JPH03259749A - 圧電型加速度センサ - Google Patents

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」 この発明は膜状圧電体を用いた圧電型加速度センサに係
り、特に焦電効果によるノイズ出力を低減したものに関
する。

「従来の技術」 圧電型加速度センサには、材料によって大別すれば、無
機・セラミックスの圧電体を加速度感知部に用いたもの
と、ポリマ系の圧電体を用いたものがある。

無機・セラミックス系のセンサは、精度か良く、使用可
能温度範囲が広い等の利点があるが、衝撃によって破壊
しやすく、小型化しにくい等の問題がある。これは、チ
タン酸ノルコン酸塩系セラミッり圧電体による加速度セ
ンサを例にして考えるに、感知部を焼結によって成形す
るために小型化が困難であるとともに、感知部の物性と
しての脆さが耐衝撃性を損なっていると考えられる。

〜方、ポリマ系のセンサは、公開された特許公報や一般
に市販されているセンサによれば、圧電性ポリマのシー
トのみならず、無機・セラミックス系圧電体の粉体をポ
リマ中に分散させた混和物のシートを用いたものであっ
て、耐衝撃性は改善されているが、必ずしも小型ではな
く、測定可能な周波数帯域が狭く、クロストークが悪く
、正味の出力感度が低い等の問題がある。

なお、面述した加速度センサの一例として、特開昭５６
−１０２５８号公報に開示されたものが知られている。

この加速度センサは第１８図に示すように、圧電ポリマ
製の振動膜ｌをその周縁部で環状の枠体２に固定し、振
動膜Ｉの中心部の両面に慣性質量と（２て機能する荷重
体３を設（〕、枠体２を台座４に固定してなるものであ
る。

ところが、この構造の加速度センサにおいても、ポリマ
製の振動膜１の周辺を固定した振動膜構造であり、ポリ
マの弾性率が低いことに起因し、感知軸Ｇに直行する方
向の加速度も検出してしまうために、前述のようなりロ
ストークの問題などを生じる欠点がある。

−１−述のように圧電型加速度センサの性能は、圧電体
の材質およびセンサの構造と深くかかわっていると考え
られる。

そこで本発明者らは、以」二のような従来のセンサの欠
点を解消するために、被測定物に剛に取り付けられる台
座と、この台座の感知軸に垂直な測定面に固着された膜
状圧電体と、この膜状圧電体」−に固着され、慣性質量
部として作用する剛体からなる荷重体を具備したことを
特徴とするセンサを案出し、先に特願平］−１１３２５
５号として特許出願している。

かかるセンサは、構造が極めて簡弔であり、感知軸方向
に直交する方向の加速度が加わった時のノイズ出力が極
めて小さく、しかも、測定可能な周波数帯域が広いなど
の利点を有している。

「発明が解決しようとする課題」 し２かしながら、この新しいタイプのセンサにおいても
以４τのような不都合の解決が必要であった。。

前記構造のセンサは、温度の変動によって膜状圧電体に
部分的に温度変化を生じると、この温度分布に起因する
焦電効果によって余分な電気出力を生じ、これがノイズ
出力となるので、周囲の温度変化が激（２い場所での使
用は困難であ−た。

また、焦電効果によるノイズ出力は、周波数成分ど（７
ては低周波数側にあるので、バイパスフィルタを使用す
ることによ−、てカットすることもできろか、そうする
と、低周波数側の加速度も測定できなくム゛ろという不
都合かあった。

そこで、本発明者らは、この焦電効果によろノイズ出力
低減策として、特願平］、−１９０８２４号、および、
特願平］　−、２２９８０７号において特Ｊ′１出願を
行っている。

これらの特許出願においては、分極方向が互Ｌ）に逆方
向の膜状圧電体を積層してなるバイモルフニー、レメン
）・を圧電体ブロック内に組み込み、膜状圧電体の厚さ
方向の温度変化を生じた場合、分極方向の異なる膜状圧
電体どうしの士の余分な起電力を打ち消すことによって
焦電効果によるノイズ出力の問題を解消したものであっ
た。

ところか、前記構造の加速度センサは、圧電体内部の温
度分布、例えば、検知部のどちらか−・面側から熱伝導
によって温度変化を生じた場合は有効であるが、設置雰
囲気全体の急激な温度変化に対しては効果が期待できな
い。よって、現状では、加速度センサのパッケージ等で
頑強に熱絶縁を施し、一方向のみからの熱伝達によって
のり検知部の温度変化が生じるように設計し、製造する
必要があった。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、焦
電効果によるノイズ出力を低減することができ、温度変
化の激しい環境において使用することができろ圧電型加
速度センサを提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 請求項■に記載の発明は前記課題を解決するために、被
測定物に剛に取り（＝ｌ−１：］られる台座と、この台
座の測定面に固着され電極を備えた膜状圧電体と、航記
膜状圧電体上に固着され慣性質量部として作用する剛体
からなる荷重体とを有する検知部を備え、前記検知部の
側方に検知部に近接させて前記膜状圧電体と同−材料製
で同一厚さの膜状圧電体からなる補償用圧電体を設け、
前記膜状圧電体の出力と補償用圧電体の出力をそれぞれ
インピーダンス変換して両者の出力差をセンサ出力とす
るインピーダンス変換回路を備えてなるものである。

請求項２に記載の発明は前記課題を解決するために、検
知部の膜状圧電体電気出力用インピーダンス変換回路と
補償用圧電体電気出力用インピーダンス変換回路とを具
備し、検知部用インピーダンス変換回路の利得を９Δ、
補償用圧電体用インピーダンス変換回路の利得をｇＢ、
検知部の膜状圧電体の圧電定数をｄΔ、厚さをｔΔ、補
償用圧電体の圧電定数をｄ＋３、厚さをｔＢとした場合
、０．９５ｙＢｄ＋：＋　ｔ＋３≦９ＡｄΔＬΔ≦］、
、０５９ＢｄＢｔＢなる関係を有することを特徴とする
ものである。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図と第２図は、この発明のセンサの一例を示すもの
で、基板ＩＯ上に、台座１１と膜状圧電体Ｉ３と荷重体
１４が積層されて検知部ハが構成されている。

前記台座１１はセンサの基体をなし、被測定物に基板１
０を介して剛に取りトｊけられるもので、十分な剛性を
有する材料、例えば、鋼、黄銅、アルミニウムなどから
作られている。また、台座ＩＩをなす飼料の弾性率（Ｊ
後述の膜状圧電体のそれ以−にとされ、台座１１の厚さ
は膜状圧電体の数倍であることが望ましい。この例の台
座ＩＩは板状に形成されているが、台座Ｉｆの形状はこ
れに限られるものではなく、直方体状、円柱状などの形
状でもよい。

この台座１１の一つの表面（」−面）は、平坦かつ平滑
な測定面となっている。この測定面は、このセンサの加
速度の感知軸Ｇに対して正確に垂直とされた垂直面であ
る必要がある。

ア この台座ＩＩの測定面」二には接着層を介して膜状圧電
体Ｉ３が台座１．１に対して一体に強固に固着されてい
る。

この実施例の膜状圧電体Ｉ３は、圧電性を有する材料か
らなる厚さ１０〜２００μｍのフィルム状のものであっ
て、その厚さが十分に均一でかっ全体が十分に均質なも
のが用いられる。圧電性を有する材料としては、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニ
ル、ポリ塩化ビニル、ナイロン１１やポリメタフェニレ
ンイソフタラミドなどのナイロン、テトラフロロエチレ
ン、トリフロロエチレン、フッ化ビニルなどとフッ化ビ
ニリデンとの共重合体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、安息香酸ビニルなどとソアン化ビニリデンとの共重
合体、ポリフッ化ビニリデンとポリカーボネイトとのブ
レンドポリマー、ポリフッ化ビニリデンとポリフッ化ビ
ニルとのブレンドポリマー等のポリマー系のほかに、チ
タン酸金属塩、チタン酸ジルコン酸金属塩等の圧電材料
の粉末をポリマーに添加、分散したものなどが用いられ
る。

