JPS5857812A - 温度検出用音叉型水晶振動子 - Google Patents
温度検出用音叉型水晶振動子Info
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- JPS5857812A JPS5857812A JP15696981A JP15696981A JPS5857812A JP S5857812 A JPS5857812 A JP S5857812A JP 15696981 A JP15696981 A JP 15696981A JP 15696981 A JP15696981 A JP 15696981A JP S5857812 A JPS5857812 A JP S5857812A
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- tuning fork
- fork type
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- crystal resonator
- thermometer
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/21—Crystal tuning forks
- H03H9/215—Crystal tuning forks consisting of quartz
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (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】
本発明は体温計、あるいけ、温度計用音叉型屈曲水晶振
動子のカット角に関す、ｊ、％に、エツチング成形でき
るカント角に関する。 。
動子のカット角に関す、ｊ、％に、エツチング成形でき
るカント角に関する。 。
本発明の目的は）ント角を最適に遺ぶ事により温度に対
する周波数変化の大きい、即ち、感度の良い音叉型屈曲
水晶振動子を提供する事にるる。
する周波数変化の大きい、即ち、感度の良い音叉型屈曲
水晶振動子を提供する事にるる。
通常、体温計、あるいは、湿度針としては水銀ガラ大体
置針、るるいは水銀ガラス温度計が多用されて来た。こ
の理由としてはまず第１に正確である。更に、安価でｂ
９、取り扱いが簡単でめる等が挙げられている。し力為
し、水銀体温計、るるいは、温度計にも欠点がある０例
えば、体温計の場合、検御の測定時間が長く、新生児や
乳幼児への横置が難しい、振下げが面倒、更に、壊れヤ
すいという欠点があった。最近はこれらの欠点ｔ−改善
し喪す−ミスタ一体潟計が出現しているが、湿度と抵抗
の関係が直線でない、又、サーミスターは製造による素
子のバラツキがろり、素子の互換性をもたせＫくいこと
も欠点でめつ九、更に、検温時間が水銀体１計より改善
されて来ているが約１分〜２分と長く、満足できるよう
ｆｋ４のではなかった。又、腕時計に温度計を機能とし
て持たせる場合、従来のＡ丁カント水晶振動子では大き
すぎて、腕時計用としては不向きでめった。そこで、本
発明は新しく１体温計、るるいは温度計の瀉度センサー
として音叉型屈曲水晶振動子を提案するものであり、カ
ント角の選択によって体温計、あるいは温度計用として
感度の良い超小型屈曲水晶畿動子を提供する事ができる
。それ故、検温時間の短い電子体温計上可能とすると同
時に、腕時計としては温度針の機能を持った腕時計を提
供するものである。以下、図面に沿って本発明の詳細な
説明する。
置針、るるいは水銀ガラス温度計が多用されて来た。こ
の理由としてはまず第１に正確である。更に、安価でｂ
９、取り扱いが簡単でめる等が挙げられている。し力為
し、水銀体温計、るるいは、温度計にも欠点がある０例
えば、体温計の場合、検御の測定時間が長く、新生児や
乳幼児への横置が難しい、振下げが面倒、更に、壊れヤ
すいという欠点があった。最近はこれらの欠点ｔ−改善
し喪す−ミスタ一体潟計が出現しているが、湿度と抵抗
の関係が直線でない、又、サーミスターは製造による素
子のバラツキがろり、素子の互換性をもたせＫくいこと
も欠点でめつ九、更に、検温時間が水銀体１計より改善
されて来ているが約１分〜２分と長く、満足できるよう
ｆｋ４のではなかった。又、腕時計に温度計を機能とし
て持たせる場合、従来のＡ丁カント水晶振動子では大き
