JPH0510766A - Piezoelectric element - Google Patents

Piezoelectric element

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Publication number
JPH0510766A
JPH0510766A JP3192468A JP19246891A JPH0510766A JP H0510766 A JPH0510766 A JP H0510766A JP 3192468 A JP3192468 A JP 3192468A JP 19246891 A JP19246891 A JP 19246891A JP H0510766 A JPH0510766 A JP H0510766A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
angular velocity
piezoelectric element
velocity sensor
piezoelectric elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP3192468A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Iwai
井 清 岩
Takeshi Nakamura
村 武 中
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Priority to DE69210910T priority patent/DE69210910T2/en
Priority to EP92110774A priority patent/EP0526728B1/en
Publication of JPH0510766A publication Critical patent/JPH0510766A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a piezoelectric element which is used to manufacture a sensor whose characteristic is seldom dispersed even with changes in ambient temperature. CONSTITUTION:Piezoelectric elements 14a, 14b, 14c are formed on the side face of a vibration body 12 in the form of an equilateral triangle pole. The piezoelectric elements 14a, 14b, 14c include piezoelectric bodies 16a, 16b, 16c, respectively. A pair of network mesh electrodes 18a, 20a, 18b, 20b and 18c, 20c are formed on both of the main faces of each piezoelectric body 16a, 16b, 16c. The mesh electrodes 20a, 20b, 20c are stuck to the vibration body 12. An angular velocity sensor 10 using the piezoelectric elements 14a, 14b, 14c is thus obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は圧電素子に関し、特に
たとえば、角速度センサとして用いられる振動ジャイ
ロ,加速度センサ,圧力センサ,変位センサなどに用い
られる圧電素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element, and more particularly to a piezoelectric element used for a vibration gyro used as an angular velocity sensor, an acceleration sensor, a pressure sensor, a displacement sensor and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4はこの発明の背景となる従来の圧電
素子を用いた角速度センサを示す斜視図であり、図5は
その断面図である。角速度センサ1は、たとえばエリン
バなどの機械的な振動を生じる材料で形成される振動体
2を含む。振動体2は、3角柱状に形成され、その側面
には3つの圧電素子3a,3b,3cが形成される。圧
電素子3a,3b,3cは圧電体4a,4b,4cを含
み、その両主面に電極5a,5b,5cが形成されてい
る。そして、この電極5a,5b,5cの一方が、振動
体2の側面に接着される。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view showing an angular velocity sensor using a conventional piezoelectric element which is the background of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view thereof. The angular velocity sensor 1 includes a vibrating body 2 formed of a material that causes mechanical vibration, such as Elinba. The vibrating body 2 is formed in a triangular prism shape, and three piezoelectric elements 3a, 3b, 3c are formed on the side surface thereof. The piezoelectric elements 3a, 3b, 3c include piezoelectric bodies 4a, 4b, 4c, and electrodes 5a, 5b, 5c are formed on both main surfaces thereof. Then, one of the electrodes 5a, 5b, 5c is bonded to the side surface of the vibrating body 2.

【0003】この角速度センサ1を使用する場合、たと
えば圧電素子3a,3bと圧電素子3cとの間に発振回
路出力源が接続される。この発振回路出力源からの出力
信号によって、振動体2は圧電素子3cの形成された面
に直交する方向に屈曲振動する。この角速度センサ1の
軸を中心として回転すると、圧電素子3a,3bに出力
電圧が発生する。この圧電素子3a,3bからの出力電
圧の差を測定することにより、角速度センサ1に加わっ
た回転角速度が測定される。
When the angular velocity sensor 1 is used, an oscillation circuit output source is connected between the piezoelectric elements 3a and 3b and the piezoelectric element 3c, for example. The output signal from the oscillation circuit output source causes the vibrating body 2 to flexurally vibrate in a direction orthogonal to the surface on which the piezoelectric element 3c is formed. When rotating about the axis of the angular velocity sensor 1, an output voltage is generated in the piezoelectric elements 3a and 3b. By measuring the difference between the output voltages from the piezoelectric elements 3a and 3b, the rotational angular velocity applied to the angular velocity sensor 1 is measured.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな角速度センサに用いられる圧電素子では、圧電体の
主面に電極を形成するため、圧電体と電極との間の熱膨
張係数の差により、雰囲気温度の変化によって圧電素子
に反りや歪みが生じる。そのため、回転角速度に応じた
電圧以外の電圧が発生してしまい、角速度センサの特性
にばらつきが生じやすいという問題があった。
However, in the piezoelectric element used in such an angular velocity sensor, since the electrode is formed on the main surface of the piezoelectric body, the difference in the coefficient of thermal expansion between the piezoelectric body and the electrode causes The piezoelectric element is warped or distorted due to a change in ambient temperature. Therefore, a voltage other than the voltage corresponding to the rotation angular velocity is generated, and there is a problem that the characteristics of the angular velocity sensor are likely to vary.

