JP2734777B2 - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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JP2734777B2
JP2734777B2 JP167291A JP167291A JP2734777B2 JP 2734777 B2 JP2734777 B2 JP 2734777B2 JP 167291 A JP167291 A JP 167291A JP 167291 A JP167291 A JP 167291A JP 2734777 B2 JP2734777 B2 JP 2734777B2
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寿平 高橋
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関を備えた自動
車等の走行加速度を測定または検出するための加速度セ
ンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor for measuring or detecting a running acceleration of an automobile or the like having an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7〜図16は従来の加速度センサの構
成を示している。図7は従来の加速度センサの平面図、
図8は図7のVI−VI線に沿った正面断面図、図9は図7
のVII−VII線に沿った側面断面図、図10は従来例にお
ける主要部の平面図、図11は従来例の主要部の正面断
面図、図12は従来例におけるセンサ出力用圧電セラミ
ック素子の平面図、図13は従来例における焦電キャン
セル用圧電セラミック素子の平面図、図14は従来例に
おける振動板の平面図、図15は同振動板の断面図、図
16は要部の回路図である。
2. Description of the Related Art FIGS. 7 to 16 show the structure of a conventional acceleration sensor. FIG. 7 is a plan view of a conventional acceleration sensor,
8 is a front sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 7, and FIG.
10 is a side sectional view taken along line VII-VII of FIG. 10, FIG. 10 is a plan view of a main part of the conventional example, FIG. 11 is a front sectional view of a main part of the conventional example, and FIG. FIG. 13 is a plan view of a conventional piezoelectric ceramic element for canceling pyroelectricity, FIG. 14 is a plan view of a diaphragm in a conventional example, FIG. 15 is a cross-sectional view of the diaphragm, and FIG. 16 is a circuit diagram of a main part. It is.

【0003】これらの図において、1は基台であり、そ
の表面中央部に位置決め穴2を有する環状突起3が形成
されている。4は振動板であり、その中央部が基台1の
環状突起3に溶接等の手段により固定されている。5は
振動板4の上面に固定されたセンサ出力用の圧電セラミ
ック素子であり、この圧電セラミック素子5は、図10
に示すように、中心部に丸穴6を有するドーナツ状に形
成され、表面がセンサ出力用のプラス電極7と圧電セラ
ミック素子駆動用のプラス電極8とに2分割されてい
る。
In these figures, reference numeral 1 denotes a base, on which an annular projection 3 having a positioning hole 2 is formed at the center of the surface. Reference numeral 4 denotes a diaphragm, the center of which is fixed to the annular projection 3 of the base 1 by means such as welding. Reference numeral 5 denotes a piezoelectric ceramic element for sensor output fixed to the upper surface of the diaphragm 4, and this piezoelectric ceramic element 5 has a structure shown in FIG.
As shown in the figure, the filter is formed in a donut shape having a round hole 6 at the center, and the surface is divided into a plus electrode 7 for sensor output and a plus electrode 8 for driving the piezoelectric ceramic element.

【0004】圧電セラミック素子5は、その裏面全体の
マイナス電極9が、振動板4の中央部に形成された環状
ビード10の外周に丸穴6を嵌め込んだ状態で、振動板
4の表面に導通接着されている。11は焦電キャンセル
用の圧電セラミック素子であり、図11に示すように、
圧電セラミック素子5のプラス電極7と同じ面積で、同
様に中心部に丸穴12を有しており、表面のプラス電極
13と、裏面のマイナス電極14とを有している。圧電
セラミック素子11は、表面のプラス電極13側を振動
板4の裏面に、その中央部に形成された環状ビード15
の外周に丸穴12を嵌め込んだ状態で導通接着されてい
る。
[0004] The piezoelectric ceramic element 5 has a negative electrode 9 on the entire back surface thereof, and a circular hole 6 is fitted on the outer periphery of an annular bead 10 formed at the center of the diaphragm 4. Conductive bonding. Reference numeral 11 denotes a piezoelectric ceramic element for canceling pyroelectricity, as shown in FIG.
It has the same area as the plus electrode 7 of the piezoelectric ceramic element 5, similarly has a round hole 12 at the center, and has a plus electrode 13 on the front surface and a minus electrode 14 on the back surface. The piezoelectric ceramic element 11 has an annular bead 15 formed at the center thereof, with the positive electrode 13 side of the front surface on the back surface of the diaphragm 4.
Are electrically conductively bonded in a state where the round hole 12 is fitted in the outer periphery of the wire.

