[发明专利]加速度计

说明书

本发明涉及一种在冲击检现中使用的加速度检测元件的安装配置结构。

现有一种由两端固定型的双压电晶片型元件构成的加速度检测元件，例如在图11中以简化方式表示的常规元件的实例中，加速度传感器20a包括一作为加速度检测元件的双晶片型元件1和包含该元件的绝缘壳体2，在将该壳体2定位之后将其以固定的方式安装到例如为电路板的传感器安装端面3上。

双晶片型元件1呈矩形片状，由叠层的两个压电陶瓷片6结合构成，在每个陶瓷片的顶面和底面形成有信号电极4和中间电极5。经过中间电极5对置粘接的两压电陶瓷片6中的每一个沿着厚度方向产生极化；与另一个压电陶瓷片6的极化传感方向相反。在图11中的虚线箭头标志标注该极化方向。在这个实例中的各个信号电极4沿着各个压电陶瓷片6的纵向形成，并延伸到彼此不同的端部部分。

同时，绝缘壳体2是由一对紧固框形件7和一对壳体盖板8构成；该紧固框形件7在平面上呈沟道状；仅在厚度方向沿双晶片形元件1的纵向将两个端部部分压紧，一对壳体盖板8将由双晶片型元件1和与该元件横向相对配置的两个固紧框形件7形成的敞开端面封闭。包含在绝缘壳体2中的双晶片型元件1的各个信号电极4连接到在绝缘壳体2的外部端面上形成的彼此不同的外部电极上(未表示)。

将构成绝缘壳体2的紧固框形件7或壳体盖板8的外表面定位并安装在传感器安装端面3上，借此安装加速度传感器。双晶片型元件1的各个信号电极4经过在绝缘壳体2上形成的外部电极连接到在传感器安装端面3上的连线图形线路(未表示)上。这些连线图形线路连接到信号处理电路(未表示)上。信号处理电路通过处理由加速度传感器输出的电信号检测由冲击引起的加速度。

图12表示这种加速度检测元件的另一个常规实例，其与上述常规实例的区别在于极化的形式。图12表示的电极及元件比在图11中的加速度检测元件的相应部分更详细。

加速度传感器20b包括的压电陶瓷元件主体23呈矩形片状，在其主表面上形成信号输出电极21，以及在其之中内置与信号输出电极21相平行的内部电极22。每一个信号输出电极21是由三个表面电极24和一个连接电极25构成的，三个表面电极24沿着压电陶瓷元件主体23的纵向分别在中央位置和二端部位置分布，连接电极25将各表面电极24共同覆盖起来。

一个加速度元件由信号输出电极21和压电陶瓷元件主体23构成。

信号输出电极21中的一个侧电极(在图12中为顶侧)延伸直到压电陶瓷元件主体23的一个外端面(在图12中为左侧)上。同时，信号输出电极21中的另一个侧电极(在图12中为底侧)延伸直到另一外端面上(在图12中为右侧)。此外，构成两压电陶瓷元件主体23且隔着内部电极22彼此对置的陶瓷元件区26和27沿纵向分别分成三个部分，即中央部分26a和27a以及经过边界形成的两侧端部部分26b和27b，在该边界处由于加速度操作引起的应力是变化的。通过利用内部电极22和各表面电极24，在沿厚度且彼此不同的传感方向上，中央部分26a和27a以及端部部分26b和27b的两侧产生极化。

其中，用H和I指示构成陶瓷元件区26的中央部分26a和端部部分26b的极化方向，它们彼此不同，用J和K指示构成陶瓷元件区27的中央部分27a和端部部分27b彼此不同的极化方向。此外，在这种情况下，例如中央部分26a和27a的极化方向指示H和J是向内指示的，其中这两个方向指示是彼此相同的；端部部分26b和27b的极化方向指示I和K是向外指示的，其中两个方向指示是彼此相背的。

加速度传感器20b沿纵向的两端以固定方式由一对在侧向视图上呈沟道状的固紧框形件28支承。在压电陶瓷元件主体23的主表面上形成的各个信号输出电极21连接到压电陶瓷元件主体23和紧固框形件28的不同外端面上形成的外部输出电极29和30上。

由于如下的原因，使用具有这种结构的加速度传感器20b。当在包括由信号输出电极21、压电陶瓷元件主体23构成的加速度检测元件的加速度传感器20b上产生加速度时，构成加速度陶瓷元件主体23的陶瓷元件区26和27中的中央部分26a和27a以及端部部分26b和27b由于惯性力的作用产生变形。在这种情况下，各个部分26a、27a、26b和27b承受由该变形引起的拉伸应力和压缩应力。在各个部分26a、27a、26b和27b，产生电荷的数量由于各个指示方向(从H到K)的极化作用的叠加作用而增加，加速度传感器20b承受的应力和总的电荷产生量得到增加，这就提高了加速度传感器的检测灵敏度。