JPS59231909A - 圧電結晶振動子 - Google Patents
圧電結晶振動子Info
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- JPS59231909A JPS59231909A JP59108727A JP10872784A JPS59231909A JP S59231909 A JPS59231909 A JP S59231909A JP 59108727 A JP59108727 A JP 59108727A JP 10872784 A JP10872784 A JP 10872784A JP S59231909 A JPS59231909 A JP S59231909A
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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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
- G01L1/162—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices using piezoelectric resonators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S73/00—Measuring and testing
- Y10S73/01—Vibration
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- General Physics & Mathematics (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】
〔発明の要約〕
圧電結晶振動子の励起装置および励起方法につき開示す
る。電気オシレータを二重末端音叉′［の圧電結晶に接
続して、これを空気中でその機械的共鳴振動数にて曲げ
方式で振動させる。新規な電極パターンはオシレータを
結晶に接続して、湿度変化が結晶の共鳴振動数に影響を
与えないようにする。この配置は、たとえば重量の４う
な力を測定するのに有用である。
る。電気オシレータを二重末端音叉′［の圧電結晶に接
続して、これを空気中でその機械的共鳴振動数にて曲げ
方式で振動させる。新規な電極パターンはオシレータを
結晶に接続して、湿度変化が結晶の共鳴振動数に影響を
与えないようにする。この配置は、たとえば重量の４う
な力を測定するのに有用である。
本発明は圧電結晶振動子に関し、さらに詳細には空気中
で作動する圧電結晶振動子のための電極パターンに関す
るものでめる。
で作動する圧電結晶振動子のための電極パターンに関す
るものでめる。
従来、各種の測定技術に有用な圧電結晶振動子が提案さ
れている。これらは７個もしくは一個の振動ビームを有
する圧電材料の試料を使用する。導電性材料の薄い被覆
を、この試料の表面に細々の形状で付着させる。これら
の被覆はｔ！パターンを形成し、このパターンを電気オ
シレータ回路に接続して圧電結晶を励起させ、共鳴振動
数にて振動させる。
れている。これらは７個もしくは一個の振動ビームを有
する圧電材料の試料を使用する。導電性材料の薄い被覆
を、この試料の表面に細々の形状で付着させる。これら
の被覆はｔ！パターンを形成し、このパターンを電気オ
シレータ回路に接続して圧電結晶を励起させ、共鳴振動
数にて振動させる。
さらに、結晶の共鳴振動数は、結晶を種々の刺戟にかけ
ると変化することも知られている。
ると変化することも知られている。
たとえば結晶がこれを変形させるような外力を受けると
、その共鳴振動数が変化し、その結果結晶に、接続され
た電気オシレータの出力振動数も変化する。オシレータ
振動数におけるこの変化を慣用の振動数識別回路により
検知して、加えられた力の指示を得ることができる。
、その共鳴振動数が変化し、その結果結晶に、接続され
た電気オシレータの出力振動数も変化する。オシレータ
振動数におけるこの変化を慣用の振動数識別回路により
検知して、加えられた力の指示を得ることができる。
単一ビームの石英結晶曲げ方式振動子がワイスポードに
係る米国特許第３．４１７０．弘θＯ号およびノリスに
係る米国特許第３．弘７２．！３６号公報に開示されて
いる。二重ビームの曲げ方式振動子は、エントレ−に係
る米国特許第３．２３ｇ、７ざり号およびエールニツス
に係る米国特許第≠、２／ ｊ、ｊ ７θ号公報に開示
されている。これら特許公報に開示された装置は、全て
共鳴の際の高インピダンろ′を示す。さらに、二重ビー
ム装置につき使用される電極パターンは、圧電結晶ビー
ムの全長に沿って横方向の電界を効果的に加えない。た
とえば、エールニッス特許は、ビーム長さの僅か４Ｌ≠
チのみに電界をかけるような電極パターンを開示してい
る。
係る米国特許第３．４１７０．弘θＯ号およびノリスに
係る米国特許第３．弘７２．！３６号公報に開示されて
いる。二重ビームの曲げ方式振動子は、エントレ−に係
る米国特許第３．２３ｇ、７ざり号およびエールニツス
に係る米国特許第≠、２／ ｊ、ｊ ７θ号公報に開示
されている。これら特許公報に開示された装置は、全て
共鳴の際の高インピダンろ′を示す。さらに、二重ビー
ム装置につき使用される電極パターンは、圧電結晶ビー
ムの全長に沿って横方向の電界を効果的に加えない。た
とえば、エールニッス特許は、ビーム長さの僅か４Ｌ≠
チのみに電界をかけるような電極パターンを開示してい
る。
これらのカドランスジューサは、ヘリウムまたはその他
の比較的不活性な気体を満たした減圧室もしくは密封室
で使用される。しかしながら、成る用途の場合、振動子
を空気中で操作して装置のコストを減少させることが望
ましい。しかしながら、これら従来の結晶の共鳴振動数
は湿度に対し敏感であって、空気中では測定誤差を生ず
ることが判明した。
の比較的不活性な気体を満たした減圧室もしくは密封室
で使用される。しかしながら、成る用途の場合、振動子
を空気中で操作して装置のコストを減少させることが望
ましい。しかしながら、これら従来の結晶の共鳴振動数
は湿度に対し敏感であって、空気中では測定誤差を生ず
ることが判明した。
シフ’ｃかツ”？−ｂ 共鳴の際の結晶インビダンスヲ
低下させ、全長に沿って結晶に横方向電界を有効に加え
、かつ共鳴振動数を湿度変化に対し比較的鈍感にするよ
うな新規な電極パターンが今回案出された。
低下させ、全長に沿って結晶に横方向電界を有効に加え
、かつ共鳴振動数を湿度変化に対し比較的鈍感にするよ
うな新規な電極パターンが今回案出された。
本発明の目的は、圧電結晶振動子のだめの新規な電極パ
ターンを提供することである。
ターンを提供することである。
さらに本発明の目的は、共鳴振動数を環境における湿度
変化に対し非鋭敏性にするような圧電結晶振動子のため
の新規な電極パターンを提供することである。
変化に対し非鋭敏性にするような圧電結晶振動子のため
の新規な電極パターンを提供することである。
本発明の他の目的は、湿度変化に対し非鋭敏性である新
規な圧電結晶カドランスジューサを提供することである
。
規な圧電結晶カドランスジューサを提供することである
。
さらに本発明の他の目的は、圧電結晶振動子を湿度変化
に対し非鋭敏性にする方法を提供することである。
に対し非鋭敏性にする方法を提供することである。
本発明の他の目的は、振動子が共鳴に際し低インビダン
スを示すような圧電結晶振動子のための電極パターンを
提供することである。
スを示すような圧電結晶振動子のための電極パターンを
提供することである。
さらに本発、明の目的は、全ビーム長さにわたり結晶へ
電界を有効に加えるような二重ビーム圧電結晶振動子の
だめの電極パターンを提供することである。
電界を有効に加えるような二重ビーム圧電結晶振動子の
だめの電極パターンを提供することである。
したがって、圧電材料で加工された長形の曲げ方式振動
子につき開示する。これは、二重末端音叉の形態であり
、上面と側面と底面とを有する。電極パターンはこれら
の表面上に付着されて、結晶の共鳴振動数を湿度変化に
対し非鋭敏性にする。この振動子は、オシレータ回路の
出力振動数が結晶の共鳴振動数に追随するようにオンレ
ータ回路へ接続することができる。結晶に対し軸線方向
に加えた圧縮力または引張力は共鳴振動数を変化させ、
それによりオシレータ出力振動数も変化させる。この振
動数変化を使用して、結晶に加えら九た力を測定するこ
とができる。
子につき開示する。これは、二重末端音叉の形態であり
、上面と側面と底面とを有する。電極パターンはこれら
の表面上に付着されて、結晶の共鳴振動数を湿度変化に
対し非鋭敏性にする。この振動子は、オシレータ回路の
出力振動数が結晶の共鳴振動数に追随するようにオンレ
ータ回路へ接続することができる。結晶に対し軸線方向
に加えた圧縮力または引張力は共鳴振動数を変化させ、
それによりオシレータ出力振動数も変化させる。この振
動数変化を使用して、結晶に加えら九た力を測定するこ
とができる。
第１図および第２図は、それぞれ圧電結晶振動子／の上
面と底面とを示している。この振動子は２つの巾広端部
りおよび／／の間に延在する矩形断面の長形ビーム３お
よびｊを備える。
面と底面とを示している。この振動子は２つの巾広端部
りおよび／／の間に延在する矩形断面の長形ビーム３お
よびｊを備える。
これらビーム３および！はほぼ平行であって、振動子の
７部に沿ってスロット７を画成する。
７部に沿ってスロット７を画成する。
この構造は、たとえば石英のよう外任童適当な圧電材料
で作成することができる。
で作成することができる。
端部りおよび／／を任意の周知方法で、？１１１定すべ
きパラメータ（たとえば力）に反応して運動する測定装
置における部材に接続することができる。圧縮力または
引張力を振動子に付与すると、その機械的共鳴振動数を
変化する。この振動数変化を検知して、測定すべきパラ
メータの大きさを示すことができる。
きパラメータ（たとえば力）に反応して運動する測定装
置における部材に接続することができる。圧縮力または
引張力を振動子に付与すると、その機械的共鳴振動数を
変化する。この振動数変化を検知して、測定すべきパラ
メータの大きさを示すことができる。
圧電振動子を励起させて、振動子の表面上の離間した電
極に対し電界をかけることにより、機械的共鳴振動数に
て振動させることができる。
極に対し電界をかけることにより、機械的共鳴振動数に
て振動させることができる。
この電界は、離間した′ｔＨ，極に接続されたオシレー
タ回路により与えられる。オシレータ振動数は圧電結晶
の機械的共鳴振動数に追随し、したがって結晶に加えら
れた力を示す。
タ回路により与えられる。オシレータ振動数は圧電結晶
の機械的共鳴振動数に追随し、したがって結晶に加えら
れた力を示す。
結晶の共鳴振動数は、この結晶が空気中で振動する場合
、湿度に依存することが判明した。
、湿度に依存することが判明した。
この湿度依存性は、適当な電極パターンにより減少させ
ることができる。したがって、共鳴振動数に対する湿度
の影響を最少限ドするような電極パターンを結晶上に形
成する。
ることができる。したがって、共鳴振動数に対する湿度
の影響を最少限ドするような電極パターンを結晶上に形
成する。
この電極パターンは、任意周知の被覆方法、たとえば真
空蒸着またはスパッタリングにより結晶の上面、側面お
よび底面に付着された一連の導電性ストリップを含む。
空蒸着またはスパッタリングにより結晶の上面、側面お
よび底面に付着された一連の導電性ストリップを含む。
第１図は、電極パターンの残部と同様にして端部／／に
形成されたｌ対の導電性パッド１３および／ｊを示して
いる。これら導電性パッドは、振動子をオシレータλと
接続するためのリードの結合個所として作用する。オシ
レータリード線を、たとえばハンダ付けまたは熱圧線接
着のような任意周知の技術によりパッド／３およびｉ、
ｔＫ後接続ることができる。
形成されたｌ対の導電性パッド１３および／ｊを示して
いる。これら導電性パッドは、振動子をオシレータλと
接続するためのリードの結合個所として作用する。オシ
レータリード線を、たとえばハンダ付けまたは熱圧線接
着のような任意周知の技術によりパッド／３およびｉ、
ｔＫ後接続ることができる。
第１図および第２図は、各パッド１３もしくはｌ！が圧
電結晶の上面、側面および底面ＶＣ付着された別々の電
極の端子であることを示している。パッド／３は導電性
ストリップ１７に接続され、このストリップ１７を直列
でストリップｌりおよびλ／に接続する。さらにストリ
ップ１７を直列でストリップ２３および、２ｊに接続す
る。ストリップ２３は、横方向に延在するストリップ２
りに接続されたストリップ、２７により、振動子の上部
へ接続される。ストリップ２りは直列でストリップ３１
と接続する。さらにストリップ２りはストリップ３３に
接続され、このストリップ３３はストリップ３７に終端
する横方向に延在したストリップ３ｊに接続される。
電結晶の上面、側面および底面ＶＣ付着された別々の電
極の端子であることを示している。パッド／３は導電性
ストリップ１７に接続され、このストリップ１７を直列
でストリップｌりおよびλ／に接続する。さらにストリ
ップ１７を直列でストリップ２３および、２ｊに接続す
る。ストリップ２３は、横方向に延在するストリップ２
りに接続されたストリップ、２７により、振動子の上部
へ接続される。ストリップ２りは直列でストリップ３１
と接続する。さらにストリップ２りはストリップ３３に
接続され、このストリップ３３はストリップ３７に終端
する横方向に延在したストリップ３ｊに接続される。
ス） ＋７ツプ／７は結晶の側面に付着されたｌ対のス
トリップ／７ａおよび／７ｂに接続される。これらスト
リップ７７ａおよび／７ｂは、ストリップ／７を結晶の
底部におけるストリップ３りに接続させる。ストリップ
３りは直列でストリツブグン、１１３，４Ｌｊ、グア、
４Ｌり、ｒｉおよびｊ３と接続され、かつストリップ！
夕に終端する。ストリップｊｊｍおよびｓｓｂはスロッ
ト７の内表面に付着されて、ストリップタよを振動子の
上面におけるストリップ６７と接続させる。
トリップ／７ａおよび／７ｂに接続される。これらスト
リップ７７ａおよび／７ｂは、ストリップ／７を結晶の
底部におけるストリップ３りに接続させる。ストリップ
３りは直列でストリツブグン、１１３，４Ｌｊ、グア、
４Ｌり、ｒｉおよびｊ３と接続され、かつストリップ！
夕に終端する。ストリップｊｊｍおよびｓｓｂはスロッ
ト７の内表面に付着されて、ストリップタよを振動子の
上面におけるストリップ６７と接続させる。
さらにストリップ３りを結晶の底面におけるストリップ
ｊ７．！り、Ｇ／および６３と直列接続する。ストリッ
プｔｅａおよび４Ｊｂを結晶の側面に付着させ、これに
よりストリップ１ ６３を結晶の上面にお
けるストリップ６りと接１ 続させる。
ｊ７．！り、Ｇ／および６３と直列接続する。ストリッ
プｔｅａおよび４Ｊｂを結晶の側面に付着させ、これに
よりストリップ１ ６３を結晶の上面にお
けるストリップ６りと接１ 続させる。
同様に、ストリップ２ｊｈはストリップ２Ｓおよび７１
を接続する。
を接続する。
バラ）”／ｊはストリップ／６に接続され、このストリ
ップ１６を直列でＡ）リップ／♂。
ップ１６を直列でＡ）リップ／♂。
、２０．２２および、２グと接続する。ストリップｉｔ
はス） ＩＪツブ２乙により結晶の上部に接続される。
はス） ＩＪツブ２乙により結晶の上部に接続される。
ストリップ２°乙をストリップ、２ｇに接続し、このス
トリップλｇを直列でストリップ３０．３コおよび３・
≠と接続する。さらにストリップ２ｇは直列でストリッ
プ３６に接続される。
トリップλｇを直列でストリップ３０．３コおよび３・
≠と接続する。さらにストリップ２ｇは直列でストリッ
プ３６に接続される。
ストリップ／４ａおよび／６ｂを結晶の側面に付着させ
て、ストリップ／６を結晶の底面におけるストリップ７
０と接続させる。ストリップλθａをスロット７の内表
面に付着させて、ストリップ２０をストリップ３ｇに接
続する。
て、ストリップ／６を結晶の底面におけるストリップ７
０と接続させる。ストリップλθａをスロット７の内表
面に付着させて、ストリップ２０をストリップ３ｇに接
続する。
ストリップ３ｇは直列でストリップ４１．ｏ、１１．２
゜４４！ 、４’Ａ 、４１．Ｉｒ、 ｊｔＯ、ｊｔ２
オよび！≠に接続すれる。ストリップｊ４１．＆および
ｔｐｂを結晶の側面に付着させて、ストリップＳａを結
晶の上面におけるストリップよ乙に接続する。さらにス
トリップ３ｇを直列でストリップｊｇ。
゜４４！ 、４’Ａ 、４１．Ｉｒ、 ｊｔＯ、ｊｔ２
オよび！≠に接続すれる。ストリップｊ４１．＆および
ｔｐｂを結晶の側面に付着させて、ストリップＳａを結
晶の上面におけるストリップよ乙に接続する。さらにス
トリップ３ｇを直列でストリップｊｇ。
１．０．６２および６≠と接続する。ストリップＡ１１
ｂおよび６４！ｂをスロット７の内表面に付着させて、
ストリップ６グを結晶の上面におけるストリップ６６と
接続させる。ストリップ３０＆および３０ｂを結晶の側
面に付着させて、結晶の上面におけるストリップ３０を
結晶の底面におけるストリップ４ｔ６と接続させる。同
様に、ス） ＩＪツブＪＡａｌｄストリップ３６および
７コを接続し、かくして振動子に形成される電極パター
ンを完結する。
ｂおよび６４！ｂをスロット７の内表面に付着させて、
ストリップ６グを結晶の上面におけるストリップ６６と
接続させる。ストリップ３０＆および３０ｂを結晶の側
面に付着させて、結晶の上面におけるストリップ３０を
結晶の底面におけるストリップ４ｔ６と接続させる。同
様に、ス） ＩＪツブＪＡａｌｄストリップ３６および
７コを接続し、かくして振動子に形成される電極パター
ンを完結する。
第３図は結晶の断面図であって、どのように導電性スト
リップ（たとえば、ストリップｓｐａ、６グ＊、ｊｊｈ
および６３ａ）が結晶の側面およびスロット７を包囲し
て結晶の上面および底面における電極パターンの部分を
接続するかをより明瞭に示している。第１図および第２
図は、薄いス） ＋７ソツとしての結晶の側面における
電極の包囲部分を示している。これらの薄いストリップ
が適していると判明したが、好ましくは空気中で操作す
る場合、これらを巾広にして上面におけるストリップの
要部を直接に底面におけるストリップの対応部分へ接続
する。
リップ（たとえば、ストリップｓｐａ、６グ＊、ｊｊｈ
および６３ａ）が結晶の側面およびスロット７を包囲し
て結晶の上面および底面における電極パターンの部分を
接続するかをより明瞭に示している。第１図および第２
図は、薄いス） ＋７ソツとしての結晶の側面における
電極の包囲部分を示している。これらの薄いストリップ
が適していると判明したが、好ましくは空気中で操作す
る場合、これらを巾広にして上面におけるストリップの
要部を直接に底面におけるストリップの対応部分へ接続
する。
たとえば、ストリップ／６は、結晶の側面にわたり点／
Ａａから／Ｇｂまで延在する単一の包囲ストリップによ
ってストリップ７０へ接Ｕｃすることができる。結晶の
共鳴振動数は、包囲ストリップにより多くの側面が覆わ
れる程ます゛ます湿度に対し非鋭敏性となることが判明
した。
Ａａから／Ｇｂまで延在する単一の包囲ストリップによ
ってストリップ７０へ接Ｕｃすることができる。結晶の
共鳴振動数は、包囲ストリップにより多くの側面が覆わ
れる程ます゛ます湿度に対し非鋭敏性となることが判明
した。
当業者には明らかなように、上記の説明に結晶の上面、
底面および側面に付着された′電極により曲げ方式にて
共鳴振動数で振動するよう励起される二重末端音叉の形
態の圧電結晶振動子に関する。記載した電極パターンは
、結晶の共鳴振動数を湿度に対し比較的非鋭敏性にする
ことが判明した。事実、感湿性は従来の振動子と比較し
て相当な程度大きく低下することが判明した。どうして
このような非ｌＡ躯性が生ずるのか明確でないが、理論
的には電極パターンが電極間の電界を結晶の内部に効果
的に閉じ込めるからである。したがって、僅かの電界し
か結晶を包囲する環境を通過せず、したがって湿度が殆
んどこの電界に影響を与えず、かくして結晶とオシレー
タとの間の相互作用にも殆んど影響を与えない。
底面および側面に付着された′電極により曲げ方式にて
共鳴振動数で振動するよう励起される二重末端音叉の形
態の圧電結晶振動子に関する。記載した電極パターンは
、結晶の共鳴振動数を湿度に対し比較的非鋭敏性にする
ことが判明した。事実、感湿性は従来の振動子と比較し
て相当な程度大きく低下することが判明した。どうして
このような非ｌＡ躯性が生ずるのか明確でないが、理論
的には電極パターンが電極間の電界を結晶の内部に効果
的に閉じ込めるからである。したがって、僅かの電界し
か結晶を包囲する環境を通過せず、したがって湿度が殆
んどこの電界に影響を与えず、かくして結晶とオシレー
タとの間の相互作用にも殆んど影響を与えない。
さらに、′電極パターンは上面と底面との両者における
各ビームの全長に沿って横方向の電界を結晶へ効果的に
接続することが明らかである。
各ビームの全長に沿って横方向の電界を結晶へ効果的に
接続することが明らかである。
何故なら、各ビームの全長は隣接する導電性ストリップ
を有し、各隣接ストリップは異なる４電性パツドに接続
されて、横方向に指向する電界が上面および底面の直下
における各ビームのほぼ全長にわたって存在するからで
ある。この結果、共鳴における低インピダンスが生じ、
かつ包囲電極によシ一層効果的に電界を結晶に閉じ込め
る。
を有し、各隣接ストリップは異なる４電性パツドに接続
されて、横方向に指向する電界が上面および底面の直下
における各ビームのほぼ全長にわたって存在するからで
ある。この結果、共鳴における低インピダンスが生じ、
かつ包囲電極によシ一層効果的に電界を結晶に閉じ込め
る。
最後に、各結晶ビームの上面における導電性ストリップ
のパターンはビームの上面における長手軸線に対し偶数
対称性であり、かつ各結晶ビームの底面における導電性
ストリップのパターンはビームの底面における長手軸線
に対し奇数対称性でるることが明らかである。
のパターンはビームの上面における長手軸線に対し偶数
対称性であり、かつ各結晶ビームの底面における導電性
ストリップのパターンはビームの底面における長手軸線
に対し奇数対称性でるることが明らかである。
本発明の上記構成によれば、空気中で使用する圧電結晶
振動子は、その共鳴振動数をａ１度変化に対し非鋭敏性
とすることができる。
振動子は、その共鳴振動数をａ１度変化に対し非鋭敏性
とすることができる。
第１図は圧電結晶振動子の平面図、
第２図はこの振動子の底面図、
第３図は第１図の振動子の３・−３線断面図である。
／・・・振動子 、ｚ・・・オシレータ３！
・・・ビーム ７・・・スロットＰ、／／・
・・９ｍ 部／３．／ｓ・・・バッド／Ａ、／７．／
Ｉ、／り、２０、．２／ 、２２．２３ 。 、２１１，２３，２１ｒ、２７．２ｇ、２り、３０，３
／。 ３２．３３，３１１，３１，３ｔ、３７，３１，３９゜
ｐｏ、グ／、１７２．≠３．グ≠、４ｔｔ、弘６．≠７
゜グざ、ゲタ、１０．ｊ／、ｊλ、３３，１４１．！ｊ
。
・・・ビーム ７・・・スロットＰ、／／・
・・９ｍ 部／３．／ｓ・・・バッド／Ａ、／７．／
Ｉ、／り、２０、．２／ 、２２．２３ 。 、２１１，２３，２１ｒ、２７．２ｇ、２り、３０，３
／。 ３２．３３，３１１，３１，３ｔ、３７，３１，３９゜
ｐｏ、グ／、１７２．≠３．グ≠、４ｔｔ、弘６．≠７
゜グざ、ゲタ、１０．ｊ／、ｊλ、３３，１４１．！ｊ
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）空気中における機械的共鳴振動数を有する圧電結
晶と、 この結晶を励起し空気中にてその機械的共鳴振動数で振
動させる励起手段と、 前記励起手段と前記結晶とを接続して、前記機械的共鳴
振動数を湿度変化に対し非感受性にする電極手段と、 からなることを特徴とする空気中で作動する圧電結晶振
動子。 （２）圧電結晶が二重末端音叉を形成する特許請求の範
囲第１項記載の振動子。 （３）圧電結晶が励起手段により励起された際、曲げ方
式で振動する特許請求の範囲第１項記載の振動子。 （４）二重末端音叉が互いに端部接続されて矩形スロッ
トを形成する第１および第λ長形ビームからなる特許請
求の範囲第２項記載の振動子。 （５）二重末端音叉が上面と底面と側面とを有し、かつ
電極手段が第１の所定パターンで形成された前記上面上
に付着された第１の導電性被覆と第２の所定パターンで
形成された底面上に付着された第２の導電性被覆とから
なり、前記第１および第２の被覆を第３の所定パターン
で形成された前記側面上に付着された第３の導電性被覆
により互いに導電接続してなる特許請求の範囲第ｊ項記
載の振動子。 （６）第１１第２および第３の所定パターンが互いに異
なる特許請求の範囲第ｊ項記載の振動子。 （７）結晶に力を加えて、その空気中における機械的共
鳴振動数を変化させる手段をさらに備える特許請求の範
囲第１項記載の振動子。 （８）励起手段を結晶振動子に接続して、その機械的共
鳴振動数を湿度変化に対し非感受性にすることを特徴と
する空気中にて機緘的共鳴振動数で振動させる圧電結晶
振動子の励起方法。 （９）力を結晶振動子に加えて、機械的共鳴振動数を変
化させる工程をさらに含む特許請求の範囲第ｇ項記載の
方法。 （１１接続工程が結晶振動子を導電性電極パターンで被
覆することを含む特許請求の範囲第ｇ項記載の方法。 αυ 励起信号を発生させ、かつこの励起信号を結晶振
動子に接続して、空気中で振動するこの振動子の機械的
共鳴振動数を湿度変化に対し非感受性にすることを特徴
とする、二重末端音叉の形態の圧電曲げ方式結晶振動子
の励起方法。 ａ３ 力を結晶振動子に加えて、この結晶振動子の機
械的共鳴振動数を変化させる工程をさらに含む特許請求
の範囲第１／項記載の方法。 （１３１圧電材料の第１の長形ビームと、） 前記第１ビームに対しほぼ平行な圧電材料の第２の長形
ビームとを備え、 前記第１および第２ビームはそれぞれ上面と底面とこれ
ら上面および底面を接続する側面とを備え、前記第１お
よび第２ビームを圧電材料の第１および第コ端部により
互いに接続して前記第１ビームと第２ビームとの間にス
ロットを形成し、さらに 前記第１端部に付着されたＭｌ導電性パッドと、 前記第１端部に付着されかつ前記第１４電性パツドから
絶縁された第２導電性パツドと、前記第１２４電性パツ
ドに接続されかつ前記第１および第２ビームの上面およ
び底面に付着された導電性ストリップからなり、前記導
電性ストリップを前記第１および嬉コビームの上面およ
び底面のほぼ全長にわたり長手方向に延在させた第１電
極パターンと、 前記第２４電性パツドに接続され、かつ前記第１および
第２ビームの上面および底面に付着され、前記第１電極
パターンから完全に絶縁されかつ前記第１および第２ビ
ームの上面および底面のほぼ全長にわたって長手方向に
延在する導電性ストリップからなる第、２電極パターン
と、 前記第１および第２ビームの側面に付着されかつ前記第
１および第λと一ムの上面に付着された前記第１′ｆＭ
、極パターンの１部を前記第１および第２ビームの前記
底面に付着された前記第１電極パターンの１部と接続さ
せる第１包囲電極パターンと、 前記第１および第コビームの側面に付着され、前記第１
包囲電極パターンから完全に絶縁され、かつ前記第１お
よび第コビームの前記上面上に付着された前記第、２電
極パターン、 の１部を前記第１および第λビームの底
面に付着された前記第２電極パターンの１部と接続する
第２包囲電極パターンと からなることを特徴とする圧電結晶振動子。 ■ 上面と底面と側面とを有する長形のほぼ矩形の圧電
結晶と、 （前記圧電結
晶の上面に付着された偶数対称性の第１電極パターンと
、 前記圧電結晶の底面に付着された奇数対称性の第２電極
パターンと、 前記側面に付着されて前記第１および第１電極パターン
を接続する包囲電極パターンとからなることを特徴とす
る圧電結晶振動子。 （１５１各ビームの上面に付着された導電性ストリップ
が、ビームの上面における長手軸線に対し偶数対称性で
あり、かつ各ビームの底面に付着された導電性ストリッ
プがビームの上面における長手軸線に対し奇数対称性で
ある特許請求の範囲第１３項記載の圧電結晶振動子。 ０６１ 振動子を空気中に設置した特許請求の範囲第
１３項記載の圧電結晶振動子。 ａｎ 振動子を空気中に設置した特許請求の範囲第７
４４項記載の圧電結晶振動子。 帥 振動子を空気中に設置した特許請求の範囲第１！項
記載の圧電結晶振動子。 ■ 振動子の共鳴振動数が湿度変化に対し非感受性であ
る特許請求の範囲第７６項記載の圧電結晶振動子。 ■ 振動子の共鳴振動数が湿度変化に対し非感受性であ
る特許請求の範囲第１７項記載の圧電結晶振動子。 （２１）振動子の共鳴振動数が湿度変化に対し非感受性
である特許請求の範囲第１♂項記載の圧電結晶振動子。 （２２）力を圧電材料に加えて振動子の機械的共鳴振動
数を変化させる手段をさらに備える特許請求の範囲第７
３項記載の圧ｉｔ結晶振動子。 （２３）力を圧電結晶に加えて振動子の機械的共鳴振動
数を変化させる手段をさらに４ｒｒ＃える特許請求の範
囲第７４を項記載の圧電結晶振動子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/499,772 US4531073A (en) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | Piezoelectric crystal resonator with reduced impedance and sensitivity to change in humidity |
| US499772 | 2000-02-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59231909A true JPS59231909A (ja) | 1984-12-26 |
Family
ID=23986643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108727A Pending JPS59231909A (ja) | 1983-05-31 | 1984-05-30 | 圧電結晶振動子 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4531073A (ja) |
| JP (1) | JPS59231909A (ja) |
| CA (1) | CA1209652A (ja) |
| CH (1) | CH664046A5 (ja) |
| DE (1) | DE3420320A1 (ja) |
| GB (1) | GB2141286B (ja) |
| HK (1) | HK18288A (ja) |
| SG (1) | SG97487G (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62141810A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 双ビ−ム圧電共振子の構造 |
| JPS62282254A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-12-08 | Miyota Seimitsu Kk | 音又型水晶温度・湿度センサ |
| JP2010074246A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Epson Toyocom Corp | 双音叉型圧電振動片 |
| JP2011217348A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-27 | Seiko Epson Corp | 振動片、センサー素子、センサーおよび電子機器 |
| JP2014042242A (ja) * | 2013-08-21 | 2014-03-06 | Seiko Epson Corp | 双音叉型圧電振動片 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6196812A (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品 |
| FR2685964B1 (fr) * | 1992-01-06 | 1996-06-07 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Capteur accelerometrique miniature a lames vibrant en flexion. |
| US5367217A (en) * | 1992-11-18 | 1994-11-22 | Alliedsignal Inc. | Four bar resonating force transducer |
| US6497152B2 (en) | 2001-02-23 | 2002-12-24 | Paroscientific, Inc. | Method for eliminating output discontinuities in digital pressure transducers and digital pressure transducer employing same |
| US6595054B2 (en) | 2001-05-14 | 2003-07-22 | Paroscientific, Inc. | Digital angular rate and acceleration sensor |
| US6826960B2 (en) | 2002-08-07 | 2004-12-07 | Quartz Sensors, Inc. | Triaxial acceleration sensor |
| US9038263B2 (en) | 2011-01-13 | 2015-05-26 | Delaware Capital Formation, Inc. | Thickness shear mode resonator sensors and methods of forming a plurality of resonator sensors |
| US8955382B2 (en) * | 2011-03-10 | 2015-02-17 | Honeywell International Inc. | High performance double-ended tuning fork |
| US8887567B2 (en) | 2011-12-20 | 2014-11-18 | Honeywell International Inc. | Double-ended tuning fork with outrigger excitation |
| US11474126B2 (en) | 2020-03-05 | 2022-10-18 | Quartz Seismic Sensors, Inc. | High precision rotation sensor and method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5574415A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Crystal transducer |
| JPS5574414A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Crystal transducer |
| JPS5797216A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-16 | Citizen Watch Co Ltd | Piezoelectric bending oscillator |
Family Cites Families (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2385896A (en) * | 1938-12-02 | 1945-10-02 | Beckerath Hans Von | Piezoelectric device |
| DE862778C (de) * | 1938-12-03 | 1953-01-12 | Siemens Ag | Elektrodenanordnung fuer piezoelektrische Schwingkristalle |
| US2289954A (en) * | 1942-01-08 | 1942-07-14 | Brush Dev Co | Leakage reducing means |
| US3131320A (en) * | 1959-12-23 | 1964-04-28 | Kinsekisha Lab Ltd | Audio-frequency crystal vibrator |
| NL266211A (ja) * | 1960-06-21 | |||
| US3238789A (en) * | 1961-07-14 | 1966-03-08 | Litton Systems Inc | Vibrating bar transducer |
| US3614677A (en) * | 1966-04-29 | 1971-10-19 | Ibm | Electromechanical monolithic resonator |
| US3479536A (en) * | 1967-03-14 | 1969-11-18 | Singer General Precision | Piezoelectric force transducer |
| US3513356A (en) * | 1967-06-27 | 1970-05-19 | Westinghouse Electric Corp | Electromechanical tuning apparatus particularly for microelectronic components |
| GB1229871A (ja) * | 1967-08-24 | 1971-04-28 | ||
| US3470400A (en) * | 1967-12-21 | 1969-09-30 | Singer General Precision | Single beam force transducer with integral mounting isolation |
| US3488530A (en) * | 1968-04-22 | 1970-01-06 | North American Rockwell | Piezoelectric microresonator |
| CH497691A (de) * | 1968-07-24 | 1970-10-15 | Sauter Kg August | Elektromechanischer Kraft-Frequenzwandler für Waagen |
| US3601639A (en) * | 1970-01-09 | 1971-08-24 | Bell Telephone Labor Inc | Low-temperature coefficient lithium tantalate resonator |
| US3672220A (en) * | 1970-02-12 | 1972-06-27 | Solartron Electronic Group | Force-transducers |
| DE2009379C3 (de) * | 1970-02-27 | 1975-01-30 | Gebrueder Junghans Gmbh, 7230 Schramberg | Piezoelektrischer Oszillator in Form einer Stimmgabel als Zeitnormal für zeithaltende Geräte |
| US3683213A (en) * | 1971-03-09 | 1972-08-08 | Statek Corp | Microresonator of tuning fork configuration |
| US3909641A (en) * | 1971-03-13 | 1975-09-30 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Holder device for a vibrator |
| DE2246511C3 (de) * | 1971-09-22 | 1975-11-27 | K.K. Suwa Seikosha, Tokio | Kristalldrehschwinger |
| US3745385A (en) * | 1972-01-31 | 1973-07-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Piezoelectric ceramic resonator |
| JPS49131088A (ja) * | 1973-04-16 | 1974-12-16 | Suwa Seikosha Kk | |
| US3946257A (en) * | 1973-09-17 | 1976-03-23 | Kabushiki Kaisha Daini Seikosha | Quartz crystal vibrator with partial electrodes for harmonic suppression |
| JPS5216991A (en) * | 1975-07-31 | 1977-02-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Structure of piezo oscillator |
| SU595845A1 (ru) * | 1975-11-04 | 1978-02-28 | Предприятие П/Я Х-5332 | Пьезоэлемент |
| JPS5275252A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-24 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Crystal oscillator circuit |
| SU587603A1 (ru) * | 1976-04-01 | 1978-01-05 | Предприятие П/Я В-2645 | Пьезоэлектрическое устройство |
| JPS52146588A (en) * | 1976-05-31 | 1977-12-06 | Matsushima Kogyo Kk | Quartz oscillator |
| JPS5323589A (en) * | 1976-08-18 | 1978-03-04 | Seiko Epson Corp | Crystal vibrator |
| JPS5851687B2 (ja) * | 1976-10-22 | 1983-11-17 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 音叉型水晶振動子 |
| JPS5832524B2 (ja) * | 1976-11-04 | 1983-07-13 | セイコーエプソン株式会社 | 音叉型水晶振動子の電極構造 |
| US4252839A (en) * | 1976-12-29 | 1981-02-24 | Citizen Watch Company Limited | Tuning fork-type quartz crystal vibrator and method of forming the same |
| JPS543488A (en) * | 1977-06-09 | 1979-01-11 | Citizen Watch Co Ltd | Electrode formation method for tuning-fork type crystal oscillator |
| GB2006520B (en) * | 1977-09-07 | 1982-06-30 | Suwa Seikosha Kk | Piezoelectric resonator |
| GB1600706A (en) * | 1977-09-17 | 1981-10-21 | Citizen Watch Co Ltd | Subminiature quartz crystal vibrator and method for manufacturing the same |
| JPS54148392A (en) * | 1978-05-12 | 1979-11-20 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Tuning fork type crystal oscillator |
| JPS55112017A (en) * | 1979-02-20 | 1980-08-29 | Seiko Epson Corp | Electrode of tuning fork type crystal oscillator |
| US4215570A (en) * | 1979-04-20 | 1980-08-05 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Miniature quartz resonator force transducer |
| GB2049188B (en) * | 1979-05-14 | 1984-02-01 | Rosemount Inc | Vibrating beam pressure sensor |
| FR2467487A1 (fr) * | 1979-10-15 | 1981-04-17 | Ebauches Sa | Resonateur piezoelectrique |
| JPS6316169Y2 (ja) * | 1979-11-22 | 1988-05-09 | ||
| US4321500A (en) * | 1979-12-17 | 1982-03-23 | Paroscientific, Inc. | Longitudinal isolation system for flexurally vibrating force transducers |
| US4372173A (en) * | 1980-10-20 | 1983-02-08 | Quartex, Inc. | Resonator force transducer |
| US4415827A (en) * | 1981-05-27 | 1983-11-15 | Statek Corporation | Microresonator of tuning fork configuration operating at its second overtone frequency |
| US4429248A (en) * | 1981-05-27 | 1984-01-31 | Statek Corporation | Mounting apparatus and method for piezoelectric tuning fork |
| US4469979A (en) * | 1983-05-27 | 1984-09-04 | Statek Corporation | Microresonator of double-ended tuning fork configuration |
-
1983
- 1983-05-31 US US06/499,772 patent/US4531073A/en not_active Expired - Fee Related
-
1984
- 1984-05-24 CA CA000455017A patent/CA1209652A/en not_active Expired
- 1984-05-25 GB GB08413494A patent/GB2141286B/en not_active Expired
- 1984-05-30 CH CH2674/84A patent/CH664046A5/de not_active IP Right Cessation
- 1984-05-30 JP JP59108727A patent/JPS59231909A/ja active Pending
- 1984-05-30 DE DE19843420320 patent/DE3420320A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-11-04 SG SG974/87A patent/SG97487G/en unknown
-
1988
- 1988-03-10 HK HK182/88A patent/HK18288A/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5574415A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Crystal transducer |
| JPS5574414A (en) * | 1978-11-29 | 1980-06-05 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Crystal transducer |
| JPS5797216A (en) * | 1980-12-09 | 1982-06-16 | Citizen Watch Co Ltd | Piezoelectric bending oscillator |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282254A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-12-08 | Miyota Seimitsu Kk | 音又型水晶温度・湿度センサ |
| JPS62141810A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 双ビ−ム圧電共振子の構造 |
| JP2010074246A (ja) * | 2008-09-16 | 2010-04-02 | Epson Toyocom Corp | 双音叉型圧電振動片 |
| JP2011217348A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-27 | Seiko Epson Corp | 振動片、センサー素子、センサーおよび電子機器 |
| JP2014042242A (ja) * | 2013-08-21 | 2014-03-06 | Seiko Epson Corp | 双音叉型圧電振動片 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK18288A (en) | 1988-03-18 |
| DE3420320A1 (de) | 1984-12-06 |
| GB2141286B (en) | 1987-07-22 |
| CA1209652A (en) | 1986-08-12 |
| US4531073A (en) | 1985-07-23 |
| GB8413494D0 (en) | 1984-07-04 |
| GB2141286A (en) | 1984-12-12 |
| CH664046A5 (de) | 1988-01-29 |
| SG97487G (en) | 1989-05-26 |
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|---|---|---|
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