JPH05333045A - 圧電加速度センサ - Google Patents
圧電加速度センサInfo
- Publication number
- JPH05333045A JPH05333045A JP16334292A JP16334292A JPH05333045A JP H05333045 A JPH05333045 A JP H05333045A JP 16334292 A JP16334292 A JP 16334292A JP 16334292 A JP16334292 A JP 16334292A JP H05333045 A JPH05333045 A JP H05333045A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric
- piezoelectric body
- acceleration
- amount
- acceleration sensor
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベース上に圧電体を介して慣性物体を取り付
け、受けた加速度により慣性物体からの慣性力が圧電体
に作用して圧電効果により圧電体にチャージされる電荷
量を検出して加速度を測定する圧電加速度センサを高性
能な装置とする。 【構成】 例えばジルコン酸チタン酸鉛，チタン酸鉛，
チタン酸バリウム等の圧電材料を用いて、多数の空孔が
形成された多孔質圧電材質で構成した圧電体を使用す
る。
け、受けた加速度により慣性物体からの慣性力が圧電体
に作用して圧電効果により圧電体にチャージされる電荷
量を検出して加速度を測定する圧電加速度センサを高性
能な装置とする。 【構成】 例えばジルコン酸チタン酸鉛，チタン酸鉛，
チタン酸バリウム等の圧電材料を用いて、多数の空孔が
形成された多孔質圧電材質で構成した圧電体を使用す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電体を用いた圧電加
速度センサに関する。
速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、圧電体を用いた圧電加速度セン
サの構成の概略を示す断面図であり、図において、１は
圧電体、２は電極、３は重り（慣性物体）、４はケー
ス、５はベース、６はリード線であり、図面の矢印は圧
電体１の分極方向である。
サの構成の概略を示す断面図であり、図において、１は
圧電体、２は電極、３は重り（慣性物体）、４はケー
ス、５はベース、６はリード線であり、図面の矢印は圧
電体１の分極方向である。
【０００３】この加速度センサは、加速度を測定する測
定対象物に設置して、重り３の慣性力で加速度を測定す
る。すなわち、ベース５の受ける加速度は、重り３の慣
性力として圧電体１に働き、これに応じて圧電体１の圧
電効果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）
により電荷がチャージされる。圧電体１にチャージされ
る電荷量は、圧電体１に電圧を印加したときの圧電体の
歪（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）と、重り３の
質量と、加速度とに比例する。また、このときに電極２
の両端で発生する電圧は、圧電体１で発生した電荷に比
例し、圧電体１の静電容量に反比例する。従って、この
種の加速度センサは、この電圧値で受けた加速度を検出
する。
定対象物に設置して、重り３の慣性力で加速度を測定す
る。すなわち、ベース５の受ける加速度は、重り３の慣
性力として圧電体１に働き、これに応じて圧電体１の圧
電効果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）
により電荷がチャージされる。圧電体１にチャージされ
る電荷量は、圧電体１に電圧を印加したときの圧電体の
歪（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）と、重り３の
質量と、加速度とに比例する。また、このときに電極２
の両端で発生する電圧は、圧電体１で発生した電荷に比
例し、圧電体１の静電容量に反比例する。従って、この
種の加速度センサは、この電圧値で受けた加速度を検出
する。
【０００４】なお、装置の検出感度は圧電体１の性能で
定まる。すなわち、重り３からの慣性力が圧電体１に加
えられたときに発生する電化量は、圧電歪量が大きけれ
ば大きいほど、また、圧電体１の静電容量が小さければ
小さいほど、高感度（高分解能）な装置とでき、装置の
小型化も容易に行える。
定まる。すなわち、重り３からの慣性力が圧電体１に加
えられたときに発生する電化量は、圧電歪量が大きけれ
ば大きいほど、また、圧電体１の静電容量が小さければ
小さいほど、高感度（高分解能）な装置とでき、装置の
小型化も容易に行える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにこの種の
圧電加速度センサの性能は、圧電体の圧電歪量で定まる
ため、高性能な装置とするためには圧電歪量の大きい圧
電体を用いる必要がある。
圧電加速度センサの性能は、圧電体の圧電歪量で定まる
ため、高性能な装置とするためには圧電歪量の大きい圧
電体を用いる必要がある。
【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、加えられる加速度が小さい場合で
も大きな電圧で検出できる高感度な圧電加速度センサを
提供することを目的としている。
なされたものであり、加えられる加速度が小さい場合で
も大きな電圧で検出できる高感度な圧電加速度センサを
提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる圧電加速
度センサは、多数の空孔が形成された多孔質圧電材質を
用いて形成した圧電歪量の大きな圧電体を使用して構成
したことを特徴とする。
度センサは、多数の空孔が形成された多孔質圧電材質を
用いて形成した圧電歪量の大きな圧電体を使用して構成
したことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。本発明における装置の構成は、圧電体１が異なる
だけで従来の技術として説明した図１に示す構成と同様
であり、ここでは重複した説明は省略する。
する。本発明における装置の構成は、圧電体１が異なる
だけで従来の技術として説明した図１に示す構成と同様
であり、ここでは重複した説明は省略する。
【０００９】次に本発明における圧電体１について説明
する。本発明における圧電体１は、多数の空孔が形成さ
れた多孔質圧電材質を用いて形成される。そして、その
