JP4578622B2

JP4578622B2 - 圧力測定装置

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Publication number: JP4578622B2
Application number: JP2000156100A
Authority: JP
Inventors: 元青山; 佐長田; 鉄太郎関
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
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Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2010-11-10
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電セラミックを圧力検知素子として使用する圧力測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の圧力測定装置として、例えば、圧電セラミックの端子間の電圧から、該圧電セラミックに作用する圧力を測定するようにしたものがある。
【０００３】
かかる圧力測定装置による圧力の測定原理について、図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１により説明する。なお、図１０（ａ）及び（ｂ）は圧電セラミック６１に圧力が作用した状態を示しており、図１０（ａ）は圧力が正方向に作用した場合を、図１０（ｂ）は負方向に作用した場合をそれぞれ示し、図１１は測定回路の等価回路を示している。
【０００４】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、圧電セラミック６１に圧力Ｆが作用すると、両電極の表面には極性の異なる電荷が発生し、その発生電荷量ｑは作用した圧力Ｆの大きさに比例し、極性は圧力Ｆの作用方向によって決定される。すなわち、発生電荷量ｑは、圧電定数をｄとすると、（１）式で表される。
【０００５】
ｑ＝ｄＦ・・・（１）
【０００６】
また、圧電セラミック６１は、圧力Ｆによって厚さｔが変位し、その厚さｔの変位量Δｔと発生電荷量ｑとの関係は、圧電セラミック６１の面積をＡ、ヤング率をＹ（Ｙ＝Ｆｔ／ＡΔｔ）とすると、（２）式で示すようになる。
【０００７】
ｑ＝ｄ（ＡＹ／ｔ）Δｔ・・・（２）
ここで、圧電セラミック６１の電極間に発生する電圧Ｖは、Ｖ＝ｑ／Ｃで表され、電極間容量ＣはＣ＝εＡ／ｔで表されるので、出力電圧Ｖｏは（３）式で示すようになる。
【０００８】
Ｖｏ＝（ｄｔ／εＡ）Ｆ＝ｇ（ｔ／Ａ）Ｆ＝ｇｔｐ・・・（３）
ｇ：定数（ｄ／ε）、ｐ：圧力（Ｆ／Ａ）
上記（３）式から、圧電セラミック６１自体は、圧力Ｆの計測に理想的な特性を示すことがわかる。
【０００９】
ところで、上記の出力電圧Ｖｏを増幅して取り出すには、圧電セラミック６１の電極間の抵抗が高抵抗であるため、圧電セラミック６１の抵抗と同程度以上の入力抵抗を有する増幅器を用いる必要がある。そこで、従来は、図１１に示すように、入力段に接合型あるいはＭＯＳ型の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）を有する電荷増幅器６２が一般に用いられている。
【００１０】
図１１において、電荷増幅器６２は原理的には演算増幅器であるので、入力電圧をｅi 、出力電圧をｅo 、演算増幅器の増幅率を−Ａ、フィードバック容量Ｃ_F に蓄積される電荷をｑ_F 、圧電セラミックの内部容量Ｃo と接続ケーブル等の分布容量Ｃc に蓄積される電荷をｑo として、フィードバック抵抗Ｒ_F を無視すると、圧電セラミックから発生する電荷は、すべて入力容量（Ｃo ＋Ｃc ）とフィードバック容量Ｃ_F に蓄積されることになる。従って、
ｅo ＝−Ａｅi ，ｅi −ｅo ＝ｑ_F ／Ｃ_F ，ｅi ＝ｑo ／（Ｃo ＋Ｃc ）
の関係から、
ｑo ＝ｑ_F （Ｃo ＋Ｃc ）／｛Ｃ_F （１＋Ａ）｝・・・（４）
ｅi ＝ｑ_F ／｛Ｃ_F （１＋Ａ）｝・・・（５）
ｅo ＝−ｑ_F ／｛Ｃ_F （１＋１／Ａ）｝・・・（６）
となる。
【００１１】
また、増幅率Ａが、Ａ≫１ならば、
ｑo ≒０，ｅi ≒０，ｅo ≒ｑ_F ／Ｃ_F
となる。すなわち、入力電圧ｅi は常にゼロとなり、圧電セラミックからの電荷（ｑo ＋ｑ_F ）はフィードバック容量Ｃ_F に蓄積される電荷ｑ_F に等しいと見做すことができる。従って、出力電圧ｅo は、圧電セラミックに発生する電荷ｑに比例する。
