JPH0716168U - 圧電式加速度センサ - Google Patents

圧電式加速度センサ

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JPH0716168U
JPH0716168U JP4672093U JP4672093U JPH0716168U JP H0716168 U JPH0716168 U JP H0716168U JP 4672093 U JP4672093 U JP 4672093U JP 4672093 U JP4672093 U JP 4672093U JP H0716168 U JPH0716168 U JP H0716168U
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JP
Japan
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piezoelectric ceramic
acceleration sensor
piezoelectric
acceleration
ceramic element
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Application number
JP4672093U
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English (en)
Inventor
優 後藤
Original Assignee
株式会社カンセイ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧電式加速度センサの改良。 【構成】 圧電セラミックス素子の複数枚を層成すると
共にこれら複数枚の圧電セラミックス素子を並列接続し
て合成容量を増大する構造。 【効果】 抵抗値の小さい抵抗との組合せでハイパスフ
ィルタが構成できるので、カットオフ周波数の精度が向
上し、さらには小型化の可能な加速度センサが提供でき
る。

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】
本考案は、例えば自動車のサスペンション制御システム、エアバッグシステム 等に用いられる加速度センサであって、特に圧電セラミックスを用いる圧電式加 速度センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の圧電式加速度センサ、すなわち、圧電セラミックスを用いた加 速度センサ構造として図1に示す如き構造のものがある。
【0003】 すなわち1は水平方向に位置されるハイブリッドIC基板であって、このハイ ブリッドIC基板1上の2個所には、電極2が形成されている。それら双方の電 極2には、水平方向に分極された夫々の圧電セラミックス素子31 ,32 が接着 固定され、さらにそれら圧電セラミックス素子3上には、加速度によって、それ ら2個の圧電セラミックス素子31 ,32 に機械的歪が生じるように錘り4が接 着されている。
【0004】 なおこのように構成されている加速度センサの圧電セラミックス素子3は、該 加速度センサを小型化するために3mm×3mm程度の大きさとしている。そし てかかる加速度センサにおいて、G方向の加速度が作用すると、錘り4に慣性力 が働き、その結果夫々の圧電セラミックス素子3に剪断応力が生じ、これによっ て各圧電セラミックス素子31 ,32 には電圧が発生する。これら圧電セラミッ クス素子31 ,32 によって発生する電圧信号は、図2に示す如き処理回路5に より、加速度が出力されるように処理されるものである。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】
ところが、車両制御用として用いられる加速度センサの低減側検出周波数とし ては、0.5Hz以下までが要求される。圧電セラミックス素子自体は、加速度 により発生した電荷(電圧)をチャージしておく機能がなく、従って圧電セラミ ックス素子自体が有する静電容量値で決定される時定数で発生電荷を放電してし まうので、0.5Hz以下の低周波加速度を検出するためには、図2で示す圧電 セラミックス素子の合成静電容量Cと回路上に設けた抵抗Rによりハイパスフィ ルタFを構成する必要がある。
【0006】 上記大きさの圧電セラミックス素子、すなわち、3mm×3mmの大きさの圧 電セラミックス素子から得られる容量Cは、400〜500PF程度であるため に、抵抗Rは600〜700MΩと高抵抗とすることが必要となり、このためリ ーク、抵抗値の不安定によるカットオフ周波数精度が悪化するという問題点があ った。
【0007】 また抵抗Rを小さくするためには、圧電セラミックス素子の容量Cを大きくす ればよいが、この容量Cを大きくするには、圧電セラミックス素子の形状を大き くしなければならず、加速度センサの小型化に問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本考案はかかる従来の問題点に着目してなされたもので、圧電セラミックス素 子の複数枚を積層構造となし、さらにそれら複数枚の圧電セラミックス素子を並 列接続することによって、各圧電セラミックス素子の面積を大きくすることなく 容量を増大せしめ、これによって従来通りの小さい抵抗値Rと、圧電セラミック ス素子の使用で小型にしてカットオフ周波数精度に優れた圧電式加速度センサを 提供することにある。
【0009】
【実施例】
以下に本考案を図面に示す実施例に基いて詳細に説明するが、本実施例の構造 と、従来例で説明した構造との同一部分は、従来例で使用した符号を付してその 同一構造部分の構造説明は省略する。
【0010】 すなわち、図3において、ハイブリッドIC基板1の上面に施されている夫々 の電極2の上側に、3個の圧電セラミックス素子31 ,32 ,33 及び34 ,35 ,36 の3個宛を3層積層構造となし、さらにそれぞれの3層圧電セラミック ス素子を、図4に示すように並列接続したものである。
【0011】 従ってこの層成構造の圧電セラミックス素子による合成静電容量は、3倍とな ることから、その合成静電容量Cと、抵抗Rの値で決められるハイパスフィルタ Fの値を3倍にすることができる。
【0012】 すなわち、各圧電セラミックス素子31 〜36 の静電容量をC’とすると圧電 セラミックス素子の合成静電容量Cは3/2C’となり、従来例の一層構造の静 電容量1/2C’に対して3倍の静電容量をもつことになる。
【0013】 ここで低減カットオフ周波数fCLは、
【0014】
【数1】
【0015】 で決定される。
【0016】 従って従来例のCの値を500PFとし、要求カットオフ周波数を0.5Hz とするに必要な抵抗値Rは636MΩであるのに対し本考案のようにCの値を3 倍の静電容量値とすることで抵抗値Rは210MΩつまり従来例の1/3になる 。
【0017】 このように、使用する抵抗値Rの値を、数100MΩとすることで、回路パタ ーン間でのリーク、温度による抵抗値変化等により、カットオフ周波数精度が出 にくくなるため、なるべく抵抗値の小さい抵抗を使用するハイパスフィルタの回 路構成が良いことになる。
【0018】
【考案の効果】
以上のように本考案は、外部加速度によって生じる応力を電気信号に変換する 圧電セラミックス素子と、該圧電セラミックス素子で発生した電圧信号を所望の 加速度信号とするための信号処理回路とを有する加速度センサにおいて、複数の 圧電セラミックス素子を層成し、この層成された各圧電セラミックス素子を、並 列接続した圧電式加速度センサであるから、これによれば、平面積を変ることの ない複数の圧電セラミックス素子を層成し、さらにそれら圧電セラミックス素子 を並列接続することで合成容量を増大せしめることができ、これによって抵抗値 の小さい抵抗との組合せでハイパスフィルタが構成できるので、カットオフ周波 数の精度が向上し、さらには小型化の可能な加速度センサが提供できるという効 果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例の加速度センサを示した構造説明図。
【図2】従来例の加速度センサを示した回路説明図。
【図3】本考案実施例の加速度センサを示した構造説明
図。
【図4】本考案実施例の要部回路説明図。
【符号の説明】
1…ハイブリッドIC基板 2…電極 31 ,32 ,33 ,34 ,35 ,36 …圧電セラミック
ス素子 4…錘り 5…処理回路

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部加速度によって生じる応力を電気信
    号に変換する圧電セラミックス素子と、該圧電セラミッ
    クス素子で発生した電圧信号を所望の加速度信号とする
    ための信号処理回路とを有する加速度センサにおいて、
    複数の圧電セラミックス素子を層成し、この層成された
    各圧電セラミックス素子を、並列接続したことを特徴と
    する圧電式加速度センサ。
JP4672093U 1993-08-27 1993-08-27 圧電式加速度センサ Pending JPH0716168U (ja)

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