JPH04254731A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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Publication number
JPH04254731A
JPH04254731A JP3536491A JP3536491A JPH04254731A JP H04254731 A JPH04254731 A JP H04254731A JP 3536491 A JP3536491 A JP 3536491A JP 3536491 A JP3536491 A JP 3536491A JP H04254731 A JPH04254731 A JP H04254731A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
heater
piezoelectric body
pressure
casing
Prior art date
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Pending
Application number
JP3536491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Okuma
重男 大隈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Electronic Control Systems Co Ltd filed Critical Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Priority to JP3536491A priority Critical patent/JPH04254731A/en
Publication of JPH04254731A publication Critical patent/JPH04254731A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable a pressure to be detected highly accurately by preventing a temperature change of a piezo-electric element and a superposition of a pyroelectricity onto a voltage signal. CONSTITUTION:A temperature switch 13 is connected to a heater 11 in series via a lead wire 12 and is formed by a PTC (positive property) type thermistor where its resistance value rapidly changes at the Curie temperature. Also, the Curie temperature of the temperature switch 13 is adjusted to a setting temperature T which is set approximately 5-6 deg.C higher than an average temperature of a piezo-electric body 9 in a constant combustion status within a combustion chamber. The temperature of temperature switch 13 is increased along with that of the piezo-electric body 9 via an upper plate 10. When that temperature reaches the setting temperature T. a current which is fed from a battery to the heater 11 is blocked by increasing the resistance value. thus enabling a heat build-up of the heater 11 to be stopped. Also, when the temperature of the piezo-electric body is decreased below the setting temperature T, the resistance value is reduced for allowing a current from the battery to be fed to the heater 11, thus enabling the piezo-electric body 9 to be retained to the setting temperature T owing to the heat build-up of the heater 11.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等の燃焼圧を検出する燃焼圧センサに用いて好適な圧
力センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor suitable for use as a combustion pressure sensor for detecting combustion pressure in, for example, an automobile engine.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、ケーシングと、該ケーシングの
先端側に設けられ、該ケーシングの先端側に外部から作
用する圧力に応じて軸方向に変位する平板状のダイヤフ
ラムと、前記ケーシング内に設けられ、先端側が該ダイ
ヤフラムに当接し、このダイヤフラムの軸方向変位に応
じて軸方向に変位する受圧ロッドと、該受圧ロッドの基
端側に設けられ、該受圧ロッドを介して伝達された前記
ダイヤフラムの軸方向の変位を前記圧力に応じた電圧信
号として出力する圧電体とからなる圧力センサとしての
燃焼圧センサは、例えば実開昭60ー535号公報等に
よって知られている。
2. Description of the Related Art Generally, a casing, a flat diaphragm provided on the distal end side of the casing and displaced in the axial direction in response to pressure acting on the distal end side of the casing from the outside, and a flat diaphragm provided within the casing. , a pressure receiving rod whose distal end side contacts the diaphragm and is displaced in the axial direction in accordance with the axial displacement of the diaphragm; and a pressure receiving rod provided at the proximal end of the pressure receiving rod and transmitting the pressure of the diaphragm through the pressure receiving rod. A combustion pressure sensor as a pressure sensor comprising a piezoelectric body that outputs displacement in the axial direction as a voltage signal corresponding to the pressure is known, for example, from Japanese Utility Model Application No. 60-535.