【００１２】
なお、図１１においてフィードバック抵抗Ｒ_F は、微小電流がフィードバック容量Ｃ_F に流れてその端子間に直流電圧が発生し、それに伴って演算増幅器６２の動作点が徐々に移動（ドリフト）して、最終的に演算増幅器６２の出力が飽和するのを防止するように作用するが、他方では、これらフィードバック抵抗Ｒ_F 及びフィードバック容量Ｃ_F の時定数によって、演算増幅器６２の遮断周波数ｆc が下記の（７）式によって支配されることになる。
【００１３】
ｆc ＝１／２πＣ_F Ｒ_F ・・・（７）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように電荷増幅器を用いる場合には、特に静的な圧力の測定や、ごく緩やかに変動する圧力の測定が困難となる。これは、圧電セラミックの接続ケーブルや増幅器入力回路の絶縁抵抗によるもので、特に湿度等の周囲の環境に支配される。
【００１５】
例えば、図１１に示した等価回路において、絶縁抵抗をＲin、時間をＴとすると、増幅器の出力電圧ｅo は（８）式のようになる。
【００１６】
【数１】

上式から明らかなように、圧電セラミックにステップ状に変化する圧力が加わると、出力電圧ｅo は圧力の変化時点で圧力の大きさに応じてステップ状に変化するが、その後、時定数τで指数関数的に降下することになる。このため、特に小さな圧力を測定する場合には、増幅器の感度を高く設定するためにフィードバック容量Ｃ_F の値を小さくすることから、出力電圧ｅo の電圧降下が速くなり、静的な圧力の測定が困難となる。
【００１７】
以上のように、圧電セラミックを用いる従来の圧力測定装置は、圧力の変化に対しては高感度かつ高応答性を有するが、圧電セラミックに一定圧力を加えて長時間放置すると、出力電圧ｅo が降下してやがて感度が得られなくなるため、結果として、脈動する圧力の測定にしか適用できず、その応用範囲が限定されることになる。
【００１８】
このため、例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去するパティキュレートフィルタの目詰まり状態を推定するために、パティキュレートフィルタ内における排気ガスの排気圧力を測定する場合には、目詰まりの進行に従って排気圧力が緩やかに増加するために適用できないことになる。
【００１９】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、脈動する圧力は勿論のこと、静的な圧力も高感度で測定できる汎用性に優れた圧力測定装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の圧力測定装置の発明は、温度補償用圧電セラミック及び第１の抵抗素子を有する第１の直列回路と、圧力検出用圧電セラミック及び第２の抵抗素子を有する第２の直列回路と、上記第１の直列回路に上記所定周波数の交番電圧を印加すると共に、その温度補償用圧電セラミックの端子間の電圧に基づく交番電圧を上記第２の直列回路に印加する交番電圧印加手段と、上記温度補償用圧電セラミックの端子間の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、上記圧力検出用圧電セラミックの端子間の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、上記第１の電圧検出手段の出力と第２の電圧検出手段の出力との差を演算する演算手段とを有し、上記演算手段の出力に基づいて上記圧力検出用圧電セラミックに作用する圧力を測定するよう構成したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１の発明によると、温度補償用圧電セラミックには第１の抵抗素子を介して交番電圧が印加され、圧力検出用圧電セラミックにも第２の抵抗素子を介して交番電圧が印加されるので、第１及び第２の電圧検出手段としてそれぞれ交流増幅器を用いることができると共に、その入力抵抗も小さくできる。また、圧力検出用圧電セラミックには、温度補償用圧電セラミックの端子間の電圧は温度変化に基づく交番電圧が第２の抵抗素子を介して印加され、これにより第２の電圧検出手段からは、圧力に応じた電圧に、温度（焦電効果）による変動分が重畳された出力が得られ、また、第１の電圧検出手段と第２の電圧検出手段の出力の温度特性の傾きがほぼ同じなので、演算手段で第１の電圧検出手段の出力と第２の電圧検出手段の出力との差を演算すれば、焦電効果による出力変動を相殺除去することができる。従って、周囲温度に影響されることなく、脈動する圧力は勿論のこと、静的な圧力も高感度、かつ高精度で測定することが可能となる。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、請求項１の圧力測定装置において、上記温度補償用圧電セラミック及び上記圧力検出用圧電セラミックをそれぞれほぼ同一形状の弾性部材に貼着し、上記圧力検出用圧電セラミックを含む上記弾性部材の固有振動数または該固有振動数近傍の周波数を上記所定周波数としたことを特徴とする。
