JPH04236336A - 水晶温度センサ - Google Patents
水晶温度センサInfo
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- JPH04236336A JPH04236336A JP1941291A JP1941291A JPH04236336A JP H04236336 A JPH04236336 A JP H04236336A JP 1941291 A JP1941291 A JP 1941291A JP 1941291 A JP1941291 A JP 1941291A JP H04236336 A JPH04236336 A JP H04236336A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 12
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 23
- NQRLPDFELNCFHW-UHFFFAOYSA-N nitroacetanilide Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 NQRLPDFELNCFHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 82
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、精密な温度の測定に
用いられる水晶温度センサに関する。
用いられる水晶温度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】恒温槽の温度などを精密に測定するため
の温度感知器として水晶温度センサが従来から用いられ
ており、図６に一般的な水晶温度センサを断面図で示す
。この水晶温度センサは水晶振動子１１、リボンリード
１２ａ，１２ｂ、１気圧のＨｅガス１３、ハーメチック
シール１４、ステンレスケース１５及び同軸ケーブル１
６からなっている。
の温度感知器として水晶温度センサが従来から用いられ
ており、図６に一般的な水晶温度センサを断面図で示す
。この水晶温度センサは水晶振動子１１、リボンリード
１２ａ，１２ｂ、１気圧のＨｅガス１３、ハーメチック
シール１４、ステンレスケース１５及び同軸ケーブル１
６からなっている。
【０００３】水晶振動子１１の共振周波数と温度との関
係を図８の特性線Ｂ−１で示す。この水晶振動子１１は
、図７に平面図で示すように、直径７ｍｍ，厚さ０．０
７７ｍｍの円板状の水晶片１と、直径３．２ｍｍのＡｕ
電極２ａ及び２ｂと、端子３ａ及び３ｂからなっている
。但し、Ａｕ電極２ｂは水晶片１の裏側に設けてあるか
ら図７には現れていない。端子３ａ及び３ｂは電極２ａ
及び２ｂにそれぞれ接続されている。
係を図８の特性線Ｂ−１で示す。この水晶振動子１１は
、図７に平面図で示すように、直径７ｍｍ，厚さ０．０
７７ｍｍの円板状の水晶片１と、直径３．２ｍｍのＡｕ
電極２ａ及び２ｂと、端子３ａ及び３ｂからなっている
。但し、Ａｕ電極２ｂは水晶片１の裏側に設けてあるか
ら図７には現れていない。端子３ａ及び３ｂは電極２ａ
及び２ｂにそれぞれ接続されている。
【０００４】水晶片１はＡＴカットで切り出されたもの
であり、その共振周波数は約２１．５ＭＨｚ である。 図８の特性線Ｂ−１で示されているように、水晶振動子
１１の共振周波数は１０℃〜５０℃の範囲で６１８Ｈｚ
変動し、この温度範囲における平均の周波数変動率は１
５．４６Ｈｚ／℃である。このように温度に応じて共振
周波数が変化する水晶振動子１１を備えた図６の水晶温
度センサは、外部の発振器に同軸ケーブル１６で接続さ
れる。 その発振器において、水晶振動子１１はその発振器の共
振回路に接続される。すると、水晶振動子１１の温度に
応じてその共振回路の共振周波数が変わり、ひいては発
振器の発振周波数が変動する。そこで、その発振周波数
を測定することにより、図８の特性線Ｂ−１から水晶振
動子１１の温度を知ることができる。
