JPS6053829A - 圧力検出装置 - Google Patents
圧力検出装置Info
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- JPS6053829A JPS6053829A JP16148183A JP16148183A JPS6053829A JP S6053829 A JPS6053829 A JP S6053829A JP 16148183 A JP16148183 A JP 16148183A JP 16148183 A JP16148183 A JP 16148183A JP S6053829 A JPS6053829 A JP S6053829A
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- piezoelectric element
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
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- 238000002347 injection Methods 0.000 description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 13
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- G01L9/08—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 by making use of piezoelectric devices, i.e. electric circuits therefor
- G01L9/085—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 by making use of piezoelectric devices, i.e. electric circuits therefor with temperature compensating means
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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】
この発明は、例えばディーピルエンジン用の燃料噴射ポ
ンプの噴射圧力検出器として使用される圧電素子を使用
した圧力検出装置に関する。
ンプの噴射圧力検出器として使用される圧電素子を使用
した圧力検出装置に関する。
例えば、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御を実行する
場合、その燃料噴射状態を監視するＩこめにその燃料噴
射圧力を検出する必要がある。このような噴射圧力を検
出するセンサとして、圧力検出器が使用されるものであ
るが、この圧力検出器の検出素子としては、主として水
晶が利用される。
場合、その燃料噴射状態を監視するＩこめにその燃料噴
射圧力を検出する必要がある。このような噴射圧力を検
出するセンサとして、圧力検出器が使用されるものであ
るが、この圧力検出器の検出素子としては、主として水
晶が利用される。
しかし、最近ではＰＺＴ等のセラミック圧電素子が開発
され、この圧電素子が圧力検出素子として多く利用され
るようになってきている。このＰＺＴは、価格、圧電定
数等の面で水晶よりも優れているものであるため、この
種制御機器に利用することが望まれている。しかし、こ
の種圧電素子をエンジンの制御系等に使用する場合、こ
の圧電素子の温度特性が悪いものであるため、圧力検出
器としての使用環境、使用範囲に必然的に制約を受ける
状態となる。
され、この圧電素子が圧力検出素子として多く利用され
るようになってきている。このＰＺＴは、価格、圧電定
数等の面で水晶よりも優れているものであるため、この
種制御機器に利用することが望まれている。しかし、こ
の種圧電素子をエンジンの制御系等に使用する場合、こ
の圧電素子の温度特性が悪いものであるため、圧力検出
器としての使用環境、使用範囲に必然的に制約を受ける
状態となる。
第１図はこの種圧電素子の誘電率ε、単位応力ににおい
て発生する電荷量ｄ１同じく電圧ｑの温度特性を示す。
て発生する電荷量ｄ１同じく電圧ｑの温度特性を示す。
ここで、圧電素子が力Ｆを受けたときに検出される電圧
ＥＯは、 Ｅｏ ＝Ｑ／Ｃｅ ＝−ｄ／εＸＬ／ＳＸＦただし Ｌ
：圧電素子型ｔｉｉ間距離 Ｓ；圧電素子の面積 で表わされる。
ＥＯは、 Ｅｏ ＝Ｑ／Ｃｅ ＝−ｄ／εＸＬ／ＳＸＦただし Ｌ
：圧電素子型ｔｉｉ間距離 Ｓ；圧電素子の面積 で表わされる。
この発明は上記のＪ、うな点に鑑みイνされたもので、
温度特性を右でるＰＺＴ等の圧電素子を使用しながらも
、例えばディーげルエンジンの燃料噴射圧力検出器とし
て効果的に使用することができるように、上記湿度特性
を補償して、温度環境の悪いような状態であっても常に
正確な圧力を検出することができるようにする圧力検出
装置を提供しようとするものである。
温度特性を右でるＰＺＴ等の圧電素子を使用しながらも
、例えばディーげルエンジンの燃料噴射圧力検出器とし
て効果的に使用することができるように、上記湿度特性
を補償して、温度環境の悪いような状態であっても常に
正確な圧力を検出することができるようにする圧力検出
装置を提供しようとするものである。
すなわち、この発明に係る圧力検出装置は、圧電素子か
らの検出信号の供給されるインピーダンス変換回路に対
して、−に記圧電素子を含んで時定数を設定するコンデ
ンサを、上記圧電素子に対して並列となるように接続Ｅ
ノ、上記時定数を例えば１００ｍ５〜１秒に設定される
ようにして、圧電素子に存在する温度特性を補償するよ
うにしたものである。
らの検出信号の供給されるインピーダンス変換回路に対
して、−に記圧電素子を含んで時定数を設定するコンデ
ンサを、上記圧電素子に対して並列となるように接続Ｅ
ノ、上記時定数を例えば１００ｍ５〜１秒に設定される
ようにして、圧電素子に存在する温度特性を補償するよ
うにしたものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
２図はその構成を示すもので、例えばＰＺＴでなる圧電
素子１１の一方の電極はインピーダンス変換回路１２を
構成する電界効果型トランジスタ１３のゲート電極に接
続し、他方の電極は接地ＧＮＤに接続する。上記電界効
果型ｌ・ランジスタ１３のゲー１へ電極は、抵抗Ｒ１を
介して接地し、動作点電位を設定させるようにすると共
に、ソース電極には十Ｖｃｃ電源を接続し、ドレイン電
極は負荷抵抗Ｒ２を介して接地する。そして、上記抵抗
Ｒ２で発生される電圧信号を出力端子１４がら圧力検出
信号として取り出すようにする。
２図はその構成を示すもので、例えばＰＺＴでなる圧電
素子１１の一方の電極はインピーダンス変換回路１２を
構成する電界効果型トランジスタ１３のゲート電極に接
続し、他方の電極は接地ＧＮＤに接続する。上記電界効
果型ｌ・ランジスタ１３のゲー１へ電極は、抵抗Ｒ１を
介して接地し、動作点電位を設定させるようにすると共
に、ソース電極には十Ｖｃｃ電源を接続し、ドレイン電
極は負荷抵抗Ｒ２を介して接地する。そして、上記抵抗
Ｒ２で発生される電圧信号を出力端子１４がら圧力検出
信号として取り出すようにする。
ここで、上記圧電素子１１に対して並列どなるようにし
てコンデンサ１５を接続するもので、このコンデンサ１
５は圧電素子１１と共に時定数回路を構成するようにな
る。
てコンデンサ１５を接続するもので、このコンデンサ１
５は圧電素子１１と共に時定数回路を構成するようにな
る。
すなわち、圧電素子１１に対して圧力Ｐが加わると、こ
の圧電素子１１に電荷Ｑが発生する。この発生された電
荷Ｑは、適宜リード線を介してインピーダンス変換回路
１２に供給されるもので、この電荷Ｑはコンデンサ１５
に充電されて、電圧ＥＯに変換されるようになる。そし
て、この電圧ＥＯは電界効果型トランジスタ１３を介し
て抵抗Ｒ２の両端に発生され、この電圧信号は出力端子
１４がら圧力検出信号として取り出されるにうになる。
の圧電素子１１に電荷Ｑが発生する。この発生された電
荷Ｑは、適宜リード線を介してインピーダンス変換回路
１２に供給されるもので、この電荷Ｑはコンデンサ１５
に充電されて、電圧ＥＯに変換されるようになる。そし
て、この電圧ＥＯは電界効果型トランジスタ１３を介し
て抵抗Ｒ２の両端に発生され、この電圧信号は出力端子
１４がら圧力検出信号として取り出されるにうになる。
第３図は、圧電素子１１の等１ｉ１１ｉ回路を示すもの
で、Ｃｅは圧電素子の客間、Ｒａは同じく圧電素子の内
部抵抗を示し、コンデンサ１５の客間はｃｏとして示す
。
で、Ｃｅは圧電素子の客間、Ｒａは同じく圧電素子の内
部抵抗を示し、コンデンサ１５の客間はｃｏとして示す
。
いま、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの回転数が
３００〜２００ Ｏｒｌｌｍの範囲で変化するような状
態である場合、上記圧力検出装置でこの噴射圧力を検出
しようとすると、圧電素子１１の受圧部に加わる圧力Ｐ
は、第４図に示すＪ：うに断続的に変化する状態どなる
ものであり、またその加圧時間Ｔは約１〜１０ｍ５の範
囲であることが確認されている。
３００〜２００ Ｏｒｌｌｍの範囲で変化するような状
態である場合、上記圧力検出装置でこの噴射圧力を検出
しようとすると、圧電素子１１の受圧部に加わる圧力Ｐ
は、第４図に示すＪ：うに断続的に変化する状態どなる
ものであり、またその加圧時間Ｔは約１〜１０ｍ５の範
囲であることが確認されている。
ここで、第５図から明らかとなるように、上記加圧時間
Ｔど圧電素子１１を含んだ回路の時定数τの比τ／Ｔが
「１０」以上ないと正確な圧力を検出することが不可能
どなるものであり、時定数τが１００ｍ５以上必要であ
ることが確認される。ここで時定数τは次の式で表現さ
れる。
Ｔど圧電素子１１を含んだ回路の時定数τの比τ／Ｔが
「１０」以上ないと正確な圧力を検出することが不可能
どなるものであり、時定数τが１００ｍ５以上必要であ
ることが確認される。ここで時定数τは次の式で表現さ
れる。
ｒ＝ （Ｃｅ ＋Ｃｏ ）ｘＲｌ
５−
しかし、圧電素子の性質の１つに焦電効果があり、上記
回路の時定数τが１秒以上の状態となると、周囲温度の
変化がＭＭ倍信号して出力されるような状態となる。し
たがって、第２図に示した回路においてコンデンサ１５
を含めた回路の時定数τは、 １００ｍ５≦τ≦１秒 の範囲で選定する必要がある。
回路の時定数τが１秒以上の状態となると、周囲温度の
変化がＭＭ倍信号して出力されるような状態となる。し
たがって、第２図に示した回路においてコンデンサ１５
を含めた回路の時定数τは、 １００ｍ５≦τ≦１秒 の範囲で選定する必要がある。
前記第１図で説明したように、圧電素子の誘電率εおよ
び電荷量ｄの温度特性を一致させることによって、圧電
素子の検出電圧ＥＯは温度特性を持たない状態となる。
び電荷量ｄの温度特性を一致させることによって、圧電
素子の検出電圧ＥＯは温度特性を持たない状態となる。
したがって、圧電素子１１と並列にしたコンデンサ１５
によって等何面に誘電率εを変化させ、発生電圧の温度
特性ｄに一致さぜるようにすれば、出力電圧ＥＯの温度
補償を行なうようになるものである。すなわち、このコ
ンデンサ１５は温度補償用として作用するようになる。
によって等何面に誘電率εを変化させ、発生電圧の温度
特性ｄに一致さぜるようにすれば、出力電圧ＥＯの温度
補償を行なうようになるものである。すなわち、このコ
ンデンサ１５は温度補償用として作用するようになる。
第６図は温度補償用のコンデンサ１５を使用した場合の
効果を、コンデンサを使用しない場合と対比して示すも
ので、温度補償をしない場合は破線−〇− で示すように温度の変化と共に大きな誤差を発生する。
効果を、コンデンサを使用しない場合と対比して示すも
ので、温度補償をしない場合は破線−〇− で示すように温度の変化と共に大きな誤差を発生する。
これに対１ノで、コンデンサ“１５で温度補償を行なっ
た場合には、図に実線で示すように温度が変化しても出
力はほとんど変化せず、温度特性のない良好なものとす
ることができる。
た場合には、図に実線で示すように温度が変化しても出
力はほとんど変化せず、温度特性のない良好なものとす
ることができる。
以上のようにこの発明にＪ：れば、従来から温度特性が
悪いどされてきた圧電素子を用いた圧力検出装置におい
て、筒中に温度補償用のコンデンサを接続するのみで、
検出した出力電圧信号を効果的に補償することのできる
ものであり、例えばディーゼルエンジンの燃料噴射制御
のための噴射圧力検出機構どして、効果的に使用するこ
とができるものである。
悪いどされてきた圧電素子を用いた圧力検出装置におい
て、筒中に温度補償用のコンデンサを接続するのみで、
検出した出力電圧信号を効果的に補償することのできる
ものであり、例えばディーゼルエンジンの燃料噴射制御
のための噴射圧力検出機構どして、効果的に使用するこ
とができるものである。
第１図はこの発明で使用される圧電素子の温度特性を説
明する図、第２図はこの発明の一実流例に係る圧力検出
装置を説明する回路図、第３図は上記装置で使用される
圧電素子の等価回路を示す図、第４図は上記装置の使用
されるディーゼルエンジンの燃判噴剣ボブの作動状態を
説明する図、７− 第５図は上記噴射ポンプの動作状態に関連して圧電素子
部の時定数の必要条件を説明する図、第６図は上記実施
例に示した装置の効果を従来例と対比して示す図である
。 １１・・・圧電素子、１２・・・インピーダンス変換回
路、１３・・・電界効果型１〜ランジスタ、１５・・・
コンデンサ（温度補償用）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ８− 第２図 第３図 第５図 第６図
明する図、第２図はこの発明の一実流例に係る圧力検出
装置を説明する回路図、第３図は上記装置で使用される
圧電素子の等価回路を示す図、第４図は上記装置の使用
されるディーゼルエンジンの燃判噴剣ボブの作動状態を
説明する図、７− 第５図は上記噴射ポンプの動作状態に関連して圧電素子
部の時定数の必要条件を説明する図、第６図は上記実施
例に示した装置の効果を従来例と対比して示す図である
。 １１・・・圧電素子、１２・・・インピーダンス変換回
路、１３・・・電界効果型１〜ランジスタ、１５・・・
コンデンサ（温度補償用）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ８− 第２図 第３図 第５図 第６図
Claims (1)
- 外部圧力を検知する圧電素子と、この圧電素子からの検
出信号が供給される電界効果型１−ランジスタを含むイ
ンピーダンス変換回路と、上記圧電素子に並列的に設け
られこの圧電素子を含む回路の時定数を特定される範囲
に設定するコンデンサとを具備し、このコンデンサは上
記圧電素子に対する温度特性の温度補償に作用さＵられ
るようにしたことを特徴とする圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16148183A JPS6053829A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16148183A JPS6053829A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 圧力検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053829A true JPS6053829A (ja) | 1985-03-27 |
Family
ID=15735902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16148183A Pending JPS6053829A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 圧力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053829A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225228A (ja) * | 1985-07-25 | 1987-02-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関の圧力センサ− |
| JPS6410968A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Ueno Hiroshi | Method for thermally sterilizing package in semirigid container |
| JP2011133332A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Honda Motor Co Ltd | 圧電型力検出装置 |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP16148183A patent/JPS6053829A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6225228A (ja) * | 1985-07-25 | 1987-02-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関の圧力センサ− |
| JPS6410968A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Ueno Hiroshi | Method for thermally sterilizing package in semirigid container |
| JP2011133332A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Honda Motor Co Ltd | 圧電型力検出装置 |
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