JPH0551855B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検知要素として振動する梁を使用す
るデイジタル出力の圧力センサに関する。

従来、振動梁を使用するセンサがいろいろ開発
されてきた。通常は、デイジタルパルスのある種
のものが梁に働く力又は圧力を表示するために使
われている。

ある種のセンサは、米国特許明細書第3470400
号及び同3479536号のように、圧電的感知技術を
利用している。その移動経路中に拘束されている
軸支された梁の型式のものは、米国特許第
3649857号に開示されている。

振動する梁に関連する他の特許は、一般的に興
味あるものとして、同じく第3664237号である。
振動梁の容量感知技術が、米国特許第3187579号
及び3762223号中に例示されている。これらの両
特許には、感知用のコンデンサ板が、駆動コイル
からの部材の対向側にある。

梁の端での質量の加速のために、又は微小流量
の衝撃のために横方向に屈曲する圧電梁が、米国
特許第3304773号に開示されている。容量感知手
段を有する振動梁を使用した加速度計が、米国特
許第3505866号に示されている。

1979年４月17日に発行された米国特許第
4149422号は、プリテンシヨンを作り出すスプリ
ング負荷をかけて保持されており、かつ圧力負荷
によつてワイヤの固有振動数が変化するような細
いワイヤを有する、振動ワイヤ型の圧力センサを
開示している。振動ワイヤに負荷を与えるのに用
いられるレバーは、枢軸移動を相対的に自由に行
なわしめるように断面わん曲結合上に装着されて
いる。

感知手段は、別に設けられた発振回路からの電
流がワイヤを通つて流れ、この電流が永久磁石か
らの磁場と反応してワイヤを動かす。これは、反
対のEMF（起電力）を作り、電流発生用の振動回
路での正帰還がワイヤの振動を持続させる。この
ように、米国軒特許4149422号に開示されたセン
サは、容量型の感知技術を利用していない。

また、上述のように、ワイヤに供給する電流を
発生させる発振回路を別に設ける必要があるた
め、構造が複雑となり、価格も高くなるという問
題があつた。

この発明は、圧力センサに関し、特に、振動梁
の固有振動数に負荷を与えかつ影響を与える圧力
センサに関する。前記振動数が感知され、直接的
なデイジタル測定が出来るデイジタルパルスの形
での出力、又は測定される圧力の読み取りが用意
される。

梁は、図示するように、枢軸的に装着されたレ
バーによつて負荷を与えられ、該レバーは、梁へ
負荷を与えている間、これを不要な応力から隔離
するのを助けている。梁への励起は、駆動手段へ
の直流電流の供給によつて行われる。そして、梁
およびこの梁と平行な面内に配置されたコンデン
サ板で構成されるコンデンサの容量によつて前記
駆動手段の電流を制御し、梁をその固有振動数で
振動させる。このように本発明では、梁は、前記
コンデンサ板と梁とを含む自励発振回路で振動さ
せられるので、発振回路を別途設ける必要がなく
なり、部品点数を少なくできて構造が簡単にな
り、信頼性は向上し、価格も低減できる。

また、駆動手段と梁の振動数検知手段とを、梁
に対して一方側に位置するように基体上に一体的
に結合したので、駆動手段および振動数検知手段
の、梁に対する位置調整・整列が同時にかつ容易
にできる。

図示した特別の具体例では、前記駆動手段とし
ての励起コイルと取り出しコンデンサ板は互いに
一体に結合されて振動梁の同じ側に装着されてお
り、その結果として、これら結合体の装着やシー
ルドを容易にし、かつ駆動コイル、感知コンデン
サおよび振動梁間の空間配置の整列や調節を容易
にしている。

他の利点は、より少ない部品ですみむので製造
が簡単で、コスト低減も容易であり、寄生共鳴を
より良く制御でき、かつ取り出し部材上に装着さ
れうる感知回路の構成部品を有することである。
振動梁に関しては、梁の中には実質的に電流が存
在しないので、梁は、駆動コイル又は取り出し容
量の作用には不都合な影響をほとんど与えない。

