/s1)
τ=ρν×(du/dy)
ここで、ρは被測定流体の密度、ν=μ/ρは被測定流体の動粘性係数である。一般に、温度が上昇すると、圧縮性流体である気体の動粘性係数は大きくなり、非圧縮性流体である液体の動粘性係数は小さくなることが知られている。
τ0 =μ×(U/s1)−ρ(u'の時間平均)(v'の時間平均)
この式の右辺第2項はレイノルズ応力と呼ばれ、u'は被測定流体のx方向の速度変動、v'は被測定流体のy方向の速度変動である。振動腕19の下側主面19aとキャビティ底面16a間の隙間22も、このような被測定流体の粘性に対応した定常的な流れが発生していると考えられる。
Claims (12)
- 基部と、前記基部から平行に延出する1対の振動腕と、前記振動腕の両主面及び両側面に形成されて、前記振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させるための励振電極とを有する圧電振動片と、
内部に前記圧電振動片を収容しかつ前記基部において固定支持し、前記内部を外部の被測定流体に連通可能なパッケージとを備え、
前記圧電振動片が前記パッケージ内部に、前記振動腕の少なくとも一方の前記主面を前記パッケージ内部に設けられた平坦な固定面と平行に、かつそれらの間に所定寸法sの狭い隙間を画定するように配置され、前記隙間の寸法sが、前記振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させたとき、前記隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じるように設定されることを特徴とする圧電センサー素子。 - 前記隙間の寸法sが200μm以下の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の圧電センサー素子。
- 前記パッケージが、前記圧電振動片を前記基部において固定支持するベースを有し、前記ベースが前記パッケージ内部の前記平坦な固定面を形成し、前記振動腕の下側主面との間に前記隙間を画定することを特徴とする請求項1又は2記載の圧電センサー素子。
- 前記パッケージが、前記圧電振動片を前記基部において固定支持するベースと、前記ベースに接合されて前記内部を画定するリッドとを有し、前記リッドが、前記パッケージ内部の前記平坦な固定面を形成し、前記振動腕の上側主面との間に前記寸法sの前記隙間を画定することを特徴とする請求項1又は2記載の圧電センサー素子。
- 前記圧電振動片が音叉型圧電振動片であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の圧電センサー素子。
- 前記音叉型圧電振動片の振動腕が、その先端に該振動腕の延出方向に直交する平坦な端面を有し、前記音叉型圧電振動片が、前記平坦な端面を前記パッケージ内部に設けられた平坦な第2固定面と平行に、かつそれらの間に所定寸法s’の狭い第2隙間を画定するように配置され、前記第2隙間の寸法s’が、前記振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させたとき、前記第2隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じるように設定されることを特徴とする請求項5記載の圧電センサー素子。
- 前記音叉型圧電振動片が、前記振動腕を囲繞するように前記基部に結合された外枠を有し、前記振動腕が、その先端に該振動腕の延出方向に直交する平坦な端面を有し、前記外枠が、前記振動腕先端の前記平坦な端面と平行をなしかつ該端面との間に所定寸法s’の狭い第2隙間を画定する平坦な内側面を有し、前記第2隙間の寸法s’が、前記振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させたとき、前記第2隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じるように設定され、
前記パッケージが、前記外枠の上下各面にそれぞれ接合される上側及び下側基板からなり、前記上側及び下側基板と前記外枠との間に前記音叉型圧電振動片を収容する前記内部を画定することを特徴とする請求項5記載の圧電センサー素子。 - 前記圧電振動片が双音叉圧電振動片であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の圧電センサー素子。
- 前記圧電振動片に加えてそれと同一の第2圧電振動片を更に有し、前記第2圧電振動片が、その振動腕をその主面の面内方向に屈曲振動させたとき、前記パッケージ内部の壁面との間で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じないように、該壁面から離隔して配置されることを特徴とする請求項1乃至6,8のいずれか記載の圧電センサー素子。
- 基部と、前記基部から平行に延出する1対の振動腕と、前記振動腕を囲繞するように前記基部に結合された外枠と、前記振動腕の両主面及び両側面に形成されて、前記振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させるための励振電極とを有し、
前記振動腕が、その先端に該振動腕の延出方向に直交する平坦な端面を有し、
前記外枠が、前記振動腕先端の前記平坦な端面と平行をなしかつ該端面との間に所定寸法の狭い隙間を画定する平坦な内側面を有し、前記隙間の寸法が、前記振動腕を前記主面の面内方向に屈曲振動させたとき、前記隙間内で被測定流体が定常的な速度分布の流れを生じるように設定されることを特徴とする圧電振動片。 - 請求項1乃至8のいずれか記載の圧電センサー素子と、前記圧電センサー素子の圧電振動片のCI値を検出する電気回路とを備えることを特徴とする圧電センサー。
- 請求項9記載の圧電センサー素子と、前記圧電センサー素子の圧電振動片のCI値と第2圧電振動片のCI値とを検出しかつそれらの差分を取り出す電気回路とを備えることを特徴とする圧電センサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010104664A JP2011232263A (ja) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | 圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010104664A JP2011232263A (ja) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | 圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011232263A true JP2011232263A (ja) | 2011-11-17 |
JP2011232263A5 JP2011232263A5 (ja) | 2013-05-09 |
Family
ID=45321702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010104664A Withdrawn JP2011232263A (ja) | 2010-04-29 | 2010-04-29 | 圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011232263A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109389205A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-26 | 四川云智慧安科技有限公司 | 无源振动计数器及其应用方法 |
