JPH04295770A - 圧電型加速度センサ - Google Patents

圧電型加速度センサ

Info

Publication number
JPH04295770A
JPH04295770A JP8463491A JP8463491A JPH04295770A JP H04295770 A JPH04295770 A JP H04295770A JP 8463491 A JP8463491 A JP 8463491A JP 8463491 A JP8463491 A JP 8463491A JP H04295770 A JPH04295770 A JP H04295770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensing
piezoelectric
acceleration sensor
symmetry
support plate
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.)
Withdrawn
Application number
JP8463491A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Kunimura
國村 智
Shiro Nakayama
中山 四郎
Katsuhiko Takahashi
克彦 高橋
Takayuki Imai
隆之 今井
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.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura 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 Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
Priority to JP8463491A priority Critical patent/JPH04295770A/ja
Publication of JPH04295770A publication Critical patent/JPH04295770A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pressure Sensors (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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、圧電型加速度センサ
に係わり、特に焦電ノイズを低減せしめたセンサの構造
に関する。
【0002】
【従来の技術】圧電型加速度センサに関して既に我々は
、PVDFなどの高分子圧電フィルムを圧縮することに
より発生する電荷を利用し、構造が簡単で、衝撃に強い
圧電型加速度センサを提案し、特願平1−113255
号、特願平1−251405号、特願平1−31827
7号として特許出願している。
【0003】図2および図3は、このような加速度セン
サ装置を例示するものである。この加速度センサ装置1
は、圧電型加速度センサ2と、この圧電型加速度センサ
からの出力をインピーダンス変換するインピーダンス変
換回路や出力増幅回路などを搭載した回路基板3とから
なる加速度センサユニット4をパッケージ5内に収容し
たものである。この加速度センサユニット4は、回路基
板3の一方の面側に圧電型加速度センサ2を取り付け、
他方の面側に回路6を配設して構成されている。この圧
電型加速度センサ2は、膜状圧電体7の両面に支持板8
,8を接着、一体化した感知部9の上に荷重体10を載
置して構成されている。またセンサユニット4からの電
気的出力は、出力用の同軸ケーブル11を介して測定器
12の入力端子13に接続されている。
【0004】この圧電型加速度センサは、このような構
成としたので、小型化が可能となり、製造も容易である
上、圧電体に高分子フィルムを用いているために、従来
問題となっていた圧電体(従来はセラミックス圧電体)
の脆性に起因する圧電体そのものの衝撃時の破損がない
などの数々の利点も有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなセンサにあ
っては、低熱伝導率の支持板を用いることにより圧電体
フィルムへの熱の急激な流入を抑制して焦電出力を低減
している。しかし支持板の材料として、熱伝導率が0.
5Wm−1K−1以下の低熱伝導材料を用いたとしても
、センサの周囲に急激な温度変化が生じた場合には、焦
電出力がかなり発生し、測定の障害となる場合があった
。
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、従来の圧電型加速度センサにおける焦電ノイズを低減
させることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、被測定物
に剛に取り付けられる台座と、この台座の感知軸に垂直
な測定面に固定された感知部と、この感知部上に固着さ
れ、慣性質量部として作用する剛体からなる荷重体を有
し、前記感知部は、膜状圧電体と、この膜状圧電体の両
面に固着された板状の剛体からなる2枚の支持板とから
なり、支持板をなす材料の熱伝導率が0.5Wm−1K
−1以下とされ、かつ膜状圧電体の平面形状が前記測定
面に平行な面において感知軸を対称の中心とする点対称
であり、前記荷重体は、それの感知部に接する面の平面
形状が感知軸を対称の中心とする点対称であり、かつ感
知軸を通り前記測定面に垂直な無数の平面で断面した時
、すべての断面について感知軸を対称軸とする線対称で
ある圧電型加速度センサであって、前記支持板の台座と
の接合面と、荷重体との接合面の少なくとも一方に、前
記感知軸を対称中心とする溝を設けた構成とした圧電型
加速度センサにより解消される。
【0008】またこの溝は、深さが支持板の厚さの50
%〜25%であり、かつ溝の底面積が溝のない場合の支
持板面積の50%〜25%とすることが望ましい。
【0009】
【作用】支持板の台座との接合面と、荷重体との接合面
の少なくとも一方に、感知軸を対称中心とする形状の溝
を設けたことにより、台座や荷重体と支持板とを接合強
度を低下させる事無く接合面積を減少させて、台座や荷
重体から支持板を介して伝わる熱伝導を低減し、膜状圧
電体の断熱性を向上させて焦電出力を低減せしめた。
【0010】以下、この発明を詳しく説明する。図1は
この発明の圧電型加速度センサの一例を示すものである
。この圧電型加速度センサ20は、台座となる基板21
上に、この基板21の感知軸に垂直な測定面に固定され
た感知部22と、この感知部22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23とを備えて
構成されている。
【0011】この感知部22は、膜状圧電体24と、こ
の膜状圧電体24の両面に固着された2枚の支持板25
,25とからなっている。膜状圧電体24は、PVDF
などの圧電体高分子フィルムの両面に銅箔などの金属薄
板を固着してなるものである。また支持板25をなす材
料の熱伝導率は0.5Wm−1K−1以下とされる。こ
のように熱伝導率が低く機械強度も高い材料としては、
ガラスエポキシ板などが好適に用いられる。
【0012】また支持板25には、その片面に溝26が
形成されている。2枚の支持板25,25は、溝26を
外に向けた状態で膜状圧電体24の両面に接着されてい
る。そして感知部22の一方の溝側の面は基板21上に
固着され、他方の溝側の面上には荷重体23が固着され
ている。この溝26の形状は、正方形、円形など対称中
心を有する形状であればよいが、その中心を感知軸と一
致させる必要がある。溝中心と感知軸とが一致していな
いと、横方向からの加速度に対する感度が増大し縦横感
度比が悪化してしまう。
【0013】またこの溝26は、深さが支持板25の厚
さTの50%〜25%であり、かつ溝26の底面積が、
溝のない場合の支持板面積の50%〜25%とするのが
望ましい。溝26の深さが支持板25の厚さTの50%
より大きいと、溝部分の剛性が不足し、荷重が膜状圧電
体24にうまくかからない不具合を生じ、また溝深さが
支持板25の厚さTの25%より小さいと、焦電防止効
果が十分に得られなくなる。また溝26の底面積が、溝
のない支持板面積の50%より大きくなると、支持板2
5と基板21または荷重体23との接着力が弱くなりす
ぎてセンサの耐衝撃性が悪化してしまい、溝26の底面
積が、溝のない支持板面積の25%より小さいと、焦電
防止効果が十分に得られなくなる。
【0014】またこの圧電型加速度センサ20にあって
は、膜状圧電体24の平面形状が測定面に平行な面にお
いて感知軸を対称の中心とする点対称の形状とされる。 さらに荷重体23は、それの感知部22に接する面の平
面形状が感知軸を対称の中心とする点対称であり、かつ
感知軸を通り測定面に垂直な無数の平面で断面した時、
全ての断面について感知軸を対称軸とする線対称である
ことが必要である。
【0015】この圧電型加速度センサは、支持板25,
25の基板21との接合面と、荷重体23との接合面に
、感知軸を対称中心とする形状の溝26を設けたことに
より、基板21や荷重体23と支持板25,25とを、
接合強度を低下させる事無く接合面積を減少させて支持
板の等価的な熱伝導率を低下させることができ、その結
果センサ20の焦電出力を低下させることができる。
【0016】なお先の例では、溝26を有する2枚の支
持板25,25を用いて感知部22を構成したが、一方
の支持板にのみ溝を形成して構成することもできる。す
なわち溝26のある支持板25と、溝のない支持板とか
ら感知部を構成し、溝のある面を基板21側にあるいは
荷重体23側に向けて接合することも可能である。
【0017】
【実施例】厚さ5mmのアルミ板を台座として、この上
に感知部をエポキシ接着剤で接着した。感知部は、厚さ
100μmのPVDFフィルムを1cm×1cmの正方
形状に切断し、これの両面に15μm厚の銅箔を接着し
、さらにその膜状圧電体の両面に1cm角の正方形状で
厚さ1.5mm、熱伝導率0.2Wm−1K−1のガラ
スエポキシ板をエポキシ系接着剤で接着して作製した。 この感知部上に、底面が1cm角の正方形状で重さ10
gの黄銅製の重りをエポキシ系接着剤で接着した。本発
明の効果を調べるために、前記ガラスエポキシ板には、
正方形状で、表1に示す種々の大きさの溝を台座側のみ
に形成した。作製した各センサのを用い、1Gの加速度
を加えて出力を測定した他、縦横感度比、耐衝撃性およ
び焦電出力を測定した。尚、出力は溝のないタイプ(比
較例8)の出力を1としたときの相対比とした。また耐
衝撃性は、1mの高さから台座ごと10個のセンサを、
感知軸を直角方向にして20回コンクリート上へ落下さ
せたときの破壊個数で示した。また焦電出力は、センサ
に10cmの距離から熱風を1分間吹き付けて、そのと
き発生する焦電出力のピーク値を測定し、溝を形成しな
いセンサ(比較例8)の値を1としたときの相対値で示
した。結果を表1に示した。
【0018】
【表1】
【0019】表1から明らかなように、本発明に係わる
実施例1ないし実施例4の各センサは、出力や縦横感度
比あるいは耐衝撃性などの性能を損なう事無く、焦電出
力を低減することができた。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による圧電
型加速度センサは、支持板の台座との接合面と荷重体と
の接合面の少なくとも一方に、感知軸を対称中心とする
形状の溝を設けたことにより、台座や荷重体と支持板と
の接触面積を接合強度を低下させる事無く減少させ、支
持板の等価的な熱伝導率を低下できるので、センサの焦
電出力を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の圧電型加速度センサの一実施例を
示す要部側面断面図である。
【図2】  従来の圧電型加速度センサの一例を示す側
面断面図である。
【図3】  従来の加速度センサ装置の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
20…圧電型加速度センサ、21…基板(台座)、22
…感知部、23…荷重体、24…膜状圧電体、25…支
持板、26…溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  被測定物に剛に取り付けられる台座と
    、この台座の感知軸に垂直な測定面に固定された感知部
    と、この感知部上に固着され、慣性質量部として作用す
    る剛体からなる荷重体を有し、前記感知部は、膜状圧電
    体と、この膜状圧電体の両面に固着された板状の剛体か
    らなる2枚の支持板とからなり、支持板をなす材料の熱
    伝導率が0.5Wm−1K−1以下とされ、かつ膜状圧
    電体の平面形状が前記測定面に平行な面において感知軸
    を対称の中心とする点対称であり、前記荷重体は、それ
    の感知部に接する面の平面形状が感知軸を対称の中心と
    する点対称であり、かつ感知軸を通り前記測定面に垂直
    な無数の平面で断面した時、すべての断面について感知
    軸を対称軸とする線対称である圧電型加速度センサであ
    って、前記支持板の台座との接合面と、荷重体との接合
    面の少なくとも一方に、前記感知軸を対称中心とする溝
    を設けたことを特徴とする圧電型加速度センサ。
  2. 【請求項2】  前記溝の深さが支持板の厚さの50%
    〜25%であり、かつ溝の底面積が溝のない場合の支持
    板面積の50%〜25%であることを特徴とする請求項
    1記載の圧電型加速度センサ。
JP8463491A 1991-03-25 1991-03-25 圧電型加速度センサ Withdrawn JPH04295770A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8463491A JPH04295770A (ja) 1991-03-25 1991-03-25 圧電型加速度センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8463491A JPH04295770A (ja) 1991-03-25 1991-03-25 圧電型加速度センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04295770A true JPH04295770A (ja) 1992-10-20

Family

ID=13836121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8463491A Withdrawn JPH04295770A (ja) 1991-03-25 1991-03-25 圧電型加速度センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04295770A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002995A1 (en) * 1997-07-11 1999-01-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bimorph piezoelectric device for acceleration sensor and method of its manufacture
US6550116B2 (en) 1997-07-11 2003-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing a bimorph piezoelectric device for acceleration sensor
JP2020012670A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 Jfeアドバンテック株式会社 センサホルダおよびセンサ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999002995A1 (en) * 1997-07-11 1999-01-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bimorph piezoelectric device for acceleration sensor and method of its manufacture
US6246155B1 (en) 1997-07-11 2001-06-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Bimorph piezoelectric device for acceleration sensor and method of its manufacture
US6550116B2 (en) 1997-07-11 2003-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing a bimorph piezoelectric device for acceleration sensor
JP2020012670A (ja) * 2018-07-13 2020-01-23 Jfeアドバンテック株式会社 センサホルダおよびセンサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN212086490U (zh) 振动传感器和电子设备
US6857312B2 (en) Systems and methods for sensing an acoustic signal using microelectromechanical systems technology
US8896184B2 (en) Piezoelectric MEMS microphone
EP0399680B1 (en) Piezoelectric acceleration sensor
JP2008522193A (ja) ピエゾ抵抗性歪み集中器
JPH06331651A (ja) 微細機構を有する加速度計およびその製造方法
CN103197101A (zh) 非等截面悬臂梁压电式加速度传感器
CN114441804B (zh) 加速度传感器
WO2022156329A1 (zh) 感测芯片及mems传感器
JP2003163996A (ja) エレクトレットシリコンコンデンサマイクロホン及びその製造方法
JPH09292409A (ja) 加速度センサ
JP3186603B2 (ja) 焦電型赤外線センサ素子
CN118433619A (zh) 声学结构、气流传感器以及微机电系统麦克风芯片
JPH05172624A (ja) 圧電型振動センサ装置
EP2717059B1 (en) Acceleration sensor
JP3106970B2 (ja) 加速度センサ
JPH06207947A (ja) 圧電型振動センサ
JPH04290964A (ja) 圧電型加速度センサ
JPS635355Y2 (ja)
JPH06249706A (ja) 圧電型振動センサ
JP2006165998A (ja) 音響センサ
JPH08304201A (ja) 圧力センサ素子とその圧力センサ
JPH05203525A (ja) 圧電型圧力センサ
JPS6056314B2 (ja) 圧力・振動―電気変換装置
JPS61266931A (ja) 圧力センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980514