であり、その共振周波数は約２１．５ＭＨｚ である。 図８の特性線Ｂ−１で示されているように、水晶振動子
１１の共振周波数は１０℃〜５０℃の範囲で６１８Ｈｚ
変動し、この温度範囲における平均の周波数変動率は１
５．４６Ｈｚ／℃である。このように温度に応じて共振
周波数が変化する水晶振動子１１を備えた図６の水晶温
度センサは、外部の発振器に同軸ケーブル１６で接続さ
れる。 その発振器において、水晶振動子１１はその発振器の共
振回路に接続される。すると、水晶振動子１１の温度に
応じてその共振回路の共振周波数が変わり、ひいては発
振器の発振周波数が変動する。そこで、その発振周波数
を測定することにより、図８の特性線Ｂ−１から水晶振
動子１１の温度を知ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図８の特性
線Ｂ−１で示されているように、従来の水晶振動子では
温度に対する共振周波数の変化率が１５．４６Ｈｚ／℃
という低い値であるから、温度の測定精度が十分に高い
とは云えない。例えば、周波数測定における分解能が１
Ｈｚであるとすると、従来の水晶温度センサでは（１／
１５．４６）℃の精度でしか温度を測定できない。他方
、温度に対する共振周波数の変化率がより大きい従来の
水晶振動子を選んで温度センサを構成すると、周波数温
度特性の直線性が悪く、測定周波数について十分な補償
をしなければ正しい温度を測定することができないから
、その周波数補償のために複雑なソフトウェア等の手段
を必要とする。しかも、その直線性の態様は水晶振動子
ごとに異なるから、周波数補償のための手段に相当な費
用を要し、温度測定装置が全体として高価なものになっ
てしまう。
線Ｂ−１で示されているように、従来の水晶振動子では
温度に対する共振周波数の変化率が１５．４６Ｈｚ／℃
という低い値であるから、温度の測定精度が十分に高い
とは云えない。例えば、周波数測定における分解能が１
Ｈｚであるとすると、従来の水晶温度センサでは（１／
１５．４６）℃の精度でしか温度を測定できない。他方
、温度に対する共振周波数の変化率がより大きい従来の
水晶振動子を選んで温度センサを構成すると、周波数温
度特性の直線性が悪く、測定周波数について十分な補償
をしなければ正しい温度を測定することができないから
、その周波数補償のために複雑なソフトウェア等の手段
を必要とする。しかも、その直線性の態様は水晶振動子
ごとに異なるから、周波数補償のための手段に相当な費
用を要し、温度測定装置が全体として高価なものになっ
てしまう。
【０００６】図９は、図７と全く同じ構造で、水晶片１
のカットも同じ水晶振動子の周波数温度特性を示す図で
ある。図９の特性線Ｂ−４と図８の特性線Ｂ−１とを比
べて分かるように、従来の水晶振動子では、温度に対す
る周波数の変化をできるだけ小さく抑えるカット方法で
製作されていても、周波数温度特性が十分に直線的なく
、しかも振動子ごとに直線性の態様が異なっていた。
のカットも同じ水晶振動子の周波数温度特性を示す図で
ある。図９の特性線Ｂ−４と図８の特性線Ｂ−１とを比
べて分かるように、従来の水晶振動子では、温度に対す
る周波数の変化をできるだけ小さく抑えるカット方法で
製作されていても、周波数温度特性が十分に直線的なく
、しかも振動子ごとに直線性の態様が異なっていた。
【０００７】以上に述べた如く、従来の水晶温度センサ
には、温度に対する周波数の変化率が小さいか、又は温
度に対する周波数の変化率が一定でない、即ち周波数温
度特性の直線性が悪いという欠点があった。そこで、本
発明は、温度に対する周波数の変化率が大きく、しかも
周波数温度特性の直線性に優れた水晶温度センサの提供
を目的とする。
には、温度に対する周波数の変化率が小さいか、又は温
度に対する周波数の変化率が一定でない、即ち周波数温
度特性の直線性が悪いという欠点があった。そこで、本
発明は、温度に対する周波数の変化率が大きく、しかも
周波数温度特性の直線性に優れた水晶温度センサの提供
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の水晶温度センサ
