JPH04166702A - 圧電捩り歪センサ - Google Patents
圧電捩り歪センサInfo
- Publication number
- JPH04166702A JPH04166702A JP29086590A JP29086590A JPH04166702A JP H04166702 A JPH04166702 A JP H04166702A JP 29086590 A JP29086590 A JP 29086590A JP 29086590 A JP29086590 A JP 29086590A JP H04166702 A JPH04166702 A JP H04166702A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- sensor
- torsional
- piezoelectric
- electrodes
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
〔産業上の利用分野]
本発明は1回転体の支持軸、−殻構造物における柱や板
材及び電気機器・部品の構造材に発生する振動的な捩り
歪の検出に使用される捩り歪センサに関する。
材及び電気機器・部品の構造材に発生する振動的な捩り
歪の検出に使用される捩り歪センサに関する。
[従来の技術]
第5図は従来の捩り歪センサの構造例を示す斜視図であ
る。この例において、被測定丸棒51の側面に長さ方向
と45″の角度をなすように伸縮歪の検出軸を有する歪
ゲージ52を接合したものである。一般に、捩り歪は、
第6図に示すように。
る。この例において、被測定丸棒51の側面に長さ方向
と45″の角度をなすように伸縮歪の検出軸を有する歪
ゲージ52を接合したものである。一般に、捩り歪は、
第6図に示すように。
捩れ軸に対して+45°の角度の方向の圧縮歪と一45
@の方向の引張り歪の二つに分解することができる。従
って、第5図に示すように、長さ方向の伸縮歪を検出す
るように構成された歪ゲージ52を被測定丸棒51の捩
れ軸と45°の角度に接合すれば丸棒の捩り歪を検出す
ることができる。
@の方向の引張り歪の二つに分解することができる。従
って、第5図に示すように、長さ方向の伸縮歪を検出す
るように構成された歪ゲージ52を被測定丸棒51の捩
れ軸と45°の角度に接合すれば丸棒の捩り歪を検出す
ることができる。
第7図は従来の捩り歪センサの別の構成例を示す斜視図
である。この例において、被測定丸棒51の側面に、長
さ方向と45″の角度に1両面に電極が形成され厚さ方
向に分極された圧電セラミックス矩形板53を接合した
ものであり、被測定棒51に捩り歪が発生したときに、
前記圧電セラミックス矩形板53に加わる長さ方向およ
び幅方向の伸縮歪に対応して前記圧電セラミックス矩形
板53に発生する電圧により丸棒の歪を検出するもので
ある。
である。この例において、被測定丸棒51の側面に、長
さ方向と45″の角度に1両面に電極が形成され厚さ方
向に分極された圧電セラミックス矩形板53を接合した
ものであり、被測定棒51に捩り歪が発生したときに、
前記圧電セラミックス矩形板53に加わる長さ方向およ
び幅方向の伸縮歪に対応して前記圧電セラミックス矩形
板53に発生する電圧により丸棒の歪を検出するもので
ある。
第5図の歪ゲージを使用した場合は、直流的な捩り歪の
検出も可能であるが、第7図の圧電セラミックス矩形板
を使用した場合には、捩り歪より発生した電荷が検出回
路の入力抵抗を通して流れてしまうため、直流的な捩り
歪の検出は不可能であり、交流的な捩り歪の検出に限定
される。
検出も可能であるが、第7図の圧電セラミックス矩形板
を使用した場合には、捩り歪より発生した電荷が検出回
路の入力抵抗を通して流れてしまうため、直流的な捩り
歪の検出は不可能であり、交流的な捩り歪の検出に限定
される。
第5図および第7図に示した従来の捩りセンサにおいて
は、いずれの場合も、被測定丸棒51の長さ方向の伸縮
歪に対しても出力電圧を発生するため、測定精度を上げ
るためには、第8図に示すように、2個のセンサ54,
54−を捩れ軸に対して±45″の角度に接合して、こ
れらの2個のセンサ出力の差動電圧を検出することによ
り、それぞれのセンサが検出した長さ方向の伸縮歪によ
る出力電圧を打ち消す方法を採用する必要があった。
は、いずれの場合も、被測定丸棒51の長さ方向の伸縮
歪に対しても出力電圧を発生するため、測定精度を上げ
るためには、第8図に示すように、2個のセンサ54,
54−を捩れ軸に対して±45″の角度に接合して、こ
れらの2個のセンサ出力の差動電圧を検出することによ
り、それぞれのセンサが検出した長さ方向の伸縮歪によ
る出力電圧を打ち消す方法を採用する必要があった。
そこで1本考案の技術的課題は、構造が簡単で。
捩り全以外の歪に対する出力感度の小さい捩り歪センサ
を提供することにある。
を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明によれば、圧電セラミックス板の表裏をなす面の
一方に、交差指電極を形成して2端子とし、この交差指
電極を用いて分極処理を行い、前記圧電セラミックス板
を被測定物の捩れ軸と平行な面に、前記交差指電極の電
極指の長さ方向が。
一方に、交差指電極を形成して2端子とし、この交差指
電極を用いて分極処理を行い、前記圧電セラミックス板
を被測定物の捩れ軸と平行な面に、前記交差指電極の電
極指の長さ方向が。
前記被測定物の捩れ軸と実質的に45°の角度をなすよ
