JPH03242556A - 圧電型加速度センサ - Google Patents

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】 「産業上の利用分町」 この発明は膜状圧電体を用いた圧電型加速度センサに係
り、特に電圧としての出力と電荷としての出力の両方に
おいて焦電効果による出力変動を低減したものに関する
。

「従来の技術」 圧電型加速度センサには、材料によって大別すれば、無
機・セラミックスの圧電体を加速度感知部に用いたもの
と、ポリマ系の圧電体を用いたちのがある。

無機・セラミックス系のセンサは、精度が良く、使用可
能温度範囲が広い等の利点があるが、衝撃によって破壊
しやすく、小型化しにくい等の問題かある。これは、チ
タン酸ジルコン酸塩系セラミック圧電体による加速度セ
ンサを例にして考えるに、感知部を焼結によって成形す
るために小型化が困難であるとともに、感知部の物性と
しての脆さが耐衝撃性を損なっていると考えられる。

一方、ポリマ系のセンサは、公開された特許公報や一般
に市販されているセンサによれば、圧電性ポリマのノー
トのみならず、無機・セラミックス系圧電体の粉体をポ
リマ中に分散させた混和物のノートを用いたものであっ
て、耐衝撃性は改善されているが、必ずしも小型ではな
く、ホ１１定可能な周波数帯域が狭く、クロストークか
悪く、正味の出力感度が低い等の問題がある。

なお、前述した加速度センサの一例として、特開昭５６
−１０２５８号公報に開示されたしのが知られている。

この加速度センサは第１８図に示すように、圧電ポリマ
製の振動膜１をその周縁部で環状の枠体２に固定し、振
動膜１の中心部の両面に慣性質量として機能する荷重体
３を設け、枠体２を台座４に固定してなるものである。

ところが、この構造の加速度センサにおいても、ポリマ
製の振動膜ｌの周辺を固定した振動膜構造であり、ポリ
マの弾性率が低いことに起因し、感知軸Ｇに直行する方
向の加速度ら検出してしまうために、前述のようなタロ
ストークの問題などを生じる欠点かある。

上述のように圧電型加速度センサの性能は、圧型体の材
質Ｉｊよびセンサの構造と深くかかわっていると考えら
れる。

そこで本発明者らは、以上のような従来のセンナの欠点
を解消するために、被測定物１こ剛に取り付けられる台
座と、この台座の感知軸に垂直なθ１ｊ定而に固着され
た膜状圧電体と、この膜状圧電体上に固着され、慣性質
量部として作用する剛体からなる荷重体を具備したこと
を特徴とするセンサを案出し、先に特願平１−１１３２
５５号として特許出願している。

かかるセンサは、構造か極めて簡単であり、感知軸方向
に直交する方向の加速度が加わった時のノイズ出力が極
めて小さく、しかも、測定可能な周波数）ｉシ域が広い
などの利点を有している。

「発明が解決し上うとする課題」 しかしながら、この新しいタイプのセンサにおいてら以
下のような不都合の解決が必要であった。

前記構造のセンサは、温度の変動によって膜状圧電体に
部分的に温度変化を生じると、この温度分布に起因する
焦電効果によって余分な電気出力を生じ、これがノイズ
出力となるのて、周囲の温度変化か激しい場所での使用
は困難であった。

また、焦電効果によるノイズ出力は、周波数成分として
は低周波数側にあるので、バイパスフィルタを使用する
ことによってカットすることらできるか、そうすると、
低周波数側の加速度も測定できなくなるという不都合が
あった。

そこで、本発明者らは、この焦電効果によるノイズ出力
低減策として、特願平１−１９０８２４号、４３よび、
特願平１−２２９８０７号において特許出願を行ってい
る。

これらの特許出願においては、分極方向が互いに逆方向
の膜状圧電体を積層してなるバイモルフエレメントを圧
電体ブロック内に組み込み、膜状圧電体の厚さ方向の温
度変化を生した場合、分極方向の異なる膜状圧電体どう
しの士の余分な起電力を打ち消すことによって焦電効果
によるノイズ出力の問題を解消したものであった。

