JPS61233335A - 圧力検出装置 - Google Patents
圧力検出装置Info
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- JPS61233335A JPS61233335A JP7394885A JP7394885A JPS61233335A JP S61233335 A JPS61233335 A JP S61233335A JP 7394885 A JP7394885 A JP 7394885A JP 7394885 A JP7394885 A JP 7394885A JP S61233335 A JPS61233335 A JP S61233335A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 abstract description 9
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- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (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】
(産業上の利用分野)
本発明は、周期的に加わる圧力を圧電素子の圧電効果を
利用して検出する圧力検出装置に関し、特に、発生電圧
を発振周波数の変化として取り出すことができ、例えば
、自動車のサスペンションに加わる圧力を検出すること
により、自動車のサスペンションコントロールに応用す
ることができる。
利用して検出する圧力検出装置に関し、特に、発生電圧
を発振周波数の変化として取り出すことができ、例えば
、自動車のサスペンションに加わる圧力を検出すること
により、自動車のサスペンションコントロールに応用す
ることができる。
(従来の技術)
従来、ピエゾ素子の圧電効果を利用した圧力検出装置は
、発生するアナログ電圧を直接検出することにより、あ
るいは増幅器等によって増幅した電圧により圧力を検出
するようになっている。しかし、電圧の取り出し線が長
い場合は、外来ノイズにより、正確な電圧検出が不可能
であった。
、発生するアナログ電圧を直接検出することにより、あ
るいは増幅器等によって増幅した電圧により圧力を検出
するようになっている。しかし、電圧の取り出し線が長
い場合は、外来ノイズにより、正確な電圧検出が不可能
であった。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、圧電素子によって圧力を検出する装置におい
て、圧電素子より出力される検出圧力に応じた信号を正
確に検出できるようにするためになされたものである。
て、圧電素子より出力される検出圧力に応じた信号を正
確に検出できるようにするためになされたものである。
(問題点が解決するための手段)
そこで、本発明では、圧電素子より出力される電圧を電
源として使用し、電源電圧の変化を、パルス発振回路の
発振周波数変化として信号伝達を行なうという技術手段
を採用する。
源として使用し、電源電圧の変化を、パルス発振回路の
発振周波数変化として信号伝達を行なうという技術手段
を採用する。
(作用)
上記技術手段を作用することにより、検出の対象となる
圧力が連続的に変化すると、それに応じて圧電素子の出
力電圧も連続的に変化する。従ってパルス発振回路の電
源電圧が連続的に変化することになり、これによってパ
ルス発振周波数、つまり一定時間に出力されるパルス数
が変化する。
圧力が連続的に変化すると、それに応じて圧電素子の出
力電圧も連続的に変化する。従ってパルス発振回路の電
源電圧が連続的に変化することになり、これによってパ
ルス発振周波数、つまり一定時間に出力されるパルス数
が変化する。
よって、上記圧力変化は、発振回路から出力されるパル
スを判別することにより検出できる。
スを判別することにより検出できる。
(発明の効果)
したがって、本発明によれば、圧力に応じた検出信号を
ディジタル信号に変換するため、信号を伝送する場合、
外部ノイズからの影響を受けにくく、正確な圧力検出が
可能となる。また、ディジタル信号に変換されるため、
例えば検出した圧力に基づきあるアクチュエータを制御
するためにマイクロコンピュータ等を使用する際、特別
なり−A変換回路が不必要になり、回路構成を簡略化で
きる。また、検出素子である圧電素子が、発振回路駆動
用の電源となるため、パルス発振回路を駆動するための
他の電源が不必要となる。また、発振作用を利用し、発
振回路にアンテナを設ければ、パルス発振信号を電波と
して出力することができ、信号伝達線等を排除できる。
ディジタル信号に変換するため、信号を伝送する場合、
外部ノイズからの影響を受けにくく、正確な圧力検出が
