JPS58105029A - 圧力−電気変換装置 - Google Patents
圧力−電気変換装置Info
- Publication number
- JPS58105029A JPS58105029A JP20374481A JP20374481A JPS58105029A JP S58105029 A JPS58105029 A JP S58105029A JP 20374481 A JP20374481 A JP 20374481A JP 20374481 A JP20374481 A JP 20374481A JP S58105029 A JPS58105029 A JP S58105029A
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- Japan
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- pressure
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
- G01L9/06—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
- G01L9/065—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices with temperature compensating means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電界効果トランジスタを感圧素子として用いた
圧力−電気変換装置に関する。
圧力−電気変換装置に関する。
従来、圧力−電気変換装置としては、抵抗線を用いた歪
み計等の様々なものが広く使用されている。
み計等の様々なものが広く使用されている。
この種の圧力−電気変換装置においては、感圧性が良好
であることは勿論、特性に温度依存性がないことが高精
度を得るために要求される。
であることは勿論、特性に温度依存性がないことが高精
度を得るために要求される。
本発明はこのような課題に鑑み、感圧性が良好で、温度
依存性がない圧力−電気変換装置を提供することを目的
とするものである。
依存性がない圧力−電気変換装置を提供することを目的
とするものである。
以下、本発明を図面に示す実施例にしたがって詳細に説
明するう 第１図はＭＯ８電界効果トランジスタ（Ｆ’ＥＴ）のド
レイン−ソース間電圧（ＶＤ８）を一定とした場合のゲ
ート−ソース間電圧（Ｖ、８） −ドレイン電流（Ｉ
Ｄ、）特性を表わす図である。この図から明らかなよう
に、ＭＯ８電界効果トランジスタの■。８−ＩＤ８特性
は一般に周囲温度により変動し、比較的高い温度では二
点ａｍで示すようになり、温度が低くなると実線で示す
状態を経て、一点鎖線で示す状態に変化する。しかし、
第１図に見られるよ’１ｍ、この■。８−ＩＤ８特性に
は、温度変化があっても’ＤＩ’ｌが変化しない点（’
Ｄ８ＴＯ）が存在し、このときのＶ。８は■。８ＴＯで
ある。したがって、この点を利用し、ｖＧ８ＴＯのバイ
アス電圧をＦＥＴに印加すれば、温度依存性が零の特性
を得ることが可能ｆある。
明するう 第１図はＭＯ８電界効果トランジスタ（Ｆ’ＥＴ）のド
レイン−ソース間電圧（ＶＤ８）を一定とした場合のゲ
ート−ソース間電圧（Ｖ、８） −ドレイン電流（Ｉ
Ｄ、）特性を表わす図である。この図から明らかなよう
に、ＭＯ８電界効果トランジスタの■。８−ＩＤ８特性
は一般に周囲温度により変動し、比較的高い温度では二
点ａｍで示すようになり、温度が低くなると実線で示す
状態を経て、一点鎖線で示す状態に変化する。しかし、
第１図に見られるよ’１ｍ、この■。８−ＩＤ８特性に
は、温度変化があっても’ＤＩ’ｌが変化しない点（’
Ｄ８ＴＯ）が存在し、このときのＶ。８は■。８ＴＯで
ある。したがって、この点を利用し、ｖＧ８ＴＯのバイ
アス電圧をＦＥＴに印加すれば、温度依存性が零の特性
を得ることが可能ｆある。
一方、ＦＥＴを含む半導体素子には圧電効果があり、た
とえばＦ Ｅ Ｔに圧力を加えると、その歪によりチャ
ンネル抵抗か変化する。
とえばＦ Ｅ Ｔに圧力を加えると、その歪によりチャ
ンネル抵抗か変化する。
したがって、ＦＥＴの付つ前記２つの特性を利用するこ
とにより、温度依存性のない圧力−電気変換装置を得る
ことができる。
とにより、温度依存性のない圧力−電気変換装置を得る
ことができる。
すなわち、第２図はこのような原理ｖｃ基づ（本発明の
圧カー電気変換装置鮭の一実施例を示す概略説明図であ
る。この実施例においては、バイアス電圧源■Ｄ８かＦ
ＥＴＩのドレインＤとソースＳとの間に接続されている
。この電圧源■Ｄ８とＦＥＴ１のドレインＤとの間には
負荷抵抗ＲＬとドレイン電流Ｉ。８を検出するための電
流計２が接続されている。本実施例では、ＦＥＴＩに外
部バイアス電圧−■ を印加することにより、ＦＥ
Ｔ１の８ＴＯ ■０８ ’Ｄ８％性には温度依存性がな（なる。
圧カー電気変換装置鮭の一実施例を示す概略説明図であ
る。この実施例においては、バイアス電圧源■Ｄ８かＦ
ＥＴＩのドレインＤとソースＳとの間に接続されている
。この電圧源■Ｄ８とＦＥＴ１のドレインＤとの間には
負荷抵抗ＲＬとドレイン電流Ｉ。８を検出するための電
流計２が接続されている。本実施例では、ＦＥＴＩに外
部バイアス電圧−■ を印加することにより、ＦＥ
Ｔ１の８ＴＯ ■０８ ’Ｄ８％性には温度依存性がな（なる。
したがって、加圧針３ ＶＣよりＦＥＴＩのゲートＧに
対して圧力を加えると、ＦＥＴＩのチャンネル抵抗が圧
電効果により変化するので、このチャンネル抵抗の変化
によるドレインを流■Ｄ８の変化をｔ ｔＮ ｉｉｔ
２で検出すれば、極めて精度が高くて応答の速い歪み計
等を得ることができる。
対して圧力を加えると、ＦＥＴＩのチャンネル抵抗が圧
電効果により変化するので、このチャンネル抵抗の変化
によるドレインを流■Ｄ８の変化をｔ ｔＮ ｉｉｔ
２で検出すれば、極めて精度が高くて応答の速い歪み計
等を得ることができる。
第３図は本発明による圧力−電気変換装置の他の１つの
実施例を示す概略説明図である。本実施例においては、
ＦＥＴＩのグー）Ｇは抵抗Ｒ１゜Ｒ２間に接続され、ド
レインＤは直流増幅器４を介して歪み計５に接続されて
いる。この場合、温度依存性のない■。８−ＩＤ８％性
を得るためのゲート−ソース間電圧■。ＳＴＯは次式の
ようになる。
実施例を示す概略説明図である。本実施例においては、
ＦＥＴＩのグー）Ｇは抵抗Ｒ１゜Ｒ２間に接続され、ド
レインＤは直流増幅器４を介して歪み計５に接続されて
いる。この場合、温度依存性のない■。８−ＩＤ８％性
を得るためのゲート−ソース間電圧■。ＳＴＯは次式の
ようになる。
本実施例においても、ゲート−ソース間電圧■６８を温
度依存性のな（なる点（■Ｇ８ＴＯ）にバイアスさせて
おくことにより、ＦＥＴ１のゲートＧに対して加圧針３
で圧力を加えると、その圧力による歪は圧電効果で電気
（ｉ！号に変換され、その電気信号を直流増幅器４で増
幅した後、歪み計５により検出表示することができる。
度依存性のな（なる点（■Ｇ８ＴＯ）にバイアスさせて
おくことにより、ＦＥＴ１のゲートＧに対して加圧針３
で圧力を加えると、その圧力による歪は圧電効果で電気
（ｉ！号に変換され、その電気信号を直流増幅器４で増
幅した後、歪み計５により検出表示することができる。
本実施例の場合にも、温度依存性な（、高い精度および
感圧性を得ることが可能である。
感圧性を得ることが可能である。
第４図は物体の曲りによる歪検出用の感圧素子に本発明
を応用する例を示す概略説明図である。
を応用する例を示す概略説明図である。
この例においては、圧力−電気変換装置を構成する１”
Ｅ Ｔ １は曲りを生じる物体６の表面に取り付けら
れている。したがって、伺らかの応力により物体６がた
とえば図の実線状態から破線状態に曲りを生じると、そ
の曲りによる圧力の変化はＦＥＴ１のチャンネル抵抗に
変化を及ぼすので、物体６０曲りは迅速にかつ精度良（
検出できる。
Ｅ Ｔ １は曲りを生じる物体６の表面に取り付けら
れている。したがって、伺らかの応力により物体６がた
とえば図の実線状態から破線状態に曲りを生じると、そ
の曲りによる圧力の変化はＦＥＴ１のチャンネル抵抗に
変化を及ぼすので、物体６０曲りは迅速にかつ精度良（
検出できる。
なお、本発明は歪み計や感圧素子の他、様々な圧力−電
気変換装置として広（利用することが可能である〇 以上説明したように、本発明によれば、温度依存性がな
く、精度および感圧性の艮好な圧力−電気変換装置を得
ることができる。
気変換装置として広（利用することが可能である〇 以上説明したように、本発明によれば、温度依存性がな
く、精度および感圧性の艮好な圧力−電気変換装置を得
ることができる。
第１図は本発明に用いられるＦＥＴの■。８”−■Ｄ８
特性を示す図、第２図は本発明による圧力−電気変換装
量の一実施例を示す概略説明図、第３図は本発明の他の
実施例を示す概略説明図、第４図は本発明の応用例を示
す概略説明図である。 １・・・ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、２・・・電
流計、３・・・加圧針、４・・・直流増幅器、５・・・
歪み計、６・・・物体、■Ｄ８・・・バイアス電圧源。 第 １ 図 第 ２ 図 ／ Ｔｏ 、：５ 第 ３ 図 一１’ＯＤ 第 ４ 図
特性を示す図、第２図は本発明による圧力−電気変換装
量の一実施例を示す概略説明図、第３図は本発明の他の
実施例を示す概略説明図、第４図は本発明の応用例を示
す概略説明図である。 １・・・ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、２・・・電
流計、３・・・加圧針、４・・・直流増幅器、５・・・
歪み計、６・・・物体、■Ｄ８・・・バイアス電圧源。 第 １ 図 第 ２ 図 ／ Ｔｏ 、：５ 第 ３ 図 一１’ＯＤ 第 ４ 図
Claims (1)
- 電界効果トランジスタを感圧素子とし、その電界効果ト
ランジスタのゲート−ソース間にバイアス電圧を供給す
る手段を具備し、前記バイアス電圧は、前記電界効果ト
ランジスタの■。８”−ＩＤ８特性上における温度依存
性が実質的に零となる値に定められていることを特徴と
する圧力−電気変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20374481A JPS58105029A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 圧力−電気変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20374481A JPS58105029A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 圧力−電気変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58105029A true JPS58105029A (ja) | 1983-06-22 |
Family
ID=16479127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20374481A Pending JPS58105029A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 圧力−電気変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58105029A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5191237A (en) * | 1990-08-24 | 1993-03-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Field-effect transistor type semiconductor sensor |
| JP2007530957A (ja) * | 2004-04-01 | 2007-11-01 | キモンダ アクチエンゲゼルシャフト | 有機電界効果トランジスタを備える力センサ、並びに該力センサを用いた圧力センサ、位置センサ、および指紋センサ |
| JP2010008167A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | 歪み検出装置及び歪み検出方法 |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP20374481A patent/JPS58105029A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5191237A (en) * | 1990-08-24 | 1993-03-02 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Field-effect transistor type semiconductor sensor |
| JP2007530957A (ja) * | 2004-04-01 | 2007-11-01 | キモンダ アクチエンゲゼルシャフト | 有機電界効果トランジスタを備える力センサ、並びに該力センサを用いた圧力センサ、位置センサ、および指紋センサ |
| JP2010008167A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | 歪み検出装置及び歪み検出方法 |
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