ところが、前記構造の加速度センサは、圧電体内部の温
度分布、例えば、検知部のどちらか一面側から熱伝導に
よって温度変化を生じた場合は有効であるが、白熱電溶
直下など、急激な温度変化を伴う場所においては、その
温度変動に応じて出力レベルが大きく変動してしまう不
具合があった。

よって、現状では、加速度センサのパッケージ等て頑強
に熱絶縁を施し、一方向のみからの熱伝達によってのみ
検知部の温度変化が生じるように設計し、製造する必要
があった。

本発明は前記課題を解決するためになされたしので、焦
電効果によるノイズ出力を低減することかでき、温度変
化の激しい環境において使用することができる圧電型加
速度センサを提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段］ 請求項Ｉに記載の発明は前記課題を解決するために、被
測定物に剛に取り付けられる台座と、この台座の測定面
に固着され電極を備えた膜状圧電体と、前記膜状圧電体
上に固着され慣性質量部として作用する剛体からなる荷
重体とを有する検知部を備え、前記検知部の側方に検知
部に近接させて前記膜状圧電体と同一材料製でほぼ同一
厚さの膜状圧電体からなる補償用圧電体を備え、膜状圧
電体の」１下両面と補償用圧電体の上下両面に設けられ
た電極の面積をほぼ同一に形成し、膜状圧電体の上下の
電極間に生じる電位差および電荷と補償用圧電体の上下
の電極間に生じる電位差および電荷を打ち消すように各
電極を接続してなるものである。

以下、この発明の詳細な説明する。

第１図と第２図は、この発明のセンサの一例を示すしの
で、台座１１上に、膜状圧電体１３と荷重体Ｉ４が漬層
されて検知部Ａｈ＜構成されている。

ｉｊｒ記台座ＩＩはセンサの基体をなし、被測定物に剛
に取り付けられるもので、十分な剛性を有する（５イ科
、例えば、鋼、抗銅、アルミニウムなどから作られてい
る。また、台座１１をなす材料の弾性率は後述の膜状圧
電体のそれ以上とされ、台座ＩＩの厚さ（よ膜状圧電体
の数倍であることが望ましい。この例の台座１１は直方
体状に形成されているか、台座１１の形状はこれに限ら
れるものではなく、板状、円柱状などの形状でしよい。

この台座１１の一つの表面（上面）は、平坦かつ平滑な
測定面となっている。この測定面は、このセンサの加速
度の感知軸Ｇに対して正確に垂直とされた垂直面である
必要がある。

この台座！Ｉの測定面上には接着層を介して膜状圧電体
Ｉ３が台座１１に対して一体に強固に固着されている。

この実施例の膜状圧電体Ｉ３は、圧電性を有する材料か
らなる厚さ１０〜１００μｍのフィルム状のものであっ
て、その厚さが十分に均一でかつ全体が十分に均質なも
のが用いられる。

圧電性を有する材料としては、ポリフッ化ビニリデン、
ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ヒニ
ル、ナイロン１１やポリメタフェニレンイソフタラミド
などのナイロン、テトラフロロエチレン、トリフロロエ
チレン、フッ化ビニルなととフッ化ヒニリデンとの共重
合体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニ
ルなどとノアン化ヒニリデンとの共重合体、ポリフッ化
ビニリデンとポリカーボネイトとのブレンドポリマポリ
フッ化ビニリデンとポリフッ化ビニルとのプレットポリ
マー等のポリマー系のほかに、チタン酸金属塩、チタン
酸ジルコン酸金属塩等の圧′１五材料の粉末をポリマー
に添加、分散したものなとかＩＪｌｔｔ　、、れる。

この膜状ＩＥ重体１３の上面（表面）と下面（裏面）に
は、和気出力取出用のアルミニウム箔などからなる７ｄ
極冒か設；■Ｓれている。そして、この膜状＋：、ｔｔ
ｃ＋３と台座１１との固着は、エボキン系接？Ｔ　ｉｌ
ｌ　ｊｉとの硬化型の接着剤を用いて行われる。