製造方法は、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電
材料の粉末とメタクリル樹脂等の有機材料の粉末とを適
当な比で混合して成形，焼成し、電界を印加して分極し
て製造する。
する。本発明における圧電体１は、多数の空孔が形成さ
れた多孔質圧電材質を用いて形成される。そして、その
製造方法は、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電
材料の粉末とメタクリル樹脂等の有機材料の粉末とを適
当な比で混合して成形，焼成し、電界を印加して分極し
て製造する。
【００１０】以下、これを詳細に説明する。例えば平均
粒径１．２μｍのジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）の粉
末と、平均粒径３０μｍのメタクリル樹脂粉末（例え
ば、ポリメタクリル酸メチルの重合物）を適当な比率で
混合する。この混合比により、製造される多孔質圧電材
質の全体積に占める空孔の比率（以下、これを空孔率と
言う）が定まり、その圧電歪量も定まる。そして、成
形，焼成を行い、１ｋＶ／ｍｍ程度の電界を印加し、分
極して本発明の圧電体１が得られる。
粒径１．２μｍのジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）の粉
末と、平均粒径３０μｍのメタクリル樹脂粉末（例え
ば、ポリメタクリル酸メチルの重合物）を適当な比率で
混合する。この混合比により、製造される多孔質圧電材
質の全体積に占める空孔の比率（以下、これを空孔率と
言う）が定まり、その圧電歪量も定まる。そして、成
形，焼成を行い、１ｋＶ／ｍｍ程度の電界を印加し、分
極して本発明の圧電体１が得られる。
【００１１】図２は、空孔率と圧電歪量との関係を示す
図であり、図に示すように、多孔質とすることにより必
ず圧電歪量が増大し、圧電歪量は空孔率に依存すること
が解る。また、図３は空孔率と比誘電率との関係を示す
図で、空孔率が増加すればするほど、比誘電率すなわち
静電容量は小さくなり、静電容量が空孔率に依存してい
ることが解る。
図であり、図に示すように、多孔質とすることにより必
ず圧電歪量が増大し、圧電歪量は空孔率に依存すること
が解る。また、図３は空孔率と比誘電率との関係を示す
図で、空孔率が増加すればするほど、比誘電率すなわち
静電容量は小さくなり、静電容量が空孔率に依存してい
ることが解る。
【００１２】こうして得られた圧電体１で図１に示すよ
うな圧電加速度センサを構成すれば、圧電体１の圧電歪
量を大きくでき、従来の装置では検出できなかった小さ
な加速度の検出も可能となり、また、加速度の微小な相
違も検出できる高感度な装置とできる。
うな圧電加速度センサを構成すれば、圧電体１の圧電歪
量を大きくでき、従来の装置では検出できなかった小さ
な加速度の検出も可能となり、また、加速度の微小な相
違も検出できる高感度な装置とできる。
【００１３】なお上記実施例では、圧電体１の圧電材料
としてジルコン酸チタン酸鉛を用い、多孔質を形成する
有機材料としてメタクリル樹脂粉末を用いた例で説明し
ているが、例えばチタン酸鉛，チタン酸バリウム等を用
いることができ、多孔質を形成する材料として他の有機
材料を用いても良い。
としてジルコン酸チタン酸鉛を用い、多孔質を形成する
有機材料としてメタクリル樹脂粉末を用いた例で説明し
ているが、例えばチタン酸鉛，チタン酸バリウム等を用
いることができ、多孔質を形成する材料として他の有機
材料を用いても良い。
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、多数の空
孔が形成された多孔質圧電材質を用いて形成した圧電体
を用い装置を構成することで、高感度な圧電加速度セン
サが得られるという効果がある。
孔が形成された多孔質圧電材質を用いて形成した圧電体
を用い装置を構成することで、高感度な圧電加速度セン
サが得られるという効果がある。
【図１】圧電加速度センサの構成例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】空孔率と圧電効果との関係を示す図である。
【図３】空孔率と比誘電率との関係を示す図である。
【符号の説明】 １ 圧電体 ２ 電極 ３ 重り ４ ケース ５ ベース ６ リード線
Claims (1)
- 【請求項１】 加速度を測定する測定対象物に設置され
るベース上に、その両端に取り出し電極が設けられた圧
電体を介して慣性物体を取り付けて成り、受けた加速度
により慣性物体からの慣性力が圧電体に作用して圧電効
果（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）によ
り圧電体にチャージされる電荷量を検出して加速度を測
定する圧電加速度センサにおいて、 装置に使用する圧電体に、 例えばジルコン酸チタン酸鉛，チタン酸鉛，チタン酸バ
リウム等の圧電材料を用いて、多数の空孔が形成された
多孔質圧電材質で構成した圧電体を使用することを特徴
とする圧電加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16334292A JPH05333045A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 圧電加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16334292A JPH05333045A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 圧電加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333045A true JPH05333045A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15772056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16334292A Pending JPH05333045A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 圧電加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05333045A (ja) |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP16334292A patent/JPH05333045A/ja active Pending
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