【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、雰
囲気温度が変化しても、特性にばらつきが生じにくいセ
ンサを得ることができる圧電素子を提供することであ
る。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a piezoelectric element capable of obtaining a sensor in which the characteristics are less likely to vary even if the ambient temperature changes.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、圧電体と、
圧電体の主面に形成される網状のメッシュ電極とを含
む、圧電素子である。
The present invention relates to a piezoelectric body,
A piezoelectric element including a mesh-shaped mesh electrode formed on the main surface of the piezoelectric body.

【0007】[0007]

【作用】圧電体に網状のメッシュ電極を形成することに
より、雰囲気温度の変化による電極の伸縮が分散する。
By forming a mesh-shaped mesh electrode on the piezoelectric body, expansion and contraction of the electrode due to changes in ambient temperature are dispersed.

【0008】[0008]

【発明の効果】この発明によれば、電極の伸縮が分散す
るため、圧電体に大きな応力がかからず、圧電素子に反
りや歪みが発生しにくい。そのため、圧電素子に不要な
電圧が発生しにくく、この圧電素子をたとえば角速度セ
ンサなどに使用すれば、出力電圧の変化率の小さい角速
度センサを得ることができる。
According to the present invention, since the expansion and contraction of the electrodes are dispersed, a large stress is not applied to the piezoelectric body, and the piezoelectric element is unlikely to be warped or strained. Therefore, an unnecessary voltage is unlikely to be generated in the piezoelectric element, and if this piezoelectric element is used in, for example, an angular velocity sensor, it is possible to obtain an angular velocity sensor with a small rate of change in output voltage.

【0009】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。
The above-mentioned objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.

【0010】[0010]

【実施例】図1はこの発明の圧電素子を用いた角速度セ
ンサを示す斜視図であり、図2はその断面図である。角
速度センサ10は振動体12を含む。振動体12は、た
とえばエリンバなどの機械的な振動を生じる材料で、正
3角柱状に形成される。この振動体12の3つの側面の
中央部には、それぞれ、圧電素子14a,14b,14
cが形成される。圧電素子14aは圧電体16aを含
み、この圧電体16aの両主面には網状のメッシュ電極
18aおよび網状のメッシュ電極20aが形成される。
そして、一方のメッシュ電極20aが振動体12の側面
に接着される。同様に、圧電素子14b,14cは圧電
体16b,16cを含み、この圧電体16b,16cの
両主面にはメッシュ電極18b,20bおよびメッシュ
電極18c,20cが形成される。そして、振動体12
の側面に、メッシュ電極20bおよびメッシュ電極20
cが接着される。
1 is a perspective view showing an angular velocity sensor using a piezoelectric element of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. The angular velocity sensor 10 includes a vibrating body 12. The vibrating body 12 is made of, for example, a material that causes mechanical vibration, such as Elinba, and is formed in a regular triangular prism shape. Piezoelectric elements 14a, 14b, 14 are provided at the central portions of the three side surfaces of the vibrating body 12, respectively.
c is formed. The piezoelectric element 14a includes a piezoelectric body 16a, and a mesh-shaped mesh electrode 18a and a mesh-shaped mesh electrode 20a are formed on both main surfaces of the piezoelectric body 16a.
Then, one mesh electrode 20a is bonded to the side surface of the vibrating body 12. Similarly, the piezoelectric elements 14b and 14c include piezoelectric bodies 16b and 16c, and mesh electrodes 18b and 20b and mesh electrodes 18c and 20c are formed on both main surfaces of the piezoelectric bodies 16b and 16c. Then, the vibrating body 12
On the side surface of the mesh electrode 20b and the mesh electrode 20
c is glued.

【0011】圧電素子14a,14b,14cの圧電体
16a,16b,16cは、たとえば圧電磁器材料を板
状に成形し、焼成することによって形成される。得られ
た圧電体の主面に、たとえばAg−Pdなどの金属ペー
ストを網状に印刷し、焼き付け処理などを施すことによ
って電極が形成される。
The piezoelectric bodies 16a, 16b, 16c of the piezoelectric elements 14a, 14b, 14c are formed, for example, by forming a piezoelectric ceramic material into a plate shape and firing it. An electrode is formed by printing a metal paste such as Ag-Pd in a mesh shape on the main surface of the obtained piezoelectric body and applying a baking treatment or the like.