CN110726498A (zh) * | 2015-04-30 | 2020-01-24 | 意法半导体股份有限公司 | 用于检测诸如冲击、加速度、旋转力等平面内的力的集成压电传感器 |
JP2022159096A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-17 | ティーイー コネクティビティ センサーズ フランス | 音叉型機械共振器を備える、流体の特性を感知するための流体センサ |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5924230A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-02-07 | アスラブ・ソシエテ・アノニム | 検知素子 |
JPS6173047A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-15 | Seiko Electronic Components Ltd | AlPOc振動子 |
JP2008026064A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Epson Toyocom Corp | 圧力センサ |
JP2008070241A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Epson Toyocom Corp | 圧力センサ、及びその製造方法 |
-
2010
- 2010-04-29 JP JP2010104664A patent/JP2011232263A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5924230A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-02-07 | アスラブ・ソシエテ・アノニム | 検知素子 |
JPS6173047A (ja) * | 1984-09-18 | 1986-04-15 | Seiko Electronic Components Ltd | AlPOc振動子 |
JP2008026064A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Epson Toyocom Corp | 圧力センサ |
JP2008070241A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Epson Toyocom Corp | 圧力センサ、及びその製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110726498A (zh) * | 2015-04-30 | 2020-01-24 | 意法半导体股份有限公司 | 用于检测诸如冲击、加速度、旋转力等平面内的力的集成压电传感器 |
CN110726498B (zh) * | 2015-04-30 | 2021-12-31 | 意法半导体股份有限公司 | 用于检测诸如冲击、加速度、旋转力等平面内的力的集成压电传感器 |
CN109389205A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-02-26 | 四川云智慧安科技有限公司 | 无源振动计数器及其应用方法 |
CN109389205B (zh) * | 2018-12-06 | 2024-02-13 | 四川云智慧安科技有限公司 | 无源振动计数器及其应用方法 |
JP2022159096A (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-17 | ティーイー コネクティビティ センサーズ フランス | 音叉型機械共振器を備える、流体の特性を感知するための流体センサ |
JP7335386B2 (ja) | 2021-03-31 | 2023-08-29 | ティーイー コネクティビティ センサーズ フランス | 音叉型機械共振器を備える、流体の特性を感知するための流体センサ |
US11921073B2 (en) | 2021-03-31 | 2024-03-05 | MEAS France | Fluid sensor for sensing properties of a fluid comprising a tuning fork mechanical resonator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4757026B2 (ja) | 加速度センサの特性調整方法 | |
JP2011232264A (ja) | 圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 | |
US9366687B2 (en) | Angular velocity detecting device | |
US20110259101A1 (en) | Vibration-type force detection sensor and vibration-type force detection device | |
JP2008232886A (ja) | 圧力センサ | |
US20120096945A1 (en) | Pressure sensor | |
US8850896B2 (en) | Physical quantity detector | |
JP2007163244A (ja) | 加速度センサ素子、加速度センサ | |
JP2011232263A (ja) | 圧電センサー、圧電センサー素子及び圧電振動片 | |
JP2010181210A (ja) | 加速度センサ | |
JP5293413B2 (ja) | 圧力センサー及びその製造方法 | |
JP2010223666A (ja) | 力センサー素子、及び力センサー装置 | |
JP2008039662A (ja) | 加速度センサ | |
JP4648625B2 (ja) | 渦流量計 | |
JP2008017261A (ja) | 音叉型圧電振動片、センサ発振回路および音叉型圧電振動片の製造方法 | |
JP5321812B2 (ja) | 物理量センサーおよび物理量測定装置 | |
JP4784436B2 (ja) | 加速度センサ | |
JP5057060B2 (ja) | 流体センサおよび音叉型センサ素子 | |
JP2011133391A (ja) | 圧力感知ユニット、及び圧力センサー | |
JPS6033057A (ja) | 加速度センサ | |
JP2011013063A (ja) | 圧力センサー及び圧力センサーの圧力検出方法 | |
JP2010085377A (ja) | 圧力センサ及び電子機器 | |
JP2012002562A (ja) | 振動型力検出センサー素子、振動型力検出センサー、および、振動型力検出センサー装置 | |
JP2013002895A (ja) | 慣性力センサ | |
JP2014032128A (ja) | 外力検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20111227 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120726 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130325 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130827 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20131023 |