うに接合したことを特徴とする圧電捩り歪センサが得ら
れる。
うに接合したことを特徴とする圧電捩り歪センサが得ら
れる。
[作 用]
本発明においては、センサは交差指電極の電極指の方向
に対して実質的に45″をなすような捩り歪が電極指の
長さ方向に沿う伸(縮)歪と電極指の長さ方向に直角な
方向の縮(伸)歪に分解することができることを用いて
いる。電極指の長さ方向及びこれに直角な方向の伸縮歪
を与えられた場合、交差指電極はその両端に伸(縮)歪
に対応する圧電横効果による出力電圧と縮(伸)歪に対
応する圧電縦効果に伴う出力電圧とか合計されて出力さ
れる。
に対して実質的に45″をなすような捩り歪が電極指の
長さ方向に沿う伸(縮)歪と電極指の長さ方向に直角な
方向の縮(伸)歪に分解することができることを用いて
いる。電極指の長さ方向及びこれに直角な方向の伸縮歪
を与えられた場合、交差指電極はその両端に伸(縮)歪
に対応する圧電横効果による出力電圧と縮(伸)歪に対
応する圧電縦効果に伴う出力電圧とか合計されて出力さ
れる。
[実施例]
以下に本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の圧電捩り歪センサ5の構造例を示す正
面図である。この例において、圧電セラミックス矩形板
の表裏をなす面の一方に1両側部の一辺と45°の角度
を有する一対の電極指6a・6bからなる交差指電極6
を施して2端子とし。
面図である。この例において、圧電セラミックス矩形板
の表裏をなす面の一方に1両側部の一辺と45°の角度
を有する一対の電極指6a・6bからなる交差指電極6
を施して2端子とし。
この交差指電極6を用いて分極処理が施されている。こ
の圧電捩り歪センサ5において、上下辺が図の矢印で示
すように捩れている場合1図に示すように交差指電極6
の電極指の長さ方向に平行な方向の引張り歪と電極指の
長さ方向と直角な方向の圧縮歪が発生する。この結果、
交差指電極6には圧電縦効果による圧縮歪に伴う出力電
圧と、圧電横効果による引張り歪に伴う出力電圧が合計
されて出力される。
の圧電捩り歪センサ5において、上下辺が図の矢印で示
すように捩れている場合1図に示すように交差指電極6
の電極指の長さ方向に平行な方向の引張り歪と電極指の
長さ方向と直角な方向の圧縮歪が発生する。この結果、
交差指電極6には圧電縦効果による圧縮歪に伴う出力電
圧と、圧電横効果による引張り歪に伴う出力電圧が合計
されて出力される。
一方、第2図に示すように、圧電捩り歪センサ5の上下
の片に引張り力あるいは圧縮力が作用し。
の片に引張り力あるいは圧縮力が作用し。
センサ内部に引張り歪あるいは圧縮歪が発生した場合6
図に示すように1作用している力の方向と直角な方向の
一定幅の部分について、交差指電極6に発生する電圧の
極性を考えると、各電極指6a・6bには夫々分極の向
きに対応して逆極性電圧が発生し、各電極指6a、6b
は互いに一つおきに共通電極7.7゛に夫々接続されて
いるため、夫々の電圧が打ち消されて全体としては出力
電圧は発生しないことになる。
図に示すように1作用している力の方向と直角な方向の
一定幅の部分について、交差指電極6に発生する電圧の
極性を考えると、各電極指6a・6bには夫々分極の向
きに対応して逆極性電圧が発生し、各電極指6a、6b
は互いに一つおきに共通電極7.7゛に夫々接続されて
いるため、夫々の電圧が打ち消されて全体としては出力
電圧は発生しないことになる。
従って1本発明の実施例に係る捩り歪センサ5を、被測
定丸棒51の捩れ軸に交差指電極の電極指が45°をな
すように、第3図に示すように被測定丸棒51の側面に
接着すれば、1個のセンサで長さ方向の伸縮歪を検出し
ない捩りセンサを構成することができる。
定丸棒51の捩れ軸に交差指電極の電極指が45°をな
すように、第3図に示すように被測定丸棒51の側面に
接着すれば、1個のセンサで長さ方向の伸縮歪を検出し
ない捩りセンサを構成することができる。
第4図は本発明の圧電捩りセンサ5を、被測定丸棒とし
て、直径501mのアルミ棒の側面に接着し、このアル
ミ棒の端部に捩り振動を加えた場合の励起される電流・
電圧の測定結果を示している。
て、直径501mのアルミ棒の側面に接着し、このアル
ミ棒の端部に捩り振動を加えた場合の励起される電流・
電圧の測定結果を示している。
捩りトルクは直流モータを用いて、電流値を一定にした
状態で極性の切り替えで行った。図に示すように、捩り
歪によってのみ励起される電流及び電圧が検出できるこ
とが判明した。尚1図中の電流及び電圧の正負は1円周
方向の捩り方向の一方向とこれと逆方向に夫々対応して
いる。
状態で極性の切り替えで行った。図に示すように、捩り
歪によってのみ励起される電流及び電圧が検出できるこ
とが判明した。尚1図中の電流及び電圧の正負は1円周
方向の捩り方向の一方向とこれと逆方向に夫々対応して
いる。
以上の説明は、被測定物体として丸棒を使用した場合に
ついて行ったが、被測定物体の形状は角棒であっても、
板材であっても良いのはいうまでもないことである。
ついて行ったが、被測定物体の形状は角棒であっても、
板材であっても良いのはいうまでもないことである。
[発明の効果コ
以上、示したように1本発明によれば、1個のセンサで
被測定物の捩り歪だけを検出することができ、構造的1
価格的に有利になるだけでなく。
被測定物の捩り歪だけを検出することができ、構造的1
価格的に有利になるだけでなく。
センサのばらつきの補正も含めて、特性的にも非常に有
利な圧電捩り歪センサを提供することができる。