【0003】そして、この種の従来技術による燃焼圧セ
ンサは、ダイヤフラムがエンジンの燃焼室に臨むように
して該エンジンに取付けられ、燃焼時の高い圧力(燃焼
圧)をダイヤフラムで受承し、該ダイヤフラムの軸方向
の変位を受圧ロッドを介して圧電体に加えることにより
、該圧電体は燃焼圧に応じた電圧信号をコントロールユ
ニット等に出力し、コントロールユニットはこの電圧信
号に基づいて燃焼圧の大小を判定し、エンジンへの燃料
供給時期や点火タイミング等を制御するようになってい
る。
[0003] This type of conventional combustion pressure sensor is installed in the engine with the diaphragm facing the combustion chamber of the engine, and receives high pressure (combustion pressure) during combustion with the diaphragm. By applying axial displacement to the piezoelectric body through the pressure receiving rod, the piezoelectric body outputs a voltage signal corresponding to the combustion pressure to a control unit, etc., and the control unit determines the magnitude of the combustion pressure based on this voltage signal. This is then used to control the timing of fuel supply to the engine, ignition timing, etc.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による圧力センサは、エンジンの燃焼室に取付け
られることにより、燃焼時の燃焼圧を検出するようにな
っているものの、エンジンの燃焼室では燃焼時と非燃焼
時との間で温度差が生じ、この温度差によって圧電体の
温度は短時間で大きく変化するから、この温度変化に応
じて圧電体にパイロ電気が発生し、このパイロ電気が圧
電体の電圧信号に重畳されてしまい、燃焼圧に応じた正
確な電圧信号を出力することができないという問題があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, although the pressure sensor according to the above-mentioned prior art detects the combustion pressure during combustion by being attached to the combustion chamber of the engine, There is a temperature difference between combustion and non-combustion, and this temperature difference causes the temperature of the piezoelectric body to change greatly in a short period of time, so pyroelectricity is generated in the piezoelectric body in response to this temperature change, and this pyroelectricity There is a problem in that the voltage signal is superimposed on the voltage signal of the piezoelectric body, making it impossible to output an accurate voltage signal corresponding to the combustion pressure.

【0005】このため上述した従来技術によるものでは
、圧電体の近傍に熱電対やサーミスタ等の温度センサを
設け、該温度センサによって圧電体の温度を検出し、コ
ントロールユニットはこの検出温度に基づいて該圧電体
の検出信号を補正するようになっているものの、コント
ロールユニットは短時間に大きく変化する圧電体の温度
に応じて、逐次、圧電体からの電圧信号を補正しなくて
はならないから、コントロールユニットの電子回路や補
正用プログラム等が大幅に複雑化して、圧力センサのコ
ストが増大するという問題がある。
For this reason, in the prior art described above, a temperature sensor such as a thermocouple or a thermistor is provided near the piezoelectric body, the temperature of the piezoelectric body is detected by the temperature sensor, and the control unit performs control based on this detected temperature. Although the detection signal of the piezoelectric body is corrected, the control unit must sequentially correct the voltage signal from the piezoelectric body according to the temperature of the piezoelectric body, which changes greatly in a short time. There is a problem in that the electronic circuit of the control unit, the correction program, etc. become significantly complicated, and the cost of the pressure sensor increases.

【0006】本発明は上述した従来技術による問題に鑑
みなされたもので、圧電体の温度変化を防止し、高精度
に燃焼圧を検出することができるようにした圧力センサ
を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems with the prior art, and it is an object of the present invention to provide a pressure sensor that can prevent temperature changes in a piezoelectric body and detect combustion pressure with high accuracy. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成の特徴は、ケーシング内
に、電源からの給電によって圧電体を加熱するヒータと
、該ヒータと直列に接続され、前記圧電体の温度に応じ
て該ヒータに供給する電流を制御し、該圧電体を所定の
温度に保持する温度スイッチとを設けたことにある。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the features of the configuration adopted by the present invention include a heater that heats the piezoelectric body by supplying power from a power source, and a heater connected in series with the heater. A temperature switch connected to the piezoelectric body controls the current supplied to the heater according to the temperature of the piezoelectric body to maintain the piezoelectric body at a predetermined temperature.

