JPH01170819A - 圧電デバイス - Google Patents
圧電デバイスInfo
- Publication number
- JPH01170819A JPH01170819A JP33142687A JP33142687A JPH01170819A JP H01170819 A JPH01170819 A JP H01170819A JP 33142687 A JP33142687 A JP 33142687A JP 33142687 A JP33142687 A JP 33142687A JP H01170819 A JPH01170819 A JP H01170819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- sensor
- output
- pzt
- fet
- 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.)
- Pending
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 13
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
物体に衝撃が加わったとき生じる音波を検知するアコ−
ミックエミッションセンサを使用した圧電デバイスの改
良に関し、 該衝撃の検知性能の向上を目的とし、 ＦＥＴのゲート電極にニオブ酸リチウム単結晶の圧電横
効果を利用したアコースティックエミッションセンサを
接続し、該センサに入力抵抗が並列に接続して構成する
。
ミックエミッションセンサを使用した圧電デバイスの改
良に関し、 該衝撃の検知性能の向上を目的とし、 ＦＥＴのゲート電極にニオブ酸リチウム単結晶の圧電横
効果を利用したアコースティックエミッションセンサを
接続し、該センサに入力抵抗が並列に接続して構成する
。
本発明は圧電デバイス、特にニオブ酸リチウム（以下Ｌ
Ｎとする）の圧電横効果を利用するアコ−ミックエミッ
ションセンサ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ ＥｍｔｓｓｉｏｎＳ
ｅｎｓｏｒ，以下ＡＥセンサとする）に、該センサのイ
ンピーダンス特性を改善させるインピーダンス変換回路
を接続した圧電デバイスに関する。
Ｎとする）の圧電横効果を利用するアコ−ミックエミッ
ションセンサ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ ＥｍｔｓｓｉｏｎＳ
ｅｎｓｏｒ，以下ＡＥセンサとする）に、該センサのイ
ンピーダンス特性を改善させるインピーダンス変換回路
を接続した圧電デバイスに関する。
物体に加わった衝撃を検出する従来の手段、例えば記憶
媒体に被着するごみ等が浮動磁気ヘッドに衝突して発生
するノイズを検出だめの手段として従来は、ジルコン・
チタン酸鉛系セラミック（以下ＰＺＴとする）の圧電効
果を利用したＡＥセンサを使用し、該センサの出力をア
ンプで増幅していた。
媒体に被着するごみ等が浮動磁気ヘッドに衝突して発生
するノイズを検出だめの手段として従来は、ジルコン・
チタン酸鉛系セラミック（以下ＰＺＴとする）の圧電効
果を利用したＡＥセンサを使用し、該センサの出力をア
ンプで増幅していた。
下記の表は、圧電センサとして使用されている通常のＰ
ＺＴとＬＮとの物性を比較したものである。
ＺＴとＬＮとの物性を比較したものである。
表
上記の表より、ＰＺＴの圧電ｇ定数および圧電ｄ定数は
、ＬＮのそれらの１／３および８倍であり、圧電体の圧
電縦効果（圧電ｄ定数）を利用し出力信号をチャージ量
で取り出すＡＥセンサは、ＬＮよりＰＺＴを使用したも
のが優れる反面、圧電体の圧電横効果（圧電ｄ定数）を
利用し出力信号を電圧で取り出すＡＥセンサは、ＰＺＴ
よりＬＮを使用したものが優れる。
、ＬＮのそれらの１／３および８倍であり、圧電体の圧
電縦効果（圧電ｄ定数）を利用し出力信号をチャージ量
で取り出すＡＥセンサは、ＬＮよりＰＺＴを使用したも
のが優れる反面、圧電体の圧電横効果（圧電ｄ定数）を
利用し出力信号を電圧で取り出すＡＥセンサは、ＰＺＴ
よりＬＮを使用したものが優れる。
一方、ＬＮの比誘電率はＰＺＴのそれの１／５０程度で
あり、ＬＮを使用したＡＥセンサの素子インピーダンス
はＰＺＴを使用したＡＥセンサのそれより大きくなる。
あり、ＬＮを使用したＡＥセンサの素子インピーダンス
はＰＺＴを使用したＡＥセンサのそれより大きくなる。
そのため、出力信号を電圧で取り出すＡＥセンサにおい
て、ＰＺＴを利用したＡＥセンサに対しＬＮを利用した
ものは、大きい出力が得られるが信号ケーブルの容量、
増幅器の入力容量および入力インピーダンスに大きく影
響されるという問題点があった。
て、ＰＺＴを利用したＡＥセンサに対しＬＮを利用した
ものは、大きい出力が得られるが信号ケーブルの容量、
増幅器の入力容量および入力インピーダンスに大きく影
響されるという問題点があった。
上記問題点の除去を目的とした本発明の圧電デバイスは
、第１図によれば、ＦＥＴＩのゲート電極にニオブ酸リ
チウム単結晶の圧電横効果を利用したアコースティック
エミッションセンサ（ＡＥセンサ）５を接続し、ＡＥセ
ンサ５に入力抵抗６が並列に接続されてなることを特徴
とし、さらには、入力抵抗６が２．２ＭΩ以上であるこ
と、ＦＥＴＩが接合型ＦＥＴであることを特徴とするも
のである。
、第１図によれば、ＦＥＴＩのゲート電極にニオブ酸リ
