JPH0257242B2

JPH0257242B2 -

Info

Publication number: JPH0257242B2
Application number: JP58116214A
Authority: JP
Inventors: Deingaa Ruudorufu
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 1982-07-01
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1990-12-04
Also published as: FR2529670B1; EP0098796A1; FR2529670A1; US4498344A; DE3367463D1; EP0098796B1; JPS5913901A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景１発明の分野この発明は、ひずみセンサで使用するための検
知素子およびこのような検知素子を使用する圧力
センサに関する。ひずみセンサとは、これが受け
る力を測定できる装置或は機械的なひずみや圧力
を測定できる装置を意味する。

２先行技術アルテイメータ（altimeter）のような携帯用
装置で雰囲気圧力および圧力変化を測定するため
に、幾つかの現象を使用できる。一般に、伸縮性
に富んだ仕切板から成る平行壁がある排気したカ
プセルは検出素子または検知素子として使用され
る。普通のアルテイメータでは、カプセルの底が
外気圧から受ける変形もしくはベンデイングは増
幅されかつ歯車列を介して針の回転運動へ機械的
に変換される。

更に、圧電抵抗センサは現在市場で売り出され
ており、抵抗が拡散によつて形成されるシリコン
結晶仕切板から成る。仕切板の２つの面間に圧力
差が存在する時に、得られた変形は抵抗を変えさ
せる。一般に、４個の抵抗はブリツジの形態で温
度補償測定回路を構成するように同時に作られ
る。なお、全ての抵抗は同一の温度係数を持つ。

これらの検出器は全て、非常に注意した個別調
節が必要なので、比較的高価である。また、被測
定物理量は、これに類似する他の量例えば角運動
または抵抗変化に変換される。最近の刊行物であ
る「IEEE Transactions on Industrial
Electronics and Control Instreementation」、
第IECI25巻、第１号（1978年２月号）の第29〜
38ページには、共振子を有する圧力測定カプセル
を設計する提案がなされた。抵抗仕切板は振動膜
を形成しかつ電子的発振器へ結合されたカプセル
の共振周波数が使用される。なお、この周波数は
カプセルへ加えられた外圧で変化する。しかしな
がら、そのような共振カプセルの構成は、非常に
複雑でありかつ大量生産には適さない。

石英共振子から力センサを作ることは、ヨーロ
ツパ公開明細書第50307号からも周知である。そ
のようなセンサは主に圧力も測定できる。しか
し、そのようなセンサは温度変化が引き起す問題
も解決できない。

発明の要約この発明の第１の目的は、事実上デジタルで情
報を得ると共に温度の影響を除くことができると
同時に良好な感度を呈するひずみセンサ用検知素
子を提供することである。

この発明によつて提供された検知素子は、熱膨
張係数αを持つ支持体と、電極が設けられた細長
い圧電共振子と、この共振子を前記支持体へ緊着
し、前記支持体へ加えられたひずみを前記共振子
へその長さ方向沿いに伝えるための手段と、を備
え、前記共振子は、その長さ方向沿いの熱膨張係
数が事実上前記αに等しいように切断される。

圧力を測定しようとする時には、そのような圧
力を受ける板が支持体である。得られたひずみは
共振子へ伝えられる。このひずみの作用下で共振
子の共振周波数は、共振子が受けるひずみに依存
して大部分変る。また、共振子の切断を適切に選
ぶことにより共振周波数に及ぼす温度の影響はか
なり低減でき、これにより温度を補償するための
特殊な構成を提供することが避けられる。

共振子は屈曲モードで作動するいわゆる“ダブ
ル・チユーニングフオーク”構造を持つことが望
ましい。この概念は後で説明する。

検知素子の望ましい形態の実施例によれば、共
振子は石英で作られ、金属製の板は7.5〜13.7×
10^-6／℃の熱膨張係数を持つ。

この発明の第２の目的は、検知素子を使用する
と共に高い分解能でかつ認め得る程度の悪い温度
影響無しに圧力を測定できる圧力センサを提供す
ることである。

この圧力センサは、ケースと、このケースを第
１室と第２室に分けるように前記ケースへ防水態
様で緊着される薄い板が支持体である上述したよ
うな検知素子と、前記検知素子の電極へ電圧を印
加しかつ測定しようとする圧力に依存する周波数
の電気信号を受けるための手段と、前記圧力を前
記第２室に加えるための手段とを備える。

以下、この発明を添付図面に示した実施例につ
いて詳しく説明する。

発明の実施例第１図に示す検知素子２は、こゝでは薄い板４
から成る支持体を備える。板４には“ダブル・チ
ユーニングフオーク（double tuningfork）”型の
電圧共振子６が緊着されている。“ダブル・チユ
ーニングフオーク”型の共振子とは、事実上矩形
の外形を有しかつ２つの細長い外側スロツト８お
よび８′並びにこれらよりも短い中央スロツト１
０が形成された共振子のことである。外側スロツ
ト８および８′、破線１２および１２′と一緒にな
つて、矩形の周辺フレーム１４に対し中央領域を
画する。この中央領域は、共振子を適切に構成
し、２つのチユーニングフオークＡおよびＢ（そ
れらのアームの自由端は対になつている）と等価
である。中央領域において、中央スロツト１０、
破線１２および１２′、並びに破線１６および１
６′が２つのチユーニングフオークの外形を事実
上定めることは容易に分る。例えば、チユーニン
グフオークＡは、フレーム１４と一体であるベー
スA₁並びにアームA₂およびA₃を有する。同様
に、チユーニングフオークＢもベースB₁並びに
アームB₂およびB₃を有する。アームA₂およびB₃
の自由端は、アームA₃およびB₂の自由端と同じ
く、一緒に接合されている。粘着性物質またはろ
う材の層１８は共振子６を板４へフレーム１４を
介して緊着する。従つて、板４が受けるひずみや
変形は共振子６へ充分に伝わる。ダブル・チユー
ニングフオークから成る共振子は付勢されると、
矢印ｆで示したように基本屈曲モードで振動す
る。

共振子６は、例えばその厚さが125μｍ、全長
５mmそして全幅1.3mmで良い。チユーニングフオ
ークの全幅すなわち外側スロツト８と８′の間の
距離は約430μｍであり、各アームの幅は約155μ
ｍであり、そしてダブル・チユーニングフオーク
のアームの全長Ｌすなわち中央スロツト１０の長
さは3.4mmである。

第２図は、ダブル・チユーニングフオークを屈
曲モードで励振するために配設された複数個の電
極を示す。これらの電極の説明を手助けするため
に、チユーニングフオークのアームA₃およびB₂
によつて形成されたバーに符号C₁を付け、チユ
ーニングフオークのアームA₂およびB₃によつて
形成されたバーに符号C₂を付ける。更に、ｘ−
x′は破線１６および１６′と同一平面上の線であ
るので２つのチユーニングフオーク間の分割線と
なる。６ａは共振子の頂面を示すが、底面は第２
図に示さない。第２図の平面従つて共振子の頂面
６ａと垂直であるバーC₁およびC₂の側面をフラ
ンク（flank）と名付け、バーC₁の外側・内側の
フランクにそれぞれ符号d₁，d₂を付けそしてバー
C₂の外側・内側のフランクにそれぞれ符号d₃，d₄
を付ける。バーC₁，C₂の頂面には、線ｘ−x′を
対称的にまたぐそれぞれ中央電極２０ａ，２０′
ａがあり、またベースA₁，B₁にそれぞれ重なる
２２ａおよび２２′ａ，２４ａおよび２４′ａがあ
る。バーC₁およびC₂の底面にも頂面におけるの
と同一の電極が全く同じに配設されている。バー
C₁およびC₂のフランクd₁およびd₂，d₃およびd₄に
はそれぞれ対をなす中央横方向電極２０ｂ，２
０′ｂ並びにそれぞれ対をなす端部横方向電極２
２ｂおよび２４ｂ，２２′ｂおよび２４′ｂが設け
られ、これらは全てその頂面および底面における
電極と位置が一致する。従つて、バーC₁および
C₂の中央部には各々２対の対向電極が設けられ
かつ他の２対の対向電極は各バーの各端部に設け
られる。典型的な例では、端部電極の影響を受け
るバーの長さｌはバーの全長Ｌの1/4よりも少し
短く、これら２つの長さの比は0.23であることが
望ましい。

共振子を励振させるために、第２図に示さない
電源から電極間に電位差を印加するのであるが、
その際＋を表示した電極は電源の一端へ接続され
かつ−を表示した電極は電源の他端へ接続され、
対をなす対向電極は同一電位にもたらされる。特
に、第２図に示さない電極すなわちバーの底面に
ある電極の電位は、底面とは反対側の頂面にある
電極の電位と同一である。更に、もし或る一対の
電極の両方が或る電位にもたらされるならば、事
実上同一位置にある他の一対の電極の逆の電位に
もたらされる。最後に、もし頂面および底面の中
央電極が或る電位にもたらされるならば、頂面お
よび底面の端部電極は逆の電位にもたらされる。

各種の電極を所要の電位に有効にもたらすため
に必要な相互接続は第２図に示さなかつた。多数
の電極を使用するので、圧電物質上に直接被着さ
れる金属によつて特定の電位にもたらされなけれ
ばならない各種電極を相互接続することは難し
い。従つて、第２図に示した共振子の電極のうち
で幾つかだけを付勢できれば好都合である。例え
ば、中央電極だけ或は端部電極だけを付勢するこ
とができる。しかしながら、この場合、共振子の
動的容量（ダイナミツク・キヤパシタンス）は全
体として半分になる。また、中央電極および一部
の端部電極を付勢しても良い。

第１図および第２図に示した検知素子の特に重
要な特色によれば、ひずみが加えられる方向すな
わちバーC₁およびC₂の長さ方向において共振子
６を作る電圧物質の熱膨張係数が薄い板４を形成
する物質の熱膨張係数と同一であるか或はほんの
少しだけ違うように共振子６は線沿いに切断され
る。第３図は石英のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に関し
て共振子６を簡単化して表わしたものであり、共
振子はもちろんこの物質から切り出される。X′、
Y′およびZ′は切断後の共振子の軸である。第３図
の切断方法から分るように、軸X′、Y′および
Z′は軸Ｘ、ＹおよびＺから軸ｘを中心に角Θだけ
回転させることによる。石英との熱膨張係数
α′は、膨張が石英の軸ＸまたはＹ沿いか或は軸Ｚ
沿いかを考えることにより違う。熱膨張係数は、
最初の例では大体13.7ppm／℃になるが、２番目
の例では大体7.5ppm／℃になる。ひずみが加わ
る方向に依存する共振子の熱膨張係数α′は切断角
Θの関数として下記の関係で表わされる。

α′＝7.5×（13.7−7.5）cos²Θ〔ppm／℃〕従つて、切断角を適切に選ぶことにより、熱膨
張係数α′は7.5〜13.7ppm／℃のうちの任意の値が
与えられ得る。この範囲内の熱膨張係数を持つ多
くの金属例えば、 “普通の鋼”AISI1020グレイ鋳造鉄ASTM
α＝12.1ppm／℃ A48−48 α＝12.1ppm／℃ ハステロイＣ α＝11.3ppm／℃ インコネル α＝13.3ppm／℃ ニツケル α＝11.9ppm／℃ がある。

しかしながら、切断角Θは２つの主な理由から
比較的小さくすべきである。第１に、切断角をＺ
に極めて近づけることにより石英を切断するのに
使用される化学薬品のエツチング作用を容易にす
ることであり、第２に、熱の見地から有益なこと
である。周知のように石英製共振子の特徴はその
周波数が温度と共に変ることである。屈曲モード
または伸長モードで動作しかつＺ型切断を持つ共
振子の場合には、そのような変化は事実上放物線
状であり得る。放物線の頂点は、普通、反転点と
呼ばれ、いわゆる反転温度（T_i）に相当する。第
４図は切断角Θの関数としてのこの反転温度の変
化を示す。0゜と14゜の間の切断角Θに対し、反対
温度０℃と42℃の間にあることが分る。温度の影
響をできるだけ少なくするために、反転温度は共
振子の正常使用温度範囲内にすべきである。０℃
と42℃の間の温度はこの要求を満足する。一例と
して、切断角Θが11゜であれば、反転温度は25℃
でありかつ熱膨張係数αは13.47ppm／℃である。
その上、切断角Θが小さいと、共振子より良い励
振が達成され得る。従つて、これらの理由の全て
のために、熱膨張係数α′は13.7ppm／℃の最大値
に接する範囲内にあることが一番である。

軸Ｘを中心に回転させる代りに、軸Ｙを中心と
して回転させることもできる。たゞし、熱膨張係
数α′と切断角Θの関係は同じにしておく。Ｘを中
心とした回転に続いて軸Y′を中心とした回転を
行わせ、その間切断角Θを軸ＺとZ′の間の間に留
めておくことも可能である。この場合もα′とΘの
関係は変らない。

チユーニングフオークは、比較的高い真空室中
にある時に、もつと安定な仕方で作動することが
知られている。従つて、もし第１図に示した検知
素子が排気した部分を持つ圧力センサ中に装架さ
れかつもし共振子がこの部分中にあるならば、第
１図に示した検知素子の構成を変更する必要はな
い。他方、もし雰囲気圧力またはもつと一般的に
測定されなければならない圧力を受ける領域中に
共振子があるならば、検知素子は第５図に示すよ
うに変更されるべきである。この変形例によれ
ば、共振子６は防水性ケースで囲まれる。このケ
ースは、板４、この板４ヘ粘着性物質またはろう
材の層１８によつて緊着された共振子フレーム１
４、およびこのフレーム１４へその周辺沿いに粘
着性物質またはろう材で緊着されたカバー３０か
ら成る。このカバー３０は、異なる熱膨張係数で
生じられる諸問題を避けるために、板４と同じ材
質で作られる。

厚さ300μｍ、長さ100mmおよび幅5.0mmのインコ
ネルの細長い板から成る支持体上に粘着物質によ
つて緊着された上述した型式の共振子から成る検
知素子に、力がどのような影響を及ぼすかを示し
たのが第８図である。第８図のグラフは、金属板
へ加えた力の関数としての周波数ｆの変化を示
す。このグラフから認められるように、０と４Kg
（力）の間で良好な直線性が得られる。これは
1200Hz／Kgの感度を呈する。金属板４および共振
子の寸法に注意すれば、これは相対長さの変化と
周波数の変化との比に対して2.5×10^-8／Hzの感
度になる。非常に良好な感度がこのように得られ
ることが分る。支持体を形成するこの仕方は、力
を測定するための検知素子に良く適する。板の一
端は固定されそして測定すべき力は板の他端へ加
えられる。

第９図のグラフは、同じ材料に対し、温度
（℃）の関数としての周波数（Hz）を示し、共振
子およびインコネルで作つた金属板に対して異な
る熱膨張係数によつて生じられた非常に悪い結果
を例示する。両者の熱膨張係数（13.3と
13.7ppm／℃）間には比較的少しゝか差がない
が、温度に対する感度は状態が最も有利である領
域中で100ppm／℃よりも大きい。共振子と板の
両方の熱膨張係数が同じであるように共振子を構
成することにより、この温度による影響は除くこ
とができる。従つて、これは圧力センサで普通出
会う主な故障を除く。共振子の周波数はもちろん
温度に依存してそのように変化する。しかしなが
ら、この温度効果は35.10^-9／℃程度にすぎない。
この有害な温度効果は、従つてもしひずみを受け
た共振素子の感度と関係付けられるならば、無視
できる。

第６図は、圧力センサ中の、第１図に示した検
知素子のアセンブリを縦断面図で示す。薄い板
は、こゝでは例えば20mmの直径を持つ円板であ
る。

圧力測定用センサは、底部３２および頂部３４
から成るケースを備える。検知素子２の薄い板４
の周辺はケースの底部３２と頂部３４の間で防水
性態様で緊着される。ガスケツト例えばＯリング
３６および３８は所要の防水性を呈し得る。薄い
板４はケース内側を第１室４０（この中に高真空
が維持される）と第２室４２（これはダクト４４
を介して、囲んだ空間と連なり、この空間内の圧
力を測定しようとするものである）に分ける。底
部３２に通路４６が形成され、この通路４６に絶
縁性かつ防水性のパツキン４８が挿入され、この
パツキン４８を通して、共振子６を励振するため
の電極へ接続された１組の導体５０が延び出る。
ケースの外側で導体５０は処理・給電回路５２へ
接続され、この処理・給電回路５２は圧力の値を
表示するための表示手段５４を制御する。そのよ
うな圧力センサでは、板４は、その自由端が測定
されなければならない圧力をうけ、その他面（共
振子６が取り付けられた）が第１室４０に対面す
る。第２室４２中の圧力は板４を変形させ、これ
によりひずみを共振子６に加えさせる。前述した
ように、圧力によつて生じられた共振子の共振子
周波数の変化を測定することにより第２室４２中
で優勢な絶対圧力を直線的に得ることが可能であ
る。

相対圧力を測定するためには、第１室４０を雰
囲気圧力に曝すだけで充分である。検知素子の構
成は第５図に示した通りでなければならない。

第７図は処理・給電回路５２のために可能な設
計例を示す。ケースすなわちその底部３２および
頂部３４からの導体５０は慣用のドライブ回路６
０の入力端子へ接続されている。このドライブ回
路６０は、ケースの頂部３４中で優勢な圧力に応
答して共振子が振動する周波数に相当する周波数
f_Mの信号を出力端子に供給する。ドライブ回路６
０の出力端子はANDゲート６２の一方の入力端
子へ接続され、ANDゲート６２の出力端子はカ
ウンタ６４のクロツク入力端子CKへ接続されて
いる。処理・給電回路５２は信号発生器６６も備
え、この信号発生器６６は例えば100ミリ秒の持
続時間および１秒の周期を持つ信号を発生する。
信号発生器６６の出力端子６６ａはANDゲート
６２の他方の入力端子および検出回路６８の入力
端子へ接続されている。検出回路６８は、信号発
生器６６から受ける信号中の立下りを検出する毎
にパルスを出力端子６８ａに供給する。カウンタ
６４の出力信号（カウンタの状態を表わす）は、
エネーブル入力端子E_oを持つラツチ７０の入力
端子へ印加される。検出回路６８の出力端子６８
ａは一対のインバータ７２および７４（これらは
例えば10マイクロ秒程度の遅延を導入するのに役
立つ）を介して点Ｄへ接続される。この点Ｄは、
一対のインバータ７６および７８（矢張り遅延を
導入するのに役立つ）を介してカウンタ６４のゼ
ロ・リセツト入力端子CLへ接続されかつラツチ
７０のエネーブル入力端子E_oへ接続される。ラ
ツチ７０の出力信号は、パラメータを導入するた
めの手段８２が設けられた計算回路８０の入力端
子へ印加される。計算回路８０の出力信号は復号
回路８４へ供給され、次にこの復号回路８４は表
示手段５４を制御する。

処理・給電回路５２の動作は以上の説明から明
らかである。ドライブ回路６０からの周波数f_Mの
信号のパルスは、信号発生器６６による周期性信
号の供給中カウンタ６４をインクリメントする。
信号発生器６６によつて供給された各信号の終り
に、検出回路６８は、ラツチ７０のエネーブル入
力端子E_oへ印加されるパルスを供給する。カウ
ンタ６４の内容は従つてラツチ７０へ転送され、
その時にカウンタ６４はそのゼロリセツト入力端
子CLを介してゼロまでリセツトされる。ラツチ
７０は、従つて、信号発生器６６からの信号の供
給中すなわち例えば100ミリ秒の間周波数f_Mの信
号のパルスの数を表わす数を２進数で含む。この
数は計算回路８０によつて処理されて圧力を直接
表わす数となる。周波数f_Mと圧力の関係が装置の
動作範囲内で直線性であるので、計算回路は簡単
である。計算回路は、装置の較正に相当する所定
の数を減算しかつ得られた数を、圧力を表示すべ
き精度に依存する一定の係数で割るためだけに役
立つ。この種の動作は、絶対圧力が測定されてい
る場合に相当する。圧力の値は常に正である。相
対圧力が測定されている時には、被測定圧力が正
と負のどちらでも良い。すなわち値df／ｆは正でも良いし負でも良い。その時には、計算回路８０
に、必要な符号判別を行える手段を含ませる必要
がある。この手段が復号回路８４に符号に関する
情報を供給することも必要である。

この発明に係る検知素子を使用する圧力センサ
は、特に温度の影響を除く必要が無いので、その
構造が非常に簡単なことは明らかである。

検知素子は、負荷された部分のベンデイングま
たは変形に相当する機械的なひずみを測定するに
も役立ち得る。これに関連して検知素子は、スト
レス・ゲージとして一般に知られているものに置
き換わる。これは、支持体すなわち薄い板が粘着
性物質によつてテスト片の一面へ緊着されること
を意味する。異なる熱膨張係数によつて生じられ
る問題を避けるために、支持体はテスト片と同一
の熱膨張係数を持たなければならない。最も簡単
な解決策はテスト片と同じ材質で支持体すなわち
薄い板を作ることである。既に例示した材料は、
普通の物質（鋼、鋳造鉄など）が適当であること
を示す。

その上、支持体の厚さは、測定しようとする物
理的な大きさおよびその値にもちろん左右され
る。支持体を形成する板の厚さは100〜2000ミク
ロンが好都合である。

第１図に示した共振子以外の共振子も、検知素
子を作る際に使用できる。例えば第１０図は検知
素子に適する別な共振子を示す。この共振子は例
えば石英で作つたバー１００から成り、このバー
１００はその両端でフレーム１０２に固着されて
いる。バー１００およびフレーム１０２は、こゝ
では普通の石英板をエツチングすることで作られ
る。バー１００の半分１００ａが圧縮しかつ同時
に他の半分１００ｂが伸長するようにバー１００
は励振される。このためにバー１００のフランク
１０３および１０４に電極が設けられる。すなわ
ちバー１００の半分１００ａに電極１０６および
１０６′が設けられ、そして他の半分１００ｂに
電極１０８および１０８′が設けられる。電極１
０６と１０８′はバー１００の底面に被着した金
属部１１０によつて互に接続されかつ端子１１２
に接続されている。電極１０６′と１０８はバー
の頂面に被着した金属部１１４によつて互に接続
されかつ端子１１６に接続されている。共振子は
板４へ緊着されかつ上述したようにその熱膨張係
数が板４の熱膨張係数と同一であるように切断さ
れる。第１０図に示した検知素子は、第１図に示
し検知素子に第５図のようなカバーを付けたのと
同様に、カバーを付けることができる。このため
にカバーは粘着性物質によつてフレーム１０２の
頂面へ防水緊着され、フレーム１０２の底面は矢
張り粘着性物質によつて板４へ緊着される。

圧力を測定しようとする媒体に接する板４は、
もちろん、この媒体と両立し得る材料で作られな
ければならない。特に、必要な時に、腐食に耐え
れるべきである。薄い板４用として共振子と同じ
仕方で切断された石英板を使用することによつて
この状態を満足することが常に可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る検知素子の一実施例を
示す簡単化した斜視図、第２図は第１図に示した
検知素子に使用される共振子の平面図、第３図は
第１図および第２図の共振子のための切断角Θを
示す斜視図、第４図は第３図に示した切断角Θの
関数としての石英の反転温度の変化を示すグラフ
図、第５図は第１図に示した検知素子の変形例の
縦断面図、第６図は絶対圧力を測定するためにこ
の発明に係る検知素子を使用する圧力センサの一
部断面図、第７図は圧力を表示するために第６図
に示した共振子の出力信号を処理するのに使用さ
れる電子回路のブロツク図、第８図は第１図に示
したような検知素子に加えた力従つてひずみの関
数としての周波数の変化を示すグラフ図、第９図
は慣用の検知素子において周波数の変化に温度が
どのように影響するかを示すグラフ図、第１０図
はこの発明に係る検知素子に使用するための変形
例の共振子を示す平面図である。２……検知素子、４……支持体としての薄い
板、６……共振子、２０ａと２０′ａと２０ｂと
２０′ｂと２２ａと２２′ａと２２ｂと２２′ｂと
２４ａと２４′ａと２４ｂと２４′ｂと１０６と１
０６′と１０８と１０８′……電極、A₁とB₁……
ベース、１０……中央スロツト、C₁とC₂と１０
０……バー、１４と１０２……フレーム、３０…
…カバー、３２……ケースの底部、３４……ケー
スの頂部、４０……第１室、４２……第２室、５
２……処理・給電回路、４４……ダクト。

Claims

【特許請求の範囲】１電極が設けられた細長い圧電物質製共振子
と、熱膨張係数αを有する、前記共振子に対する支
持体と、該共振子を該支持体に緊着するための緊着手段
と、を備えたひずみセンサ用検知素子において、前記支持体はひずみを受けるように構成されて
おり、前記緊着手段は該ひずみを共振子にその長さ方
向で伝達するように構成されており、共振子はその長さ方向の熱膨張係数が実質的に
前記支持体の熱膨張係数αと等しいように圧電物
質から切断されていることを特徴とするひずみセ
ンサ用検知素子。２共振子は、実質的に長方形をしており、かつ
前記共振子の各端部にベースを定めるために前記
長方形の長さよりも短い長さを持つ縦長の中央ス
ロツトが形成され、両方のベースが前記中央スロ
ツトによつて分けられた２つの平行バーによつて
接続され、基本屈曲モードに応じて前記バーを振
動させるように電極が配置される特許請求の範囲
第１項記載のひずみセンサ用検知素子。３緊着手段は、共振子を囲むフレームを含み、
かつ前記ベースに接続され、前記支持体に緊着さ
れ、前記共振子および前記フレームは圧電物質で
作つた共通の板から切り出されている特許請求の
範囲第２項記載のひずみセンサ用検知素子。４共振子は長方形バーの形態をしており、緊着
手段は前記バーを囲むフレームを含み、かつ該バ
ーの端部に接続され、前記支持体に緊張され、前
記電極は前記バーの一方の半部を長くすると同時
に他方の半部を短かくするように構成されてお
り、前記バーおよび前記フレームは圧電物質で作
つた共通の板から切り出される特許請求の範囲第
１項記載のひずみセンサ用検知素子。５圧電物質は石英であり、支持体の熱膨張係数
αは7.5〜13.7ppm／℃の範囲にある特許請求の
範囲第１項記載のひずみセンサ用検知素子。６共振子の主面は、石英のＺ軸と角θをなす軸
Z′と直角であり、前記角θは関係 cos²θ＝α−7.5／13.7−7.5 によつて定められ、前記αがppm／℃で表わされ
る特許請求の範囲第５項記載のひずみセンサ用検
知素子。７ αが13〜13.7ppm／℃の範囲内にある特許請
求の範囲第６項記載のひずみセンサ用検知素子。８電極が設けられた細長い圧電物質製共振子
と、熱膨張係数αを有する、前記共振子に対する支
持体と、該共振子を該支持体に緊着するための緊着手段
と、を備えたひずみセンサ用検知素子であつて、前記支持体はひずみを受けるように構成されて
おり、前記緊着手段は該ひずみを共振子にその長さ方
向で伝達するように構成されており、共振子はその長さ方向の熱膨張係数が実質的に
前記支持体の熱膨張係数と等しいように圧電物質
から切断されているひずみセンサ用検知素子にお
いて、前記共振子と実質的に同じ熱膨張係数を有する
カバーを備え、該カバーはその端部により防水態
様でフレームに緊着されており、該フレームは防
水態様で前記支持体に緊張されており、前記カバ
ー、前記フレームおよび前記支持体の一部により
形成される空間はその中に前記共振子を収容して
排気されていることを特徴とするひずみセンサ用
検知素子。