【0005】振動板4は、図12および図13に示すよ
うに、金属円板の中心部に基台1の位置決め穴2と同径
の位置決め穴16を有し、その回りに同心円状に環状ビ
ード10および15が、それぞれ表面および裏面に径を
順次大きくして形成されている。圧電セラミック素子5
のプラス電極7と圧電セラミック素子11のマイナス電
極14は、それぞれリードフレーム18、19に半田2
0、21により接続され、絶縁埋め込みリードピン22
および回路基板23を介してセンサ出力用リードピン2
4へと接続されている。これは、周囲温度の影響を受け
て焦電現象によってセンサ出力用圧電セラミック素子5
のプラス電極7に発生した電荷をキャンセルする役目を
果たすものである。
As shown in FIGS. 12 and 13, the diaphragm 4 has a positioning hole 16 having the same diameter as the positioning hole 2 of the base 1 at the center of the metal disk, and a concentric circular ring around the hole. Beads 10 and 15 are formed on the front surface and the back surface, respectively, in such a manner that the diameters are sequentially increased. Piezoelectric ceramic element 5
The positive electrode 7 and the negative electrode 14 of the piezoelectric ceramic element 11 are
0, 21 and an insulated embedded lead pin 22
And sensor output lead pin 2 via circuit board 23
4 is connected. This is because the piezoelectric ceramic element 5 for sensor output is caused by a pyroelectric phenomenon under the influence of the ambient temperature.
And serves to cancel the electric charge generated in the plus electrode 7 of FIG.

【0006】25は圧電セラミック素子駆動用のリード
ピンであり、リードフレーム26を介して圧電セラミッ
ク素子5のプラス電極8に半田27により接続されてい
る。28は回路基板23の電源供給用リードピン、29
はグランド用リードピンであり、それぞれ回路基板23
に接続されている。30、31は回路基板23を支持す
るための絶縁埋め込みリードピンである。回路基板23
には、インピーダンス変換回路や出力増幅回路、濾波回
路等が設けられている。リードピンのうち22、24、
25、28、30、31は、基台1に封着ガラス32等
の手段により絶縁ハーメチック固定され、グランド用リ
ードピン29だけがロウ付け等の手段により導通接続さ
れている。33は基台1の位置決め穴2を封着するため
の封着ガラスである。電源の供給は、電源供給用リード
ピン28およびグランド用リードピン29を通じて行わ
れる。34はキャップであり、その周縁のフランジ35
が基台1に全周にわたって抵抗溶接または冷間圧接等手
段によって固定されている。これにより、圧電セラミッ
ク素子5、11および回路基板23を内蔵する空間部3
6が密閉されている。このような構成からなる加速度セ
ンサは、基台1に形成された取付穴37を介してボルト
38およびワッシャ39により自動車の車体等に取り付
けて使用される。
Reference numeral 25 denotes a lead pin for driving the piezoelectric ceramic element, which is connected to the positive electrode 8 of the piezoelectric ceramic element 5 by a solder 27 via a lead frame 26. 28 is a power supply lead pin of the circuit board 23;
Are ground lead pins, each of which is a circuit board 23.
It is connected to the. Reference numerals 30 and 31 denote insulated lead pins for supporting the circuit board 23. Circuit board 23
Is provided with an impedance conversion circuit, an output amplification circuit, a filtering circuit, and the like. 22, 24 of the lead pins,
The reference numerals 25, 28, 30, and 31 are fixed to the base 1 by insulating hermetic means such as sealing glass 32, and only the ground lead pins 29 are conductively connected by means such as brazing. Reference numeral 33 denotes a sealing glass for sealing the positioning hole 2 of the base 1. Power is supplied through a power supply lead pin 28 and a ground lead pin 29. 34 is a cap, and its peripheral flange 35
Are fixed to the base 1 by means such as resistance welding or cold pressure welding over the entire circumference. Thus, the space 3 containing the piezoelectric ceramic elements 5 and 11 and the circuit board 23 is formed.
6 is sealed. The acceleration sensor having such a configuration is used by being attached to a vehicle body or the like of a vehicle with a bolt 38 and a washer 39 through a mounting hole 37 formed in the base 1.