この膜状圧電体１３の上面（表面）と下面（裏面）には
、電気出力取出用のアルミニウム箔などからなる電極層
が設置られている。そして、この膜状圧電体Ｉ３と台座
１１との固着は、エボギシ系接着剤などの硬化型の接着
剤を用いて行イつれる。

このような膜状圧電体１３の上には、慣性質量部として
機能する剛体からなる荷重体Ｉ４が接着層を介して一体
に固着されている。この荷重体１４は加速度を受けて変
位し膜状圧電体１３に歪みまたは応ツノを生ぜしめるも
ので、その重量はセンサの単位加速度当たりの電気的出
力に関係するため、特に限定されることはないが、膜状
圧電体Ｉ３にクリープを生じせしめない範囲とされる。

荷重体１４と膜状圧電体Ｉ３の固着は、台座１１と膜状
圧電体１３の固着と同様である。なお、この実施例の荷
重体１４は、」二部荷重体１４ａと下部荷重体＋４ｂと
からなる２重構造になっているが、一体構造でも差し支
えない。

一方、基板ＩＯのＦ而であって検知部Ａの台座１１の側
方には、前記膜状圧電体１３と同−相月てあって、同一
厚さの膜状圧電体からなる補償用圧電体１５が接着され
ている。この補償用圧電体１５を固着する位置は、検知
部になるべく近い部分であることが好ましく、できれば
５ｍｍ以内が好ましい。

第２図は、膜状圧電体１３と補償用圧電体Ｉ５からの電
気出力を得るための回路の一例を示すもので、この回路
は、膜状圧電体１３の出力と補償用圧電体１５の出力を
それぞれインピーダンス変換して両前の出力の差を出力
するためのものである。即ち、膜状圧電体１３の一方の
電極を引き出し線１６によって出力用のＦ　Ｅ　Ｔ　Ｉ
　７のゲー）・に接続するとともに、補償用圧電体Ｉ５
の−・方の電極を引き出し線１８によって出力用のＦＥ
Ｔｌ９のゲートに接続し、出力用１）ＥＴＩ７，１９は
各々）・レイン接地としてインピーダンス変換回路とし
たもので、引き出し線２０．２１によって円圧電体の出
力差が取り出されるようになっている。

Ｇお、２２．２３はＰ　Ｅ　Ｔ用の電源電圧線、２４２
５（Ｊ抵抗を示している。

一方、前記膜状圧電体Ｉ３にあっては、その平面形状が
クロスト−りを低減する上で重要である。

この発明にお（〕るクロスト−りとは、センサの感知輔
Ｇ方向の加速度を受けた時の出力Ｐ１と、感知軸Ｇに直
交する方向の加速度を受けた時の出力Ｐ２との比Ｐ、／
Ｉ）、で表されるものである。

まず、膜状圧電体１３の平面形状が、台座１１の測定面
に平行な面において感知軸Ｇを対称の中心とする点対称
でなければならない。第１図に示す例では長方形となっ
ているが、これ以外に」−記条件を満たず平面形状とし
ては、例えば第３図ないし第８図に示すようなものがあ
る。第３図は平行四辺形、第４図は円形、第５図は楕円
、第６図は正六角形、第７図はへ角形、第８図は円環形
である。これらの図において符号Ｇ　Ｌｌいずれも感知
軸Ｇを示す。これらの平面形状はすべて感知軸Ｇを対称
の中心とする点対称となっている。勿論、これら以外の
平面形状でも上記条件を満たせば採用可能である。

また、前記荷重体Ｉ４については、その立体形１ 状がクロスト−りを低減するうえで重要である。

まず、荷重体１４の膜状圧電体１３と接１−ろ而（以下
、底面とごう。）は感知軸Ｇに対して正確に垂直であり
、かつ底面の平面形状が感知軸Ｇを対称の中心とする線
対称である必要がある。よって、この条件を満たす形状
としては先の膜状圧電体Ｉ３の平面形状と同様に例えば
第３図ないし第８図に示すものが採用できろ。ただし、
膜状圧電体１３と荷重体１４との組め合わせにおいて、
荷ｊＲ体１４の底面の平面形状と膜状圧電体Ｉ３の平面
形状とは必４″シも同一形状である必要はなく、例えば
膜状圧電体Ｉ３の平面形状が正方形で、荷重体Ｉ４の底
面の平面形状が円形の組み合わせであ−）でもよく、後
述するように感知軸Ｇを同じくすればかまイー）ない。

にた、同時に荷重体１４は、感知軸Ｇを通り、底面に垂
直な無数の平面で断面した時にすべての断面について感
知軸Ｇを対称軸とする線対称である必要がある。この線
対称の条件を満た４゛ものとＵ２ては、第９図ないし第
１５図に示すものがある。

２ 第９図に示したものは板状であり、第１０図のものは柱
状、第１１図は錐状、第１２図のものは球を平面で切り
取ったもの、第１３図のものは楕円体を平面で切り取っ
たもの、第１４図のものは柱状の内部に空間を形成した
もの、第１５図のものは柱体と板体とを組み合イつせた
ものである。これらの図において、符号Ｓは底面を示し
、Ｇは感知軸と一致する対称軸である。この線対称の条
件を満たず荷重体１４の重心は感知軸Ｇ上に位置するこ
七になる。

また、荷重体Ｉ４は、その全体が同質の飼料からなるも
のの他に、異なる月別からなる複合相で形成することも
できるが、この場合には、それぞれの月別が強固に固着
し、全体として剛体とみなしうるちのであることが必要
であり、それぞれが加速度を受（Ｊて別の変位を起こす
ものであってはならない。

そして、このような条件、すなわち対称性を有する荷重
体１４はその対称軸を膜状圧電体１３の対称中心に一致
させて、言い換えれば感知軸Ｇ上に膜状圧電体１３の対
称中心と荷重体１４の対称軸とを一致させて配置され、
固着されている。

次に萌記加速度センザの作用について説明する。

前記構成のセンサは台座１１を基板１０を介して被測定
物に取りイ＝ｆ　Ｃ１で用いられ、その感知軸Ｇ方向に
加速度が作用すると、荷重体１４が膜状圧電体１３に加
速度に応じた荷重を負荷し、この負荷に応した歪の発生
に基づいて膜状圧電体１３の表面側の電極と裏面側の電
極に電位差を生じる。

ここで、膜状圧電体Ｉ３は、加速度検知部Ａにあり、」
−に荷重体１４を有しているので、加速度に応じた電位
差が得られるが、補償用圧電体１５には荷重が乗ってい
ないので、加速度を与えても電位差を生じろことはない
。従って加速度に応じた電位差を測定することにより加
速度の大きさを測定することができる。

しかし、加速度センサの設置環境において、加速度を勾
えなくとも、急激な温度変化を与えると、焦電効果によ
って膜状圧電体１３と補償用圧電体１５の双方に出力を
生じる。

この上うな焦電効果が生じた際のインピーダンス変換後
の各圧電体■３からの出力（ＶＡ）と圧電体１５からの
出力（ＶＢ）は、膜状圧電体Ｉ３の圧電定数をｄＡ　、
厚さをｔＡ、回路の利得を７八とし、補償用圧電体Ｉ５
の圧電定数をｄｎ、厚さをｔＢ、回路の利得を９Ｂとす
ると、それぞれ、ＶＡ　＝に−ｄＡ−ｔΔ−９Ａ　　　
　（Ｋ　定数）Ｖ　Ｂ＝に−ｄＢ−ｔＢ−ｇＢ で表される。従って、 ０．９５９　Ｂｄ　Ｂ　ｔ　Ｂ≦ｇＡｄＡｔＡ≦１．．
０５ｇＢｄＢｔＢなる関係が成立していれば、焦電効果
による出力は、従来より９５％以」二減少することにな
る。

ただし、以トの説明は、圧電体］　３．１５が同様の温
度変化を受けた場合に適用できることであるので、圧電
体１３．１５は同一空間内（同一パッケージ内など）に
、しかも、近接させた距離（好ましくは５ｍｍ以内）に
設置することが望ましい。従って例えば、同一圧電体の
電極を２分割し、片方に荷重体を載せ、他方に荷重体を
載せないで補償用圧電体として構成することも可能であ
る。

５ 一方、焦電効果と加速度が両方作用した場合の前記構成
のセンサ全体の出力（Ｖｏｕｔ）ｉｌ、ｌ、検知部への
出力をＶΔ′とすると、 Ｖｏｕｔ＝ＶＡ　−ＶＢ ｖ７ｔ、　　＝Ｖｇ　　＋Ｖ、Ａ （Ｖｇ；加速度による圧電体Ｉ３の出力）（ＶＡ　：焦
電効果による圧電体１３の出力）で表される。

従って、従来に比べ、焦電出力は、 （ＶＡ　−Ｖ　Ｂ）／ＶＡ　Ｉ　Ｘ　Ｉ　００　≦５　
　（％）までに減少する。

また、第２図に示す電気回路からの出力（Ｖ　ｏｕｔ）
は差動型なので、それぞれのインピーダンス変換部のオ
フセットも打ち消し合うので、見掛（）」二オフセット
電圧を減少させることができる利点がある。

一方、以上の構成のセンサにあっては、台座１１と膜状
圧電体１３と荷重体１４とを単に積層したものであり、
圧電体１３に形成する電極層も一般の成膜プロセスなど
を適用できるので、構造が６ 簡単で製造が容易となり、小型化も可能となる。

また、膜状圧電体１３の平面形状が感知軸Ｇを対称中心
とする点対称であり、荷重体Ｉ４の底面の平面形状が感
知軸Ｇを対称中心とする点対称であり、同時に荷重体１
４の立体形状が感知軸Ｇを通る平面においてずべて感知
軸Ｇを対称軸とする線対称であるので、クロストークが
微かである。

一般に、センサにその感知軸方向以外の方向の加速度が
加わった場合、ベク）・生分解の法則によって感知軸に
直交する少なくとも二つ方向の成分と感知軸方向の成分
とに分けられる。この感知軸に直交する方向の成分は、
荷重体１４の重心に作用し、重心を中心とする曲げモー
メントが荷重体１４に働くことになる。このため、膜状
圧電体１３の−・部には圧縮力が作用し、残部には引張
力が作用することになる。膜状圧電体１３には、圧縮力
と引張力とで反対符号の電荷を生じ、膜状圧電体１３の
電極から生じる電位に差異を生じるが、前記反対符号の
電荷量が等し１：ｌれば、発生する電位（Ｊ変動しない
。

したがって、膜状圧電体１３に互いに大きさが等しい圧
縮力と引張力とが作用ずれば、膜状圧電体Ｉ３からの出
力変動はゼロになり、感知軸方向以外の方向の加速度を
検出しなくなる。

この発明では、膜状圧電体Ｉ３および荷重体Ｉ４のそれ
ぞれの形状に、上述のような対称性を持たせていること
から、感知軸Ｇ方向以外の加速度が加わっても膜状圧電
体Ｉ３には等しい大きさの圧縮力と引張力とが作用する
ことになって、膜状圧電体１３からの出力変動がなく、
クロストークが極めて小さいものとなる。このようにク
ロストークを少なくするには、分割電極を感知軸Ｇを対
称の中心とする点対称配置することが好ましい。

また、このセンサは、その測定可能周波数の上限が高く
、測定可能周波数帯域が広いものとなる。

この種のセンサの測定可能周波数の上限はセンサの共振
周波数によって定まる。この発明でのセンサの共振周波
数は、その構造から台座ＩＩと荷重体１４との間に存在
するもの、ずなわち膜状圧電体Ｉ３、接着層、電極層の
弾性率を荷重体１４の質量で除した値に比例するため、
従来の振動模型のセンサの共振周波数に比べて２桁以上
高くなり、キロヘルツオーダーとなる。ただし、接着層
の弾性率が低くなると共振周波数が低下するので、留意
すべきである。

このため、膜状圧電体■３と台座１１および荷重体１４
との固着に接着剤を用いるものでは、接着剤層の弾性率
をＥＡ、厚さをｔＡとし、膜状圧電体１３の弾性率をＥ
ｐ１厚さをｔｐとしたとき、次の式で表される関係を高
定する必要がある。

（ＥＡ／ｌΔ）　／（Ｅｐ／ｌ　ｐ）≧０．１この式の
意味するところは、加速度によって荷重体Ｉ４に生じた
力が接着層によって吸収緩和されることなく膜状圧電体
１３に伝わるための条件であり、上式の値が０１未満と
なると接着層による吸収緩和が無視できなくなり、上述
のよ・うに共振周波数が低下し、測定可能周波数帯域を
狭めることなる。

なお、上式における接着層の厚さは、台座ＩＩと荷重体
Ｉ４との間の存在するすべての接着層の９ 厚さの合計を言う。また、接着剤の種類が異なり、弾性
率も異なる場合には、それぞれの接着層での弾性率と厚
ざの比を求め、これを合計して上式に代入ずればよい。

したがって、接着剤としてはエポキン系、フェノール系
、ノアノアクリレート系などの硬化型で、弾性率の高い
ものを選択すべきであり、ゴム系などの粘着型は不適切
である。また、導電性接着剤を用いることもできる。

なお、前記実施例においては、膜状圧電体１３として単
層のものを用いたが、膜状圧電体１３は多層構造のもの
でも差し支えない。また、第１６図に示すように、極性
の異なる膜状圧電体３０３１を中間電極３２を介して積
層し、積層された膜状圧電体３０．３１の上下両面に端
部電極３３ヲ形成してなるバイモルフエレメント３５を
形成して、膜状圧電体１３の代わりにこのバイモルフエ
レメント３５を用いてム良い。

「実施例」 第１図に示す構成の加速度センサにおいて、膜０ 状圧電体の圧電フィルムとして、厚さ１１０μｍ１縦５
　ｍｍ、　横５　ｍｍのＰ　Ｖ　Ｄ　Ｐ圧電フィルムを
用いた。

この圧電フィルムの」三下両面に（Ｊ、Ｃｕ／Ｎｉ電極
が形成されている。また、台座として、ＦＲＰ製の厚さ
］、５ｍｍ、縦５　ｍｍ、横５ｍｍのものを用いるとと
もに、荷重体として、Ｆ　ＲＰ製の荷重体（前記台座と
同一寸法）と真ちゅう製の厚さ４ｍｍ、縦５ｍｍ、横５
ｍｍのものを用いた。

一方、補償用圧電体として、厚さ１１０メｚｍ。

縦２ｍｍ、横２　ｍｍ（７）　Ｐ　Ｖ　Ｄ　Ｆ圧電フィ
ルムを用いた。

この圧電フィルムの上下両面には、Ｃｕ／Ｎｉ電極が形
成されている。また、出力用１”ＥＴの電源電圧を９Ｖ
に設定し、検知部と補償用圧電体との距離を１ｍｍとし
た。

前記膜状圧電体と補償用圧電体の電極から引き出した出
力線を第２図に示すような電気回路に接続してなる加速
度センサを構成し、後述する試験に供した。なお、この
加速度センサにおいては、ｄΔＬΔ９ｐ、＝０．９８ｄ
ｓｔＢ＠Ｂなる関係が得られている。

［比較例１１ 膜状圧電体と台座と荷重体について前記実施例１に使用
したものと同等のものを使用し、膜状圧電体を第１７図
に示す回路に接続して構成した加速度センサを構成し、
後述する試験に供した。第１７図に示す電気回路は、実
施例１の加速度センサの構成において、補償用圧電体と
補償用圧電体のインピーダンス変換回路とを省略した構
成のものである。なお、この加速度センサにおいては、
ｄΔｔＡ’ｉＡ＝　Ｉ　、２０ｄｓｔＢｇＢなる関係が
得られている。