可能となる。また、ディジタル信号に変換されるため、
例えば検出した圧力に基づきあるアクチュエータを制御
するためにマイクロコンピュータ等を使用する際、特別
なり−A変換回路が不必要になり、回路構成を簡略化で
きる。また、検出素子である圧電素子が、発振回路駆動
用の電源となるため、パルス発振回路を駆動するための
他の電源が不必要となる。また、発振作用を利用し、発
振回路にアンテナを設ければ、パルス発振信号を電波と
して出力することができ、信号伝達線等を排除できる。
(実施例)
第1図は本装置を自動車のサスペンションの1例である
コイルスプリングの動きを検出する装置に応用した一実
施例の構成図であり、5oは自動車のボデー、10は自
動車のポデー50に取付けられた後述する検出信号変換
部を収納したハウジング、20は前記ハウジング1oに
一端を固定され、圧電素子が組込まれた検出部であり、
3oはコイルスプリング40に図示されていない一端が
固定された弾力性のある材質(例えばゴム等)で構成さ
れたダンパであり、ダンパ30の他端は前述した検知部
20に接触している。したがって、このダンパ30によ
って、検出部20にはコイルスプリング40に加わる圧
力変動が伝達される。
コイルスプリングの動きを検出する装置に応用した一実
施例の構成図であり、5oは自動車のボデー、10は自
動車のポデー50に取付けられた後述する検出信号変換
部を収納したハウジング、20は前記ハウジング1oに
一端を固定され、圧電素子が組込まれた検出部であり、
3oはコイルスプリング40に図示されていない一端が
固定された弾力性のある材質(例えばゴム等)で構成さ
れたダンパであり、ダンパ30の他端は前述した検知部
20に接触している。したがって、このダンパ30によ
って、検出部20にはコイルスプリング40に加わる圧
力変動が伝達される。
なお、コイルスプリング40の側方には、図示しないシ
ョックアブソーバが設けられており、車輪とボディ50
の間に作用する路面からくる衝撃は、このショックアブ
ソーバとコイルスプリング50とによって緩和するよう
に構成されており、上述のダンパ30は、衝撃緩和用と
してではなく、コイルスプリング40の圧力変動を検出
部20に伝達するために設けられている。
ョックアブソーバが設けられており、車輪とボディ50
の間に作用する路面からくる衝撃は、このショックアブ
ソーバとコイルスプリング50とによって緩和するよう
に構成されており、上述のダンパ30は、衝撃緩和用と
してではなく、コイルスプリング40の圧力変動を検出
部20に伝達するために設けられている。
第2図は、ハウジング10内に組込まれた前記検出信号
変換部300の電気結線図を示すものであり、22 a
、 22 b、 22 cはインバータゲート、2
3a、23bは抵抗、23dはコンデンサであり、イン
バータゲート22、抵抗及びコンデンサ23で公知の抵
抗容量型のパルス発振回路23を構成している。21a
はダイオード、21bはコンデンサであり、平滑回路2
1を構成する。
変換部300の電気結線図を示すものであり、22 a
、 22 b、 22 cはインバータゲート、2
3a、23bは抵抗、23dはコンデンサであり、イン
バータゲート22、抵抗及びコンデンサ23で公知の抵
抗容量型のパルス発振回路23を構成している。21a
はダイオード、21bはコンデンサであり、平滑回路2
1を構成する。
平滑回路21は後述する検出部20に組み込まれた圧電
素子130からの交流電圧信号を平滑して一定電圧Vを
出力する。また21Cは抵抗、21dはツェナーダイオ
ードであり、前記電圧Vが一定値以上とならないように
電圧を制限する。この電圧■は、前記パルス発振回路2
3の電源となっている。
素子130からの交流電圧信号を平滑して一定電圧Vを
出力する。また21Cは抵抗、21dはツェナーダイオ
ードであり、前記電圧Vが一定値以上とならないように
電圧を制限する。この電圧■は、前記パルス発振回路2
3の電源となっている。
第3図は、前記検出部20の構造を示す図であり、10
0は前記ダンパ(第1図図示)30に固定された可動片
であり、ガイド120内を第3図の矢印S方向に移動可
能に配置されている。ガイド120は前記ハウジング(
第1図図示)10に固定されたスタンド110に固定さ
れている。なお上記可動片100.ガイド120.スタ
ッド110は、剛性の高い例えば、しんちゅう、ステン
レス等を使用する。130は一端をスタッド110に固
定され、他端を可動片100に固定された圧電素子であ
る。圧電素子130の電極は、配線140及び141で
ターミナル150及び前記スタッド110に接続されて
いる。
0は前記ダンパ(第1図図示)30に固定された可動片
であり、ガイド120内を第3図の矢印S方向に移動可
能に配置されている。ガイド120は前記ハウジング(
第1図図示)10に固定されたスタンド110に固定さ
れている。なお上記可動片100.ガイド120.スタ
ッド110は、剛性の高い例えば、しんちゅう、ステン
レス等を使用する。130は一端をスタッド110に固
定され、他端を可動片100に固定された圧電素子であ
る。圧電素子130の電極は、配線140及び141で
ターミナル150及び前記スタッド110に接続されて
いる。
次に上記構成を有する本実施例の作動について第4図の
波形図を用いて説明する。なお、第4図の(a)、
(b)、 (c)は、それぞれ第2図に示す電気回路
のA、B、C点における波形を示す。
波形図を用いて説明する。なお、第4図の(a)、
(b)、 (c)は、それぞれ第2図に示す電気回路
のA、B、C点における波形を示す。
自動車が例えば悪路を走行する場合などは、コイルスプ
リング40が絶えず太き(伸縮する。コイルスプリング
40の伸縮はダンパ30を介して検出部20に伝達され
、第3図図示の圧電素子130を圧縮、伸張する。電圧
素子130は、この圧縮、伸張により電圧を発生するが
、この電圧は、第4図(a)に示す如く圧縮、伸張の割
合いによってピーク値の異なる交流電圧201.202
を発生する。この交流電圧波形201,202は前記第
4図のダイオード21aを介して、コンデンサ21bを
充電し、一定電圧Vaまたはvbが第2図B点に現われ
る。この電圧がインバータ21に印加されると電圧に応
じた発振周波数で前記抵抗容量型のパルス発振回路が発
振し、第2図C点に発振パルス信号(第4図(c) 2
05. 206)が現われる。以上述べた如く、コイル
スプリング40の伸縮により、ピエゾ素子130に交流
電圧が発生する。この電圧は伸縮の割合に比例する。
リング40が絶えず太き(伸縮する。コイルスプリング
40の伸縮はダンパ30を介して検出部20に伝達され
、第3図図示の圧電素子130を圧縮、伸張する。電圧
素子130は、この圧縮、伸張により電圧を発生するが
、この電圧は、第4図(a)に示す如く圧縮、伸張の割
合いによってピーク値の異なる交流電圧201.202
を発生する。この交流電圧波形201,202は前記第
4図のダイオード21aを介して、コンデンサ21bを
充電し、一定電圧Vaまたはvbが第2図B点に現われ
る。この電圧がインバータ21に印加されると電圧に応
じた発振周波数で前記抵抗容量型のパルス発振回路が発
振し、第2図C点に発振パルス信号(第4図(c) 2
05. 206)が現われる。以上述べた如く、コイル
スプリング40の伸縮により、ピエゾ素子130に交流
電圧が発生する。この電圧は伸縮の割合に比例する。
つまり、コイルスプリング40が早く伸縮する場合には
高い交流電圧が、ゆっくり伸縮する場合は低い交流電圧
が発生し、この交流電圧を平滑して発振回路の電源とす
ることにより、コイルスプリング40の伸縮の割合に応
じた発振周波数を得ることができ、この発振パルス信号
を例えばショックアブソーバの減衰力可変のコントロー
ル用信号として使用すれば、自動車の操縦安定性を向上
させることができる。第5図は本発明装置をサスペンシ
ョンコントロールに使用した場合のブロック図であり、
前記検出信号変換部300の出力端子Cに現われる発振
信号をマイクロコンピュータ等で構成された演算回路3
10に入力し、この演算回路310で路面状態により変
化する発振信号をショックアブソーバの減衰力可変のア
クチュエータ320(例えば、モータ、圧電アクチュエ
ータ等)に伝達する制御信号に変換し、ショックアブソ
ーバの減衰力を、例えばアブソーバ内のオイル流路を変
化させることにより路面状態に応じて変化させるもので
ある。
高い交流電圧が、ゆっくり伸縮する場合は低い交流電圧
が発生し、この交流電圧を平滑して発振回路の電源とす
ることにより、コイルスプリング40の伸縮の割合に応
じた発振周波数を得ることができ、この発振パルス信号
を例えばショックアブソーバの減衰力可変のコントロー
ル用信号として使用すれば、自動車の操縦安定性を向上
させることができる。第5図は本発明装置をサスペンシ
ョンコントロールに使用した場合のブロック図であり、
前記検出信号変換部300の出力端子Cに現われる発振
信号をマイクロコンピュータ等で構成された演算回路3
10に入力し、この演算回路310で路面状態により変
化する発振信号をショックアブソーバの減衰力可変のア
クチュエータ320(例えば、モータ、圧電アクチュエ
ータ等)に伝達する制御信号に変換し、ショックアブソ
ーバの減衰力を、例えばアブソーバ内のオイル流路を変
化させることにより路面状態に応じて変化させるもので
ある。
なお本発明は、上述の実施例に限定されることなく、次
のような種々の態様にて実施できる。前述した実施例で
は発振回路23の出力端子Cを直接演算回路310に人
力したが、出力端子Cをアンテナ端子とし、電波として
発振信号を出力させてもよい。また、前記検出部20は
、ショックアブソーバ中に組込むことにより、圧力変動
を検出するようにしてもよい。また、前述した実施例で
はコイルスプリング40の伸縮力を検出すべく検出器を
コイルスプリング40と車体間に配置したが、圧力の変
化する場所ならどこでも良いことはいうまでもない。
のような種々の態様にて実施できる。前述した実施例で
は発振回路23の出力端子Cを直接演算回路310に人
力したが、出力端子Cをアンテナ端子とし、電波として
発振信号を出力させてもよい。また、前記検出部20は
、ショックアブソーバ中に組込むことにより、圧力変動
を検出するようにしてもよい。また、前述した実施例で
はコイルスプリング40の伸縮力を検出すべく検出器を
コイルスプリング40と車体間に配置したが、圧力の変
化する場所ならどこでも良いことはいうまでもない。
第1図は本発明装置の設置場所を示す自動車のサスペン
ション部分の概略平面図、第2図は本発明装置の電気回
路図、第3図は第1図の要部断面図、第4図は第2図に
示すA、B、C点の電圧波形図、第5図は本発明を自動
車のサンペンション制御に適用した場合のブロック図で
ある。20・・・検出部、30・・・ダンパ、40・・
・コイルスプリング、50・・・車のボディ、21・・
・平滑回路、23・・・発振回路、130・・・圧電素
、子、300・・・検出信号変換回路。
ション部分の概略平面図、第2図は本発明装置の電気回
路図、第3図は第1図の要部断面図、第4図は第2図に
示すA、B、C点の電圧波形図、第5図は本発明を自動
車のサンペンション制御に適用した場合のブロック図で
ある。20・・・検出部、30・・・ダンパ、40・・
・コイルスプリング、50・・・車のボディ、21・・
・平滑回路、23・・・発振回路、130・・・圧電素
、子、300・・・検出信号変換回路。
Claims (2)
- (1)圧力変化に応じた電圧を発生する圧電素子と、こ
の圧電素子に発生する出力電圧を電源電圧として用い、
前記出力電圧の大きさに応じてパルス発振周波数を変化
せしめるパルス発振回路とを具備することを特徴とする
圧力検出装置。 - (2)前記圧電素子は、自動車のボデーと車輪との間に
あって、路面からくる衝撃力に応じて伸縮されるように
配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の圧力検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7394885A JPS61233335A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 圧力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7394885A JPS61233335A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 圧力検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61233335A true JPS61233335A (ja) | 1986-10-17 |
Family
ID=13532821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7394885A Pending JPS61233335A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | 圧力検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61233335A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01282418A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Hitachi Ltd | 圧電式物理量検出装置 |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP7394885A patent/JPS61233335A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01282418A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Hitachi Ltd | 圧電式物理量検出装置 |
JPH071207B2 (ja) * | 1988-05-09 | 1995-01-11 | 株式会社日立製作所 | 圧電式物理量検出装置 |
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