チウム単結晶の圧電横効果を利用したアコースティック
エミッションセンサ（ＡＥセンサ）５を接続し、ＡＥセ
ンサ５に入力抵抗６が並列に接続されてなることを特徴
とし、さらには、入力抵抗６が２．２ＭΩ以上であるこ
と、ＦＥＴＩが接合型ＦＥＴであることを特徴とするも
のである。
Ｃ作用〕
ＬＮの圧電横効果を利用したＡＥセンサは、ＦＥＴを使
用したインピーダンス変換回路に接続し、該センサと並
列に入力抵抗を接続したとき、素子インピーダンスの大
きいため生じる前記問題点が解決可能となり、ＰＺＴを
使用したＡＥセンサより大きい出力電圧が得られるよう
になる。 ・〔実施例〕 以下に、図面を用いて本発明による圧電デバイスを説明
する。
用したインピーダンス変換回路に接続し、該センサと並
列に入力抵抗を接続したとき、素子インピーダンスの大
きいため生じる前記問題点が解決可能となり、ＰＺＴを
使用したＡＥセンサより大きい出力電圧が得られるよう
になる。 ・〔実施例〕 以下に、図面を用いて本発明による圧電デバイスを説明
する。
第１図は本発明の一実施例による圧電デバイスの回路図
、第２図は第１図に示す圧電デバイスの出力電圧と入力
抵抗との関係を示す図である。
、第２図は第１図に示す圧電デバイスの出力電圧と入力
抵抗との関係を示す図である。
第１図においてＦＥＴＩは、ドレン電極を電源端子２に
接続し、ソース電極を出力端子３および一端を接地した
出力抵抗（例えばＩＯＫΩ）４に接続し、ゲート電極に
は一端をソース側アースにそれぞれ接地させた圧電素子
５と抵抗６とを並列に接続する。
接続し、ソース電極を出力端子３および一端を接地した
出力抵抗（例えばＩＯＫΩ）４に接続し、ゲート電極に
は一端をソース側アースにそれぞれ接地させた圧電素子
５と抵抗６とを並列に接続する。
圧電横効果を利用し出力信号として電圧を取り出す圧電
素子５は、圧電体にＬＮを使用しており、圧電素子５に
付加された衝撃の大きさに対応する出力信号は、出力端
子３に接続されたアンプ（図示せず）によって検出され
るようになる。
素子５は、圧電体にＬＮを使用しており、圧電素子５に
付加された衝撃の大きさに対応する出力信号は、出力端
子３に接続されたアンプ（図示せず）によって検出され
るようになる。
なお、使用するＦＥＴＩはゲートの構造により接合型Ｆ
ＥＴと絶縁ゲーＩ Ｆ Ｅ Ｔに分類されるが、本発明
に使用するＦＥＴＩは入力インピーダンスを高めたいた
め、接合型ＦＥＴが絶縁ゲー）ＦＥＴより有利である。
ＥＴと絶縁ゲーＩ Ｆ Ｅ Ｔに分類されるが、本発明
に使用するＦＥＴＩは入力インピーダンスを高めたいた
め、接合型ＦＥＴが絶縁ゲー）ＦＥＴより有利である。
第２図において、縦軸は出力端子３からの出力電圧Ｖｓ
（ｍＶ）、横軸は抵抗６の抵抗値Ｒｇ（ＭΩ）であり
、図中の実線は本発明によりＬＮ素子を使用した圧電デ
バイスの出力特性の測定値をプロットし、複数の該プロ
ット間を結んだ出力特性Ａ、図中の破線はＰＺＴ素子の
出力特性の測定値をプロットし、複数の該プロット間を
結んだ出力特性Ｂである。
（ｍＶ）、横軸は抵抗６の抵抗値Ｒｇ（ＭΩ）であり
、図中の実線は本発明によりＬＮ素子を使用した圧電デ
バイスの出力特性の測定値をプロットし、複数の該プロ
ット間を結んだ出力特性Ａ、図中の破線はＰＺＴ素子の
出力特性の測定値をプロットし、複数の該プロット間を
結んだ出力特性Ｂである。
第２図から明らかなように、素子インピーダンスが高い
ため抵抗値Ｒｇに対する依存性の大きい出力特性Ａは、
抵抗値Ｒｇに比例して出力電圧■Ｓが増加する反面、素
子インピーダンスが低い出力特性Ｂの出力電圧Ｖｓは、
特性Ａのような比例関係が存在せず、抵抗値Ｒｇが約２
．２ＭΩ以下では特性Ａより特性Ｂの出力電圧Ｖｓが大
きく、抵抗値Ｒｇが約２．２ＭΩ以上になると特性Ｂよ
り特性Ａの出力電圧が大きくなる。
ため抵抗値Ｒｇに対する依存性の大きい出力特性Ａは、
抵抗値Ｒｇに比例して出力電圧■Ｓが増加する反面、素
子インピーダンスが低い出力特性Ｂの出力電圧Ｖｓは、
特性Ａのような比例関係が存在せず、抵抗値Ｒｇが約２
．２ＭΩ以下では特性Ａより特性Ｂの出力電圧Ｖｓが大
きく、抵抗値Ｒｇが約２．２ＭΩ以上になると特性Ｂよ
り特性Ａの出力電圧が大きくなる。
以上説明したように本発明によれば、ＬＮの圧電横効果
を利用したＡＥセンサと入力抵抗とをＦＥＴのケート電
極に接続し、該入力抵抗を適切に選択することによって
ＰＺＴを使用したＡＥセンサでは得られない大きさの出
力信号が得られるようになると共に、ＬＮはＰＺＴより
低密度であるためデバイスの軽量化を実現し、例えば浮
動型磁気ヘッドの支持ばねに搭載して、記憶媒体に被着
するごみ等が該ヘッドに衝突して発生するノイズを高精
度に検出可能とした効果がある。
を利用したＡＥセンサと入力抵抗とをＦＥＴのケート電
極に接続し、該入力抵抗を適切に選択することによって
ＰＺＴを使用したＡＥセンサでは得られない大きさの出
力信号が得られるようになると共に、ＬＮはＰＺＴより
低密度であるためデバイスの軽量化を実現し、例えば浮
動型磁気ヘッドの支持ばねに搭載して、記憶媒体に被着
するごみ等が該ヘッドに衝突して発生するノイズを高精
度に検出可能とした効果がある。
第１図は本発明の一実施例による圧電デバイスの回路図
、 第２図は第１図に示す圧電デバイスとＰＺＴを利用した
圧電デバイスの出力特性図、 である。 図中において、 ■はＦＥＴ、 ２は電源端子、 ３は出力端子、 ５はＡＥセンサ、 ６は入力抵抗、 を示す。 代理人 弁理士 井 桁 貞 −
、 第２図は第１図に示す圧電デバイスとＰＺＴを利用した
