JPH07218332A - Piezoelectric type vibration sensor apparatus - Google Patents

Piezoelectric type vibration sensor apparatus

Info

Publication number
JPH07218332A
JPH07218332A JP1070494A JP1070494A JPH07218332A JP H07218332 A JPH07218332 A JP H07218332A JP 1070494 A JP1070494 A JP 1070494A JP 1070494 A JP1070494 A JP 1070494A JP H07218332 A JPH07218332 A JP H07218332A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration sensor
housing
piezoelectric vibration
sensor device
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP1070494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Imai
隆之 今井
Katsuhiko Takahashi
克彦 高橋
Satoshi Kunimura
智 國村
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.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura 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 Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP1070494A priority Critical patent/JPH07218332A/en
Publication of JPH07218332A publication Critical patent/JPH07218332A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a piezoelectric type vibration sensor capable of measuring a wide range of frequency, excellent in temp. characteristics and having waterproofness. CONSTITUTION:In a piezoelectric type vibration sensor apparatus wherein a piezoelectric type vibration sensor 35 constituted by attaching a load member 46 to a detection part 45 wherein electrodes are fixed to both surfaces of a piezoelectric element 43 and supports 44 are fixed on both sides thereof and a signal processing circuit board 36 are received in a package 33, the package 33 is constituted of a housing 31 made of a conductive substance having a recessed part 34 housing the piezoelectric type vibration sensor 35 formed thereto and a housing lid member 32 composed of a conductive substance covering the opening part of the recessed part 34. The load member 46 of the piezoelectric type vibration sensor 35 is bonded to the bottom part of the housing 31 toward the opening part of the recessed part 3 of the housing 31. Further, the signal processing circuit board 36 is stretched over the peripheral edge part 37 of the opening part of the housing 31 to be covered with the housing lid member 32 and the housing lid member 33 is integrated with the housing 31.

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、圧電型振動センサをパ
ッケージ内に収容してなる圧電型振動センサ装置に関
し、特に温度特性に優れ、かつ防水性を有する圧電型振
動センサ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibration sensor device having a piezoelectric vibration sensor housed in a package, and more particularly to a piezoelectric vibration sensor device having excellent temperature characteristics and waterproofness.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の圧電型振動センサ装置として図5
に示す構造のものが提案されている。このものは、収納
体1と収納覆体2からなる導電性を有するパッケージ3
の前記収納体1に形成された凹部4に、圧電型振動セン
サ5が収納され、さらに、信号処理回路基板6が前記圧
電型振動センサ5に取り付けられて、前記収納体1の開
口部の周縁部7において支持されている。そしてさら
に、前記信号処理回路基板6を覆うように収納覆体2
が、前記収納体1の凹部4の開口部側で嵌合された構成
からなっている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional piezoelectric vibration sensor device.
The structure shown in is proposed. This is a package 3 having conductivity, which is composed of a housing 1 and a housing cover 2.
The piezoelectric vibration sensor 5 is housed in the recess 4 formed in the housing 1, and the signal processing circuit board 6 is attached to the piezoelectric vibration sensor 5 so that the periphery of the opening of the housing 1 is It is supported in part 7. Further, the housing cover 2 covers the signal processing circuit board 6.
Is configured to be fitted on the opening side of the concave portion 4 of the storage body 1.

【0003】ここで、圧電型振動センサ装置8を構成す
るパッケージ3の収納体1側を下部、収納覆体2側を上
部としたとき、前記収納覆体上面9には、ケーブル取出
口10が設けられ、このケーブル取出口10にはコネク
タが取り付けられて、前記コネクタのレセプタクル11
より、引き出された電源線12は、前記信号処理回路基
板6と接続されている。よって、前記レセプタクル11
に接続ケーブル13が接続されたプラグ14を挿入する
ことにより、上記構成からなる圧電型振動センサ5は、
電源線12によって電力が供給されるとともに、前記電
源線12によって、信号が外部に出力される。
Here, when the housing 1 side of the package 3 constituting the piezoelectric vibration sensor device 8 is the lower side and the housing cover 2 side is the upper side, the cable outlet 10 is provided on the upper surface 9 of the housing cover. A connector is attached to the cable outlet 10, and the receptacle 11 of the connector is provided.
Thus, the pulled-out power supply line 12 is connected to the signal processing circuit board 6. Therefore, the receptacle 11
By inserting the plug 14 to which the connection cable 13 is connected, the piezoelectric vibration sensor 5 having the above-mentioned configuration is
Power is supplied by the power supply line 12, and a signal is output to the outside by the power supply line 12.

【0004】また、上記圧電型振動センサ5は、圧電体
15の両面に接着層(図示せず)を介して電極(図示せ
ず)が固着され、前記電極両面に接着層を介して支持板
16が設けられた検知部17と、前記検知部17に積層
された荷重体18とから構成されており、前記圧電型振
動センサ5は、検知部17に設けられた荷重体18と反
対面に取り付けられた信号処理回路基板6によって固定
されている。そして、前記信号処理回路基板6の電気回
路を搭載した面には検知部17からの出力を温度補償す
る温度補償用素子19が設けられている。
Further, in the piezoelectric vibration sensor 5, electrodes (not shown) are fixed on both surfaces of the piezoelectric body 15 via adhesive layers (not shown), and a support plate is formed on both surfaces of the electrodes via adhesive layers. 16 is provided with a detection unit 17 and a load body 18 laminated on the detection unit 17, and the piezoelectric vibration sensor 5 is provided on a surface opposite to the load body 18 provided on the detection unit 17. It is fixed by the attached signal processing circuit board 6. On the surface of the signal processing circuit board 6 on which the electric circuit is mounted, a temperature compensating element 19 for temperature compensating the output from the detecting section 17 is provided.

【0005】また、このものは、圧電体15に直交し、
荷重体18の中心を通る軸が振動の感知軸G1となって
いる。このような圧電型振動センサ5では、パッケージ
3の収納体1の底面20に被測定物を取り付けることに
より、被測定物の感知軸G1方向の振動変化を測定する
ことができる。また、被測定物を収納覆体上面9に取り
付ける場合には、ケーブル取出口10を前記収納覆体上
面9以外に設ける必要がある。
Further, this is orthogonal to the piezoelectric body 15,
An axis passing through the center of the load body 18 is a vibration sensing axis G1. In such a piezoelectric vibration sensor 5, by mounting an object to be measured on the bottom surface 20 of the housing 1 of the package 3, it is possible to measure a vibration change in the direction of the sensing axis G1 of the object to be measured. Further, when the object to be measured is attached to the upper surface 9 of the storage cover, it is necessary to provide the cable outlet 10 in a place other than the upper surface 9 of the storage cover.

【0006】しかしながら、前記圧電型振動センサ装置
8は、圧電型振動センサ5が、信号処理回路基板6に吊
着されているので、前記圧電型振動センサ5の重量によ
り、信号処理回路基板6がたわみ、振動を測定する際
に、前記たわみの部分が特定の振動に対して共振をおこ
し、これが測定誤差になるおそれがあるなどの問題があ
った。このような問題は、前記信号処理回路基板6の厚
みや弾性率を増すことによって改善することができる。
ところが、このような条件を満たす材質のものとして、
例えばセラミックなどは高価であり、結果的に圧電型振
動センサ装置8の製造コストが高くなり、また、圧電型
振動センサ装置8を大型化する必要があるなどの問題が
あった。また、このような構造の圧電型振動センサ装置
8は、接続ケーブル13と収納覆体2との隙間や、収納
体1と収納覆体2との接合部位から水分や湿気が浸入す
るおそれがあり、回転、振動機器の診断など、防水性を
要求される場合には不向きであるなどの問題もあった。
However, in the piezoelectric type vibration sensor device 8, since the piezoelectric type vibration sensor 5 is hung on the signal processing circuit board 6, the weight of the piezoelectric type vibration sensor 5 causes the signal processing circuit board 6 to move. When measuring flexure and vibration, there is a problem that the flexure portion resonates with a specific vibration, which may cause a measurement error. Such a problem can be solved by increasing the thickness and elastic modulus of the signal processing circuit board 6.
However, as a material that satisfies these conditions,
For example, ceramics and the like are expensive, and as a result, the manufacturing cost of the piezoelectric vibration sensor device 8 is high, and there is a problem in that the piezoelectric vibration sensor device 8 needs to be upsized. Further, in the piezoelectric vibration sensor device 8 having such a structure, there is a possibility that moisture or moisture may enter from a gap between the connection cable 13 and the housing cover 2 or a joint portion between the housing 1 and the housing cover 2. However, there are also problems such as unsuitability when waterproofness is required, such as for diagnosis of rotating or vibrating equipment.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの事
情に鑑みてなされたものであって、広範囲の周波数の測
定が可能で、温度特性に優れ、かつ、防水性が付与され
た圧電型振動センサ装置を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of these circumstances, and it is possible to measure a wide range of frequencies, a piezoelectric type having excellent temperature characteristics and waterproofness. An object is to provide a vibration sensor device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的は、圧電体の
両面に設けられた接着層を介して電極が固定され、さら
にその両側に支持体が固定された検知部に荷重体が取り
付けられてなる圧電型振動センサと、信号処理回路基板
とがパッケージ内に収容されてなる圧電型振動センサ装
置において、前記パッケージを圧電型振動センサを収容
する凹部が形成された導電性物質からなる収容体と、前
記凹部の開口部を覆う導電性物質からなる収納覆体とか
ら構成し、前記圧電型振動センサの荷重体を、収納体の
凹部の開口部に向くように、前記収納体の底部に接着層
を介して接合し、さらに、前記信号処理回路基板を前記
収納体の開口部の周縁部に掛け渡し、かつ、前記信号処
理回路基板を覆うように収納覆体と収納体とを一体化す
ることで解決できる。また、前記収納体の熱伝導率が
0.4cal/cm/s/K以下であり、かつ、前記収納体の肉厚
が1mm以上であることが好ましい。さらに、圧電型振
動センサ装置と収納体との間に、弾性率が1×106
1×109 Paで、厚みが5〜100μmの接着層を形
成することが好ましい。また、前記圧電型振動センサを
概形板状のスペーサを介して、収納体に接合してもよ
い。この際、前記圧電型振動センサとスペーサ、および
スペーサと収納体との間に、前記接着層と同様の弾性
率、同様の厚さの接着層を形成することが好ましい。さ
らに、前記信号処理回路基板と収納覆体とによって形成
される空隙部の一部または全部に樹脂を充填することが
好ましい。
The object is to fix the electrodes through the adhesive layers provided on both sides of the piezoelectric body, and to attach the load body to the detection section in which the supports are fixed on both sides thereof. In a piezoelectric vibration sensor device in which a piezoelectric vibration sensor and a signal processing circuit board are housed in a package, a container made of a conductive material in which a recess for housing the piezoelectric vibration sensor is formed in the package, And a storage cover made of a conductive material that covers the opening of the recess, and the load body of the piezoelectric vibration sensor is bonded to the bottom of the storage body so as to face the opening of the recess of the storage body. The signal processing circuit board is joined to each other via a layer, the signal processing circuit board is bridged over the peripheral portion of the opening of the housing, and the housing cover and the housing are integrated so as to cover the signal processing circuit board. Can be solved by . Further, it is preferable that the thermal conductivity of the container is 0.4 cal / cm / s / K or less, and the wall thickness of the container is 1 mm or more. Furthermore, the elastic modulus is 1 × 10 6 to between the piezoelectric vibration sensor device and the housing.
It is preferable to form an adhesive layer having a thickness of 1 × 10 9 Pa and a thickness of 5 to 100 μm. Further, the piezoelectric vibration sensor may be joined to the housing body via a spacer having a roughly plate shape. At this time, it is preferable to form an adhesive layer having the same elastic modulus and thickness as the adhesive layer between the piezoelectric vibration sensor and the spacer, and between the spacer and the housing. Furthermore, it is preferable to fill a part or all of the void formed by the signal processing circuit board and the housing cover with resin.

【0009】[0009]

【作用】本発明の圧電型振動センサ装置は、収納体の肉
厚が1mm以上で、熱伝導率が0.4cal/cm/s/K以下の
材料を用いているので、圧電型振動センサ装置周囲の温
度変化に対し、圧電型振動センサ装置を構成するパッケ
ージ内部の温度変化が小さくなる。さらに、圧電型振動
センサと収納体との間に形成された接着層が、弾性率が
1×106 〜1×109 Paであり、かつ接着層の厚み
が5〜100μmとすることにより、収納体の熱膨張率
と圧電型振動センサを構成する支持板の熱膨張率の差異
による支持板の歪みが接着層に吸収され、かつ高い共振
周波数も得られる。また、圧電型振動センサと収納体と
が、特定の熱膨張率のスペーサを介して接合されている
場合は、圧電型振動センサを構成する支持板と収納体の
熱膨張率の差異による支持板の歪みを緩和することがで
きる。また、ケーブル終端部が信号処理回路基板と収納
覆体とによって形成される空隙部に位置するときは、前
記空隙部に樹脂を充填することで、ケーブルと収納覆体
との間の隙間が埋められるので、水分や湿気の浸入がお
こらない。
The piezoelectric vibration sensor device of the present invention uses a material having a wall thickness of 1 mm or more and a thermal conductivity of 0.4 cal / cm / s / K or less. The temperature change inside the package that constitutes the piezoelectric vibration sensor device becomes smaller with respect to the ambient temperature change. Furthermore, the adhesive layer formed between the piezoelectric vibration sensor and the housing has an elastic modulus of 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Pa and a thickness of the adhesive layer of 5 to 100 μm. The distortion of the support plate due to the difference between the thermal expansion coefficient of the housing and the thermal expansion coefficient of the support plate forming the piezoelectric vibration sensor is absorbed by the adhesive layer, and a high resonance frequency is also obtained. Further, when the piezoelectric vibration sensor and the housing are joined via a spacer having a specific coefficient of thermal expansion, the support plate constituting the piezoelectric vibration sensor and the supporting plate due to the difference in the thermal expansion coefficient of the housing. The distortion of can be relaxed. Further, when the cable end portion is located in the void formed by the signal processing circuit board and the housing cover, by filling the void with resin, the gap between the cable and the housing cover is filled. Therefore, infiltration of moisture and humidity does not occur.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の圧電型振動センサ装置につい
て詳しく説明する。図1に示すように、本発明の圧電型
振動センサ装置30は、収納体31と収納覆体32とか
らなる導電性を有するパッケージ33の前記収納体31
に形成された凹部34に圧電型振動センサ35が収容さ
れているものである。さらに、信号処理回路基板36
が、前記収納体31の開口部の周縁部37で支持されて
いる。また、前記信号処理回路基板36を覆うように収
納覆体32が、前記収納体31の凹部34の開口部側で
嵌合された構成からなっている。
EXAMPLES Next, the piezoelectric vibration sensor device of the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 1, the piezoelectric vibration sensor device 30 of the present invention includes a housing 31 of a package 33 having a conductive property, which includes a housing 31 and a housing cover 32.
The piezoelectric vibration sensor 35 is housed in the concave portion 34 formed in. Further, the signal processing circuit board 36
Are supported by the peripheral edge portion 37 of the opening of the storage body 31. The housing cover 32 is fitted to the signal processing circuit board 36 so as to fit on the opening side of the recess 34 of the housing 31.

【0011】ここで、前記圧電型振動センサ装置30を
構成するパッケージ33の収納体31側を下部、収納覆
体32側を上部としたとき、前記収納覆体上面32aに
は、ケーブル取出口38が設けられ、このケーブル取出
口38にはコネクタが取り付けられて、前記コネクタの
レセプタクル39より引き出された電源線40は、前記
信号処理回路基板36に接続されている。よって、前記
レセプタクル39にケーブル41が接続されたプラグ4
2を挿入することにより、前記圧電型振動センサ35
は、電源線40によって電力が供給されるとともに、前
記電源線40によって信号が外部に出力される。また、
本実施例においては、前記ケーブル取出口38は収納覆
体上面32aに設けられているが、使用用途により、前
記収納覆体32a上面に限らず、パッケージ33の側面
などに設けてもよい。
When the housing 31 side of the package 33 constituting the piezoelectric vibration sensor device 30 is the lower side and the housing cover 32 side is the upper side, the cable outlet 38 is provided on the upper surface 32a of the housing cover. A connector is attached to the cable outlet 38, and the power supply line 40 drawn from the receptacle 39 of the connector is connected to the signal processing circuit board 36. Therefore, the plug 4 in which the cable 41 is connected to the receptacle 39
2 by inserting the piezoelectric vibration sensor 35.
Is supplied with power by the power supply line 40, and a signal is output to the outside by the power supply line 40. Also,
In the present embodiment, the cable outlet 38 is provided on the storage cover upper surface 32a, but it may be provided not only on the storage cover 32a upper surface but also on the side surface of the package 33 or the like depending on the use application.

【0012】また、前記圧電型振動センサ35は、圧電
体43の両面に電極(図示せず)が形成され、前記電極
両面に支持板44が積層された検知部45と、前記検知
部45に積層された荷重体46とから構成されている。
前記圧電型振動センサ35は、荷重体46を凹部34の
開口部に向けて、前記収納体31の凹部34の底部に接
着層47を介して接合されている。
In the piezoelectric vibration sensor 35, electrodes (not shown) are formed on both surfaces of the piezoelectric body 43, and a detection unit 45 in which a support plate 44 is laminated on both surfaces of the electrode and the detection unit 45. The load body 46 is laminated.
The piezoelectric vibration sensor 35 is bonded to the bottom of the recess 34 of the housing 31 with an adhesive layer 47 with the load body 46 facing the opening of the recess 34.

【0013】このような圧電型振動センサ装置30を構
成する収納体31、および収納覆体32を構成する材料
としては、熱伝導率が0.4cal/cm/s/K以下の導電性を
有するものならば、特にその種類は限定されるものでは
なく、例えばステンレス、繊維強化プラスチックなどを
用いることができる。さらに、前記収納体31の肉厚は
1mm以上であることが好ましい。これは、熱伝導率が
0.4cal/cm/s/K以上、あるいは、肉厚が1mm以下と
なると、パッケージ33の断熱性が劣り、パッケージ3
3内の温度を一定に保つのに不十分だからである。
As a material for forming the housing 31 and the housing cover 32 which constitute the piezoelectric vibration sensor device 30 as described above, the material has a conductivity of 0.4 cal / cm / s / K or less. If it is a material, the kind is not particularly limited, and for example, stainless steel, fiber reinforced plastic or the like can be used. Furthermore, it is preferable that the thickness of the container 31 is 1 mm or more. This is because when the thermal conductivity is 0.4 cal / cm / s / K or more or the wall thickness is 1 mm or less, the heat insulating property of the package 33 becomes poor and the package 3
This is because it is insufficient to keep the temperature in 3 constant.

【0014】また、圧電型振動センサ35と収納体31
とは、接着剤を用いて接合され、前記接着剤を塗布して
形成された接着層47の弾性率は1×106 〜1×10
9 Paであり、かつ、接着層47の厚みは5〜100μ
mであることが好ましい。これは、前記接着層47の弾
性率が1×106 Pa以下であると接着層47が柔らか
くなりすぎて高い共振周波数を得ることが困難になるた
め、測定可能周波数領域が狭域化し、また、1×109
Pa以上であると硬くなりすぎて、収納体31の熱膨張
率と支持板44の熱膨張率の差異による支持板44の歪
みを吸収することができないからである。また、接着層
47の厚みが5μm以下だと、前記支持板44の歪みを
吸収するには不十分であり、100μm以上になると、
高い共振周波数が得られなくなるからである。
The piezoelectric vibration sensor 35 and the housing 31 are also provided.
The adhesive layer 47 formed by applying the adhesive has an elastic modulus of 1 × 10 6 to 1 × 10.
9 Pa, and the thickness of the adhesive layer 47 is 5 to 100 μ
It is preferably m. This is because when the elastic modulus of the adhesive layer 47 is 1 × 10 6 Pa or less, the adhesive layer 47 becomes too soft and it is difficult to obtain a high resonance frequency, and thus the measurable frequency range is narrowed. 1 x 10 9
If it is Pa or more, it becomes too hard to absorb the strain of the support plate 44 due to the difference between the thermal expansion coefficient of the container 31 and the thermal expansion coefficient of the support plate 44. Further, if the thickness of the adhesive layer 47 is 5 μm or less, it is insufficient to absorb the strain of the support plate 44, and if it is 100 μm or more,
This is because a high resonance frequency cannot be obtained.

【0015】前記構成の圧電型振動センサ装置30は、
圧電体43の電極が形成された面に直交し、荷重体46
の中心を通る軸が振動の感知軸G2となっている。よっ
て、前記のような圧電型振動センサ装置30では、パッ
ケージ33の収納体底面31aに被測定物を取り付ける
ことにより、被測定物の感知軸G2方向の振動を測定す
ることができる。また、被測定物を収納覆体上面32a
に取り付ける場合には、ケーブル取出口38を前記収納
覆体上面32a以外に設ける必要がある。
The piezoelectric type vibration sensor device 30 having the above structure is
The piezoelectric body 43 is orthogonal to the surface on which the electrodes are formed, and the load body 46
The axis passing through the center of is the vibration sensing axis G2. Therefore, in the piezoelectric vibration sensor device 30 as described above, the vibration of the measurement object in the sensing axis G2 direction can be measured by mounting the measurement object on the bottom surface 31a of the housing of the package 33. In addition, the object to be measured is housed in the upper surface 32a
When it is attached to the storage cover, it is necessary to provide the cable outlet 38 in a place other than the upper surface 32a of the storage cover.

【0016】このような圧電型振動センサ装置30は、
圧電型振動センサ35が、熱伝導率が0.4cal/cm/s/K
以下で、かつ、肉厚が1mm以上の収納体31に収容さ
れているので、圧電型振動センサ装置30を構成するパ
ッケージ33の内外の温度差による熱の移動が少なく、
圧電型振動センサ装置30の周囲の温度変化に対し、パ
ッケージ33内の温度変化を小さく抑えることができる
ので、圧電型振動センサ装置30の周囲の温度変化に起
因する焦電ノイズが低減され、感度を良好に保つことが
できる。
The piezoelectric vibration sensor device 30 as described above is
Piezoelectric vibration sensor 35 has a thermal conductivity of 0.4 cal / cm / s / K
Since it is contained in the container 31 having a thickness of 1 mm or more, the heat transfer due to the temperature difference between the inside and the outside of the package 33 constituting the piezoelectric vibration sensor device 30 is small,
Since the temperature change inside the package 33 can be suppressed to be small with respect to the temperature change around the piezoelectric type vibration sensor device 30, the pyroelectric noise due to the temperature change around the piezoelectric type vibration sensor device 30 is reduced, and the sensitivity is reduced. Can be kept good.

【0017】さらに、圧電型振動センサ35と収納体3
1との間に、弾性率が1×106 〜1×109 Paで、
厚さが5〜100μmの接着層47を形成したので、高
い共振周波数が得られ、かつ、収納体31の熱膨張率と
圧電型振動センサ35を構成する支持板44の熱膨張率
の差異による支持板44の歪みが接着層47に吸収され
るため温度特性が良好なものとなる。
Further, the piezoelectric vibration sensor 35 and the housing 3
1 and the elastic modulus is 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Pa,
Since the adhesive layer 47 having a thickness of 5 to 100 μm is formed, a high resonance frequency is obtained, and the thermal expansion coefficient of the housing 31 and the thermal expansion coefficient of the support plate 44 constituting the piezoelectric vibration sensor 35 are different. Since the strain of the support plate 44 is absorbed by the adhesive layer 47, the temperature characteristic becomes good.

【0018】また、圧電型振動センサ35を直接収納体
31の底部に接合したので、圧電型振動センサ35の重
量による信号処理回路基板36のたわみがないため、前
記信号処理回路基36に弾性率が高いものを使用する必
要がなく、信号処理回路基板36を薄く作製することが
できるため、圧電型振動センサ装置30の製造コストを
安価にすることもできる。
Further, since the piezoelectric type vibration sensor 35 is directly joined to the bottom of the housing 31, the signal processing circuit board 36 does not bend due to the weight of the piezoelectric type vibration sensor 35. Since the signal processing circuit board 36 can be thinly manufactured without using a high-priced material, the manufacturing cost of the piezoelectric vibration sensor device 30 can be reduced.

【0019】また、本発明の圧電型振動センサ装置の第
2の例として、先の圧電型振動センサ装置30の温度特
性をさらに改善したものの一例を図2に示す。このもの
は、圧電型振動センサ45が接着層48を介して板状の
スペーサ49に接合され、さらに前記スペーサ49が接
着層48を介して収納体31に接合された他は、第1の
例の圧電型振動センサ装置30と同じものである。
As a second example of the piezoelectric vibration sensor device of the present invention, FIG. 2 shows an example in which the temperature characteristics of the piezoelectric vibration sensor device 30 described above are further improved. This is the first example except that the piezoelectric vibration sensor 45 is bonded to the plate-shaped spacer 49 via the adhesive layer 48, and the spacer 49 is bonded to the housing 31 via the adhesive layer 48. It is the same as the piezoelectric type vibration sensor device 30.