以下、本発明の具体例について図面を参照して
説明する。第１図及び第２図に、本発明によるセ
ンサの一般的な配置が示されている。センサ集合
体は１０で示されており、外枠１１は種々の部品
を装着するための基板を有している。１２で示さ
れる枠の基板は平板で、枠は直立した壁１３，１
４を有している。外枠１１の外面は、望ましくは
厚さ約1.57mm（0.062インチ）のシリコンゴムの
被覆を施されていて、外部振動を弱めている。壁
１３は開口と、ベローズ１５，１６を装着するた
めの装着手段とを有している。

ベローズ１６は端部にカラー１７を有してい
る。該カラーは小さいリング状であり、該リング
はクランプ２３Ａの内部に一部はまり込み、かつ
クランプ２３Ａ内の凹部に保持されている。クラ
ンプ２３Ａは、包括的に符号２４で示され、枢軸
動と負荷を与えるレバー部材の一部を形成するタ
ング２３に摺動的に取り付けられ、かつそれに沿
つて摺動する。

タング２３はベローズ１５と１６間に延びてい
る。ベローズ１５は、タング２３内の凹部に一部
嵌め込まれている端部リング１７Ａを有している
ので、タング２３と接続されている。ベローズ１
５と１６は、軸方向においてベローズを膨張させ
るような圧力からの負荷をタング２３へ伝達す
る。タング２３は、クランプ２３Ａといつしよに
摺動するような鳩尾端部を有している。

ベローズは、センサとして用いられる普通の設
計のものであり、普段は図示のように、静止又は
平衡した位置におかれている。第１の圧力入口２
０はベローズ１５に接続されており、第２の圧力
入口２１はベローズ１６に連らなつている。ベロ
ーズは、勿論、圧力を受けると軸に沿つて膨張し
ようとし、タング２３とクランプ２３Ａに接した
内端を伸ばす。このようにして、圧力差はタング
２３の位置を変位させる。

クランプ２３Ａは、ベローズの移動方向を横切
つて、タング２３に沿つて摺動し、調節されるの
で、２７で示されるピボツトのようなヒンジの周
りのベローズ１６の移動は、ヒンジ２７の周りの
ベローズ１５の移動に関連して変位されることに
なる。タング２３に沿つたクランプ２３Ａのこの
移動は、一方のベローズ又は他方のベローズから
の力の調節を可能にするので、等しい圧力がベロ
ーズ１５と１６に供給されたときは、結果的に合
成力（モーメント）はゼロである。

レバー集合体２４は、平面図に示されるよう
に、枠１１の基板壁１２に接した装着ブロツク２
５を有している。レバー集合体２４は単一片の材
料から作られている。移動レバー部すなわちアク
チエータ３０は、２７で示されるヒンジのような
ピボツトを通してブロツク25に接続されている。
ピボツトは、実質的に薄い断面厚みを有し、ピボ
ツト軸に沿つてブロツク25と部分３０を結合して
いる。このようにレバー集合体は、装着部２５と
枢軸動するレバー部分３０を有している。レバー
部分３０は枠の基板１２と接しないから圧力差が
あると枢軸動する。適当なスペーサがブロツク25
の下に配置され、レバー部３０を基板１２から離
している。

レバー部分３０はヒンジ又はピボツト部２７の
周りに枢軸動し、このピボツト部は枢軸動に対し
てはほとんど抵抗（ステイフネス）はないが、枢
軸移動の面と平行な軸の周りのレバー部３０のね
じれに対して抵抗（ステイフネス）が強固であ
る。この抵抗は、ピボツト軸に沿つた方向におけ
る加速に対しても、効果的である。レバー部分は
結合部３１によつてタング２３と接続されてい
る。

３５で示される負荷梁は、単一ブロツクの磁気
材料、好ましくはインターナシヨナル、ニツケ
ル、カンパニー社製のNi−Span Ｃ、alloy 902、
から作られている。負荷梁３５は、中央の振動梁
部分４２を有し、部分４２は、それを支持するた
めの第１と第２の隔離部分４３と４４間に、これ
らと一体的に配置されている。

隔離部分４３は、振動梁部との接合部とは反対
側の、３６で示されるような外側端で、ブロツク
25の一部を成す支持把手３７に装着されている。
隔離部分４３の外側端は、ハウジングの基板１２
とは別々に装着しても良い。支持体３７への接続
は固定的な接続で、はんだ付け又は真ちゆうろう
付けである。隔離部分４３の外側端は、又、適当
なキヤツプネジでピン止め又は固定されても良
い。