【００２７】
請求項２の発明によると、温度補償用圧電セラミック及び圧力検出用圧電セラミックはそれぞれほぼ同一形状の弾性部材に貼着されて、圧力検出用圧電セラミックを含む弾性部材の固有振動数またはその近傍の周波数の交番電圧が印加されるので、圧力が作用した際の変位量が大きくなり、これにより弾性的ひずみが増加して圧電体の分極が増え、その結果、電気容量が増加して容量インピーダンス値がより小さくなる。従って、第１及び第２の電圧検出手段の入力抵抗に特別の配慮が不要になると共に、圧力をより高感度で測定することが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による圧力測定装置の実施の形態について、図１乃至図７によって説明する。
【００２９】
（参考例）
図１乃至図３は、本発明による圧力測定装置の参考例を説明するための図で、図１は原理的回路構成図、図２（ａ）及び（ｂ）は圧電セラミックの弾性部材への貼着態様を示す平面図及び正面図、図３は圧電セラミックのインピーダンス値の周波数特性を示す図である。
【００３０】
参考例では、図１に示すように、圧電セラミック１に直列に抵抗素子２を接続して、この直列回路に発振回路（交番電圧印加手段）３から所定周波数の交番電圧を印加し、その圧電セラミック１の端子間の電圧を電圧検出器（電圧検出手段）４で検出して、その検出電圧に基づいて圧電セラミック１に作用する圧力を測定する。なお、検出感度や直線性は印加する交番電圧の周波数に依存する。
【００３１】
圧電セラミック１は弾性部材に貼着して、該弾性部材を圧電セラミック１が拘束なく自由に変形できるように支持する。ここで、弾性部材は、その厚みが厚すぎると感度が低下し、薄すぎると瞬間的な感度は良くなるが、検出すべき圧力による物理的な歪みが時間の経過によって元に戻ってしまうため、適宜の厚さとする。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、弾性部材５として燐青銅を用いる場合には、直径４０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの円板状とし、その一方の表面に直径３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの圧電セラミック１を同心円状に貼着する。また、抵抗素子２は、発振回路３からの交番電圧の周波数を共振時および共振近傍したとき圧電セラミック１のインピーダンス値よりも充分大きな抵抗値を有するものを用いる。
【００３２】
図３は、参考までに圧電セラミック１のインピーダンス値の周波数特性を示すもので、図１に示す構成において、発振回路３からの交番電圧の周波数を１０Ｈｚから１００ｋＨｚまで掃引したときの、圧電セラミック１のインピーダンス値の変化をパワーレベルで示したものである。この場合の共振周波数は約５２．６ｋＨｚ付近であり、反共振点は約５５．０ｋＨｚ付近に現れている。
【００３３】
ここで、発振回路３によって圧電セラミック１に印加する交番電圧の周波数を圧電セラミック１の共振周波数とすると、脈動する圧力は測定できても、静的な圧力の場合には電圧検出器４の出力が元に戻ってしまうので、圧電セラミック１の共振周波数を外して設定する。
【００３４】
参考例では、この交番電圧の周波数を、圧電セラミック１の共振周波数よりも十分低い周波数で、圧電セラミック１を貼着した状態での弾性部材５の固有振動数またはその近傍の周波数に設定する。このように交番電圧の周波数を設定して圧電セラミック１に印加すると、圧力が作用した際の変位量が大きくなり、これにより圧電セラミック１の弾性的ひずみが増加して圧電体の分極が増え、その結果、圧電セラミック１の電気容量が増加して容量インピーダンス値がより小さくなり、固有振動数では電気容量がピークに達して容量インピーダンス値は最小値となる。
【００３５】
