JP2533887Y2 - 圧電素子 - Google Patents
圧電素子Info
- Publication number
- JP2533887Y2 JP2533887Y2 JP1991025771U JP2577191U JP2533887Y2 JP 2533887 Y2 JP2533887 Y2 JP 2533887Y2 JP 1991025771 U JP1991025771 U JP 1991025771U JP 2577191 U JP2577191 U JP 2577191U JP 2533887 Y2 JP2533887 Y2 JP 2533887Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- impedance
- piezoelectric element
- main body
- piezoelectric
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Pressure Sensors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、例えば圧力センサ等に
用いて好適な圧電素子に関する。
用いて好適な圧電素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、エンジンの燃焼圧等の圧力を検
出する圧力センサは、ケーシングと、該ケーシングの先
端側に設けられ、外部の圧力によって変位するダイヤフ
ラムと、該ダイヤフラムの変位を受承して検出信号を出
力する圧力検出素子等とから構成され、該圧力検出素子
としては、外部から加えられた応力に応じて電荷（電圧
信号）を出力する圧電素子が多用されている。
出する圧力センサは、ケーシングと、該ケーシングの先
端側に設けられ、外部の圧力によって変位するダイヤフ
ラムと、該ダイヤフラムの変位を受承して検出信号を出
力する圧力検出素子等とから構成され、該圧力検出素子
としては、外部から加えられた応力に応じて電荷（電圧
信号）を出力する圧電素子が多用されている。
【０００３】そこで、この種の従来技術による圧電素子
を図５に基づいて説明する。
を図５に基づいて説明する。
【０００４】図において、１は圧電素子を示し、該圧電
素子１はチタン酸鉛等の圧電材料から形成された素子本
体２と、該素子本体２の上面２Ａに設けられた上側電極
３と、素子本体２の下面２Ｂに設けられた下側電極４と
から大略構成され、該各電極３，４はリード線５，５を
介して図示しないセンサ回路に接続されている。そし
て、該圧電素子１は、素子本体２に応力Ｆが加えられる
と、該素子本体２内にこの応力Ｆに応じた電荷を発生さ
せるものである。
素子１はチタン酸鉛等の圧電材料から形成された素子本
体２と、該素子本体２の上面２Ａに設けられた上側電極
３と、素子本体２の下面２Ｂに設けられた下側電極４と
から大略構成され、該各電極３，４はリード線５，５を
介して図示しないセンサ回路に接続されている。そし
て、該圧電素子１は、素子本体２に応力Ｆが加えられる
と、該素子本体２内にこの応力Ｆに応じた電荷を発生さ
せるものである。
【０００５】従来技術による圧電素子１は上述の如き構
成を有するもので、素子本体２がダイヤフラムの変位を
受承するようにしてケーシング（いずれも図示せず）内
に取付けられ、圧力センサとして組立てられる。そし
て、該圧電素子１は、図に示す如くダイヤフラムの変位
による応力Ｆが素子本体２に加わると、素子本体２の内
部に歪みが生じて電荷が発生し、この電荷は応力Ｆに応
じた検出信号（電圧信号）として各電極３，４からリー
ド線５を介してセンサ回路に出力される。
成を有するもので、素子本体２がダイヤフラムの変位を
受承するようにしてケーシング（いずれも図示せず）内
に取付けられ、圧力センサとして組立てられる。そし
て、該圧電素子１は、図に示す如くダイヤフラムの変位
による応力Ｆが素子本体２に加わると、素子本体２の内
部に歪みが生じて電荷が発生し、この電荷は応力Ｆに応
じた検出信号（電圧信号）として各電極３，４からリー
ド線５を介してセンサ回路に出力される。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による圧電素子１では、図６に示す特性線６の如
く、素子本体２のインピーダンスは温度上昇に伴って増
大する正の温度特性となっているから、該素子本体２の
インピーダンス変化に伴って各電極３，４から出力され
る検出信号（電圧信号）も変動する。このため、圧電素
子１をエンジンのシリンダヘッド等の温度変化の激しい
環境下で用いた場合には、圧力（応力Ｆ）の検出精度が