すぎて、腕時計用としては不向きでめった。そこで、本
発明は新しく１体温計、るるいは温度計の瀉度センサー
として音叉型屈曲水晶振動子を提案するものであり、カ
ント角の選択によって体温計、あるいは温度計用として
感度の良い超小型屈曲水晶畿動子を提供する事ができる
。それ故、検温時間の短い電子体温計上可能とすると同
時に、腕時計としては温度針の機能を持った腕時計を提
供するものである。以下、図面に沿って本発明の詳細な
説明する。
例えば、体温計として要求される特性としては。
（１）熱応答性を良くするために小型、軽量であること
。
。
（２）温度に対する周波数感度が良いこと。
が挙げられる。又、ｌｌｉｌ時計の温度計用としてＦｉ
特に、小型である必要がめる。この２つの内、（１）に
ついては最近、音叉型屈曲水晶振動子を使ってかなり小
型の水晶ユニットが開発され、腕−計の源振として多用
されている。それ故、これを体温計の温度センサーとし
て使用した場合、熱応答性が良く体ｓｔ−検出する時間
を短くする事が出来る。
特に、小型である必要がめる。この２つの内、（１）に
ついては最近、音叉型屈曲水晶振動子を使ってかなり小
型の水晶ユニットが開発され、腕−計の源振として多用
されている。それ故、これを体温計の温度センサーとし
て使用した場合、熱応答性が良く体ｓｔ−検出する時間
を短くする事が出来る。
父、小型であるからｌｌｉｌ時針ＫＩｌ［として持九せ
る温度針の温度センサーとして素通でめる。第１図は本
発明の音叉Ｉｌ１曲水晶振動子の電極配置の一実施例の
斜視図で、音叉型水晶１には励振ＩＩ極２゜５が配置さ
れている。第２図Ｆｉ第１図のムーム断面図を示し、音
叉型水晶１の＆裏面と側面に励振電極を配置した例であ
り、［ｆｉｔ圧を印加したときは矢印方向に電界はかか
る。交番電圧を印加することＫよって電界方向は逆転し
、屈曲モードで励振させる事ができる。第５図は本発明
の音叉型屈曲水晶振動子の電極配置の他の実施例の斜視
図で、音叉型水晶４の表裏面にのみ励振電極５．６が配
置された例である。第４図は第５図のＢ−Ｂ断ＷＪ図で
るる、第２図と同様に、直流電圧によって矢印方向に電
界は働く、交番電圧を印加する事によって電界方向は逆
転し、屈曲モードで励振させる事ができる。第５図は本
発明の水晶畿動子ユニットを示し、ステム１２とキャッ
プ１０から成っている。ユニット内には音叉型屈曲水晶
振動子７が支持リードｍａｓｔに半田あるいは接着剤に
よって固着されている。又、キャップ１０は洋白（６５
ｆｉ Ｃｕｔ−１０％Ｎｉ−残Ｋｎ）でできているか体
温計用としては熱電導性が不充分であるので更に表面に
は一部、あるいは全面に熱電導性の良い材料、例えば、
金メッキ１１が施されている０体温は金メッキ１１ｔ−
介して音叉型屈曲水晶振動子の共振周波数で測定される
。水晶ユニットの直ｖｋＤは約１．５■φ、長さＬは約
６■と超小型の水晶ユニットであるから質量も小さく熱
応答性Ｆｉ優れている。第６図は常温から約４０℃Ｋｉ
ｉ＆を変化させたときの共振周波数の安定する時間を示
している。常温での共振周波数ｆ自 から約４０℃での
共珈周波数ｆ１ になり安定するには約１５秒〜２０
秒と従来の素子と比較して熱応答性は非常に良い事が分
かる０次に、（２１の温度に対する周＃Ｌ数感度が良い
事が必要であり、通常、体温計、あるいは。
る温度針の温度センサーとして素通でめる。第１図は本
発明の音叉Ｉｌ１曲水晶振動子の電極配置の一実施例の
斜視図で、音叉型水晶１には励振ＩＩ極２゜５が配置さ
れている。第２図Ｆｉ第１図のムーム断面図を示し、音
叉型水晶１の＆裏面と側面に励振電極を配置した例であ
り、［ｆｉｔ圧を印加したときは矢印方向に電界はかか
る。交番電圧を印加することＫよって電界方向は逆転し
、屈曲モードで励振させる事ができる。第５図は本発明
の音叉型屈曲水晶振動子の電極配置の他の実施例の斜視
図で、音叉型水晶４の表裏面にのみ励振電極５．６が配
置された例である。第４図は第５図のＢ−Ｂ断ＷＪ図で
るる、第２図と同様に、直流電圧によって矢印方向に電
界は働く、交番電圧を印加する事によって電界方向は逆
転し、屈曲モードで励振させる事ができる。第５図は本
発明の水晶畿動子ユニットを示し、ステム１２とキャッ
プ１０から成っている。ユニット内には音叉型屈曲水晶
振動子７が支持リードｍａｓｔに半田あるいは接着剤に
よって固着されている。又、キャップ１０は洋白（６５
ｆｉ Ｃｕｔ−１０％Ｎｉ−残Ｋｎ）でできているか体
温計用としては熱電導性が不充分であるので更に表面に
は一部、あるいは全面に熱電導性の良い材料、例えば、
金メッキ１１が施されている０体温は金メッキ１１ｔ−
介して音叉型屈曲水晶振動子の共振周波数で測定される
。水晶ユニットの直ｖｋＤは約１．５■φ、長さＬは約
６■と超小型の水晶ユニットであるから質量も小さく熱
応答性Ｆｉ優れている。第６図は常温から約４０℃Ｋｉ
ｉ＆を変化させたときの共振周波数の安定する時間を示
している。常温での共振周波数ｆ自 から約４０℃での
共珈周波数ｆ１ になり安定するには約１５秒〜２０
秒と従来の素子と比較して熱応答性は非常に良い事が分
かる０次に、（２１の温度に対する周＃Ｌ数感度が良い
事が必要であり、通常、体温計、あるいは。
温度針の場合、絶対値で約２０ ｐｐｌ 以上の周波数
感度金持つ音叉型屈曲水晶振動子が必要である。第７図
は本発明の音叉型屈曲水晶振動子で２板から形成され九
例である。第８図は第７ｍの音叉型屈曲水晶振動子％ｘ
軸を回転軸として（反時計方向を正とする）θ度回転し
たと１の０度と周波数感度αの関係で、理論的関係でめ
る。θのプラス側ではθが約１０度付近から周波数感度
αは大きくなりα−−２０ｐｐｍ／ｌ となるカント
角θは約２５度である。カント角θが大きくなるに従っ
てａは更に大きくなる。一方、０のマイナス側では０の
絶対値が大きくなるに従ってαも大きくなり、カント角
σが約−５８度でαは最大の感度を示し、０の絶対値が
大きくなるに従ってαは徐々に減少して行く、第８図か
ら明らおなように、ａ −−２０ｐｐル勺 以上の周波
数感度金持つカット角はプラス側ではθ社約２５度以上
、マイナス側ではＱは一１５度より小さいカント角であ
れば喪い。又、本実゛明では、生産性を考えて、音叉形
状をエツチング法による形成方法を採用するから、形成
できるカット角は轟然決定される。即ち、本発明でＦｉ
ｎの絶対値が２０ ｐｐｍ／ｌ より大きく。
感度金持つ音叉型屈曲水晶振動子が必要である。第７図
は本発明の音叉型屈曲水晶振動子で２板から形成され九
例である。第８図は第７ｍの音叉型屈曲水晶振動子％ｘ
軸を回転軸として（反時計方向を正とする）θ度回転し
たと１の０度と周波数感度αの関係で、理論的関係でめ
る。θのプラス側ではθが約１０度付近から周波数感度
αは大きくなりα−−２０ｐｐｍ／ｌ となるカント
角θは約２５度である。カント角θが大きくなるに従っ
てａは更に大きくなる。一方、０のマイナス側では０の
絶対値が大きくなるに従ってαも大きくなり、カント角
σが約−５８度でαは最大の感度を示し、０の絶対値が
大きくなるに従ってαは徐々に減少して行く、第８図か
ら明らおなように、ａ −−２０ｐｐル勺 以上の周波
数感度金持つカット角はプラス側ではθ社約２５度以上
、マイナス側ではＱは一１５度より小さいカント角であ
れば喪い。又、本実゛明では、生産性を考えて、音叉形
状をエツチング法による形成方法を採用するから、形成
できるカット角は轟然決定される。即ち、本発明でＦｉ
ｎの絶対値が２０ ｐｐｍ／ｌ より大きく。
しかも、エツチング加工できる事が限定される件である
。鎖９図はカット角θとエツチングレートとの関係を示
し、θ−０を中心にθの絶対値が大きくなるに従ってエ
ツチングレートが小さくなって行くのが分かる。又、実
験から音叉の板厚ｔ１５０μ〜１００μに設定し九とき
レジストが冒されないエツチングレートは少なくとも１
０５μν分より早いエツチングレートが必要である。そ
れ故、これを満足するカット角はプラス側で約５５度マ
イナス側で約−７０度である。又、上述し九〇とαの関
係は理論値でめるが１本発明のカット角θ−−６０＠
での実験ではαは約−１００ｐｐＷＶ′℃と大変に周
波数感度の良い音叉型屈曲水晶振動子を得る事ができ友
０次に、具体的に例を挙げて説明すると、計時用として
共振周波数ｆｚ ｔ５２７６８ Ｈｚを使用し、温度検
出用として共振周波数ｆｌ １１０（ＬＯＯｆｌＥｒｌ
ｌを使用し、周波数感度αを−１００ｐｐｍ／ｌ と
すると測定時間１秒で温度分解能がα１℃と相当に良い
体温計１．Ｔｏるいは、温度計を提供できると同時に１
体温計の場合、検温時間が測定時間を含めて土数秒と従
来のサーミスターのに〜に倍と短縮できる。又、温度分
解能は周波数感度と計時用共振周波数と温度検出用共振
周波数によって決められ、分解能は周波数感度が良いほ
ど、又、共振周波数が高いほどあがる。
。鎖９図はカット角θとエツチングレートとの関係を示
し、θ−０を中心にθの絶対値が大きくなるに従ってエ
ツチングレートが小さくなって行くのが分かる。又、実
験から音叉の板厚ｔ１５０μ〜１００μに設定し九とき
レジストが冒されないエツチングレートは少なくとも１
０５μν分より早いエツチングレートが必要である。そ
れ故、これを満足するカット角はプラス側で約５５度マ
イナス側で約−７０度である。又、上述し九〇とαの関
係は理論値でめるが１本発明のカット角θ−−６０＠
での実験ではαは約−１００ｐｐＷＶ′℃と大変に周
波数感度の良い音叉型屈曲水晶振動子を得る事ができ友
０次に、具体的に例を挙げて説明すると、計時用として
共振周波数ｆｚ ｔ５２７６８ Ｈｚを使用し、温度検
出用として共振周波数ｆｌ １１０（ＬＯＯｆｌＥｒｌ
ｌを使用し、周波数感度αを−１００ｐｐｍ／ｌ と
すると測定時間１秒で温度分解能がα１℃と相当に良い
体温計１．Ｔｏるいは、温度計を提供できると同時に１
体温計の場合、検温時間が測定時間を含めて土数秒と従
来のサーミスターのに〜に倍と短縮できる。又、温度分
解能は周波数感度と計時用共振周波数と温度検出用共振
周波数によって決められ、分解能は周波数感度が良いほ
ど、又、共振周波数が高いほどあがる。
以上、述べたように本発明はエツチングによって形成で
きる音叉型屈曲水晶振動子のカント含金最適に選ぶこと
Ｋよって周波数感度の喪い音叉型屈曲水晶振動子を提供
し、この振動子を体１ｉｕｔ。
きる音叉型屈曲水晶振動子のカント含金最適に選ぶこと
Ｋよって周波数感度の喪い音叉型屈曲水晶振動子を提供
し、この振動子を体１ｉｕｔ。
あるいは、温度計の湯度センサーとして使用することに
よって、横漏時間の短い、分解能の良い、即ち、確度の
高い体温計、おるいは、腕時計用のｉｌｆ計を提供する
事ができ喪、これにより、新生児、乳幼児の体温測定Ｉ
ＩＣ＠まされる事がな（なつ九。
よって、横漏時間の短い、分解能の良い、即ち、確度の
高い体温計、おるいは、腕時計用のｉｌｆ計を提供する
事ができ喪、これにより、新生児、乳幼児の体温測定Ｉ
ＩＣ＠まされる事がな（なつ九。
第１因は本発明の音叉型屈曲水晶振動子の電極配置の一
実施例の斜視図でるる。 ８２１１ｇは第１図のＡ−ム断ＷＪＩＩｉＩを示す。 第５図は本発明の音叉型屈曲水晶振動子の電極配置の他
の実施例の斜視図でめる。 ＭＮＩＪＩｒ１ｍ５図のＢ−ｎ断面図でｈｂ。 第５図は本発明の水晶振動子ユニットを示す断面図であ
る。 第６図は常湿から約４０℃に温度を変化させたときの共
振周波数の安定する時間を示すグラフである。 第７図は本発明の音叉型屈曲水晶振動子で２板から形成
された例の斜視図である。 第８図は第７図の音叉型屈曲水晶振動子をｘ軸を回転軸
としてθ度回転したときの０度と周波数感度αとの関係
で理論値を示すグラフである。 第９図はカント角とエツチングレートとの関係を示すグ
ラフでらる。 以 上 出願人 株式会社 第二精工舎 ＃：、賢Ｗ筒輝
実施例の斜視図でるる。 ８２１１ｇは第１図のＡ−ム断ＷＪＩＩｉＩを示す。 第５図は本発明の音叉型屈曲水晶振動子の電極配置の他
の実施例の斜視図でめる。 ＭＮＩＪＩｒ１ｍ５図のＢ−ｎ断面図でｈｂ。 第５図は本発明の水晶振動子ユニットを示す断面図であ
る。 第６図は常湿から約４０℃に温度を変化させたときの共
振周波数の安定する時間を示すグラフである。 第７図は本発明の音叉型屈曲水晶振動子で２板から形成
された例の斜視図である。 第８図は第７図の音叉型屈曲水晶振動子をｘ軸を回転軸
としてθ度回転したときの０度と周波数感度αとの関係
で理論値を示すグラフである。 第９図はカント角とエツチングレートとの関係を示すグ
ラフでらる。 以 上 出願人 株式会社 第二精工舎 ＃：、賢Ｗ筒輝
Claims (2)
- （１）ｆ父型状に成形された水晶振動子で、前記音叉型
水晶畿動子ＦｉＺ板ｔｘ＠を回転軸として。 ２５度から５５度、−１５度から一７０度回転した板よ
り成形されている事を特徴とする音叉ｍ屈曲水晶振動子
。 - （２） 特許請求の範囲第（１）項に於いて、前記音
叉型水晶振動子はエツチング罠よって成形されている事
を特徴とする音叉型屈曲水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15696981A JPS5857812A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 温度検出用音叉型水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15696981A JPS5857812A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 温度検出用音叉型水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5857812A true JPS5857812A (ja) | 1983-04-06 |
| JPH0129089B2 JPH0129089B2 (ja) | 1989-06-07 |
Family
ID=15639276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15696981A Granted JPS5857812A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 温度検出用音叉型水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857812A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064516A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 結合水晶振動子 |
| JPS60131433A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 温度センサ |
| JPS61288132A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Yokogawa Electric Corp | 水晶温度計 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52119195A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Crystal resonator in tuning fork type |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP15696981A patent/JPS5857812A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52119195A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Crystal resonator in tuning fork type |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064516A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 結合水晶振動子 |
| JPH0329204B2 (ja) * | 1983-09-20 | 1991-04-23 | Seiko Instr & Electronics | |
| JPS60131433A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 温度センサ |
| JPH0544612B2 (ja) * | 1983-12-20 | 1993-07-06 | Yokogawa Electric Corp | |
| JPS61288132A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-18 | Yokogawa Electric Corp | 水晶温度計 |
| JPH0362208B2 (ja) * | 1985-06-17 | 1991-09-25 | Yokogawa Electric Corp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0129089B2 (ja) | 1989-06-07 |
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