【0008】[0008]

【作用】上記構成により、温度スイッチは圧電体の温度
を検出し、この検出温度に応じて電源からヒータに供給
される電流を制御し、圧電体を所定の温度に保持して、
圧電体が温度変化するのを防止できる。
[Operation] With the above configuration, the temperature switch detects the temperature of the piezoelectric body, controls the current supplied from the power supply to the heater according to the detected temperature, and maintains the piezoelectric body at a predetermined temperature.
It is possible to prevent the piezoelectric body from changing in temperature.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図3に基
づき、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧センサに用い
た場合を例に挙げて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3, taking as an example the case where the present invention is applied to a combustion pressure sensor for detecting the combustion pressure of an engine.

【0010】図において、1はケーシングを示し、2は
後述するダイヤフラム3、上カバー4と共に該ケーシン
グ1を構成するケーシング本体を示し、該ケーシング本
体2は、その上端側が上カバー4によって施蓋され、後
述するコンタクトプレート7、圧電体9等を収容した大
径筒部2Aと、該大径筒部2Aの下端側に一体的に形成
され、後述の受圧ロッド5を収容した小径筒部2Bとか
ら段付筒状に形成され、該小径筒部2Bの下端側にはダ
イヤフラム3が一体的に設けられている。そして、該ケ
ーシング本体2はダイヤフラム3がエンジン本体の燃焼
室内に臨むようにして、エンジン本体のシリンダヘッド
(いずれも図示せず)に取付けられている。
In the figure, 1 indicates a casing, and 2 indicates a casing body that constitutes the casing 1 together with a diaphragm 3 and an upper cover 4, which will be described later.The casing body 2 has an upper end covered by the upper cover 4. , a large-diameter cylindrical portion 2A that accommodates a contact plate 7, a piezoelectric body 9, etc., which will be described later, and a small-diameter cylindrical portion 2B that is integrally formed on the lower end side of the large-diameter cylindrical portion 2A and accommodates a pressure-receiving rod 5 that will be described later. It is formed into a stepped cylindrical shape, and a diaphragm 3 is integrally provided on the lower end side of the small diameter cylindrical portion 2B. The casing body 2 is attached to a cylinder head (none of which is shown) of the engine body, with the diaphragm 3 facing into the combustion chamber of the engine body.

【0011】3はケーシング本体2の小径筒部2Bの下
端側に一体に形成された薄肉円板状のダイヤフラムを示
し、該ダイヤフラム3は燃焼室内の圧力(燃焼圧)を受
圧すると、この圧力に応じて軸方向(上下方向)に撓ん
で、受圧ロッド5を軸方向に変位させるようになってい
る。
Reference numeral 3 designates a thin disk-shaped diaphragm integrally formed on the lower end side of the small-diameter cylindrical portion 2B of the casing body 2. When the diaphragm 3 receives the pressure (combustion pressure) in the combustion chamber, it absorbs this pressure. Accordingly, the pressure receiving rod 5 is bent in the axial direction (vertical direction) to displace the pressure receiving rod 5 in the axial direction.

【0012】4はケーシング本体2の大径筒部2Aの上
端側にレーザ溶接等の手段を用いて固着された段付円筒
状の上カバーを示し、該上カバー4の上側にはシリンダ
ヘッド外へと上向きに突出する縮径部4Aが形成され、
該縮径部4A内には後述するリード線8,12が上向き
に伸長して設けられている。
Reference numeral 4 designates a stepped cylindrical upper cover fixed to the upper end side of the large diameter cylindrical portion 2A of the casing body 2 using means such as laser welding. A reduced diameter portion 4A that protrudes upward is formed,
Lead wires 8 and 12, which will be described later, are provided inside the reduced diameter portion 4A and extend upward.

