JPS6173046A - 水晶振動子 - Google Patents

水晶振動子

Info

Publication number
JPS6173046A
JPS6173046A JP19553784A JP19553784A JPS6173046A JP S6173046 A JPS6173046 A JP S6173046A JP 19553784 A JP19553784 A JP 19553784A JP 19553784 A JP19553784 A JP 19553784A JP S6173046 A JPS6173046 A JP S6173046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
crystal resonator
crystal
vacuum
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19553784A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirofumi Kawashima
宏文 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Electronic Components Ltd
Original Assignee
Seiko Electronic Components Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Electronic Components Ltd filed Critical Seiko Electronic Components Ltd
Priority to JP19553784A priority Critical patent/JPS6173046A/ja
Publication of JPS6173046A publication Critical patent/JPS6173046A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空度を測定するために真空センサーとして使
用する真空センサー水晶振動子に関する。特に、捩りモ
ードの水晶振動子に関する。
〔従来の技術〕
真空計は古くから色々な装置に使用さnてき几。その中
で、特に、ビラニー真空計が多用さnてきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、最近は装置の小型化、軽量化に伴ない、
真空計の小型化、軽量化も同時に要求さnている。前記
し几ピラニー真空計はサイズが大きく、重いため最近の
要望に充分に応えらnないのが実状である。そこで、本
発明は前記の欠点を改善する真空計用の新センサーを提
案するものであり、特に、水晶を使った真空センサー水
晶振動子を提供するものである。換言するならば、小型
で、衝撃に強く、信頼性に優rL几真空センサー水晶振
動子を提供するものである。
〔問題点を解決するtめの手段〕
第1図は本発明の捩りモード振動での真空度と水晶振動
子のC1工値(0yystI0Ll  工mpadat
sag )との関係を示し、横軸に真空度(Torデ]
t−縦軸にC1工値(KΩ〕をとっている。実験による
と真空度の劣化に伴ってC1工値は上昇を続ける。
例えば1真空度0 、 I Torr〜I T、τrと
変化するとそnに伴ってa、1値の上昇をまねく、即ち
、本発明は0,1値の真空度依存性に注目し、この関係
から真空度を正確に測定するものである。実際には、振
動子の0,1値が変化することは水晶振動子に流nる電
流が変化する事と等価であり、実際の真空計としては流
nる電流を真空度に変換して表示する。又、本発明の振
動子は衝撃に対して強くする几めに、片持ちタイプと異
なって、両端固定タイプを採用している。更に、具体的
に説明すると水晶振動子はセラミックス等の材料ででき
ている支持台座の上にセットさn、そし、て、水晶振動
子の両端部で接着剤等によって支持固定さnる。そn故
、本発明の水晶感動子は外乱、特に、強い衝撃力に対し
て強いという特長を有する。
しかしながら、水晶振動子の線膨張係数と支持台座の線
膨張係数が異なるために、温度の変化によって水晶振動
子に応カフが働き、この几めに、水晶振動子の同波数、
および、a、1値が変化し、真空測定精度を低下させる
原因となる。そこで、本発明は応力Fが水晶振動子に印
加さnてもその応力感度を小さくする事によって解決し
ている。
換言するなら・ば、振動子の切断角度の選択によって解
決を図るものでちる。第2図は本発明の撮動子を理論解
析するときのモデル図である。振動子の形状は棒状で幅
2α、長さt1厚み2b、密度Pから成り、両端部は固
定さnている。そして、今、水晶振動子と支持台座が常
温(20℃〕で固着さnているとすると、水晶振動子の
線膨張係数α菖、支持台座の線膨張係数α8、更に、温
度tとすると次の関係が成り立つ。即ち、引張フカと圧
縮力は (1)の様になる。今、簡単のために第2図に示すよう
に水晶撮動子の両端に引張フカFが働く時を考えると(
圧縮力は−Fと置き換えnば良い〕撮動方程式はボテン
シャルエネルギーと運動エネルギーを求め、変分原理を
適用すると以下の様に表現さnる。
但し、0:捩り剛性 工。:極慣性モーメント Fl=張力 P:密度 ζ:補正項 ■式は容易に解くことができ、周波数fについて解くと
次のようになる。
□(8) 但し、fo :張力が零のときの捩 り周波数 91、:弾性コンプライアンス (3)式は力を加見几ときの同波数を示し、とおくと、
(4)式は力Fに対する感度を示している。即ち、Kが
小さいほど単位力当りの図波数変化が小さくなる。次に
、このKの値を詳細に検討すると、感度を小さくするに
は、(4)式より、振動子の幅を狭クシ、厚みを大きく
、そして、弾性コンプライアンス81.を小さくすnば
良い事が分かる。換言するならば、幅と厚みは振動子の
形状によって決まるものである。一方、弾性コンプライ
アンス”Illは撮動子の切断方位によって決まるもの
である。本発明は最小力感度を与えるカット角を理論的
に計算で求めている。即ち、カット角をパラメーターと
して、そのときの弾性コンプライアンス81.を求めて
いる。第8図は理論解析をするときの振動子と結晶軸X
、Y、Zとの関係を示す。棒はX軸方向に長さtをとっ
ている。このとき、I軸を回転軸としてθ度回転すると
考える。反時計方向を正とする。計算の手順として、ま
ず最初に、弾性コンプライアンス”ssは次のように表
わさnる。
81m  = S6@ WL%  + 4 日、411
1□ Sa+ 544Wa鵞  −(5の但し、m3 
= Binθ m宜=0080 811@e日1番#S44は各々水 晶の弾性コンプライアンス 定数 第4図は角度θと弾性コンプライアンス8′□との関係
を示す。第4図より角度θが0度より大きくなるに従っ
てSl、は小さくなり約あ度で最小値を示し、さらに、
角度の増加に伴ってSl、は大きくなり約120度で最
大値を示す。従って、カット角θを5度〜55度の範囲
に選ぶことによって振動子形状とは無関係に最小力感度
を提供することができる。
〔作用〕
上記のように構成さnfc水晶振動子、換言するならば
、振動子を支持台座にセットし振動子の両端部で接層剤
等によって固定さn7?:振動子に温度変化によって生
じる振動子への引張フカ、あるいは、圧縮力は本発明の
振動子の切断角度の選択によって最小限に押えることが
できるのである。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。第
5図(tL) 、 (b)は本発明の捩りモード水晶振
動子の一実施例で第5図ら)は正面図、第5図の)は側
面図を示す。本発明の切断角度θ(5度〜55度ンで切
断さlrした水晶振動子1は両端で接続さnた、即ち、
両端固定の捩りモード水晶振動子で支持台座2の上に水
晶振動子の両端部8で接着剤4等によって支持固定さn
ている。支持台座2はセラミックス等の絶縁材料ででき
ている。こnにより、片持ちタイプと異なって外乱、特
に強い衝撃力に対して強いという特長を有する。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明は両端固定部に力Fを那え几
ときの振動方程式より、振動子形状とは無関係に最小力
感度を与えるカット角を得ることができた。そn故、水
晶振動子を支持台座にマウントしても信頼性に優n九水
晶振動子を得ることができた。さらに、支持台座にマウ
ントさnているから衝撃に強く、水晶振動子をセンサー
としているから大変に小型化が可能である等の効果を有
している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の捩りモード損動での真空度と水晶振動
子の0,1値との関係を示すグラフ、第2図は本発明の
振動解析をするときのモデル図、 第3図は振動子と結晶軸との関係を示す斜視図、第4図
は角度θと弾性コンプライアンスS′3との関係を示す
グラフ、 第5図に)、(b)は本発明の捩りモード水晶撮動子の
一実施例で、第5図(ハ))は正面図、第5図の)は側
面図を示す。 1、。水晶振動子 2゜、支持台座 39.振動子の両端部 2α。1幅 2b0.厚み t、。長さ 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 捩りモード水晶振動子において、前記水晶振動子はY板
    をX軸を回転軸として5度〜55度回転した角度で形成
    されていることを特徴とする真空センサー水晶振動子。
JP19553784A 1984-09-18 1984-09-18 水晶振動子 Pending JPS6173046A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19553784A JPS6173046A (ja) 1984-09-18 1984-09-18 水晶振動子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19553784A JPS6173046A (ja) 1984-09-18 1984-09-18 水晶振動子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6173046A true JPS6173046A (ja) 1986-04-15

Family

ID=16342735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19553784A Pending JPS6173046A (ja) 1984-09-18 1984-09-18 水晶振動子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6173046A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0152700B1 (en) Load sensor utilizing elastic surface waves
US4544858A (en) Piezoelectric mechanism for converting weight into frequency
JP3326989B2 (ja) 振動子とその調整方法および角速度センサ
US4658175A (en) Vibrating beam force transducer with A-frame beam root and frequency adjusting means
JP5375624B2 (ja) 加速度センサー、及び加速度検出装置
JPS59126261A (ja) はり共振器力変換器を有する加速度計
JPH0830717B2 (ja) 共平面プッシュプル力変換器を有する加速度計
JPS60239638A (ja) 共振子温度変換器及び共振子温度測定装置
JPS5856425B2 (ja) 力変換機構
JP2008209389A (ja) 加速度センサ
JP3982564B2 (ja) モノリシック加速度計量トランスデューサ
JP4973718B2 (ja) 圧力検出ユニット、及び圧力センサー
Ueda et al. Precision force transducers using mechanical resonators
US6497152B2 (en) Method for eliminating output discontinuities in digital pressure transducers and digital pressure transducer employing same
US4459042A (en) Vibratory digital temperature sensor
US3269192A (en) Tuning fork digital accelerometer
US9477638B2 (en) Surface acoustic wave scale that automatically updates calibration information
JPS61288132A (ja) 水晶温度計
US3440888A (en) Bifurcate resonance column
WO1995031859A1 (en) New spurious mode map for detf force transducer
JPS6173046A (ja) 水晶振動子
JP2005197946A (ja) 音叉型水晶振動子
JP2005197946A6 (ja) 音叉型水晶振動子
JPS61194325A (ja) 力変換機構
JPS6173047A (ja) AlPOc振動子