隔離部分４４の外側端は、負荷梁３５と対向す
る端にあり、枢軸レバー部分３０から突出してい
る支持部分４１に、４０で示されるように装着さ
れている。装着する手段は適宜の方法でなされ
る。

センサー集合体は、少なくとも２つの軸上で加
速度的に平衡している−即ち、第１図に示すよう
な「Ｙ」軸又は「Ｘ」軸における加速にはほとん
ど、又は全く影響されない。何故ならば、ピボツ
ト軸のセンサ側のトルクモーメントの和はベロー
ズ側のトルクモーメントの和と同じだからであ
る。センサは「Ｚ」軸（第７図参照）では平衡し
てないので、ピボツト軸の抵抗（ステイフネス）
の強さはこの軸に沿つて供給される力から加速効
果を有効に減じている。

もし必要ならば、この軸の周りでトルクモーメ
ントを平衡させることも可能である。許容される
範囲内で、各センサ集合体はいくらか異なつたト
ルクモーメントを有する。加速に関連するこれら
の許容誤差の影響は、第１図の２７Ａで示される
ように、軸の周りのトルクモーメントを等しくす
るようにピボツト２７の近くの場所にはんだのよ
うな少量の物質を配置することによつて最少限に
される。

振動梁部分４２は、このように、支持部材３７
と４１間に、隔離部分４３と４４とによつて支持
されている。したがつて、梁部分４２は枢軸レバ
ー部３０の移動によつて作用される力を受けるこ
とになる。隔離部分４３と４４は一対の薄い帯
（ストラツプ）を形成するように、その中央部で
変形させられている。

したがつて、ベローズの偏向又は移動によつて
ベローズ１５と１６間のタング２３が移動する
と、ピボツト２７の周りに枢軸レバー部３０をタ
ング２３が枢軸動させる。この移動は、振動梁部
分４２の張力、圧縮応力又は負荷に変化を与え
る。振動梁部分４２の負荷の変化は、振動の共振
周波数を変化させる。共振周波数の変化は、圧力
入口２０と２１、したがつてベローズ１５と１６
における圧力の差に比例する。一方の圧力入口は
大気又は真空に通じているので、各圧力の値が測
定される。さらに、一方のベローズは省略するこ
とが出来る。

ベローズ１５，１６によつて発生された圧力信
号は、枢軸レバー部３０を介し、そのリンク作用
によつて振動梁部分４２の一端（自由端）に伝達
されるので、枢軸レバー部３０は十分な機械的剛
性を持てばよい。

梁は、共振周波数で制御されるAC信号によつ
て励起されるコイルを使用することにより、共振
状態に駆動又は励起される。さらに、休止中は、
梁は建前上は平衡していて、圧縮状態にもなけれ
ば引張状態にもない。即ち、支持構造又は梁にク
リープ又は緩みがなく、安定度に寄与している。
望ましくは梁の材料の弾性限界内で、梁は低応力
で作動されると良い。

隔離部４３と４４は、梁部分４２に垂直に延び
たマス（mass）４３Ａと４４Ａとを有し、そし
て各々は隔離された分離スプリング４３Ｂと４３
Ｃ及び４４Ｂと４４Ｃを有している。これらの分
離部材は、振動梁部分４２を端部の装着部分と非
結合状態に保持しており、その結果、梁の「Ｑ」
を低下させるエネルギ損失を減少させている。小
さな応力低減用部材（radii）が、振動梁部４２
及びマス４３Ａと４４Ａ間の接合部で利用されて
いることに注目されるべきである。

梁部分４２及び隔離部分４３と４４の設計にお
いて、使用される広範囲の振動数を掃引せねばな
らない梁部分４２によつて容易に駆動されうるよ
うな固有振動数を、どの構成要素も有していない
ことが重要である。もしも、他の要素が梁部分４
２によつて駆動されうるような固有振動数を有し
ているならば、梁部分４２は、特にその固有振動
数が梁の振動数と等しいか又は倍数（例えば、
１、２、３及び４倍）のとき、システム中のその
ような要素を励起することになろう。

