JPS6033041A - 圧電振動子を用いたセンサ - Google Patents
圧電振動子を用いたセンサInfo
- Publication number
- JPS6033041A JPS6033041A JP14158883A JP14158883A JPS6033041A JP S6033041 A JPS6033041 A JP S6033041A JP 14158883 A JP14158883 A JP 14158883A JP 14158883 A JP14158883 A JP 14158883A JP S6033041 A JPS6033041 A JP S6033041A
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- Japan
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- humidity
- crystal oscillator
- decreases
- piezoelectric vibrator
- tensile strength
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/10—Measuring moisture content, e.g. by measuring change in length of hygroscopic filament; Hygrometers
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
本発明は圧電振動子を用いたセンサ”に関するものであ
る。
る。
従来、圧電振動子を用いた湿度センサは、圧電振動子に
毛髪などの感湿部材を連結して張力をかけておき、湿度
が変化すると毛髪が伸縮し、毛髪の張力変化により共振
周波数が変動することを利用し測定していた。この場合
圧電振動子が露出していると結露や塵埃などにより共振
周波数が変化し、正確な湿度測定が行えないという欠点
があった。
毛髪などの感湿部材を連結して張力をかけておき、湿度
が変化すると毛髪が伸縮し、毛髪の張力変化により共振
周波数が変動することを利用し測定していた。この場合
圧電振動子が露出していると結露や塵埃などにより共振
周波数が変化し、正確な湿度測定が行えないという欠点
があった。
本発明は上記欠点を除去するものであり、少なくとも毛
髪などのセンサ材料またはその連結部と接触する部分が
軟質である封入部材により圧電振動子を封入し、正確な
検出対象の測定を可能としたセンサを提供するものであ
る。
髪などのセンサ材料またはその連結部と接触する部分が
軟質である封入部材により圧電振動子を封入し、正確な
検出対象の測定を可能としたセンサを提供するものであ
る。
以下本発明の実施例を詳細に説明する。
第１〜２図は本発明を湿度センサに用いた実施例を示し
、１はセラミックなどの基板である。基板１上には配線
パターン２が形成されており、入カバターン２α、２ｈ
、出カバターン２１？、保持パターン２ｄ、２ｇから構
成される。３は圧電振動子であるＡＴカット水晶振動子
であり、長手方向がＸ軸方向と一致する短冊状をしてい
る。水晶振動子３にはその両主面に駆動電極４，４が設
けである。５，５は保持端子であり、一端は水晶振動子
３の両主面に駆動電極４，４のそれぞれに導通状態に固
着してあり、他端は保持パターン２ｄ、２ｇの透孔に挿
入して固定しである。水晶振動子３は上記のように保持
端子５．５により片持保持され、電界を印加されるよう
に基板１に取付けられている。６はセンサ材料である毛
髪であり、その両端部が基板１に固定されている。水晶
振動子３の自由端には接着剤などにより連結線７の一端
が固着してあり、この連結線７の他端と毛髪６の中央部
との間にバネ８が張設されている。このためバネ８によ
り与えられた毛髪乙の張力は連結線７を介して水晶振動
子乙に与えられている。９は水晶振動子３を封入する封
入部材であり、筒部９αと、筒部９αの一端部にて保持
端子５．５を街着するシール材９ｂと、筒部９αの他端
部に封着され連結線７を貫通して封着する軟質のキャッ
プ９Ｃとから構成される。このため連結された毛髪６．
バネ８．連結線７の張力が湿度の変化によって変動して
も、封入部材９のキャップ９ｃは軟質であるため張力変
動を水晶振動子３に正確に伝達する。キャップ９ｃは軟
質のシリコン樹脂などが用いられ、伸縮可能に蛇腹状と
することも可能である。封入部材９の内部は真空に近い
状態、あるいは不活性ガス置換がされている。１０は集
積回路素子であり、水晶振動子３の発振回路を含んでお
り、基板１に固着されモールド材１１にてモールドされ
ている。
、１はセラミックなどの基板である。基板１上には配線
パターン２が形成されており、入カバターン２α、２ｈ
、出カバターン２１？、保持パターン２ｄ、２ｇから構
成される。３は圧電振動子であるＡＴカット水晶振動子
であり、長手方向がＸ軸方向と一致する短冊状をしてい
る。水晶振動子３にはその両主面に駆動電極４，４が設
けである。５，５は保持端子であり、一端は水晶振動子
３の両主面に駆動電極４，４のそれぞれに導通状態に固
着してあり、他端は保持パターン２ｄ、２ｇの透孔に挿
入して固定しである。水晶振動子３は上記のように保持
端子５．５により片持保持され、電界を印加されるよう
に基板１に取付けられている。６はセンサ材料である毛
髪であり、その両端部が基板１に固定されている。水晶
振動子３の自由端には接着剤などにより連結線７の一端
が固着してあり、この連結線７の他端と毛髪６の中央部
との間にバネ８が張設されている。このためバネ８によ
り与えられた毛髪乙の張力は連結線７を介して水晶振動
子乙に与えられている。９は水晶振動子３を封入する封
入部材であり、筒部９αと、筒部９αの一端部にて保持
端子５．５を街着するシール材９ｂと、筒部９αの他端
部に封着され連結線７を貫通して封着する軟質のキャッ
プ９Ｃとから構成される。このため連結された毛髪６．
バネ８．連結線７の張力が湿度の変化によって変動して
も、封入部材９のキャップ９ｃは軟質であるため張力変
動を水晶振動子３に正確に伝達する。キャップ９ｃは軟
質のシリコン樹脂などが用いられ、伸縮可能に蛇腹状と
することも可能である。封入部材９の内部は真空に近い
状態、あるいは不活性ガス置換がされている。１０は集
積回路素子であり、水晶振動子３の発振回路を含んでお
り、基板１に固着されモールド材１１にてモールドされ
ている。
第３図は水晶振動子３の発振回路の一例のＣＭＯＢ発振
回路を示している。１２はＣＭＯＳインバータ、１３は
抵抗、１４．１４は負荷容量である。
回路を示している。１２はＣＭＯＳインバータ、１３は
抵抗、１４．１４は負荷容量である。
第４図はＡＴカット水晶振動子に外方を印加したときの
共振周波数の変化率を示している。同図において直線１
５は水晶振動子にＸ軸方向に押力を加えた、場合を示し
、約０． ｊ 〜０．２ Ｐ Ｐ’Ｍ／ｌ（Ｄ変化率を
示す。直線１′６はＸ軸方向に押力を加えた場合を示し
、約−０，０６Ｐ’Ｐ Ｍ ／ ｔの変化率を示す。
共振周波数の変化率を示している。同図において直線１
５は水晶振動子にＸ軸方向に押力を加えた、場合を示し
、約０． ｊ 〜０．２ Ｐ Ｐ’Ｍ／ｌ（Ｄ変化率を
示す。直線１′６はＸ軸方向に押力を加えた場合を示し
、約−０，０６Ｐ’Ｐ Ｍ ／ ｔの変化率を示す。
つぎに湿度の測定について述べる。いま湿度がＨａ（％
）のときの水晶発振回路の出力周波数をｆｏ（Ｈｚ）と
する。湿度が増加すると毛髪乙に湿気が吸着し、毛髪６
はわずかに伸びる。これによりバネ８の張力か減少し、
連結線７を介して水晶振動子３への張力が減少する。張
力が減少すると、言換えると押力が増加すると水晶振動
子３の共振周波数は第４図示の直線１５に沿って増加し
）ｆｏ＋Δｆ（Ｈｚ）となる。また湿度が減少すると毛
髪６は縮み、連結線７の張力は増加する。
）のときの水晶発振回路の出力周波数をｆｏ（Ｈｚ）と
する。湿度が増加すると毛髪乙に湿気が吸着し、毛髪６
はわずかに伸びる。これによりバネ８の張力か減少し、
連結線７を介して水晶振動子３への張力が減少する。張
力が減少すると、言換えると押力が増加すると水晶振動
子３の共振周波数は第４図示の直線１５に沿って増加し
）ｆｏ＋Δｆ（Ｈｚ）となる。また湿度が減少すると毛
髪６は縮み、連結線７の張力は増加する。
張力が増加することは押力が減少することであり、水晶
発振器の出力周波数は第４図示の直線１５に沿って減少
し、ｆｏ−Δｆ（Ｈｚ）となる。このようにして湿度を
出力周波数に変換して湿度を測定するのである。
発振器の出力周波数は第４図示の直線１５に沿って減少
し、ｆｏ−Δｆ（Ｈｚ）となる。このようにして湿度を
出力周波数に変換して湿度を測定するのである。
湿度センサに用いる水晶振動子において、封入部材の軟
質のキャップから発散されるアウトガスによる共振−周
波数の経時変化は数ＰＰＭ以内であり、湿度測定時にお
ける共振周波数の変化は数百ＰＰＭ程度であるため封入
部材の影響はほとんど受けない。
質のキャップから発散されるアウトガスによる共振−周
波数の経時変化は数ＰＰＭ以内であり、湿度測定時にお
ける共振周波数の変化は数百ＰＰＭ程度であるため封入
部材の影響はほとんど受けない。
なお封入部材は、圧電振動子の全周を軟質のモールド材
にて覆うようにしてもよい。さらに基板上にキャップを
被せ、圧電振動子、集積回路素子を封入するようにする
ことも可能である。
にて覆うようにしてもよい。さらに基板上にキャップを
被せ、圧電振動子、集積回路素子を封入するようにする
ことも可能である。
そして本実施例では検出対象として湿度の例を示したが
、温度など他の検出対象にも適用できる。すなわち湿度
、温度その他の検出対象の変化により長さの変わるセン
サ材料を張力を与えて圧電振動子に連結し、張力の変化
を圧電振動子の共振周波数の変化として測定すればよい
のである。
、温度など他の検出対象にも適用できる。すなわち湿度
、温度その他の検出対象の変化により長さの変わるセン
サ材料を張力を与えて圧電振動子に連結し、張力の変化
を圧電振動子の共振周波数の変化として測定すればよい
のである。
また毛髪などのセンサ材料を圧電振動子に直接連結して
張力をかけるようにしてもよい。
張力をかけるようにしてもよい。
さらに水晶振動子の２′軸方向に張力をかけ゛るように
することもできる。この場合、張力が変化すると第４図
示の直線１６に沿って共振周波数が変化するため、前記
説明とは反対に湿度が増加すφと共振周波数は減少し、
湿度が減少すると共振周波数は増加する。そしてこのと
きは周波数変化率が小さいため測定精度は若干低くなる
。
することもできる。この場合、張力が変化すると第４図
示の直線１６に沿って共振周波数が変化するため、前記
説明とは反対に湿度が増加すφと共振周波数は減少し、
湿度が減少すると共振周波数は増加する。そしてこのと
きは周波数変化率が小さいため測定精度は若干低くなる
。
以上述べたように本発明によれば、圧電振動子は封入部
材により封入されているため、周囲の影響を受けず高精
度な検出対象の測定ができる。また封入部材−はセンサ
材料またはその連結部との接触部が軟質であるため、セ
ンサ材料の張力の変動を正確に圧電振動子に伝えること
ができる。
材により封入されているため、周囲の影響を受けず高精
度な検出対象の測定ができる。また封入部材−はセンサ
材料またはその連結部との接触部が軟質であるため、セ
ンサ材料の張力の変動を正確に圧電振動子に伝えること
ができる。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は一部切断平面
図、第２図は一部切断正面図、第３図は発振回路図、第
４図はＡＴカット水晶振動子に印加される外力と共振周
波数変化率とを示す特性図である。 ６・・・・・・水晶振動子 ６・・・・・・毛 髪 ７・・・・・・連結線 ８・・・・・・バ ネ ９・・・・・・封入部材 １２・・・・・・０Ｍ０Ｓインバータ １３・・−・・・抵 抗 １４・・・・・・負荷容量 以 上 出願人 株式会社 精工台 代理人 弁理士 最上 務
図、第２図は一部切断正面図、第３図は発振回路図、第
４図はＡＴカット水晶振動子に印加される外力と共振周
波数変化率とを示す特性図である。 ６・・・・・・水晶振動子 ６・・・・・・毛 髪 ７・・・・・・連結線 ８・・・・・・バ ネ ９・・・・・・封入部材 １２・・・・・・０Ｍ０Ｓインバータ １３・・−・・・抵 抗 １４・・・・・・負荷容量 以 上 出願人 株式会社 精工台 代理人 弁理士 最上 務
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 圧電振動子と、 この圧電振動子に張力を与えられて連結され、検出対象
の変化によりその張力が変化するセンサ材料と、 上記圧電振動子を封入し、上記センサ材料またはその連
結部との接触部が軟質である封入部材と上記圧電振動子
の発振回路と を具備し、上記発振回路の出力周波数により検出対象を
測定することを特徴とする圧電振動子を用いたセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158883A JPS6033041A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 圧電振動子を用いたセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158883A JPS6033041A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 圧電振動子を用いたセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033041A true JPS6033041A (ja) | 1985-02-20 |
Family
ID=15295496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14158883A Pending JPS6033041A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 圧電振動子を用いたセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033041A (ja) |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP14158883A patent/JPS6033041A/ja active Pending
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