JP2533887Y2 - 圧電素子 - Google Patents
圧電素子Info
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- 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
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- 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 |
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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 |
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