は、水晶片の少なくとも１つの表面を有機薄膜で被覆し
てなる水晶振動子を有してなる。その水晶片が板状の形
をなし、板面が互いに平行であれば製造が容易である。 また、有機薄膜として好ましいものにｐ−ニトロアセト
アニリド及び２アセトアミド−４−ニトロ−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアニリンがある。
は、水晶片の少なくとも１つの表面を有機薄膜で被覆し
てなる水晶振動子を有してなる。その水晶片が板状の形
をなし、板面が互いに平行であれば製造が容易である。 また、有機薄膜として好ましいものにｐ−ニトロアセト
アニリド及び２アセトアミド−４−ニトロ−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアニリンがある。
【０００９】
【作用】実験により、水晶振動子の１つの表面を有機薄
膜で被覆すると、その水晶振動子に関する周波数温度特
性線の傾き角度は負の方向へ変動し、その傾き角度の変
動の大きさは有機薄膜の厚さにほぼ比例することを本願
の発明者が発見した。また、その周波数温度特性は、有
機薄膜で被覆されないものに比べ直線性に優れているこ
とも明らかになった。そこで、ある周波数温度特性を有
する水晶振動子に適切さ厚さの有機薄膜の被覆を施すこ
とにより、温度に対する共振周波数の変化率が大きく、
しかも周波数温度特性の直線性に優れた水晶振動子を得
ることができるので、本発明ではそのような水晶振動子
を備えて水晶温度センサを構成した。
膜で被覆すると、その水晶振動子に関する周波数温度特
性線の傾き角度は負の方向へ変動し、その傾き角度の変
動の大きさは有機薄膜の厚さにほぼ比例することを本願
の発明者が発見した。また、その周波数温度特性は、有
機薄膜で被覆されないものに比べ直線性に優れているこ
とも明らかになった。そこで、ある周波数温度特性を有
する水晶振動子に適切さ厚さの有機薄膜の被覆を施すこ
とにより、温度に対する共振周波数の変化率が大きく、
しかも周波数温度特性の直線性に優れた水晶振動子を得
ることができるので、本発明ではそのような水晶振動子
を備えて水晶温度センサを構成した。
【００１０】
【実施例】次に実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明す
る。
る。
【００１１】図１は本発明の第１の実施例に用いる水晶
振動子を示す平面図である。本図において、１は共振周
波数が約２１．５ＭＨｚ 、ＡＴカット、厚さ０．０７
７ｍｍ、直径７ｍｍの円板状水晶片である。また、２ａ
は水晶片１の上面に蒸着された直径３．２ｍｍのＡｕ電
極、３ａ，３ｂは端子、５は有機薄膜である。水晶片１
の下面にはやはり直径３．２ｍｍのＡｕ電極２ｂが蒸着
により設けられている（電極２ｂは図には現われていな
い。）端子３ａは電極２ａの右端に形成され、端子３ｂ
は電極２ｂに接続されている。この図１の水晶振動子は
図７の従来の水晶振動子の片面に有機薄膜５を被覆して
形成される。図１の水晶振動子を図６の水晶温度センサ
における水晶振動子１１として搭載することにより本発
明の実施例は構成されている。
振動子を示す平面図である。本図において、１は共振周
波数が約２１．５ＭＨｚ 、ＡＴカット、厚さ０．０７
７ｍｍ、直径７ｍｍの円板状水晶片である。また、２ａ
は水晶片１の上面に蒸着された直径３．２ｍｍのＡｕ電
極、３ａ，３ｂは端子、５は有機薄膜である。水晶片１
の下面にはやはり直径３．２ｍｍのＡｕ電極２ｂが蒸着
により設けられている（電極２ｂは図には現われていな
い。）端子３ａは電極２ａの右端に形成され、端子３ｂ
は電極２ｂに接続されている。この図１の水晶振動子は
図７の従来の水晶振動子の片面に有機薄膜５を被覆して
形成される。図１の水晶振動子を図６の水晶温度センサ
における水晶振動子１１として搭載することにより本発
明の実施例は構成されている。
【００１２】有機薄膜５はｐ−ニトロアセトアニリドで
なり、厚さ０．５μｍ、直径５．６ｍｍの円形であり、
蒸着により水晶片１の片面に形成されている。有機薄膜
５の厚さ０．５μｍ は水晶片１の厚さ０．０７７ｍｍ
の約０．６４％に相当する。電極２ａは有機薄膜５に覆
われている。
なり、厚さ０．５μｍ、直径５．６ｍｍの円形であり、
蒸着により水晶片１の片面に形成されている。有機薄膜
５の厚さ０．５μｍ は水晶片１の厚さ０．０７７ｍｍ
の約０．６４％に相当する。電極２ａは有機薄膜５に覆
われている。
【００１３】図２は、本実施例の水晶温度センサにおけ
る水晶振動子（図１）に関する周波数温度特性図である
。この特性線Ｓ−１において、１０．１℃及び５０．１
３℃のときにおける共振周波数はそれぞれ２１０１０４
４２Ｈｚ及び２１００５５２７Ｈｚであり、温度に対す
る共振周波数の平均変化率は−１２２．７８Ｈｚ／℃で
ある。この特性線Ｓ−１を従来の水晶振動子に関する図
８の特性線Ｂ−１と比べて明らかなように、本実施例で
は温度に対する共振周波数の変化率が従来のものの８倍
であり、しかも周波数特性線が従来のものより直線的で
ある。
る水晶振動子（図１）に関する周波数温度特性図である
。この特性線Ｓ−１において、１０．１℃及び５０．１
３℃のときにおける共振周波数はそれぞれ２１０１０４
４２Ｈｚ及び２１００５５２７Ｈｚであり、温度に対す
る共振周波数の平均変化率は−１２２．７８Ｈｚ／℃で
ある。この特性線Ｓ−１を従来の水晶振動子に関する図
８の特性線Ｂ−１と比べて明らかなように、本実施例で
は温度に対する共振周波数の変化率が従来のものの８倍
であり、しかも周波数特性線が従来のものより直線的で
ある。
【００１４】一般に水晶振動子の周波数温度特性は次の
式で表される。 （ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ＝Ａ（Ｔ−Ｔ０ ）÷Ｂ（Ｔ−Ｔ０
）２ ＋Ｃ（Ｔ−Ｔ０ ）３ …（１）ここで、ｆ
ｔ：Ｔ℃における周波数 ｆｔ０ ：Ｔ０ ℃における周波数 Ｔ：測定温度 Ｔ０ ：基準温度（任意） Ａ，Ｂ，Ｃ：水晶の１次、２次、３次、の温度係数そこ
で水晶振動子の周波数温度特性も前式で表すことが可能
か図２のＳ−１の値を代入して２次項まで求めた結果を
示す。 ｆｔ０ ：２１０１０５０７Ｈｚ ｆｔ１ ：２１００８１２０Ｈｚ ｆｔ２ ：２１００５５２７Ｈｚ Ｔ０ ：９．１９℃ Ｔ１ ：２９．９８℃ Ｔ２ ：５０．１３℃ 以上値を代入して次の２式を得る。 （ｆｔ１ −ｆｔ０ ）／ｆｔ０
＝Ａ（Ｔ１ −Ｔ０ ）＋
Ｂ（Ｔ１ −Ｔ０ ）２ …（２） （ｆｔ
２ −ｆｔ０ ）／ｆｔ０
＝Ａ（Ｔ２ −Ｔ０ ）＋Ｂ（Ｔ２
−Ｔ０ ）２ …（３）（２）−（３）として
Ａを消去しＢを求める。 Ｂ＝ ［（Ｔ２ −Ｔ０ ）（ｆｔ１ −ｆｔ０ ）
−（Ｔ１ −Ｔ０ ）（ｆｔ２ −ｆｔ０ ）］
／ｆｔ０ （Ｔ１ −Ｔ０ ）（Ｔ２ −Ｔ０ ）（
Ｔ１ −Ｔ２ ） …（４）Ａは（２）
式または（３）式にＢを代入して求める。 Ａ＝−５．１２９４０３９５８×１０−６Ｂ＝−１．６
１２４７７３２２×１０−３（１）を変形して ｆｔ＝ｆｔ０ ［１＋Ａ（Ｔ−Ｔ０ ）＋Ｂ（Ｔ−
Ｔ０ ）２ ］としＡ、Ｂ、Ｔを図２のＳ−１の測定値
を代入し得たｆｔの計算値と実際の計測値との比較を図
３に示す。図３では、ほぼ一線に見えることから水晶振
動子の周波数温度特性を表す（１）式は、水晶振動子の
周波数温度特性を表す式としても有効であると考えられ
る。またこの程度の温度範囲ならば最低３点の測定結果
があれば、周波数温度特性を近似することが可能である
。 周波数から温度への逆演算 （ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ＝Ａ（Ｔ−Ｔ０ ）
＋Ｂ（Ｔ−Ｔ０ ）２ …（１）′に ｆｔ０ ：２１０１０５０７Ｈｚ Ｔ０ ：９．１９℃ Ｔ１ ：２９．９８℃ Ａ＝−５．１２９４０３９５８×１０−６Ｂ＝−１．６
１２４７７３２２×１０−９以上を代入して次の式を得
る。 ＡＴ−ＡＴ０ ＋ＢＴ２ −２ＢＴＴ０ ＋ＢＴ０
２
−（ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ＝０
…（５）これをＴの高次から表すと ＢＴ２ ÷（Ａ−ＢＴ０ ）Ｔ＋Ｔ０ （ＢＴ０
−Ａ） −（ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０
＝０
…（５）′ａＸ２ ＋ｂＸ÷ｃ＝０の一般解（−ｂ
÷（ｂ２ −４ａｃ）１／２ ）／２ａを用いてＴを求
める。 Ｔ＝（−（Ａ−ＢＴ０ ）−（（Ａ−ＢＴ０ ）２
−４Ｂ（Ｔ０ （ＢＴ０ −Ａ） −（ｆｔ−
ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ））１／２ ）／４Ｂ
…（６）温度計により測定した
温度と測定周波数から演算した温度との比較を図４に示
す。１０℃前後を除けばほぼ一線に見える。誤差の大き
い１０℃前後では最大誤差０．３５℃、その他の温度で
はほぼ±０．１℃その誤差の範囲内に収まる。
式で表される。 （ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ＝Ａ（Ｔ−Ｔ０ ）÷Ｂ（Ｔ−Ｔ０
）２ ＋Ｃ（Ｔ−Ｔ０ ）３ …（１）ここで、ｆ
ｔ：Ｔ℃における周波数 ｆｔ０ ：Ｔ０ ℃における周波数 Ｔ：測定温度 Ｔ０ ：基準温度（任意） Ａ，Ｂ，Ｃ：水晶の１次、２次、３次、の温度係数そこ
で水晶振動子の周波数温度特性も前式で表すことが可能
か図２のＳ−１の値を代入して２次項まで求めた結果を
示す。 ｆｔ０ ：２１０１０５０７Ｈｚ ｆｔ１ ：２１００８１２０Ｈｚ ｆｔ２ ：２１００５５２７Ｈｚ Ｔ０ ：９．１９℃ Ｔ１ ：２９．９８℃ Ｔ２ ：５０．１３℃ 以上値を代入して次の２式を得る。 （ｆｔ１ −ｆｔ０ ）／ｆｔ０
＝Ａ（Ｔ１ −Ｔ０ ）＋
Ｂ（Ｔ１ −Ｔ０ ）２ …（２） （ｆｔ
２ −ｆｔ０ ）／ｆｔ０
＝Ａ（Ｔ２ −Ｔ０ ）＋Ｂ（Ｔ２
−Ｔ０ ）２ …（３）（２）−（３）として
Ａを消去しＢを求める。 Ｂ＝ ［（Ｔ２ −Ｔ０ ）（ｆｔ１ −ｆｔ０ ）
−（Ｔ１ −Ｔ０ ）（ｆｔ２ −ｆｔ０ ）］
／ｆｔ０ （Ｔ１ −Ｔ０ ）（Ｔ２ −Ｔ０ ）（
Ｔ１ −Ｔ２ ） …（４）Ａは（２）
式または（３）式にＢを代入して求める。 Ａ＝−５．１２９４０３９５８×１０−６Ｂ＝−１．６
１２４７７３２２×１０−３（１）を変形して ｆｔ＝ｆｔ０ ［１＋Ａ（Ｔ−Ｔ０ ）＋Ｂ（Ｔ−
Ｔ０ ）２ ］としＡ、Ｂ、Ｔを図２のＳ−１の測定値
を代入し得たｆｔの計算値と実際の計測値との比較を図
３に示す。図３では、ほぼ一線に見えることから水晶振
動子の周波数温度特性を表す（１）式は、水晶振動子の
周波数温度特性を表す式としても有効であると考えられ
る。またこの程度の温度範囲ならば最低３点の測定結果
があれば、周波数温度特性を近似することが可能である
。 周波数から温度への逆演算 （ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ＝Ａ（Ｔ−Ｔ０ ）
＋Ｂ（Ｔ−Ｔ０ ）２ …（１）′に ｆｔ０ ：２１０１０５０７Ｈｚ Ｔ０ ：９．１９℃ Ｔ１ ：２９．９８℃ Ａ＝−５．１２９４０３９５８×１０−６Ｂ＝−１．６
１２４７７３２２×１０−９以上を代入して次の式を得
る。 ＡＴ−ＡＴ０ ＋ＢＴ２ −２ＢＴＴ０ ＋ＢＴ０
２
−（ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ＝０
…（５）これをＴの高次から表すと ＢＴ２ ÷（Ａ−ＢＴ０ ）Ｔ＋Ｔ０ （ＢＴ０
−Ａ） −（ｆｔ−ｆｔ０ ）／ｆｔ０
＝０
…（５）′ａＸ２ ＋ｂＸ÷ｃ＝０の一般解（−ｂ
÷（ｂ２ −４ａｃ）１／２ ）／２ａを用いてＴを求
める。 Ｔ＝（−（Ａ−ＢＴ０ ）−（（Ａ−ＢＴ０ ）２
−４Ｂ（Ｔ０ （ＢＴ０ −Ａ） −（ｆｔ−
ｆｔ０ ）／ｆｔ０ ））１／２ ）／４Ｂ
…（６）温度計により測定した
温度と測定周波数から演算した温度との比較を図４に示
す。１０℃前後を除けばほぼ一線に見える。誤差の大き
い１０℃前後では最大誤差０．３５℃、その他の温度で
はほぼ±０．１℃その誤差の範囲内に収まる。
【００１５】以上に述べたところから明らかなように、
本実施例により周波数ｆｔを求め、そのｆｔから式（６
）により温度Ｔを求めることができる。
本実施例により周波数ｆｔを求め、そのｆｔから式（６
）により温度Ｔを求めることができる。
【００１６】図５は本発明の第２の実施例における水晶
振動子の周波数温度特性を示す図である。本実施例では
、水晶振動子の有機薄膜が厚さ０．１μｍの２−アセト
アミド−４−ニトロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンでなり
、他の構成は前述の第１の実施例と全く同じである。 この実施例における水晶振動子は図７の水晶振動子に僅
かに０．１μｍの厚さの有機薄膜を被覆したものである
。図７の水晶振動子は、図８に示すように、温度に関し
正の周波数変化率を示すのに対し、図５に特性図を示す
本発明の第２の実施例における水晶振動子では負の周波
数変化率を示す。このように、本発明を適用して、水晶
片に有機薄膜を被覆することにより周波数変化率を負の
方向へ変えることができ、またその温度変化率は有機薄
膜の厚さにほぼ比例した大きさで負方向へ増大すること
が本発明者の実験により確認されている。そのうえ、図
８と図５の特性線の比較でも明らかなように、水晶片を
有機薄膜で被覆することにより周波数温度特性の直線性
が改善される。
振動子の周波数温度特性を示す図である。本実施例では
、水晶振動子の有機薄膜が厚さ０．１μｍの２−アセト
アミド−４−ニトロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンでなり
、他の構成は前述の第１の実施例と全く同じである。 この実施例における水晶振動子は図７の水晶振動子に僅
かに０．１μｍの厚さの有機薄膜を被覆したものである
。図７の水晶振動子は、図８に示すように、温度に関し
正の周波数変化率を示すのに対し、図５に特性図を示す
本発明の第２の実施例における水晶振動子では負の周波
数変化率を示す。このように、本発明を適用して、水晶
片に有機薄膜を被覆することにより周波数変化率を負の
方向へ変えることができ、またその温度変化率は有機薄
膜の厚さにほぼ比例した大きさで負方向へ増大すること
が本発明者の実験により確認されている。そのうえ、図
８と図５の特性線の比較でも明らかなように、水晶片を
有機薄膜で被覆することにより周波数温度特性の直線性
が改善される。
【００１７】
【発明の効果】以上に実施例を挙げ詳しく説明したよう
に、本発明によれば、温度に対する周波数の変化率が大
きく、しかも周波数温度特性の直線性に優れた水晶温度
センサを提供できる。本発明の水晶温度センサは、周波
数温度特性の直線性に優れているから、周波数に関する
補償をほとんどしなくても精密に温度を測定できるし、
たとえ補償を要したとしても、補償のためのソフトウエ
ア又はハードウエアは簡単なもので足りる。したがって
、本発明のセンサを用いれば、温度を精度よく安価に測
定できる。
に、本発明によれば、温度に対する周波数の変化率が大
きく、しかも周波数温度特性の直線性に優れた水晶温度
センサを提供できる。本発明の水晶温度センサは、周波
数温度特性の直線性に優れているから、周波数に関する
補償をほとんどしなくても精密に温度を測定できるし、
たとえ補償を要したとしても、補償のためのソフトウエ
ア又はハードウエアは簡単なもので足りる。したがって
、本発明のセンサを用いれば、温度を精度よく安価に測
定できる。
【図１】本発明の第１の実施例で用いる水晶振動子の平
面図。
面図。
【図２】図１の水晶振動子に関する周波数温度特性図。
【図３】図２の特性線Ｓ−１とこの特性線を基に算出し
た２次式で表わされる周波数温度特性線との一致の程度
を示す図。
た２次式で表わされる周波数温度特性線との一致の程度
を示す図。
【図４】温度計により測定した温度と実施例による測定
周波数から演算した温度との一致の程度を示す図。
周波数から演算した温度との一致の程度を示す図。
【図５】本発明の第２の実施例で用いる水晶振動子の周
波数温度特性図。
波数温度特性図。
【図６】一般的な水晶温度センサの構造を示す断面図。
【図７】従来の水晶温度センサで用いられている水晶振
