JPS60216236A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
- Publication number
- JPS60216236A JPS60216236A JP7376784A JP7376784A JPS60216236A JP S60216236 A JPS60216236 A JP S60216236A JP 7376784 A JP7376784 A JP 7376784A JP 7376784 A JP7376784 A JP 7376784A JP S60216236 A JPS60216236 A JP S60216236A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- pressure
- pressure sensor
- frequency
- vibration mode
- Prior art date
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- Granted
Links
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
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0022—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
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】
産業上の利用分野
本発明は、圧電型の圧力センサに関する。本発明に係る
圧力センサは油圧計、水位計または血圧計等に使用され
る。
圧力センサは油圧計、水位計または血圧計等に使用され
る。
従来技術
この種の圧力センサは、振動板の一面側に圧電振動子を
一体に接合した複合振動子を使用し、この複合振動子を
含む自動発振回路を構成することにより、複合振動子を
構成する振動板に加わる圧力を、発振周波数の変化とし
て検出するものである。第１図はこの種の圧力センサの
一般的な電気回路接続図であり、ｌは複合振動子、２は
増幅器、０１〜Ｃ３はコンデンサ、Ｒ１−Ｒ４は抵抗、
ＶＲは可変抵抗、Ｖｃｃは直流電源電圧、３は出力端子
を示す。
一体に接合した複合振動子を使用し、この複合振動子を
含む自動発振回路を構成することにより、複合振動子を
構成する振動板に加わる圧力を、発振周波数の変化とし
て検出するものである。第１図はこの種の圧力センサの
一般的な電気回路接続図であり、ｌは複合振動子、２は
増幅器、０１〜Ｃ３はコンデンサ、Ｒ１−Ｒ４は抵抗、
ＶＲは可変抵抗、Ｖｃｃは直流電源電圧、３は出力端子
を示す。
前記複合振動子ｌは、例えば第２図及び第３図に示すよ
うに、円板状に形成された圧電磁器素体４の一面側の略
全面に電極５を設けると共に、他面側にギヤー２プＧ１
を隔てて電極６及び７を同軸状に形成した圧電振動子８
を使用し、この圧電振動子８の電極５側を円板状の振動
板９の一面上に同軸状に固着し、振動板９の全周縁を支
持体ｌＯによって支持固定した構造となっている。
うに、円板状に形成された圧電磁器素体４の一面側の略
全面に電極５を設けると共に、他面側にギヤー２プＧ１
を隔てて電極６及び７を同軸状に形成した圧電振動子８
を使用し、この圧電振動子８の電極５側を円板状の振動
板９の一面上に同軸状に固着し、振動板９の全周縁を支
持体ｌＯによって支持固定した構造となっている。
第１図の回路では、圧電振動子８の電極５と電ａｉ６と
の間に印加される電圧により、圧電振動子８に振動を発
生させ、それによって生じる電圧を電極７から増幅器２
の入力に帰還させることにより、自動発振動作を継続さ
せる。ここで、振動板９に加わる圧力が変化すると、そ
れにつれて振動板９の張力が変わり、共振周波数が変化
する。このため、電極７を通して増幅器２に入力される
帰還信号の周波数が変化し、発振周波数が変化する。従
って１発振周波数からそのときの圧力を検出することが
できる。
の間に印加される電圧により、圧電振動子８に振動を発
生させ、それによって生じる電圧を電極７から増幅器２
の入力に帰還させることにより、自動発振動作を継続さ
せる。ここで、振動板９に加わる圧力が変化すると、そ
れにつれて振動板９の張力が変わり、共振周波数が変化
する。このため、電極７を通して増幅器２に入力される
帰還信号の周波数が変化し、発振周波数が変化する。従
って１発振周波数からそのときの圧力を検出することが
できる。
従来技術の問題点
ところで、圧電振動子８の振動姿体には、節（ｎｏｄｅ
）が振動子の軸に対して同心円状に現われる節円と、節
が振動子の直径方向に線状に現われる節直径の２つの振
動モードがある。これらの節円及び節直径の数は振動子
の振動周波数が高くなればなる程、多く現われる。第４
図（Ａ）〜（Ｄ）は節円及び節直径の振動モードを示す
図で、第４図（Ａ）は節直径（イ）が２本で節円（ロ）
がＯのモードを、（Ｂ）は節直径（イ）が１本で節円（
ロ）が０のモードを、（Ｃ）は節直径（イ）が１木で節
円（ロ）が１つのモードを、更に（Ｄ）は節直径（イ）
がＯで節円（ロ）が１本のモードをそれぞれ示している
。
）が振動子の軸に対して同心円状に現われる節円と、節
が振動子の直径方向に線状に現われる節直径の２つの振
動モードがある。これらの節円及び節直径の数は振動子
の振動周波数が高くなればなる程、多く現われる。第４
図（Ａ）〜（Ｄ）は節円及び節直径の振動モードを示す
図で、第４図（Ａ）は節直径（イ）が２本で節円（ロ）
がＯのモードを、（Ｂ）は節直径（イ）が１本で節円（
ロ）が０のモードを、（Ｃ）は節直径（イ）が１木で節
円（ロ）が１つのモードを、更に（Ｄ）は節直径（イ）
がＯで節円（ロ）が１本のモードをそれぞれ示している
。
これらの節円（ロ）、節直径（イ）の振動モードが現わ
れると、節を境界にして逆相の振動を生じ、効率が低下
する。そこで、圧電振動子８を応用した電子装置、例え
ばブザー等においては、逆相振動を遮断するか、或いは
逆相振動を正相に変換する等の手段を取っている。
れると、節を境界にして逆相の振動を生じ、効率が低下
する。そこで、圧電振動子８を応用した電子装置、例え
ばブザー等においては、逆相振動を遮断するか、或いは
逆相振動を正相に変換する等の手段を取っている。
しかし、かかる従来技術を第１図〜第３図に示した圧電
型圧力センサに適用すると、圧力に対する周波数変化量
が小さくなると同時に、ヒステリシス量が大きくなり、
精度の高い圧力検出を行なうことが困難になる。
型圧力センサに適用すると、圧力に対する周波数変化量
が小さくなると同時に、ヒステリシス量が大きくなり、
精度の高い圧力検出を行なうことが困難になる。
本発明の目的
本発明は上述する従来からの問題点を解決し、圧力に対
する周波数変化量を増大させと同時にヒステリシス量を
小さくし、精度の高い圧力検出を行なうことができるよ
うにした圧力センサを提供することを目的とする。
する周波数変化量を増大させと同時にヒステリシス量を
小さくし、精度の高い圧力検出を行なうことができるよ
うにした圧力センサを提供することを目的とする。
本発明の構成
上記目的を達成するため、本発明は、圧電振動子と振動
板とより構成される複合振動子を含む発振劇路の発振周
波数が、前記複合振動子に加わる圧力によって変化する
ことを利用して圧力を検出する圧力センサにおいて、前
記複合振動子を、節直径（イ）を有する振動モードで振
動させることを特徴とする。
板とより構成される複合振動子を含む発振劇路の発振周
波数が、前記複合振動子に加わる圧力によって変化する
ことを利用して圧力を検出する圧力センサにおいて、前
記複合振動子を、節直径（イ）を有する振動モードで振
動させることを特徴とする。
即ち、第１図〜第３図に示すような圧力センサを構成す
る場合、第４図（Ａ）、（Ｂ）または（Ｃ）に示す節直
径（イ）の振動モードを積極的に利用し、複合振動子ｌ
を構成する圧電振動子８を、節直径（イ）の振動モード
を含むように振動させるのである。このような節直径（
イ）の振動は電極６．７のパターンを、例えば第６図及
び第７図に示すようなパターンとすることによって得ら
れる。
る場合、第４図（Ａ）、（Ｂ）または（Ｃ）に示す節直
径（イ）の振動モードを積極的に利用し、複合振動子ｌ
を構成する圧電振動子８を、節直径（イ）の振動モード
を含むように振動させるのである。このような節直径（
イ）の振動は電極６．７のパターンを、例えば第６図及
び第７図に示すようなパターンとすることによって得ら
れる。
圧電振動子８を節直径（イ）の振動モードで振動させる
と、圧力に対する周波数変化量を著しく増大させると同
時に、ヒステリシス量を小さくし、圧力測定精度を向上
させることが！きる。第５図は圧力センサの周波数−圧
力変化量特性図である０曲線Ｌｌは、第４図（Ａ）に示
した振動モード、即ち１節直径（イ）が２本で節円（ロ
）が０となる振動モードで励振した本発明に係る圧力セ
ンサの特性であり、曲線Ｌ２は第４図（Ｄ）に示した振
動モード、即ち、節直径（イ）が０で節円（ロ）が１つ
の振動モードの場合の特性である。
と、圧力に対する周波数変化量を著しく増大させると同
時に、ヒステリシス量を小さくし、圧力測定精度を向上
させることが！きる。第５図は圧力センサの周波数−圧
力変化量特性図である０曲線Ｌｌは、第４図（Ａ）に示
した振動モード、即ち１節直径（イ）が２本で節円（ロ
）が０となる振動モードで励振した本発明に係る圧力セ
ンサの特性であり、曲線Ｌ２は第４図（Ｄ）に示した振
動モード、即ち、節直径（イ）が０で節円（ロ）が１つ
の振動モードの場合の特性である。
