KR102046270B1 - 압력 측정을 위한 센서 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본체(2)를 구비한 센서(1)에 관한 것으로서, 상기 본체는 피에조 전기 재료(13) 및 상기 피에조 전기 재료(13)에 배열된 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)을 구비하며, 이때 상기 적어도 두 개의 내부 전극은 압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체(2)의 측면(9, 10)에 압력이 작용할 경우, 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4) 사이에서 전압이 발생하도록 배열되어 있다. 또한, 상기 센서(1)는 기계적 증폭 시스템(14)을 구비할 수 있다.

Description

압력 측정을 위한 센서 및 방법
본 발명은 센서(sensor)에 관한 것이다. 상기 센서는 압력, 또는 기계적 응력(mechanical stress)을 피에조 전기 효과(piezoelectric effect)를 통해 측정하기 위해 제공된다. 이때, 상기 센서에 작용하는 압력은 전하 흐름(electrical charge flow)으로 전환된다. 이러한 특성은 압력 또는 압력 변동(pressure variation)을 측정하기 위해 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 압력 측정을 위한 방법에 관한 것이다.
센서(sensor), 예컨대, 티탄산 지르콘산 연(PZT)-세라믹 또는 석영과 같은 피에조 전기 재료에 기반을 둔 센서는 이미 공지되어 있다. 도 1은 그러한 단일체(monolithic) 피에조 전기 센서(101)를 도시하고 있다. 이러한 단일체 피에조 전기 센서는 단일체의 본체(102)를 구비하며, 상기 본체는 압력에 민감한 재료의 균질 층(homogenous layer)으로 구성된다. 상기 본체(102)의 상단 측면(109)과 하단 측면(110)에는 외부 전극(105, 108)이 각각 배열되어 있기 때문에, 압력에 민감한 재료의 층은 상기 외부 전극(105, 108) 사이에 제공된다. 상기 외부 전극(105, 108)은 압력 부하(pressure load)가 제공된 상황에서 발생한 전기 신호를 연결하기 위해 사용된다.
이러한 센서(101)에서, 측정될 압력은 상기 외부 전극(105, 108)에 직접적으로 영향을 준다. 이로 인해, 수많은 단점이 수반된다. 상기 외부 전극(105, 108)은 누전 발생을 억제하기 위해 절연 층(insulation layer)으로 커버 되어야 한다. 또한, 상기 상단 및 하단 측면(106, 107)에 상기 외부 전극(105, 108)의 전기적 접속(electrical connection)이 제공되어야 하기 때문에, 상기 두 측면(106, 107)의 전체 면은 압력 부하 제공을 위해 사용될 수 없다. 상기 외부 전극(105, 108)은 금속성 재료로 구성되며, 이러한 금속성 재료는 적당한 비용에 걸맞게 충분히 편평하지 않은 정도로 제조될 수 있다. 상기 측면(106, 107)이 편평하지 않다는 것은 측정의 부정확성을 야기할 수 있다. 또한, 상기 금속성 외부 전극(105, 108)은 지속적으로 발생하는 압력 부하 변동으로 인해 상기 센서(101)의 수명을 단축 시킬 수 있는 높은 마모 효과(wear-out effect)를 갖는다. 또한, 단일체 실시 형태에서, 낮은 압력을 센서에 작용하는 높은 압력으로 변환하는 기계적 증폭 시스템(mechanical amplification system)의 부착이 어렵다.
본 발명의 목적은 전술한 단점 가운데 적어도 하나의 단점을 극복할 수 있는 개선된 센서를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 압력 측정을 위해 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 청구항 1항에 따른 센서를 통해 해결된다.
본 발명에 따라, 본체를 구비한 센서가 제공되며, 상기 본체는 피에조 전기 재료 및 상기 피에조 전기 재료에 배열된 적어도 두 개의 내부 전극을 구비한다. 상기 적어도 두 개의 내부 전극은 압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체의 측면에 압력이 작용할 경우, 상기 적어도 두 개의 내부 전극 사이에서 전압이 발생하도록 상기 피에조 전기 재료에 배열된다.
센서는 특히 압력 센서(pressure sensor)가 제공될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 상기 센서는 상기 본체에 작용하는 압력을 측정하기 위해 제공될 수 있다.
상기 내부 전극은 이러한 내부 전극이 상기 피에조 전기 재료의 두 층(layer) 사이에 배열될 경우, "피에조 전기 재료에 배열된" 것으로서 표현될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 각각의 내부 전극의 상단 면 및 하단 면은 상기 피에조 전기 재료에 의해 커버 될 수 있다. 이와 달리, 외부 전극에 인접해 있는 측면에는 상기 피에조 전기 재료가 제공되지 않을 수 있다.
특히, 압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체의 측면은 상기 내부 전극에 대해 평행하게 배열되어 있는 본체의 측면이다. 상기 본체는 압력을 가하기 위해 제공된 복수의 측면을 구비할 수도 있다.
상기 센서는 상기 내부 전극의 임의의 수량을 구비할 수 있다. 특히, 상기 센서는 두 개 이상의 내부 전극을 구비할 수 있다. 이러한 내부 전극은 제1 외부 전극과 접촉하는 제1 내부 전극 및 제2 외부 전극과 접촉하는 제2 내부 전극으로 분할될 수 있으며, 상기 제1 내부 전극과 제2 내부 전극의 수량은 동일하지 않아도 된다.
전술한 피에조 전기 재료에 배열된 내부 전극을 갖는 센서는 전술한 단점을 극복할 수 있다. 압력을 가하기 위해 제공된 측면은 상기 피에조 전기 재료로 구성될 수 있다. 이러한 피에조 전기 재료는 지속적인 압력 부하 변동에도 금속성 재료보다 현저하게 높은 강도를 갖기 때문에, 상기 센서의 수명이 연장될 수 있다. 또한, 상기 피에조 전기 재료는 매우 편평하게 제조될 수 있으므로, 압력을 가하기 위해 제공된 측면은 범프(bump)가 없으며, 측정 오류가 발생할 수 없다.
또한, 상기 센서에 작용하는 압력을 증폭하는 기계적 증폭 시스템이 용이하게 부착될 수 있다. 특히, 바람직하게는 이러한 시스템을 상기 본체의 측면에 부착할 때, 부착은 상기 내부 전극에 대해 평행하게 실시된다.
상기 센서의 또 다른 장점은 개선된 자유로운 구성에 있다. 상기 센서에 의해 생성된 출력 신호는 상기 내부 전극의 수량 변화를 통해 원하는 방식대로 영향을 받을 수 있다. 특히, 이러한 신호의 전류 강도(current strength) 또는 이러한 신호의 전압 증가가 달성될 수 있다.
또한, 상기 센서는 제1 외부 전극 및 제2 외부 전극을 구비할 수 있다. 적어도 두 개의 개별 내부 전극은 상기 제1 외부 전극 또는 제2 외부 전극과 연결될 수 있다. 상기 제1 외부 전극은 상기 본체의 제1 측면에 배열될 수 있다. 상기 제2 외부 전극은 상기 본체의 제2 측면에 배열될 수 있다. 상기 제1 측면뿐 아니라, 제2 측면도 압력을 가하기 위한 면으로 제공될 수 없다. 전술한 것에 대응하여, 이러한 제1 측면과 제2 측면은 압력을 가하기 위해 제공된 측면과 구별되며, 특히 압력을 가하기 위해 제공된 측면에 대해 수직 방향으로 배열되어 있다. 상기 제1 측면과 제2 측면은 서로 대향 하는 방향으로 제공될 수 있다.
상기 제1 외부 전극은 적어도 두 개의 내부 전극에 대해 수직 방향으로 배열될 수 있다. 상기 제2 외부 전극은 적어도 두 개의 내부 전극에 대해 수직 방향으로 배열될 수 있다.
압력이 상기 내부 전극에 대해 수직 방향으로 작용하기 때문에, 이러한 압력은 마찬가지로 이러한 방향으로 뻗어 있는 외부 전극에 단지 최소의 힘을 가하게 된다.
압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체의 측면은 적어도 두 개의 내부 전극에 대해 평행하게 배열될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 압력은 바람직하게는 이러한 측면에 최대 힘을 가하게 된다.
또한, 상기 센서는 적어도 두 개의 내부 전극과 연결된 측정 유닛(analysis unit)을 구비할 수 있으며, 상기 측정 유닛은 상기 본체에 작용한 압력을 측정하기 위해 제공될 수 있다. 상기 적어도 두 개의 내부 전극은 상기 측정 유닛을 통해 서로 전기 접촉할 수 있으며, 상기 측정 유닛은 적어도 두 개의 내부 전극 사이를 흐르는 전류를 측정하고, 전술한 것으로부터 상기 본체에 작용한 압력을 측정하기 위해 제공된다. 선택적으로, 상기 측정 유닛은 상기 적어도 두 개의 내부 전극 사이에 제공된 전압을 측정하고, 전술한 것으로부터 상기 본체에 작용한 압력을 측정하기 위해 형성될 수도 있다.
상기 측정 유닛의 형태에 따라, 상기 센서는 상기 본체에 작용한 압력에 따라 생성된 전기 신호의 전류 강도 또는 전압이 특히 높도록 형성될 수 있다. 높은 전압은 소수의 내부 전극에서 발생할 수 있다. 높은 전류 강도는 다수의 내부 전극에서 발생할 수 있다.
피에조 전기 본체는 티탄산 지르콘산 연-세라믹을 구비할 수 있다. 선택적으로, 상기 피에조 전기 본체는 또 다른 피에조 전기 재료, 예를 들어 피에조 전기 석영을 구비할 수도 있다. 상기 내부 전극은 실버(silver), 실버-팔라듐 또는 구리를 구비할 수 있거나, 또는 이러한 재료로 구성될 수 있다.
상기 제1 외부 전극 및 제2 외부 전극은 실버, 실버-팔라듐 또는 구리로 구성되었으며, 부분적으로 유리를 함유한 용입 금속화(weld penetration metallization)를 구비할 수 있거나, 또는 전술한 것으로부터 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 외부 전극과 제2 외부 전극은 CuAg 또는 CrNiAg로 구성된 스퍼터 층(sputter layer)을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 센서는 기계적 증폭 시스템을 구비할 수 있으며, 이러한 기계적 증폭 시스템은 상기 센서에 작용한 압력에 따라 기계적 증폭 시스템의 변형을 본체의 변형으로 변환하기 위해 형성될 수 있다.
상기 기계적 증폭 시스템은 압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체의 측면에 배열되어 있다. 또한, 상기 센서는 제2 기계적 증폭 시스템을 구비할 수 있으며, 상기 제2 기계적 증폭 시스템은 압력을 가하기 위해 제공된 측면의 반대쪽 측면에 배열되어 있다.
상기 기계적 증폭 시스템은 상기 본체에 고정된 제1 영역 및 상기 본체와 간격을 유지하고 있고, 상기 본체 쪽으로 이동할 수 있는 제2 영역을 구비할 수 있다.
본 발명의 두 번째 측면에 따라, 본 발명은 압력을 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라, 센서를 사용하여 압력을 측정하기 위한 방법이 제공되며, 상기 센서는 본체를 구비하고, 상기 본체는 피에조 전기 재료, 이러한 피에조 전기 재료에 배열된 적어도 두 개의 내부 전극, 제1 외부 전극 및 제2 외부 전극을 구비하며, 상기 적어도 두 개의 내부 전극은 각각 상기 제1 외부 전극 또는 제2 외부 전극과 연결되어 있으며, 상기 제1 외부 전극은 상기 본체의 제1 측면에 배열되어 있으며, 상기 제2 외부 전극은 상기 본체의 제2 측면에 배열되어 있고, 또한 상기 본체는 제3 측면을 구비할 수 있으며, 상기 제3 측면에는 상기 제1 외부 전극과 제2 외부 전극이 제공되지 않는다. 상기 방법에서, 상기 제3 측면에 측정될 압력이 가해진다.
특히, 전술한 센서는 여기서 설명된 측면에 따른 방법을 위해 사용될 수 있다. 전술한 것에 대응하여, 상기 센서를 위해 설명된 모든 구조적 특징과 기능적 특징은 상기 방법에도 해당한다.
전술한 방법에서, 전극이 제공되지 않은 본체의 측면에 측정될 압력이 가해진다. 이로 인해, 서로 다른 장점이 획득될 수 있다. 압력을 가하기 위해 제공된 제3 측면은 피에조 전기 재료로 구성될 수 있다. 이러한 피에조 전기 재료는 지속적인 압력 부하 변동에도 금속성 재료보다 현저하게 높은 강도를 갖기 때문에, 상기 센서의 수명이 연장될 수 있다. 또한, 상기 피에조 전기 재료는 매우 편평하게 제조될 수 있기 때문에, 압력을 가하기 위해 제공된 측면은 범프가 없으며, 측정 오류가 발생할 수 없다.
또한, 상기 제3 측면에 가해진 압력에 따라 적어도 두 개의 전극 사이에서 전압이 발생할 수 있으며, 또한 상기 센서는 적어도 두 개의 내부 전극과 연결된 측정 유닛을 구비할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 상기 측정 유닛에 의해 측정된 전류 강도 또는 상기 측정 유닛에 의해 측정된 전압을 토대로 상기 본체에 작용하는 압력을 측정하기 위한 단계를 포함할 수 있다.
상기 기계적 증폭 시스템은 압력이 가해진 측면에 배열될 수 있다. 상기 기계적 증폭 시스템은 이러한 기계적 증폭 시스템에 작용한 압력이 상기 기계적 증폭 시스템을 변형시키도록 제공될 수 있으며, 이때 상기 기계적 증폭 시스템의 변형은 상기 본체의 변형으로 변환된다. 특히, 상기 본체는 당겨지거나, 또는 압축될 수 있다. 상기 기계적 증폭 시스템은 이러한 기계적 증폭 시스템에 작용한 압력이 상기 본체의 변형을 초래하도록 형성될 수 있으며, 이때 상기 본체의 변형은 동일한 압력이 상기 본체에 직접 가해질 때 본체가 변형되는 그러한 변형보다 10배 더 클 수 있다.
상기 기계적 증폭 시스템은 원뿔 형태의 구성 요소, 예를 들어 티탄(titan)으로 구성된 플레이트(plate)를 구비할 수 있다. 상기 기계적 증폭 시스템은 상기 본체에 고정된 제1 영역 및 상기 본체에 대해 간격을 두고 배열되어 있는 제2 영역을 구비할 수 있다. 상기 제2 영역은 상기 본체 쪽으로 이동될 수 있다.
본 발명은 아래의 도면을 통해 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 선행 기술에 공지된 단일체 센서를 도시하고 있고,
도 2는 센서의 첫 번째 실시 예를 도시하고 있고,
도 3은 압력이 작용한 상태에서 피에조 재료의 양극화(polarization) 변화를 개략적으로 도시하고 있고,
도 4는 센서의 두 번째 실시 예를 도시하고 있고,
도 5는 기계적 증폭 시스템을 구비한 센서의 세 번째 실시 예를 도시하고 있다.
도 2는 첫 번째 실시 예에 따른 센서(1)를 도시하고 있다. 상기 센서(1)는 피에조 전기 재료(13)를 포함하는 본체(2)를 구비한다. 상기 본체(2)에는 제1 내부 전극(3)과 제2 내부 전극(4)이 배열되어 있다. 이때, 각각의 상기 내부 전극(3, 4)은 상기 피에조 전기 재료(13)의 층 사이에 배열되어 있다.
상기 제1 내부 전극(3)은 제1 외부 전극(5)과 전기 접촉한다. 상기 제1 외부 전극(5)은 상기 본체(2)의 제1 측면(6)에 배열되어 있다. 상기 본체(2)의 제1 측면(6) 및 제1 외부 전극(5)은 상기 내부 전극(3, 4)에 대해 수직 방향으로 배열되어 있다. 또한, 상기 제1 내부 전극(3)은 상기 제1 측면(6)의 반대쪽에 있는 제2 외측 면(7)에 대해 반대쪽에 위치한다. 상기 제2 측면(7)에는 제2 외부 전극(8)이 배열되어 있다. 상기 제1 내부 전극(3)은 상기 제2 외부 전극(8)과 전기 접촉하지 않는 상태로 제공된다.
상기 제2 내부 전극(4)은 상기 제2 외부 전극(8)과 전기 접촉한다. 이러한 제2 내부 전극(4)은 상기 제1 측면(6)에 대해 반대쪽에 위치하며, 전술한 것에 대응하여 상기 제2 내부 전극은 상기 제1 외부 전극(5)과 전기적으로 연결되지 않는 상태로 제공된다.
상기 제1 내부 전극(3)과 제2 내부 전극(4)은 상기 내부 전극(3, 4)에 대해 수직 방향으로 제공된 스택 방향(S)으로 차례대로 배열되어 있으며, 상기 두 개의 내부 전극(3, 4) 사이에는 피에조 전기 재료(13)로 구성된 층이 배열되어 있다.
또한, 상기 본체(2)는 압력을 가하기 위해 제공된 적어도 하나의 측면(9, 10)을 구비한다. 압력이 상기 본체(2)에 작용하는 방향은 도 1에서 화살표로 표시되어 있다. 압력을 가하기 위해 제공된 측면(9, 10)은 상기 내부 전극(3, 4)에 대해 평행하게 뻗어 있다. 도 1에 도시된 센서에서, 상단 측면(9)과 하단 측면(10)은 압력을 가하기 위해 제공된다.
압력을 가하기 위해 제공된 측면(9, 10)에 압력이 작용할 경우, 이러한 압력은 상기 본체(2)의 피에조 전기 재료(13)에 작용한다. 이로 인해, 압력이 작용한 상태에서 피에조 전기 재료(13)의 양극화가 피에조 효과로 인해 변하게 된다. 전술한 것과 관련하여, 상기 피에조 전기 재료(13)에서 발생한 축적된 전하(electric charge)가 상기 내부 전극(3, 4)을 통해 배출될 수 있다. 상기 센서(1)에 작용하는 압력이 클수록, 상기 본체(2)에서 더욱 많은 전하가 생성되고, 내부 전극(3, 4)을 통해 각각의 외부 전극(5, 8) 쪽으로 배출된다.
상기 본체(2)에서 생성된 전기장(electric field)과 이러한 본체(2)에 가해진 압력 사이의 관계는 두 방정식(1) 및 (2)를 통해 아래와 같이 설명된다:
s = d33 E + s33 T (1)
D = ε33ε0 E + d33 T (2)
이 경우, s는 상기 본체(2)의 기계적 팽창을 나타내고, D는 변위 밀도(displacement density), E는 피에조 전기 효과에 따라 생성된 전기장의 전기장 강도, T는 상기 본체에 작용하는 기계적 응력, d는 상기 본체(2)에 제공된 피에조 전기 재료(13)의 피에조 상수, ε33 및 ε0은 유전 상수(dielectric constant) 및 s33은 유연성을 나타낸다. 또한, 상기 방정식 (1) 및 (2)에서 추측할 수 있는 것은 압력 축, 양극화 축 및 검파 축(detection axis)이 각각 일치하고, 33-방향으로 표기된 스택 방향(S)에 놓여 있다는 것이다.
생성된 전기장이 측정될 경우, 전술한 것으로부터 상기 본체(2)에 작용하는 압력이 계산될 수 있다. 이러한 전기장을 측정하기 위해 상기 외부 전극(5, 8)에 제공된 전압이 측정되는지, 또는 상기 외부 전극(5, 8)의 쇼트(short-circuit) 상태에서 흐르는 전류의 전류 강도가 측정될 수 있다.
도 3은 압력이 작용한 상태에서 상기 피에조 전기 재료(13)의 양극화 방향(12)이 변하는 것을 도시하고 있다. 단면(i)은 압력이 작용하지 않은 상태의 양극화 및 단면(ii)은 작용한 압력에 따른 양극화를 도시하고 있다.
도 4는 상기 센서(1)를 사용하여 압력을 측정하기 위한 가능한 구성을 도시하고 있으며, 여기서 두 번째 실시 예에 따른 센서(1)가 사용된다. 이러한 두 번째 실시 예에 따른 센서(1)는 상기 제1 및 제2 내부 전극(3, 4)의 수량 면에서 첫 번째 실시 예에 따른 센서(1)와 구분되고 있다.
또한, 상기 센서(1)는 전자식 측정 유닛(11)과 연결되어 있다. 도 4에 도시된 실시 예에 따라, 상기 제1 외부 전극(5)과 제2 외부 전극(8)은 상기 전자식 측정 유닛(11)을 통해 서로 전기 접촉한다. 전술한 것에 대응하여, 상기 본체(2)에 압력이 작용한 상태에서 전류는 상기 제1 외부 전극(5)으로부터 측정 유닛(11)을 지나 상기 제2 외부 전극(8) 쪽으로 흐른다. 상기 측정 유닛(11)은 이러한 전류의 전류 강도를 측정하기 위해 제공된다. 이렇게 측정된 측정값으로부터 상기 본체(2)에 작용하는 압력이 산정될 수 있다.
선택적인 실시 예에 따라, 상기 제1 외부 전극(5)과 제2 외부 전극(8)은 상기 전자식 측정 유닛(11)을 통해 서로 쇼트 되지 않는다. 이 경우, 상기 측정 유닛(11)은 상기 두 외부 전극(5, 8) 사이에 제공된 전압을 측정할 수 있고, 이렇게 측정된 측정값으로부터 상기 본체(2)에 작용한 압력을 산정할 수 있다.
상기 본체(2)에 배열된 내부 전극(3, 4)을 갖는 전술한 센서(1)는 도 1에 도시된 단일체 센서(101)에 비해 바람직한 장점을 제공한다. 특히, 상기 센서(1)는 상기 외부 전극(5, 8)이 제공된 측면(6, 7)에 압력 부하가 작용하지 않도록 형성될 수 있다. 압력을 가하기 위해 제공된 측면(9, 10)은 전기 절연된 피에조 전기 재료(13)로 구성된다. 따라서, 누전을 억제하기 위한 추가 절연 층이 제공될 필요가 없다. 또한, 압력이 가해진 면에서 전기 접촉이 발생하지 않기 때문에 전체 면이 압력 부하를 받는 상태로 제공될 수 있다. 이와 반대로, 압력이 가해진 측면에 외부 전극이 제공될 경우, 상기 면의 일부는 이러한 외부 전극의 전기 접촉을 위해 사용될 수도 있다.
압력을 가하기 위해 제공된 측면은 피에조 전기 재료(13)로 구성되기 때문에 상기 측면은 매우 편평하게 제조될 수 있으며, 전술한 것으로부터 특히 높은 측정 정확성이 획득될 수 있다. 상기 피에조 전기 재료(13)로 구성된 면은 금속성 재료로 구성된 면보다 적은 비용으로 매우 편평하게 제조될 수 있다. 또한, 상기 피에조 전기 재료(13)는 압력 부하 변동에 대해 내구성이 강하기 때문에, 이러한 피에조 전기 재료(13)로 구성된 측면은 상기 센서(1)의 수명을 연장 시킬 수 있다.
공지된 센서의 또 다른 장점은 개선된 자유로운 구성에 있다. 상기 내부 전극의 수량이 원하는 방식대로 변경될 수 있기 때문에, 상기 내부 전극을 통해 배출된 출력 전하 및 이러한 내부 전극 사이에 제공된 전압이 원하는 방식대로 조절될 수 있다. 이러한 변수 간의 관계는 아래의 공식 (3) 내지 (5)를 통해 다음과 같이 설명된다.
Qn = n·Q0 (3)
Un = U0/n (4)
En = (Qn·Un)/2 = (Q0·U0)/2 = E0 (5)
이 경우, n은 피에조 전기 층의 수량을 나타낸다. Qn은 상기 피에조 전기 층의 수량(n)을 포함하는 센서(1)의 출력 전하를 나타낸다. Q0는 내부 전극이 내장되지 않은 상태와 동일한 볼륨(volume)을 갖는 단일체 센서(101)의 출력 전하를 나타낸다. Un은 상기 외부 전극(5, 8)이 서로 쇼트 되지 않을 경우, 상기 외부 전극(5, 8) 사이에 제공되어 있으며, 상기 피에조 전기 층의 수량(n)을 포함하는 센서(1)의 공회전 전압을 나타낸다. U0는 대응하는 단일체 센서(101)의 외부 전극(105, 108) 사이의 공회전 전압을 나타낸다. En은 상기 피에조 전기 층의 수량(n)을 포함하는 센서(1)의 출력 에너지를 나타내며, 이러한 출력 에너지는 공회전 전압과 출력 전하를 곱한 수에 비례한다. E0는 단일체 센서(101)의 출력 에너지를 나타낸다.
상기 공식 (3) 내지 (5)는 출력 에너지(En)가 상기 내부 전극(3, 4)의 수량과 무관하다는 것을 나타낸다. 이와 반대로, 출력 전하(Qn)는 상기 내부 전극(3, 4)의 수량에 비례하고 있다. 일반적으로, 두 외부 전극(5, 8)이 연결될 때 전기 신호의 전류 강도를 결정하는 출력 전하(Qn)는 직접적으로 상기 내부 전극의 수량에 비례한다. 따라서, 출력 전류의 전류 강도에 근거하여 측정이 실시되어야 하는 측정 유닛(11)을 위해 다수의 내부 전극(3, 4)을 갖는 센서(1)가 바람직하며, 그 이유는 더욱 강력한 출력 전류 강도가 획득되기 때문이며, 이로 인해 상기 센서(1)의 감도가 증가 될 수 있다. 이와 반대로, 상기 측정 유닛(11)이 출력 전압에 근거하여 측정하는 센서(1)를 위해 소수의 내부 전극(3, 4)이 바람직하며, 그 이유는 이러한 방식으로 최대 감도가 달성될 수 있기 때문이다.
도 5는 상기 센서(1)의 세 번째 실시 예를 도시하고 있다. 상기 센서(1)는 첫 번째 실시 예와 두 번째 실시 예에 따른 센서(1)와 반대로 기계적 증폭 시스템(14)을 추가로 구비한다. 상기 기계적 증폭 시스템(14)은 상기 센서(1)에 가해진 압력을 증폭할 수 있다.
상기 기계적 증폭 시스템(14)은 원뿔 형태의 구성 요소(15)를 구비하며, 상기 원뿔 형태의 구성 요소는 상기 본체(2)의 상단 측면(9)에 고정되어 있다. 예를 들어, 상기 원뿔 형태의 구성 요소(15)는 상단 측면(9)에 단단하게 접착되어 있다.
상기 원뿔 형태의 구성 요소(15)는 상기 상단 측면(9)에 고정된 제1 영역(16)을 구비한다. 상기 제1 영역(16)은 원뿔 형태로 제공된 구성 요소(15)의 에지 영역에 해당한다. 또한, 이러한 원뿔 형태의 구성 요소(15)는 상기 상단 측면과 거리를 두고 있는 제2 영역(17)을 구비한다. 상기 제2 영역(17)은 상기 본체(2) 쪽으로 이동될 수 있거나, 또는 이러한 본체(2)에 대해 반대 방향으로 이동될 수 있다. 상기 제2 영역(17)에 힘, 예를 들어 압력이 가해질 경우, 이로 인해 상기 제2 영역(17)이 상단 측면(9)방향으로 이동할 경우, 상기 제1 영역(16)은 방사상 방향으로 바깥쪽으로 팽창된다. 이로 인해, 상기 본체(2)가 당겨질 수 있다.
특히, 상기 기계적 증폭 시스템(14)은 이러한 기계적 증폭 시스템(14)에 작용하는 압력이 기계적 증폭 시스템(14)의 변형을 야기하도록 구성되어 있다. 상기 기계적 증폭 시스템(14)이 상단 측면(9)에 고정될 경우, 이러한 증폭 시스템(14)의 변형은 상기 본체(2)가 당겨 지거나, 또는 압축되도록 한다. 상기 기계적 증폭 시스템(14)은 힘이 본체(2)에 직접적으로 작용할 경우 본체(2)가 변형되는 그러한 변형보다 상기 본체(2)의 변형을 예컨대 10배 더 증가시킬 수 있다.
전술한 것처럼, 상기 기계적 증폭 시스템(14)은 상단 측면(9), 즉 상기 외부 전극(5, 8)이 제공되지 않는 그러한 측면에 고정되어 있다. 이러한 방식으로 상기 외부 전극(5, 8)은 기계적 증폭 시스템(14)으로 인해 손상되지 않도록 제공될 수 있다.
또한, 하단 측면(10)에는 제2 기계적 증폭 시스템(14)이 배열되어 있으며, 일반적으로 이러한 제2 기계적 증폭 시스템은 전술한 기계적 증폭 시스템(14)과 동일한 구성으로 제공된다.
1 센서
2 본체
3 제1 내부 전극
4 제2 내부 전극
5 제1 외부 전극
6 제1 측면
7 제2 외측면
8 제2 외부 전극
9 압력을 가하기 위해 제공된 상단 측면
10 압력을 가하기 위해 제공된 하단 측면
11 측정 유닛
12 양극화 장치
13 피에조 전기 재료
14 기계적 증폭 시스템
15 원뿔 형태의 구성 요소
16 제1 영역
17 제2 영역
101 단일체 센서
102 본체
105 외부 전극
108 외부 전극
109 상단 측면
110 하단 측면
S 스택 방향

Claims (18)

  1. 본체(2)를 구비한 센서(1)에서,
    상기 본체는 피에조 전기 재료(13) 및 상기 피에조 전기 재료(13)에 배열된 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)을 구비하며, 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3,4) 각각은 상기 본체의 측면들 중 서로 대향되는 두 측면(6,7)으로 연장되며, 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)은 압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체(2)의 다른 측면(9, 10)에 압력이 작용할 경우, 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4) 사이에서 전압이 발생하도록 배열되며,
    상기 센서는 상기 본체(2)의 다른 측면(9,10) 상에 배치된 기계적 증폭 시스템(14)을 구비하며, 상기 기계적 증폭 시스템(14)은 상기 센서(1)에 작용한 압력에 따라 기계적 증폭 시스템(14)의 변형을 본체(2)의 변형으로 변환하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  2. 제1항에 있어서,
    압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체(2)의 다른 측면(9, 10)은 상기 피에조 전기 재료(13)로 구성되는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서(1)는 제1 외부 전극(5) 및 제2 외부 전극(8)을 더 구비하고, 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)은 각각 상기 제1 외부 전극(5) 또는 제2 외부 전극(8)과 연결되어 있으며,
    상기 제1 외부 전극(5)은 상기 본체(2)의 제1 측면(6)에 배열되어 있고, 제2 외부 전극(8)은 상기 본체(2)의 제2 측면(7)에 배열되어 있으며,
    상기 제1 측면(6) 및 상기 제2 측면(7)은 압력을 가하기 위해 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 외부 전극(5)은 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)에 대해 수직 방향으로 배열되어 있고, 상기 제2 외부 전극(8)은 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)에 대해 수직 방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체(2)의 다른 측면(9, 10)은 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)에 대해 평행하게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(1)는 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)과 연결된 측정 유닛(11)을 더 구비하며, 상기 측정 유닛(11)은 상기 본체(2)에 작용하는 압력을 측정하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)은 상기 측정 유닛(11)을 통해 서로 전기 접촉하며, 상기 측정 유닛(11)은 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4) 사이에 흐르는 전류를 측정하고, 이로부터 상기 본체(2)에 작용하는 압력을 판단하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  8. 제6항에 있어서,
    상기 측정 유닛(11)은 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4) 사이에 제공된 전압을 측정하고, 이로부터 상기 본체(2)에 작용하는 압력을 판단하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    피에조 전기 본체(2)는 티탄산 지르콘산 연(PZT)-세라믹을 구비하는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 전극(3, 4)은 실버(silver), 실버-팔라듐 또는 구리를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  11. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 외부 전극(5) 및 제2 외부 전극(8)은 실버, 실버-팔라듐 또는 구리로 구성되었으며, 부분적으로 유리를 함유한 용입 금속화(weld penetration metallization)를 구비하는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  12. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제1 외부 전극(5)과 제2 외부 전극(8)은 CuAg 또는 CrNiAg로 구성된 스퍼터층(sputter layer)을 구비하는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계적 증폭 시스템은 본체(2)의 제3측면에 고정되는 원뿔 형태의 구성요소(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기계적 증폭 시스템(14)은 압력을 가하기 위해 제공된 상기 본체(2)의 제3측면(9)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  15. 제13항에 있어서,
    상기 센서는 제2 기계적 증폭 시스템(14)을 구비하며, 상기 제2 기계적 증폭 시스템은 압력을 가하기 위해 제공된 제3측면(9)에 대해 반대쪽 제4측면(10)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  16. 제13항에 있어서,
    상기 기계적 증폭 시스템(14)은 상기 본체(2)에 고정된 제1 영역(16) 및 상기 본체(2)와 간격을 유지하고 있고, 상기 본체(2) 쪽으로 이동할 수 있는 제2 영역(17)을 구비하는 것을 특징으로 하는 센서(1).
  17. 센서(1)를 사용하여 압력을 측정하기 위한 방법에서,
    상기 센서(1)는 본체(2)를 구비하고, 상기 본체는 피에조 전기 재료, 이러한 피에조 전기 재료에 배열된 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4), 제1 외부 전극(5) 및 제2 외부 전극(8)을 구비하며, 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)은 각각 상기 제1 외부 전극(5) 또는 제2 외부 전극(8)과 연결되어 있으며, 상기 제1 외부 전극(5)은 상기 본체(2)의 제1 측면(6)에 배열되어 있으며, 상기 제2 외부 전극(8)은 상기 본체(2)의 제2 측면(7)에 배열되어 있고, 상기 본체는 제3 측면(9)을 구비하며, 상기 제3 측면에는 상기 제1 외부 전극(5)과 제2 외부 전극(8)이 제공되지 않으며, 측정될 압력은 상기 제3 측면(9)에 가해지며,
    상기 본체는 상기 제3 측면(9)의 반대측 제4측면(10)을 포함하며,
    상기 센서는 상기 본체의 제3 및 제4측면 중 적어도 하나의 위에 배치된 기계적 증폭 시스템(14)을 구비하며, 상기 기계적 증폭 시스템(14)은 상기 센서(1)에 작용한 압력에 따라 기계적 증폭 시스템(14)의 변형을 본체(2)의 변형으로 변환하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제3 측면(9)에 가해진 압력에 따라 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4) 사이에서 전압이 발생할 수 있으며, 상기 센서(1)는 상기 적어도 두 개의 내부 전극(3, 4)과 연결된 측정 유닛(11)을 구비하고, 상기 방법은 아래의 단계:
    - 상기 측정 유닛(11)에 의해 측정된 전류 강도 또는 상기 측정 유닛(11)에 의해 측정된 전압을 기초로 상기 본체(2)에 작용하는 압력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109141710A (zh) * 2018-07-05 2019-01-04 西安电子科技大学 一种压电陶瓷片应力测量方法及测量装置
AT523510B1 (de) * 2020-01-29 2021-10-15 Piezocryst Advanced Sensorics Strukturiertes, piezoelektrisches Sensorelement
KR102573040B1 (ko) * 2021-08-20 2023-08-31 에이티아이 주식회사 시료 표면의 범프 결합 강도 측정 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001134A1 (de) * 2006-01-09 2007-07-12 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
WO2008066098A1 (en) * 2006-11-29 2008-06-05 Kyocera Corporation Laminated piezoelectric element, jetting device provided with the laminated piezoelectric element and fuel jetting system

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1231033B (de) * 1963-09-13 1966-12-22 Siemens Ag Druckempfindliches Halbleiterbauelement mit drei Zonen abwechselnd entgegengesetztenLeitungstyps und einem Stempel auf einer Zone
US4346041A (en) 1980-02-28 1982-08-24 The Upjohn Company Composition and process
JPS57142530A (en) 1981-02-27 1982-09-03 Yazaki Corp Load detector
US4545254A (en) * 1984-06-01 1985-10-08 Ceramphysics, Inc. Materials and methods for pressure and temperature sensors at cryogenic temperatures
JPH04346041A (ja) * 1991-05-23 1992-12-01 Fuji Electric Co Ltd 圧電式荷重センサとその応用装置および回路
US5729077A (en) 1995-12-15 1998-03-17 The Penn State Research Foundation Metal-electroactive ceramic composite transducer
US6411491B2 (en) * 1997-06-05 2002-06-25 Ceramphysics, Inc. Capacitive energy storage device and method of producing the same
US6614143B2 (en) * 2000-08-30 2003-09-02 The Penn State Research Foundation Class V flextensional transducer with directional beam patterns
JP4693999B2 (ja) 2001-01-19 2011-06-01 株式会社エー・アンド・デイ 秤の緩衝機構
JP3694740B2 (ja) * 2001-03-08 2005-09-14 独立行政法人産業技術総合研究所 薄型圧力センサ及びそれを用いた人体情報計測装置
US6823739B2 (en) 2001-12-20 2004-11-30 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Thin pressure sensor and biological information measuring device using same, and biological information measuring method
EP1527485B1 (de) 2002-07-31 2007-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Piezoaktor und verfahren zum herstellen des piezoaktors
US6690567B1 (en) * 2002-09-26 2004-02-10 Ceramphysics, Inc. Capacitive energy storage device
EP1453114B1 (en) * 2003-02-26 2009-10-21 Kyocera Corporation Laminated electronic part
US7633210B2 (en) * 2003-07-28 2009-12-15 Kyocera Corporation Multi-layer electronic component and method for manufacturing the same, multi-layer piezoelectric element
JP4808915B2 (ja) 2003-09-24 2011-11-02 京セラ株式会社 積層型圧電素子及び噴射装置
JP4359535B2 (ja) * 2004-02-06 2009-11-04 アルプス電気株式会社 弾性表面波素子
EP1753039B1 (en) * 2004-03-29 2012-10-24 Kyocera Corporation Multilayer piezoelectric element
JP2006303044A (ja) * 2005-04-18 2006-11-02 Denso Corp 積層型圧電体素子
JP4279271B2 (ja) * 2005-06-01 2009-06-17 アルプス電気株式会社 弾性表面波素子及びその製造方法
EP1942533B1 (en) * 2005-10-28 2013-05-01 Kyocera Corporation Layered piezoelectric element and injection device using the same
WO2008047460A1 (en) * 2006-10-20 2008-04-24 Kyocera Corporation Piezoelectric actuator unit and method for manufacturing the same
CN101529538A (zh) * 2006-10-24 2009-09-09 京瓷株式会社 叠层电容器
WO2009066507A1 (ja) * 2007-11-22 2009-05-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. 積層セラミック電子部品
CN101878549B (zh) * 2007-11-28 2013-06-19 京瓷株式会社 层叠型压电元件、具备其的喷射装置及燃料喷射系统
FI20096034A (fi) 2009-10-08 2011-04-09 Vti Technologies Oy Menetelmä ja järjestelmä energian keräämiseksi
JP5584066B2 (ja) * 2010-09-14 2014-09-03 太陽誘電株式会社 積層型圧電構造体
JP2012112824A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Kyocera Corp 圧力センサ素子およびこれを備えた圧力センサ
DE102010055621A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Epcos Ag Aktor, Aktorsystem und Ansteuerung eines Aktors
DE102010055934B4 (de) 2010-12-23 2018-09-06 Epcos Ag Aktuator und Verfahren zu dessen Herstellung
US9478725B2 (en) * 2011-02-24 2016-10-25 Kyocera Corporation Multi-layer piezoelectric element, and injection device and fuel injection system provided with the same
JP5836754B2 (ja) * 2011-10-04 2015-12-24 富士フイルム株式会社 圧電体素子及びその製造方法
FR2989485B1 (fr) * 2012-04-11 2016-02-05 Commissariat Energie Atomique Capteur tactile et procede de fabrication d'un tel capteur
CN104254895B (zh) * 2012-05-02 2018-05-04 株式会社村田制作所 电子元器件
JP6186354B2 (ja) * 2012-06-05 2017-08-23 三井化学株式会社 圧電デバイス、および圧電デバイスの製造方法
US9183710B2 (en) * 2012-08-03 2015-11-10 Novasentis, Inc. Localized multimodal electromechanical polymer transducers
CN102790168A (zh) 2012-08-09 2012-11-21 昆山攀特电陶科技有限公司 具有柔性电极的压电陶瓷执行器
EP2913858B1 (en) * 2012-10-29 2018-06-13 Kyocera Corporation Multilayered piezo element, as well as piezo actuator, injection apparatus, and fuel injection system provided with said element
JP2015175811A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 セイコーエプソン株式会社 力検出装置、およびロボット
WO2015103244A2 (en) * 2013-12-30 2015-07-09 Photosonix Medical, Inc. Flextensional transducers and related methods
WO2015115279A1 (en) * 2014-01-29 2015-08-06 Canon Kabushiki Kaisha Piezoelectric ceramic, method for producing the same, piezoelectric element, multilayer piezoelectric element, liquid ejection head, liquid ejecting apparatus, ultrasonic motor, optical device, vibrating apparatus, dust-removing apparatus, imaging apparatus, and electronic device
US10247152B2 (en) * 2014-07-22 2019-04-02 Kyocera Corporation Multi-layer piezoelectric element, and injection device and fuel injection system provided with the multi-layer piezoelectric element
WO2016121278A1 (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 京セラ株式会社 積層型圧電素子およびこれを備えた噴射装置ならびに燃料噴射システム
US10018521B2 (en) * 2015-07-16 2018-07-10 Silicon Audio, Inc. Solid-state shear-stress sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006001134A1 (de) * 2006-01-09 2007-07-12 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
WO2008066098A1 (en) * 2006-11-29 2008-06-05 Kyocera Corporation Laminated piezoelectric element, jetting device provided with the laminated piezoelectric element and fuel jetting system
US20100078505A1 (en) 2006-11-29 2010-04-01 Kyocera Corporation Laminated piezolectric element, jetting device provided with the laminated piezoelectric element and fuel jetting system

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