【0012】この角速度センサ10を用いて回転角速度
を測定するには、たとえば図3に示すような回路が用い
られる。この回路では、圧電素子14a,14bと圧電
素子14cとの間に、発振回路出力源30が接続され
る。そして、発振回路出力源30からの信号によって、
振動体12が振動する。この場合、振動体12は、圧電
素子14cが接着された面に直交する方向に屈曲振動す
る。さらに、圧電素子14a,14bが、差動回路32
に接続される。そして、振動体12の軸を中心として回
転すると、コリオリ力によってその振動方向が変わる。
それに応じて、圧電素子14a,14bに電圧が発生す
る。この電圧の差を差動回路32を用いて測定すること
によって、角速度センサ10に加わった回転角速度が測
定される。
To measure the rotational angular velocity using this angular velocity sensor 10, for example, a circuit as shown in FIG. 3 is used. In this circuit, the oscillation circuit output source 30 is connected between the piezoelectric elements 14a and 14b and the piezoelectric element 14c. Then, by the signal from the oscillation circuit output source 30,
The vibrating body 12 vibrates. In this case, the vibrating body 12 flexurally vibrates in the direction orthogonal to the surface to which the piezoelectric element 14c is bonded. Further, the piezoelectric elements 14a and 14b are connected to the differential circuit 32.
Connected to. When the vibrating body 12 rotates about its axis, the direction of vibration changes due to the Coriolis force.
In response to this, a voltage is generated in the piezoelectric elements 14a and 14b. By measuring this voltage difference using the differential circuit 32, the rotational angular velocity applied to the angular velocity sensor 10 is measured.

【0013】この角速度センサ10では、メッシュ電極
を網状に形成することにより、雰囲気温度の変化による
メッシュ電極の伸縮が分散する。そのため、雰囲気温度
が変化しても、圧電体に無理な応力がかからない。その
ため、雰囲気温度が変化しても、圧電素子に反りや歪み
が発生しにくい。したがって、角速度センサ10に加わ
った回転角速度に応じた電圧以外の電圧の発生が少な
く、正確な測定を行うことができる。
In this angular velocity sensor 10, the mesh electrode is formed in a mesh shape so that the expansion and contraction of the mesh electrode due to the change in the ambient temperature is dispersed. Therefore, even if the ambient temperature changes, undue stress is not applied to the piezoelectric body. Therefore, even if the ambient temperature changes, the piezoelectric element is unlikely to warp or distort. Therefore, the generation of a voltage other than the voltage corresponding to the rotational angular velocity applied to the angular velocity sensor 10 is small, and accurate measurement can be performed.

【0014】なお、上述の実施例では、この発明の圧電
素子を角速度センサに応用したが、この圧電素子は、加
速度センサ,圧力センサ,変位センサなどにも応用する
ことができ、これらのセンサの精度を上げることができ
る。
Although the piezoelectric element of the present invention is applied to the angular velocity sensor in the above-mentioned embodiments, the piezoelectric element can also be applied to an acceleration sensor, a pressure sensor, a displacement sensor, and the like. The accuracy can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す角速度センサの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the angular velocity sensor shown in FIG.

【図3】図1に示す角速度センサを使用するときの回路
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit when the angular velocity sensor shown in FIG. 1 is used.

【図4】この発明の背景となる従来の圧電素子を用いた
角速度センサを示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing an angular velocity sensor using a conventional piezoelectric element which is the background of the present invention.

【図5】図4に示す角速度センサの断面図である。5 is a cross-sectional view of the angular velocity sensor shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 角速度センサ 12 振動体 14a,14b,14c 圧電素子 16a,16b,16c 圧電体 18a,18b,18c 電極 20a,20b,20c 電極 10 angular velocity sensor 12 vibrating body 14a, 14b, 14c piezoelectric element 16a, 16b, 16c piezoelectric body 18a, 18b, 18c electrode 20a, 20b, 20c electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 圧電体と、前記圧電体の主面に形成され
る網状のメッシュ電極とを含む、圧電素子。
Claim: What is claimed is: 1. A piezoelectric element, comprising: a piezoelectric body; and a mesh electrode formed on a main surface of the piezoelectric body.
JP3192468A 1991-07-05 1991-07-05 Piezoelectric element Pending JPH0510766A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3192468A JPH0510766A (en) 1991-07-05 1991-07-05 Piezoelectric element
DE69210910T DE69210910T2 (en) 1991-07-05 1992-06-26 Piezoelectric element
EP92110774A EP0526728B1 (en) 1991-07-05 1992-06-26 Piezoelectric element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3192468A JPH0510766A (en) 1991-07-05 1991-07-05 Piezoelectric element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0510766A true JPH0510766A (en) 1993-01-19

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ID=16291799

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JP3192468A Pending JPH0510766A (en) 1991-07-05 1991-07-05 Piezoelectric element

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JP (1) JPH0510766A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6715616B2 (en) 2001-04-16 2004-04-06 Kataoka Bussan Kabushiki Kaisha Filter device for coffee or the like

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