曲線Ｌ１と曲線Ｌ２との比較から明らかなように、本発
明によれば、圧力に対する周波数変化量ΔＦを著しく増
大させることができる。
明によれば、圧力に対する周波数変化量ΔＦを著しく増
大させることができる。
本発明の効果
以上述べたように、本発明は、圧電振動子と振動板とよ
り構成される複合振動子を含む発振回路の発振周波数が
、前記複合振動子に加わる圧力によって変化することを
利用して圧力を検出する圧力センサにおいて 前記複合
振動子を節直径の振動モードで振動させることを特徴と
するから、圧力に対する周波数変化量を著しく増大させ
ると同時に、しステリシス量を小さくし、圧力測定精度
を向上させた圧力センサを提供することができる。
り構成される複合振動子を含む発振回路の発振周波数が
、前記複合振動子に加わる圧力によって変化することを
利用して圧力を検出する圧力センサにおいて 前記複合
振動子を節直径の振動モードで振動させることを特徴と
するから、圧力に対する周波数変化量を著しく増大させ
ると同時に、しステリシス量を小さくし、圧力測定精度
を向上させた圧力センサを提供することができる。
第１図は圧力センサの電気回路接続図、第２図は複合振
動子の平面図、第３図は同じくその断面図、第４図（Ａ
）〜（Ｉ））は圧電振動子の振動モードを示す図、第５
図は周波数−圧力変化量特性図、第６図は本発明に係る
圧力センサ用としてして使用し得る複合振動子の平面図
、第７図は同じくその断面図である。 １・・・複合振動子 ２・・・増幅器 ４・・・圧電磁器素体 ５，６．７・・・電極８・・・
圧電振動子 ９・・・振動板 第１図 第２図 第４ （Ａ） ＩＩ （８） （イ） 図 （Ｃ） １ （０） （Ω） ／ 第６０ １ 第７図
動子の平面図、第３図は同じくその断面図、第４図（Ａ
）〜（Ｉ））は圧電振動子の振動モードを示す図、第５
図は周波数−圧力変化量特性図、第６図は本発明に係る
圧力センサ用としてして使用し得る複合振動子の平面図
、第７図は同じくその断面図である。 １・・・複合振動子 ２・・・増幅器 ４・・・圧電磁器素体 ５，６．７・・・電極８・・・
圧電振動子 ９・・・振動板 第１図 第２図 第４ （Ａ） ＩＩ （８） （イ） 図 （Ｃ） １ （０） （Ω） ／ 第６０ １ 第７図
Claims (1)
- （１） 圧電振動子と振動板とより構成される複合振動
子を含む発振回路の発振周波数が、前記複合振動子に加
わる圧力によって変化することを利用して圧力を検出す
る圧力センサにおいて、前記複合振動子を節直径の振動
モードを含んで振動させることを特徴とする圧力センサ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7376784A JPS60216236A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7376784A JPS60216236A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60216236A true JPS60216236A (ja) | 1985-10-29 |
| JPH0582539B2 JPH0582539B2 (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=13527692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7376784A Granted JPS60216236A (ja) | 1984-04-12 | 1984-04-12 | 圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60216236A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57108724A (en) * | 1980-11-12 | 1982-07-06 | Centre Electron Horloger | Pressure converter |
-
1984
- 1984-04-12 JP JP7376784A patent/JPS60216236A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57108724A (en) * | 1980-11-12 | 1982-07-06 | Centre Electron Horloger | Pressure converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0582539B2 (ja) | 1993-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |