JPH0777474A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JPH0777474A
JPH0777474A JP24753693A JP24753693A JPH0777474A JP H0777474 A JPH0777474 A JP H0777474A JP 24753693 A JP24753693 A JP 24753693A JP 24753693 A JP24753693 A JP 24753693A JP H0777474 A JPH0777474 A JP H0777474A
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JP
Japan
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piezoelectric
piezoelectric element
pressure
temperature
diaphragm
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Application number
JP24753693A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Matoba
和夫 的場
Shigeo Okuma
重男 大隈
Masao Ishitani
誠男 石谷
Shoichi Sakai
祥一 堺
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲の温度が変化しても、温度依存性のない
安定した検出信号を出力できるようにした圧力センサを
提供する。 【構成】 ケーシング11内には、ダイヤフラム13の
変位を受圧ロッド15を介して変位し、圧力に応じた電
圧信号を出力する圧電素子20を設ける。この圧電素子
20は、温度上昇によって正の温度特性をもって静電容
量が増加する圧電層23と、温度上昇によって負の温度
特性をもって静電容量が減少する誘電層24,24とを
積層構造にして一体に形成した素子本体21の両端面に
一対の電極22A,22Bを設ける構成とする。温度変
化によって圧電層23の静電容量が変化しても、静電層
24が圧電体粉の静電容量とは逆の特性をもって変化す
るため、圧電層23による変化分を誘電層24の変化分
で相殺する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a pressure sensor capable of outputting a stable detection signal having no temperature dependence even when the ambient temperature changes. [Structure] In the casing 11, a piezoelectric element 20 that displaces the displacement of the diaphragm 13 via a pressure receiving rod 15 and outputs a voltage signal according to the pressure is provided. This piezoelectric element 20 has a laminated structure of a piezoelectric layer 23 whose capacitance increases with a positive temperature characteristic due to temperature rise and dielectric layers 24 and 24 whose capacitance decreases with a negative temperature characteristic due to temperature rise. A pair of electrodes 22A and 22B is provided on both end surfaces of the element body 21 formed integrally. Even if the capacitance of the piezoelectric layer 23 changes due to a temperature change, the capacitance of the piezoelectric layer 23 changes with the characteristic opposite to the capacitance of the piezoelectric powder. Offset in minutes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等の燃焼圧を検出する燃焼圧センサに用いて好適な圧
力センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure sensor suitable for use as a combustion pressure sensor for detecting combustion pressure in, for example, an automobile engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ケーシングと、該ケーシングの
先端側に設けられ、該ケーシングの先端側に外部から作
用する圧力に応じて軸方向に変位するダイヤフラムと、
該ダイヤフラムに当接するように、前記ケーシング内に
設けられた受圧ロッドと、該受圧ロッドを介して伝達さ
れるダイヤフラムの変位を圧力に応じた電圧信号として
出力する圧電素子とからなる圧力センサとしての燃焼圧
センサは、例えば実開昭60−535号公報等によって
知られている。
2. Description of the Related Art Generally, a casing, and a diaphragm which is provided on the tip side of the casing and is axially displaced in response to pressure applied from the outside to the tip side of the casing,
A pressure sensor comprising a pressure receiving rod provided in the casing so as to come into contact with the diaphragm, and a piezoelectric element that outputs displacement of the diaphragm transmitted through the pressure receiving rod as a voltage signal according to pressure. The combustion pressure sensor is known, for example, from Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-535.

【0003】そこで、この種の燃焼圧センサに用いられ
る圧電素子1を図10ないし図13に基づいて説明す
る。
The piezoelectric element 1 used in this type of combustion pressure sensor will be described with reference to FIGS.

【0004】図中、1は従来技術による圧電素子で、該
圧電素子1はチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料からな
る素子本体2と、該素子本体2の上,下面に導電性ペー
スト等から形成された一対の電極3,3とから構成され
ている。そして、該圧電素子1は燃焼圧によるダイヤフ
ラムの変位を受圧ロッドを介して受承し、この燃焼圧に
応じた電圧信号をコントロールユニット(いずれも図示
せず)に向けて出力するようになっている。また、圧電
素子1は製造時に該各電極3を介して高電界が加えられ
ることにより、自発分極の向きがある程度揃えられて分
極軸Pが上下方向(軸方向)に形成される。そして、使
用時において、分極軸Pに対して平行な応力軸Fから圧
力(応力)が作用すると、素子本体2の内部に歪みが生
じ、この圧力に応じた電荷(電圧信号)を各電極3を介
して信号軸Vの方向に出力するようになっている。
In the figure, reference numeral 1 denotes a piezoelectric element according to the prior art. The piezoelectric element 1 is an element body 2 made of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate, and a conductive paste or the like on the upper and lower surfaces of the element body 2. It is composed of a pair of electrodes 3 and 3 formed. The piezoelectric element 1 receives displacement of the diaphragm due to combustion pressure via a pressure-receiving rod, and outputs a voltage signal corresponding to the combustion pressure to a control unit (neither is shown). There is. In addition, when the piezoelectric element 1 is manufactured, a high electric field is applied through the respective electrodes 3 so that the directions of spontaneous polarization are aligned to some extent, and the polarization axis P is formed in the vertical direction (axial direction). When pressure (stress) is applied from the stress axis F parallel to the polarization axis P during use, distortion occurs inside the element body 2, and a charge (voltage signal) corresponding to this pressure is applied to each electrode 3. Is output in the direction of the signal axis V via.