【0013】5はケーシング本体2の小径筒部2B内に
位置して、軸方向に変位可能に設けられた段付棒状の受
圧ロッドを示し、該受圧ロッド5の下端側はダイヤフラ
ム3の上面側に当接され、上端側は絶縁材料から円板状
に形成された下側プレート6等を介して圧電体9に当接
されている。そして、該受圧ロッド5は燃焼圧によって
ダイヤフラム3が軸方向に撓むと、ケーシング本体2内
を軸方向に変位し、このダイヤフラム3の変位を圧電体
9に軸方向に伝達すると共に、燃焼室内の高温が圧電体
9に直接伝わるのを防止するようになっている。
Reference numeral 5 designates a stepped rod-shaped pressure receiving rod that is located inside the small diameter cylindrical portion 2B of the casing body 2 and is displaceable in the axial direction. The upper end side is in contact with the piezoelectric body 9 via a lower plate 6 formed of an insulating material into a disk shape. When the diaphragm 3 is bent in the axial direction due to combustion pressure, the pressure receiving rod 5 is axially displaced within the casing body 2, transmits the displacement of the diaphragm 3 to the piezoelectric body 9 in the axial direction, and This prevents high temperatures from being directly transmitted to the piezoelectric body 9.

【0014】7は受圧ロッド5と対向してケーシング本
体2の大径筒部2A内に設けられた導電性材料からなる
コンタクトプレートを示し、該コンタクトプレート7の
下端側には円板状のコンタクト部7Aが形成され、該コ
ンタクト部7Aの上面側は後述する圧電体9の下側電極
9Bに当接し、該コンタクトプレート7の上端側は上カ
バー4の縮径部4A内に伸長してリード線8にカシメ固
定されている。そして、該コンタクトプレート7は圧電
体9からの電圧信号をリード線8を介して後述のコント
ロールユニット18に伝達するようになっている。
Reference numeral 7 denotes a contact plate made of a conductive material provided in the large diameter cylindrical portion 2A of the casing body 2 facing the pressure receiving rod 5, and a disk-shaped contact is provided on the lower end side of the contact plate 7. A portion 7A is formed, the upper surface side of the contact portion 7A contacts a lower electrode 9B of a piezoelectric body 9, which will be described later, and the upper end side of the contact plate 7 extends into the reduced diameter portion 4A of the upper cover 4 to lead. It is caulked and fixed to line 8. The contact plate 7 is configured to transmit a voltage signal from the piezoelectric body 9 to a control unit 18, which will be described later, via a lead wire 8.

【0015】9はケーシング本体2の大径筒部2A内に
位置して、受圧ロッド5の上側に設けられ、チタン酸鉛
等の圧電性材料から筒状に形成された圧電体を示し、該
圧電体9の上,下面には、導電性ペースト等からなるシ
ート状の上側電極9A、下側電極9Bが形成されている
。また、該圧電体9の上側電極9Aは、導電性材料から
なる円板状の上側プレート10等を介してケーシング本
体2にアースされ、下側電極9Bは、コンタクトプレー
ト7のコンタクト部7Aに接触して電気的に接続されて
いる。そして、該圧電体9は、ダイヤフラム3が軸方向
に撓んで受圧ロッド5が軸方向に変位し、該受圧ロッド
5によって軸方向に押圧されると、圧縮歪みが生じて電
荷を発生し、この電荷(電圧信号)を燃焼圧に対応した
燃焼圧検出信号として各電極9A,9Bからコンタクト
プレート7、リード線8等を介してコントロールユニッ
ト18に出力するものである。
Reference numeral 9 denotes a piezoelectric body formed in a cylindrical shape from a piezoelectric material such as lead titanate, which is located inside the large-diameter cylindrical portion 2A of the casing body 2 and provided above the pressure receiving rod 5. On the upper and lower surfaces of the piezoelectric body 9, sheet-like upper electrodes 9A and lower electrodes 9B made of conductive paste or the like are formed. Further, the upper electrode 9A of the piezoelectric body 9 is grounded to the casing body 2 via the disc-shaped upper plate 10 made of a conductive material, and the lower electrode 9B is in contact with the contact portion 7A of the contact plate 7. and are electrically connected. Then, when the diaphragm 3 is bent in the axial direction, the pressure receiving rod 5 is displaced in the axial direction, and the piezoelectric body 9 is pressed in the axial direction by the pressure receiving rod 5, compressive strain occurs and electric charge is generated. The charge (voltage signal) is outputted from each electrode 9A, 9B to the control unit 18 via the contact plate 7, lead wire 8, etc. as a combustion pressure detection signal corresponding to the combustion pressure.

