JPH0582536B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0582536B2 JPH0582536B2 JP20376784A JP20376784A JPH0582536B2 JP H0582536 B2 JPH0582536 B2 JP H0582536B2 JP 20376784 A JP20376784 A JP 20376784A JP 20376784 A JP20376784 A JP 20376784A JP H0582536 B2 JPH0582536 B2 JP H0582536B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic wave
- surface acoustic
- frequency
- wave element
- pressure
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims description 69
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0022—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
- G01L9/0025—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element with acoustic surface waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、表面弾性波素子（Inter Digital
Transducer）を用いた表面弾性波圧力センサに
関する。
Transducer）を用いた表面弾性波圧力センサに
関する。
(ロ) 従来技術
一般に、固体中を伝播する体積弾性波、表面弾
性波は温度、応力などにより変化することが知ら
れている。この性質を利用して圧力を検出するも
のに表面弾性波圧力センサがある。この種の表面
弾性波圧力センサは、第３図に示すように、周辺
部の肉厚部１と中央部のダイヤフラム部（肉薄
部）２からなる基体３のダイヤフラム２上に、櫛
葉状の一対の電極からなる表面弾性波素子４が設
けられて構成されている。
性波は温度、応力などにより変化することが知ら
れている。この性質を利用して圧力を検出するも
のに表面弾性波圧力センサがある。この種の表面
弾性波圧力センサは、第３図に示すように、周辺
部の肉厚部１と中央部のダイヤフラム部（肉薄
部）２からなる基体３のダイヤフラム２上に、櫛
葉状の一対の電極からなる表面弾性波素子４が設
けられて構成されている。
この表面弾性波圧力センサでは、ダイヤフラム
部２に圧力を受けると、その表面応力が変化する
ので、音速が変化し、また表面弾性波素子４の電
極間隔も変化するため、表面弾性波素子４の共振
周波数（又は発振周波数）が変化する。したがつ
て、この共振周波数の変化より、圧力を検出する
ことができるものである。
部２に圧力を受けると、その表面応力が変化する
ので、音速が変化し、また表面弾性波素子４の電
極間隔も変化するため、表面弾性波素子４の共振
周波数（又は発振周波数）が変化する。したがつ
て、この共振周波数の変化より、圧力を検出する
ことができるものである。
従来の表面弾性波圧力センサでは、第４図に示
すように、基体３のダイヤフラム２上に１個の表
面弾性波素子４を設けるものであるが、この表面
弾性波圧力センサは、周囲温度の変化によつて大
きく影響を受ける（例えば安定なもので5PPM／
℃、ラフなもので30〜40PPM／℃）という欠点
があり、高精度の圧力センサを実現することがで
きなかつた。そこでこの温度による影響を補正す
るために、第５図に示すようにダイヤフラム２上
に２個の表面弾性波素子４ａ，４ｂを設け、これ
ら両表面弾性波素子４ａ，４ｂの共振周波数のビ
ート周波数の変化により圧力を検出するようにし
たものが出現している。しかし、この表面弾性波
圧力センサでも、温度による影響は十分に補正し
きれないという問題があつた。
すように、基体３のダイヤフラム２上に１個の表
面弾性波素子４を設けるものであるが、この表面
弾性波圧力センサは、周囲温度の変化によつて大
きく影響を受ける（例えば安定なもので5PPM／
℃、ラフなもので30〜40PPM／℃）という欠点
があり、高精度の圧力センサを実現することがで
きなかつた。そこでこの温度による影響を補正す
るために、第５図に示すようにダイヤフラム２上
に２個の表面弾性波素子４ａ，４ｂを設け、これ
ら両表面弾性波素子４ａ，４ｂの共振周波数のビ
ート周波数の変化により圧力を検出するようにし
たものが出現している。しかし、この表面弾性波
圧力センサでも、温度による影響は十分に補正し
きれないという問題があつた。
(ハ) 目的
この発明の目的は、上記に鑑み、周囲温度変化
の影響を受けず、安定した圧力検出を可能にする
表面弾性波圧力センサを提供することである。
の影響を受けず、安定した圧力検出を可能にする
表面弾性波圧力センサを提供することである。
(ニ) 構成
上記目的を達成するために、この発明の表面弾
性圧力センサは、圧力に受応しない肉厚部と、圧
力に受応する肉薄分を有する基体上に、第１、第
２及び第３の３個の表面弾性波素子を並設し、こ
れら３個の表面弾性波素子のうち、第１の表面弾
性素子は前記肉薄部上に、第３の表面弾性波素子
は前記肉厚部上に形成している。
性圧力センサは、圧力に受応しない肉厚部と、圧
力に受応する肉薄分を有する基体上に、第１、第
２及び第３の３個の表面弾性波素子を並設し、こ
れら３個の表面弾性波素子のうち、第１の表面弾
性素子は前記肉薄部上に、第３の表面弾性波素子
は前記肉厚部上に形成している。
この表面弾性波圧力センサでは、肉厚部上に形
成される第３の表面弾性波素子が温度変化のみに
応答するものであるから、これにより周囲温度変
化の影響がキヤンセルされる。
成される第３の表面弾性波素子が温度変化のみに
応答するものであるから、これにより周囲温度変
化の影響がキヤンセルされる。
(ホ) 実施例
以下、実施例によりこの発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
第１図は、この発明の１実施例を示す表面弾性
波圧力センサの平面図である。この実施例表面弾
性波圧力センサは、基体１３が、肉厚部１１とダ
イヤフラム部１２とから構成されており、この点
第３図に示したものと変わりがない。
波圧力センサの平面図である。この実施例表面弾
性波圧力センサは、基体１３が、肉厚部１１とダ
イヤフラム部１２とから構成されており、この点
第３図に示したものと変わりがない。
基体１３上に、３個の表面弾性波素子１４ａ，
１４ｂ，１４ｃが設けられている。そのうち表面
弾性波素子１４ａは、肉薄のダイヤフラム部１２
上に設けられている。また、表面弾性波素子４ｂ
は、肉厚部１１と接するダイヤフラム部１２上
に、さらに表面弾性波素子１４ｃは、肉厚部１１
上に、それぞれ形成されている。したがつて、表
面弾性波素子１４ａ，１４ｂは、圧力に応じて周
波数が変化し、表面弾性波素子１４ｃは圧力によ
り変化しないようになつている。しかし、いずれ
の表面弾性波素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃも温度
によつて周波数が変化する。
１４ｂ，１４ｃが設けられている。そのうち表面
弾性波素子１４ａは、肉薄のダイヤフラム部１２
上に設けられている。また、表面弾性波素子４ｂ
は、肉厚部１１と接するダイヤフラム部１２上
に、さらに表面弾性波素子１４ｃは、肉厚部１１
上に、それぞれ形成されている。したがつて、表
面弾性波素子１４ａ，１４ｂは、圧力に応じて周
波数が変化し、表面弾性波素子１４ｃは圧力によ
り変化しないようになつている。しかし、いずれ
の表面弾性波素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃも温度
によつて周波数が変化する。
この実施例表面弾性波圧力センサを用いて、圧
力検出を行う場合の表面弾性波素子１４ａ，１４
ｂ，１４ｃが接続される回路部の信号処理の一例
を説明する。
力検出を行う場合の表面弾性波素子１４ａ，１４
ｂ，１４ｃが接続される回路部の信号処理の一例
を説明する。
第１の表面弾性波素子１４ａと第２の表面弾性
波素子１４ｂの周波数をF1，F2とし、圧力が加
えられない時の両周波数を等しくし、 F1＝F2＝f0 とする。ある圧力が加えられて、第１の表面弾性
波素子１４ａの周波数がΔf1増加したとすると、
第２の表面弾性波素子１４ｂに逆応力が加わるの
で、その周波数がΔf2減少する。すなわち、 F1＝f0＋Δf1、F2＝f0−Δf2 となる。また圧力によつては第３の表面弾性波素
子１４ｃの周波数F3は変化せず、F3＝f5とする。
波素子１４ｂの周波数をF1，F2とし、圧力が加
えられない時の両周波数を等しくし、 F1＝F2＝f0 とする。ある圧力が加えられて、第１の表面弾性
波素子１４ａの周波数がΔf1増加したとすると、
第２の表面弾性波素子１４ｂに逆応力が加わるの
で、その周波数がΔf2減少する。すなわち、 F1＝f0＋Δf1、F2＝f0−Δf2 となる。また圧力によつては第３の表面弾性波素
子１４ｃの周波数F3は変化せず、F3＝f5とする。
ここで、第１、第２の表面弾性波素子F1，F2
と第３の表面弾性波素子１４ｃの周波数F3との
アナログビートをとり、そのビート周波数をf1，
f2とすると、 f1＝F1−F3＝f0＋Δf1−fs f2＝F2−F3＝f0＋Δf2−fs となる。この周波数f1，f2の信号をデジタル的に
減算処理すると、 f1−f2＝Δf1＋Δf2 となる。このf1−f2は温度変化成分がキヤンセル
され、圧力の変化に応じた周波数の変化成分のみ
であるから、これにより加えられた圧力を知るこ
とができる。
と第３の表面弾性波素子１４ｃの周波数F3との
アナログビートをとり、そのビート周波数をf1，
f2とすると、 f1＝F1−F3＝f0＋Δf1−fs f2＝F2−F3＝f0＋Δf2−fs となる。この周波数f1，f2の信号をデジタル的に
減算処理すると、 f1−f2＝Δf1＋Δf2 となる。このf1−f2は温度変化成分がキヤンセル
され、圧力の変化に応じた周波数の変化成分のみ
であるから、これにより加えられた圧力を知るこ
とができる。
次に他の信号処理例について説明する。この場
合は、第１の表面弾性波素子１４ａと第２の表面
弾性波素子１４ｂの周波数F1，F2を、圧力が加
えられていない時の値を異なるものとし、 F1＝f0、F2＝fT としておく。そして、ある圧力が加えられて第１
の表面弾性波素子１４ａの周波数Δf1が増加した
とすると、逆に第２の表面弾性波素子１４ｂの周
波数Δf2減少し、 F1＝f0＋Δf1、F2＝fT−Δf2 となる。ここで、周波数F1とF2の信号のアナロ
グビートをとり、そのビート周波数をf1とする
と、 f1＝F1−F2＝f0＋Δf1−fT＋Δf2 一方、第３の表面弾性波素子１４ｃの周波数
F3は F3＝fs で温度に応じて変化する周波数なので、この周波
数F3で上記f1に含まれる温度変化による影響分を
キヤンセルできる。
合は、第１の表面弾性波素子１４ａと第２の表面
弾性波素子１４ｂの周波数F1，F2を、圧力が加
えられていない時の値を異なるものとし、 F1＝f0、F2＝fT としておく。そして、ある圧力が加えられて第１
の表面弾性波素子１４ａの周波数Δf1が増加した
とすると、逆に第２の表面弾性波素子１４ｂの周
波数Δf2減少し、 F1＝f0＋Δf1、F2＝fT−Δf2 となる。ここで、周波数F1とF2の信号のアナロ
グビートをとり、そのビート周波数をf1とする
と、 f1＝F1−F2＝f0＋Δf1−fT＋Δf2 一方、第３の表面弾性波素子１４ｃの周波数
F3は F3＝fs で温度に応じて変化する周波数なので、この周波
数F3で上記f1に含まれる温度変化による影響分を
キヤンセルできる。
第２図は、この発明の他の実施例を示す表面弾
性波圧力センサの平面図である。この表面弾性波
圧力センサは、第１図に示したものに比し、第２
の表面弾性波素子１４ｂも、肉厚部１３上に設け
た点で相違している。
性波圧力センサの平面図である。この表面弾性波
圧力センサは、第１図に示したものに比し、第２
の表面弾性波素子１４ｂも、肉厚部１３上に設け
た点で相違している。
この実施例表面弾性波圧力センサの信号処理例
について説明する。
について説明する。
第１の表面弾性波素子１４ａの周波数F1は、
圧力が加えられない時F1＝f0とする。また第２の
表面弾性波素子１４ｂの周波数F2は、圧力によ
つて変化しないが、温度によつて変化するもので
あり、F2＝fTとする。また第３の表面弾性波素子
１４ｃも、同様に圧力によつて変化しないが、温
度によつて変化するものであり、F3＝fsとする。
ある圧力が加えられると、第１の表面弾性波素子
１４ａの周波数がΔf1増加し、 F1＝f0＋Δf1 となる。この周波数F1と第２の表面弾性波素子
１４ｂの周波数F2とのアナログビートをとり、
そのビート周波数をf1とすると、 f1＝F1−F2＝f0＋Δf1−fT 一方、第３の表面弾性波素子１４ｃの周波数
F3は、温度変化成分を含むので、これにより周
波数f1中の温度変化の影響分を補正できる。
圧力が加えられない時F1＝f0とする。また第２の
表面弾性波素子１４ｂの周波数F2は、圧力によ
つて変化しないが、温度によつて変化するもので
あり、F2＝fTとする。また第３の表面弾性波素子
１４ｃも、同様に圧力によつて変化しないが、温
度によつて変化するものであり、F3＝fsとする。
ある圧力が加えられると、第１の表面弾性波素子
１４ａの周波数がΔf1増加し、 F1＝f0＋Δf1 となる。この周波数F1と第２の表面弾性波素子
１４ｂの周波数F2とのアナログビートをとり、
そのビート周波数をf1とすると、 f1＝F1−F2＝f0＋Δf1−fT 一方、第３の表面弾性波素子１４ｃの周波数
F3は、温度変化成分を含むので、これにより周
波数f1中の温度変化の影響分を補正できる。
(ヘ) 効果
この発明の表面弾性波圧力センサは、圧力検出
用の表面弾性波素子の他に、温度検出用の表面弾
性波素子を備えるので、周囲温度変化の影響を除
去し、安定な圧力検出が可能なセンサを得ること
ができる。また１つの基体すなわち１チツプ上に
３つの表面弾性波素子を形成するものであり、工
程的に第１の表面弾性波素子を作成するのと同時
に第２、第３の表面弾性波素子を作成できるので
製作が容易となる。
用の表面弾性波素子の他に、温度検出用の表面弾
性波素子を備えるので、周囲温度変化の影響を除
去し、安定な圧力検出が可能なセンサを得ること
ができる。また１つの基体すなわち１チツプ上に
３つの表面弾性波素子を形成するものであり、工
程的に第１の表面弾性波素子を作成するのと同時
に第２、第３の表面弾性波素子を作成できるので
製作が容易となる。
第１図は、この発明の１実施例を示す表面弾性
波圧力センサの平面図、第２図はこの発明の他の
実施例を示す表面弾性波圧力センサの平面図、第
３図は一般的な表面弾性波圧力センサを示す斜視
図、第４図、第５図は従来の表面弾性波圧力セン
サを示す平面図である。 １１……肉厚部、１２……ダイヤフラム（肉薄
部）、１３……基体、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…
…表面弾性波素子。
波圧力センサの平面図、第２図はこの発明の他の
実施例を示す表面弾性波圧力センサの平面図、第
３図は一般的な表面弾性波圧力センサを示す斜視
図、第４図、第５図は従来の表面弾性波圧力セン
サを示す平面図である。 １１……肉厚部、１２……ダイヤフラム（肉薄
部）、１３……基体、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…
…表面弾性波素子。
Claims (1)
- １ 圧力に受応しない肉厚部と、圧力に受応する
肉薄部を有する基体上に、第１、第２及び第３の
３個の表面弾性波素子を並設し、これら３個の表
面弾性波素子のうち、第１の表面弾性素子は前記
肉薄部上に、第３の表面弾性波素子は前記肉厚部
上に形成してなることを特徴とする表面弾性波圧
力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20376784A JPS6180024A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 表面弾性波圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20376784A JPS6180024A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 表面弾性波圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6180024A JPS6180024A (ja) | 1986-04-23 |
| JPH0582536B2 true JPH0582536B2 (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=16479477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20376784A Granted JPS6180024A (ja) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | 表面弾性波圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6180024A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10049461A1 (de) * | 2000-10-06 | 2002-04-11 | Bosch Gmbh Robert | Kraftsensor |
| DE60312493T2 (de) | 2002-03-21 | 2007-07-12 | Transense Technologies Plc, Bicester | Druckmonitor mit oberflächenwellenvorrichtung |
| GB2426590B (en) * | 2005-05-26 | 2009-01-14 | Transense Technologies Plc | Pressure sensor |
| EP2056087A4 (en) * | 2006-10-02 | 2011-11-30 | Panasonic Elec Works Co Ltd | PRESSURE SENSOR |
| JP4882692B2 (ja) * | 2006-11-16 | 2012-02-22 | パナソニック電工株式会社 | 圧力センサ |
| JP4835700B2 (ja) | 2009-01-26 | 2011-12-14 | 株式会社デンソー | 弾性表面波式圧力センサ |
-
1984
- 1984-09-27 JP JP20376784A patent/JPS6180024A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6180024A (ja) | 1986-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4107626A (en) | Digital output force sensor using surface acoustic waves | |
| JPH05288774A (ja) | 加速度センサ | |
| JPH0582537B2 (ja) | ||
| JPH0422630Y2 (ja) | ||
| US4775961A (en) | Tactile sensor | |
| US6803698B2 (en) | Acceleration sensor | |
| JP2008286521A (ja) | 回転速度検知ユニット、及び回転速度センサ | |
| JPS6180024A (ja) | 表面弾性波圧力センサ | |
| JPH02248867A (ja) | 加速度センサ | |
| JPS62190905A (ja) | 弾性表面波装置 | |
| JPS60186725A (ja) | 圧力センサ | |
| JPS6182131A (ja) | 表面弾性波圧力センサ | |
| JP2508264B2 (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH08201537A (ja) | 腕時計の指針位置検出装置 | |
| JPS628585Y2 (ja) | ||
| JPS6067829A (ja) | 圧力検知器 | |
| JPS6321518A (ja) | 振動センサ | |
| JP3959532B2 (ja) | 超音波接触位置検出装置 | |
| GB2029148A (en) | Surface wave devices | |
| JP2652704B2 (ja) | 振動子 | |
| JPH0643928B2 (ja) | 応力センサ | |
| JPH0540845U (ja) | 弾性表面波検知器 | |
| JPH044192Y2 (ja) | ||
| JPH08145614A (ja) | 物体の歪み測定方法 | |
| JPH0495743A (ja) | 静電容量式差圧検出器 |