【0005】この種の従来技術による圧電素子1は、例
えばエンジンの燃焼室に取付けられる燃焼圧センサとし
て用いられ、圧電素子1は燃焼圧センサのダイヤフラム
付きケーシング内に組込まれる。そして、燃焼圧センサ
は燃焼室内で燃料が燃焼する時の高い圧力(燃焼圧)を
ダイヤフラムで受承し、該ダイヤフラムの軸方向の変位
を受圧ロッドを介して圧電素子1に伝えることにより、
該圧電素子1は燃焼圧に応じた電圧信号をコントロール
ユニット等に出力し、コントロールユニットはこの電圧
信号に基づいて燃焼圧の大小を判定し、エンジンへの燃
料噴射時期や点火タイミング等を制御するようになって
いる。
The piezoelectric element 1 of this type according to the prior art is used as, for example, a combustion pressure sensor mounted in a combustion chamber of an engine, and the piezoelectric element 1 is incorporated in a casing with a diaphragm of the combustion pressure sensor. Then, the combustion pressure sensor receives a high pressure (combustion pressure) when the fuel burns in the combustion chamber by the diaphragm, and transmits the axial displacement of the diaphragm to the piezoelectric element 1 via the pressure receiving rod.
The piezoelectric element 1 outputs a voltage signal according to the combustion pressure to a control unit or the like, and the control unit determines the magnitude of the combustion pressure based on this voltage signal and controls the fuel injection timing to the engine, the ignition timing, etc. It is like this.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による圧電素子1は図11に示すような等価回路
で表すことができる。即ち、素子本体2を構成する微細
な粒子(図示せず)のひとつひとつが、三次元的に配列
されるため、内部容量C0 ,C1および内部抵抗R1、
自己インダクタンスL1の成分を有している。
By the way, the above-mentioned conventional piezoelectric element 1 can be represented by an equivalent circuit as shown in FIG. That is, since each of the fine particles (not shown) forming the element body 2 is three-dimensionally arranged, the internal capacitances C0, C1 and the internal resistance R1,
It has a component of self-inductance L1.

【0007】ここで、圧電素子1に作用する圧力と検出
(電圧)信号との関係を示す圧電d33定数および圧電g
33定数を考えると、圧電素子1の内部容量C0 ,C1、
内部抵抗R1、自己インダクタンスL1との間に、次の
ような関係が成り立つ。
Here, the piezoelectric d33 constant and the piezoelectric g indicating the relationship between the pressure acting on the piezoelectric element 1 and the detection (voltage) signal.
Considering the 33 constant, the internal capacitances C0, C1, and
The following relationship is established between the internal resistance R1 and the self-inductance L1.

【0008】[0008]

【数1】 [Equation 1]

【0009】[0009]

【数2】 [Equation 2]

【0010】然るに、内部容量C0 ,C1、自己インダ
クタンスL1の値は圧電素子1の温度変化に伴って大き
く変化するため、燃焼室内の高温がケーシング等を介し
て圧電素子1に伝わると、圧電d33定数,圧電g33定数
が図12,図13に示す特性線4,5の如く大きく変動
してしまい、圧力センサの出力から温度変化分を補正し
ない限り、ダイヤフラムに作用した燃焼圧を正確に検出
することができないという問題がある。
However, since the values of the internal capacitances C0 and C1 and the self-inductance L1 change greatly with the temperature change of the piezoelectric element 1, when the high temperature in the combustion chamber is transmitted to the piezoelectric element 1 through the casing, the piezoelectric d33 The constant and the piezoelectric g33 constant fluctuate greatly as indicated by the characteristic lines 4 and 5 shown in FIGS. 12 and 13, and the combustion pressure acting on the diaphragm can be accurately detected unless the temperature change is corrected from the output of the pressure sensor. There is a problem that you can not.

【0011】このため、従来技術では、圧電素子1の近
傍に熱電対やサーミスタ等の温度センサを設け、該温度
センサによって圧電素子1の周囲温度を検出し、コント
ロールユニットはこの検出温度に基づいて該圧電素子1
の検出信号を補正するようになっている。しかし、温度
センサと圧電素子1からの異なる信号を処理する必要か
ら、コントロールユニットの電子回路や補正プログラム
等が複雑化してコストが大幅に増大するばかりか、温度
センサを取付ける分だけ燃焼圧センサ全体が大型化して
取付け自由度が低下する上に、温度センサが経年劣化し
た場合は正確に補正することが出来ないという問題があ
る。
Therefore, in the prior art, a temperature sensor such as a thermocouple or thermistor is provided near the piezoelectric element 1, the ambient temperature of the piezoelectric element 1 is detected by the temperature sensor, and the control unit is based on this detected temperature. The piezoelectric element 1
The detection signal of is corrected. However, since it is necessary to process different signals from the temperature sensor and the piezoelectric element 1, not only the electronic circuit of the control unit and the correction program become complicated and the cost increases significantly, but also the combustion pressure sensor as a whole is attached only by the temperature sensor. Has a problem in that it cannot be accurately corrected when the temperature sensor deteriorates over time, in addition to the large size, which reduces the mounting flexibility.

【0012】本発明は上述した従来技術による問題に鑑
みなされたもので、本発明は圧電素子の温度が変化した
場合でも、温度依存性の小さい安定した電圧信号を出力
できるようにした圧力センサを提供することを目的とし
ている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The present invention provides a pressure sensor capable of outputting a stable voltage signal having a small temperature dependence even when the temperature of the piezoelectric element changes. It is intended to be provided.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明による圧力センサはケーシングと、該ケ
ーシングの先端側に設けられ、該ケーシングの先端側に
外部から作用する圧力に応じて軸方向に変位するダイヤ
フラムと、該ダイヤフラムに当接するように前記ケーシ
ング内に設けられた受圧ロッドと、該受圧ロッドを介し
て伝達される前記ダイヤフラムの変位を圧力に応じた電
圧信号として出力する圧電素子とを備えている。
In order to solve the above-mentioned problems, a pressure sensor according to the present invention is provided on a casing and a tip side of the casing, and the pressure sensor is provided in response to an external pressure applied to the tip side of the casing. A diaphragm that is displaced in the axial direction, a pressure-receiving rod that is provided inside the casing so as to abut the diaphragm, and a piezoelectric that outputs the displacement of the diaphragm transmitted through the pressure-receiving rod as a voltage signal according to the pressure. And an element.

【0014】そして、本発明が採用する構成の特徴は、
前記圧電素子を、圧電層と誘電層とを少なくとも2層以
上交互に積層させて一体に形成し、該誘電層の静電容量
が圧電層の誘電容量よりも大で、かつ誘電層の温度係数
が圧電層の温度係数と逆の特性をもった材料から構成し
たことにある。
The features of the configuration adopted by the present invention are as follows:
The piezoelectric element is integrally formed by alternately stacking at least two piezoelectric layers and at least two dielectric layers, the capacitance of the dielectric layer is larger than that of the piezoelectric layer, and the temperature coefficient of the dielectric layer is large. Is composed of a material having characteristics opposite to the temperature coefficient of the piezoelectric layer.

【0015】[0015]

【作用】上記構成により、ダイヤフラムが外部の圧力を
受圧し、該ダイヤフラムの軸方向の変位を受圧ロッドを
介して圧電素子に伝えることにより、該圧電素子が検出
した外部圧力に応じた電圧信号を出力する。
With the above structure, the diaphragm receives the external pressure, and the displacement of the diaphragm in the axial direction is transmitted to the piezoelectric element via the pressure receiving rod, so that the voltage signal corresponding to the external pressure detected by the piezoelectric element is transmitted. Output.

【0016】この際、圧電層を構成する圧電体材料の静
電容量が温度変化によって、正または負の温度特性のう
ち一方の特性をもって変化しても、圧電層に積層した誘
電層の静電容量が圧電層の静電容量とは逆の特性をもっ
て変化するため、圧電層の静電容量の変化分を誘電層の
静電容量の変化分で相殺でき、外部圧力を検出するとき
に圧力センサの出力が温度変化の影響を受けるのを防止
する。
At this time, even if the capacitance of the piezoelectric material forming the piezoelectric layer changes due to temperature change with one of the positive and negative temperature characteristics, the electrostatic capacity of the dielectric layer laminated on the piezoelectric layer is changed. Since the capacitance changes with the characteristic opposite to the capacitance of the piezoelectric layer, the change in capacitance of the piezoelectric layer can be offset by the change in capacitance of the dielectric layer, and a pressure sensor can be used to detect external pressure. The output of is not affected by temperature changes.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例による圧力センサを、
燃焼圧センサとして用いた場合を例に挙げ、図1ないし
図9に基づき説明する。
EXAMPLE A pressure sensor according to an example of the present invention will be described below.
A case where the combustion pressure sensor is used will be described as an example with reference to FIGS. 1 to 9.

【0018】図中、11はケーシング、12は後述する
ダイヤフラム13、上カバー14と共に該ケーシング1
1を構成するケーシング本体を示し、該ケーシング本体
12は、その上端側が上カバー14によって施蓋され、
後述のコンタクトプレート17、圧電素子20等を収容
した大径筒部12Aと、該大径筒部12Aの下端側から
下向きに縮径するテーパ状の肩部12Bとから構成さ
れ、該肩部12Bの下端側には下向きに伸長し後述の受
圧ロッド15を収容する小径筒状のダイヤフラム13が
一体的に設けられている。そして、該ケーシング本体1
2はダイヤフラム13がエンジン本体の燃焼室内に臨む
ように、エンジン本体のシリンダヘッドに設けられた段
付穴の段部(いずれも図示せず)に肩部12Bを当接さ
せて取付けられる。
In the figure, 11 is a casing, 12 is a casing 13 together with a diaphragm 13 and an upper cover 14 which will be described later.
1 shows a casing main body which constitutes 1, and the casing main body 12 is covered at its upper end side by an upper cover 14,
A large-diameter cylindrical portion 12A that houses a contact plate 17, a piezoelectric element 20 and the like, which will be described later, and a tapered shoulder portion 12B that decreases downward from the lower end side of the large-diameter cylindrical portion 12A. A small-diameter cylindrical diaphragm 13 that extends downward and accommodates a pressure receiving rod 15 described later is integrally provided on the lower end side of the. And the casing body 1
No. 2 is attached so that the diaphragm 13 faces the combustion chamber of the engine body, with shoulders 12B abutting on the stepped portions (not shown) of the stepped holes provided in the cylinder head of the engine body.

【0019】13はケーシング本体12の肩部12Bの
下端側に一体形成されたダイヤフラムを示し、該ダイヤ
フラム13は薄肉な円筒状に形成された小径部13A
と、該小径部13Aの先端部に形成され、燃焼室内に臨
む厚肉円板状の受圧部13Bとからなり、燃焼室内の圧
力(燃焼圧)を受圧すると、この圧力に応じて小径部1
3Aが軸方向(上,下方向)に撓み、受圧ロッド15を
軸方向に変位させるものである。
Reference numeral 13 denotes a diaphragm integrally formed on the lower end side of the shoulder portion 12B of the casing body 12, and the diaphragm 13 is a small-diameter portion 13A formed in a thin cylindrical shape.
And a thick disk-shaped pressure receiving portion 13B formed at the tip of the small diameter portion 13A and facing the combustion chamber. When the pressure in the combustion chamber (combustion pressure) is received, the small diameter portion 1 is generated according to this pressure.
3A bends in the axial direction (upward and downward) to displace the pressure receiving rod 15 in the axial direction.

【0020】14はケーシング本体12の大径筒部12
Aの上端側にレーザ溶接等の手段を用いて固着された段
付円筒状の上カバーを示し、該上カバー14の上側には
シリンダヘッド外へと上向きに突出する縮径部14Aが
形成され、該上カバー14内には後述のリード線19が
上向きに伸長して設けられている。
Reference numeral 14 denotes a large-diameter cylindrical portion 12 of the casing body 12.
A stepped cylindrical upper cover fixed to the upper end side of A by means such as laser welding is shown, and a reduced diameter portion 14A protruding upward to the outside of the cylinder head is formed on the upper side of the upper cover 14. A lead wire 19 described later is provided in the upper cover 14 so as to extend upward.

【0021】15はケーシング本体12のダイヤフラム
13内に位置して軸方向に変位可能に設けられたステン
レス鋼等からなる受圧ロッドを示し、該受圧ロッド15
は、小径部15Aと、該小径部15Aの先端側に形成さ
れ、ダイヤフラム13の上面側に当接する半球面状の球
面部15Bと、前記小径部15Aの基端側にテーパ部1
5Cを介して形成された大径の押圧部15Dとから構成
されている。そして、該受圧ロッド15は、燃焼圧によ
ってダイヤフラム13が軸方向に撓むと、ケーシング本
体12内を軸方向に変位し、このダイヤフラム13の変
位を後述のロアプレート16等を介して後述の圧電素子
20に伝達するようになっている。
Reference numeral 15 denotes a pressure receiving rod made of stainless steel or the like which is located inside the diaphragm 13 of the casing body 12 and is displaceable in the axial direction.
Is a small-diameter portion 15A, a hemispherical spherical portion 15B formed on the tip side of the small-diameter portion 15A and contacting the upper surface side of the diaphragm 13, and a taper portion 1 on the proximal end side of the small-diameter portion 15A.
It is composed of a large-diameter pressing portion 15D formed through 5C. When the diaphragm 13 is bent in the axial direction by the combustion pressure, the pressure receiving rod 15 is displaced in the casing body 12 in the axial direction, and the displacement of the diaphragm 13 is transferred to a piezoelectric element described later via a lower plate 16 described later. Twenty.

【0022】16は前記受圧ロッド15と圧電素子20
との間に設けられたロアプレートを示し、該ロアプレー
ト16は硬質のセラミック材料等から厚肉の円板状に形
成され、受圧ロッド15の押圧部15D上に配設されて
いる。そして、該ロアプレート16は前記受圧ロッド1
5と一体的に変位して燃焼圧を圧電素子20に伝達する
と共に、ケーシング11,受圧ロッド15と後述のコン
タクトプレート17とが短絡しないように電気的に絶縁
し、エンジンの燃焼室内の高温が受圧ロッド15を介し
て直接圧電素子20に伝わらないようにしている。
Reference numeral 16 denotes the pressure receiving rod 15 and the piezoelectric element 20.
A lower plate provided between the lower plate 16 and the lower plate 16 is formed of a hard ceramic material or the like into a thick disk shape, and is disposed on the pressing portion 15D of the pressure receiving rod 15. The lower plate 16 is the pressure receiving rod 1
5, the combustion pressure is transmitted to the piezoelectric element 20 and the casing 11, the pressure receiving rod 15 and the contact plate 17 described later are electrically insulated from each other so as not to be short-circuited. It is arranged so as not to be directly transmitted to the piezoelectric element 20 via the pressure receiving rod 15.

【0023】17はケーシング本体12の大径筒部12
A内に設けられた導電性材料からなるコンタクトプレー
トを示し、該コンタクトプレート17は圧電素子20の
下側電極22Bと組立時に接触する円板状のコンタクト
部17Aと、該コンタクト部17Aの上側面中央から上
向きに伸長する軸部17Bとによって構成されている。
ここで、軸部17Bはその外周が絶縁チューブ18によ
って被覆され、該絶縁チューブ18はコンタクトプレー
ト17と後述する止めねじ26,上カバー14との間等
を絶縁している。また、軸部17Bの上端側は上カバー
14の縮径部14A内に伸長して図示しないコントロー
ルユニット側に接続されるリード線19にカシメ固定さ
れている。
Reference numeral 17 denotes a large-diameter cylindrical portion 12 of the casing body 12.
A contact plate made of a conductive material provided in A is shown. The contact plate 17 is a disk-shaped contact portion 17A that comes into contact with the lower electrode 22B of the piezoelectric element 20 during assembly, and an upper side surface of the contact portion 17A. It is configured by a shaft portion 17B extending upward from the center.
Here, the outer periphery of the shaft portion 17B is covered with an insulating tube 18, and the insulating tube 18 insulates between the contact plate 17 and a set screw 26, an upper cover 14, which will be described later. The upper end side of the shaft portion 17B extends into the reduced diameter portion 14A of the upper cover 14 and is caulked and fixed to a lead wire 19 connected to the control unit side (not shown).

【0024】20はケーシング本体12の大径筒部12
A内に位置して、コンタクトプレート17のコンタクト
部17A上に設けられた本実施例による圧電素子を示
し、該圧電素子20は従来技術で述べた圧電素子1とほ
ぼ同様に、チタン酸ジルコン酸鉛等から環状に形成され
た素子本体21と、該素子本体21の上,下両端面に形
成された上側電極22A,下側電極22Bとから構成さ
れているものの、本実施例による圧力センサにおける圧
電素子20の素子本体21は、圧電層23と該圧電層2
3の上,下面に一体的に形成された誘電層24,24と
かなる積層構造となっている。
Reference numeral 20 denotes a large-diameter cylindrical portion 12 of the casing body 12.
The piezoelectric element according to the present embodiment provided on the contact portion 17A of the contact plate 17 positioned in A is shown. The piezoelectric element 20 is substantially the same as the piezoelectric element 1 described in the prior art. The pressure sensor according to the present embodiment includes an element body 21 formed of lead or the like in an annular shape, and an upper electrode 22A and a lower electrode 22B formed on the upper and lower end surfaces of the element body 21, respectively. The element body 21 of the piezoelectric element 20 includes a piezoelectric layer 23 and the piezoelectric layer 2
3 has a laminated structure composed of dielectric layers 24, 24 integrally formed on the upper and lower surfaces thereof.

【0025】ここで、前記圧電素子20はコンタクトプ
レート17の軸部17Bの外側に絶縁チューブ18を介
して挿通される形で、コンタクト部17Aと後述のアッ
パープレート25との間に止めねじ26によって挟持さ
れ、該圧電素子20の上側電極22Aはアッパープレー
ト25,止めねじ26を介してケーシング本体12側に
アースされている。また、下側電極22Bはコンタクト
プレート17のコンタクト部17Aの上面に当接し、軸
部17Bを介してリード線19に接続されている。
Here, the piezoelectric element 20 is inserted into the outer side of the shaft portion 17B of the contact plate 17 via the insulating tube 18, and a set screw 26 is provided between the contact portion 17A and an upper plate 25 described later. The upper electrode 22A of the piezoelectric element 20 that is sandwiched is grounded to the casing body 12 side via the upper plate 25 and the set screw 26. The lower electrode 22B is in contact with the upper surface of the contact portion 17A of the contact plate 17 and is connected to the lead wire 19 via the shaft portion 17B.

【0026】そして、前記圧電素子20は受圧ロッド1
5,ロアプレート16を介して上下方向に圧力が伝達さ
れると圧縮歪によって分極を生じ、圧力に対応した電圧
を各電極22A,22Bから発生するようになってい
る。
The piezoelectric element 20 is the pressure receiving rod 1.
5. When pressure is transmitted in the vertical direction via the lower plate 16, polarization occurs due to compressive strain, and a voltage corresponding to the pressure is generated from each electrode 22A, 22B.

【0027】25は圧電素子20の上側電極22Aに当
接するアッパープレートを示し、該アッパープレート2
5は薄肉の金属から環状に形成され、止めねじ26によ
って圧電素子20を押圧して固定し、止めねじ26で圧
電素子20等が損傷するのを防止し、該圧電素子20の
上側電極22Aとケーシング本体12とを止めねじ26
を介して電気的に接続するものである。
Reference numeral 25 denotes an upper plate that comes into contact with the upper electrode 22A of the piezoelectric element 20, and the upper plate 2
Reference numeral 5 denotes an annular shape made of a thin metal, and presses and fixes the piezoelectric element 20 with a set screw 26 to prevent the set element 26 from damaging the piezoelectric element 20 and the like. Set screw 26 for casing body 12
Is electrically connected via.

【0028】26はケーシング本体12の大径筒部12
A内に螺着され、先端部がアッパープレート25の上面
側に当接した止めねじを示し、該止めねじ26は、アッ
パープレート25,コンタクトプレート17を介して圧
電素子20を上下から所定の荷重で押圧して初期荷重を
加えると共に、該圧電素子20、受圧ロッド15等をダ
イヤフラム13との間に挟持して固定するものである。
Reference numeral 26 denotes the large-diameter cylindrical portion 12 of the casing body 12.
A set screw screwed into A and having a tip end abutting on the upper surface side of the upper plate 25 is shown. The set screw 26 applies a predetermined load to the piezoelectric element 20 from above and below via the upper plate 25 and the contact plate 17. The initial load is applied by pressing with, and the piezoelectric element 20, the pressure receiving rod 15 and the like are sandwiched and fixed between the piezoelectric element 20 and the diaphragm 13.

【0029】本実施例による圧力センサは上述の如き構
成を有するもので、次に圧電素子20の製造方法につい
て図4に基づいて説明する。
The pressure sensor according to this embodiment has the above-mentioned structure. Next, a method for manufacturing the piezoelectric element 20 will be described with reference to FIG.

【0030】ここで、圧電素子20の素子本体21は圧
電体材料によって形成された圧電層23と、誘電体材料
によって形成された誘電層24とから構成されるもの
で、圧電体粉製造工程、誘電体粉製造工程、成型工程、
焼結工程、電極形成工程および分極工程からなる製造方
法によって製造されるものである。
Here, the element body 21 of the piezoelectric element 20 is composed of a piezoelectric layer 23 made of a piezoelectric material and a dielectric layer 24 made of a dielectric material. Dielectric powder manufacturing process, molding process,
It is manufactured by a manufacturing method including a sintering step, an electrode forming step, and a polarization step.

【0031】まず、圧電体粉製造工程では、仮焼成す
ることによって、41.5mol%のPbZrO3 、48.5mol
%のPbTiO3 、10mol%のPb(Mn1/3 ,Sb2/3)O3をもった成
分となるように、PbO ,ZrO2 ,TiO2,MnCO3 ,Sb2O3
の基本原料101を秤量し、この基本原料全体に対して
0.1wt% の NiOを添加し、アセトンを加えてボールミ
ルにて20時間の湿式混合を行い、過熱炉102によっ
て大気雰囲気中で850℃,2〜5時間の焼成を行って
圧電体原料を得る。
First, in the piezoelectric powder manufacturing process, 41.5 mol% of PbZrO 3 and 48.5 mol% were obtained by calcination.
% PbTiO 3 , 10 mol% Pb (Mn 1/3 , Sb 2/3 ) O 3 so that the components have PbO, ZrO 2 , TiO 2 , MnCO 3 , Sb 2 O 3
The basic raw material 101 is weighed, 0.1 wt% of NiO is added to the entire basic raw material, acetone is added, and wet mixing is performed for 20 hours in a ball mill. The piezoelectric material is obtained by firing for 2 to 5 hours.

【0032】そして、この仮焼成済みの圧電体原料をア
ルミナ製の自動乳鉢103およびボールミルで粉砕して
圧電体粉末を得る。ここで、上記成分からなる圧電体粉
末は温度の上昇に伴ってその静電容量が増加する特性を
有するものである。
Then, the calcined piezoelectric material is crushed by an alumina automatic mortar 103 and a ball mill to obtain piezoelectric powder. Here, the piezoelectric powder composed of the above-mentioned components has a characteristic that its capacitance increases as the temperature rises.

【0033】次の誘電体粉製造工程においては、仮焼
成することにより82〜87mol%のPb(Mg1/3 ,Nb2/3)
O3,9〜12mol%のBaTiO3 ,4〜6mol%のPb(Co1/3 ,N
b2/3)O3をもった成分となるように、PbO ,TiO2 ,MgO
,Nb2O5 ,BaCO3 ,CoO ,SrCO3 の基本原料104を
秤量し、この基本原料104全体に対して2wt% のSrTi
O3を添加し、アセトンを加えてボールミルにて20時間
の湿式混合を行い、過熱炉105によって大気雰囲気中
で850℃,2〜5時間の焼成を行って誘電体原料を得
る。
In the next step of producing the dielectric powder, calcination is performed to obtain 82 to 87 mol% of Pb (Mg 1/3 , Nb 2/3 )
O 3 , 9-12 mol% BaTiO 3 , 4-6 mol% Pb (Co 1/3 , N
b 2/3 ) O 3 so that PbO, TiO 2 , MgO
, Nb 2 O 5 , BaCO 3 , CoO, and SrCO 3 are weighed, and 2 wt% of SrTi is added to the whole of the basic raw material 104.
O 3 is added, acetone is added, wet mixing is performed in a ball mill for 20 hours, and firing is performed in an air atmosphere in a superheating furnace 105 at 850 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a dielectric material.

【0034】そして、この誘電体原料を自動乳鉢106
およびボールミルで粉砕して誘電体粉末を得る。ここ
で、上記成分からなる誘電体粉末は温度の上昇に伴って
その静電容量が減少する特性を有するものである。
Then, this dielectric material is used as an automatic mortar 106.
And pulverize with a ball mill to obtain a dielectric powder. Here, the dielectric powder composed of the above components has a characteristic that its capacitance decreases with an increase in temperature.