このように、参考例によると、圧電セラミック１に交番電圧を印加してその端子間の電圧を電圧検出器４で検出するので、電圧検出器４として交流増幅器を用いることができ、しかも圧電セラミック１の容量インピーダンス値を充分小さくできるので、電圧検出器４の入力抵抗に特別の配慮を要することなく、脈動する圧力は勿論のこと、静的な圧力も高感度かつ高応答性で測定することができる。
【００３６】
（実施の形態）
図４乃至図７は、本発明による圧力測定装置の実施の形態を説明するための図で、図４は原理的な回路構成図、図５は温度補償用圧電セラミック及び圧力検出用圧電セラミックを有する検出部の一例の構成を示す断面図、図６は温度補償用圧電セラミック及び圧力検出用圧電セラミックの温度特性を示す図、図７は具体的な回路構成を示すブロック図である。
【００３７】
本実施の形態は、圧電セラミックの焦電効果を補償するようにしたもので、図４に示すように、温度補償用圧電セラミック１１と第１の抵抗素子１２とを直列接続して第１の直列回路を構成すると共に、圧力検出用圧電セラミック１３と第２の抵抗素子１４とを直列接続して第２の直列回路を構成し、第１の直列回路を発振回路１５に接続して所定周波数の交番電圧を印加し、第２の直列回路は温度補償用圧電セラミック１１と並列に接続して、温度補償用圧電セラミック１１の端子間の電圧Ｖ１を印加する。
【００３８】
なお、第１の抵抗素子１２は、発振回路１５からの交番電圧の周波数における温度補償用圧電セラミック１１のインピーダンス値よりも大きな抵抗値を有するものを用い、同様に、第２の抵抗素子１４も、発振回路１５からの交番電圧の周波数における圧力検出用圧電セラミック１３のインピーダンス値よりも大きな抵抗値を有するものを用いる。
【００３９】
また、温度補償用圧電セラミック１１の端子間の電圧Ｖ１は第１の電圧検出器１６で検出し、圧力検出用圧電セラミック１３の端子間の電圧Ｖ２は第２の電圧検出器１７で検出して、これら第１の電圧検出器１６の出力Ｖ１と第２の電圧検出器１７の出力Ｖ２との差を演算回路１８で演算し、この演算回路１８の出力に基づいて圧力検出用圧電セラミック１３に作用する圧力を測定する。
【００４０】
温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３は、それぞれの圧電定数をできる限り一致させるために、同一の圧電材料で形成してそれぞれほぼ同一形状の弾性部材に貼着する。例えば、各弾性部材として燐青銅を用いる場合には、図２で説明したと同様に、それぞれ直径４０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの円板状の燐青銅の一方の表面に、直径３０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３をそれぞれ同心円状に貼着する。
【００４１】
これら温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３は、図５に示すように検出部２１に接近して配置する。検出部２１には、有底の円筒状のケース２２を設け、このケース２２の底部に圧力検出口２３を形成する。ケース２２には、その内部に圧力検出口２３と対向して弾性部材２４に貼着した圧力検出用圧電セラミック１３を配置すると共に、この圧力検出用圧電セラミック１３とスペーサ２５を介して対向して弾性部材２４に貼着した温度補償用圧電セラミック１１を配置し、ケース２２の開口部はコネクタ２６を取り付けた蓋２７には大気圧に開放する孔加工を施してこれで閉塞する。なお、温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３は、それぞれの弾性部材２４の両面周縁部をＯリング２８で挟持する。
【００４２】
これにより、温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３を、それぞれ拘束なく自由に変形でき、かつ圧力検出用圧電セラミック１３のみに測定すべき圧力が作用するように、検出部２１のケース２２の内部に支持して、それぞれの電極をコネクタ２６の対応する端子に接続する。
【００４３】
また、発振回路１５から出力する交番電圧の周波数は、上記参考例と同様に、圧力検出用圧電セラミック１３の共振周波数よりも十分低い周波数で、圧力検出用圧電セラミック１３を貼着した状態での弾性部材２４の固有振動数またはその近傍の周波数とする。
【００４４】