［比較例２」 膜状圧電体として、厚さ５５μｍ、縦５　ｍｍ、横５ｍ
ｍのＰＶＤＦ圧電フィルムを２枚積層したバイモルフエ
レメントを使用し、その他の構成は比較例１と同等のセ
ンサを構成し、試験に供した。

以上の実施例および比較例１．２の各加速度センサにつ
いて、加振周波数８０　Ｔ−１ｚ、加速度ＩＧの正弦波
連続加振試験を行い、試験雰囲気温度を以下の第１表の
よ・うに変化させた場合の出力について、室温での出力
を１とした場合の相対値を測定した。なお、第１表に示
す試験温度は、２０°Ｃ（室温）から１分間加熱して７
０℃まで温度上昇させた後、７０℃で１分間保持し、そ
の後室温で徐冷した場合の時間毎の温度を示している。

第　　１　　表 第１表に示す結果から、急激な温度変化を受けた場合、
本発明の加速度センサは比較例１．２の加速度センサよ
りも出力の誤差が少ないことが明３ らかになり、焦電効果によるノイズ出力を大幅に低減で
きろことが明らかになった。

「発明の効果」 以上説明したように請求項１に記載した発明は、加速度
を検出する膜状圧電体の他に補償用圧電体を検出部近傍
に備え、両者の出力をインピーダンス変換（〜で出力差
をセンサ出力とすることより加速度を検出できるように
したので、環境温度の急激な変化が生じても、焦電効果
によるノイズ出力を大幅に少なくすることができ、加速
度の測定精度を向」二させることができる。

また、この発明のセンサは台座と膜状圧電体と荷重体を
積層して固着したものであるので、構造が簡単で小型化
も容易にてきる。更に、クロストークが極めて少なく、
測定１丁能周波数帯域が広く、測定用途に合致した設計
が容易で設計の自由度が大きいなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は斜視図、第２図は回路図、第３図な４ いし第８図はそれぞれ膜状圧電体の平面形状の変形例を
示す図、第９図ないし第１５図はそれぞれ荷重体の断面
形状の変形例を示す図、第１６図はバイモルフエレメン
トを示す断面図、第１７図は比較例１の加速度センサの
電気回路を示す図、第１８図は従来の加速度センサを示
す断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物に剛に取り付けられる台座と、この台座
   の測定面に固着され電極を備えた膜状圧電体と、前記膜
   状圧電体上に固着され慣性質量部として作用する剛体か
   らなる荷重体とを有する検知部を備え、前記検知部の側
   方に検知部に近接させて前記膜状圧電体と同一材料製で
   同一厚さの膜状圧電体からなる補償用圧電体を設け、前
   記膜状圧電体の出力と補償用圧電体の出力をそれぞれイ
   ンピーダンス変換して両者の出力差をセンサ出力とする
   インピーダンス変換回路を備えてなることを特徴とする
   圧電型加速度センサ。
2. （２）検知部の膜状圧電体電気出力用のインピーダンス
   変換回路と、補償用圧電体電気出力用のインピーダンス
   変換回路とを具備し、検知部用インピーダンス変換回路
   の利得をｇ＿Ａ、補償用圧電体用インピーダンス変換回
   路の利得をｇ＿Ｂ、検知部の膜状圧電体の圧電定数をｄ
   ＿Ａ、厚さをｔ＿Ａ、補償用圧電体の圧電定数をｄ＿Ｂ
   、厚さをｔ＿Ｂとした場合、０．９５ｇ＿Ｂｄ＿Ｂｔ＿
   Ｂ≦ｇ＿Ａｄ＿Ａｔ＿Ａ≦１．０５＿ｇＢｄ＿Ｂｔ＿Ｂ
   なる関係を有することを特徴とする請求項１記載の圧電
   型加速度センサ。