圧電デバイスの出力特性図、 である。 図中において、 ■はＦＥＴ、 ２は電源端子、 ３は出力端子、 ５はＡＥセンサ、 ６は入力抵抗、 を示す。 代理人 弁理士 井 桁 貞 −
Claims (3)
- （１）ＦＥＴ（１）のゲート電極にニオブ酸リチウム単
結晶の圧電横効果を利用したアコースティックエミッシ
ョンセンサ（５）を接続し、該センサ（５）に入力抵抗
が並列に接続されてなることを特徴とする圧電デバイス
。 - （２）前記入力抵抗（６）の抵抗値が２．２ＭΩ以上で
あることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の
圧電デバイス。 - （３）前記ＦＥＴ（１）が接合型ＦＥＴであることを特
徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の圧電デバイス
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33142687A JPH01170819A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 圧電デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33142687A JPH01170819A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 圧電デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01170819A true JPH01170819A (ja) | 1989-07-05 |
Family
ID=18243534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33142687A Pending JPH01170819A (ja) | 1987-12-26 | 1987-12-26 | 圧電デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01170819A (ja) |
-
1987
- 1987-12-26 JP JP33142687A patent/JPH01170819A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4816713A (en) | Piezoelectric sensor with FET amplified output | |
| US4928264A (en) | Noise-suppressing hydrophones | |
| US4807482A (en) | Method and apparatus for measuring stimuli applied to a piezoelectric transducer | |
| JPH0422630Y2 (ja) | ||
| US20060048575A1 (en) | Drop shock measurement system and acceleration sensor element used in the same | |
| JPH01170819A (ja) | 圧電デバイス | |
| US6360603B1 (en) | Acceleration sensor and acceleration detecting device | |
| US20220344571A1 (en) | Piezoelectric Accelerometer with Wake Function | |
| CN2162654Y (zh) | 压电复合加速度传感器 | |
| US3563232A (en) | Vibrophonocardiograph | |
| JP2681559B2 (ja) | 速度計測装置 | |
| Byju et al. | An enhanced voltage amplifier scheme insensitive to cable parasitic capacitance for interfacing piezoelectric sensors | |
| JPS6025165Y2 (ja) | 信号検出回路 | |
| US20230123365A1 (en) | Sensor and sensor processing device | |
| JP2576571B2 (ja) | 打撃力検出装置 | |
| JPH0462468A (ja) | アコースティック・エミッションセンサー | |
| Godfrey et al. | An improved design of point contact transducer | |
| JPH044230Y2 (ja) | ||
| JPH11352144A (ja) | 加速度センサ | |
| SU723416A1 (ru) | Датчик импульсного давлени | |
| JPS63195573A (ja) | 圧電型加速度センサ− | |
| SU777580A1 (ru) | Устройство дл измерени ударных ускорений | |
| JPH0637468Y2 (ja) | 情報入力装置 | |
| JPH0575360B2 (ja) | ||
| JPH1078450A (ja) | 圧電センサの信号処理回路 |