JPH0680847B2 - 電歪効果素子 - Google Patents
電歪効果素子Info
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- JPH0680847B2 JPH0680847B2 JP62226007A JP22600787A JPH0680847B2 JP H0680847 B2 JPH0680847 B2 JP H0680847B2 JP 62226007 A JP62226007 A JP 62226007A JP 22600787 A JP22600787 A JP 22600787A JP H0680847 B2 JPH0680847 B2 JP H0680847B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電歪効果素子に関し、特に変位量を検出するセ
ンサーを内蔵した電歪効果素子に関する。
ンサーを内蔵した電歪効果素子に関する。
［従来の技術］ 従来、微小変位制御では変位素子としては電歪効果素子
を、位置検出器としてはレーザ測長器、リニアエンコー
ダ、差動トランス式スケーラなどを用いてシステムが構
成されている。電歪効果素子は小型であるが、前述の位
置検出器は大きく、狭い箇所にセットするためには不便
であるので、電歪効果素子に有機フィルム上に形成され
たストレンゲージを接着剤を使用して貼り付けで、変位
を直接測定する方法が考えられている。
を、位置検出器としてはレーザ測長器、リニアエンコー
ダ、差動トランス式スケーラなどを用いてシステムが構
成されている。電歪効果素子は小型であるが、前述の位
置検出器は大きく、狭い箇所にセットするためには不便
であるので、電歪効果素子に有機フィルム上に形成され
たストレンゲージを接着剤を使用して貼り付けで、変位
を直接測定する方法が考えられている。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来のストレンゲージを貼る方法では、電歪効
果素子の歪が大きい場合、ストレンゲージの抵抗値が50
時間経過したのち、−0.5％変化してしまう欠点があ
り、また、電歪効果素子の歪に対するストレンゲージの
抵抗値の変化も歪が大きい場合直線的でなくなるという
欠点がある。
果素子の歪が大きい場合、ストレンゲージの抵抗値が50
時間経過したのち、−0.5％変化してしまう欠点があ
り、また、電歪効果素子の歪に対するストレンゲージの
抵抗値の変化も歪が大きい場合直線的でなくなるという
欠点がある。
これらの原因は、接着剤に大きな応力が加えられるため
に接着剤がクリープを起すためと考えられている。
に接着剤がクリープを起すためと考えられている。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の電歪効果素子は、積層焼結体の１つ以上の側面
に金属酸化物被膜が披着され、この金属酸化物被膜上に
抵抗体とこの抵抗体に接続された導電体が形成されてい
る。
に金属酸化物被膜が披着され、この金属酸化物被膜上に
抵抗体とこの抵抗体に接続された導電体が形成されてい
る。
［作用］ 電歪効果素子の上に抵抗体を直接形成することにより、
抵抗体の抵抗値経時変化率が接着剤を用いた方法に比べ
て非常に小さくなる。
抵抗体の抵抗値経時変化率が接着剤を用いた方法に比べ
て非常に小さくなる。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の電歪効果素子の第１の実施例の斜視
図、第２図は第１図の電歪効果素子の抵抗値のパターン
図、第３図は電歪効果素子の抵抗体の特性測定回路の回
路図、第４図は第１の実施例の電歪効果素子の特性図で
ある。
図、第２図は第１図の電歪効果素子の抵抗値のパターン
図、第３図は電歪効果素子の抵抗体の特性測定回路の回
路図、第４図は第１の実施例の電歪効果素子の特性図で
ある。
圧電セラミック層１はチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）か
らなり、厚みは１層当り約110μｍである。内部電極層
２は銀−パラジウム合金からなり、厚みは１層当り約５
μｍであり、圧電セラミック層１と交互に積層されて、
積層体３を構成している。積層体３の側面の１つに露出
している内部電極層２の端部は１層おきにガラス絶縁膜
４が被着されている。図示されていないが、前記側面に
対向する側面に露出している内部電極層２の端部も、前
記側面でガラス絶縁膜４を被着されていない内部電極層
２が１層おきにガラス絶縁膜４を被着されている。外部
電極５は内部電極層２を１層おきに電気的に接続するよ
うに、対向する両側面にそれぞれ形成されている。
らなり、厚みは１層当り約110μｍである。内部電極層
２は銀−パラジウム合金からなり、厚みは１層当り約５
μｍであり、圧電セラミック層１と交互に積層されて、
積層体３を構成している。積層体３の側面の１つに露出
している内部電極層２の端部は１層おきにガラス絶縁膜
４が被着されている。図示されていないが、前記側面に
対向する側面に露出している内部電極層２の端部も、前
記側面でガラス絶縁膜４を被着されていない内部電極層
２が１層おきにガラス絶縁膜４を被着されている。外部
電極５は内部電極層２を１層おきに電気的に接続するよ
うに、対向する両側面にそれぞれ形成されている。
積層体３の側面のうち、外部電極５が形成されていない
側面上にRFスパッタリングによりSiO2膜６を厚み１μｍ
形成して、側面に露出している内部電極の端部の絶縁処
理を行った。このSiO2膜６上にメタルマスクを用いてス
パッタリング法で窒化タンタルからなる抵抗体７を形成
した。抵抗体７のパターンは、第２図に示すように、電
歪効果素子の駆動方向の長さは長く、幅は小さくし、駆
動方向に直角な抵抗体の幅を大きく、長さを短くして駆
動方向の効果だけを検出できるパターンとした。この抵
抗体７の抵抗値は120Ωであり、ゲージファクタは約２
である。この抵抗体７の両端にクロム−金を用いてスパ
ッタリング法で抵抗体電極８を形成した。
側面上にRFスパッタリングによりSiO2膜６を厚み１μｍ
形成して、側面に露出している内部電極の端部の絶縁処
理を行った。このSiO2膜６上にメタルマスクを用いてス
パッタリング法で窒化タンタルからなる抵抗体７を形成
した。抵抗体７のパターンは、第２図に示すように、電
歪効果素子の駆動方向の長さは長く、幅は小さくし、駆
動方向に直角な抵抗体の幅を大きく、長さを短くして駆
動方向の効果だけを検出できるパターンとした。この抵
抗体７の抵抗値は120Ωであり、ゲージファクタは約２
である。この抵抗体７の両端にクロム−金を用いてスパ
ッタリング法で抵抗体電極８を形成した。
この電歪効果素子を用いて、第３図の測定回路で測定し
た電歪効果素子の外部電極に印加した電圧と信号電圧と
の関係は、第４図に示すように、電圧を最大印加したと
ころまで直線性が得られ、また、最大電圧150Vを印加し
て50時間経過後の抵抗値の変化は−0.01％以下であっ
た。
た電歪効果素子の外部電極に印加した電圧と信号電圧と
の関係は、第４図に示すように、電圧を最大印加したと
ころまで直線性が得られ、また、最大電圧150Vを印加し
て50時間経過後の抵抗値の変化は−0.01％以下であっ
た。
第５図は本発明の電歪効果素子の第２の実施例の抵抗体
のパターン図である。
のパターン図である。
本実施例では駆動方向に平行な抵抗体と直角な抵抗体の
２つの抵抗体が形成されている。この２つの抵抗体の抵
抗値の差分を取って変位を検出する。このような結線を
行うと、セラミックの熱膨張による抵抗値の変化は差分
を見ているのでキャンセルされて、温度補償が自動的に
行われる。
２つの抵抗体が形成されている。この２つの抵抗体の抵
抗値の差分を取って変位を検出する。このような結線を
行うと、セラミックの熱膨張による抵抗値の変化は差分
を見ているのでキャンセルされて、温度補償が自動的に
行われる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、スパッタリング法などで
電歪効果素子に接着剤を用いずに抵抗体を形成すること
により、抵抗値の経時変化率が接着剤を用いた方法に比
べて100分の１と小さくなる効果があり、また、歪量と
抵抗値の変化との間の直線性が向上するという効果があ
る。
電歪効果素子に接着剤を用いずに抵抗体を形成すること
により、抵抗値の経時変化率が接着剤を用いた方法に比
べて100分の１と小さくなる効果があり、また、歪量と
抵抗値の変化との間の直線性が向上するという効果があ
る。
第１図は本発明の電歪効果素子の第１の実施例の斜視
図、第２図は第１図の電歪効果素子の抵抗体７のパター
ン図、第３図は電歪効果素子の抵抗体の特性測定回路の
回路図、第４図は第１の実施例の電歪効果素子の特性
図、第５図は本発明の電歪効果素子の第２の実施例の抵
抗体のパターン図である。 １…圧電セラミック層、 ２…内部電極層、 ３…積層体、 ４…ガラス絶縁膜、 ５…外部電極、 ６…SiO2膜、 ７…抵抗体、 ８…抵抗体電極。
図、第２図は第１図の電歪効果素子の抵抗体７のパター
ン図、第３図は電歪効果素子の抵抗体の特性測定回路の
回路図、第４図は第１の実施例の電歪効果素子の特性
図、第５図は本発明の電歪効果素子の第２の実施例の抵
抗体のパターン図である。 １…圧電セラミック層、 ２…内部電極層、 ３…積層体、 ４…ガラス絶縁膜、 ５…外部電極、 ６…SiO2膜、 ７…抵抗体、 ８…抵抗体電極。
Claims (1)
- 【請求項１】シート状の圧電セラミック部材と内部電極
導体とが交互に積層された積層焼結体を含み、前記積層
焼結体の対向する一対の側面に露出する内部電極導体の
一方の端部が前記側面において一層おきに絶縁され、絶
縁されていない前記内部電極導体の端部は前記側面ごと
に設けられた外部電極導体にそれぞれ接続されている電
歪効果素子において、 前記積層焼結体の１つ以上の側面に金属酸化物被膜が被
着され、前記金属酸化物被膜上に抵抗体と前記抵抗体に
接続された導電体が形成されていることを特徴とする電
歪効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62226007A JPH0680847B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 電歪効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62226007A JPH0680847B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 電歪効果素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6467985A JPS6467985A (en) | 1989-03-14 |
| JPH0680847B2 true JPH0680847B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=16838326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62226007A Expired - Lifetime JPH0680847B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 電歪効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680847B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07259666A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-10-09 | Takashi Sato | 自動車の燃料系統用磁気構造物および流体配管の磁化方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2586371B2 (ja) * | 1992-12-22 | 1997-02-26 | 日本電気株式会社 | 圧電アクチュエータ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5975676A (ja) * | 1982-10-22 | 1984-04-28 | Tokyo Electric Co Ltd | 歪センサ |
| JPS59175176A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-10-03 | Nec Corp | 電歪効果素子の製造方法 |
| JPS6265390A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-24 | Toshiba Corp | 積層型圧電変位素子 |
-
1987
- 1987-09-08 JP JP62226007A patent/JPH0680847B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07259666A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-10-09 | Takashi Sato | 自動車の燃料系統用磁気構造物および流体配管の磁化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6467985A (en) | 1989-03-14 |
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