大幅に低下するばかりか、圧電素子１からの検出信号を
温度補正するために、圧電素子１の温度を検出する温度
センサや補正用の電子回路等を設けなくてはならず、セ
ンサ全体が複雑化、大型化してコストが大幅に増大する
という問題がある。
来技術による圧電素子１では、図６に示す特性線６の如
く、素子本体２のインピーダンスは温度上昇に伴って増
大する正の温度特性となっているから、該素子本体２の
インピーダンス変化に伴って各電極３，４から出力され
る検出信号（電圧信号）も変動する。このため、圧電素
子１をエンジンのシリンダヘッド等の温度変化の激しい
環境下で用いた場合には、圧力（応力Ｆ）の検出精度が
大幅に低下するばかりか、圧電素子１からの検出信号を
温度補正するために、圧電素子１の温度を検出する温度
センサや補正用の電子回路等を設けなくてはならず、セ
ンサ全体が複雑化、大型化してコストが大幅に増大する
という問題がある。
【０００７】本考案は上述した従来技術による問題に鑑
みなされたもので、温度変化による素子本体のインピー
ダンス変化を防止し、温度依存性の低い安定した検出信
号を出力できるようにした圧電素子を提供するものであ
る。
みなされたもので、温度変化による素子本体のインピー
ダンス変化を防止し、温度依存性の低い安定した検出信
号を出力できるようにした圧電素子を提供するものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本考案が採用する構成は、インピーダンスが正
の温度特性を有する圧電材料から形成され、応力に応じ
た電荷を発生する素子本体と、該素子本体の両端面に設
けられ、該素子本体から発生する電荷を導出する一対の
電極とからなる圧電素子において、前記素子本体の両端
面のうち少なくともいずれか一方の端面と電極との間
で、かつ当該電極と素子本体とに接触してインピーダン
スが負の温度特性を有する導電性材料から形成される温
度補正部材を設けたことを特徴とする。
ために、本考案が採用する構成は、インピーダンスが正
の温度特性を有する圧電材料から形成され、応力に応じ
た電荷を発生する素子本体と、該素子本体の両端面に設
けられ、該素子本体から発生する電荷を導出する一対の
電極とからなる圧電素子において、前記素子本体の両端
面のうち少なくともいずれか一方の端面と電極との間
で、かつ当該電極と素子本体とに接触してインピーダン
スが負の温度特性を有する導電性材料から形成される温
度補正部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記構成により、温度変化によって素子本体の
インピーダンスが変化すると、電極と素子本体とに接触
して設けられた温度補正部材のインピーダンスは素子本
体のインピーダンスと逆に変化し、素子本体と電気的に
直列接続された温度補正部材により該素子本体のインピ
ーダンス変化を相殺して圧電素子全体のインピーダンス
を安定化する。
インピーダンスが変化すると、電極と素子本体とに接触
して設けられた温度補正部材のインピーダンスは素子本
体のインピーダンスと逆に変化し、素子本体と電気的に
直列接続された温度補正部材により該素子本体のインピ
ーダンス変化を相殺して圧電素子全体のインピーダンス
を安定化する。
【００１０】
【実施例】以下、本考案の実施例を図１ないし図４に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１１】図において、１１は本実施例による圧電素
子を示し、該圧電素子１１は従来技術による圧電体１と
ほぼ同様に、チタン酸鉛等のインピーダンスが正の温度
特性を有する圧電材料から形成された素子本体１２と、
上側電極１３および下側電極１４とから大略構成されて
いるものの、該素子本体１２と各電極１３，１４との間
には、後述の各温度補正部材１５がそれぞれ配設されて
いる。
子を示し、該圧電素子１１は従来技術による圧電体１と
ほぼ同様に、チタン酸鉛等のインピーダンスが正の温度
特性を有する圧電材料から形成された素子本体１２と、
上側電極１３および下側電極１４とから大略構成されて
いるものの、該素子本体１２と各電極１３，１４との間
には、後述の各温度補正部材１５がそれぞれ配設されて
いる。
【００１２】即ち、１５，１５は素子本体１２の上面１
２Ａと上側電極１３との間，素子本体１２の下面１２Ｂ
と下側電極１４との間にそれぞれに接触して設けられた
温度補正部材を示し、該各温度補正部材１５は例えばニ
ッケル合金等のインピーダンスが負の温度特性を有する
導電性材料から平板状に形成されている。そして、該各
温度補正部材１５は、図２に示す特性線１６の如く温度
変化に伴って、そのインピーダンスが素子本体１２のイ
ンピーダンスとは逆に変化し、しかも素子本体１２と各
温度補正部材１５とは電気的に直列接続の関係にあるか
ら、該素子本体１２の温度変化によるインピーダンス変
化を前記各温度補正部材１５の負の温度特性により相殺
して圧電素子１１全体のインピーダンスを安定化するよ
うになっている。
２Ａと上側電極１３との間，素子本体１２の下面１２Ｂ
と下側電極１４との間にそれぞれに接触して設けられた
温度補正部材を示し、該各温度補正部材１５は例えばニ
ッケル合金等のインピーダンスが負の温度特性を有する
導電性材料から平板状に形成されている。そして、該各
温度補正部材１５は、図２に示す特性線１６の如く温度
変化に伴って、そのインピーダンスが素子本体１２のイ
ンピーダンスとは逆に変化し、しかも素子本体１２と各
温度補正部材１５とは電気的に直列接続の関係にあるか
ら、該素子本体１２の温度変化によるインピーダンス変
化を前記各温度補正部材１５の負の温度特性により相殺
して圧電素子１１全体のインピーダンスを安定化するよ
うになっている。
【００１３】本実施例による圧電素子１１は上述の如き
構成を有するもので、素子本体１２に圧力による応力Ｆ
が作用すると、該素子本体１２の内部に歪みが生じて応
力Ｆに対応した電荷が発生し、この電荷は各電極１３，
１４から検出信号としてセンサ回路（図示せず）に出力
される。
構成を有するもので、素子本体１２に圧力による応力Ｆ
が作用すると、該素子本体１２の内部に歪みが生じて応
力Ｆに対応した電荷が発生し、この電荷は各電極１３，
１４から検出信号としてセンサ回路（図示せず）に出力
される。
【００１４】一方、圧電素子１１の温度が上昇し、素子
本体１２のインピーダンスが増大した場合には、各温度
補正部材１５のインピーダンスは減少し、素子本体１２
のインピーダンスの増大を相殺する。また、圧電素子１
１の温度が低下し、素子本体１２のインピーダンスが減
少した場合には、各温度補正部材１５のインピーダンス
は増大し、素子本体１２のインピーダンスの減少を相殺
する。
本体１２のインピーダンスが増大した場合には、各温度
補正部材１５のインピーダンスは減少し、素子本体１２
のインピーダンスの増大を相殺する。また、圧電素子１
１の温度が低下し、素子本体１２のインピーダンスが減
少した場合には、各温度補正部材１５のインピーダンス
は増大し、素子本体１２のインピーダンスの減少を相殺
する。
【００１５】かくして、本実施例によれば、圧電素子１
１の温度変化によって素子本体１２のインピーダンスが
変動した場合には、各温度補正部材１５のインピーダン
スは該素子本体１２のインピーダンスとは逆に変化し
て、素子本体１２のインピーダンスの変動を効果的に相
殺することができる。この結果、圧電素子１１全体のイ
ンピーダンスを、図３に示す特性線１７の如く容易に温
度補正して安定化することができるから、圧電素子１１
から温度依存性の低い検出信号を各電極１３，１４を介
して出力することができ、温度変化の激しい環境下でも
正確に圧力を検出することができる。また、各温度補正
部材１５によって温度補正をする構成になっているか
ら、構造を簡素化でき、従来技術で述べた如く温度セン
サや補正用の電子回路等を不要にでき、圧力センサ全体
の小型化、コストの低減を図ることができる。
１の温度変化によって素子本体１２のインピーダンスが
変動した場合には、各温度補正部材１５のインピーダン
スは該素子本体１２のインピーダンスとは逆に変化し
て、素子本体１２のインピーダンスの変動を効果的に相
殺することができる。この結果、圧電素子１１全体のイ
ンピーダンスを、図３に示す特性線１７の如く容易に温
度補正して安定化することができるから、圧電素子１１
から温度依存性の低い検出信号を各電極１３，１４を介
して出力することができ、温度変化の激しい環境下でも
正確に圧力を検出することができる。また、各温度補正
部材１５によって温度補正をする構成になっているか
ら、構造を簡素化でき、従来技術で述べた如く温度セン
サや補正用の電子回路等を不要にでき、圧力センサ全体
の小型化、コストの低減を図ることができる。
【００１６】なお、前記実施例では、各温度補正部材１
５は素子本体１２の上面１２Ａと上側電極１３との間，
素子本体１２の下面１２Ｂと下側電極１４との間にそれ
ぞれに接触して設けるものとして述べたが、本考案はこ
れに限らず、例えば図４に示す変形例の如く、素子本体
１２の上面１２Ａと上側電極１３との間に温度補正部材
１５の２倍程度の厚さを有する温度補正部材１５′を接
触させて設けてもよく、あるいは素子本体１２の下面１
２Ｂと下側電極１４との間に該温度補正部材１５′を接
触させて設けてもよい。
５は素子本体１２の上面１２Ａと上側電極１３との間，
素子本体１２の下面１２Ｂと下側電極１４との間にそれ