このような膜状圧電体１３の」−には、慣性質量部とし
て機能する剛体からなる荷重体１４が接着層を介して一
体に固着されている。この荷重体Ｉ４は加速度を受けて
変位し膜状ＹＪ（電体１３に歪みまたは応力を生ぜしめ
るもので、その重量はセンサの単位加速度当たりの電気
的出力に関係するため、特に限定されることはないが、
膜状圧電体１３にクリープを生じせしめない範囲とされ
る。荷重体Ｉ４ど膜状圧電体Ｉ３の固着は、台座１１と
膜状圧電体１３の固着と同様である。

一方、台座１１の上面であって検知部Ａの膜状圧電体１
３の側方には、前記膜状圧電体Ｉ３と同一材料かつ同一
厚さであって、はぼ同一面積の膜状圧電体からなる補償
用圧電体１５が接着され、膜状圧電体Ｉ３の上下両面に
貼着された各電極の面積と、補償用圧電体１５の上下両
面に貼着された各電極の面積は、はぼ等しくされている
。

なお、各電極の面積がほぼ同一とは、膜状圧電体１３の
各電極の面積と補償用圧電体Ｉ５の各電極の面積との差
で±５％以内であるものを言う。

ここで、面積差か±５％以上であると、第２図のような
接続をしたときには電荷出力が、第１７図のような接続
をしたときには電荷出力と電圧出力の両方が、いずれも
補償しきれなくなってしまうために好ましくない。なお
また、補償用圧電体１５を固着する位置は、検知部Ａに
なるべく近い部分であることが好ましく、できれば５ｍ
ｍ以内が好ましい。

第２図は、膜状圧電体１３と補償用圧電体Ｉ５からの電
気出力を得るための結線構造の一例を示すもので、この
結線構造は、膜状圧電体１３と補償用圧電体１５に同一
の温度変化および同一の歪が加わった場合、各圧電体１
３．１５の電極に同一の電荷および電圧を発生すること
から、これらの電圧および電荷を打ち消すことかできる
ようにするためのらのである。

即ち、この例では、膜状圧電体Ｉ３の分極方向と補償用
圧電体１５の分極方向とをいずれも第２図に示すように
上向きとしであるのて、膜状圧電体１３の底面側の電極
と浦償用圧主体Ｉ５の底面側の電極を第１配線１６で結
線し、膜状圧電体１３の上面側の電極に引き出し線１７
を接続し、補償用圧電体Ｉ５の上面側の電極に引き出し
線１８を接続して引き出し線１７．１８からセンサの出
力を取り出せるように構成されている。

一方、前記膜状圧電体１３にあっては、その平面形状が
クロストークを低減する上で重要である。

この発明におけるクロストークとは、センサの感知軸Ｇ
方向の加速度を受けた時の出力Ｐ１と、感知軸Ｇに直交
する方向の加速度を受けた時の出力Ｐ、との比Ｐ２／Ｐ
、で表されるものである。

まず、膜状圧電体１３の平面形状および電極形状が、台
座１１の測定面に平行な面において感知軸Ｇを対称の中
心とする点対称でなければならない。第１図に示す例で
は長方形となっているが、これ以外に上記条件を満たず
平面形状としては、例えば第３図ないし第８図に示すよ
うなものがある。第３図は平行四辺形、第４図は円形、
第５図は楕円、第６図は正六角形、第７図はへ角形、第
８図は円環形である。これらの図にわいて符号Ｇはいず
れも感知軸Ｇを示す。これらの平面形状はすべて感知軸
Ｇを対称の中心とする点対称となっている。勿論、これ
ら以外の平面形状でも上記条件を満たせば採用可能であ
る。

また、前記荷重体１４については、その立体形状がクロ
ストークを低減するうえで重要である。

まず、荷重体１４の膜状圧電体１３と接する面（以下、
底面と言う。）は感知軸Ｇに対して正確に垂直であり、
かつ底面の平面形状が感知軸Ｇを対称の中心とする線対
称である必要がある。よりて、この条件を満たす形状と
しては先の膜状圧電体Ｉ３の平面形状と同様に例えば第
３図ないし第８図に示すものが採用できる。ただし、膜
状圧電体１３と荷重体１４との組み合わせにおいて、荷
重体１４の底面の平面形状と膜状圧電体１３の平面形状
とは必ずしら同一形状である必要はなく、例えば膜状圧
電体１３の平面形状が正方形で、荷（■体１４の底面の
平面形状が円形の組み合わせであってらよく、後述する
ように感知軸Ｇを同じくすればかまわない。

また、同時に荷重体１４は、感知軸Ｇを通り、底面に垂
直な無数の平面で断面した時にすべての断面について感
知軸Ｇを対称軸とする線対称である必要かある。この線
対称の条件を満たすものとしては、第９図ないし第１５
図に示すものがある。

第９図に示したものは板状であり、第１０図のものは注
状、第１＋図は錐状、第１２図のものは球を平面で切り
取ったもの、第１３図のものは楕円体を平面で切り取っ
たもの、第１４図のものは柱状、）内部に空間を形成し
たもの、第１５図のものは柱体と板体とを組み合わせた
ものである。これ与の図において、符号Ｓは底面を示し
、Ｇは感知軸と一致する対称軸である。この線対称の条
件を満たす荷重体１４の重心は感知軸Ｇ上に位置するこ
とになる。

また、荷重体１４は、その全体が同質の材料からなるも
のの他に、異なる材料からなる複合材で形成ずろことも
できるが、この場合には、それぞれの材料が強固に固着
し、全体として剛体とみたしうろらのであることが必要
であり、それぞれが加速度を受けて別の変位を起こすも
のであってはならない。

そして、このような条件、すなわち対称性を有する荷重
体１４はその対称軸を膜状圧電体Ｉ３の対称中心に一致
させて、言い換えれば感知軸Ｇ上に膜状圧電体１３の対
称中心と荷重体１４の対称軸とを一致させて配置され、
固着されている。

次に前記構成の加速度センサの作用について説明する。

前記構成のセンサは台座ＩＩを被測定物に取り付けて用
いられ、その感知軸Ｇ方向に加速度が作用ずろと、荷重
体１４が膜状圧電体１３に加速度に応じた荷重を負荷し
、この負荷に応じた歪の発生に基づいて膜状圧電体１３
の表面側の電極と裏面例の電極に電位差と電荷の差を生
じる。ここで、膜状圧電体Ｉ３は、加速度検知部へにあ
り、」二に荷重体１４をｒｌシているので、加速度に応
じた電位差と重荷の差が得られるが、補償用圧電体Ｉ５
には荷重が乗っていないので、加速度を与えても電位差
と７１Ｘ荷の差を生じることはない。従って配線１７．
１８間において、電位差および電荷の差を測定すること
により加速度の大きさを測定することができる。

しかし、加速度センサの設置環境において、加速度を与
えなくとも、急激な温度変化を与えると、焦電効果によ
って膜状圧電体１３の電極と補償用圧電体Ｉ５の電極の
双方に電位差および電荷の差を生じる。

この時の膜状圧電体１３と補償用圧電体１５の電位差む
よび電荷の差は、圧電体１３．１５が同一材料で構成さ
れて電極の面積もほぼ同等であるので、同一の温度変動
および同一の歪に対して同一の電荷の差および電位差を
生じ、これらが互いに打ち消し合うことにより電位出力
の差と電荷出力の差はいずれも０となる。

ただし、以上の説明は、圧電体１３．１５か同一の温度
変化を受けた場合に適用できることであるので、圧電体
１３．１５は同一空間内（同一パッケージ内むど）に、
しかも、近接させた距離（好ましくは５ｍｍ以内）に設
置することが望ましい。従って例えば、同一圧電体の電
極を２分割し、片方に荷重体を載せ、他方に荷重体を載
せないて補償用圧電体として構成することら可能である
。

また、両正電体１３．１５の作動出力をセンサ出力とし
ているために、台座１１が変形するなどの原因によって
コモンモードノイズ出力を生じても、それらのノイズ出
力を相殺することでノイズ出力の値を小さくすることが
できる。

一方、以上の構成のセンサにあっては、台座ｌｌと膜状
圧電体１３と荷重体１４とを単に積層した乙のであり、
圧電体１３に形成する電極層も一般の成膜プロセスなと
を適用できるので、構造カ簡単で製造が容易とムリ、小
型化ら可能となる。

また、膜状圧電体１３の平面形状が感知軸Ｇを対称中心
とする点対称であり、荷重体Ｉ４の底面の平面形状が感
知軸Ｇを対称中心とする点対称で、うり、同時に荷重体
１４の立体形状が感知軸Ｇを通る毛面にわいてずへて感
知軸Ｇを対称軸とする線対称であるのて、クロストーク
が微かである。

一般に、センＪＪ−にその感知軸方向以外の方向の加連
嘗かｊ川わっｆコ場合、ベクトル分解の法則によって□
、５　’（，１１軸に直交する少ｔ５＜とら二つ方向の
成分と墜翔輔方向の成分とに５）けら２′、る。この感
知軸に直史計る方向、）成分は、荷重体１・１の重心に
作用し、重心を中心とする曲げモーメントが荷重体１１
に働くことにｔろ。二のため、膜状圧電体ｌ３ｐ）−、
−ｒｌ＜にはｌｊｌ縮力か作用し、残部には引張力が作
用゛することになる。膜状圧電体１３には、圧縮力と引
張ツノとて反対符号の電荷を生じ、膜状圧電体３　、’
）　宗４かＳ生じる？ａ位に差異を生じるが、前記反対
符号の重荷量が等しければ、各電極から発生ずる電位の
合計値は変動しない。

したがって、膜状圧電体Ｉ３に互いに大きさが等しい圧
縮力と引張力とが作用すれば、膜状圧電体１３からの出
力変動はゼロになり、感知軸方向以外の方向の加速度を
検出しなくなる。

この発明では、膜状圧電体１３および荷重体１４のそれ
ぞれの形状に、上述のような対称性を持たせていること
から、感知軸Ｇ方向以外の加速度が加わっても膜状圧電
体１３には等しい大きさの圧縮力と引張力とか作用する
ことになって、膜状圧電体１３からの出力変動がなく、
クロスドータが極めて小さいものとなる。このようにク
ロストークを少なくずろには、分割電極を感知軸Ｇを対
称の中心とする点対称配置することが好ましい。

また、このセンサは、その測定可能周波数の」１限が高
く、測定可能周波数帯域が広いものとなる。

この種のセンサの測定可能周波数の上限はセンサの共振
周波数によって定まる。

この発明でのセンサの共振周波数は、その構造から台座
Ｉｆと荷重体１４との間に存在するもの、ずなわち膜状
圧電体１３、接着層、電極層の弾性率を荷重体１４の質
量で除した値に比例するため、従来の振動模型のセンサ
の共振周波数に比べて２桁以上高くなり、キロヘルツの
オーダーとなる：但し、接着剤層の弾性率が低くなると
共振周波数が低下するので、留意すべきである。

このため、膜状圧電体１３と台座１１および荷重体１４
との固着に接着剤を用いろものでは、接着剤層の弾性率
をＥＡ、厚さをｔＡとし、膜状圧電体１３の弾性率をＥ
ｌ）、厚さをｔｐとしたとき、次の式で表される関係を
満足する必要がある。

（Ｅ　Ａ　／　ｔＡ）／　（Ｅ　ｐ／　ｔｐ）≧０１こ
の式の意味するところは、加速度によって荷重体１４に
生じた力が接着層によって吸収緩和されることなく、膜
状圧電体Ｉ３に伝わるための条件であり、上式の値が０
．１未満となると接着層による吸収が無視できなくなり
、上述のように求心周波数が低下し、測定可能周波数帯
域を狭めることになる。

なお、上式における接着層の厚さは、台座ＩＩと荷重体
１４との間の存在するすべての接着層の厚さの合計を言
う。また、接着剤の種類が異なり、弾性率も異なる場合
には、それぞれの接着層での弾性率と厚さの比を求め、
これを合計して上式に代入すればよい。

したがって、接着剤としてはエポキソ系、フェノール系
、ンアノアクリレート系などの硬化型で、弾性率の高い
ものを選択すべきであり、ゴム系なとの活管をは不適切
である。また、導電性接着剤を用いることもできる。

な才ｊ、前記実施例においては、膜状圧電体Ｉ３として
単層のものを用いたが、膜状圧電体Ｉ３は多層構造のも
のでも差し支えない。また、第１６図に示すように、極
性の異なる膜状圧電体３０゜３１を中間電極３２を介し
て積層し、積層された膜状圧電体３０．３１の上下両面
に端部電極３３を形１戊してなるバイモルフエレメント
３５を形成して、膜状圧電体１３の代わりにこのバイモ
ルフエレメント３５を用いても良い。

一方、第１７図は、本発明のセンサの結線構造の他の例
を示すもので、この例では、膜状圧電体１３の分極方向
と補償用圧電体Ｉ５の分極方向が逆方向に向いている場
合の配線例である。この例では、膜状圧電体１３の底面
側の電極と補償用圧電体１５の底面側の電極とが引き出
し線２０て結線され、膜状圧電体１３の上面側の電極と
補償用圧電体１５の上面側の電極とが引き出し線２１て
接続されている。

この例の構造においても、先の例で説明した場合と同様
に、焦電効果によって膜状圧電体１３に生した電（立差
わよび電荷と補償用圧電体１５に生した電位差わよび電
荷が互いに打ち消しあう結果、焦７ａ効果による余分な
電位変動および電荷変動は生じない。

「実施例１」 厚さ５ｍｍのアルミニウム板を台座とし、これの上面に
、厚さ１００μｍで縦１０ｍｍ、　ＩＩ　Ｏｍｍの正方
形状の２枚のＰＶＤＦＩＥＥ電フィルムを互いに２ｍｍ
離間させた状態でエポキシ系接着剤で接着した。これら
の圧電フィルムの上下両面には、Ｃｕ／　Ｎ　ｉ電極が
形成されている。また、２枚のＰｖＤＦ圧電フィルムの
うちの１枚の上に、質ｆｉｌＯｇのしんちゅう製の荷重
体をエポキシ系接着剤で固着してセンサを構成した。な
お、このセンサの構造では、第２図に示す結線構造を採
用した。

「実施例２」 実施例１と同等の圧電フィルムを用いてセンサを構成し
、結線構造については第１表に示す構造を採用し、膜状
圧電体と補償用圧電体の厚さおよび平面寸法を第１表に
示すように設定した。

「比較例１，２，３，４ｊ 実施例１と同等の圧電フィルムを用いて各々センサを構
成し、結線構造については第１表に示す構造を採用し、
膜状圧電体と補償用圧電体の厚さおよび平面寸法を第１
表に示すように設定した。

「比較例５」 厚さ５１のアルミニウム板上に厚さ１００μｍで１辺１
０ｍｍの正方形状のＰＶＤＦフィルムをエポキシ系接着
剤で固着し、更にその上に荷重１０ｇのしんち１１う装
荷重体を接着し、このＰＶＤＦフィルムの両面から出力
を取り出す構造のセンサを構成した。

以」二の構造を採用した各側のセンサについて、以下の
上うな測定試験を行った。

（＋）ＪｔＧ本出力出力測定 試験圧出力　；　インピーダンス変換回路を介してＩＧ
あたりのセンサの基本出力を測定した。

（ピーク（直） ■徂６：ｊ出力　　　ヂャージアンプを介してＩＧあた
りのセンサのＪＩ（本出力を測定した。

（２）温度変動に対する出力変化試験 ０）インピーダンス変換回路わよびセンサをナイ〔１）
６製のパンケージに組み込み、熱風を吹き付すてセンサ
近傍の温度か１℃」二元した時にどれだ＋−Ｆ出力の変
動が起こるかを測定した。（ｍ　Ｖ　／　°Ｃ）■セン
サをナイロン６製のパンケージに組み込み、ヂャーノア
ンプを接続し、パッケージに熱風を吹き付けてセンサ近
傍の温度がｌ　’Ｃ上昇したときに、どれたけの出力変
動が起こるかを測定した。

（ｐＣ／’Ｃ）以上の試験結果を第１表に示す。

第　　ｌ　　表 第１表から、本発明の加速度センサは温度変化に応した
出力変動を小さく抑えろことができろことが判明した。

比す文例の、ζセンサでは、重圧出力と電荷出力の少ム
くとら一方が、２枚の圧電体の厚さ、もしくは、市樺面
ｈ１の違いによる変動を相殺しきれていべい。比較例２
て（よ出力変動か比較的小さくなっていらか、圧電体の
圧電定数や絶縁抵抗などのばらつきの点から見ても、同
一厚さの圧電体を用いた方かｈ−ｆましいことは明らか
である。

発１１１１の効果卦 以−に説明したように本発明は、加速度を検出する膜状
圧電体の他にこの膜状圧電体と同−材料製で同−戸７．
さて′：ｒｉ極而債を面積同−面積とした浦償用圧電体
を検出部近傍に備え、両者の電位差と電荷の差を打ち萌
し合うように配線しているので、環境温度の急激な変化
が生じても、焦電効果によるノイズ出力を大幅に少なく
することができ、加速喫の測定情度を向上させることが
できる。更にに発明によ杷ば、電位差と電荷の差の両方
によって加速度を検出てきるので、より正確な測定がで
き、測定値の信頼性か向上するととらに、使用上の制約
が少なくなる効果がある。

また、加速度以外の原因による円圧電体の電荷を打ち消
し合うようにしてセンサ出力とするために、温度変動以
外のフモンモードノイズ、例えば、台座の変形により生
じるノイズ出力を小さくすることがてきる効果かある。

更にまた、この発明のセンサは台座と膜状圧電体と荷重
体を積層して固着したものであるので、構造が簡単で小
型化も容易にできる。更に、クロストークか極めて少な
く、測定可能周波数帯域か広く、測定用途に合致した設
計が容易で設計の自由度が大きいなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の一実施例を示すもので、第１
図は斜視図、第２図は圧電体の結線図、第３図ないし第
８図はそれぞれ膜状圧電体の平面形状の変形例を示す図
、第９図ないし第１５図はそれぞれ荷重体の断面形状の
変形例を示す図、第１６図はバイモルフエレメントを示
す断面図、第１７図は本発明の加速度センサの他の例の
結線図、第１８図は従来の加速度センサを示す断面図で
ある。 Ａ・・・検知部、１１・・台座、Ｉ３・・膜状圧電体、
１４・・・荷重体、Ｉ５・・・Ｍｉ償用圧電体、Ｇ・・
感知軸、＋　７．１８，２０．２１・・引き出し線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物に剛に取り付けられる台座と、この台座の測定
   面に固着され電極を備えた膜状圧電体と、前記膜状圧電
   体上に固着され慣性質量部として作用する剛体からなる
   荷重体とを有する検知部を備え、前記検知部の側方に検
   知部に近接させて前記膜状圧電体と同一材料製でほぼ同
   一厚さの膜状圧電体からなる補償用圧電体を備え、膜状
   圧電体の上下両面と補償用圧電体の上下両面に設けられ
   た電極の面積をほぼ同一に形成し、膜状圧電体の上下の
   電極間に生じる電位差および電荷と補償用圧電体の上下
   の電極間に生じる電位差および電荷を打ち消すように各
   電極を接続してなることを特徴とする圧電型加速度セン
   サ。