JPH03267730A - 圧電型圧力センサ - Google Patents
圧電型圧力センサInfo
- Publication number
- JPH03267730A JPH03267730A JP6771890A JP6771890A JPH03267730A JP H03267730 A JPH03267730 A JP H03267730A JP 6771890 A JP6771890 A JP 6771890A JP 6771890 A JP6771890 A JP 6771890A JP H03267730 A JPH03267730 A JP H03267730A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- sensor
- piezoelectric
- piezoelectric element
- receiving surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (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。
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
本発明は内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の圧力検出に
適した圧力センサに関すム 従来の技術 応力を加えて電荷を発生する圧電効果を利用した圧電型
圧カセンサｃ友 従来よりよく用いられていも 特に
最近では内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の検出に適し
た圧力センサの開発が盛んであム 第４図に特開昭６３
−１０９３４２号公報に述べられている圧電型圧力セン
サの基本構成を示す。同図はセンサの縦断面図であり、
ここでは特に圧電素子にせん断応力を印加する構成のも
のを示している。センサ筐体４１内部に設置された圧電
素子４４は上部固定ネジ４５によって圧力伝達部材４３
を介して受圧面４２に押しつけられて固定及び予備応力
を与えられていも この予備応力は特に内燃機関のシリ
ンダ内燃焼圧力を計測する場合には負圧を計測するため
にも必要であム 受圧面４２に印加された圧力（友 電
気的にセンサ筐体と絶縁された圧力伝達部材４３を介し
て圧電素子４３の内周部に伝達されも ここで圧電素子
４４の上端部は上部固定ネジ４５にて外周部を固定され
ているた臥 圧電素子４４にせん断応力が発生する。こ
のせん断応力に応じた電荷が圧電素子４４の内外周に発
生し これを内外周面に構成した電極により電気信号と
して検出する構成となっていも 発明が解決しようとする課題 上記のような構成の圧電型圧力センサは構成が容易であ
るという利点はあった力（センサを供試体に取り付けた
ときに第５図に示すようにセンサ筐体にその締め付は力
に応じた引張り応力が発生し軸方向に歪が生じも この
た八 圧電素子を固定している予備応力が減少し圧電素
子と圧力伝達部材及び上部固定ネジとの接触が不安定に
なり、伝達圧力か不均一になったり圧力が伝達されなく
なりセンサ出力に変動を生じるという欠点があっ九 ま
た 予備応力の大きさによって圧電素子の圧電定数が若
干変動するためにセンサ出力にさらに悪影響を与えも
この様に従来例の様な構成のセンサではセンサを供試体
へ締め付けた時の力によって出力が変動し 信頼性が得
られなかった課題を解決するための手段 本発明では内部に圧電素子を有し この圧電素子の軸方
向に予備応力を与え かつ受圧面に印加された圧力を伝
達する様に構成されたセンサ筺体において、前記センサ
筺体の受圧面と反対側の開放端にセンサを供試体に取り
付けるための取付ネジ部を構成し 受圧面側先端から前
記取付ネジに至るセンサ筺体の外周表面を筒状とすａ
これによって取付ネジ部の軸方向歪が圧電素子に与えら
れた予備応力に影響しない構造としたものであ４作用 本発明は上述の構成によって、供試体ヘセンサを取り付
けた際に取付ネジ部に軸方向歪が生じた場合においてｋ
受圧面と圧電素子の上面を固定している部材との軸方
向の間隔は変化しなＬ〜 このた臥 圧電素子に安定し
た予備応力を与えることが可能となり、予備応力の変動
によるセンサ出力の変動を除去できも すなわ板 セン
サを供試体に取り付けた時の締め付は力にセンサ出力が
影響されない信頼性に優れた圧電型圧力センサを構成で
きる。
適した圧力センサに関すム 従来の技術 応力を加えて電荷を発生する圧電効果を利用した圧電型
圧カセンサｃ友 従来よりよく用いられていも 特に
最近では内燃機関のシリンダ内燃焼圧力等の検出に適し
た圧力センサの開発が盛んであム 第４図に特開昭６３
−１０９３４２号公報に述べられている圧電型圧力セン
サの基本構成を示す。同図はセンサの縦断面図であり、
ここでは特に圧電素子にせん断応力を印加する構成のも
のを示している。センサ筐体４１内部に設置された圧電
素子４４は上部固定ネジ４５によって圧力伝達部材４３
を介して受圧面４２に押しつけられて固定及び予備応力
を与えられていも この予備応力は特に内燃機関のシリ
ンダ内燃焼圧力を計測する場合には負圧を計測するため
にも必要であム 受圧面４２に印加された圧力（友 電
気的にセンサ筐体と絶縁された圧力伝達部材４３を介し
て圧電素子４３の内周部に伝達されも ここで圧電素子
４４の上端部は上部固定ネジ４５にて外周部を固定され
ているた臥 圧電素子４４にせん断応力が発生する。こ
のせん断応力に応じた電荷が圧電素子４４の内外周に発
生し これを内外周面に構成した電極により電気信号と
して検出する構成となっていも 発明が解決しようとする課題 上記のような構成の圧電型圧力センサは構成が容易であ
るという利点はあった力（センサを供試体に取り付けた
ときに第５図に示すようにセンサ筐体にその締め付は力
に応じた引張り応力が発生し軸方向に歪が生じも この
た八 圧電素子を固定している予備応力が減少し圧電素
子と圧力伝達部材及び上部固定ネジとの接触が不安定に
なり、伝達圧力か不均一になったり圧力が伝達されなく
なりセンサ出力に変動を生じるという欠点があっ九 ま
た 予備応力の大きさによって圧電素子の圧電定数が若
干変動するためにセンサ出力にさらに悪影響を与えも
この様に従来例の様な構成のセンサではセンサを供試体
へ締め付けた時の力によって出力が変動し 信頼性が得
られなかった課題を解決するための手段 本発明では内部に圧電素子を有し この圧電素子の軸方
向に予備応力を与え かつ受圧面に印加された圧力を伝
達する様に構成されたセンサ筺体において、前記センサ
筺体の受圧面と反対側の開放端にセンサを供試体に取り
付けるための取付ネジ部を構成し 受圧面側先端から前
記取付ネジに至るセンサ筺体の外周表面を筒状とすａ
これによって取付ネジ部の軸方向歪が圧電素子に与えら
れた予備応力に影響しない構造としたものであ４作用 本発明は上述の構成によって、供試体ヘセンサを取り付
けた際に取付ネジ部に軸方向歪が生じた場合においてｋ
受圧面と圧電素子の上面を固定している部材との軸方
向の間隔は変化しなＬ〜 このた臥 圧電素子に安定し
た予備応力を与えることが可能となり、予備応力の変動
によるセンサ出力の変動を除去できも すなわ板 セン
サを供試体に取り付けた時の締め付は力にセンサ出力が
影響されない信頼性に優れた圧電型圧力センサを構成で
きる。
実施例
以下添付図面を参照して本発明の一実施例について説明
すも 第１図は本実施例における圧電型圧力センサの断面図で
あも １１は取付ネジ服 １２はセンシング％ １３
は受圧献 １４は圧力伝達部味 １５は圧電素子、 １
６は上部固定ネジであムセンサ筺体には受圧面１３と反
対側の開放端にセンサを供試体に取り付けるための取付
ネジ部ｌｌが構成されており、センサを供試体に取り付
けた時に取付ネジ部１１に生じる軸方向歪によってセン
シング部１２が軸方向に歪まない構造となっていも 被測定領域内に受圧面１３が位置し 受圧面１３の内側
にはテフロン等の電気的絶縁物を介して圧力伝達部材１
４が接触していも また この圧力伝達部材１４はセラ
ミック材料等の絶縁体を使用しても良（℃ 圧力伝達部
材１４の受圧面と反対側に（よ 長さ方向に分極軸を有
し内外周面に電極を有する圧電素子１５が位置Ｌ その
内周部分を保持されていム さらく 圧電素子１５の圧
力伝達部材１４と反対側には上部固定ネジ１６が位置し
圧電素子１５の外周部分を保持していも この上部固定
ネジ１６の締め付は力によって圧電素子１５及び圧力伝
達部材１４を受圧面１３に押し付け、各部材の固定及び
圧電素子１５への予備応力を印加してい４ｔ＆ この
上部固定ネジ１６は圧電素子１５の外周に構成された電
極と電気的に導通しており、リード線取り出しの役目も
果たしていも 本実施例の圧電型圧力センサでは 被測定領域内に生じ
た圧力変動によって受圧面１３に印加された圧力は圧力
伝達部材１４によって圧電素子１５の内周部分に伝達さ
れも ここで、圧電素子１５は上部固定ネジ１６にその
外周部を固定されているために伝達された圧力によって
圧電素子１５内部にせん断応力が生じも このせん断応力に応じた電荷が圧電素子１５の内外周電
極部分に発生する構成となっていも第２図は本発明の第
二の実施例を示したちのて取付ネジ部２１の内周側に上
部固定ネジ２６を配置したものであも これによってセ
ンサをさらに小型化する事が可能であム 第３図は実際にセンサを供試体に取り付けた時の断面図
であり、センサ筺体はシール部材３３を介して供試体に
押し付けられて固定されていもこの様＆二 本発明の様
な構成の圧電型圧力センサで沫 従来例のようにセンサ
筐体の軸方向歪みによって圧電素子１５に印加される予
備応力の変動が生じないた取 出力の変動を除去するこ
とができも な抵 本実施例ではせん断方向の応力を利用するせん断
効果型の圧電型圧力センサを示した力（この他にも圧縮
方向や横方向等の応力を利用してもセンサを構成するこ
とは可能であム まね せん断方向の応力を利用してセンサを構成した場
合（友 圧電材料が有する無電出力の影響をセンサ出力
に対して非常に小さくできるという利点かあム ざらへ
圧電素子に耐熱性と同時に高温下での安定な特性を示
すチタン酸鉛を主成分とした圧電材料を使用することに
より、センサの高温下での出力特性を向上できも この様に本発明でζ友 センサを供試体に取り付けたと
きの筐体の軸方向歪によって圧電素子の予備応力が変化
するために生じる出力変動を除去できも このた数 高
精度でかつ信頼性の高い圧電型圧力センサを供給するこ
とができも また センシング部の外周にネジを構成し
ないためにセンサをさらに小径化することが可能とな本
発明の効果 以上のように 本発明によればセンサを供試体に取り付
けたときの取付ネジ部の軸方向歪によって生じる予備応
力の変動を防止できるのス これによって、センサ出力
の変動を除去できるた数高精度でかつ信頼性の高い圧電
型圧力センサを供給でき実用的に極めて有用な効果が得
られるものであム
すも 第１図は本実施例における圧電型圧力センサの断面図で
あも １１は取付ネジ服 １２はセンシング％ １３
は受圧献 １４は圧力伝達部味 １５は圧電素子、 １
６は上部固定ネジであムセンサ筺体には受圧面１３と反
対側の開放端にセンサを供試体に取り付けるための取付
ネジ部ｌｌが構成されており、センサを供試体に取り付
けた時に取付ネジ部１１に生じる軸方向歪によってセン
シング部１２が軸方向に歪まない構造となっていも 被測定領域内に受圧面１３が位置し 受圧面１３の内側
にはテフロン等の電気的絶縁物を介して圧力伝達部材１
４が接触していも また この圧力伝達部材１４はセラ
ミック材料等の絶縁体を使用しても良（℃ 圧力伝達部
材１４の受圧面と反対側に（よ 長さ方向に分極軸を有
し内外周面に電極を有する圧電素子１５が位置Ｌ その
内周部分を保持されていム さらく 圧電素子１５の圧
力伝達部材１４と反対側には上部固定ネジ１６が位置し
圧電素子１５の外周部分を保持していも この上部固定
ネジ１６の締め付は力によって圧電素子１５及び圧力伝
達部材１４を受圧面１３に押し付け、各部材の固定及び
圧電素子１５への予備応力を印加してい４ｔ＆ この
上部固定ネジ１６は圧電素子１５の外周に構成された電
極と電気的に導通しており、リード線取り出しの役目も
果たしていも 本実施例の圧電型圧力センサでは 被測定領域内に生じ
た圧力変動によって受圧面１３に印加された圧力は圧力
伝達部材１４によって圧電素子１５の内周部分に伝達さ
れも ここで、圧電素子１５は上部固定ネジ１６にその
外周部を固定されているために伝達された圧力によって
圧電素子１５内部にせん断応力が生じも このせん断応力に応じた電荷が圧電素子１５の内外周電
極部分に発生する構成となっていも第２図は本発明の第
二の実施例を示したちのて取付ネジ部２１の内周側に上
部固定ネジ２６を配置したものであも これによってセ
ンサをさらに小型化する事が可能であム 第３図は実際にセンサを供試体に取り付けた時の断面図
であり、センサ筺体はシール部材３３を介して供試体に
押し付けられて固定されていもこの様＆二 本発明の様
な構成の圧電型圧力センサで沫 従来例のようにセンサ
筐体の軸方向歪みによって圧電素子１５に印加される予
備応力の変動が生じないた取 出力の変動を除去するこ
とができも な抵 本実施例ではせん断方向の応力を利用するせん断
効果型の圧電型圧力センサを示した力（この他にも圧縮
方向や横方向等の応力を利用してもセンサを構成するこ
とは可能であム まね せん断方向の応力を利用してセンサを構成した場
合（友 圧電材料が有する無電出力の影響をセンサ出力
に対して非常に小さくできるという利点かあム ざらへ
圧電素子に耐熱性と同時に高温下での安定な特性を示
すチタン酸鉛を主成分とした圧電材料を使用することに
より、センサの高温下での出力特性を向上できも この様に本発明でζ友 センサを供試体に取り付けたと
きの筐体の軸方向歪によって圧電素子の予備応力が変化
するために生じる出力変動を除去できも このた数 高
精度でかつ信頼性の高い圧電型圧力センサを供給するこ
とができも また センシング部の外周にネジを構成し
ないためにセンサをさらに小径化することが可能とな本
発明の効果 以上のように 本発明によればセンサを供試体に取り付
けたときの取付ネジ部の軸方向歪によって生じる予備応
力の変動を防止できるのス これによって、センサ出力
の変動を除去できるた数高精度でかつ信頼性の高い圧電
型圧力センサを供給でき実用的に極めて有用な効果が得
られるものであム
第１図は本発明の一実施例における圧電型圧力センサの
断面図 第２図は本発明の異なる実施例における圧電型
圧力センサの断面図 第３図は本発明の実施例の圧電型
圧力センサを供試体に取り付けたときの断面＠ 第４図
は従来の圧電型圧力センサの断面＠ 第５図は従来の圧
電型圧力センサを供試体に取り付けた時の応力の印加状
態を示すための断面図であム １１・・取り付はネジＲ，１２・・センシング訊１３・
・受圧ｉ １４・・圧力伝達部材、 １５・・圧電素
子、 １６・・上部固定ネジ、 ２１・・取り付はネジ
舐 ２２・・センシング舐 ２３・・受圧砥 ２４・・
圧力伝達部材、２５・・圧電素子、 ２６・・上部固定
ネジ、 ３１・・センサ筺恢 ３２・・供試４＊、 ３
３・・シール部材、４１・・センサ１恢 ４２・・受圧
ｉ４３・・圧力伝達部材、 ４４・・圧電素子、 ４５
・・上部固定ネジ、５１・・センサ筺＆ ５２・・供
試弧第１図 第２図 第 ４ 図 第 図
断面図 第２図は本発明の異なる実施例における圧電型
圧力センサの断面図 第３図は本発明の実施例の圧電型
圧力センサを供試体に取り付けたときの断面＠ 第４図
は従来の圧電型圧力センサの断面＠ 第５図は従来の圧
電型圧力センサを供試体に取り付けた時の応力の印加状
態を示すための断面図であム １１・・取り付はネジＲ，１２・・センシング訊１３・
・受圧ｉ １４・・圧力伝達部材、 １５・・圧電素
子、 １６・・上部固定ネジ、 ２１・・取り付はネジ
舐 ２２・・センシング舐 ２３・・受圧砥 ２４・・
圧力伝達部材、２５・・圧電素子、 ２６・・上部固定
ネジ、 ３１・・センサ筺恢 ３２・・供試４＊、 ３
３・・シール部材、４１・・センサ１恢 ４２・・受圧
ｉ４３・・圧力伝達部材、 ４４・・圧電素子、 ４５
・・上部固定ネジ、５１・・センサ筺＆ ５２・・供
試弧第１図 第２図 第 ４ 図 第 図
Claims (3)
- （１）内部に圧電素子を有し、この圧電素子の軸方向に
予備応力を与え、かつ受圧面に印加された圧力を伝達す
る様にセンサ筺体を構成し、前記圧電素子に動的応力が
印加されることによって生じる電荷を検出する圧電型圧
力センサにおいて、前記センサ筺体の受圧面と反対側の
開放端にセンサを供試体に取り付けるための取付ネジ部
を構成し、受圧面側先端から前記取付ネジ部に至る前記
センサ筺体の外周表面を筒状とすることを特徴とする圧
電型圧力センサ。 - （２）圧電素子にせん断応力が発生するように圧力を印
加し、このせん断応力によって発生する電荷を検出する
よう構成したことを特徴とする請求項１記載の圧電型圧
力センサ。 - （３）圧電素子としてチタン酸鉛系の圧電材料を用いる
ことを特徴とする請求項１記載の圧電型圧力センサ。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6771890A JPH03267730A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 圧電型圧力センサ |
| TW080101770A TW221491B (ja) | 1990-03-16 | 1991-03-05 | |
| US07/668,256 US5138885A (en) | 1990-03-16 | 1991-03-12 | Piezoelectric-type pressure sensor |
| CA002038226A CA2038226C (en) | 1990-03-16 | 1991-03-14 | Piezoelectric-type pressure sensor |
| DE69106411T DE69106411T2 (de) | 1990-03-16 | 1991-03-15 | Piezoelektrischer Druckaufnehmer. |
| EP91302229A EP0447255B1 (en) | 1990-03-16 | 1991-03-15 | Piezoelectric-type pressure sensor |
| ES91302229T ES2066347T3 (es) | 1990-03-16 | 1991-03-15 | Sensor de presion de tipo piezoelectrico. |
| EP19930114634 EP0574046A3 (en) | 1990-03-16 | 1991-03-15 | Piezoelectric-type pressure sensor |
| KR1019910004198A KR910017178A (ko) | 1990-03-16 | 1991-03-16 | 압전형 압력센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6771890A JPH03267730A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 圧電型圧力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267730A true JPH03267730A (ja) | 1991-11-28 |
Family
ID=13353017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6771890A Pending JPH03267730A (ja) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | 圧電型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03267730A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8031490B2 (en) | 2006-08-25 | 2011-10-04 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Power supply circuit and power supply system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5258391A (en) * | 1975-11-08 | 1977-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Piezo electric element |