ぞれに接触して設けるものとして述べたが、本考案はこ
れに限らず、例えば図４に示す変形例の如く、素子本体
１２の上面１２Ａと上側電極１３との間に温度補正部材
１５の２倍程度の厚さを有する温度補正部材１５′を接
触させて設けてもよく、あるいは素子本体１２の下面１
２Ｂと下側電極１４との間に該温度補正部材１５′を接
触させて設けてもよい。
【００１７】また、前記実施例では、各電極１３，１４
はリード線５を介してセンサ回路と接続するものとして
述べたが、これに替えて、各電極１３，１４をコンタク
トプレート等の他の接続部材を介してセンサ回路と接続
するようにしてもよい。
はリード線５を介してセンサ回路と接続するものとして
述べたが、これに替えて、各電極１３，１４をコンタク
トプレート等の他の接続部材を介してセンサ回路と接続
するようにしてもよい。
【００１８】
【考案の効果】以上詳述した通り、本考案によれば、素
子本体の両端面のうち少なくともいずれか一方の端面と
電極との間で、かつ当該電極と素子本体とに接触した状
態でインピーダンスが負の温度特性を有する導電性材料
からなる温度補正部材を設けたから、温度変化によって
素子本体のインピーダンスが変化すると、温度補正部材
のインピーダンスは素子本体のインピーダンスと逆に変
化し、該素子本体と温度補正部材とは電気的に直列接続
となっているから素子本体のインピーダンス変化を温度
補正部材の負の温度特性により相殺して圧電素子全体の
インピーダンスを安定化することができる。この結果、
圧電素子から各電極を介して温度依存性の低い検出信号
を出力でき、温度変化の激しい環境下でも正確に応力を
検出することができる上に、構造を簡素化して全体を小
型化することができる。
子本体の両端面のうち少なくともいずれか一方の端面と
電極との間で、かつ当該電極と素子本体とに接触した状
態でインピーダンスが負の温度特性を有する導電性材料
からなる温度補正部材を設けたから、温度変化によって
素子本体のインピーダンスが変化すると、温度補正部材
のインピーダンスは素子本体のインピーダンスと逆に変
化し、該素子本体と温度補正部材とは電気的に直列接続
となっているから素子本体のインピーダンス変化を温度
補正部材の負の温度特性により相殺して圧電素子全体の
インピーダンスを安定化することができる。この結果、
圧電素子から各電極を介して温度依存性の低い検出信号
を出力でき、温度変化の激しい環境下でも正確に応力を
検出することができる上に、構造を簡素化して全体を小
型化することができる。
【図１】本考案の実施例による圧電素子を示す縦断面図
である。
である。
【図２】温度補正部材のインピーダンスと温度との関係
を示す特性線図である。
を示す特性線図である。
【図３】圧電素子全体のインピーダンスと温度との関係
を示す特性線図である。
を示す特性線図である。
【図４】本考案の変形例による温度補正部材を示す縦断
面図である。
面図である。
【図５】従来技術による圧電素子を示す縦断面図であ
る。
る。
【図６】素子本体のインピーダンスと温度との関係を示
す特性線図である。
す特性線図である。
１１ 圧電素子 １２ 素子本体 １３ 上側電極 １４ 下側電極 １５ 温度補正部材
Claims (1)
- 【請求項１】 インピーダンスが正の温度特性を有する
圧電材料から形成され、応力に応じた電荷を発生する素
子本体と、該素子本体の両端面に設けられ、該素子本体
から発生する電荷を導出する一対の電極とからなる圧電
素子において、前記素子本体の両端面のうち少なくとも
いずれか一方の端面と電極との間で、かつ当該電極と素
子本体とに接触してインピーダンスが負の温度特性を有
する導電性材料から形成される温度補正部材を設けたこ
とを特徴とする圧電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991025771U JP2533887Y2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991025771U JP2533887Y2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 圧電素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115042U JPH04115042U (ja) | 1992-10-12 |
| JP2533887Y2 true JP2533887Y2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=31910436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991025771U Expired - Fee Related JP2533887Y2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2533887Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5994135B2 (ja) | 2011-01-31 | 2016-09-21 | 地方独立行政法人 岩手県工業技術センター | 圧力センサ素子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61209334A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-17 | Nippon Denso Co Ltd | 圧力検出器 |
| JP2580115B2 (ja) * | 1985-12-16 | 1997-02-12 | 日本電装株式会社 | 圧力検出器 |
| JPH02217006A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Fujitsu Ltd | 圧電振動デバイス |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP1991025771U patent/JP2533887Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04115042U (ja) | 1992-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1338879B1 (en) | Charge amplifier for piezoelectric pressure sensor | |
| JPH05264391A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH03148028A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| EP0579226B1 (en) | Force transducer and pressure detecting circuit using the same | |
| JP2533887Y2 (ja) | 圧電素子 | |
| JP4321029B2 (ja) | 圧力センサ出力処理装置と圧力センサ装置 | |
| JP2006300749A (ja) | ノックセンサ | |
| US4446722A (en) | Vibration sensor, particularly knock sensor for internal combustion engines | |
| JP2732433B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JP2575184Y2 (ja) | 圧力センサ | |
| JP2816518B2 (ja) | 燃焼圧検出装置 | |
| JP2552133Y2 (ja) | 加速度センサ | |
| JPH05164645A (ja) | 圧力センサ | |
| JPS6225228A (ja) | 内燃機関の圧力センサ− | |
| JPH0650270B2 (ja) | 高圧用圧力検出器 | |
| JP2558556B2 (ja) | 圧力センサ | |
| JPH04346045A (ja) | 圧力検出装置 | |
| JPS6319013B2 (ja) | ||
| JPH05164644A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH09159563A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH04303715A (ja) | 静電容量式ロードセル | |
| JPH06341914A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH08184520A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH0594743U (ja) | 圧力検出装置 | |
| JPS6384540U (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R323111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |