JPS5913901A - ひずみセンサ用検知素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発　　明　　の　　背　　景 １゜　発明の分野 この発明は、ひずみセンサで使用するための検知素子お
よびこのような検知素子を使用する圧力センサに関する
。ひずみセンサとは、これが受ける力を測定できる装置
或は機械的なひずみや圧力を測定できる装置を意味する
。

２、　先行技術 アルティメータ（ａｌｔｉｍｅｔｅｒ　）のような携帯
用装置で雰囲気圧力および圧力変化を測定するために、
幾つかの現象を使用できる。一般に、伸縮性に富んだ仕
切板から成る平行壁がある排気したカプセルは検出素子
または検知素子として使用される。普通のアルティメー
タでは、カプセルの底が外気圧から受ける変形もしくは
ベンディングは増幅されかつ歯車列を介して針の回転運
動へ機械的に変換される。

更に、圧電抵抗センサは現在市場で売り出されており、
抵抗が拡散によって形成されるシリコン結晶仕切板から
成る。仕切板の２つの面間に圧力差が存在する時に、得
られた変形は抵抗を変えさせる。一般に、４個の抵抗は
ブリッジの形態で温度補償測定回路を構成するように同
時に作られる。なお、全ての抵抗は同一の温度係数を持
つ。

これらの検出器は全て、非常に注意した個別調節が必要
なので、比較的高価である。また、被測定物理量は、こ
れに類似する他の量例えば角運動または抵抗変化に変換
される。最近の刊行物である［ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａ
ｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｉｎｓｔｒｅ
ｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｌ　。

第１ＥＣＩ　２５巻、第１号（１９７８年２月号）の第
２９〜３８ページには、共振子を有する圧力測定カプセ
ルを設計する提案がなされた。抵抗仕切板は振動膜を形
成しかつ電子的発振器へ結合されたカプセルの共振周波
数が使用される。

なお、この周波数はカプセルへ加えられた外圧で変化す
る。しかしながら、そのような共振カプセルの構成は、
非常に複雑でありかつ大量生産には適さない。

石英共振子から力センサを作ることは、ヨーロツ・ξ公
開明細書第５０３０７号からも周知である。そのような
センサは主に圧力も測定できる。しかし、そのようなセ
ンサは温度変化が引き起す問題も解決できない。

発明の要約 この発明の第１の目的は、事実上デジタルで情報を得る
と共に温度の影響を除くことができると同時に良好な感
度を呈するひずみセンサ用検知素子を提供することであ
る。

この発明によって提供された検知素子は、熱膨張係数α
を持つ支持体と、電極が設けられた細長い圧電共振子と
、この共振子を前記支持体へ緊着し、前記支持体へ加え
られたひずみを前記共振子へその長さ方向沿いに伝える
ための手段と、を備え、前記共振子は、その長さ方向沿
いの熱膨張係数が事実上前記αに等しいように切断され
る。

圧力を測定しようとする時には、そのような圧力を受け
る板が支持体である。得られたひずみは共振子へ伝えら
れる。このひずみの作用下で共振子の共振周波数は、共
振子が受けるひずみに依存して大部発変る。また、共振
子の切断を適切に選ぶことにより共振周波数に及ぼす温
度の影響はかなり低減でき、これにより温度を補償する
ための特殊な構成を提供することが避けられる。

共振子は屈曲モードで作動するいわゆる゛ダプル・チュ
ーニングフォーク°′構造を持つことが望ましい。この
概念は後で説明する。

検知素子の望ましい形態の実施例によれば、共振子は石
英で作られ、金属製の板は７５〜１３７ｘ　１ｏ　”／
’Ｃの熱膨張係数を持つ。

この発明の第２の目的は、検知素子を使用すると共に高
い分解能でかつ認め得る程度の悪い温度影響無しに圧力
を測定できる圧力センサを提供することである。

この圧力センサは、ケースと、このケースを第１室と第
２室に分けるように前記ケースへ防水態様で緊着される
薄い板が支持体である上述したような検知素子と、前記
検知素子の電極へ電圧を印加ｌ〜かつ測定しようとする
圧力に依存する周波数の電気信号を受けるための手段と
、前記圧力を前記第２室に加えるための手段とを備える
。

以下、この発明を添付図面に示した実施例について詳し
く説明する。

発明の実施例 第１図に示す検知素子２は、こ匁では薄い板４から成る
支持体を備える。板４には°゛ダブルチューニングフォ
ーク（ｄｏｕｂｌｅ　ｔｕｎｉｎｇ　−ｆｏｒｋ）′型
の電圧共振子６が緊着されている。

パダブル・チューニングフォーク型の共振子とは、事実
上矩形の外形を有しかつ２一つの細長い外側スロツｌ−
８および８′並びにこれらよりも短い中央スロット１０
が形成された共振子のことである。外側スロット８およ
び８′は、破線１２および１２′と一緒になって、矩形
の周辺フレーム１４に対し中央領域を画する。この中央
領域は、共振子を適切に構成し、２つのチューニンおよ
び１２′、並びに破線］６および１６′が２つのチュー
ニングフォークの外形を事実」二定めることは容易に分
る。例えば、チューニングフォークＡは、フレーム１４
と一体であるベースＡ１並びにアームＡ２およびＡ３を
有する。同様に、チューニングフォークＢもベースＢ、
並びにアームＢ２およびＢ３を有する。アームＡ２およ
びＢ３の自由端は、アームＡ３およびＢ２の自由端と同
じく、−緒に接合されている。粘着性物質またはろう材
の層１８は共振子６を板４ヘフレーム１４を介して緊着
する。従って、板４が受けるひずみや変形は共振子６へ
充分に伝わる。ダブル・チューニングフォークから成る
共振子は付勢されると、矢印ｆで示したように基本屈曲
モー１で振動する。

共振子６は、例えばその厚さが１２５μｍ、全長５　ｍ
ｍそして全幅１．３　ｍ１！で良い。チューニングフォ
ークの全幅すなわち外側スロット８と８′の間の距離は
約４３０μｍであり、各アームの幅は約１５５μｍであ
り、そしてダブル・チューニングフォークのアームの全
長りすなわち中央スロット１０の長さは３．４龍である
。

第２図は、ダブル・チューニングフォークを屈曲モード
で励振するために配設された複数個の電極を示す。これ
らの電極の説明を手助けするために、チューニングフォ
ークのアームＡ３およびＢ２によって形成された・ぐ−
に符号Ｃ７を付け、チューニングフォークのアームＡ２
およびＢ３によって形成された・々−に符号Ｃ２を付け
る。

更に、ｘ　−ｘ’は破線１６および１６′と同一平面上
の線であるので２つのチューニングフォーク間の分割線
となる。６ａは共振子の頂面を示すが、底面は第２図に
示さない。第２図の平面従って共振子の頂面６ａと垂直
である。：　　Ｃ１およびＣ２の側面をフランク（ｆｌ
ａｎｋ　）と名付け、パーＣ１の外側、内側のフランク
にそれぞれ符号ｄ１．ｄ２を付けそして・ζ−Ｃ２の外
側、内側のフランクにそれぞれ符号ｄ３．ｄ４を付ける
。−２ｃ、。

Ｃ２の頂面には、ｉ　ｘ−ｘ’を対称的にまたぐそれぞ
れ中央電極２０ａ、２０’ａがあり、またベースＡ１゜
Ｂ１にそれぞれ重なる２２ａおよび２２’ａ　、　２４
ａおよび２４′ａがある。ノ々−Ｃ１およびＣ２の底面
にも頂面におけるのと同一の電極が全（同じに配設され
ている。）ζ−Ｃ１およびＣ２のフランクｄ１およびｄ
２、ｄ３およびｄ４にはそれぞれ対をなす中央横方向電
極２０ｂ、２０’ｂ並びにそれぞれ対をなす端部横方向
電極２２ｂおよび２４ｂ、２２′ｂおよび２４′ｂが設
けられ、これらは全てその頂面および底面における電極
と位置が一致する。従って、・々−Ｃ１およびＣ２の中
火部には各々２対の対向電極が設けられかつ他の２対の
対向電極は各パーの各端部に設けられる。典型的な例で
は、端部電極の影響を受けるパーの長さｌはパーの全長
りの１／４よりも少し短く、これら２つの長さの比は０
２３であることが望ましい。

共振子を励振させるために、第２図に示さない電源から
電極間に電位差を印加するのであるが、その除土を表示
した電極は電源の一端へ接続されかつ−を表示した電極
は電源の他端へ接続され、対をなす対向電極は同一電位
にもたらされる。特に、第２図に示さない電極すなわち
パーの底面にある電極の電位は、底面とは反対側の頂面
にある電極の電位と同一である。更に、もし成る一対め
電極の両方が成る電位にもたらされるならば、事実上同
一位置にある他の一対の電極は逆の電位にもたらされる
。最後に、もし頂面および底面の中火電極が成る電位に
もたらされるならば、頂面および底面の端部電極は逆の
電位にもたらされる。

各種の電極を所要の電位に有効にもたらすために必要な
相互接続は第２図に示さなかった。

多数の電極を使用するので、圧電物質上に直接被着され
る金属によって特定の電位にもたらされなければならな
い各種電極を相互接続することは難しい。従って、第２
図に示した共振子の電極のうちで幾つかだけを付勢でき
れば好都合である。例えば、中央電極だけ或は端部電極
だけを付勢することができる。しかしながら、この場合
、共振子の動的容量（ダイナミック・キヤ・ξシタンス
）は全体として半分になる。また、中央電極および一部
の端部電極を付勢しても良Ｘ、）。

第１図および第２図に示した検知素子の特に重要な特色
によれば、ひずみが加えられる方向すなわち・５−Ｃ１
およびＣ２の長さ方向において共振子６を作る圧電物質
の熱膨張係数が薄い板４を形成する物質の熱膨張係数と
同一であるか或はほんの少しだげ違うように共振子６は
線沿いに切断される。第３図は石英のＸ軸、Ｙ軸および
Ｚ軸に関して共振子６を簡単化して表わしたものであり
、共振子はもちろんこの物質から切り出される。ｘ／　
、　ｙ／およびＺ′は切断後の共振子の軸である。第３
図の切断方法から分るように、軸ｘ／　、　ｙ／および
Ｚ′は軸Ｘ、Ｙおよび２から軸Ｘを中心に角θだけ回転
させることによる。

石英の熱膨張係数α′は、膨張が石英の軸ＸまたはＹ沿
いか或は軸Ｚ沿いかを考えることにより違う。熱膨張係
数は、最初の例では大体１３．７ｐｐｍ　／　”Ｃにな
るが、２番目の例では大体７．５ｐｐｍ／℃になる。ひ
ずみが加わる方向に依存する共振子の熱膨張係数α′は
切断角θの関数として下記の関係で表わされる。

α’＝　７．５−１−（１３，７−７，５）　ＣＯ５２
θ［ｐｐｍ／”ｃ）従って、切断角を適切に選ぶことに
より、熱膨張係数α′は７，５〜１３．７　ｐｐｍ／’
ｃのうちの任意の値が与えられ得る。この範囲内の熱膨
張係数を持つ多（の金属例えば、 ”普通の鋼”Ａｌ５１１０２０　α＝　１２．１１）＋
１ｉｎ／’Ｃグレイ鋳造鉄ＡＳＴＭ Ａ４８−４８　　　　　　　α＝　１２．１　ｐｐｍ／
”ＣハステロイＣα＝１１．３ｐｐｍ／’ｃインコネル
　　　　　　　α＝１３３ｐ１１１１！／′）Ｃニッケ
ル　　　　　　　　α＝　１１．９ｐ１１ｍ／’Ｃがあ
る。

しかしながら、切断角θは２つの主な理由から比較的小
さくすべきである。第１に、切断角をＺに極めて近づけ
ることにより石英を切断するのに使用される化学薬品の
エツチング作用を容易にすることであり、第２に、熱の
見地から有益なことである。周知のように石英製共振子
の特徴はその周波数が温度と共に変ることである。屈曲
モードまたは伸長モードで動作しかつ２型切断を持つ共
振子の場合には、そのような変化は事実上放物線状であ
り得る。放物線の頂点は、普通、反転点と呼ばれ、いわ
ゆる反転温度（Ｔ、）に相当する。第４図は切断角θの
関数としてのこの反転温度の変化を示す。Ｏｏと１４゜
の間の切断角θに対し、反対温度０℃と４２°Ｃの間に
あることが分る。温度の影響をできるだけ少なくするた
めに、反転温度は共振子の正常使用温度範囲内にすべき
である。０℃と４２℃の間の温度はこの要求を満足する
。−例として、切断角θが１１°であれば、反転温度は
２５℃でありかつ熱膨張係数αは１３．　ａ　７　ｐｐ
ｍ／℃である。

その上、切断角θが小さいと、共振子より良い励振が達
成され得る。従って、これらの理由の全てのために、熱
膨張係数α′は］、　３．７　ｐｐｍ　／　’Ｃの最大
値に接する範囲内にあることが一番である。

軸Ｘを中心に回転させる代りに、軸Ｙを中心として回転
させることもできる。たｇし、熱膨張係数α′と切断角
θの関係は同じにしておく。

軸Ｘを中心とした回転に続いて軸Ｙ′を中心とした回転
を行わせ、その間切断角θを軸２とＺ′の′の間の間に
留めておくことも可能である。この場合もα′とθの関
係は変らない。

チューニングフォークは、比較的高い真空室中にある時
に、もつと安定な仕方で作動することが知られている。

従って、もし第１図に示した検知素子が排気した部分を
持つ圧力センサ中に装架されかつもし共振子がこの部分
中にあるならば、第１図に示した検知素子の構成を変更
する必要はない。他方、もし雰囲気圧力またはもつと一
般的に測定されなければならない圧力を受ける領域中に
共振子があるならば、検知素子は第５図に示すように変
更されるべきである。

この変形例によれば、共振子６は防水性ケースで囲まれ
る。このケースは、板４、この板４へ粘着性物質または
ろうＵの層１８によって緊着された共振子フレーム１４
、およびこのフレーム１４へその周辺沿いに粘着性物質
またはろう材で緊着されたカバー３０から成る。この力
・々−３０は、異なる熱膨張係数で生じられる諸問題を
避けるために、板４と同じ材質で作られる。

厚さ３００μｍ、長さ１００ｉ＋ｉおよび幅５０關のイ
ンコネルの細長い板から成る支持体上に粘着物質によっ
て緊着された上述した型式の共振子から成る検知素子に
、力がどのような影響を及ぼすかを示したのが第８図で
ある。第８図のグラフは、金属板へ加えた力の関数とし
ての周波数ｆの変化を示す。このグラフから認められる
ように、０と４ｋｇ（力）の間で良好な直線性が得られ
る。これは１２００１１ｚ　／　ｋｇの感度を呈する。

金属板４および共振子の寸法に注意すれば、これは相苅
長さの変化と周波数の変化との比に対して２．５　Ｘ　
］　０　’／Ｈｚの感度になる。非常に良好な感度がこ
のように得られることが分る。支持体を形成するこの仕
方は、力を測定するための検知素子に良く適する。板の
一端は固定されそして測定すべき力は板の他端へ加えら
れる。

第９図のグラフは、同じ材料に対し、温度Ｃｃ）の関数
としての周波数（Ｈｚ　）を示し、共振子およびインコ
ネルで作った金属板に対して異なる熱膨張係数によって
生じられた非常に悪い結果を例示する。両者の熱膨張係
数（１３３と１３７卿／℃）間には比較的少しＮか差が
ないが、温度に対する感度は状態が最も有利である領域
中で１．　ＯＯｐｐＩｌｌ／”Ｃよりも大きい。共振子
と板の両方の熱膨張係数が同じであるように共振子を構
成することにより、この温度による影響は除くことがで
きる。従って、これは圧力センサで普通出会う主な故障
を除（。共振子の周波数はもちろん温度に依存してその
ように変化する。しかしながら、この温度効果は３５．
１０　’　／”Ｃ，程度にすぎない。この有害な温度効
果は、従ってもしひずみをうけた共振素子の感度と関係
付けられるならば、無視できる。

第６図は、圧力センサ中の、第１図に示した検知素子の
アセンブリを縦断面図で示す。薄い板は、こ匁では例え
ば２０ｍｍの直径を持つ円板である。

圧力測定用センサは、底部３２および頂部３４から成る
ケースを備える。検知素子２の薄い板４の周辺はケース
の底部３２と頂部３４の間で防水性態様で緊着される。

ガスケット例えば０リング３６および３８は所要の防水
性を呈し得る。薄い板４はケースの内側を第１室４０（
この中に高真空が維持される）と第２室４２（これはダ
クト４４を介１−で、囲んだ空間と連なり、この空間内
の圧力を測定しようとするものである）に分ける。底部
３２に通路４６が形成され、この通路４６に絶縁性かつ
防水性のノミツキ７４８が挿入され、このパツキン４８
を通して、共振子６を励振するための電極へ接続された
１組の導体５０が延び出る。ケースの外側で導体５０は
処理・給電回路５２へ接続され、この処理・給電回路５
２は圧力の値を表示するための表示手段５４を制御する
。そのような圧力センサでは、板４は、その自由面が測
定されなければならない圧力をうけ、その他面（共振子
６が取り付けられた）が第１室４０に対面する。第２室
４２中の圧力は板４を変形させ、これによりひずみを共
振子６に加えさせる。前述したように、圧力によって生
じられた共振子の共振周波数の変化を測定することによ
り第２室４２中で優勢な絶対圧力を直線的に得ることが
可能である。

相対圧力を測定するためには、第１室４０を雰囲気圧力
に曝すだけで充分である。検知素子の構成は第５図に示
した通りでなければならな〜１゜ 第７図は処理・給電回路５２のために可能な設泪例を示
す。ケースすなわちその底部３２および頂部３４からの
導体５０は慣用のドライブ回路６００Å力端子へ接続さ
れている。このドライブ回路６０は、ケースの頂部３４
中で優勢な圧力に応答して共振子が振動する周波数に相
当する周波数ｆＭの信号を出力端子に供給する。

ドライブ回路６０の出力端子はＡＮＤゲート６２の一方
の入力端子へ接続され、Ａ、ＮＤゲート６２の出力端子
はカウンタ６４のクロック入力端子ＣＫへ接続されてい
る。処理・給電回路５２は信号発生器６６も備え、この
信号発生器６６は例えば１００ミリ秒の持続時間および
１秒の周期を持つ信号を発生する。信号発生器６６の出
力端子６６ａはＡＮＤゲート６２の他方の入力端子およ
び検出回路６８の入力端子へ接続されている。検出回路
６８は、信号発生器６６から受ける信号中の立下りを検
出する毎にパルスを出力端子６８ａに供給する。カウン
タ６４の出力信号（カウンタの状態を表わす）は、エネ
ーブル入力端子Ｅ。を持つラッチ７０の入力端子へ印加
される。検出回路６８の出力端子６８ａは一対のインノ
々−夕７２および７４（これらは例えば１０マイクロ秒
程度の遅延を導入するのに役立つ）を介して点りへ接続
される。この点りは、一対のインノ々−夕７６および７
８（矢張り遅延を導入するのに役立つ）を介してカウン
タ６４のゼロ・リセット入力端子ＣＬへ接続されかつラ
ンチ７０のエネーブル入力端子Ｅｎへ接続される。ラッ
チ７０の出力信号は、ノξラメータを導入するための手
段８２が設けられた計算回路８０の入力端子へ印加され
る。計算回路８０の出力信号は復号回路８４へ供給され
、次にこの復号回路８４は表示手段５４を制御する。

処理・給電回路５２の動作は以上の説明から明らかであ
る。ドライブ回路６０がらの周波数ｆＭの信号のノξル
スは、信号発生器６６による周期性信号の供給中カウン
タ６４をインクリメントする。信号発生器６６によって
供給された各信号の終りに、検出回路６８は、ラッチ７
０のエネーブル入力端子Ｅ。へ印加される・ξルスを供
給する。カウンタ６４の内容は従ってランチ７０へ転送
され、その時にカウンタ６４はそのゼロ・リセット入力
端子ＣＬを介してゼロまでリセットされる。ランチ７０
は、従って、信号発生器６６からの信号の供給中すなわ
ち例えば］　ＯＯミＩＪ秒の間層波数ｆＭの信号のパル
スの数を表わす数を２進数で含む。この数は計算回路８
０によって処理されて圧力を直接表わす数となる。周波
数ｆＭと圧力の関係が装置の動作範囲内で直線性である
ので、計算回路は簡単である。計算回路は、装置の較正
に相当する所定の数を減算しかつ得られた数を、圧力を
表示すべき精度に依存する一定の係数で割るためだけに
役立つ。この種の動作は、絶対圧力が測定されている場
合に相当する。圧力の値は常に正である。相対圧力が測
定されて（・る時には、被測定圧力が正と負のどちらで
も良い。すなわちｆ 値下は正でも良いし負でも良い。その時には、計算回路
８０に、必要な符号判別を行える手段を含ませる必要が
ある。この手段が復号回路８４に符号に関する情報を供
給することも必要である。

この発明に係る検知素子を使用する圧カセンザは、特に
温度の影響を除く必要が無いので、その構造が非常に簡
単なことは明らかである。

検知素子は、負荷された部分のベンディングまたは変形
に相当する機械的なひずみを測定するにも役立ち得る。

これに関連して検知素子は、ストレス・ゲージとして一
般に知られているものに置き換わる。これは、支持体す
なわち薄い板が粘着性物質によってテスト片の一面へ緊
着されることを意味する。異なる熱膨張係数によって生
じられる問題を避けるために、支持体はテスト片と同一
の熱膨張係数を持たなければならない。最も簡単な解決
策はテスト片と同じ材質で支持体すなわち薄い板を作る
ととである。

既に例示した材料は、普通の物質（鋼、鋳造鉄など）が
適当であることを示す。

その上、支持体の厚さは、測定しようとする物理的な大
きさおよびその値にもちろん左右される。支持体を形成
する板の厚さは１００〜２０００ミクロンが好都合であ
る。

第１図に示した共振子以外の共振子も、検知素子を作る
際に使用できる。例えば第１０図は検知素子に適する別
な共振子を示す。この共振子は例えば石英で作った一ニ
ー１００から成り、このパー１００はその両端でフレー
ム１０２に固着されている。／ζ−１００およびフレー
ム１０２は、こ匁では普通の石英板をエツチングするこ
とで作られる。ノ々−１００の半分１００ａが圧縮しか
つ同時に他の半分１００ｂが伸長するようにパー１００
は励振される。このためにノ々−１００のフランク１０
３および】０４に電極が設けられる。すなわちノ５−１
００の半分］　００ａに電極１０６および１０６′が設
けられ、そして他の半分１００ｂに電極１０８および１
０８′が設けられる。電極１０６と１０８′はノ々−１
００の底面に被着した金属部１１０によって互に接続さ
れかつ端子１１２に接続されている。電極１０６′と１
０８はパーの頂面に被着した金属部１１４によって互に
接続されかつ端子１１６に接続されている。共振子は板
４へ緊着されかつ上述したようにその熱膨張係数が板４
の熱膨張係数と同一であるように切断される。第１０図
に示した検知素子は、第１図に示した検知素子に第５図
のような力・々−を付けたのと同様に、力・々−を付け
ることができる。このために力・々−は粘着性物質によ
ってフレーム１０２の頂面へ防水緊着され、フレーム１
０２の底面は矢張り粘着性物質によって板４へ緊着され
る。

圧力を測定しようとする媒体に接する板４は、もちろん
、この媒体と両立し得る材料で作られなければならない
。特に、必要な時に、腐食に耐えれるべきである。薄い
板４用として共振子と同じ仕方で切断された石英板を使
用することによってこの状態を満足することが常に可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る検知素子の一実施例を示す簡単
化した斜視図、第２図は第１図に示した検知素子に使用
される共振子の平面図、第３図は第１図および第２図の
共振子のための切断角θを示す斜視図、第４図は第３図
に示した切断角θの関数としての石英の反転温度の変化
を示すグラフ図ζ第５図は第１図に示した検知素子の変
形例の縦断面図、第６図は絶対圧力を測定するためにこ
の発明に係る検知素子を使用する圧力センサの一部断面
図、第７図は圧力を表示するために第６図に示した共振
子の出力信号を処理するのに使用される電子回路のブロ
ック図、第８図は第１図に示したような検知素子に加え
た力従ってひずみの関数としての周波数の変化を示すグ
ラフ図、第９図は慣用の検知素子において周波数の変化
に温度がどのように影響するかを示すグラフ図、第１０
図はこの発明に係る検知素子に使用するための変形例の
共振子を示す平面図である。 ２・・・検知素子、４・・・支持体としての薄い板、６
・・・共振子、２０ａと２０′ａと２０１）と２０’　
ｂと２２ａと２２′ａと２２ｂと２２′ｂと２４ａと２
４′ａと２４ｂと２４′ｂと１０６と１０６′と１０８
と１０８′・・電極、Ａ１とＢ１・・・ベース、１０・
・・中央スロット、Ｃ１と０２と１００・・・バー、１
４と１０２・・・フレーム、３０・・カバー、３２・・
・ケースの底部、３４・・・ケースの頂部、４０・・・
第１室、４２・・・第２室、５２・・・処理・給電回路
、４４・・・ダクト ｈ々・ｌ ｎり・２ Ｒ（・７ Ｆ偕、ｌρ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱膨張係数αを持つ支持体と、 電極が設けられた細長い圧電共振子と、この共振子を前
   記支持体へ緊着し、前記支持体へ加えられたひずみを前
   記共振子へその長さ方向沿いに伝えるための手段と、 を備え、 前記共振子は、その長さ方向沿いの熱膨張係数が事実上
   前揶αに等しいように切断される、 ひずみセンサ用検知素子。 ２、　共振子は、事実上長方形をしておりかつ前記共振
   子の各端にペースを定めるために前記長方形の長さより
   も短い長さを持つ縦長の中央スロットが形成され、両方
   のペースが前記中央スロットによって分けられた２つの
   平行、Ｓ−によって接続され、基本屈曲モードに応じて
   前記共振子を振動させるように電極が配置される特許請
   求の範囲第１項記載のびずみセンサ用検知素子。 ３　緊着手段は、共振子を囲むフレームを含み、前記共
   振子はそのペースによって前記フレームへ接続され、前
   記共振子および前記フレームは圧電物質で作った共通の
   板から切り出され、そして前記フレームは支持体に緊着
   される特許請求の範囲第２項記載のびずみセンサ用検知
   素子。 ４　共振子は電極が設けられたパーの形態をしており、
   このパーの一半を長くすると同時に他生を短くすること
   ができ、緊着手段は支持体へ緊着されたフレームを含み
   、前記ツク−の両端は前記フレームで頑丈にされ、前記
   ・々−および前記フレームは圧電物質で作った共通の板
   から切り出される特許請求の範囲第１項記載のびずみセ
   ンサ用検知素子。 ５　共振子は石英で作られ、支持体の熱膨張係数αは７
   ５〜１３．７　Ｘ　１０−６／”Ｃの範囲にある特許請
   求の範囲第１項記載のびずみセンサ用検知素子。 ６　共振子の主面は、石英のＺ軸と角θをなす軸２′と
   直角であり、前記角θは関係 αがｐｐｍ　／　’Ｃで表わされる特許請求の範囲第５
   項記載のＯ・ずみセンサ用検知素子。 ７、　αが１３〜１３．７　ｐｐｍ　／　℃の範囲内に
   ある特許請求の範囲第６項記載のびずみセンサ用検知素
   子。