このような事態が発生すると、隔離部材の効果
は減少して、梁の「Ｑ」を減少させ、かつその振
動数を変化させる。この結果として、与えられた
応力に関しての梁の直線性と平滑性とにおいて不
連続性を生ずる。加えて、中央の梁はその共振周
波数と共振周波数の２倍で容易に駆動されること
が分る。何故ならば、梁の各半サイクルに関し
て、振動梁部分４２の一端に引張り力が加わるか
らである。梁は、その作動中、静止面内でその反
対側へ偏向する。

実際のところ、隔離部材を振動梁によつては駆
動されないような低い振動数にすることは不可能
である。何故ならば、このためには隔離部材を非
常に長くかつ薄くしなければならないからであ
る。したがつて、全体的なセンサの大きさは大き
くなり、装置は製作するのに困難であろう。上述
したように、振動梁部分が２次、３次又は高調波
で分離スプリングを駆動することが可能である。

そして又、実際に、これらの分離スプリングを
高い振動数にして駆動されないようにし、かつ必
要な低い振動数分離を保たせることは不可能であ
る。このようにして、分離スプリングの振動数
は、応力がかけられた振動数範囲で振動梁部分４
２と干渉しないような「窓」を持つように選択さ
れなければならないことが理解されよう。

即ち、応力が振動梁部分４２にかけられたと
き、この固有振動数とこの２倍の振動数は、分離
スプリング４３Ｂと４３Ｃ及び４４Ｂと４４Ｃの
共振周波数と一致してはならない。最も広い
「窓」は、これら各４個のスプリングの基本的な
分離スプリングの振動数が、最大の応力が生じた
ときに相当する振動梁部分の最も高い振動数より
大きく、かつ振動梁４２の固有振動数の２倍より
低いように設定される。

梁部分４２の特定の例としては、概ね少なくと
も約0.025mm（0.001インチ）で、多くとも約0.25
mm（0.010インチ）の範囲内で、約0.12mm（0.0047
インチ）の厚さの梁部分を有する。梁部分は、概
ね少なくとも約2.54mm（0.10インチ）で、多くと
も約12.7mm（0.50インチ）の範囲で、約6.35mm
（0.250インチ）の長さを有し、かつ概ね少なくと
も約5.08mm（0.20インチ）で多くとも約2.54mm
（0.100インチ）の範囲で、約1.07mm（0.042イン
チ）の幅を有している。

応力のかからない状態での固有振動数は、梁の
厚さに比例し、梁の長さの二乗に逆比例し、それ
は、Ni−Span Ｃのような材料を用いた場合に
は、約14.5KHzである。Ni−Span Ｃは優れたス
プリング特性を呈する組成であり、広い温度範囲
にわたり実質的にゼロの温度係数である。他の固
有振動数も選択し得るであろう。

振動数の変化は、レバー集合体２４にかかる力
によつて発生される梁内の応力によつて決定され
る。一例をあげれば、この応力は、一気圧で、約
12.7mm（1/2インチ）径のベローズによつて温ら
れた約1.13Kg（2.5ポンド）である。振動梁部分
４２内の応力は、幅を変化させることによつて梁
部分の非応力状態の振動数を変化させないで調節
される。一例として、応力はNi−Span Ｃを用い
て約703.7Kg／cm²（10000psi）に調節された。

この応力は、Ni−Span Ｃの許容強度に比して
非常に低く、その結果としてのヒステリシス誤差
を非常に低くするので、理想的である。加えて、
振動数の長期変化はない。その結果、振動梁部分
４２の振動数変化は約2300Hzであり、これは又、
梁を圧縮又は引つ張りのいずれかに置いたときの
最大尺度の振動数の約16％である。このように、
例えば、ゼロ気圧から１気圧までの変化は14.5K
Hzから16.8KHzまでの共振周波数変化を生ずる。

前述のように、分離スプリングに対する振動数
は、16.8KHzよりも大きく、14.5KHzの二倍即ち
29KHzよりも小さくなるように、振動梁部分４２
に対するのと同様に調節される。実際に、分離ス
プリングの振動数は22KHzから24KHzまでが良く
作動することが見出された。スプリング４３Ｂと
４３Ｃ及び４４Ｂと４４Ｃは普通の構成の場合、
約８mm（0.315インチ）の長さに対して約0.3mm
（0.012インチ）の厚さになる。

分離マス４３Ａと４４Ａは、2600Hzの分離シス
テム振動数を生ずるように調節される。そしてこ
の振動数は、振動梁部分の振動数比に対する優れ
た分離システムを実現し、したがつてまた非常に
低い伝達性を実現する。

コイルと取り出し部の機械的構造は第１〜第４
図に示されている。図示のように、セラミツクの
装着ブロツク５０がデイスク部材５１上に装着さ
れている。デイスク部材は金属であり、通常の方
法でブロツク５０にろう付けされている。必要に
応じて、ブロツクはデイスクにピン止めしても良
い。

デイスク部材５１は枠体の基板（第２図参照）
の凹所５２内に嵌合されており、ブロツク５０は
枠体内に突出している。デイスクは凹所５２内で
回転されうるようになつており、所望の位置をと
る。デイスクは次に、はんだ付けされて、使用中
に回転位置に正確に保持されるようにする。ブロ
ツク５０は、アルミナ又はセラミツク材料のよう
な非磁性かつ非電導体材料で作られる。

図示のように、ブロツク５０は、振動梁部４２
の平面に接近し、かつ平行な面５３Ａを有する突
出部５３を持つている。ブロツク５３は、分離部
４３と４４の各端間に嵌合している。ブロツク５
３は、面５３Ａ（第３図参照）の反対の面５７か
ら内側に延びて作られた円筒状の凹所５４を有し
ている。

心棒５５がこの凹所に装着されていて、導電性
のエポキシ樹脂又ははんだによつてブロツク５３
に固着されている。心棒５５は磁性を有するステ
ンレスで作られていて、高い「ミユー（μ）」、す
なわち高い透磁率の材料であることが望ましい。

心棒は円盤状の端５６を有しており、ブロツク
５３の面５７とデイスク５６との間には、５８で
示されるコイルがある。これは単独のコイルであ
り、梁を駆動するに必要な磁力を生ずるための適
宜の巻数を有している。

振動梁部分４２に近接し、かつ面しているブロ
ツク５３の面５３Ａ上には、コンデンサ板を形成
する導電性のストリツプ６１がセラミツク材料上
に設けられ、焼結される。コンデンサ板６１は第
４図に示されている。他の電気的部品がセラミツ
クブロツク５０の表面に直接装着されていて、
種々の部品が導電性材料のストリツプに設けられ
たコンデンサ板に接続されている。そのような部
品については、この明細書中で後述されている。

コイル５８に近接し、かつコンデンサ板６１に
関してはブロツク５３の反対側にあるブロツク５
３の表面５７は、振動梁部分４２とコンデンサ板
６１間で感知される容量に影響しないように、コ
イル５８の電流からの干渉を遮蔽するためメタラ
イズされてもよい。

デイスク５１を回転することによつて、コンデ
ンサ板と振動梁部分４２間の空間は組立のときに
調節される。ブロツク５０と板又はデイスク５１
は、梁３５が配置されたあとに取り付けられる。
板６１と振動梁部分４２間の空間は約0.13mm
（0.005インチ）である。

梁の振動部分４２は、板６１と結合して形成さ
れる可変コンデンサの他方電極を形成し、この部
分は接地される。ブロツク５０は、もし所望なら
ば、ピン５０Ａと接続口５０Ｂを通して給電され
る回路を形成されてもよい。

第６図と第７図には、変形した構成が示されて
いる。梁３５、レバー集合体２４（特にピボツト
軸部分３０）及びベローズの装着手段は実質的に
同じである。装着ブロツク２５は、変形された駆
動及び取り出しセンサ集合体７４を装着するため
に変形されている。

軸７５は、第６図に示されるように、ブロツク
２５に設けられている開口に装着されていて、振
動梁部分４２に関して、ネジ７６が軸７５の長さ
方向の調節を行つている。一方、軸７５はデイス
ク７９に接続されていて、デイスク７９はその外
側にコイルを支持するように延びているロツド７
８を有している。デイスク７９はエポキシ樹脂そ
の他の接着材料で通常の方法によつて軸７５の一
端に接続されている。

