CN102840937A - 外力检测装置和外力检测传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供以简单的结构高精度地检测施加在压电板的外力的外力检测装置和外力检测传感器。在容器内单臂支撑晶体板。在晶体板的上表面和下表面分别形成有激励电极。在晶体板的下表面侧的前端部形成有与下表面侧的激励电极通过引出电极连接的可动电极，与该可动电极相对地在容器的底部设置有固定电极。将上表面侧的激励电极和固定电极与振荡电路连接。对晶体板施加外力弯曲时，可动电极与固定电极之间的电容改变，掌握该电容变化作为晶体板的振荡频率的变化。进而在晶体板中，通过使薄状部位的厚度与被激励电极夹着的电极形成部位的厚度相比小，能够抑制电极形成部位的弯曲，因此能够抑制由晶体板的弯曲引起的振荡频率的变化。
Description
技术领域
本发明涉及使用压电板例如晶体板并且基于振荡频率检测作用于压电板的外力的大小，因而检测加速度、压力、流体的流速、磁力或静电力等外力的技术领域。
背景技术
作为作用于***的外力，有基于加速度作用于物体的力、压力、流速、磁力、静电力等，需要正确地测定这些外力的情况较多。例如在开发机动车的阶段会对当机动车与物体碰撞时座位的冲击力进行测定。此外，为了调查地震时的振动能和振幅要求尽量精密地调查晃动的加速度等。
进而，还能够列举正确地调查液体和气体的流速并将其检测值反映到控制***的情况、或测定磁铁的性能的情况等作为外力的测定例。
进行这样的测定时，对于测定装置要求是尽可能简单的结构且尽可能高精度地进行测定。
在专利文献1中记载了：用单臂（悬臂）支撑压电膜，并且压电膜因周围的磁力的变化而变形，流过压电膜的电流变化。
此外，在专利文献2中记载了：设置电容耦合型的压力传感器和对于该压力传感器的配置区域被划分的空间中配置的晶体振子，使上述压力传感器的可变电容与晶体振子并联连接，并且通过压力传感器的电容变化使晶体振子的***振点改变，由此检测出压力。
上述专利文献1和专利文献2，与本发明的原理完全不同。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-138852号公报（段落0021，段落0028）
专利文献2：日本特开2008-39626号公报（图1和图3）
发明内容
发明要解决的课题
本发明是在这样的背景下而完成的，目的在于提供能够以简易的结构高精度地检测出对压电板施加的外力的外力检测装置和外力检测传感器。
用于解决课题的方法
本发明的外力检测装置是检测作用于压电板的外力的外力检测装置，其特征在于，具备：
一端一侧被容器内的基座支撑的单臂式的上述压电板；
为了使该压电板振动而在该压电板的一面侧和另一面侧分别设置的一个激励电极和另一个激励电极；
与一个激励电极电连接的振荡电路；
设置于上述压电板的另一端侧、并且与上述另一个激励电极电连接的可变电容形成用的可动电极；
固定电极，与上述压电板隔开距离，以与上述可动电极相对的方式设置，并且与上述振荡电路连接，通过由压电板的弯曲导致其与上述可动电极之间的电容变化而形成可变电容；和
频率信息检测部，用于检测作为与上述振荡电路的振荡频率对应的频率信息的信号，
上述压电板，与被上述激励电极夹着的部位的厚度相比，该部位与上述可动电极之间的部位的厚度小，
形成从上述振荡电路经过一个激励电极、另一个激励电极、可动电极和固定电极后返回振荡电路的振荡环路，
用上述频率信息检测部检测出的频率信息，用于评价作用于压电板的外力。
也可以使上述压电板中的设置有上述可动电极的部位的厚度，比设置由上述激励电极的部位的厚度大。
也可以使上述压电板构成为被上述激励电极夹着的部位与形成有上述可动电极的部位相互为孪晶（双晶）。
本发明的外力检测传感器是用于基于压电板的振荡频率而检测作用于压电板的外力的外力检测传感器，其特征在于，具备：
一端一侧被容器内的基座支撑的单臂式的上述压电板；
为了使该压电板振动而设置于该压电板的一面侧并且与振荡电路电连接的一个激励电极；
设置于上述压电板的另一面侧的另一个激励电极；
设置于上述压电板的另一端侧并且与上述另一个激励电极电连接的可变电容形成用的可动电极；和
固定电极，与上述压电板隔开距离，以与上述可动电极相对的方式设置，并且与上述振荡电路连接，通过由压电板的弯曲导致其与上述可动电极之间的电容变化而形成可变电容，
上述压电板，与被上述激励电极夹着的部位的厚度相比，该部位与上述可动电极之间的部位的厚度小。
发明的效果
本发明中，当对压电板施加外力而弯曲时或弯曲的程度改变时，压电板侧的可动电极和与该可动电极相对的固定电极之间的距离改变，因此两个电极之间的电容改变，掌握该电容变化和压电板的弯曲程度作为压电板的振荡频率的变化。进而，在压电板中，与被激励电极夹着的部位的厚度相比，使该部位与可动电极之间的部位的厚度较小，由此抑制了被激励电极夹着的部位的弯曲，因此在外力检测中抑制了成为噪声的因压电板的弯曲而造成的振荡频率的变化。因而，因为压电板的微小的变形也能够作为振荡频率的变化而检测出来，所以能够高精度地测定对压电板施加的外力，并且装置结构是简单的。
附图说明
图1是表示将本发明的外力检测装置应用为加速度检测装置的第一实施方式的主要部分的侧面纵截面图。
图2是表示第一实施方式使用的晶体振子的上表面和下表面的平面图。
图3是表示加速度检测装置的电路结构的块图。
图4是表示上述加速度检测装置的等效电路的电路图。
图5是表示将本发明的外力检测装置应用为加速度检测装置的第二实施方式的侧面纵截面图。
图6是沿着图5中的A-A线的横截面平面图。
图7是表示上述第二实施方式使用的晶体板的背面侧的平面图。
图8是沿着图5中的B-B线的横截面平面图。
图9是表示在上述第二实施方式中晶体板因外力而弯曲的状态和各部分的尺寸的侧面纵截面图。
图10是表示上述第二实施方式的加速度检测装置的电路的电路块图。
图11是表示上述第二实施方式的加速度检测装置的一部分的外观的外观图。
图12是表示本发明的其他变形例的侧面纵截面图。
图13是表示第三实施方式的加速度传感器的平面图。
图14是表示第三实施方式的外力检测装置的电路结构的块图。
图15是表示晶体板振动的状态的说明图。
图16是表示因晶体板的振动而振荡频率变化的状态的频率特性图。
符号说明
1 容器
11 底座
12 导电通路
14 振荡电路
2 晶体板
21 电极形成部位
22 薄状部位
23 扩大部位
31，41 激励电极
5 可动电极
6 固定电极
100 频率检测部
101 数据处理部
102 频率信息检测部
具体实施方式
【第一实施方式】
说明将本发明应用于加速度检测装置的实施方式。图1是表示相当于加速度检测装置的传感器部分即外力检测传感器的加速度传感器的图，图1中，1是长方体形状的密闭型的例如由晶体构成的容器，在内部封入有惰性气体例如氮气。该容器由成为基座的下部和与该下部在周缘部接合的上部构成。其中，作为容器1并不一定限定于密闭型的容器。在容器1内，设置有由晶体构成的基座11，在该基座11的上表面用导电性粘合剂10固定压电板即晶体板2的一端侧。即，晶体板2被基座11单臂（悬臂）支撑。
晶体板2，如图1所示，根据其作用和形状等，从一端侧朝向另一端侧划分为电极形成部位21、薄状部位22、扩大部位23这三个部位。首先，电极形成部位21位于晶体板2的一端侧，如图2所示在其表面两侧设置有激励电极31、41，实质上承担相当于晶体振子的作用。薄状部位22形成为比电极形成部位21厚度薄并易于弯曲，设计为施加外力时主要该部位弯曲。扩大部位23设定为比电极形成部位21和薄状部位22厚度大，在下表面设置有可动电极5。此外，扩大部件23通过使厚度较大而获得重量，还起到用于在施加加速度时使弯曲量增大因而提高灵敏度的锤的作用。此外，也可以在该扩大部位23另外设置锤。该情况下，可以增大可动电极5的厚度兼用作锤，也可以在晶体板2的下表面侧设置与可动电极5不同的锤，或者在晶体板2的上表面侧设置锤。
此外，扩大部位23由对于电极形成部位21和薄状部位22的孪晶（双晶，）构成，抑制激励电极41与可动电极5弹性结合。该孪晶的形成方法，例如是使用AT切型的晶体板2，通过仅对扩大部位23照射激光，仅对扩大部位23加热进行退火。关于该激光加热，只要能够对形成孪晶的部位加热即可，具体而言可以将形成孪晶的部位以外的部位用例如由不锈钢构成的掩模覆盖，从其上对晶体板2的整体用激光进行照射，也可以在形成孪晶的部位形成金属膜，用例如激光加热该金属膜，由此间接地对形成孪晶的部位加热。此时，在扩大部位23与薄状部位22之间形成孪晶的边界，例如在AT切型的面和成为上述孪晶的面，反射光看起来不同。像这样对AT切型的晶体板加热时变为接近DT切型的晶体板。AT切型的晶体板与DT切型的晶体板，X轴的延伸方向相同，但是X轴的正负彼此相反。即，X轴的正侧互为180°反向。其中，本发明中，也可以为电极形成部位21由接近DT切型的晶体板构成、并且扩大部位23由AT切型的晶体板构成。由于只要有孪晶关系即可，因此也可以是扩大部位23和薄状部位22是电极形成部位21的孪晶。
晶体板2在其一端侧被导电性粘合剂10固定并被基座11支撑。在电极形成部位21的上表面侧的激励电极31连接带状的引出电极32，该引出电极32在晶体板2的一端侧向下表面折返，与导电性粘合剂10接触。在基座11的上表面设置由金属层构成的导电通路12，该导电通路12经由支撑容器1的绝缘基板13，与绝缘基板13上的振荡电路14的一端连接。
在电极形成部位21的下表面侧的激励电极41连接带状的引出电极42，该引出电极42经由薄状部位22被引出至晶体板2的另一端侧（前端侧）即扩大部位23，与在该扩大部位23的下表面设置的可变电容形成用的可动电极5连接。另一个面，在容器1一侧设置有可变电容形成用的固定电极6。
固定电极6通过经过绝缘基板13配线的导电通路15与振荡电路14的另一端连接。图3表示加速度传感器的配线的连接状态，图4表示等价电路。L1是与晶体振子的质量对应的串联电感，C1是串联电容，R1是串联电阻，C0是包括电极间电容的有效并联电容，CL是振荡电路14的负载电容。上表面侧的激励电极31和下表面侧的激励电极41与振荡电路14连接，但是在下表面侧的激励电极41与振荡电路14之间，存在形成于上述可动电极5和固定电极6之间的可变电容Cv。
此处根据国际规格IEC 60122-1，晶体振荡电路的通式如以下（1）式所表示。
FL=Fr×(1+x)
x=(C1/2)×1/(C0+CL) ……（1）
FL是对晶体振子施加了负载时的振荡频率，Fr是晶体振子本身的共振频率。
本实施方式中，如图3和图4所示，晶体板2的负载电容是在CL加上了Cv的电容。因而代替（1）式中的CL代入（2）式表示的y。
y=1/(1/Cv+1/CL) ……（2）
因而晶体板2的弯曲量从状态1变为状态2，由此使可变电容Cv从Cv1变为Cv2时，频率的变化ΔF用（3）式表示。
ΔFL=FL1-FL2=A×CL2×(Cv2-Cv1)/(B×C) ……（3）
此处，
A=C1×Fr/2
B=C0×CL+(C0+CL)×Cv1
C=C0×CL+(C0+CL)×Cv2。
此外，设对晶体板2没有施加加速度时的所谓基准状态时的可动电极5与固定电极6之间的间隔距离为d1、对晶体板2施加加速度时的上述间隔距离为d2时，则（4）式成立。
Cv1=S×ε/d1
Cv2=S×ε/d2 ……（4）
其中S是可动电极5和固定电极6的相对区域的面积，ε是相对介电常数。
因为d1已知，所以可知ΔFL与d2有对应关系。
作为这样的实施方式的传感器部分的加速度传感器，在没有施加与加速度相应的外力的状态下，例如晶体板2也处于一定弯曲的状态。其中晶体板2处于弯曲的状态还是保持水平姿势，根据晶体板2的厚度等决定。
而且对于这样的结构的加速度传感器使用例如检测横向振动用的加速度传感器和检测纵向振动用的加速度传感器，前者以晶体板2垂直的方式设置，后者以晶体板2水平的方式设置。
而且，发生地震或施加模拟的振动时，晶体板2如图1的点划线所示或者如图3的实线所示那样弯曲。此时，由于形成有可动电极5的扩大部位23因晶体板2的弯曲而向铅垂方向振动，所以基于此可变电容Cv发生变化，振荡频率也发生变化。此外因为晶体板2的弯曲的大部分由厚度较小的薄状部位22产生，并且电极形成部位21基本不弯曲，所以由电极形成部位21的弯曲所造成的振荡频率的变化小。当将在没有施加振动的状态下由频率信息检测部即频率检测部100检测的频率设为FL1、将施加了振动（加速度）的情况下的频率设为FL2时，频率的差FL1-FL2如（3）式表示。
图3中，101是例如由个人计算机构成的数据处理部，该数据处理部101具有以下功能：基于从频率检测部100获得的频率信息例如频率，求出没有对晶体板2施加加速度时的频率f0与施加了加速度时的频率f1的差，参照将该频率差和加速度关联的数据表求出加速度。作为频率信息不限于频率差，也可以是作为与频率的差对应的信息的频率的变化率[(f1-f0)/f0]。
根据第一实施方式，对晶体板2施加外力而使其弯曲时或弯曲的程度改变时，晶体板2一侧的可动电极5和与该可动电极5相对的固定电极6之间的距离改变，两个电极5、6之间的电容改变。因此，该电容变化和晶体板2的变形作为晶体板2的振荡频率的变化表现出来。该结果是，因为晶体板2的微小的变形也能够作为振荡频率的变化而检测出来，所以能够高精度地测定对晶体板2施加的外力，并且装置结构简单。
进而，在晶体板2中，通过使薄状部位22的厚度比被激励电极31、41夹着的电极形成部位21的厚度小，抑制了电极形成部位21的弯曲，因此在外力检测中抑制了成为噪声的、因晶体板2的弯曲而造成的振荡频率的变化。此外，由于形成为电极形成部位21和扩大部位23互为孪晶，所以能够抑制激励电极41与可动电极5的弹性结合。因此，能够进行更稳定的测定。其中，“互为孪晶”不限于X轴的延伸方向相同且X轴的正负相互相反的情况，也可以X轴的延伸方向相互不同，即X轴彼此交叉的关系（结晶轴彼此相互交叉的关系）。
此外，扩大部位23使厚度比电极形成部位21大而增加重量，由此增大薄状部位22的弯曲量即扩大部位23的振动的振幅，易于检测出振动的加速度。由于增大电极形成部位21的厚度时振荡频率降低且检测精度降低，所以增大电极形成部位21的厚度存在极限。另一个面，在扩大部位23，也可以不增大其厚度，而是通过在该处形成金属膜来增加重量，但是要花费工夫。因而优选扩大部位23使厚度比电极形成部位21大。但是，在本发明中扩大部位23厚度也可以与电极形成部位21相同，还可以使厚度较小。在扩大部位23的厚度比电极形成部位21的厚度小的情况下，可以例如附加较厚的金属膜等来调整弯曲量与外力的关系。
【第二实施方式】
图5中表示了本发明的第二实施方式的加速度传感器。该实施方式与上述第一实施方式的不同之处在于设置两组上述晶体板2、激励电极31、34、可变电极5、固定电极6和振荡电路14的组。301是构成容器1的下侧并且成为基座的下部，302是成为容器1的上侧并且成为盖体的上部。关于晶体板2和振荡电路14，对一个组的部件添加符号“A”，对另一个组的部件添加符号“B”。在图5中，表示一侧的晶体板2，作为从侧面看的图与图1相同。俯视图5的压力传感器的内部时，如图6所示第一晶体板2A与第二晶体板2B横向平行地配置。
由于晶体板2A、2B是相同的结构，所以对一个晶体板2A进行说明。晶体板2A如图5所示从一端侧朝向另一端侧被划分为以下三个部位：在表面两侧设置有激励电极31、41并起到晶体振子的作用的电极形成部位21；形成为厚度比电极形成部位21薄并易于弯曲的薄状部位22；和在下表面设置有可动电极并且还起到用于提高灵敏度的锤的作用的扩大部位23。在电极形成部位21的一面侧（上表面侧）宽度较窄的引出电极32从一端侧朝向另一端侧延伸，在该引出电极32的前端部，一个激励电极31形成为方形形状。而且，在电极形成部位21的另一面侧（下表面侧），如图6和图7所示与一个激励电极31相对地形成有另一个激励电极41，朝向该激励电极41的晶体板2A的前端侧延伸有宽度较窄的引出电极42。该引出电极42经由薄状部位22延伸至扩大部位23，在其上述前端侧形成有长方形的可变电容形成用的可动电极5。这些电极31等由导电膜例如金属膜形成。在容器1的底部，如图8所示，对每个晶体板2A的可动电极5和晶体板2B的可动电极5设置有长方形的固定电极6。
关于晶体板2A（2B），参照图9说明各部分的尺寸的一例。晶体板2A（2B）的各部位21、22、23的长度尺寸S1、S2、S3和宽度尺寸，分别是5mm、1mm、7mm和1.6mm。晶体板2A（2B）的各部位21、22、23的厚度分别为例如20μm、10μm、90μm。将晶体板2A（2B）的一端侧的支撑面设定为与水平面平行时，在不施加加速度地放置的状态下因自重而成为弯曲的状态，其弯曲量d1是例如0.01μm程度。上述尺寸只是一例。
图10中，表示了该实施方式的加速度检测装置的电路。此外，图11中表示了加速度检测装置的一部分的外观。与上述第一实施方式不同之处在于，与第一晶体板2A和第二晶体板2B分别对应地连接有第一振荡电路14A和第二振荡电路14B，对每个第一晶体板2A和第二晶体板2B，形成有包括振荡电路14A（14B）、激励电极31、41、可动电极5和固定电极6的振荡环路。来自这些振荡电路14A、14B的输出被发送至频率信息检测部102，此处能够检测来自各振荡电路14A、14B的振荡频率的差或频率的变化率的差。
频率的变化率的含义如下所述。其为在振荡电路14A中，在将晶体板2A因自重而弯曲的基准状态下的频率称为基准频率的情况下，晶体板2A因加速度进一步弯曲而频率发生了变化时，用频率的变化量/基准频率所表示的值，例如用单位ppb表示。同样对于晶体板2B也计算频率的变化率，这些变化率的差被作为与频率对应的信息输出至数据处理部101。在数据处理部101中，例如将使变化率的差与加速度的大小关联后的数据存储到存储器中，能够基于该数据和变化率的差检测出加速度。
列举晶体板2A（2B）的弯曲量（晶体板一条直线地延伸的状态与弯曲时的前端部分的高度水平的差）与频率的变化量的关系的一例，例如晶体板2A（2B）的前端以10-5μm量级变化时，振荡频率为70MHz的情况下，频率的变化量是0.65ppb。因而即使非常小的外力例如加速度也能够正确的检测。
根据上述第二实施方式，在第一实施方式的效果之外，由于将晶体板2A和晶体板2B配置在同一温度环境中，所以即使晶体板2A和晶体板2的各频率因温度而变化了，该变化量也被抵消，作为结果能够只检测到基于晶体板2A、2B的弯曲的频率的变化量，由此具有检测精度高的效果。
在上述第二实施方式中，对于晶体板2A、2B双方，构成由可动电极5和固定电极6组成的可变电容Cv，并且组装到各振荡环路中，但也可以对于一个晶体板例如晶体板2B，不在振荡环路中组装可变电容，将其作为参照用的晶体板进行加速度检测。在该情况下，也能够求出晶体板2A、2B各自的振荡频率变化率，根据它们的频率变化率的差值求出加速度的大小，由此排除由环境温度的变化造成的对加速度检测的影响。
图12中记载了本发明的变形例。
图12所示的加速度传感器，采用使第二实施方式中使用的晶体板2A（2B）的上表面与下表面颠倒的结构作为包括晶体板2的晶体振子。该情况下，在可动电极5与固定电极6之间设置有扩大部位23，而在该结构中也能够获得同样的作用、效果。
【第三实施方式】
图13表示了本发明的第三实施方式的加速度传感器。其中，本实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构和作用的部件，附加相同的符号并省略说明。在该加速度传感器中，在容器1内分别单臂支撑长度不同的三个晶体板2C、2D、2E。上述晶体板2C～2E为薄状部位22的厚度、扩大部位23的厚度（重量）和可动电极5的面积等全部相同而只有薄状部位22的长度不同的结构。因为薄状部位22的长度不同，所以在各晶体板2C～2E中，当施加了某一个大小的力时，由于薄状部位22的弯曲情况不同，因此可变电容Cv的变化量也不同。因此，用各晶体板2C～2E能够检测的外力的大小的范围分别不同。即薄状部位22的尺寸越长的晶体板2C～2E，施加某一个大小的力时的弯曲量（可动电极5的位移量）越大，因此薄状部位22的尺寸越长，能够检测的外力的大小的范围越偏向较小的值。
此外，本实施方式中的电连接，如图14所示，各晶体板2C～2E与和它们对应的振荡电路14C～14E分别连接构成振荡环路。而且，振荡电路14C～14E的输出端子，与开关部103的选择端子分别连接，能够从晶体板2C～2E中选择检测振荡频率的晶体板。该开关部103的固定端子经由频率检测部100与数据处理部101连接。其中，在图14中，为了方便而将晶体板2C～2E中的薄状部位22描绘为相同长度，而实际上是不同的。
因此，通过利用开关部103从晶体板2C～2E中选择适宜于作为检测对象的外力的大小的检测范围的晶体板，本外力检测装置能够应用于更广范围的力的大小的外力检测。
本实施方式中设置有三片晶体板2C～2E，而晶体板的片数为多片即可。
本实施方式中，对于各晶体板2C～2E，可以如第二实施方式所示那样使用双传感器（twin sensor）。由此，能够抵消温度变化所引起的振荡频率的误差，因此能够进行更高精度的测定。
此外，本实施方式中，对于各晶体板2C～2E，仅通过改变薄状部位22的长度而改变能够检测的外力的大小的范围，但是本实施方式不限于此，还可以改变薄状部位22的厚度或扩大部位23的重量等来改变能够检测的外力的大小的范围。
在上述中，本发明不限于测定加速度，还能够应用于磁力测定、被测定物的倾斜程度的测定、流体的流量测定、风速测定等。
对于测定磁力的情况的结构例进行说明。构成为在晶体板2的扩大部位23形成磁性体的膜，使该磁性***于磁场时晶体板2弯曲。
进而，能够使晶体板2暴露在气体或液体等流体中，与晶体板的弯曲量相应地通过频率信息检测流速。该情况下，晶体板2的厚度、特别是薄状部位22的厚度根据流速的测定范围等决定。此外，本发明还能够应用于测定重力的情况。
本发明除了如上述实施方式所述检测出外力值本身的情况以外，还能够检测与外力相应的振动（振动的频率）。具体而言，能够应用于以地震等为对象的振动检测装置。该情况下，因为振动检测装置的结构与第二实施方式的外力检测装置相同，所以省略其说明。发生地震对该振动检测装置施加振动时，晶体板2摇晃并反复例如图15（a）所示的第一状态和图15（b）所示的第二状态。设第一状态和第二状态的可变电容Cv的值分别为Cv3和Cv4时，根据上述式（1）和式（2）求出各振荡频率FL3和FL4，振荡频率在FL3和FL4之间如图16所示与时间一同变化。因而通过利用数据处理部101分析由频率信息检测部102检测出的频率数据，能够求出图16所示的频率变化的波的周期T（与频率对应）。因为该频率变化的周期T与震动的周期对应，并且振荡频率变化的振幅即振荡频率FL3和FL4的差值与震动的振幅对应，所以利用本发明能够检测地震波。
振动检测装置因地震波而振动时，从一个方向和相反方向对晶体板2施加加速度，如上所述例如能够取得图16所示的频率数据，因此即使是0.5Hz程度的低频的振动也能够正确地检测出。
在上述中本发明不限于地震的震动，还能够应用于检测模拟地发生的振动的周期的情况。此外，例如还可以应用于在洗衣机运转时检测因包括清洗物的旋转水流而在洗衣机主体产生的振动的周期的情况等。
Claims (4)
1.一种外力检测装置，检测作用于压电板的外力，其特征在于，具备：
一端一侧被容器内的基座支撑的单臂式的所述压电板；
为了使所述压电板振动而在所述压电板的一面侧和另一面侧分别设置的一个激励电极和另一个激励电极；
与一个激励电极电连接的振荡电路；
设置于所述压电板的另一端一侧、并且与所述另一个激励电极电连接的可变电容形成用的可动电极；
固定电极，其与所述压电板隔开距离，设置为与所述可动电极相对，并且与所述振荡电路连接，通过由所述压电板的弯曲导致其与所述可动电极之间的电容变化而形成可变电容；和
频率信息检测部，其用于检测作为与所述振荡电路的振荡频率对应的频率信息的信号，
所述压电板，与被所述激励电极夹着的部位的厚度相比，该部位与所述可动电极之间的部位的厚度小，
形成从所述振荡电路经过一个激励电极、另一个激励电极、可动电极和固定电极后返回振荡电路的振荡环路，
由所述频率信息检测部检测出的频率信息，用于评价作用于压电板的外力。
2.如权利要求1所述的外力检测装置，其特征在于：
所述压电板中的设置有所述可动电极的部位的厚度，比设置有所述激励电极的部位的厚度大。
3.如权利要求1所述的外力检测装置，其特征在于：
所述压电板构成为被所述激励电极夹着的部位与形成有所述可动电极的部位互为孪晶。
4.一种外力检测传感器，用于基于压电板的振荡频率检测作用于压电板的外力，所述外力检测传感器的特征在于，具备：
一端一侧被容器内的基座支撑的单臂式的所述压电板；
为了使所述压电板振动而在所述压电板的一面侧设置的与振荡电路电连接的一个激励电极；
在所述压电板的另一面侧设置的另一个激励电极；
设置于所述压电板的另一端侧、并且与所述另一个激励电极电连接的可变电容形成用的可动电极；和
固定电极，其与所述压电板隔开距离，设置为与所述可动电极相对，并且与所述振荡电路连接，通过由压电板的弯曲导致其与所述可动电极之间的电容变化而形成可变电容，
所述压电板，与被所述激励电极夹着的部位的厚度相比，该部位与所述可动电极之间的部位的厚度小。
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