JPH07244069A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH07244069A JPH07244069A JP6036994A JP3699494A JPH07244069A JP H07244069 A JPH07244069 A JP H07244069A JP 6036994 A JP6036994 A JP 6036994A JP 3699494 A JP3699494 A JP 3699494A JP H07244069 A JPH07244069 A JP H07244069A
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- JP
- Japan
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- acceleration sensor
- acceleration
- piezoelectric
- electrodes
- elastic bodies
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電体を用いた加速度センサにおいて、焦電
効果による誤差を防止するとともに測定感度を高くす
る。 【構成】 板状弾性体１１及び１２との間には圧電セラ
ミックス板１３が挟持されている。弾性体の一端は剛体
１４に固定され、他端は自由端とされる。圧電セラミッ
クス板は弾性体の長手方向に平行な分極軸を有し、この
分極軸と平行に電極が形成されている。そして、弾性体
の自由端側には荷重１５が配設されている。このような
構成では加速度に応じて弾性体にたわみが生じ、このた
わみで圧電セラミックス板にせん断応力が作用する。こ
のようにして、せん断応力に応じて電極間に電圧を発生
させることによって測定感度を良好にでき、しかも電極
が分極軸と平行に形成されているから、つまり、分極軸
と直交する方向に位置する面に電極が形成されているか
ら、焦電効果による誤差を防止できる。
効果による誤差を防止するとともに測定感度を高くす
る。 【構成】 板状弾性体１１及び１２との間には圧電セラ
ミックス板１３が挟持されている。弾性体の一端は剛体
１４に固定され、他端は自由端とされる。圧電セラミッ
クス板は弾性体の長手方向に平行な分極軸を有し、この
分極軸と平行に電極が形成されている。そして、弾性体
の自由端側には荷重１５が配設されている。このような
構成では加速度に応じて弾性体にたわみが生じ、このた
わみで圧電セラミックス板にせん断応力が作用する。こ
のようにして、せん断応力に応じて電極間に電圧を発生
させることによって測定感度を良好にでき、しかも電極
が分極軸と平行に形成されているから、つまり、分極軸
と直交する方向に位置する面に電極が形成されているか
ら、焦電効果による誤差を防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに関し、特
に、微弱な加速度を検知可能な加速度センサに関する。
に、微弱な加速度を検知可能な加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、加速度センサは物体に加わる加
速度を定量的に計測する際に用いられている。例えば、
自動車に搭載されるエアバックシステムでは衝撃度に応
じてエアバックを動作させる構成となっているが、この
ようなエアバックシステムでは衝撃感知のため加速度セ
ンサが用いられている。また、所謂ラップトップ型パソ
コンではそのハードディスク装置を保護するため耐衝撃
システムが搭載されているが、このような耐衝撃システ
ムにおいても衝撃感知のため加速度センサが用いられて
いる。
速度を定量的に計測する際に用いられている。例えば、
自動車に搭載されるエアバックシステムでは衝撃度に応
じてエアバックを動作させる構成となっているが、この
ようなエアバックシステムでは衝撃感知のため加速度セ
ンサが用いられている。また、所謂ラップトップ型パソ
コンではそのハードディスク装置を保護するため耐衝撃
システムが搭載されているが、このような耐衝撃システ
ムにおいても衝撃感知のため加速度センサが用いられて
いる。