【0020】また、前記スペーサ49を構成する材料と
しては、熱膨張率が圧電型振動センサ35を構成する支
持板44の熱膨張率と収納体31の熱膨張率のうち、高
い方より低く、低い方より高いものであれば種類は特に
限定されるものではなく、例えば、真鍮板、ガラス繊維
強化エポキシ板などを用いることができる。さらに、圧
電型振動センサ35とスペーサ49、およびスペーサ4
9と収納体31との間の接着層48の弾性率は1×10
6 〜1×109 Paで、接着層48の厚みは5〜100
μmであることが好ましい。これは、第1の例の圧電型
振動センサ装置30と同じ理由によるものである。
As a material for the spacer 49, the coefficient of thermal expansion is lower than the higher one of the coefficient of thermal expansion of the support plate 44 of the piezoelectric vibration sensor 35 and the coefficient of thermal expansion of the housing 31. The type is not particularly limited as long as it is higher than the lower one, and for example, a brass plate, a glass fiber reinforced epoxy plate or the like can be used. Further, the piezoelectric vibration sensor 35, the spacer 49, and the spacer 4
The elastic modulus of the adhesive layer 48 between the container 9 and the container 31 is 1 × 10.
6 to 1 × 10 9 Pa, and the thickness of the adhesive layer 48 is 5 to 100
It is preferably μm. This is because of the same reason as the piezoelectric vibration sensor device 30 of the first example.

【0021】このような圧電型振動センサ装置50は、
圧電型振動センサ35と収納体31とが、概形板状のス
ペーサ49を介して接合されており、かつ、前記スペー
サ49の熱膨張率が、圧電型振動センサ35を構成する
支持板44の熱膨張率と収納体31の熱膨張率のうち、
高い方より低く、低い方より高いものとすると、収納体
31の熱膨張率と支持体44の熱膨張率との差異による
支持板44の歪みを緩和することができるため、外部の
温度変化に対する支持板44の歪みが抑制され、温度特
性をさらに良好なものにできる。また、前記接着層48
の弾性率が1×109 Pa以下で、かつ厚みが5μm以
上であるので、収納体31の熱膨張率と圧電型振動セン
サ35を構成する支持板44の熱膨張率の差異による支
持板44の歪みが接着層48に吸収されるため、より一
層、温度特性が良好な圧電型振動センサ装置50とな
る。さらに、熱履歴現象が起こった際の熱膨張の違いか
ら生じる接着剤の剥離などが防止でき、不良箇所を低減
させることができる。また、熱膨張率の大きい樹脂製の
パッケージを用いても温度特性を損なうことがないた
め、コストダウンを見込むことができる。さらに、前記
接着層48の弾性率が1×106 Pa以上で、かつ厚み
が100μm以下であるので高い共振周波数を得ること
ができ、測定可能周波数の範囲が広くなるといった効果
もある。
The piezoelectric type vibration sensor device 50 as described above is
The piezoelectric vibration sensor 35 and the housing 31 are joined via a spacer 49 having a roughly plate shape, and the thermal expansion coefficient of the spacer 49 is equal to that of the support plate 44 constituting the piezoelectric vibration sensor 35. Of the coefficient of thermal expansion and the coefficient of thermal expansion of the container 31,
If it is lower than the higher one and higher than the lower one, the strain of the support plate 44 due to the difference between the thermal expansion coefficient of the housing body 31 and the thermal expansion coefficient of the support body 44 can be alleviated, so that the external temperature change can be prevented. The distortion of the support plate 44 is suppressed, and the temperature characteristics can be further improved. In addition, the adhesive layer 48
Has a modulus of elasticity of 1 × 10 9 Pa or less and a thickness of 5 μm or more, the support plate 44 due to the difference between the coefficient of thermal expansion of the container 31 and the coefficient of thermal expansion of the support plate 44 constituting the piezoelectric vibration sensor 35. Since the strain is absorbed by the adhesive layer 48, the piezoelectric vibration sensor device 50 having better temperature characteristics is obtained. Furthermore, peeling of the adhesive caused by the difference in thermal expansion when a thermal history phenomenon occurs can be prevented, and defective points can be reduced. Further, even if a resin package having a large coefficient of thermal expansion is used, the temperature characteristics are not impaired, and thus cost reduction can be expected. Further, since the adhesive layer 48 has an elastic modulus of 1 × 10 6 Pa or more and a thickness of 100 μm or less, a high resonance frequency can be obtained and the measurable frequency range is widened.

【0022】また、第1の圧電型振動センサ装置30、
および第2の圧電型振動センサ装置50において、前記
信号処理回路基板36と収納覆体32によって形成され
る空隙部51にケーブル終端部が位置しているものは、
前記空隙部51の一部に樹脂を充填することによって防
水性を付与することができる。前記樹脂としては、エポ
キシ系やシリコン系などの電気伝導率が低いものが好ま
しい。さらに、前記樹脂の中でも、信号処理回路基板3
6および信号処理回路基板36を構成する部品類と熱膨
張率が近く、収納覆体32およびケーブル41との接着
性が良いものが好ましい。
The first piezoelectric vibration sensor device 30,
In the second piezoelectric vibration sensor device 50, the cable end portion is located in the space 51 formed by the signal processing circuit board 36 and the housing cover 32.
Waterproofing can be imparted by filling a part of the void 51 with a resin. As the resin, those having low electric conductivity such as epoxy type and silicon type are preferable. Further, among the resins, the signal processing circuit board 3
6 and the components constituting the signal processing circuit board 36 are close to each other in thermal expansion coefficient, and the adhesiveness between the housing cover 32 and the cable 41 is preferable.

【0023】また、前記樹脂はケーブル41と収納覆体
32の隙間を埋めるように充填することが好ましい。ま
た、前記空隙部51の20〜100%の空間に樹脂を充
填することが好ましい。これは、20%以下だと信号処
理回路基板36まで湿気や水分が到達するおそれがあ
り、かつ、ケーブル41にかかる応力を緩和するのに不
十分だからである。
The resin is preferably filled so as to fill the gap between the cable 41 and the housing cover 32. In addition, it is preferable to fill 20% to 100% of the space 51 with resin. This is because if it is 20% or less, moisture or water may reach the signal processing circuit board 36 and the stress applied to the cable 41 is insufficient.

【0024】このような圧電型振動センサ装置30、5
0は、信号処理回路基板36と収納覆体32とによって
形成される空隙部51にケーブル終端部が位置してお
り、前記空隙内51の一部に樹脂が充填されたものであ
るので、ケーブル41と収納覆体32との隙間から水分
や湿気が浸入することが回避されるため、浸水時の故障
の確率が低くなり、さらに、ケーブル41にかかる応力
が緩和され、圧電型振動センサ装置30、50の機械的
強度を向上させることができる。
Such piezoelectric type vibration sensor devices 30, 5
0 indicates that the cable end portion is located in the void portion 51 formed by the signal processing circuit board 36 and the housing cover 32, and the resin is filled in a portion of the void portion 51. Since moisture and humidity are prevented from entering through the gap between the cover 41 and the housing cover 32, the probability of failure at the time of flooding is reduced, and the stress applied to the cable 41 is alleviated, so that the piezoelectric vibration sensor device 30 is provided. , 50 can be improved in mechanical strength.

【0025】次に、本発明の圧電型振動センサ装置3
0、50の製造例について以下に説明する。 (製造例)本製造例においては、図1に示す構造の圧電
型振動センサ装置30を作製した。まず、5mm角、
0.5mm厚さのPZT(ジルコン酸チタン酸鉛)から
なる圧電体43の両面に、エポキシ系の接着剤を塗布
し、さらにこの上に、前記圧電体43と同様の寸法で3
0μm厚の銅箔を積層して接着した。この銅箔は電極と
して使用される。ついで、前記銅箔の両面にエポキシ系
の接着剤を塗布し、さらにこの上に、1mm厚、15m
m角のガラスエポキシ板からなる支持板44を積層して
接着した。このようにして、圧電型振動センサ35の検
知部45を作製した。ついで、前記検知部45の一面
に、前記接着剤と同様の接着剤を塗布し、さらにこの上
に、重さ1gの真鍮製の荷重体46を積層して接着し、
圧電型振動センサ35とした。
Next, the piezoelectric vibration sensor device 3 of the present invention.
Manufacturing examples of 0 and 50 will be described below. (Manufacturing Example) In this manufacturing example, the piezoelectric vibration sensor device 30 having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. First, 5mm square,
An epoxy adhesive is applied to both surfaces of a piezoelectric body 43 made of PZT (lead zirconate titanate) having a thickness of 0.5 mm, and the same size as the piezoelectric body 43 is applied onto the adhesive.
A 0 μm thick copper foil was laminated and adhered. This copper foil is used as an electrode. Then, apply epoxy adhesive on both sides of the copper foil, and further apply 1 mm thick, 15 m
A support plate 44 made of an m-square glass epoxy plate was laminated and adhered. In this way, the detection unit 45 of the piezoelectric vibration sensor 35 was produced. Then, an adhesive similar to the adhesive is applied to one surface of the detection unit 45, and a brass load body 46 having a weight of 1 g is laminated and adhered on the adhesive.
The piezoelectric vibration sensor 35 is used.