【0035】次に、成型工程では、ペレット成型用の
金型107にまず誘電体粉末を加え、プレス成型機10
8で軽くプレスして下側の誘電層24を形成し、次に圧
電体粉末を加え軽くプレスして圧電層23を形成し、最
後に誘電体粉末を再び加え最終圧力でプレスして3層構
造となるペレット状体109を形成する。このとき、バ
インダーとしてポリビニルアルコール(PVA)を加
え、全体の厚さは1〜5mmのペレット状に一体に加圧
成型される。なお、実施例では、誘電層24は厚さは
0.2〜1.0mmをもって、圧電層23の上,下面に
形成されている。
Next, in the molding step, the dielectric powder is first added to the die 107 for pellet molding, and the press molding machine 10 is used.
8 to lightly press to form the lower dielectric layer 24, then add piezoelectric powder and press lightly to form the piezoelectric layer 23, and finally add dielectric powder again and press at final pressure to form 3 layers. A pellet-shaped body 109 having a structure is formed. At this time, polyvinyl alcohol (PVA) is added as a binder, and the whole is integrally pressure-molded into a pellet having a thickness of 1 to 5 mm. In the embodiment, the dielectric layer 24 has a thickness of 0.2 to 1.0 mm and is formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric layer 23.

【0036】次に、焼結工程では、成型された積層状
態のペレット状体109をMgO 製の坩堝に密閉し、過熱
炉110により1200〜1250℃で4時間焼成して
焼結体111を形成する。
Next, in the sintering step, the molded pellet-shaped body 109 is hermetically sealed in a MgO crucible and fired in an overheating furnace 110 at 1200 to 1250 ° C. for 4 hours to form a sintered body 111. To do.

【0037】次に、電極形成工程(図示せず)では、焼
結工程で得られた焼結体111の両端面を800番の
SiC 研磨剤で研磨し、円周側面を1200番の紙やすり
を用いて研磨した後、焼結体111の両端面に金薄膜等
からなる電極を形成する。
Next, in the electrode forming step (not shown), the end surfaces of the sintered body 111 obtained in the sintering step are numbered 800.
After polishing with a SiC abrasive and polishing the circumferential side surface with No. 1200 sandpaper, electrodes made of a gold thin film or the like are formed on both end surfaces of the sintered body 111.

【0038】さらに、分極工程(図示せず)では、前記
焼結体111をシリコンオイル中で110℃に保ちなが
ら各電極22A,22Bに20KV/cm の直流電界を加え
て分極処理を行い、図3中に示す如く上下方向に分極軸
Pを形成する。
Further, in the polarization step (not shown), while maintaining the sintered body 111 in silicon oil at 110 ° C., a polarization electric field is applied to each of the electrodes 22A and 22B by applying a DC electric field of 20 KV / cm. As shown in 3, the polarization axis P is formed in the vertical direction.

【0039】本実施例による圧力センサは以上に述べた
構成を有するもので、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼
圧センサとして用いる場合、エンジンの燃焼室内の混合
気が点火されて燃焼圧が発生し、この燃焼圧によりダイ
ヤフラム13が軸方向に撓むと受圧ロッド15が軸方向
に変位し、この変位は押圧部15Dおよびロアプレート
16を介してコンタクトプレート17のコンタクト部1
7Aに上向きに伝達される。
The pressure sensor according to this embodiment has the above-mentioned structure. When used as a combustion pressure sensor for detecting the combustion pressure of the engine, the air-fuel mixture in the combustion chamber of the engine is ignited to generate combustion pressure. When the diaphragm 13 is bent in the axial direction by this combustion pressure, the pressure receiving rod 15 is displaced in the axial direction, and this displacement is caused by the contact portion 1 of the contact plate 17 via the pressing portion 15D and the lower plate 16.
7A is transmitted upward.

【0040】これにより、コンタクト部17Aと止めね
じ26との間で圧電素子20が圧縮され、圧電素子20
の素子本体21に図3中に示す応力軸F方向の圧力が作
用することにより、該素子本体21の内部にひずみが生
じて圧力に対応した電荷が発生し、この電荷は信号軸V
方向両端の各電極22A,22Bからコンタクトプレー
ト17,リード線19を介して外部に導出され、図示し
ないコントロールユニットに向けて出力されるようにな
っている。
As a result, the piezoelectric element 20 is compressed between the contact portion 17A and the set screw 26, and the piezoelectric element 20 is compressed.
When a pressure in the direction of the stress axis F shown in FIG. 3 is applied to the element main body 21 of FIG. 3, a strain is generated inside the element main body 21 and an electric charge corresponding to the pressure is generated.
The electrodes 22A and 22B at both ends in the direction are led out to the outside via the contact plate 17 and the lead wire 19 and output to a control unit (not shown).

【0041】而して、本実施例では圧電素子20の素子
本体21を、温度の上昇に伴ってその静電容量が増加す
る圧電層23と、該圧電層23の上,下面に形成され、
温度の上昇に伴ってその静電容量が減少する誘電層2
4,24とを積層構造に一体的に形成したから、圧電層
23とは逆の温度特性をもったコンデンサを、該圧電層
23に直列接続したのと同じ作用を与えることができ
る。
Thus, in the present embodiment, the element body 21 of the piezoelectric element 20 is formed on the piezoelectric layer 23 whose capacitance increases with the temperature rise, and on the upper and lower surfaces of the piezoelectric layer 23.
Dielectric layer 2 whose capacitance decreases with increasing temperature
Since 4, 4 and 24 are integrally formed in the laminated structure, it is possible to provide the same action as that of connecting a capacitor having a temperature characteristic opposite to that of the piezoelectric layer 23 in series to the piezoelectric layer 23.

【0042】即ち、周囲の温度が上昇し、素子本体21
を構成する圧電層23の静電容量が上昇した場合には、
該素子本体21を構成する誘電層24の静電容量が減少
し、素子本体21全体として圧電d33定数を一定に保持
することができる。一方、圧電素子20の温度が低下
し、素子本体21を構成する圧電層23の静電容量が低
下した場合には、該素子本体21を構成する誘電層24
の静電容量が増加し、素子本体21全体として圧電d33
定数を一定に保持することができる。
That is, the ambient temperature rises and the element body 21
When the electrostatic capacity of the piezoelectric layer 23 constituting the
The capacitance of the dielectric layer 24 constituting the element body 21 is reduced, and the piezoelectric d33 constant can be kept constant in the element body 21 as a whole. On the other hand, when the temperature of the piezoelectric element 20 decreases and the electrostatic capacity of the piezoelectric layer 23 forming the element main body 21 decreases, the dielectric layer 24 forming the element main body 21.
The capacitance of the element body 21 increases, and
The constant can be kept constant.

【0043】従って、圧電素子20は図5中の特性線2
7,図6中の特性線28としてそれぞれ示す如く、従来
技術による圧電素子1の特性線4,5に比し、温度依存
性の小さな安定した圧電d33定数と圧電g33定数を示す
ようになる。この結果、圧電素子20からは温度依存性
の小さい検出信号を出力でき、温度変化の激しい環境下
でも正確に圧力を検出することができる。
Therefore, the piezoelectric element 20 has the characteristic line 2 in FIG.
As shown by characteristic lines 28 in FIG. 7 and FIG. 6, respectively, stable piezoelectric d33 constants and piezoelectric g33 constants having small temperature dependence are exhibited as compared with the characteristic lines 4 and 5 of the conventional piezoelectric element 1. As a result, the piezoelectric element 20 can output a detection signal having a small temperature dependency, and the pressure can be accurately detected even in an environment where the temperature changes drastically.

【0044】さらに、本実施例と同様な作用を得るため
に、コンタクトプレート17とアッパープレート25と
の間に例えば従来技術と同様な圧電素子と、該圧電素子
とは別個に製造され、温度の上昇に伴ってその静電容量
が減少する誘電素子とを、軸方向に重ねて設けることも
考えられる。
Further, in order to obtain the same effect as that of the present embodiment, for example, a piezoelectric element similar to that of the conventional art is provided between the contact plate 17 and the upper plate 25, and the piezoelectric element is manufactured separately from the piezoelectric element. It is also conceivable to provide a dielectric element whose capacitance decreases as the temperature rises so as to overlap in the axial direction.

【0045】しかし、この場合には、該誘電素子や圧電
素子の電極面と、コンタクトプレート17やアッパープ
レート25の接触面との間に隙間が生じやすく、この隙
間が圧力伝達の障害、電気的接触不良の原因となった
り、さらにはこの隙間による浮動容量が問題となる。こ
のため、圧電素子、誘電素子、コンタクトプレート1
7、アッパープレート25等は、各部材が互いに接触す
る面が平行、平面をなすように形成する必要が生じ、表
面加工等の手間が大幅にかかる。
However, in this case, a gap is apt to be formed between the electrode surface of the dielectric element or the piezoelectric element and the contact surface of the contact plate 17 or the upper plate 25, and this gap impairs pressure transmission and causes an electrical failure. This may cause poor contact, and the floating capacity due to this gap poses a problem. Therefore, the piezoelectric element, the dielectric element, the contact plate 1
7. The upper plate 25 and the like need to be formed such that the surfaces of the respective members contacting each other are parallel and planar, which requires a great deal of time and labor for surface processing.

【0046】然るに、本実施例によれば、圧電層23と
誘電層24とを一体に積層して単一の素子本体21を形
成したから、部品点数を削減でき、圧力センサの組立作
業を大幅に簡略化することができる。
According to this embodiment, however, the piezoelectric layer 23 and the dielectric layer 24 are integrally laminated to form a single element body 21, so that the number of parts can be reduced and the pressure sensor assembling work can be greatly performed. Can be simplified to

【0047】かくして、本実施例によれば、燃焼室内の
燃焼圧を長期に亘り高精度に検出できると共に、温度補
正機能を有する燃焼圧センサをコンパクトに構成できる
から、従来技術で用いた温度センサや補正用の電子回路
等を不要にでき、コントロールユニットの回路構成を大
幅に簡略化できる。
Thus, according to the present embodiment, the combustion pressure in the combustion chamber can be detected with high accuracy for a long period of time, and the combustion pressure sensor having the temperature correction function can be constructed compactly. The electronic circuit for correction and the like can be eliminated, and the circuit configuration of the control unit can be greatly simplified.

【0048】なお、前記実施例ではケーシング本体12
と一体に設けられるダイヤフラム13を薄肉円筒状の小
径部13Aと該小径部13Aの先端側に形成される厚肉
の受圧部13Bとから構成するものとして述べたが、図
7に示す変形例の如く、ダイヤフラム13′はケーシン
グ本体12の肩部12Bの下端側から下向きに伸長する
小径部13A′と、該小径部13A′の下端側を閉塞す
る薄肉円板状の受圧部13B′とから構成し、受圧ロッ
ド15の球面部15Bを該受圧部13B′の中央に当接
させるように配設してもよい。
In the above embodiment, the casing body 12
It is described that the diaphragm 13 integrally provided with the thin wall cylindrical small diameter portion 13A and the thick pressure receiving portion 13B formed on the tip end side of the small diameter portion 13A are formed. As described above, the diaphragm 13 'is composed of a small diameter portion 13A' extending downward from the lower end side of the shoulder portion 12B of the casing body 12 and a thin disk-shaped pressure receiving portion 13B 'closing the lower end side of the small diameter portion 13A'. However, the spherical surface portion 15B of the pressure receiving rod 15 may be disposed so as to abut on the center of the pressure receiving portion 13B '.

【0049】また、前記実施例では、圧力センサを燃焼
圧センサに用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明
はこれに限らず、例えば空気、工業用ガス等の気体や燃
料、水等の液体の圧力を検出する圧力センサにも適用す
ることができる。一方、車輌のノッキングを検出するノ
ッキングセンサに用いてもよい。
In the above embodiment, the case where the pressure sensor is used as the combustion pressure sensor has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and for example, gas such as air, industrial gas, fuel, water, etc. It can also be applied to a pressure sensor that detects the pressure of a liquid such as. On the other hand, it may be used for a knocking sensor that detects knocking of a vehicle.