【０００３】従来、この種の加速度センサとして、例え
ば、歪ゲージの変形によって加速度の大きさを検知する
もの、静電容量の変化によって加速度の大きさを検知す
るもの（加速度によって電極間間隔を変化させて、この
変化に応じた静電容量の変化によって加速度の大きさを
検知するもの）、差動トランスを用いて加速度によるコ
アの移動量を電圧の変化でとらえて加速度の大きさを検
知するもの、及び、圧電体を用いて圧電体の圧電効果に
よって加速度の大きさを検知するもの等が知られてい
る。
ば、歪ゲージの変形によって加速度の大きさを検知する
もの、静電容量の変化によって加速度の大きさを検知す
るもの（加速度によって電極間間隔を変化させて、この
変化に応じた静電容量の変化によって加速度の大きさを
検知するもの）、差動トランスを用いて加速度によるコ
アの移動量を電圧の変化でとらえて加速度の大きさを検
知するもの、及び、圧電体を用いて圧電体の圧電効果に
よって加速度の大きさを検知するもの等が知られてい
る。
【０００４】このような加速度センサのうち、構造が簡
単である点、電圧感度が大きい点、及びヒステリシスが
ない点等の理由によって、圧電体を用いた加速度センサ
が用いられる傾向にある。
単である点、電圧感度が大きい点、及びヒステリシスが
ない点等の理由によって、圧電体を用いた加速度センサ
が用いられる傾向にある。
【０００５】ところで、圧電体、例えば、圧電セラミッ
クスを用いた加速度センサ（以下この加速度センサを圧
電加速度センサと呼ぶ）では雰囲気温度が変化した際、
焦電効果による分極電荷が突発的に生じ、この分極電荷
によるノイズによって誤差が発生することがある。
クスを用いた加速度センサ（以下この加速度センサを圧
電加速度センサと呼ぶ）では雰囲気温度が変化した際、
焦電効果による分極電荷が突発的に生じ、この分極電荷
によるノイズによって誤差が発生することがある。
【０００６】このような不具合を防止するため、円筒状
に成形された圧電セラミックス（以下圧電円筒体と呼
ぶ）を用いた加速度センサが知られている。この加速度
センサでは、圧電円筒体が軸方向（縦方向）に分極さ
れ、電極がそれぞれ圧電円筒体の外周面及び内周面に設
けられる。そして、圧電円筒体を貫通する軸体に圧電円
筒体の内周面を接合し、外周面にリング状荷重を嵌合さ
せる。
に成形された圧電セラミックス（以下圧電円筒体と呼
ぶ）を用いた加速度センサが知られている。この加速度
センサでは、圧電円筒体が軸方向（縦方向）に分極さ
れ、電極がそれぞれ圧電円筒体の外周面及び内周面に設
けられる。そして、圧電円筒体を貫通する軸体に圧電円
筒体の内周面を接合し、外周面にリング状荷重を嵌合さ
せる。
【０００７】上記の加速度センサでは圧電円筒体の軸方
向に加速度が加わった際、軸方向にせん断応力が発生し
て、これによって発生する電圧に応じて加速度の大きさ
を検知するようにしている。そして、この加速度センサ
おいては、構造上共振周波数が高いため、周波数応答範
囲が広く、しかも焦電効果による電圧が分極軸の端面に
発生するから、電極間には焦電効果による電圧は発生せ
ず、この結果、焦電効果による誤差を防止することがで
きる。
向に加速度が加わった際、軸方向にせん断応力が発生し
て、これによって発生する電圧に応じて加速度の大きさ
を検知するようにしている。そして、この加速度センサ
おいては、構造上共振周波数が高いため、周波数応答範
囲が広く、しかも焦電効果による電圧が分極軸の端面に
発生するから、電極間には焦電効果による電圧は発生せ
ず、この結果、焦電効果による誤差を防止することがで
きる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の円筒圧電体を用
いた加速度センサにおいては、周波数応答範囲が広くし
かも焦電効果による誤差を防止できるが、構造的に共振
周波数が高く、その結果、微弱な加速度を検知すること
が難しいという問題点がある。つまり、上述の円筒圧電
体を用いた加速度センサは感度が悪いという問題点があ
る。
いた加速度センサにおいては、周波数応答範囲が広くし
かも焦電効果による誤差を防止できるが、構造的に共振
周波数が高く、その結果、微弱な加速度を検知すること
が難しいという問題点がある。つまり、上述の円筒圧電
体を用いた加速度センサは感度が悪いという問題点があ
る。
【０００９】本発明の目的は焦電効果による誤差が防止
できしかも感度の高い加速度センサを提供することにあ
る。
できしかも感度の高い加速度センサを提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、物体に
加わる加速度を電圧に変換して計測する加速度センサに
おいて、予め定められた方向に分極軸を有するとともに
前記分極軸と平行な位置関係にある電極を備える圧電体
と、該圧電体を支持するとともに前記加速度に応じて生
じるたわみによって前記圧電体にせん断応力を作用させ
る支持部材とを有し、前記せん断応力に応じて電極間に
電圧を生じさせるようにしたことを特徴とする加速度セ
ンサが得られる。例えば、前記支持部材は、剛体と、該
剛体にその一端が固定され他端が自由端である一対の弾
性板とを備えており、前記圧電体は前記電極が形成され
た面で前記弾性体に挟持されており、前記自由端側には
予め定められた重さの荷重が設けられている。そして、
圧電体の分極軸は弾性板の長手方向と平行である。
加わる加速度を電圧に変換して計測する加速度センサに
おいて、予め定められた方向に分極軸を有するとともに
前記分極軸と平行な位置関係にある電極を備える圧電体
と、該圧電体を支持するとともに前記加速度に応じて生
じるたわみによって前記圧電体にせん断応力を作用させ
る支持部材とを有し、前記せん断応力に応じて電極間に
電圧を生じさせるようにしたことを特徴とする加速度セ
ンサが得られる。例えば、前記支持部材は、剛体と、該
剛体にその一端が固定され他端が自由端である一対の弾
性板とを備えており、前記圧電体は前記電極が形成され
た面で前記弾性体に挟持されており、前記自由端側には
予め定められた重さの荷重が設けられている。そして、
圧電体の分極軸は弾性板の長手方向と平行である。
【００１１】
【作用】本発明では弾性板を片持ち支持構造として圧電
体をその分極軸が弾性板の長手方向に平行になるように
して弾性板間に挟持するとともに分極軸と平行な位置関
係に電極を形成しているから、つまり、分極軸に直交す
る方向に位置する面に電極を形成しているから、焦電効
果による誤差を防止でき、かつ片持ち梁構造は共振周波
数を低くすることが設計上有利なため、感度を良好にす
ることができる。
体をその分極軸が弾性板の長手方向に平行になるように
して弾性板間に挟持するとともに分極軸と平行な位置関
係に電極を形成しているから、つまり、分極軸に直交す
る方向に位置する面に電極を形成しているから、焦電効
果による誤差を防止でき、かつ片持ち梁構造は共振周波
数を低くすることが設計上有利なため、感度を良好にす
ることができる。
【００１２】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
る。
【００１３】図１を参照して、図示の加速度センサは一
対の平板状弾性体１１及び１２を備えており、これら弾
性体１１及び１２間には圧電セラミックス板１３が配設
されている。この圧電セラミック板１３は弾性体１１及
び１２の長さ方向に分極されており、この分極方向（分
極軸）と直交する方向に位置する面（つまり、弾性体１
１及び１２と当接する面）において圧電セラミックス体
１３には電極（図示せず）が設けられている。つまり、
電極は分極軸と平行になっている。そして、このように
して電極が設けられた圧電セラミックス板１３は電極を
弾性体１１及び１２に当接させて弾性体１１及び１２と
貼り合わされ、弾性体１１及び１２間に挟持される。
対の平板状弾性体１１及び１２を備えており、これら弾
性体１１及び１２間には圧電セラミックス板１３が配設
されている。この圧電セラミック板１３は弾性体１１及
び１２の長さ方向に分極されており、この分極方向（分
極軸）と直交する方向に位置する面（つまり、弾性体１
１及び１２と当接する面）において圧電セラミックス体
１３には電極（図示せず）が設けられている。つまり、
電極は分極軸と平行になっている。そして、このように
して電極が設けられた圧電セラミックス板１３は電極を
弾性体１１及び１２に当接させて弾性体１１及び１２と
貼り合わされ、弾性体１１及び１２間に挟持される。
【００１４】一対の弾性体１１及び１２の一端は剛体１
４に固定され、他端は自由端とされる。そして、自由端
側において上側に位置する弾性体１１に荷重１５が接合
される。
４に固定され、他端は自由端とされる。そして、自由端
側において上側に位置する弾性体１１に荷重１５が接合
される。
【００１５】ここで、図１に示すように、弾性体１１及
び１２の長さ方向をｙ軸、電極間を結ぶ方向をｚ軸、ｙ
軸及びｚ軸に直交する方向をｘ軸とする三次元空間を規
定する。図２も参照して、いま、ｚ軸方向に加速度αが
作用すると、荷重１５の質量をＭとしたとき、荷重１５
には−Ｍαの慣性力が作用する。つまり、加速度と逆向
きの慣性力が作用して、自由端には自由端を−ｚ軸方向
に押し下げる力が作用する。この結果、弾性体１１及び
１２は下方に撓もうとする。ところが、圧電セラミック
ス板１３が弾性体１１及び１２の撓み変形を妨げるよう
に作用するから、撓み変形の反作用として圧電セラミッ
クス板１３には実線矢印で示すせん断応力が生じること
になる。
び１２の長さ方向をｙ軸、電極間を結ぶ方向をｚ軸、ｙ
軸及びｚ軸に直交する方向をｘ軸とする三次元空間を規
定する。図２も参照して、いま、ｚ軸方向に加速度αが
作用すると、荷重１５の質量をＭとしたとき、荷重１５
には−Ｍαの慣性力が作用する。つまり、加速度と逆向
きの慣性力が作用して、自由端には自由端を−ｚ軸方向
に押し下げる力が作用する。この結果、弾性体１１及び
１２は下方に撓もうとする。ところが、圧電セラミック
ス板１３が弾性体１１及び１２の撓み変形を妨げるよう
に作用するから、撓み変形の反作用として圧電セラミッ
クス板１３には実線矢印で示すせん断応力が生じること
になる。
【００１６】ここで、図３も参照して、上記のせん断応
力をＴ５とする。このせん断応力Ｔ５は慣性力Ｍαに比
例することになる。つまり、Ｔ５＝λＭα（λは比例定
数）となる。一方、電極間（図３においては電極を符号
１３ａで示す）に生じる電界Ｅ１は、Ｅ１＝ｇ１５Ｔ５
（ｇ１５は圧電定数）で表されるから、Ｅ１＝ｇ１５λ
Ｍα＝Ｋα（ここで、Ｋ＝ｇ１５λＭとおいた）とな
る。ところで、圧電セラミックス板１３の厚み（図１に
おいてｚ軸方向における圧電セラミックス板１３の寸
法）をｔとすると、電極間に生じる電圧Ｖは、Ｖ＝Ｅ１
ｔで表される。従って、Ｖ＝Ｅ１ｔ＝ｇ１５ｔλＭα＝
Ｋｔαとなって、電極間に生じる電圧は加速度に比例す
ることになる。
力をＴ５とする。このせん断応力Ｔ５は慣性力Ｍαに比
例することになる。つまり、Ｔ５＝λＭα（λは比例定
数）となる。一方、電極間（図３においては電極を符号
１３ａで示す）に生じる電界Ｅ１は、Ｅ１＝ｇ１５Ｔ５
（ｇ１５は圧電定数）で表されるから、Ｅ１＝ｇ１５λ
Ｍα＝Ｋα（ここで、Ｋ＝ｇ１５λＭとおいた）とな
る。ところで、圧電セラミックス板１３の厚み（図１に
おいてｚ軸方向における圧電セラミックス板１３の寸
法）をｔとすると、電極間に生じる電圧Ｖは、Ｖ＝Ｅ１
ｔで表される。従って、Ｖ＝Ｅ１ｔ＝ｇ１５ｔλＭα＝
Ｋｔαとなって、電極間に生じる電圧は加速度に比例す
ることになる。
【００１７】加えて、図３に示すように、分極軸（図３
において矢印１３ｂで示す）と電極軸（電極１３ａ同士
を結ぶ軸、つまり、図１においてｚ軸方向の軸）とは互
いに直交する関係にあり、この結果、焦電効果による電
圧が電極面に生ずることがない。つまり、ノイズによる
誤差を防止できる。
において矢印１３ｂで示す）と電極軸（電極１３ａ同士
を結ぶ軸、つまり、図１においてｚ軸方向の軸）とは互
いに直交する関係にあり、この結果、焦電効果による電
圧が電極面に生ずることがない。つまり、ノイズによる
誤差を防止できる。
【００１８】ここで、具体的例をあげて本発明による加
速度センサについてさらに説明する。図４を参照して、
この実施例では、弾性体１１及び１２としてリン青銅板
を用いた。これら弾性板は幅５ｍｍ及び厚み１．０ｍｍ
で一端が折り曲げられて折り曲げ部１１ａ及び１２ａが
形成されており、そして、この折り曲げ部１１ａ及び１
２ａの長さを１０ｍｍ、残りの部分の長さを３０ｍｍと
した。一方、圧電セラミックス板１３として図５に示す
基本特性を有する圧電セラミックスを用いた（例えば、
株式会社トーキン製のＮ−２１）。
速度センサについてさらに説明する。図４を参照して、
この実施例では、弾性体１１及び１２としてリン青銅板
を用いた。これら弾性板は幅５ｍｍ及び厚み１．０ｍｍ
で一端が折り曲げられて折り曲げ部１１ａ及び１２ａが
形成されており、そして、この折り曲げ部１１ａ及び１
２ａの長さを１０ｍｍ、残りの部分の長さを３０ｍｍと
した。一方、圧電セラミックス板１３として図５に示す
基本特性を有する圧電セラミックスを用いた（例えば、
株式会社トーキン製のＮ−２１）。
【００１９】まず、幅５ｍｍ、長さ１０ｍｍ、及び厚み
０．５ｍｍの圧電セラミックス板１３を温度１２５℃の
シリコンオイル中で２．５ｋＶ／ｍｍの電界を時間６０
分印加して圧電セラミックス板１３をその長さ方向に分
極させた。その後、圧電セラミックス板１３の両面に厚
さ１０００オングストロームのクロムを下地層として形
成し、次に、この下地層上に厚さ３０００オングストロ
ームの金をスパッタリングによって形成して電極とし
た。
０．５ｍｍの圧電セラミックス板１３を温度１２５℃の
シリコンオイル中で２．５ｋＶ／ｍｍの電界を時間６０
分印加して圧電セラミックス板１３をその長さ方向に分
極させた。その後、圧電セラミックス板１３の両面に厚
さ１０００オングストロームのクロムを下地層として形
成し、次に、この下地層上に厚さ３０００オングストロ
ームの金をスパッタリングによって形成して電極とし
た。
【００２０】さらに、弾性体１１及び１２の一端（自由
端となる端）から５ｍｍの位置において、上記のように
処理された圧電セラミックス板１３を弾性体１１及び１
２間に挟み込んで、一液性のエポキシ系接着剤を用いて
これら弾性体１１及び１２と圧電セラミックス板１３と
を接着した後硬化処理を行った。
端となる端）から５ｍｍの位置において、上記のように
処理された圧電セラミックス板１３を弾性体１１及び１
２間に挟み込んで、一液性のエポキシ系接着剤を用いて
これら弾性体１１及び１２と圧電セラミックス板１３と
を接着した後硬化処理を行った。
【００２１】剛体１４として３０（ｍｍ）×３０×３０
の寸法を有するベークライトブロックを用いるととも
に、弾性体１１及び１２の折り曲げ部１１ａ及び１２ａ
にそれぞれ２φ（２ｍｍ）の貫通孔を形成して、これら
貫通孔を用いて２φのビス１６によって折り曲げ部１１
ａ及び１２ａをそれぞれ剛体１４に固定した。この際、
各ビス１６には卵形のラグ板１７を取り付け、各ラグ板
１７にリード線１８を接続した。
の寸法を有するベークライトブロックを用いるととも
に、弾性体１１及び１２の折り曲げ部１１ａ及び１２ａ
にそれぞれ２φ（２ｍｍ）の貫通孔を形成して、これら
貫通孔を用いて２φのビス１６によって折り曲げ部１１
ａ及び１２ａをそれぞれ剛体１４に固定した。この際、
各ビス１６には卵形のラグ板１７を取り付け、各ラグ板
１７にリード線１８を接続した。
【００２２】上述の加速度センサについて静電容量計を
用いてリード端子（ラグ板１７）間の容量を計測したと
ころ、容量１７００ｐＦで誘電損失が２．１％であるこ
とが確認された。つまり、エポキシ系接着剤による接着
層を介して電極面と弾性体とが電気的に導通状態である
ことが確認された。
用いてリード端子（ラグ板１７）間の容量を計測したと
ころ、容量１７００ｐＦで誘電損失が２．１％であるこ
とが確認された。つまり、エポキシ系接着剤による接着
層を介して電極面と弾性体とが電気的に導通状態である
ことが確認された。
【００２３】図４に示すように、弾性体１１及び１２の
自由端側に重さ５ｇの銅製荷重１５を半田付けた。その
後、リード端子間のインピーダンス−周波数特性をイン
ピーダンスアナライザー（例えば、ＹＨＰ−４１９４
Ａ）を用いて測定したところ、周波数１．０７ｋＨｚ付
近で共振及び反共振に伴うインピーダンス変化が観測さ
れた。そして、自由端に軽く指を触れると、共振及び反
共振におけるダイナミックレンジが急激に狭まることが
分かった。この結果、片持ち梁状の加速度センサにおけ
る共振周波数はおおよそ１．０７ｋＨｚであることが確
認された。
自由端側に重さ５ｇの銅製荷重１５を半田付けた。その
後、リード端子間のインピーダンス−周波数特性をイン
ピーダンスアナライザー（例えば、ＹＨＰ−４１９４
Ａ）を用いて測定したところ、周波数１．０７ｋＨｚ付
近で共振及び反共振に伴うインピーダンス変化が観測さ
れた。そして、自由端に軽く指を触れると、共振及び反
共振におけるダイナミックレンジが急激に狭まることが
分かった。この結果、片持ち梁状の加速度センサにおけ
る共振周波数はおおよそ１．０７ｋＨｚであることが確
認された。
【００２４】次に、上述の加速度センサを振動発生装置
に固定して、発生加速度Ｇ（Ｇは重力加速度を表す）と
加速度センサからの発生電圧との関係をオシログラフを
用いて観察した。この観測結果を図６に示す。
に固定して、発生加速度Ｇ（Ｇは重力加速度を表す）と
加速度センサからの発生電圧との関係をオシログラフを
用いて観察した。この観測結果を図６に示す。
【００２５】図６から理解できるように、１Ｇ当たりの
感度として２１．２ｍＶが得られることが分かる。つま
り、図４に示す加速度センサはその感度が良好であるこ
とが分かる。
感度として２１．２ｍＶが得られることが分かる。つま
り、図４に示す加速度センサはその感度が良好であるこ
とが分かる。
【００２６】さらに、図４に示す加速度センサをドライ
ヤーを用いて急激に加熱したところ、焦電効果によるノ
イズの発生はないことが確認できた。
ヤーを用いて急激に加熱したところ、焦電効果によるノ
イズの発生はないことが確認できた。
【００２７】なお、上述の実施例においては、剛体とし
てベークライトを用いたが、剛性を有する材料であれば
ベークライトに限らないことは言うまでもない。また、
弾性体としてリン青銅を用いたが、弾性を有する材料で
あれば他の材料を適宜選択できる。
てベークライトを用いたが、剛性を有する材料であれば
ベークライトに限らないことは言うまでもない。また、
弾性体としてリン青銅を用いたが、弾性を有する材料で
あれば他の材料を適宜選択できる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では弾性体
を片持ち支持構造として圧電体をその分極軸が弾性体の
長手方向（片持ち支持点と自由端とを結ぶ方向）に平行
になるようにして弾性体間に挟持するとともに圧電体に
は分極軸に直交する方向に位置する面に電極が形成され
ているから、つまり、電極が分極軸と平行な位置関係に
あるから、焦電効果による測定誤差を防止でき、しかも
測定感度を良好（例えば、１Ｇの加速度当たり２０ｍＶ
以上）にすることができるという効果がある。
を片持ち支持構造として圧電体をその分極軸が弾性体の
長手方向（片持ち支持点と自由端とを結ぶ方向）に平行
になるようにして弾性体間に挟持するとともに圧電体に
は分極軸に直交する方向に位置する面に電極が形成され
ているから、つまり、電極が分極軸と平行な位置関係に
あるから、焦電効果による測定誤差を防止でき、しかも
測定感度を良好（例えば、１Ｇの加速度当たり２０ｍＶ
以上）にすることができるという効果がある。
【図１】本発明による加速度センサの構造を示す斜視図
である。
である。
【図２】図１に示す加速度センサに加速度が加わった際
圧電セラミックス体に作用するせん断応力を説明するた
めの図である。
圧電セラミックス体に作用するせん断応力を説明するた
めの図である。
【図３】せん断応力と電極間に発生する電圧との関係を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図４】本発明による加速度センサの一実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図５】図４に示す加速度センサに用いられる圧電セラ
ミック板の基本特性を示す図である。
ミック板の基本特性を示す図である。
【図６】図４に示す加速度センサにおいて印加加速度と
発生電圧との関係を示す図である。
発生電圧との関係を示す図である。
１１，１２ 弾性体 １３ 圧電セラミックス板 １４ 剛体 １５ 荷重
Claims (5)
- 【請求項１】 物体に加わる加速度を電圧に変換して計
測する加速度センサにおいて、予め定められた方向に分
極軸を有するとともに前記分極軸と平行な位置関係にあ
る電極を備える圧電体と、該圧電体を支持するとともに
前記加速度に応じて生じるたわみによって前記圧電体に
せん断応力を作用させる支持部材とを有し、前記せん断
応力に応じて電極間に電圧を生じさせるようにしたこと
を特徴とする加速度センサ。 - 【請求項２】 請求項１に記載された加速度センサにお
いて、前記支持部材は片持ち梁構造であることを特徴と
する加速度センサ。 - 【請求項３】 請求項２に記載された加速度センサにお
いて、前記支持部材は、剛体と、該剛体にその一端が固
定され他端が自由端である一対の弾性体とを備えてお
り、前記圧電体は前記電極が形成された面で前記弾性体
に挟持されていることを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項４】 請求項３に記載された加速度センサにお
いて、前記自由端側には予め定められた重さの荷重が設
けられていることを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項５】 請求項４に記載された加速度センサにお
いて、前記弾性体は板状であり、前記分極軸は前記弾性
体の長手方向と平行であることを特徴とする加速度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6036994A JPH07244069A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6036994A JPH07244069A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244069A true JPH07244069A (ja) | 1995-09-19 |
Family
ID=12485296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6036994A Pending JPH07244069A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07244069A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014969A1 (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-24 | A/S Brüel & Kjær | Method and apparatus for measuring acceleration or mechanical forces |
| WO2016092081A1 (en) | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S | Piezoelectric sensor element for a shear mode accelerometer |
| KR20210048905A (ko) * | 2019-10-24 | 2021-05-04 | 국방과학연구소 | 가속도 센서 및 이를 구비하는 음향 벡터 센서 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP6036994A patent/JPH07244069A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014969A1 (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-24 | A/S Brüel & Kjær | Method and apparatus for measuring acceleration or mechanical forces |
| WO2016092081A1 (en) | 2014-12-11 | 2016-06-16 | Brüel & Kjær Sound & Vibration Measurement A/S | Piezoelectric sensor element for a shear mode accelerometer |
| KR20210048905A (ko) * | 2019-10-24 | 2021-05-04 | 국방과학연구소 | 가속도 센서 및 이를 구비하는 음향 벡터 센서 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021009 |