JPH041539A - 圧電素子の感度係数測定方法 - 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） この発明は圧電素子の感度係数測定方法に関し、特にた
とえば、マトリクス状に配置された圧電素子によって圧
力分布を測定するための圧電型圧力分布センサなどに用
いられる圧電素子の感度係数測定方法に関する。

（従来技術） 第４図は圧電型圧力分布センサの圧電素子の感度係数を
測定するための構成を示す図解図である。

圧電型圧力分布センサ１は台秤２上に載せられる。

圧電型圧力分布センサ１は基台３を含み、基台３上にマ
トリクス状に複数の圧電素子４が配置されている。この
ような圧電型圧力分布センサ１では、たとえば一定のサ
ンプリング時間ごとに一巡して各圧電素子４の電圧が測
定される。したがって、圧電素子４の電圧のサンプリン
グを繰り返し、これらのデータを処理することによって
、圧電型圧力分布センサ１にかかる圧力分布の変化状態
を把握することができる。

この圧電型圧力分布センサ１に用いられる圧電素子４の
出力から実際の荷重を求めるために、圧電素子４の出力
電圧ｖ８と台秤２で実測した荷重Ｆとの間の関係を示す
感度係数ｋが測定される。

この場合、１つの圧電素子４に、たとえばステップ状の
荷重Ｆが与えられる。この荷重Ｆは台秤２で実測される
。さらに、与えられた荷重Ｆによって圧電素子４に発生
する電圧ｖ３が測定される。

そして、次式より感度係数ｋが求められる。

Ｆ＝ｋＶ。

このような操作を全部の圧電素子４について行うことに
より、全ての圧電素子４の感度係数ｋが求められる。

（発明が解決しようとする課Ｈ） しかしながら、このような従来の方法では、台秤の誤差
や圧電素子の出力の誤差があるため、１回の測定で正確
な感度係数ｋを測定することが困難であった。そのため
、１つの圧電素子について上述のような操作を何回も繰
り返し、その平均値をとることによって圧電素子の感度
係数ｋを測定していた。したがって、１つの圧電素子の
感度係数を測定するのに、時間がかかっていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、１回の操作で簡
単にかつ正確に感度係数を求めるための圧電素子の感度
係数測定方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） この発明は、圧電素子を準備するステップと、圧電素子
に時間的に変化する荷重をかけるステップと、荷重がか
けられている時間帯を分割し、分割された時間ごとに圧
電素子に発生する電圧を測定するステップと、分割され
た時間ごとに測定された電圧を積分するステップと、積
分された電圧と実測した荷重とを比較するステップとを
含む、圧電素子の感度係数測定方法である。

（作用） 分割された時間ごとに圧電素子に発生した電圧が測定さ
れる。したがって、ある圧力に達するまでに、複数の出
力電圧が測定される。これらの出力電圧を積分すること
によって、各出力電圧に含まれる誤差が相殺される。

（発明の効果） この発明によれば、分割された時間ごとに測定される圧
電素子の出力電圧に含まれる誤差が相殺されるため、従
来の方法で複数回測定し平均値をとるのと同様の効果を
得ることができる。しだがって、１回の操作で正確な圧
電素子の感度係数を測定することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の方法によって圧電素子の感度係数を
測定するための構成を示す図解図である。

この実施例では、圧電型圧力分布センサに用いられる圧
電素子の感度係数を測定する場合について説明する。

圧電型圧力分布センサ１０は、たとえば剛体で形成され
る基台１２を含む、基台１２上には、複数の圧電素子１
４がマトリクス状に配置される。

この圧電型圧力分布センサｌＯを使用するときには、圧
電素子１４上に被測定物が載せられる。

この被測定物の圧力によって、圧電素子１４に電圧が発
生する。そして、あるサンプリング時間ごとに一巡して
、各圧電素子１４に発生した電圧が測定される。このよ
うなサンプリングを繰り返すことによって、時間的な圧
力分布を把握することができる。

この圧電型圧力分布センサ１０に用いられる圧電素子１
４の感度係数を測定するときには、圧電型圧力分布セン
サ１０が台秤１６上に載せられる。

そして、１つの圧電素子１４に時間的に変化する荷重が
与えられる。この場合、たとえば第２図に示すように、
最大荷重Ｆ０の台形状の荷重が、１つの圧電素子１４に
与えられる。この状態でサンプリングを行えば、第３図
に示すように、サンプリング時間Δｔごとに荷重の増加
分に相当する電圧ΔＶが測定される。したがって、最大
荷重Ｆ０に相当する圧電素子１４の出力電圧は、Δ■を
積分した値すなわちΣΔ■となる。なお、最大荷重Ｆ０
は、台秤１６によって実測される。これらの最大荷重Ｆ
０と圧電素子１４の出力電圧ΣΔＶとから、次式により
圧電素子１４の感度係数ｋが求められる。

ｋΣΔＶ＝Ｆ。

そして、この方法を全圧電素子１４について行うことに
よって、全部の圧電素子１４の感度係数を測定すること
ができる。

この方法では、サンプリング時間Δｔごとの荷重の増加
分に相当する出力電圧ΔＶを積分するため、各出力電圧
ΔＶに含まれる誤差が相殺される。

そのため、１回の測定で誤差の少ない出力電圧ΣΔ■を
測定するとかできる。したがって、この発明の方法によ
れば、従来の方法に比べて、１回の簡単な操作で正確な
圧電素子の感度係数を求めることができる。

なお、上述の実施例では、圧電素子１４に時間的に増加
する荷重を与えたが、荷重を増やすときと荷重を減らす
ときとで感度係数が異なる場合、台形状の荷重の後半部
分の減圧過程で、上述の方法と同様にして感度係数ｋを
求めればよい。この場合、感度係数には次式により求め
られる。

ｋΣΔＶ＝−Ｆ。

このように、この発明の方法によれば、加圧過程および
減圧過程のどちらでも、１回の簡単な操作で、正確な圧
電素子の感度係数を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法によって圧電型圧力分布センサ
に用いられる圧電素子の感度係数を測定するための構成
を示す図解図である。 第２図は第１図に示す圧電型圧力分布センサに用いられ
る圧電素子の１つに与えられる荷重の波形を示すグラフ
である。 第３図は第２図に示す荷重を圧電素子に与えたときに圧
電素子で測定される出力電圧波形を示すグラフである。 第４図は従来の方法によって圧電素子の感度係数を測定
するための構成を示す図解図である。 第５図は従来の方法で圧電素子の感度係数を測定すると
きに圧電素子に与えられる荷重の波形を示すグラフであ
る。 図において、１０は圧電型圧力分布センサ、１２は基台
、１４は圧電素子、１６は台秤を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 １図 第４図 ２図 第５図 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧電素子を準備するステップ、 前記圧電素子に時間的に変化する荷重をかけるステップ
   、 前記荷重がかけられている時間帯を分割し、分割された
   時間ごとに前記圧電素子に発生する電圧を測定するステ
   ップ、 前記分割された時間ごとに測定された電圧を積分するス
   テップ、および 前記積分された電圧と実測した荷重とを比較するステッ
   プを含む、圧電素子の感度係数測定方法。