動子を示す平面図。
動子を示す平面図。
【図８】図７の水晶振動子に関する周波数温度特性図。
【図９】従来の別の水晶振動子に関する周波数温度特性
図。
図。
１ 水晶片
２ａ 電極
３ａ，３ｂ 端子
５ 有機薄膜
１１ 水晶振動子
１２ａ，１２ｂ リボンリード
１３ Ｈｅガス
１４ ハーメチックシール
１５ ステンレスケース
１６ 同軸ケーブル
Claims (4)
- 【請求項１】 所定範囲の温度に対応する共振周波数
が予め知られている水晶振動子を備え、該水晶振動子の
共振周波数で前記水晶振動子の温度を表す水晶温度セン
サにおいて、前記水晶振動子が、第１及び第２の表面を
有する水晶片と、前記第１及び第２の表面にそれぞれ固
着されている第１及び第２の電極と、前記第１及び第２
の表面のうちの少なくとも一方に被覆されている有機薄
膜とを備えてなることを特徴とする水晶温度センサ。 - 【請求項２】 前記水晶片が板状の形をなし、前記第
１及び第２の表面が互いに平行な板面であることを特徴
とする請求項１に記載の水晶温度センサ。 - 【請求項３】 前記有機薄膜がｐ−ニトロアセトアニ
リドでなることを特徴とする請求項１又は２に記載の水
晶温度センサ。 - 【請求項４】 前記有機薄膜が２−アセトアミド−４
−ニトロ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリンでなることを特徴
とする請求項１又は２に記載の水晶温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1941291A JPH04236336A (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 水晶温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1941291A JPH04236336A (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 水晶温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236336A true JPH04236336A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11998541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1941291A Pending JPH04236336A (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | 水晶温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236336A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008139067A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 温度測定用基板および温度測定システム |
| US9762204B2 (en) | 2003-02-12 | 2017-09-12 | Attana Ab | Piezoelectric resonator |
-
1991
- 1991-01-17 JP JP1941291A patent/JPH04236336A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9762204B2 (en) | 2003-02-12 | 2017-09-12 | Attana Ab | Piezoelectric resonator |
| JP2008139067A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 温度測定用基板および温度測定システム |
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