【0050】さらに、前記実施例では、素子本体21を
1層の圧電層23と2層の誘電層24,24とから構成
したが、本発明はこれに限らず、図8に示すように、1
層ずつの圧電層23′と誘電層24′とから一体に形成
するようにしてもよく、また、図9に示すように、2層
ずつの圧電層23′,23′と誘電層24′,24′と
をそれぞれ積層して一体形成してもよい。さらに、3層
以上の圧電層と誘電層で形成するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the element body 21 is composed of the piezoelectric layer 23 of one layer and the dielectric layers 24, 24 of two layers, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 1
The piezoelectric layers 23 ′ and the dielectric layers 24 ′ may be integrally formed, or two layers of the piezoelectric layers 23 ′ and 23 ′ and the dielectric layers 24 ′ may be formed as shown in FIG. 9. 24 'may be laminated and integrally formed. Further, it may be formed of three or more piezoelectric layers and a dielectric layer.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の圧力センサ
は、ケーシング内にダイヤフラムの変位を受圧ロッドを
介して変位し、圧力に応じた電圧信号を出力する圧電素
子を設け、この圧電素子は、圧電層と誘電層とを少なく
とも2層以上交互に積層させて一体に形成し、該誘電層
の静電容量が圧電層の誘電容量よりも大で、かつ誘電層
の温度係数が圧電層の温度係数と逆の特性をもった材料
から構成したから、温度変化によって圧電層の静電容量
が変化しても、圧電層に積層した誘電層の静電容量が圧
電層の静電容量とは逆の特性をもって変化するため、圧
電層の静電容量の変化分を誘電層の静電容量の変化分で
相殺でき、圧電素子全体の静電容量を広い温度範囲に亘
ってほぼ一定にすることができる。
As described in detail above, the pressure sensor of the present invention is provided with a piezoelectric element for displacing the displacement of the diaphragm through the pressure receiving rod in the casing and outputting a voltage signal according to the pressure. Is formed by alternately stacking at least two or more piezoelectric layers and dielectric layers, the capacitance of the dielectric layers is larger than that of the piezoelectric layers, and the temperature coefficient of the dielectric layers is the piezoelectric layers. Since it is composed of a material that has characteristics opposite to the temperature coefficient of, even if the capacitance of the piezoelectric layer changes due to temperature changes, the capacitance of the dielectric layer laminated on the piezoelectric layer is the same as that of the piezoelectric layer. Changes with the opposite characteristics, the change in the electrostatic capacity of the piezoelectric layer can be canceled by the change in the electrostatic capacity of the dielectric layer, and the electrostatic capacity of the entire piezoelectric element can be made almost constant over a wide temperature range. be able to.

【0052】従って、温度センサや補正用の電子回路等
を用いなくても、構造を複雑にすることなく温度補正機
能を有する圧力センサとすることができる。
Therefore, it is possible to obtain a pressure sensor having a temperature correction function without complicating the structure without using a temperature sensor or an electronic circuit for correction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例による圧力センサを示す縦断面
図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の圧電素子を示す拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a piezoelectric element in FIG.

【図3】図2中の矢示III −III 方向の拡大縦断面図で
ある。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図4】圧電素子の製造方法を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of manufacturing a piezoelectric element.

【図5】圧電素子の温度と圧電d33定数との関係を従来
技術による圧電素子との対比で示す特性線図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature of the piezoelectric element and the piezoelectric d33 constant in comparison with the piezoelectric element according to the conventional technique.

【図6】圧電素子の温度と圧電g33定数との関係を従来
技術による圧電素子との対比で示す特性線図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a temperature of a piezoelectric element and a piezoelectric g33 constant in comparison with a piezoelectric element according to a conventional technique.

【図7】変形例によるダイヤフラムおよび受圧ロッドを
示す要部拡大図である。
FIG. 7 is an enlarged view of essential parts showing a diaphragm and a pressure receiving rod according to a modification.

【図8】圧電素子の変形例を示す縦断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view showing a modified example of the piezoelectric element.

【図9】圧電素子の他の変形例を示す縦断面図である。FIG. 9 is a vertical sectional view showing another modification of the piezoelectric element.

【図10】従来技術による圧電素子を示す縦断面図であ
る。
FIG. 10 is a vertical sectional view showing a piezoelectric element according to a conventional technique.

【図11】圧電素子の電気的な等価回路図である。FIG. 11 is an electrical equivalent circuit diagram of the piezoelectric element.

【図12】従来技術による圧電素子の温度と圧電d33定
数との関係を示す特性線図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a temperature of a piezoelectric element and a piezoelectric d33 constant according to a conventional technique.

【図13】従来技術による圧電素子の温度と圧電g33定
数との関係を示す特性線図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing a relationship between a temperature of a piezoelectric element and a piezoelectric g33 constant according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ケーシング 12 ケーシング本体 13 ダイヤフラム 15 受圧ロッド 20 圧電素子 21 素子本体 22A 上側電極(電極) 22B 下側電極(電極) 23 圧電層 24 誘電層 11 Casing 12 Casing body 13 Diaphragm 15 Pressure receiving rod 20 Piezoelectric element 21 Element body 22A Upper electrode (electrode) 22B Lower electrode (electrode) 23 Piezoelectric layer 24 Dielectric layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堺 祥一 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shoichi Sakai 1370, Onna, Atsugi City, Kanagawa Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシングと、該ケーシングの先端側に
設けられ、該ケーシングの先端側に外部から作用する圧
力に応じて軸方向に変位するダイヤフラムと、該ダイヤ
フラムに当接するように前記ケーシング内に設けられた
受圧ロッドと、該受圧ロッドを介して伝達される前記ダ
イヤフラムの変位を前記圧力に応じた電圧信号として出
力する圧電素子とからなる圧力センサにおいて、前記圧
電素子は、圧電層と誘電層とを少なくとも2層以上交互
に積層させて一体に形成し、該誘電層の静電容量が圧電
層の誘電容量よりも大で、かつ誘電層の温度係数が圧電
層の温度係数と逆の特性をもった材料から構成したこと
を特徴とする圧力センサ。
1. A casing, a diaphragm provided on the front end side of the casing and axially displaced in response to a pressure applied from the outside to the front end side of the casing, and the inside of the casing so as to come into contact with the diaphragm. In a pressure sensor comprising a pressure receiving rod provided and a piezoelectric element that outputs displacement of the diaphragm transmitted through the pressure receiving rod as a voltage signal corresponding to the pressure, the piezoelectric element includes a piezoelectric layer and a dielectric layer. And at least two layers are alternately laminated so as to be integrally formed, the capacitance of the dielectric layer is larger than that of the piezoelectric layer, and the temperature coefficient of the dielectric layer is opposite to the temperature coefficient of the piezoelectric layer. A pressure sensor comprising a material having
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