JPH02151730A - エレクトレットコンデンサ型振動センサ - Google Patents

エレクトレットコンデンサ型振動センサ

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JPH02151730A
JPH02151730A JP30648188A JP30648188A JPH02151730A JP H02151730 A JPH02151730 A JP H02151730A JP 30648188 A JP30648188 A JP 30648188A JP 30648188 A JP30648188 A JP 30648188A JP H02151730 A JPH02151730 A JP H02151730A
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JP
Japan
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metal
electrode
fet
vibrator
vibrating body
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JP30648188A
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JPH06100494B2 (ja
Inventor
Hiroyuki Baba
馬場 啓之
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は振動を電気信号に変換する振動センサに関する
従来の技術 従来、この種の振動セ/すについては電磁型、圧電型等
の方式が採用され商品化されている。ここでは電磁型を
例にとり説明する。
第8図は従来の電磁型振動センサの構成を示している。
同図において、11はマグネット、12はポール、13
はヨーク、14はコイル、15は磁性振動体である。磁
路は磁性振動体15を通り破線の如くなっており、今こ
の振動体15が振動すると磁極を通る磁束が変化し、コ
イル14に起動力が発生することになる。
このように、上記従来の電磁型振動センサでも振動体の
変化を電気信号に変換することができる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の電磁型振動センサでは構成が
複雑であり、細線による特殊なコイル等も必要となるの
で低コスト化が難しく、かつ、コイルの断線等も考えら
れ信頼性に難点があった。
又、磁界を利用しているため逆起動力、渦電流等の影響
を受けやすいので振動体の変化を忠実に電気信号に変換
しにくいという問題があった。本発明はこのような従来
の問題を解決するものであり、低コストで高い信頼性を
有し、かつ、歪等の少ない電気信号をとり出せる振動セ
ンサを提供することを目的とするものである。
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天面を有する筒状金
属ケース内に金属振動体を設け、これと対向して高分子
フィルムを熱融着等により固定した金属固定電極をエレ
クトレット化し、かつ絶縁体により保持するとともにF
ETの入力端子に接続し、その出力端子をプリント基板
を介して取シ出すよう構成したものである。
作用 本発明は上記のような構成により次のような作用を有す
る。すなわち、金属振動体と金属固定電極の間にコンデ
ンサを形成し、外部振動の印加により金属振動体が変化
することにより上記コンデンサの容量が変化する。その
変化量を内蔵FETにより電気信号としてとり出すこと
ができる。
実施例 第1図は本発明の一実施例の構成を示すものである。第
1図において、lは天面1aを有する筒状金属ケース、
2はドーナツ状の金属スペーサ、3は金属振動体、4は
ドーナツ状のギャップスペーサ、5は高分子フィルム5
aを熱融着又は接着剤等により貼シ付は固定した金属固
定電極、6は前記金属固定電極5を金属ケース1と絶縁
保持するための絶縁体、7は入力端子7aが金属固定電
極5と接触、スポット溶接等により接続され、かつ出力
端子7bがプリント基板8に半田付8a等により接続さ
れたインピーダンス変換用のFETである。これらの内
部4品は金属ケース1の端部をカシメ部1b等により固
定されている。上記構成において、高分子フィルム5a
は何らかの方法によりエレクトレット化されたものであ
る。従って、この高分子フィルム5aの材料としてはポ
リエステルフィルムの中FEPフィルム等が適スル。
金属スペーサ2、ギャップスペーサ4は金属振動体3を
金属固定電極5との間に一定間隔へだてで対向し、コン
デンサを構成するためのものであり、本実施例以外にも
種々の方法が考えられる。
プリント基板8はFET7の出力とり出し用であり、別
にプリント基板である必要はなり、FET7の出力端子
7bをそのままと9出す方法、又は金属端子板等を介し
てとり出す等の方法も考えられる。
第2図(a)、 (b)は金属振動体3を示す回倒であ
る。
実質的な振動部は3aであり、この部分は振動効率、共
振周波数等から種々の形状が考えられる。
又、別に金属体でなくとも導電性を有すればよい。
第3図は第1図の電気的等価回路図例であり、出力とシ
出し回路例も含まれている。同図において、Rは負荷抵
抗、Ccはカップリングコンデンサを示している。本実
施例ではソース接地方式の二線式であるが、ソースフォ
ロワ方式の三線式も考えられる。金属固定電極5の表面
にはエレクトレットによりeイオンが存在する。Coは
金属振動体3と金属固定電極5の間に形成されるコンデ
ンサを示す。
次に上記実施例の動作について説明する。上記実施例に
おいて、外部より振動が印加されると、金属振動体3が
振動し、コンデンサCoは振動変化分だけ容量変化ΔC
を生じる。即ち、コンデンサの容量はCo ’ −Co
±ΔCとなる。従って、電圧として得ることができる。
この電圧変化はFET7によりインピーダンス変換され
電気信号としてとり出される。
センサの平担部の感度K・はKo#に’E・となる。(
k−比例係数、S=金属固定電極5と金属振動体3の呈
する等測的有効面積、g−金属固定電極5と金属振動体
3の等価ギャップ、Eo−エレクトレットの表面電位) 又、感度Koは浮遊容量Cs、FET7の利得Gy等に
も左右される。
第4図は本実施例の周波数特性例を示す。
このように上記実施例によれば、外部振動に対して、金
属振動体3が振動し、金属固定電極5との間の容量変化
となシ、この容量変化をエレクトレットの電荷(表面電
位)を利用し、電気信号としてとり出すことができる。
第5図は本発明の他の実施例を示す断面図である。第1
図との相違点は金属ケースlの天面1aに孔ICを有す
る点である。この場合も第1図と同様な動作をする。第
6図は同図における電気的等価回路図例である。
第5図の場合、振動センサとしてのみではなく、例えば
風量センサ等への応用も考えられる。
第7図(a)〜(b)は、第5図の実施例の場合、高分
子フィルム5aが外気と通気しているためエレクトレッ
トが水分・ゴミ等の付着により劣化する恐れがあるため
の対策実施例である。(a)図は金属ケース1の外面(
天面1a)に防滴用等の薄膜保護フィルム9を貼り付は
構成したものである。このフィルム9としては導電性の
ものではエレクトレットコンデンサマイクロホンとして
動作するので絶縁性の高いフィルムが望ましい。(b)
、 (C)図は(d)図の如くドーナツ状リングlOに
薄膜保護フィルム9aをある程度のテンションを与え接
着剤等によう貼り付は固定した薄膜保護フィルム9aを
金属ケース1内に構成した場合である。(b)図は金属
振動体3と金属固定電極5の間に、又(C)図は金属ケ
ース1の天面1aと金属振動体3の間に上記薄膜保護フ
ィルム9aを構成している。尚、(b)図の場合は有効
でない容量が付加されるのでセンサの感度劣化となる。
従って、フィルムの材質、板厚を適当に選定することが
望ましい。
発明の効果 本発明は上記実施例から明らかなように、天面を有する
筒状金属ケース】内に金属振動体3と一定間隔へたてて
対向して高分子フィルム5aを熱融着等により固定した
金属固定電極5を設け、かつ、この高分子フィルム5a
をエレクトレット化し、絶縁体6により保持するととも
にFET7の入力端子7aに接続し、その出力端子7b
をプリント基板8を介して取り出すよう構成したもので
あり、金属振動体3と金属固定電極50間にコンデンサ
を形成し、このコンデンサが外部振動の印加により容量
変化し、内蔵FET7により電気信号としてとり出すこ
とができる利点を有する。さらに構成が簡単であるので
、低コストで高い信頼性を有し、歪等の少ない信号をと
シ出せるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は第1
図における金属振動体3を示す概略図、第3図は第1図
における電気的等価回路図、第4図は本実施例の周波数
特性図、第5図は本発明の他の実施例を示す断面図、第
6図は第5図における電気的等価回路図、第7図は第5
図の他の実施例を示す要部断面図、第8図は従来の電磁
型振動センサの構成を示す断面図である。 l・・・金属ケース、3・・・金属振動体、5・・・金
属固定電極、6・・・絶縁体、7・・・FET、8・・
・プリント基板。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名第1
図 第2図 第3図 でシブ1下 文刀取り立17回Yシ 第 図 第 図 第 図 /D 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 天面を有する筒状金属ケース内に金属振動体を設け、こ
    れと対向して高分子フィルムを熱融着等により固定した
    金属固定電極をエレクトレット化し、かつ絶縁体により
    保持するとともにFETの入力端子側に接続し、その出
    力端子側をプリント基板を介して取り出すように構成し
    たエレクトレットコンデンサ型振動センサ。
JP63306481A 1988-12-02 1988-12-02 エレクトレットコンデンサ型振動センサ Expired - Fee Related JPH06100494B2 (ja)

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JPH02151730A true JPH02151730A (ja) 1990-06-11
JPH06100494B2 JPH06100494B2 (ja) 1994-12-12

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992001909A1 (fr) * 1990-07-19 1992-02-06 Guy Duchamp Dispositif de surveillance vibratoire de machines
WO2006115045A1 (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Hosiden Corporation エレクトレットコンデンサマイクロホン

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6312927A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Sony Corp 加速度センサ

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WO2006115045A1 (ja) * 2005-04-19 2006-11-02 Hosiden Corporation エレクトレットコンデンサマイクロホン

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