JPH01250052A - Piezoelectric element applied sensor - Google Patents
Piezoelectric element applied sensorInfo
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- JPH01250052A JPH01250052A JP63076747A JP7674788A JPH01250052A JP H01250052 A JPH01250052 A JP H01250052A JP 63076747 A JP63076747 A JP 63076747A JP 7674788 A JP7674788 A JP 7674788A JP H01250052 A JPH01250052 A JP H01250052A
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- piezoelectric element
- metal plate
- humidity sensor
- applied sensor
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Electric Ovens (AREA)
- Cookers (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、圧電素子に関し、特に電子レンジ関係の湿度
センサに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric element, and particularly to a humidity sensor related to a microwave oven.
従来の技術
従来この種の湿度センサとしては、第6図に示すように
センサチップ25、ヒータ26、樹脂ペース27、メツ
シュカバー28、端子29で構成されている。センサチ
ップ25は、湿度によりその抵抗値が変化するので、制
御器は、基準電圧と抵抗とで分割された電圧により、電
子レンジの調理状態の検出を行なっていた。ヒータ26
は、電子レンジに用いた場合、食品のガス、油等により
センサチップが汚れるのでリフレッシュをするためのも
のであり、メツシュカバー28は、防風用でヒータ26
の省電力化のために用いている。2. Description of the Related Art A conventional humidity sensor of this type is comprised of a sensor chip 25, a heater 26, a resin paste 27, a mesh cover 28, and a terminal 29, as shown in FIG. Since the resistance value of the sensor chip 25 changes depending on humidity, the controller detects the cooking state of the microwave oven using a voltage divided by the reference voltage and the resistance. Heater 26
The mesh cover 28 is for refreshing the sensor chip because it gets dirty with food gas, oil, etc. when used in a microwave oven, and the mesh cover 28 is for windproofing and is used to protect the heater
It is used to save power.
(ナミョナルテクニカルレポートVo1.29 Nα3
TAN1983)
また、第7図に示すように超音波マイクを温度センサと
して用いた場合を説明する。(National Technical Report Vo1.29 Nα3
TAN1983) Also, a case will be described in which an ultrasonic microphone is used as a temperature sensor as shown in FIG.
マイクは、圧電素子1、スペーサ30、端子31、振動
部32、ケース33、リード線34、内リング35、端
子板36、シリコンゴム37から構成されている。食品
の調理状態の検出に関しては、特開昭62−11292
9号公報に示している。The microphone includes a piezoelectric element 1, a spacer 30, a terminal 31, a vibrating section 32, a case 33, a lead wire 34, an inner ring 35, a terminal plate 36, and silicone rubber 37. Regarding the detection of the cooking state of food, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-11292
This is shown in Publication No. 9.
発明が解決しようとする課題
しかしながら上記のように湿度センサを用いると、調理
中に食品中のガスや油などが湿度センサに付着して検出
感度が落ちてくるため、−回の調理毎にリフレッシュ加
熱処理用のヒータなどで湿度センサの付着物を蒸発させ
なければならず、余分な電力やコストが発生する上、抵
抗両端の電圧を制御信号として用いているので、数多く
生産する場合に、各構成要素である湿度センサの抵抗、
抵抗、電源の電圧のばらつきが制御電圧信号のばらつき
に結びつ(ことになり管理が困難であった。Problems to be Solved by the Invention However, when using a humidity sensor as described above, gas and oil in the food adhere to the humidity sensor during cooking, reducing the detection sensitivity, so it must be refreshed every - time. The deposits on the humidity sensor must be evaporated using a heater for heat treatment, which generates extra power and cost.In addition, the voltage across the resistor is used as a control signal, so when producing a large number of The resistance of the humidity sensor, which is a component,
Variations in resistance and power supply voltage lead to variations in control voltage signals (this made management difficult).
また、超音波マイクを用いた場合そのケースの形状が共
振周波数、振動等の考慮がいり、複雑である主圧電素子
の温度特性により、電子レンジで食品を繰りかえし加熱
を行なうと、圧電素子1を取り付けた排気部の温度が上
昇するので、その排気部の雰囲気温度条件、検出される
圧電素子の分極電流も低下し、同じ量の食品を加熱した
ところ加熱終了時間が一定にならない問題点があった。Furthermore, when using an ultrasonic microphone, the shape of the case requires consideration of resonance frequency, vibration, etc., and due to the complicated temperature characteristics of the main piezoelectric element, if food is repeatedly heated in a microwave oven, the piezoelectric element 1 As the temperature of the attached exhaust part increases, the atmospheric temperature conditions of the exhaust part and the polarization current of the piezoelectric element detected also decrease, causing the problem that the heating end time is not constant when the same amount of food is heated. Ta.
また、圧電素子は、絶縁体に近(、環境湿度が高いとリ
ーク電流が増えたり、圧電素子自体が湿度の影響を受け
やすい問題点があった。In addition, piezoelectric elements are close to insulators, so leakage current increases when the environmental humidity is high, and the piezoelectric elements themselves are easily affected by humidity.
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために、本発明の湿度センサは、金
属板上に接着された圧電素子と、圧電素子の出力電圧の
低下を補う補正素子と、湿度の影響を防ぐために圧電素
子、補正素子、金属板上に透湿性のないモールド材で一
体封止する構成としたものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the humidity sensor of the present invention includes a piezoelectric element bonded on a metal plate, a correction element that compensates for a decrease in the output voltage of the piezoelectric element, and a humidity sensor that compensates for the influence of humidity. In order to prevent this, the piezoelectric element, correction element, and metal plate are integrally sealed with a non-moisture permeable molding material.
作 用
本発明によれは、圧電素子、補正素子はともに雰囲気温
度と等しくなり、圧電素子の特性に悪影響を与える湿度
の侵入を防ぎ簡単な構成で食品の調理具合を検出する作
用を有する。According to the present invention, both the piezoelectric element and the correction element have the same temperature as the ambient temperature, prevent the intrusion of humidity that adversely affects the characteristics of the piezoelectric element, and have the function of detecting the cooking condition of food with a simple configuration.
実施例
以下、本発明の一実施例について添付図面にもとづいて
説明する。EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the accompanying drawings.
第1図は、本発明の一実施例の湿度センサ11の断面図
である。チタン酸鉛系の圧電素子1に一対の蒸着された
第一の電極2が施され、接着剤3で金属板4上に電気的
に接触し接着されている。FIG. 1 is a sectional view of a humidity sensor 11 according to an embodiment of the present invention. A pair of vapor-deposited first electrodes 2 are applied to a lead titanate-based piezoelectric element 1, and are adhered to a metal plate 4 in electrical contact with an adhesive 3.
5は、金属板から導出された第1のリード線(アースへ
接続される)、6は温度補正素子、7は、圧電素子1の
他端の電極を導出する第2のリード線、8は温度補正素
子の電極でその一端が金属板上に電気的に接触し、他端
は第3のリード線9で導出される。なお、第2、第3の
リード線は電気的に絶縁されている。1oは、樹脂で環
境湿度の影響を防ぐために圧電素子1、金属板4、補正
素子6、第1、第2、第3のリード線の導出部を透湿性
のないモールドし、一体に封止されている。5 is a first lead wire led out from the metal plate (connected to ground), 6 is a temperature correction element, 7 is a second lead wire leading out the electrode at the other end of the piezoelectric element 1, and 8 is a lead wire leading out from the other end of the piezoelectric element 1; One end of the electrode of the temperature correction element is in electrical contact with the metal plate, and the other end is led out by a third lead wire 9. Note that the second and third lead wires are electrically insulated. 1o, the piezoelectric element 1, metal plate 4, correction element 6, and lead-out portions of the first, second, and third lead wires are molded with resin to prevent moisture permeability and are integrally sealed. has been done.
これらにより圧電素子湿度センサ11を構成している。These constitute the piezoelectric element humidity sensor 11.
第2図は本発明の圧電素子1を有する電子レンジの本体
構成図である。食品12を出し入れする加熱室13と、
食品12を高周波加熱するマグネトロン14、加熱室排
気部15に設けた圧電素子湿度センサ11、マグネトロ
ン14を冷却する冷却ファン16、冷却ファン16の風
を一部加熱室へ送風するダクト17、圧電素子湿度セン
サ11の出力の出力信号をろ波するろ波器1B(以後フ
ィルターと呼ぶ)、フィルター18の信号を増幅する増
幅器19、制御器2oで構成されている。FIG. 2 is a block diagram of the main body of a microwave oven having the piezoelectric element 1 of the present invention. a heating chamber 13 into which food 12 is taken out and put in;
A magnetron 14 that heats the food 12 with high frequency, a piezoelectric humidity sensor 11 provided in the heating chamber exhaust section 15, a cooling fan 16 that cools the magnetron 14, a duct 17 that blows part of the air from the cooling fan 16 into the heating chamber, and a piezoelectric element. It is comprised of a filter 1B (hereinafter referred to as a filter) that filters the output signal of the humidity sensor 11, an amplifier 19 that amplifies the signal from the filter 18, and a controller 2o.
食品12の沸とう検知は次のように行なわれる。Detection of boiling of the food 12 is performed as follows.
加熱室13内には食品12が配され、マグネトロン14
の冷却風の一部は、冷却ファン16によりダクト17を
介して加熱室13内に導かれる。冷却風の一部を実矢線
21で食品12から発生する水分等の気体を点火線22
で示している。The food 12 is arranged in the heating chamber 13, and the magnetron 14
A part of the cooling air is guided into the heating chamber 13 via the duct 17 by the cooling fan 16 . A part of the cooling air is transferred to the actual arrow line 21, and gas such as moisture generated from the food 12 is transferred to the ignition line 22.
It is shown in
冷却風と、食品12から発生する水分等をふくんだ気体
は、排気部15をとお−て加熱室13外部へ排出される
。ここで、第3図に、水400 o cを加熱した場合
の圧電素子湿度センサ11の信号と雑音についての出力
電圧波形例を示す。aは、加熱室13内の水が沸騰した
時の信号波形例を示している。bには、この波形をスペ
クトラム分析した結果を示す。圧電素子湿度センサ11
に暖かい水蒸気を含んだ温風があたることによって0〜
50H2帯で大きい信号がでていることがわかる。The cooling air and the gas containing moisture generated from the food 12 are discharged to the outside of the heating chamber 13 through the exhaust section 15. Here, FIG. 3 shows an example of the output voltage waveform regarding the signal and noise of the piezoelectric element humidity sensor 11 when water is heated at 400°C. A shows an example of a signal waveform when the water in the heating chamber 13 boils. Panel b shows the results of spectrum analysis of this waveform. Piezoelectric element humidity sensor 11
0~ by being exposed to warm air containing warm water vapor
It can be seen that a large signal is emitted in the 50H2 band.
イは、加熱室13内の水が沸騰した場合、口は、沸騰前
の場合、ハは、電子レンジに通電されていない場合であ
り、イと口の差は、約30dB、信号レベルは、数mV
の電圧である。また、圧電素子センサ1に汚れを付着さ
せても第3図の出力波形は変化しなかった。これは、圧
電素子湿度センサ11が熱的変化の応答により信号を発
生するからである。そこで、第4図に示すように、圧電
素子湿度センサ1の出力信号を上記0から5QH2帯の
通過帯域をもつフィルター18を構成するべく、バイパ
スフィルター23、ローパスフィルター24でバンドパ
スフィルターを作成している。このフィルター18の信
号を増幅器19で増幅した信号を制御器20が検出し、
マグネトロン14のオンオフを制御する。A is when the water in the heating chamber 13 has boiled, B is before boiling, C is when the microwave oven is not energized, and the difference between A and B is about 30 dB, and the signal level is: Several mV
voltage. Further, even when dirt was attached to the piezoelectric element sensor 1, the output waveform shown in FIG. 3 did not change. This is because the piezoelectric humidity sensor 11 generates a signal in response to thermal changes. Therefore, as shown in FIG. 4, a band-pass filter is created using a bypass filter 23 and a low-pass filter 24 to form a filter 18 having a passband from 0 to 5QH2 band for the output signal of the piezoelectric humidity sensor 1. ing. The controller 20 detects the signal obtained by amplifying the signal of the filter 18 with the amplifier 19,
Controls on/off of the magnetron 14.
第5図は、雰囲気温度(排気部15)と圧電素子湿度セ
ンサ11の出力信号の特性図である。この図より、雰囲
気温度上昇とともに出力電圧が低下していることがわか
る。そこで金属板上に構成した補正素子6で、その出力
信号低下分を補正することによって同量の食品を(り返
し加熱しても同じ時間で調理が終了することになるもの
である。FIG. 5 is a characteristic diagram of the ambient temperature (exhaust section 15) and the output signal of the piezoelectric humidity sensor 11. From this figure, it can be seen that the output voltage decreases as the ambient temperature increases. Therefore, by correcting the decrease in the output signal using a correction element 6 formed on a metal plate, the same amount of food can be cooked in the same amount of time even if it is heated repeatedly.
なお、圧電素子1、補正素子6と、金属板は、接着剤で
接合し、かつ電気的に短絡されており、構成が簡単にな
り熱応答性がよくなる効果を有する。Note that the piezoelectric element 1, the correction element 6, and the metal plate are bonded with an adhesive and electrically short-circuited, which has the effect of simplifying the configuration and improving thermal responsiveness.
また、金属板と、圧電素子の熱膨張率のほぼ等しい材料
を用いることによって、熱膨張率の違いによる不要な歪
から発生する誤差電圧の発生を防ぐ効果がある。Further, by using a material having substantially the same coefficient of thermal expansion as that of the metal plate and the piezoelectric element, there is an effect of preventing the generation of an error voltage caused by unnecessary distortion due to a difference in coefficient of thermal expansion.
発明の効果
以上述べてきたように本発明によれば、以下に述べる効
果が得られる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1)金属板上に構成した圧電素子および圧電素子の温
度特性を補償する温度補正素子、さらにこれらを樹脂で
モールドし、圧電素子の検出電流の湿気によるリークを
防止しているので、簡単な構成で食品の安定な加熱状態
の検出ができる。(1) A piezoelectric element constructed on a metal plate, a temperature correction element that compensates for the temperature characteristics of the piezoelectric element, and these are molded with resin to prevent the detection current of the piezoelectric element from leaking due to moisture. The configuration enables detection of stable heating conditions of food.
(21圧電素子の熱的変化の応答で食品の加熱状態を検
出しているので、金属板の形状、圧電素子、補正素子の
配置など非常にフレキシブルで設計が容易であり、また
、油などの汚れをとりのぞくヒータもいらず軽薄化、コ
ンパクト化が可能となる。(21) Since the heating state of the food is detected by the response of the thermal change of the piezoelectric element, the design is very flexible and easy in terms of the shape of the metal plate, the arrangement of the piezoelectric element, and the correction element. There is no need for a heater to remove dirt, making it possible to make it lighter, thinner, and more compact.
第1図は本発明の一実施例の圧電素子応用センサの断面
図、第2図は同本体構成図、第3図は同圧電素子湿度セ
ンサの出力波形図、第4図は同フィルターの構成図、第
5図は同雰囲気温度と圧電素子湿度センサの温度特性図
、第6図は従来の湿度センサの構成図、第7図は従来の
超音波マイクの構成図である。
1・・・・・・圧電素子、2.8・・・・・・電極、3
・・・・・・接着剤、4・・・・・・金属板、5.7.
9・・・・・・リード線、6・・・・・・温度補正素子
、10・・・・・・樹脂。
1−m−圧電素子
2.8・−電 極
4−金A凝
IO−掛 脂
第1図
1/
第2図
1q
第3図
第4図
第5図
20 571 90島
雰 囲 気 ブエ 洟 じCノ
第6図
第7図Fig. 1 is a sectional view of a piezoelectric element applied sensor according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a configuration diagram of the main body, Fig. 3 is an output waveform diagram of the same piezoelectric element humidity sensor, and Fig. 4 is the configuration of the same filter. 5 is a temperature characteristic diagram of the same ambient temperature and a piezoelectric element humidity sensor, FIG. 6 is a block diagram of a conventional humidity sensor, and FIG. 7 is a block diagram of a conventional ultrasonic microphone. 1... Piezoelectric element, 2.8... Electrode, 3
...Adhesive, 4...Metal plate, 5.7.
9... Lead wire, 6... Temperature correction element, 10... Resin. 1-m-Piezoelectric element 2.8 - Electrode 4-Gold A IO-Glue Figure 1/ Figure 2 1q Figure 3 Figure 4 Figure 5 C-Figure 6 Figure 7
Claims (4)
れ一対の電極を有し前記電極のそれぞれの一端が電気的
に接続された圧電素子および温度補正素子と、前記金属
板もしくは板体、および前記圧電素子、前記温度補正素
子のそれぞれの他端より導き出されるリード線と、前記
金属板もしくは板体、前記圧電素子、前記温度補正素子
、前記リード線の導出部を樹脂で一体モールドする構成
とした圧電素子応用センサ。(1) a piezoelectric element and a temperature correction element each having a pair of electrodes on a metal plate or a conductive plate body, and one end of each of the electrodes being electrically connected; and the metal plate or plate body; and a configuration in which lead wires led out from the other ends of the piezoelectric element and the temperature correction element, the metal plate or plate body, the piezoelectric element, the temperature correction element, and the lead-out portion of the lead wire are integrally molded with resin. A piezoelectric element applied sensor.
に接着剤で接合する構成とした特許請求の範囲第1項記
載の圧電素子応用センサ。(2) The piezoelectric element applied sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric element and the temperature correction element are bonded to a metal plate or a plate body with an adhesive.
ぼ等しい材料で構成した特許請求の範囲第1項記載の圧
電素子応用センサ。(3) The piezoelectric element applied sensor according to claim 1, wherein the metal plate or plate body and the piezoelectric element are made of a material having substantially the same coefficient of thermal expansion.
成とした特許請求の範囲第1項記載の圧電素子応用セン
サ。(4) The piezoelectric element applied sensor according to claim 1, wherein the resin is non-moisture permeable and integrally molded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076747A JPH01250052A (en) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Piezoelectric element applied sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63076747A JPH01250052A (en) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Piezoelectric element applied sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01250052A true JPH01250052A (en) | 1989-10-05 |
Family
ID=13614195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63076747A Pending JPH01250052A (en) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | Piezoelectric element applied sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01250052A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49131591A (en) * | 1973-04-20 | 1974-12-17 | ||
| JPS62205650A (en) * | 1986-03-05 | 1987-09-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Substrate for semiconductor device |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63076747A patent/JPH01250052A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49131591A (en) * | 1973-04-20 | 1974-12-17 | ||
| JPS62205650A (en) * | 1986-03-05 | 1987-09-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Substrate for semiconductor device |
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