【0016】11は圧電体9の内周側に嵌装されたヒー
タを示し、該ヒータは例えばニクロム線等を巻回して筒
状に形成され、該ニクロム線の外側はセラミック等の絶
縁材料でコ−ティングされている。そして、該ヒータ1
1は、図2に示す如くプラス側リード線12Aとマイナ
ス側リード線12Bとからなるリード線12を介して後
述のバッテリ16に接続され、該バッテリ16から供給
された電流に応じて発熱し、圧電体9を加熱するように
なっている。
Reference numeral 11 indicates a heater fitted on the inner circumferential side of the piezoelectric body 9. The heater is formed into a cylindrical shape by winding, for example, a nichrome wire, and the outside of the nichrome wire is made of an insulating material such as ceramic. It is coated. Then, the heater 1
1 is connected to a battery 16 (described later) via a lead wire 12 consisting of a positive lead wire 12A and a negative lead wire 12B as shown in FIG. 2, and generates heat in response to the current supplied from the battery 16. The piezoelectric body 9 is heated.

【0017】13は上側プレート10の上面側に載置さ
れ、リード線12を介してヒータ11と直列に接続され
た温度スイッチを示し、該温度スイッチ13は、例えば
図3に示す如く、キュリー温度でその抵抗値が各抵抗値
Ra,Rb間を急激に変化するPTC(正特性)型のサ
ーミスタ等から短尺な筒状に形成され、その外側は導電
性の金属材料で覆われている。また、該温度スイッチ1
3はリード線12を介してヒータ11と直列に接続され
、そのキュリー温度は、燃焼室の定常燃焼状態における
圧電体9の平均温度(例えば145〜150℃程度)か
ら約5〜6℃高く設定された所定温度としての設定温度
Tに調節されている。そして、該温度スイッチ13は、
上側プレート10を介して圧電体9と共に温度上昇し、
その温度が設定温度Tに達すると、抵抗値Raから抵抗
値Rbまで急激に抵抗値を上昇させて、バッテリ16か
らヒータ11へ供給される電流を遮断(オフ状態)し、
圧電体9の温度が低下して設定温度Tを下回ると、抵抗
値Rbから抵抗値Raに抵抗値を低下させて、バッテリ
16からの電流がヒータ11に給電されるのを許す(オ
ン状態)ものである。
Reference numeral 13 indicates a temperature switch placed on the upper surface side of the upper plate 10 and connected in series with the heater 11 via the lead wire 12. The temperature switch 13 has a Curie temperature as shown in FIG. It is formed into a short cylindrical shape from a PTC (positive characteristic) type thermistor or the like whose resistance value changes rapidly between resistance values Ra and Rb, and the outside thereof is covered with a conductive metal material. In addition, the temperature switch 1
3 is connected in series with the heater 11 via a lead wire 12, and its Curie temperature is set approximately 5 to 6 degrees Celsius higher than the average temperature of the piezoelectric body 9 in the steady combustion state of the combustion chamber (for example, about 145 to 150 degrees Celsius). The temperature is adjusted to a set temperature T as a predetermined temperature. The temperature switch 13 is
The temperature rises together with the piezoelectric body 9 via the upper plate 10,
When the temperature reaches the set temperature T, the resistance value is rapidly increased from the resistance value Ra to the resistance value Rb, and the current supplied from the battery 16 to the heater 11 is cut off (off state),
When the temperature of the piezoelectric body 9 decreases below the set temperature T, the resistance value is decreased from the resistance value Rb to the resistance value Ra, and the current from the battery 16 is allowed to be supplied to the heater 11 (on state). It is something.