【0007】次に上記従来例の動作について説明する。
自動車等の走行により発生した加速度は、基台1を介し
て振動板4に伝えられ、振動板4に撓みを与える。振動
板4の撓みは、圧電セラミック素子5および11に引張
力と圧縮力とを交互に与えるため、圧電セラミック素子
5および11に電荷が発生する。この電荷は、回路基板
23のインピーダンス変換回路で電圧に変換され、必要
な帯域および最適な出力レベルになるように濾波回路お
よび増幅回路を通って出力され、センサ出力が得られ
る。また、圧電セラミック素子は、温度変化に対しても
同様に電荷を発生する焦電現象を有するので、これを減
少するために、この加速度センサは圧電セラミック素子
5および11を互いに逆極性同士で接続してあり、発生
電荷がキャンセルされるようになっている。
Next, the operation of the above conventional example will be described.
The acceleration generated by the running of the vehicle or the like is transmitted to the diaphragm 4 via the base 1 and gives the diaphragm 4 a bend. The deflection of the diaphragm 4 applies a tensile force and a compressive force to the piezoelectric ceramic elements 5 and 11 alternately, so that electric charges are generated in the piezoelectric ceramic elements 5 and 11. This charge is converted into a voltage by the impedance conversion circuit of the circuit board 23, and is output through a filtering circuit and an amplification circuit so as to have a necessary band and an optimum output level, thereby obtaining a sensor output. In addition, since the piezoelectric ceramic element has a pyroelectric phenomenon that generates electric charges in response to a temperature change, this acceleration sensor connects the piezoelectric ceramic elements 5 and 11 with opposite polarities to each other. The generated charge is cancelled.

【0008】また、自動車等に使用される加速度センサ
は、特に高い精度および品質が要求されるので、確実に
動作するかどうかをコントローラ側でチェックできるよ
うに、圧電セラミック素子5のプラス電極がセンサ出力
用の電極7と素子駆動用の電極8とに2分割されてお
り、コントローラ側の発振回路から駆動用電極に適当な
信号を入力することにより、センサ出力用電極7にそれ
に対応した駆動出力が現れ、センサの故障診断ができる
ようになっている。
In addition, since an acceleration sensor used for an automobile or the like requires particularly high accuracy and quality, the plus electrode of the piezoelectric ceramic element 5 has a sensor so that the controller can check whether or not it operates reliably. The output electrode 7 and the element driving electrode 8 are divided into two parts. By inputting an appropriate signal to the driving electrode from the oscillation circuit on the controller side, the corresponding driving output is output to the sensor output electrode 7. Appears, and the fault diagnosis of the sensor can be performed.