コイル８２が、デイスク７９の内面とセラミツ
クの円盤状の取り出し部材（ピツクアツプ）８４
の表面８３との間で、心棒７８に巻かれている。
コイル心７８が、所望の距離だけセラミツクデイ
スク８４内の凹所に延びており、この心棒７８
は、セラミツクの取り出し体に固着されて、コイ
ルがコイル心に巻かれたあと両者を一体的に、所
定位置に支持する。

セラミツクデイスク８４は、第８図に陰影を付
けて示すように、導電性表面を有しており、それ
によつて回路またはその構成部品が梁の近くに装
着されるようになつている。デイスク８４に装着
されている部品は、適宜の接続片８６を備えてお
り、かつ板６１に対応するコンデンサ板８５およ
び厚膜コンデンサ８８を含むのが望ましい。前記
接続片８６は、厚膜ハイブリツド抵抗８８へ接続
され、一方、厚膜コンデンサ８７は接続片８６に
セメント付けで電気的に接続されている。

適当な接点８７Ａと８８Ａが、コンデンサ８７
と抵抗８８の他端に接続される。図から分るよう
に、ハイブリツドコンデンサ８７と抵抗８８は、
コンデンサ板８５に接近して装着され、かつセラ
ミツクデイスク部材から突出しているので、振動
梁部分４２はこれら２つの部品の間に挾まれてい
る。振動梁部分４２はコンデンサ板８５に接近し
て配置され、かつ普通はそれに平行である。

作動にあたつて、この発明のどちらの形におい
ても、梁は関連するコイルを励磁することによつ
て振動させられる。磁束が発生され、振動梁部分
４２を、その長さ方向の面に垂直な方向で、両側
へ偏向させる。心棒５５又は７８はセラミツクブ
ロツク５３又は８４を通つてかなりの長さ延びて
おり、磁場は梁部分４２と結合する。コンデンサ
の容量変化が感知され、実際に駆動回路を制御し
て振動梁部を共振させると共に、振動数の出力を
与える。

圧力差の変化は、ピボツト軸２７の周りにレバ
ー部３０を回動させることになるタング２３の移
動を誘起し、その結果、振動梁部分４２に加わる
圧縮又は引張りの負荷を変化させ、梁の共振周波
数を変化させる。この変化は、振動梁部分４２
と、この梁部分に近接配置されたセンサに応じ
て、板６１か８５かのどちらかとの間に形成され
るコンデンサからの信号の周波数変化によつて感
知される。

この信号変化は、基準圧力の周波数に関連して
圧力の差を表わしている。好ましくは、梁はその
基本振動数で駆動されるが、コンデンサの取り出
し（pick−off）は、基本振動数の所望の高調波
又は他の所望の振動数に感応するように取り出し
コンデンサを再配置することを可能にする。

第９図は、本発明の振動梁から周波数出力信号
を取り出すための回路を簡単に図式化したもので
ある。この回路はいくつかの異つた具体例をとり
得る。第９図において、振動梁部分４２は、上述
したように分離部材４３と４４間で支持されるよ
うに図示されている。６１で示されるコンデン
サ・ピツクアツプ電極（これは８５でもある）
は、振動梁部分４２から離れていて可変コンデン
サを形成している。

第９図の回路は、印加電圧端子９０、接地端子
９１及び出力端子９２を有する。印加電圧Ｖ＋の
電源（図示せず）が印加電圧端子９０に接続され
ている。端子９０と接地端子９１の間に抵抗９３
とコイル５８（又は８２）が接続されている。

直流が抵抗９３とコイル５８に流れると、心棒
又は磁心５４（又は７５）から定常磁場が作られ
る。コイル５８を流れる直流によつて作られる定
常磁場は、必要ならば永久磁石と置き換えてもよ
い。

端子９０と取り出し電極６１との間にはまた、
バイアス抵抗８８も接続されている（第７図で
は、セラミツクデイスクに装着されている）。バ
イアス抵抗８８は、抵抗８８と電極６１とが接続
される接続点９５に直流バイアスを与える。その
結果、振動梁部分４２と取り出し電極６１とによ
つて形成される可変コンデンサに生ずる電圧は、
直流と振動梁部分４２の振動の周波数との関数と
なる。

接続点９５から導かれる信号は、フイルターコ
ンデンサ８７（第９図）を通つて増幅器９７へ与
えられる。増幅器９７の増幅出力は、回路の出力
信号として出力端子９２へ供給される。増幅器９
７の出力は、フイードバツクコンデンサ９８を通
つて、抵抗９３と駆動コイル５８との接続点９４
へ接続されている。

回路が作動させられると、コイル５８からの磁
場は梁部分４２を変位させる。梁部分４２と板６
１との間のコンデンサ容量は、バイアス抵抗８８
とコンデンサ８７を通つて増幅器９７に供給され
る入力に影響を与える。増幅器９７の出力は、コ
ンデンサ９８に加わるフイードバツク信号を変化
させ、これはさらにコイル５８を通る電流に影響
を与える。

コイル５８を通る電流の変化は、振動梁部分４
２を通る磁場を変化させて、振動梁部分４２は再
び変位する。振動梁部分４２はこうしてその固有
振動数に励起され、増幅器９７の出力はこの振動
周波数で変化する。各構成部品は、所望の周波数
領域で発振を生ずるように、適宜な位相調整がで
きるように選択される。

したがつて、第９図の回路は、出力信号の周波
数が梁部分４２の振動周波数の関数であるよう
な、時間変化のある出力信号を与える。この出力
信号は、デイジタル又はアナログ信号に変換され
ることができる。前記出力信号は、その周波数を
変化させる梁部分４２の引張り又は圧縮力の表示
を与え、またそれは感知されるべき圧力の関数で
ある。

増幅器９７のための実際の回路構成部品、及び
出力端子９２の信号をデイジタル又はアナログ信
号へ変換するための他の構成部品は、第１図に模
式的に示される如く装着されることができる。あ
るいは、必要ならば、全ての構成部品が、第４図
に示される如く、ブロツク５０上に装着されても
よい。

外部ソースからの低周波数の振動（センサが航
空機内で使用されるときの航空機の振動のよう
な）が出力信号に低周波の発振を生じさせるなら
ば、そのときは適当なフイルタを使用してそのよ
うな不所望な発振を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感知手段を有する圧力セ
ンサの平面図、第２図は第１図の２−２線からみ
た正面図、第３図は第２図の３−３線に沿つた部
分的断面図、第４図は第３図の４−４線からみた
正面図、第５図は第１図の５−５線からみた一部
断面図、第６図は本発明の変形の部分的上部平面
図、第７図は第６図の装置に使用されるコイルと
ピツクアツプ部材の、第６図の７−７線からみた
側面図、第８図は第７図の８−８線からみた正面
図、第９図は本発明のセンサに使用される駆動及
び感知用回路の概略図である。 １０……圧力センサ、１２……枠体、１５，１
６……ベローズ、２０，２１……圧力入口、２３
……タング、２７……ピボツト、４２……振動
梁、５８……コイル、６１……電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体と、 長手方向の軸を有する振動梁と、 上記基体に関連して上記振動梁の一端を装着す
   る手段と、 上記基体に枢軸動可能に取付けられたレバー部
   材よりなるアクチエータと、 上記振動梁の上記基体への装着部とは反対側
   の、上記振動梁の端に作動的に結合されている上
   記アクチエータの第１の端と、 上記振動梁の長手方向軸に沿つた方向におい
   て、上記アクチエータから上記振動梁へ作用させ
   る力を上記アクチエータが変化させるように、圧
   力信号を上記アクチエータの第２の端へ供給する
   手段と、 上記振動梁の長手方向軸にほぼ垂直な長手方向
   軸を有し、上記振動梁を振動させるための駆動手
   段と、 上記振動梁の側面と実質上平行な面内で該振動
   梁に対向して配置されたコンデンサ板と、 上記振動梁およびコンデンサ板からなるコンデ
   ンサの容量によつて上記駆動手段に流れる電流を
   制御し、上記駆動手段が上記振動梁をその固有振
   動数で振動させると共に、この固有振動数の関数
   としての出力を得るように構成された上記振動梁
   の振動数検知手段と、 上記駆動手段および上記コンデンサ板を互いに
   相対的に固定するための装着ブロツクとを具備
   し、 上記装着ブロツクは、上記駆動手段および上記
   コンデンサ板を上記振動梁の同じ側に位置させ、
   かつ上記振動梁および上記コンデンサ板の間隔を
   所望の位置に調節した後に前記基体上に一体的に
   結合されている振動梁型圧力センサ。