【0018】14はケーシング本体2の大径筒部2A内
に螺着された止めねじを示し、該止めねじ14はワッシ
ャ15を介して温度スイッチ13の上面側に当接してい
る。そして、該止めねじ14はワッシャ15、温度スイ
ッチ13、上側プレート10を介して圧電体9を上側か
ら所定の加重で押圧すると共に、圧電体9等をケーシン
グ本体2内で固定するようになっている。
Reference numeral 14 indicates a set screw screwed into the large diameter cylindrical portion 2A of the casing body 2, and the set screw 14 is in contact with the upper surface side of the temperature switch 13 via a washer 15. The set screw 14 presses the piezoelectric body 9 from above with a predetermined load via the washer 15, the temperature switch 13, and the upper plate 10, and fixes the piezoelectric body 9 etc. within the casing body 2. There is.

【0019】16は車両に搭載された電源としてのバッ
テリ、17は該バッテリ16と温度スイッチ13との間
に位置してプラス側リード線12Aの途中に設けられた
リレーを示し、該リレー17は例えばエンジンを駆動,
停止するイグニッションスイッチ(図示せず)に連動し
て開,閉成するようになっている。
Reference numeral 16 indicates a battery as a power source mounted on the vehicle, and reference numeral 17 indicates a relay located between the battery 16 and the temperature switch 13 and provided in the middle of the positive lead wire 12A. For example, driving an engine,
It is designed to open and close in conjunction with an ignition switch (not shown) that is turned off.

【0020】18はCPU等からマイクロコンピュータ
として構成されたコントロールユニットを示し、該コン
トロールユニット18の入力側には、圧電体9がリード
線8を介して接続されている。そして、該コントロール
ユニット18は、イグニッションスイッチがオンすると
、圧電体9からの燃焼圧検出信号を読込み、この燃焼圧
の大小を判定して、エンジンへの燃料供給時期や点火タ
イミング等を制御するものである。
Reference numeral 18 denotes a control unit configured as a microcomputer including a CPU and the like, and a piezoelectric body 9 is connected to the input side of the control unit 18 via a lead wire 8. When the ignition switch is turned on, the control unit 18 reads the combustion pressure detection signal from the piezoelectric body 9, determines the magnitude of this combustion pressure, and controls the timing of fuel supply to the engine, ignition timing, etc. It is.

【0021】本実施例による圧力センサは上述の如き構
成を有するもので、次にその作動について説明する。
The pressure sensor according to this embodiment has the above-mentioned configuration, and its operation will be explained next.

【0022】まず、イグニッションスイッチがオンして
燃焼室内の混合気が点火されると、ダイヤフラム3はこ
の燃焼圧を受圧して軸方向に撓み、受圧ロッド5は軸方
向に変位して圧電体9を軸方向に押圧する。これにより
、圧電体9は、受圧ロッド5から加えられた圧力に応じ
た電荷(電圧)を発生し、この電圧信号を燃焼圧検出信
号として、コンタクトプレート7、リード線8等を介し
てコントロールユニット18に出力する。また、イグニ
ッションスイッチがオンしたときには、リレー17が閉
成してバッテリ16からの電流がヒータ11に給電され
る。
First, when the ignition switch is turned on and the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited, the diaphragm 3 receives this combustion pressure and bends in the axial direction, and the pressure receiving rod 5 is displaced in the axial direction and the piezoelectric body 9 Press in the axial direction. As a result, the piezoelectric body 9 generates an electric charge (voltage) corresponding to the pressure applied from the pressure receiving rod 5, and uses this voltage signal as a combustion pressure detection signal to the control unit via the contact plate 7, lead wire 8, etc. Output to 18. Further, when the ignition switch is turned on, the relay 17 is closed and current from the battery 16 is supplied to the heater 11.

【0023】一方、圧電体9の温度が低く、温度スイッ
チ13の温度が設定温度Tを下回っているときは、温度
スイッチ13は低い抵抗値Raとなっているから、バッ
テリ16からの電流がヒータ11に供給されるのを許し
、これにより該ヒータ11は発熱して圧電体9を加熱す
る。
On the other hand, when the temperature of the piezoelectric body 9 is low and the temperature of the temperature switch 13 is lower than the set temperature T, the temperature switch 13 has a low resistance value Ra, so that the current from the battery 16 flows through the heater. As a result, the heater 11 generates heat and heats the piezoelectric body 9.

【0024】そして、圧電体1が加熱され、これにより
温度スイッチ13の温度が設定温度Tに達すると、該温
度スイッチ13の抵抗値は抵抗値Raから抵抗値Rbま
で急激に上昇し、バッテリ16からヒータ11に供給さ
れる電流を遮断して、該ヒータ11の発熱を停止させる
Then, when the piezoelectric body 1 is heated and the temperature of the temperature switch 13 reaches the set temperature T, the resistance value of the temperature switch 13 rapidly increases from the resistance value Ra to the resistance value Rb, and the battery 16 The current supplied to the heater 11 from the heater 11 is cut off to stop the heater 11 from generating heat.

【0025】かくして、本実施例によれば、温度スイッ
チ13は、圧電体9の温度に応じてその抵抗値を各抵抗
値Ra,Rbの間で変化させ、この抵抗値変化によって
バッテリ16からヒータ11に給電される電流を制御で
き、これによりヒータ11の発熱を調節して、圧電体9
の温度を設定温度Tに保持することができる。この結果
、圧電体9の温度変化を防止して、圧電体9から出力さ
れる燃焼圧検出信号に温度変化によるパイロ電気が重畳
されるのを効果的に防止でき、燃焼室内の燃焼圧を長期
に亘って正確に検出することができる。また、本実施例
による圧力センサは、コントロールユニット18を介さ
ずに、温度スイッチ13によってヒータ11に供給する
電流を制御しているから、コントロールユニット18の
プログラムや電子回路等を簡略化してコストを大幅に低
減することができる。
Thus, according to this embodiment, the temperature switch 13 changes its resistance value between the resistance values Ra and Rb depending on the temperature of the piezoelectric body 9, and this resistance value change causes the heater to be removed from the battery 16. It is possible to control the current supplied to the piezoelectric body 9 by controlling the heat generation of the heater 11.
can be maintained at the set temperature T. As a result, temperature changes in the piezoelectric body 9 can be prevented, and pyroelectricity caused by temperature changes can be effectively prevented from being superimposed on the combustion pressure detection signal output from the piezoelectric body 9, and the combustion pressure in the combustion chamber can be maintained for a long time. can be detected accurately over the entire range. Furthermore, since the pressure sensor according to this embodiment controls the current supplied to the heater 11 by the temperature switch 13 without going through the control unit 18, the program and electronic circuit of the control unit 18 can be simplified and costs can be reduced. can be significantly reduced.

【0026】なお、前記実施例では、ヒータ11はニク
ロム線等を巻回して筒状に形成するものとして述べたが
、これに替えて、例えばフィルム状ヒータ等の他のヒー
タを用いてもよい。
In the above embodiment, the heater 11 was described as having a cylindrical shape formed by winding a nichrome wire, but instead of this, other heaters such as a film heater may be used. .

【0027】また、前記実施例では、温度スイッチ13
は、キュリー温度でその抵抗値が各抵抗値Ra,Rb間
を急激に変化するPTC(正特性)型のサーミスタ等か
ら短尺な筒状に形成するものとして述べたが、これに替
えて、バイメタル等の他の温度スイッチを用いてもよい
Furthermore, in the above embodiment, the temperature switch 13
has been described as a short cylindrical thermistor of the PTC (positive characteristic) type, whose resistance value changes rapidly between resistance values Ra and Rb at the Curie temperature, but instead of this, a bimetallic Other temperature switches may also be used.

【0028】また、前記実施例では、圧力センサとして
燃焼圧センサに用いた場合を例に挙げて説明したが、本
発明はこれに限らず、例えば空気、工業用ガス等の気体
や燃料、水等の液体の圧力を検出する圧力センサにも適
用することができる。
Further, in the above embodiments, the case where the pressure sensor is used as a combustion pressure sensor has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, but can be applied to gases such as air, industrial gas, fuel, water, etc. It can also be applied to pressure sensors that detect the pressure of liquids such as.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、電
源からの給電によって圧電体を加熱するヒータと、該ヒ
ータと直列に接続され、前記圧電体の温度に応じて該ヒ
ータに供給する電流を制御し、該圧電体を所定の温度に
保持する温度スイッチとを設けたから、圧電体が温度変
化するのを防止でき、圧電体から出力される電圧信号に
パイロ電気が重畳されるのを効果的に防止して、外部の
圧力を長期に亘って正確に検出することができる。
As detailed above, according to the present invention, there is provided a heater that heats a piezoelectric body by supplying power from a power source, and a heater that is connected in series with the heater and supplies power to the heater according to the temperature of the piezoelectric body. Since a temperature switch is provided to control the current flowing through the piezoelectric body and maintain the piezoelectric body at a predetermined temperature, it is possible to prevent the temperature of the piezoelectric body from changing and to prevent pyroelectricity from being superimposed on the voltage signal output from the piezoelectric body. It is possible to effectively prevent external pressure and accurately detect external pressure over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例を示す圧力センサの縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pressure sensor showing an embodiment of the present invention.

【図2】圧力センサの回路を示す回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a circuit of a pressure sensor.

【図3】温度スイッチの温度と抵抗値との関係を示す特
性線図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between temperature and resistance value of a temperature switch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    ケーシング 3    ダイヤフラム 5    受圧ロッド 9    圧電体 11  ヒータ 13  温度スイッチ 16  バッテリ(電源) 1 Casing 3 Diaphragm 5 Pressure receiving rod 9 Piezoelectric body 11 Heater 13 Temperature switch 16 Battery (power supply)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  ケーシングと、該ケーシングの一端側
に設けられ、該ケーシングの一端側に外部から作用する
圧力に応じて変位するダイヤフラムと、先端側が該ダイ
ヤフラムに当接するように前記ケーシング内に設けられ
た受圧ロッドと、前記ケーシング内に位置して該受圧ロ
ッドの基端側に設けられ、該受圧ロッドを介して伝達さ
れた前記ダイヤフラムの変位を前記圧力に応じた電圧信
号として出力する圧電体とからなる圧力センサにおいて
、前記ケーシング内には、電源からの給電によって前記
圧電体を加熱するヒータと、該ヒータと直列に接続され
、前記圧電体の温度に応じて該ヒータに供給する電流を
制御し、該圧電体を所定の温度に保持する温度スイッチ
とを設けたことを特徴とする圧力センサ。
1. A casing, a diaphragm disposed at one end of the casing and displaced in response to pressure applied from the outside to the one end of the casing, and a diaphragm disposed within the casing such that its tip side abuts the diaphragm. a pressure receiving rod, and a piezoelectric body located within the casing and provided on the proximal end side of the pressure receiving rod, and outputting the displacement of the diaphragm transmitted via the pressure receiving rod as a voltage signal corresponding to the pressure. In the pressure sensor, the casing includes a heater that heats the piezoelectric body by supplying power from a power source, and a heater that is connected in series with the heater and that supplies current to the heater according to the temperature of the piezoelectric body. A pressure sensor comprising a temperature switch that controls the piezoelectric body and maintains the piezoelectric body at a predetermined temperature.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017096757A (en) * 2015-11-24 2017-06-01 トヨタ自動車株式会社 In-cylinder pressure sensor
DE102006031905B4 (en) 2006-07-07 2022-09-08 Endress+Hauser SE+Co. KG Device for determining and/or monitoring a process variable

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DE102006031905B4 (en) 2006-07-07 2022-09-08 Endress+Hauser SE+Co. KG Device for determining and/or monitoring a process variable
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