【0009】このように、上記従来の加速度センサで
も、自動車等における加速度の測定または検出を行うこ
とができる。
As described above, even the above-described conventional acceleration sensor can measure or detect the acceleration of an automobile or the like.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の加速度センサでは振動板4の両面に接着された圧電セ
ラミック素子5、11はそれぞれ寸法、電極の形状が異
なるため、別々の製造ロットにて製造され、特性の違い
が生じるため、焦電現象による異常電荷が発生するが、
そのすべてをキャンセルしにくい。また、素子駆動用の
電極7が振動板4の上面に固定した圧電セラミック素子
5の片面のみに設けられているので、加速度センサの故
障診断を行う際に、圧電セラミック素子5、11と振動
板4とから構成される振動子ユニット部を駆動する力が
小さく、したがってセンサ出力が小さいため、故障診断
の精度が低いという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional acceleration sensor, the piezoelectric ceramic elements 5 and 11 adhered to both surfaces of the vibration plate 4 have different dimensions and electrode shapes, so that they are manufactured in separate manufacturing lots. , Due to the difference in characteristics, abnormal charge due to the pyroelectric phenomenon occurs,
It is hard to cancel all of them. Further, since the element driving electrodes 7 are provided only on one side of the piezoelectric ceramic element 5 fixed to the upper surface of the diaphragm 4, when performing a failure diagnosis of the acceleration sensor, the piezoelectric ceramic elements 5, 11 4 has a small driving force for the vibrator unit portion, and therefore the sensor output is small, so that the accuracy of failure diagnosis is low.

【0011】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、焦電現象による異常電荷をキャンセルで
き、故障診断の精度が高い優れた加速度センサを提供す
ることを目的とするものである。
An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an excellent acceleration sensor capable of canceling an abnormal charge due to a pyroelectric phenomenon and having high accuracy of failure diagnosis. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、基台と、この基台に中央部が固定されたデ
ィスク状の振動板と、この振動板の表裏両面にそれぞれ
の正負電極を互いに対向させて導通接着される表面の電
極が2分割された2枚の圧電セラミック素子と、これら
圧電セラミック素子の各電極にそれぞれ接続されたリー
ド端子と、このリード端子を通じて出力される信号の増
幅、濾波を行う回路基板と、これら圧電セラミック素子
および上記回路基板とを外部からシールドする金属ケー
スとを備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a base, a disk-shaped diaphragm having a center fixed to the base, and a diaphragm on each of the front and back surfaces of the diaphragm. Two piezoelectric ceramic elements in which the electrodes on the surface which are conductively bonded with the positive and negative electrodes facing each other are divided into two, lead terminals respectively connected to the respective electrodes of these piezoelectric ceramic elements, and output is performed through the lead terminals. It comprises a circuit board for amplifying and filtering signals, and a metal case for shielding these piezoelectric ceramic elements and the circuit board from the outside.

【0013】[0013]

【作用】したがって本発明によれば、振動板の表裏2枚
の圧電セラミック素子に電圧を加えることで、振動板と
圧電セラミック素子からなる振動子ユニット部を駆動し
てセンサ出力を取り出し加速度センサの故障診断を行う
ため、センサ出力が大きくなり、故障診断の精度が高く
なるという効果を有する。
Therefore, according to the present invention, by applying a voltage to the two piezoelectric ceramic elements on the front and back sides of the diaphragm, the vibrator unit composed of the diaphragm and the piezoelectric ceramic elements is driven to take out the sensor output and obtain the acceleration sensor. Since the failure diagnosis is performed, there is an effect that the sensor output increases and the accuracy of the failure diagnosis increases.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の加速度センサ全体の構造について従
来例と異なる点のみ図面を用いて説明する。図1
(a)、図1(b)は、それぞれ本発明の一実施例にお
ける加速度センサに用いた圧電セラミック素子の表面
図、裏面図である。図1(a)、図1(b)において、
41はディスク状の圧電セラミック素子であり、0.1
〜0.5mm厚で、中央部に丸穴41aが設けられてい
る。42、43はプラス側の銀電極、44、45はマイ
ナス側の銀電極であり、マイナス側を示すため、銀電極
45の一部を切り欠いている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the entire acceleration sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings only in the points different from the conventional example. FIG.
1A and 1B are a front view and a rear view, respectively, of a piezoelectric ceramic element used for an acceleration sensor according to one embodiment of the present invention. 1 (a) and 1 (b),
Reference numeral 41 denotes a disk-shaped piezoelectric ceramic element.
It is about 0.5 mm thick and has a round hole 41a in the center. Reference numerals 42 and 43 denote positive silver electrodes, and reference numerals 44 and 45 denote negative silver electrodes. The silver electrode 45 is partially cut away to indicate the negative side.

【0015】図2(a)、(b)はそれぞれ金属製の振
動板の平面図、側面断面図である。図2において、46
はディスク状の金属製の振動板であり、中央部に凸部4
6aが設けられるとともに、丸穴46bが設けられてい
る。図3(a)、(b)はそれぞれ振動子ユニット部を
示す平面図、正面断面図である。図3(a)、(b)に
おいて、振動板46の凸部46aが図中下方向に位置す
るように、環状突起47に溶接固定される。以下、振動
板46の溶接固定された側を下面、その反対側を上面と
する。この環状突起47は、図11に示す環状突起3と
同様のものである。振動板46の上面には、圧電セラミ
ック素子41の銀電極44、45(マイナス側)を、振
動板46の下面には、圧電セラミック素子41の銀電極
42、43(プラス側)を、それぞれ振動板46に対向
させて導通接着している。つまり、2枚の圧電セラミッ
ク素子41の対向する銀電極の極性が互いに逆極性とな
るように振動板46に導通接着するものである。48、
49はリード端子であり、リード端子48は上面側の圧
電セラミック素子41の銀電極42と下面側の圧電セラ
ミック素子41の銀電極44を電気的に接続し、リード
端子49は上面側の圧電セラミック素子41の銀電極4
3と下面側の圧電セラミック素子41の銀電極45を電
気的に接続する。50、51はリードであり、リード5
0はリード端子48に半田等で接続され、センサの故障
診断を行う駆動入力ピンとなる。これは従来例で示した
リードピン25と同様である。リード51はリード端子
49に半田等で接続され、基板52にも接続され、圧電
セラミック素子41に誘起される電荷を基板52に設け
た回路によって、インピーダンス変換、濾波、増幅、温
特補正を加えて加速度を電気信号として出力する。
FIGS. 2A and 2B are a plan view and a side sectional view, respectively, of a metal diaphragm. In FIG.
Is a disk-shaped metal diaphragm having a convex portion 4 at the center.
6a and a round hole 46b are provided. FIGS. 3A and 3B are a plan view and a front sectional view, respectively, showing a transducer unit. 3A and 3B, the projection 46a of the diaphragm 46 is welded and fixed to the annular projection 47 such that the projection 46a is positioned downward in the drawing. Hereinafter, the side to which the diaphragm 46 is fixed by welding is referred to as a lower surface, and the opposite side is referred to as an upper surface. The annular projection 47 is similar to the annular projection 3 shown in FIG. The silver electrodes 44 and 45 (minus side) of the piezoelectric ceramic element 41 are vibrated on the upper surface of the vibrating plate 46, and the silver electrodes 42 and 43 (positive side) of the piezoelectric ceramic element 41 are vibrated on the lower surface of the vibrating plate 46. Conductive bonding is performed so as to face the plate 46. That is, the electrodes are conductively bonded to the vibration plate 46 such that the opposite silver electrodes of the two piezoelectric ceramic elements 41 have opposite polarities. 48,
Reference numeral 49 denotes a lead terminal. The lead terminal 48 electrically connects the silver electrode 42 of the piezoelectric ceramic element 41 on the upper surface and the silver electrode 44 of the piezoelectric ceramic element 41 on the lower surface. The lead terminal 49 is a piezoelectric ceramic on the upper surface. Silver electrode 4 of element 41
3 and the silver electrode 45 of the piezoelectric ceramic element 41 on the lower surface side are electrically connected. 50 and 51 are leads, and lead 5
Numeral 0 is a drive input pin which is connected to the lead terminal 48 by solder or the like and performs a failure diagnosis of the sensor. This is the same as the lead pin 25 shown in the conventional example. The lead 51 is connected to the lead terminal 49 by soldering or the like, and is also connected to the substrate 52. And outputs the acceleration as an electric signal.

【0016】次に上記実施例の動作について説明する。
加速度が印加されて電気信号の出力を行う動作は従来例
と同様であるが、加速度センサの故障診断について大き
く異なっている。図4に本発明の加速度センサの要部の
回路図を示す。リード50に外部から正弦波または矩形
波等の電気入力を加えると、上面側、下面側の2枚の圧
電セラミック素子41は一般的な圧電ブザーと同様にア
クチュエータとして動作する。つまり、銀電極42、4
4の部分は機械的に伸縮し、しかも極性が逆であるか
ら、一方が伸びると他方が縮むという動作を行う。この
動作により、2枚の圧電セラミック素子41全体を動か
し、結果的に振動板46を含めて撓み、振動を与えるこ
とになる。すると、銀電極43、45はセンサ出力電極
であるから、撓みにより発生した電荷を基板52に対し
て出力する。つまり、圧電セラミック素子41に電気入
力を与え、振動板46、圧電セラミック素子41からな
る振動子ユニット部が振動して現れる出力を確認するこ
とで、加速度センサ自体の故障診断が行われる。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
The operation of outputting an electric signal by applying an acceleration is the same as that of the conventional example, but differs greatly in the failure diagnosis of the acceleration sensor. FIG. 4 shows a circuit diagram of a main part of the acceleration sensor of the present invention. When an electric input such as a sine wave or a rectangular wave is applied to the lead 50 from the outside, the two piezoelectric ceramic elements 41 on the upper surface side and the lower surface side operate as actuators like a general piezoelectric buzzer. That is, the silver electrodes 42, 4
The portion 4 expands and contracts mechanically, and the polarity is reversed, so that when one expands, the other contracts. By this operation, the entire two piezoelectric ceramic elements 41 are moved, and as a result, the piezoelectric ceramic element 41 including the vibration plate 46 is flexed and vibrated. Then, since the silver electrodes 43 and 45 are sensor output electrodes, the silver electrodes 43 and 45 output charges generated by bending to the substrate 52. That is, a failure diagnosis of the acceleration sensor itself is performed by applying an electric input to the piezoelectric ceramic element 41 and confirming an output that appears when the vibrator unit section including the vibration plate 46 and the piezoelectric ceramic element 41 vibrates.

【0017】このように、本実施例によれば、2枚の圧
電セラミック素子41の両面の銀電極をともに同心円状
に2分割し、両面に圧電セラミック素子41の駆動用の
電極を設けた、振動板46の両面に接着したことによ
り、振動ユニット部を駆動する力が大きくなり、これに
より故障診断のためのセンサ出力が大きく得られるの
で、故障診断の精度を向上させることができるという効
果を有する。
As described above, according to this embodiment, the silver electrodes on both surfaces of the two piezoelectric ceramic elements 41 are both concentrically divided into two, and electrodes for driving the piezoelectric ceramic elements 41 are provided on both surfaces. By adhering to both surfaces of the vibration plate 46, the driving force of the vibration unit is increased, and a large sensor output for failure diagnosis is obtained, so that the accuracy of failure diagnosis can be improved. Have.

【0018】また、振動板46の両面に接着する圧電セ
ラミック素子41は両面のものとも同一であるので、同
一の製造ロットで生産でき、生産の効率化が図れるとと
もに、特性の揃った圧電セラミック素子を用いることが
できるので、温度変化(焦電)による異常出力を低減す
ることができるという効果も有する。
Further, since the piezoelectric ceramic elements 41 adhered to both sides of the vibration plate 46 are the same as those on both sides, the piezoelectric ceramic elements 41 can be produced in the same production lot, and the production efficiency can be improved, and the piezoelectric ceramic elements having uniform characteristics can be obtained. Can be used, so that there is also an effect that abnormal output due to temperature change (pyroelectricity) can be reduced.

【0019】さらに、加速度センサの出力の極性を変更
する場合は、圧電セラミック素子41を振動板に接着す
る表裏の方向を逆にするだけでよく、電気回路を変更す
る必要がない。
Further, when changing the polarity of the output of the acceleration sensor, it is only necessary to reverse the front and back directions of bonding the piezoelectric ceramic element 41 to the diaphragm, and it is not necessary to change the electric circuit.

【0020】図5(a)、(b)、図6はそれぞれ他の
実施例の要部を示す平面図、正面断面図、回路図であ
る。53はリード端子であり、その両面に圧電セラミッ
ク素子41が接着された振動板54の中央部に設けた切
起し部54aに半田等で接続され、かつリード57によ
り基板56に接続されている。基板56では、圧電セラ
ミック素子41の出力に、インピーダンス変換、濾波、
増幅、温度特性補正を加える。この実施例は、環状突起
55を加速度センサ本体のケース(図示せず)から電気
的に絶縁する場合を示しているものである。
FIGS. 5A, 5B, and 6 are a plan view, a front sectional view, and a circuit diagram, respectively, showing a main part of another embodiment. Reference numeral 53 denotes a lead terminal, which is connected to a cut-and-raised portion 54a provided at the center of a vibration plate 54 with the piezoelectric ceramic elements 41 adhered to both surfaces thereof by soldering or the like, and is connected to a substrate 56 by a lead 57. . On the substrate 56, the output of the piezoelectric ceramic element 41 is subjected to impedance conversion, filtering,
Add amplification and temperature characteristic correction. This embodiment shows a case where the annular protrusion 55 is electrically insulated from a case (not shown) of the acceleration sensor main body.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明は上記実施例からも明らかなよう
に、2枚の圧電セラミック素子の両面の電極をともに同
心円状に2分割し、両面に圧電セラミック素子の駆動用
の電極を設けたことで、振動ユニット部を駆動する力が
大きくなり、これにより故障診断のためのセンサ出力が
大きく得られるので、故障診断の精度を向上させること
ができるという効果を有する。
According to the present invention, as is apparent from the above embodiment, the electrodes on both sides of the two piezoelectric ceramic elements are both concentrically divided into two, and electrodes for driving the piezoelectric ceramic elements are provided on both sides. As a result, the driving force for driving the vibration unit increases, and a large sensor output for failure diagnosis can be obtained. This has the effect of improving the accuracy of failure diagnosis.

【0022】また、振動板の両面に接着する圧電セラミ
ック素子は両面とも同一のものであるので、同一の製造
ロットで生産でき、生産の効率化が図れるとともに、特
性の揃った圧電セラミック素子を用いることができるの
で、温度変化(焦電)による異常出力を低減することが
できるという効果も有する。
Further, since the piezoelectric ceramic elements adhered to both sides of the diaphragm are the same on both sides, they can be produced in the same production lot, thereby improving the production efficiency and using piezoelectric ceramic elements having uniform characteristics. Therefore, there is also an effect that abnormal output due to temperature change (pyroelectricity) can be reduced.

【0023】さらに、加速度センサの出力の極性を変更
する場合は、圧電セラミック素子を振動板に接着する表
裏の方向を逆にするだけでよく、電気回路を変更する必
要がない。
Further, when changing the polarity of the output of the acceleration sensor, it is only necessary to reverse the direction of the front and back sides of bonding the piezoelectric ceramic element to the diaphragm, and it is not necessary to change the electric circuit.

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

【図1】(a) 本発明の一実施例における加速度セン
サに用いた圧電セラミック素子の表面図(b) 同圧電
セラミック素子の裏面図
FIG. 1A is a front view of a piezoelectric ceramic element used for an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a rear view of the piezoelectric ceramic element.

【図2】(a) 同実施例の振動板の平面図 (b) 同振動板の側面断面図2A is a plan view of the diaphragm of the embodiment. FIG. 2B is a side sectional view of the diaphragm.

【図3】(a) 同実施例の振動子ユニット部を示す平
面図 (b) 同振動子ユニット部を示す正面断面図
FIG. 3A is a plan view showing the vibrator unit of the embodiment. FIG. 3B is a front sectional view showing the vibrator unit.

【図4】同実施例の要部を示す回路図FIG. 4 is a circuit diagram showing a main part of the embodiment.

【図5】(a) 他の実施例の要部を示す平面図 (b) 他の実施例の要部を示す正面断面図5A is a plan view showing a main part of another embodiment. FIG. 5B is a front sectional view showing a main part of another embodiment.

【図6】他の実施例の要部を示す回路図FIG. 6 is a circuit diagram showing a main part of another embodiment.

【図7】従来の加速度センサの平面図FIG. 7 is a plan view of a conventional acceleration sensor.

【図8】図7のVI−VI線に沿った正面断面図8 is a front sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 7;

【図9】図7のVII−VII線に沿った側面断面図9 is a side sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 7;

【図10】従来例における主要部の平面図FIG. 10 is a plan view of a main part in a conventional example.

【図11】従来例の主要部の正面断面図FIG. 11 is a front sectional view of a main part of a conventional example.

【図12】従来例におけるセンサ出力用圧電セラミック
素子の平面図
FIG. 12 is a plan view of a piezoelectric ceramic element for sensor output in a conventional example.

【図13】従来例における焦電キャンセル用圧電セラミ
ック素子の平面図
FIG. 13 is a plan view of a pyroelectric canceling piezoelectric ceramic element in a conventional example.

【図14】従来例における振動板の平面図FIG. 14 is a plan view of a diaphragm in a conventional example.

【図15】従来例における振動板の断面図FIG. 15 is a sectional view of a diaphragm in a conventional example.

【図16】従来例の要部の回路図FIG. 16 is a circuit diagram of a main part of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

41 圧電セラミック素子 42、43、44、45 銀電極 46 振動板 47 環状突起 48、49 リード端子 50、51 リード 41 piezoelectric ceramic element 42, 43, 44, 45 silver electrode 46 diaphragm 47 annular projection 48, 49 lead terminal 50, 51 lead

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−289460(JP,A) 特開 昭62−24154(JP,A) 特開 平3−269363(JP,A) 特開 平3−142365(JP,A) 特開 昭61−270665(JP,A) 特開 平3−142366(JP,A) 実開 昭64−5115(JP,U) 実開 平4−1456(JP,U) 実開 平4−3360(JP,U) 特表 平2−503952(JP,A) 米国特許4431935(US,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-63-289460 (JP, A) JP-A-62-24154 (JP, A) JP-A-3-269363 (JP, A) JP-A-3-142365 (JP) JP-A-61-270665 (JP, A) JP-A-3-142366 (JP, A) JP-A 64-5115 (JP, U) JP-A-4-1456 (JP, U) JP 4-3360 (JP, U) Table 2-503952 (JP, A) US Patent 4,331,935 (US, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基台と、この基台に中央部が固定された
ディスク状の振動板と、この振動板の表裏両面にそれぞ
れの正負電極を互いに対向させて導通接着される表面の
電極が同心円状に2分割された2枚の圧電セラミック素
子と、これら圧電セラミック素子の各電極にそれぞれ接
続されたリード端子と、このリード端子を通じて出力さ
れる信号の増幅、濾波を行う回路基板と、これら圧電セ
ラミック素子および上記回路基板とを外部からシールド
する金属ケースとを備えた加速度センサ。
1. A base, a disk-shaped diaphragm having a center fixed to the base, and positive and negative electrodes on the front and back surfaces of which are electrically conductively bonded to each other on both front and back surfaces of the diaphragm. Two piezoelectric ceramic elements divided into two concentric circles, lead terminals respectively connected to the respective electrodes of the piezoelectric ceramic elements, a circuit board for amplifying and filtering a signal output through the lead terminals, and An acceleration sensor comprising a piezoelectric ceramic element and a metal case for shielding the circuit board from the outside.
【請求項2】 2枚の圧電セラミック素子の材質、寸
法、表裏の電極の分割形状を同一とすることを特徴とす
る請求項1記載の加速度センサ。
2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the two piezoelectric ceramic elements have the same material, size, and divided shape of the front and rear electrodes.
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