【0026】また、荷重体46が積層されていない側の
検知部45にも接着剤を塗布して接着層47を形成し、
前記圧電型振動センサ35を凹部34を有する外径25
mm、高さ10mmの収納体31の凹部34に収納した
後、前記接着層47を介して、圧電型振動センサ35を
前記収納体31の底部に接着した。さらに、信号処理回
路基板36を収納体31の開口部の周縁部37に掛け渡
して設置し、ついで、前記信号処理回路基板36を覆う
ようにして収納覆体32を設置して、収納覆体32と前
記収納体31とを一体とした。
Further, an adhesive is applied to the detecting portion 45 on the side where the load body 46 is not laminated to form an adhesive layer 47,
The piezoelectric vibration sensor 35 has an outer diameter 25 having a recess 34.
After being housed in the recess 34 of the housing 31 having a height of 10 mm and a height of 10 mm, the piezoelectric vibration sensor 35 was bonded to the bottom of the housing 31 via the adhesive layer 47. Further, the signal processing circuit board 36 is installed by being hung over the peripheral edge portion 37 of the opening of the housing 31, and then the housing cover 32 is installed so as to cover the signal processing circuit board 36, and the housing cover is installed. 32 and the storage body 31 are integrated.

【0027】一方、前記収納覆体上面32aには、あら
かじめケーブル取出口38を設けておきこのケーブル取
出口38にコネクタを設置し、前記コネクタのレセプタ
クル39より引き出された電源線40を前記信号処理回
路基板36と接続しておいた。このようにして図1に示
す構造の圧電型振動センサ装置30を得た。
On the other hand, a cable outlet 38 is provided in advance on the upper surface 32a of the storage cover, a connector is installed in the cable outlet 38, and the power supply line 40 drawn out from the receptacle 39 of the connector is subjected to the signal processing. It was connected to the circuit board 36. Thus, the piezoelectric vibration sensor device 30 having the structure shown in FIG. 1 was obtained.

【0028】次に、以下に示す測定試験を行い、本発明
の効果を明らかにする。まず、表1に示す特徴を有する
実施例1および実施例2、比較例1ないし比較例9の計
11試験体の圧電型振動センサ装置について、以下の試
験例1ないし試験例3の測定試験を行った。実施例1お
よび実施例2は先の製造例の一例であり、実施例1と実
施例2とは、支持板44と収納体31との間に形成され
た接着層47の弾性率と厚みが異なるものである。ま
た、比較例のものは、先の製造例の圧電型振動センサ装
置と構造が異なるか、あるいは、収納体31の熱伝導率
が0.4cal/cm/s/K以下で、収納体31の肉厚が1mm
以上である、前記圧電型振動センサ35と収納体31と
の間に形成された接着層47の厚みが5〜100μm
で、弾性率が1×106 〜1×109 Paであるという
本発明の条件のうち、少なくとも1つ以上を満たしてい
ないものである。
Next, the following measurement test is conducted to clarify the effect of the present invention. First, with respect to the piezoelectric vibration sensor devices having a total of 11 test bodies of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 9 having the characteristics shown in Table 1, measurement tests of the following Test Examples 1 to 3 were performed. went. Example 1 and Example 2 are examples of the above-described manufacturing example. In Example 1 and Example 2, the elastic modulus and the thickness of the adhesive layer 47 formed between the support plate 44 and the housing 31 are different. It is different. Further, the comparative example has a different structure from the piezoelectric type vibration sensor device of the previous manufacturing example, or the thermal conductivity of the container 31 is 0.4 cal / cm / s / K or less, and Thickness is 1mm
The thickness of the adhesive layer 47 formed between the piezoelectric vibration sensor 35 and the housing 31 is 5 to 100 μm.
Then, at least one or more of the conditions of the present invention that the elastic modulus is 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Pa are not satisfied.

【0029】また、表1中の構造Aとは、図1に示す、
先の製造例の圧電型振動センサ装置30の構造を指すも
のである。さらに、構造Bとは、図3に示す構造のもの
を指す。このものは、信号処理回路基板36が収納覆体
32の内側上部に接合され、かつ、ケーブル取出口38
がパッケージ33の側面に設けられている。また、構造
Cとは、図4に示す構造のものを指す。このものは、先
の製造例の圧電型振動センサ35が収納体31の底部に
接合されているのに対し、信号処理回路基板36の上部
に接合されているものである。よって、ケーブル取出口
38はパッケージ33の側面で、かつ、信号処理回路基
板36より下部に設けられている。また、構造Dとは、
図5に示す構造のものを指す。このものは、先の製造例
の圧電型振動センサ5が、荷重体18を下側として信号
処理回路基板6に吊着されている。また、表1中T1は
収納体1、31の周壁の肉厚を指し、T2は底部の肉厚
を指すものである。さらに、収納体1、31を構成する
材料のうち、ステンレスの熱伝導率は、0.04cal/cm
/s/Kであり、アルミニウムの熱伝導率は0.5cal/cm/s
/Kである。
The structure A in Table 1 is shown in FIG.
This indicates the structure of the piezoelectric vibration sensor device 30 of the above-described manufacturing example. Further, the structure B refers to the structure shown in FIG. In this case, the signal processing circuit board 36 is joined to the upper inside of the housing 32 and the cable outlet 38 is provided.
Is provided on the side surface of the package 33. Further, the structure C refers to the structure shown in FIG. This is one in which the piezoelectric vibration sensor 35 of the above-described manufacturing example is bonded to the bottom of the housing 31, whereas it is bonded to the top of the signal processing circuit board 36. Therefore, the cable outlet 38 is provided on the side surface of the package 33 and below the signal processing circuit board 36. The structure D is
It refers to the structure shown in FIG. In this device, the piezoelectric vibration sensor 5 of the above-described manufacturing example is suspended on the signal processing circuit board 6 with the load body 18 on the lower side. Further, in Table 1, T1 indicates the wall thickness of the peripheral walls of the storage bodies 1 and 31, and T2 indicates the wall thickness of the bottom. Furthermore, of the materials that form the housings 1 and 31, the thermal conductivity of stainless steel is 0.04 cal / cm.
/ s / K, the thermal conductivity of aluminum is 0.5 cal / cm / s
/ K.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】(試験例1)まず、各試験体の温度特性を
試験した。これは、常温において圧電型振動センサ装置
の上部50cmの距離から約100℃の熱風を1秒吹き
付けたときの出力を測定し、これを圧電型振動センサ装
置の周囲の温度が25℃で、100Hz、1Gにおける
出力と比較することにより、これを焦電ノイズとして評
価した。結果を表2に示す。
Test Example 1 First, the temperature characteristics of each test body were tested. This is to measure the output when hot air of about 100 ° C. is blown for one second from a distance of 50 cm above the piezoelectric type vibration sensor device at room temperature, and the output is measured at 100 Hz when the ambient temperature of the piezoelectric type vibration sensor device is 25 ° C. This was evaluated as pyroelectric noise by comparing with the output at 1G. The results are shown in Table 2.

【0032】(試験例2)次に、各試験体の圧電型振動
センサ装置の測定可能周波数範囲を試験した。これは、
100Hz、1Gの電圧出力を1としたときに、±20
%以内の変動幅に収まる周波数を測定可能周波数範囲と
して評価した。また、測定時の室温は25℃になるよう
調節した。各試験体は試験例1と同様で表1に示すもの
を使用した。そして、この結果を表2に示す。
(Test Example 2) Next, the measurable frequency range of the piezoelectric vibration sensor device of each test body was tested. this is,
± 20 when voltage output of 100Hz and 1G is set to 1
The frequency within the fluctuation range within% was evaluated as the measurable frequency range. The room temperature during the measurement was adjusted to 25 ° C. The same test specimens as in Test Example 1 and the ones shown in Table 1 were used. The results are shown in Table 2.

【0033】(試験例3)次に、各試験体の圧電型振動
センサ装置の測定可能温度範囲を試験した。これは、圧
電型振動センサ装置の周囲の温度が25℃で、100H
z、1Gにおける出力を1としたときに、±20%以内
の変動幅に収まる温度を測定可能温度範囲として評価し
た。各試験体は試験例1と同様で表1に示すものを使用
した。そして、この結果を表2に示す。
(Test Example 3) Next, the measurable temperature range of the piezoelectric vibration sensor device of each test body was tested. This is 100H when the temperature around the piezoelectric vibration sensor device is 25 ° C.
When the output in z and 1G was 1, the temperature within the fluctuation range of ± 20% was evaluated as the measurable temperature range. The same test specimens as in Test Example 1 and the ones shown in Table 1 were used. The results are shown in Table 2.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】このように、本発明の圧電型振動センサ装
置30である、実施例1および実施例2のものは、焦電
ノイズ、測定可能周波数範囲、測定可能温度範囲とも良
好な結果を示した。一方、従来の圧電型振動センサ装置
8の構造のものや、収納体1、31の肉厚が1mm以下
のもの、収納体1、31の熱伝導率が0.4cal/cm/s/K
以上のもの、接着層47の厚みが5μm以下、あるいは
100μm以上のもの、接着層47の弾性率が1×10
6 Pa以下あるいは1×109 Pa以上のものは、焦電
ノイズ、測定可能周波数範囲、測定可能温度範囲の少な
くともいずれか一つが劣っていた。
As described above, the piezoelectric vibration sensor device 30 of the present invention, that of the first and second embodiments, showed good results in pyroelectric noise, measurable frequency range, and measurable temperature range. . On the other hand, the conventional piezoelectric vibration sensor device 8 has a structure, the housings 1 and 31 have a wall thickness of 1 mm or less, and the thermal conductivity of the housings 1 and 31 is 0.4 cal / cm / s / K.
The above, the thickness of the adhesive layer 47 is 5 μm or less, or 100 μm or more, the elastic modulus of the adhesive layer 47 is 1 × 10
Those having a pressure of 6 Pa or less or 1 × 10 9 Pa or more were inferior in at least one of pyroelectric noise, measurable frequency range and measurable temperature range.

【0036】次に、本発明の第2の例の圧電型振動セン
サ装置50の温度特性を試験した。試験体は表3に示す
特徴を有する、実施例3ないし実施例5、および比較例
10ないし比較例16の計10試験体で行った。実施例
3ないし実施例5のものは、本発明の第2の例の圧電型
振動センサ装置50であり、収納体31やスペーサ49
の材質、あるいは圧電型振動センサ35を構成する支持
板44とスペーサ49、およびスペーサ49と収納体3
1との間に形成された接着層48の弾性率や厚みを変え
たものである。
Next, the temperature characteristics of the piezoelectric vibration sensor device 50 of the second example of the present invention were tested. As the test body, a total of 10 test bodies of Examples 3 to 5 and Comparative Examples 10 to 16 having the characteristics shown in Table 3 were used. The third to fifth embodiments are the piezoelectric type vibration sensor device 50 of the second example of the present invention, and include the container 31 and the spacer 49.
Or the support plate 44 and the spacer 49, which form the piezoelectric vibration sensor 35, and the spacer 49 and the housing 3.
The elastic modulus and the thickness of the adhesive layer 48 formed between the adhesive layer 1 and the adhesive layer 1 are changed.

【0037】また、比較例10ないし比較例16は、実
施例3ないし実施例5の圧電型振動センサ装置50のう
ち、スペーサ49を設けないか、あるいは前記スペーサ
49の熱膨張率が、圧電型振動センサ35を構成する支
持板44の熱膨張率と収納体31の熱膨張率のうち高い
方より低く、低い方より高いものである、あるいは、収
納体31とスペーサ49、スペーサ49と支持板44と
の間に形成された接着層48の厚みが5〜100μm
で、弾性率が1×106 〜1×109 Paであるという
条件のうち、少なくとも1つ以上を満たしていないもの
である。また、実施例3ないし実施例5、および比較例
12ないし比較例16の圧電型振動センサ装置の構造
は、図2に示すもので、圧電型振動センサ35を構成す
る支持板44と収納体31との間に、縦7mm、横7m
m、厚さ1mmのスペーサ49を設置した他は、先の製
造例と同様である。一方、比較例10および比較例11
の圧電型振動センサ装置の構造は、図1に示すもので、
先の製造例と同様のものである。
Further, in Comparative Examples 10 to 16, the spacer 49 is not provided in the piezoelectric vibration sensor device 50 of Examples 3 to 5, or the spacer 49 has a coefficient of thermal expansion of the piezoelectric type. The coefficient of thermal expansion of the support plate 44 and the coefficient of thermal expansion of the housing 31 that constitute the vibration sensor 35 are lower than the higher one and higher than the lower one, or the housing 31 and the spacer 49, the spacer 49 and the support plate. 44 has a thickness of 5 to 100 μm.
In the condition that the elastic modulus is 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Pa, at least one or more is not satisfied. Further, the structures of the piezoelectric vibration sensor devices of Examples 3 to 5 and Comparative Examples 12 to 16 are shown in FIG. 2, and the support plate 44 and the housing 31 which constitute the piezoelectric vibration sensor 35. 7mm in length and 7m in width between
m is the same as the previous manufacturing example except that a spacer 49 having a thickness of 1 mm is installed. On the other hand, Comparative Example 10 and Comparative Example 11
The structure of the piezoelectric vibration sensor device is as shown in FIG.
This is the same as the previous manufacturing example.

【0038】また、実施例3および比較例12のスペー
サ49は真鍮製で、実施例4、実施例5、および比較例
13ないし比較例16のスペーサ49はアルミニウム製
のものを使用した。さらに、実施例3および比較例10
の収納体31はステンレス製で、実施例4、実施例5、
および比較例11ないし比較例16の収納体31は真鍮
繊維強化ナイロン6製のものを使用した。このときの収
納体31は、いずれも周壁の肉厚が2mmで、底部の肉
厚が1.5mmのものを使用した。
The spacers 49 of Examples 3 and 12 were made of brass, and the spacers 49 of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 13 to 16 were made of aluminum. Furthermore, Example 3 and Comparative Example 10
The storage body 31 of is made of stainless steel,
The container 31 of Comparative Examples 11 to 16 was made of brass fiber reinforced nylon 6. At this time, the container 31 used had a peripheral wall thickness of 2 mm and a bottom wall thickness of 1.5 mm.

【0039】また、圧電型振動センサ35を構成する支
持板44はいずれも先の製造例と同様のもので、熱膨張
率が20×10-6/Kのものを使用した。また、表2中に
明記されている熱膨張率の数値は、線熱膨張率である。
さらに、支持板44とスペーサ49、およびスペーサ4
9と収納体31との間に形成された2つの接着層48の
厚みや弾性率は同じになるようにした。
The supporting plates 44 constituting the piezoelectric vibration sensor 35 are the same as those used in the above-mentioned manufacturing example, and have a coefficient of thermal expansion of 20 × 10 -6 / K. The numerical value of the coefficient of thermal expansion specified in Table 2 is the coefficient of linear thermal expansion.
Further, the support plate 44, the spacer 49, and the spacer 4
The two adhesive layers 48 formed between the container 9 and the container 31 have the same thickness and elastic modulus.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】(試験例4)ここで、表3に示す前記10
試験体の圧電型振動センサ装置の温度特性を試験した。
これは、圧電型振動センサ装置の周囲の温度が25℃
で、100Hz、1Gにおける出力を1とし、圧電型振
動センサ装置の周囲の温度を−30〜80℃まで、変化
させたときの出力変化の割合を評価したものである。ま
た、試験例2と同様にして測定可能周波数範囲も試験し
た。結果を表4に示す。
(Test Example 4) Here, the above-mentioned 10 shown in Table 3 was used.
The temperature characteristics of the piezoelectric vibration sensor device of the test body were tested.
This is because the ambient temperature of the piezoelectric vibration sensor device is 25 ° C.
Then, the output at 100 Hz and 1 G is set to 1, and the rate of change in output when the ambient temperature of the piezoelectric vibration sensor device is changed from −30 to 80 ° C. is evaluated. Also, the measurable frequency range was tested in the same manner as in Test Example 2. The results are shown in Table 4.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】実施例4と比較例11とを比較すること
で、スペーサ49を設けることにより周囲の温度変化に
対する影響が減少していることがわかる。また、本発明
の圧電型振動センサ装置50においてスペーサ49を設
けたものは、温度変化に対する出力変化の割合、測定可
能周波数範囲とも良好な結果を示した。一方、スペーサ
49を設けないもの、接着層48の厚みが5μm以下、
あるいは100μm以上のもの、接着層48の弾性率が
1×106 Pa以下、あるいは1×109 Pa以上のも
のや、スペーサ49の熱膨張率が収納体31の熱膨張
率、支持板44の熱膨張率のうち、高い方より高く、低
い方より低いものは、温度変化に対する出力変化の割
合、測定可能周波数範囲の少なくともいずれか一つが劣
っていた。
By comparing Example 4 with Comparative Example 11, it can be seen that the influence on the ambient temperature change is reduced by providing the spacer 49. Further, the piezoelectric vibration sensor device 50 of the present invention provided with the spacer 49 showed good results in the ratio of the output change to the temperature change and the measurable frequency range. On the other hand, without the spacer 49, the thickness of the adhesive layer 48 is 5 μm or less,
Alternatively, the adhesive layer 48 has an elastic modulus of 100 μm or more, the elastic modulus of the adhesive layer 48 is 1 × 10 6 Pa or less, or 1 × 10 9 Pa or more, the thermal expansion coefficient of the spacer 49 is the thermal expansion coefficient of the housing 31, the support plate 44 Among the coefficients of thermal expansion, those higher than the higher coefficient and lower than the lower coefficient were inferior in at least one of the ratio of the output change to the temperature change and the measurable frequency range.