このようにして、発振回路１５からの交番電圧を第１の抵抗素子１２を介して温度補償用圧電セラミック１１に印加し、この温度補償用圧電セラミック１１の端子間の交番電圧を第２の抵抗素子１４を介して圧力検出用圧電セラミック１３に印加すると、第２の電圧検出器１７からは、圧力に応じた電圧に、温度（焦電効果）による変動分が重畳された出力が得られるので、演算回路１８で第１の電圧検出器１６の出力Ｖ１と第２の電圧検出器１７の出力Ｖ２との差を演算すれば、焦電効果による出力変動を相殺除去することができ、周囲温度に影響されることなく、脈動する圧力は勿論のこと、静的な圧力も高感度、かつ高精度で測定することができる。
【００４５】
図６は、上記構成において、検出部２１を恒温槽に入れ、発振回路１５の発振周波数を１．０ｋＨｚとし、恒温槽の温度を変化させた場合の温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３の温度特性、すなわち第１の電圧検出器１６の出力Ｖ１及び第２の電圧検出器１７の出力Ｖ２の変化を示している。図６から明らかなように、温度補償用圧電セラミック１１及び圧力検出用圧電セラミック１３の温度特性の傾きには大きな差異がないので、両出力のレベルが一致するように、いずれか一方の出力に直流のバイアス電圧を加えれば、焦電効果による出力変動をほぼ完全に相殺除去することができ、圧力をより高精度で測定できることがわかる。
【００４６】
図７に示す実施の形態の具体的回路構成では、発振回路１５から出力される所定周波数の交番電圧を増幅回路３１で所定の振幅に増幅して、第１の抵抗素子１２を経て温度補償用圧電セラミック１１に印加し、この温度補償用圧電セラミック１１の端子間の出力Ｖ１を、増幅回路３２で増幅して第２の抵抗素子１４を経て圧力検出用圧電セラミック１３に印加すると共に、増幅回路３３で増幅した後、交流（ＡＣ）−直流（ＤＣ）変換回路３４で直流に変換して演算回路１８の一方の入力端子に供給する。
【００４７】
また、圧力検出用圧電セラミック１３の端子間の出力Ｖ２は、ＡＣ−ＤＣ変換回路３５で直流に変換して演算回路３６に供給し、ここで温度補償用圧電セラミック１１と圧力検出用圧電セラミック１３との温度特性を揃えるための所要のバイアス電圧を加算して演算回路１８の他方の入力端子に供給し、演算回路１８においてＡＣ−ＤＣ変換回路３４の出力（Ｖ１に相当）と演算回路３６の出力（Ｖ２に相当）とを差動増幅して、その出力に基づいて圧力検出用圧電セラミック１３に作用する圧力を測定する。
【００４８】
なお、図７において、発振回路１５、増幅回路３１及び増幅回路３２は交番電圧印加手段を構成し、増幅回路３３及びＡＣ−ＤＣ変換回路３４は第１の電圧検出手段を構成し、ＡＣ−ＤＣ変換回路３５及び演算回路３６は第２の電圧検出手段を構成する。
【００４９】
次に、本発明による圧力測定装置をディーゼルエンジンの排気経路に設けられたパティキュレートフィルタの目詰まり検出に応用した場合について図８及び図９によって説明する。
【００５０】
図８は、排ガス浄化装置を有するタイプのもので、ディーゼルエンジン（Ｅ／Ｇ）４１からの排ガスは、触媒を有する排ガス浄化装置４２で浄化され、更に、パティキュレートフィルタ４３でパティキュレートが補集された後、マフラ４４及び配管４５を経て排出されるようになっている。この例では、パティキュレートフィルタ４３に圧力検出装置の圧電セラミックを有する検出部４６（例えば、第２実施の形態の検出部２１）を取り付け、この検出部４６に接続される圧力測定回路部は、例えば電子制御ユニット（ＥＣＣ）４７に設けてパティキュレートフィルタ４３内の排気ガスの圧力を測定し、その測定値とディーゼルエンジン４１の運転状態からフィルタの目詰まりが許容限界値に達したのを検出して、フィルタの再生動作を行わせたり、あるいはランプやブザー等の警報装置を駆動してフィルタの交換を促すようにする。
【００５１】
この例によると、パティキュレートフィルタ４３の目詰まりの進行による排気圧力の緩やかな増加を高感度で検出できるので、フィルタの再生動作や交換を適切に行うことが可能となり、これによりディーゼルエンジン４１の運転効率の低下及び環境汚染を有効に防止することができる。
【００５２】
図９は、燃料に白金添加剤等の触媒金属を添加するタイプのもので、ディーゼルエンジン４１からの排ガスは、パティキュレートフィルタ４３でパティキュレートが補集され、配管４５から排出されるようになっている。この例では、図８と同様に、パティキュレートフィルタ４３に圧力検出装置の圧電セラミックを有する検出部４６を取り付け、この検出部４６に接続される圧力測定回路部はＥＣＣ４７に設けてパティキュレートフィルタ４３内の排気ガスの圧力を測定する。