| JPS5918432A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | Nippon Soken Inc | ノツキング検出器 |
| JPS63109342A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH01296130A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | 圧力センサ |
-
1990
- 1990-03-16 JP JP6771890A patent/JPH03267730A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5258391A (en) * | 1975-11-08 | 1977-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Piezo electric element |
| JPS5918432A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-30 | Nippon Soken Inc | ノツキング検出器 |
| JPS63109342A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 圧電型圧力センサ |
| JPH01296130A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Nissan Motor Co Ltd | 圧力センサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8031490B2 (en) | 2006-08-25 | 2011-10-04 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Power supply circuit and power supply system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH03148028A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| US5517073A (en) | Pressure sensor | |
| US4441044A (en) | Transducer with a piezoelectric sensor element | |
| JP2839607B2 (ja) | 内燃機関の燃焼室内で圧力を検出するためのプレツシヤセンサ | |
| US20080011089A1 (en) | Piezoelectric pressure sensor | |
| JPH03293534A (ja) | 圧力センサの実装装置 | |
| KR960005643B1 (ko) | 입력 센서 | |
| JP2019168456A (ja) | 圧力センサ | |
| JPH03267730A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| EP3399294A1 (en) | Pressure sensor | |
| JPH0434327A (ja) | 燃焼圧力センサ | |
| JPH0731093B2 (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH0323550Y2 (ja) | ||
| JPH05332872A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH03185326A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH04203944A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH03267729A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| US10996120B1 (en) | Pressure sensor | |
| JPH05248981A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH0560643A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPS63215931A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH0295232A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPH04313037A (ja) | 圧電型圧力センサ | |
| JPS62204137A (ja) | 圧力検出器 | |
| JPH0342347Y2 (ja) |