【0044】次に、本発明の圧電型振動センサ装置30
の樹脂を充填することによる防水性の効果を比較するた
め、以下に示す試験例5の試験を行った。ここで用いた
試験体は、表5に示す特徴を有する実施例6、実施例
7、比較例17の計3試験体である。これらはいずれも
図1に示す構造で、先の製造例と同様のものである。ま
た、収納体31はいずれもステンレス製で、周壁の肉厚
が2mm、底部の肉厚が1.5mmのものを用いた。
Next, the piezoelectric vibration sensor device 30 of the present invention.
In order to compare the effect of waterproofing by filling the resin of No. 1, the test of the following Test Example 5 was performed. The test bodies used here are three test bodies of Example 6, Example 7, and Comparative Example 17 having the characteristics shown in Table 5. Each of these has the structure shown in FIG. 1 and is similar to the previous manufacturing example. All of the storage bodies 31 were made of stainless steel and had a peripheral wall thickness of 2 mm and a bottom wall thickness of 1.5 mm.

【0045】[0045]

【表5】 [Table 5]

【0046】(試験例5)ここで、本発明の圧電型振動
センサ装置30に樹脂を充填することによる、防水性の
効果を試験した。これは、表5に示す割合で、収納覆体
32と信号処理回路基板36との間に形成される空隙部
51にシリコン系の樹脂を充填し、水中深さ20cmに
10分間浸した後、表面の水分を乾燥させてから出力を
測定し、初期出力に対して50%以下の出力しか出てい
ない圧電型振動センサ装置30を故障として、故障の発
生率を調べることで評価できる。結果を表6に示す。
(Test Example 5) Here, the effect of waterproofness by filling the piezoelectric vibration sensor device 30 of the present invention with resin was tested. This is because the void 51 formed between the housing cover 32 and the signal processing circuit board 36 is filled with a silicon-based resin at a ratio shown in Table 5 and immersed in water at a depth of 20 cm for 10 minutes. It can be evaluated by measuring the output after drying the moisture on the surface, and regarding the piezoelectric vibration sensor device 30 that outputs only 50% or less of the initial output as a failure, and examining the failure occurrence rate. The results are shown in Table 6.

【0047】[0047]

【表6】 [Table 6]

【0048】このように、収納覆体32と信号処理回路
基板36との間に形成される空隙部51にシリコン系の
樹脂を充填することにより、防水性を付与し、浸水時の
故障の発生率を大幅に低減させることができる。
As described above, by filling the void portion 51 formed between the housing cover 32 and the signal processing circuit board 36 with the silicone resin, the waterproof property is imparted, and a failure is caused during the inundation. The rate can be significantly reduced.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電型振
動センサ装置は、圧電体の両面に設けられた接着層を介
して電極が固定され、さらにその両側に支持体が固定さ
れた検知部に、荷重体が取り付けられてなる圧電型振動
センサと、信号処理回路基板とがパッケージ内に収容さ
れてなる圧電型振動センサ装置において、前記パッケー
ジは、前記圧電型振動センサを収容する凹部が形成され
た収納体と、この収納体を覆う収納覆体とからなり、前
記収納体および収納覆体は導電性物質からなり、前記収
納体は、熱伝導率が0.4cal/cm/s/K以下、および肉厚
が1mm以上であり、さらに前記圧電型振動センサはそ
の荷重体が前記収納体の凹部の開口部に向くように、収
納体の底部に接着層を介して接合され、信号処理回路基
板は、前記収納体の開口部の周縁部で支持され、かつ、
前記信号処理回路基板を覆うように収納覆体と収納体と
が一体化されたものであるので、信号処理回路基板が圧
電型振動センサの重さでたわむことがないため、信号処
理回路基板を薄く成形でき、さらに弾性率が小さい材料
を用いることができるため、圧電型振動センサ装置の製
造コストを安価にすることができる。
As described above, in the piezoelectric vibration sensor device of the present invention, the electrodes are fixed through the adhesive layers provided on both sides of the piezoelectric body, and the support body is fixed on both sides thereof. In a piezoelectric vibration sensor device in which a piezoelectric vibration sensor having a load body attached thereto and a signal processing circuit board are accommodated in a package, the package has a recess for accommodating the piezoelectric vibration sensor. The formed storage body and the storage cover for covering the storage body, the storage body and the storage cover are made of a conductive material, the storage body has a thermal conductivity of 0.4 cal / cm / s / K or less, and the wall thickness is 1 mm or more, and the piezoelectric vibration sensor is joined to the bottom of the storage body via an adhesive layer so that the load body faces the opening of the recess of the storage body. The processing circuit board is used to open the housing. Supported at the periphery of the mouth, and
Since the housing cover and the housing are integrated so as to cover the signal processing circuit board, the signal processing circuit board does not bend due to the weight of the piezoelectric vibration sensor. Since a material that can be thinly formed and has a low elastic modulus can be used, the manufacturing cost of the piezoelectric vibration sensor device can be reduced.

【0050】また、前記収納体の熱伝導率が0.4cal/
cm/s/K以下であり、かつ、前記収納体の肉厚が1mm以
上であるので、圧電型振動センサ装置周囲の温度変化に
対し、圧電型振動センサ装置を構成するパッケージ内部
の温度変化が小さいため、焦電ノイズが低減される。ま
た、前記圧電型振動センサと収納体とのあいだに、弾性
率が1×106 〜1×109 Paで、厚みが5〜100
μmの接着層が形成されているので、圧電型振動センサ
を構成する支持板と収納体の熱膨張率の差異による支持
板の歪みが前記接着層に吸収されるため、高い共振周波
数が得られ、測定可能周波数範囲が広がるとともに、広
い測定可能温度範囲を得ることができる。
The heat conductivity of the container is 0.4 cal /
Since the thickness is cm / s / K or less and the thickness of the housing is 1 mm or more, the temperature change inside the package that constitutes the piezoelectric vibration sensor device against the temperature change around the piezoelectric vibration sensor device. Since it is small, pyroelectric noise is reduced. Further, the elastic modulus is 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Pa and the thickness is 5 to 100 between the piezoelectric vibration sensor and the housing.
Since the adhesive layer having a thickness of μm is formed, distortion of the supporting plate due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the supporting plate that constitutes the piezoelectric vibration sensor and the housing is absorbed by the adhesive layer, so that a high resonance frequency can be obtained. As a result, the measurable frequency range is widened and a wide measurable temperature range can be obtained.

【0051】さらに、圧電型振動センサと収納体とが、
概形板状のスペーサを介して接合されたものは、前記ス
ペーサの熱膨張率が、圧電型振動センサを構成する支持
板の熱膨張率と収納体の熱膨張率のうち、高い方より低
く、低い方より高いものとすると、圧電型振動センサを
構成する支持板と収納体の熱膨張率の差異による支持板
の歪みが緩和されるため、より一層温度特性が良好にな
る。
Furthermore, the piezoelectric vibration sensor and the housing are
In the case where the spacers are joined together through the roughly plate-shaped spacer, the coefficient of thermal expansion of the spacer is lower than the higher one of the coefficient of thermal expansion of the support plate and the coefficient of thermal expansion of the housing that constitute the piezoelectric vibration sensor. If it is set higher than the lower one, the strain of the support plate constituting the piezoelectric vibration sensor and the strain of the support plate due to the difference in the thermal expansion coefficient of the housing are alleviated, so that the temperature characteristics are further improved.

【0052】また、前記信号処理回路基板と収納覆体と
によって形成される空隙部にケーブル終端部が配された
圧電型振動センサ装置において、前記空隙部の一部に樹
脂が充填されたものは、ケーブルと収納覆体との間の隙
間が埋められ、水分や湿気がパッケージ内部に浸入しな
いため、防水性が向上し、浸水時の故障発生率を大幅に
低減することができるなどの効果も得られる。
Further, in the piezoelectric vibration sensor device in which the cable end portion is arranged in the void portion formed by the signal processing circuit board and the housing cover, the one in which a part of the void portion is filled with resin is , The gap between the cable and the storage cover is filled, and moisture and humidity do not enter inside the package, so the waterproof property is improved and the failure rate during flooding can be significantly reduced. can get.

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

【図1】 本発明の圧電型振動センサ装置の一実施例を
示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a piezoelectric vibration sensor device of the present invention.

【図2】 本発明の圧電型振動センサ装置の他の例を示
す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the piezoelectric vibration sensor device of the present invention.

【図3】 本試験例において用いた比較例1の圧電型振
動センサ装置の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a piezoelectric vibration sensor device of Comparative Example 1 used in this test example.

【図4】 本試験例において用いた比較例2の圧電型振
動センサ装置の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a piezoelectric vibration sensor device of Comparative Example 2 used in this test example.

【図5】 従来の圧電型振動センサ装置の一実施例を示
す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional piezoelectric vibration sensor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30・50…圧電型振動センサ装置、31…収納体、3
2…収納覆体、33…パッケージ、34…凹部、35…
圧電型振動センサ、36…信号処理回路基板、41…ケ
ーブル、43…圧電体、44…支持板、45…検知部、
46…荷重体、47・48…接着層、49…スペーサ
30.50 ... Piezoelectric vibration sensor device, 31 ... Housing, 3
2 ... Storage cover, 33 ... Package, 34 ... Recess, 35 ...
Piezoelectric vibration sensor, 36 ... Signal processing circuit board, 41 ... Cable, 43 ... Piezoelectric body, 44 ... Support plate, 45 ... Detection section,
46 ... Load body, 47/48 ... Adhesive layer, 49 ... Spacer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電体の両面に設けられた接着層を介し
て電極が固定され、さらにその両側に支持体が固定され
た検知部に、荷重体が取り付けられてなる圧電型振動セ
ンサと、信号処理回路基板とがパッケージ内に収容され
てなる圧電型振動センサ装置において、 前記パッケージは、前記圧電型振動センサを収容する凹
部が形成された収納体と、この収納体を覆う収納覆体と
からなり、前記収納体および収納覆体は導電性物質から
なり、前記収納体は、熱伝導率が0.4cal/cm/s/K以
下、および肉厚が1mm以上であり、 前記圧電型振動センサは、その荷重体が前記収納体の凹
部の開口部に向くように、収納体の底部に接着層を介し
て接合され、 前記信号処理回路基板は、前記収納体の開口部の周縁部
で支持され、かつ、前記信号処理回路基板を覆うように
収納覆体と収納体とが一体化されてなることを特徴とす
る圧電型振動センサ装置。
1. A piezoelectric vibration sensor in which electrodes are fixed via adhesive layers provided on both sides of a piezoelectric body, and a load body is attached to a detection section in which support bodies are fixed on both sides of the piezoelectric body. In a piezoelectric vibration sensor device in which a signal processing circuit board is housed in a package, the package includes a housing body in which a concave portion for housing the piezoelectric vibration sensor is formed, and a housing cover body that covers the housing body. The storage body and the storage cover are made of a conductive material, the storage body has a thermal conductivity of 0.4 cal / cm / s / K or less, and a wall thickness of 1 mm or more. The sensor is bonded to the bottom of the housing via an adhesive layer so that the load body faces the opening of the recess of the housing, and the signal processing circuit board is provided at a peripheral portion of the opening of the housing. Supported and said signal processing circuit board The piezoelectric vibration sensor device according to housing covering body so as to cover the housing body, characterized in that is formed by integrally.
【請求項2】 圧電型振動センサと収納体との間に、弾
性率が1×106 〜1×109 Paで、厚みが5〜10
0μmの接着層が形成されたことを特徴とする請求項1
記載の圧電型振動センサ装置。
2. The elastic modulus is 1 × 10 6 to 1 × 10 9 Pa and the thickness is 5 to 10 between the piezoelectric vibration sensor and the housing.
An adhesive layer having a thickness of 0 μm is formed.
The piezoelectric vibration sensor device described.
【請求項3】 圧電型振動センサと収納体とが、概形板
状のスペーサを介して接合されていることを特徴とする
請求項1記載の圧電型振動センサ装置。
3. The piezoelectric vibration sensor device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibration sensor and the housing are joined via a spacer having a roughly plate shape.
【請求項4】 スペーサと圧電型振動センサ、およびス
ペーサと収納体との間に、弾性率が1×106 〜1×1
9 Paで、かつ厚みが5〜100μmの接着層が形成
されたことを特徴とする請求項3記載の圧電型振動セン
サ装置。
4. An elastic modulus of 1 × 10 6 to 1 × 1 between the spacer and the piezoelectric vibration sensor and between the spacer and the housing.
The piezoelectric vibration sensor device according to claim 3, wherein an adhesive layer having a thickness of 0 9 Pa and a thickness of 5 to 100 µm is formed.
【請求項5】 請求項1記載の圧電型振動センサ装置に
おいて、前記信号処理回路基板と収納覆体とによって形
成される空隙部の一部または全部に樹脂が充填されたこ
とを特徴とする圧電型振動センサ装置。
5. The piezoelectric vibration sensor device according to claim 1, wherein a part or all of a void formed by the signal processing circuit board and the housing cover is filled with resin. Type vibration sensor device.
JP1070494A 1994-02-01 1994-02-01 Piezoelectric type vibration sensor apparatus Pending JPH07218332A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1070494A JPH07218332A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Piezoelectric type vibration sensor apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1070494A JPH07218332A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Piezoelectric type vibration sensor apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07218332A true JPH07218332A (en) 1995-08-18

Family

ID=11757691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1070494A Pending JPH07218332A (en) 1994-02-01 1994-02-01 Piezoelectric type vibration sensor apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07218332A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104655430A (en) * 2013-11-25 2015-05-27 中航商用航空发动机有限责任公司 Cooling type vibration signal sensing device
JP2015145850A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 Necトーキン株式会社 acceleration sensor
JP2016500441A (en) * 2012-12-04 2016-01-12 イーエヌデータクト ゲーエムベーハーiNDTact GmbH Measuring device and component with built-in measuring device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016500441A (en) * 2012-12-04 2016-01-12 イーエヌデータクト ゲーエムベーハーiNDTact GmbH Measuring device and component with built-in measuring device
US9880049B2 (en) 2012-12-04 2018-01-30 iNDTact GmbH Measuring device and component with measuring device integrated therein
CN104655430A (en) * 2013-11-25 2015-05-27 中航商用航空发动机有限责任公司 Cooling type vibration signal sensing device
JP2015145850A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 Necトーキン株式会社 acceleration sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6937736B2 (en) Acoustic sensor using curved piezoelectric film
CA2143966C (en) Angular velocity sensor device
JP4544749B2 (en) Pressure sensor
EP0399680B1 (en) Piezoelectric acceleration sensor
JP2005156531A (en) Pressure sensor and biological information processor
JPH09243447A (en) Vibration detecting sensor
JPH02503356A (en) pressure measuring device
CN105744453A (en) Capacitive Microphone With Insulated Conductive Plate
JP2872170B2 (en) Vibration detection sensor
JPS6027932B2 (en) Pyroelectric infrared detection device
CN108592964B (en) Tunable desensitization small optical fiber interferometer
JPH07218332A (en) Piezoelectric type vibration sensor apparatus
GB2300539A (en) Pressure variation/vibration sensor
KR20130051282A (en) Ultrasonic waves sensor
JP2019082366A (en) Pressure sensor
JPS6023730Y2 (en) acceleration detector
JPH09119860A (en) Piezoelectric vibration sensor apparatus
JPH06201451A (en) Piezoelectric vibration sensor
JPH06249721A (en) Piezoelectric oscillation sensor
JPH06213920A (en) Piezoelectric vibration sensor
JPH0743205A (en) Piezoelectric vibration sensor device
JPH0815005A (en) Piezo-electric vibration sensor apparatus
CN116507191A (en) Flexible piezoelectric sensor
JP2023541652A (en) Functionalized object equipped with mechanical wave sensor and its manufacturing method
JPH04307369A (en) Acceleration sensor