【００５３】
また、触媒金属５１は触媒タンク５２に収容して、触媒タンク５２と燃料タンク５３とを電磁弁５４を介して連結し、この電磁弁５４をＥＣＣ４７により、圧力測定装置によるパティキュレートフィルタ４３内の測定圧力、及び燃料タンク５３に設けられている液面センサ５５の出力に基づいて開閉制御して、燃料タンク５３に触媒金属５１を供給する。
【００５４】
すなわち、圧力測定装置による測定値からパティキュレートフィルタ４３の目詰まりが許容限界値に達したのを検出したら、例えば液面センサ５５による燃料タンク５３内の液面が所定の範囲にある状態で、電磁弁５４を開として一定量の触媒金属５１を燃料タンク５３内に供給する。これにより触媒金属５１をディーゼルエンジン４１を経てパティキュレートフィルタ４３に供給してその再生開始温度を低下させ、フィルタを再生する。
【００５５】
この例によると、従来、触媒金属５１を手動で燃料タンク５３に直接添加していたのを、圧力測定装置によるパティキュレートフィルタ４３の圧力検出に基づいて自動的に添加できるので、フィルタを効率良く再生することができ、図８の例と同様に、ディーゼルエンジン４１の運転効率の低下及び環境汚染を有効に防止することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した圧力測定装置の発明によれば、温度補償用圧電セラミックに第１の抵抗素子を介して交番電圧を印加し、この温度補償用圧電セラミックの端子間の電圧に基づく交番電圧を、圧力検出用圧電セラミックに第２の抵抗素子を介して印加して、両圧電セラミックの端子間電圧の差に基づいて圧力検出用圧電セラミックに作用する圧力を測定するので、更に両圧電セラミックの焦電効果による出力変動を相殺除去でき、周囲温度に影響されることなく、圧力を高感度かつ高精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力測定装置の参考例の原理的回路構成図である。
【図２】図１に示す圧電セラミックの弾性部材への貼着態様を示す平面図及び正面図である。
【図３】同じく、圧電セラミックのインピーダンス値の周波数特性を示す図である。
【図４】本発明による圧力測定装置の実施の形態の原理的回路構成図である。
【図５】図４に示す温度補償用圧電セラミック及び圧力検出用圧電セラミックを有する検出部の一例の構成を示す断面図である。
【図６】同じく、温度補償用圧電セラミック及び圧力検出用圧電セラミックの温度特性を示す図である。
【図７】実施の形態の具体的な回路構成を示すブロック図である。
【図８】本発明による圧力測定装置の応用例を示す図である。
【図９】同じく、本発明による圧力測定装置の応用例を示す図である。
【図１０】圧電セラミックを用いる圧力の測定原理を説明するための図である。
【図１１】従来の圧力測定装置の等価回路図である。
【符号の説明】
１圧電セラミック
２抵抗素子
３発振回路（交番電圧印加手段）
４電圧検出器（電圧検出手段）
５弾性部材
１１温度補償用圧電セラミック
１２第１の抵抗素子
１３圧力検出用圧電セラミック
１４第２の抵抗素子
１５発振回路
１６第１の電圧検出器
１７第２の電圧検出器
１８演算回路
２１検出部
２２ケース
２３圧力検出口
２４弾性部材
２５スペーサ
２６コネクタ
２７蓋
２８Ｏリング
３１、３２、３３増幅回路
３４、３５ＡＣ−ＤＣ変換回路
３６演算回路

Claims

温度補償用圧電セラミック及び第１の抵抗素子を有する第１の直列回路と、圧力検出用圧電セラミック及び第２の抵抗素子を有する第２の直列回路と、
上記第１の直列回路に上記所定周波数の交番電圧を印加すると共に、その温度補償用圧電セラミックの端子間の電圧に基づく交番電圧を上記第２の直列回路に印加する交番電圧印加手段と、
上記温度補償用圧電セラミックの端子間の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
上記圧力検出用圧電セラミックの端子間の電圧を検出する第２の電圧検出手段と、
上記第１の電圧検出手段の出力と第２の電圧検出手段の出力との差を演算する演算手段とを有し、
上記演算手段の出力に基づいて上記圧力検出用圧電セラミックに作用する圧力を測定するよう構成したことを特徴とする圧力測定装置。
上記温度補償用圧電セラミック及び上記圧力検出用圧電セラミックをそれぞれほぼ同一形状の弾性部材に貼着し、上記圧力検出用圧電セラミックを含む上記弾性部材の固有振動数または該固有振動数近傍の周波数を上記所定周波数としたことを特徴とする請求項１に記載の圧力測定装置。