利な圧電捩り歪センサを提供することができる。
第1図は本発明の圧電捩り歪センサの構造を示す斜視図
、第2図は本発明の圧電捩り歪センサにおける長さ方向
の伸縮歪のキャンセル原理の説明図、第3図は本発明の
圧電捩り歪センサの実装状態図、第4図は本発明の圧電
捩り歪センサを用いた測定例を示す図、第5図は従来の
捩り歪センサの構造例を示す斜視図、第6図は捩り歪の
説明図。 第7図は従来の捩り歪センサの別の構造例を示す斜視図
、第8図は長さ方向伸縮歪のキャンセル方法の説明図で
ある。 図中、5・・・本発明のセンサ、6・・・交差指電極。 6a・6b・・・電極指、7・7′・・・共通電極、5
1・・・被測定丸棒、52・・・歪ゲージ、53・・・
圧電セラミックス矩形板、54・54゛・・・従来のセ
ンサ。 第1図 第2図 i 第3図 □t 第7図 第8図
、第2図は本発明の圧電捩り歪センサにおける長さ方向
の伸縮歪のキャンセル原理の説明図、第3図は本発明の
圧電捩り歪センサの実装状態図、第4図は本発明の圧電
捩り歪センサを用いた測定例を示す図、第5図は従来の
捩り歪センサの構造例を示す斜視図、第6図は捩り歪の
説明図。 第7図は従来の捩り歪センサの別の構造例を示す斜視図
、第8図は長さ方向伸縮歪のキャンセル方法の説明図で
ある。 図中、5・・・本発明のセンサ、6・・・交差指電極。 6a・6b・・・電極指、7・7′・・・共通電極、5
1・・・被測定丸棒、52・・・歪ゲージ、53・・・
圧電セラミックス矩形板、54・54゛・・・従来のセ
ンサ。 第1図 第2図 i 第3図 □t 第7図 第8図
Claims (1)
- 1、圧電セラミックス板の表裏をなす面の一方に、交差
指電極を形成して2端子とし、この交差指電極を用いて
分極処理を行い、前記圧電セラミックス板を被測定物の
捩れ軸と平行な面に、前記交差指電極の電極指の長さ方
向が、前記被測定物の捩れ軸と実質的に45°の角度を
なすように接合したことを特徴とする圧電捩り歪センサ
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2290865A JP3041486B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 圧電捩り歪センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2290865A JP3041486B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 圧電捩り歪センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04166702A true JPH04166702A (ja) | 1992-06-12 |
JP3041486B2 JP3041486B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=17761499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2290865A Expired - Fee Related JP3041486B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 圧電捩り歪センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3041486B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1132727A1 (en) * | 1999-09-13 | 2001-09-12 | Tokin Corporation | Capacitive torque sensor and method of detecting torque |
WO2010128864A1 (en) * | 2009-05-05 | 2010-11-11 | Sinvent As | Energy conversion device |
WO2012137897A1 (ja) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 株式会社村田製作所 | 変位センサ、変位検出装置、および操作デバイス |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6064847A (en) | 1999-06-21 | 2000-05-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Developing device |
JP4497040B2 (ja) | 2005-07-08 | 2010-07-07 | 日立工機株式会社 | 振動ドリル |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP2290865A patent/JP3041486B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1132727A1 (en) * | 1999-09-13 | 2001-09-12 | Tokin Corporation | Capacitive torque sensor and method of detecting torque |
EP1132727A4 (en) * | 1999-09-13 | 2002-01-30 | Tokin Corp | CAPACITIVE TORQUE SENSOR AND TORQUE DETECTION METHOD |
US6601462B1 (en) * | 1999-09-13 | 2003-08-05 | Nec Tokin Corporation | Capacitive torque sensor and method of detecting torque |
WO2010128864A1 (en) * | 2009-05-05 | 2010-11-11 | Sinvent As | Energy conversion device |
WO2012137897A1 (ja) * | 2011-04-08 | 2012-10-11 | 株式会社村田製作所 | 変位センサ、変位検出装置、および操作デバイス |
CN103492832A (zh) * | 2011-04-08 | 2014-01-01 | 株式会社村田制作所 | 位移传感器、位移检测装置以及操作设备 |
JP5831542B2 (ja) * | 2011-04-08 | 2015-12-09 | 株式会社村田製作所 | 変位センサ、変位検出装置 |
JP2016177802A (ja) * | 2011-04-08 | 2016-10-06 | 株式会社村田製作所 | 操作デバイス |
US9627605B2 (en) | 2011-04-08 | 2017-04-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Displacement sensor having a piezoelectric layer comprising polylactic acid, displacement detecting device and operation device having the same |
US10446738B2 (en) | 2011-04-08 | 2019-10-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Displacement sensor, displacement detecting device, and operation device |
US11469364B2 (en) | 2011-04-08 | 2022-10-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Displacement sensor, displacement detecting device, and operation device |
US11877516B2 (en) | 2011-04-08 | 2024-01-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Displacement sensor, displacement detecting device, and operation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3041486B2 (ja) | 2000-05-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2514502Y2 (ja) | ストレインゲ−ジ | |
US10429255B2 (en) | Piezoelectric sensor and detecting device | |
JP2006226858A (ja) | 変動荷重センサ及びこれを用いた触覚センサ | |
JPH04166702A (ja) | 圧電捩り歪センサ | |
JP2607396B2 (ja) | 加速度センサ | |
JPH05149969A (ja) | 2軸加速度センサ | |
JP2607395B2 (ja) | 加速度センサ | |
JP3092022B2 (ja) | 2軸加速度センサ | |
CN214372512U (zh) | 一种梁式压电振动陀螺仪 | |
JPS62162915A (ja) | エネルギ−閉じ込めジヤイロスコ−プ | |
US7015625B2 (en) | Piezoelectric devices | |
JPH0663773B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ | |
JPH10260091A (ja) | 力点フリーの荷重センサ | |
JPS6281572A (ja) | 圧電加速度センサ | |
JP3368403B2 (ja) | 圧電型加速度センサ | |
JP2535570B2 (ja) | 圧電素子 | |
JP2535571B2 (ja) | 圧電素子 | |
JP2679762B2 (ja) | 圧電素子 | |
JP3246975B2 (ja) | 圧電型振動センサ | |
JPH07198392A (ja) | 圧電素子および圧電素子の分極処理方法並びに振動ジャイロ | |
JP3765380B2 (ja) | 渦流量計 | |
JPH06308149A (ja) | 加速度センサ | |
JP3690449B2 (ja) | 圧電振動ジャイロ用圧電振動子 | |
JPH0579844A (ja) | 圧電振動ジヤイロ | |
JPH08297138A (ja) | 圧電加速度センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |