(57)【要約】      （修正有）【課題】第１に簡易構造として、第２に周波数温度特性による周波数変化を排除した水晶圧力センサを提供する。【解決手段】センサ用の水晶片2aを保持して外部端子13を有するベース12とこれに接合して水晶片を密閉封入するカバー5とを備え、水晶片の両端部間の圧縮力に対する振動周波数の変化から被測定雰囲気の雰囲気圧を検出する水晶圧力センサにおいて、カバーはダイヤフラムとして機能する金属薄板11が接合されるとともに水晶片の一端部は金属薄板と対向し、基準圧縮力を加えたことによる水晶振動子の振動周波数を基準圧周波数foとし、雰囲気圧による水晶振動子の振動周波数を経時圧周波数fxとして、基準圧周波数に対する経時圧周波数の変化分から雰囲気圧を検出する構成とする。【選択図】図１
2010014654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ用の水晶片を保持して外部端子を有するベースと前記ベースに接合して前記水晶片を密閉封入するカバーとからなる水晶振動子を備え、前記水晶片の両端部間の圧縮力に対する振動周波数の変化から被測定雰囲気の雰囲気圧を検出する水晶圧力センサにおいて、前記カバーは少なくとも一部領域に開口部を有してダイヤフラムとして機能する金属薄板が接合されるとともに前記水晶片の少なくとも一端部は前記金属薄板と対向し、前記金属薄板は前記被測定雰囲気の基準雰囲気圧によって前記水晶片の一端部を押圧して基準圧縮力を加え、前記基準圧縮力による前記水晶振動子の振動周波数を基準圧周波数とし、前記被測定雰囲気の時間とともに変化する経時的な雰囲気圧による前記水晶振動子の振動周波数を経時圧周波数として、前記基準圧周波数に対する前記経時圧周波数の変化分から前記被測定雰囲気の雰囲気圧を検出することを特徴とする水晶圧力センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記水晶片はＡＴカットとして、前記水晶片の両端部を結ぶ直線方向は応力感度が最大となるＸ軸方向である水晶圧力センサ。
【請求項３】
請求項１において、前記水晶振動子はタイヤ内に装着されて前記被測定雰囲気はタイヤ内の空気とし、前記基準雰囲気圧は前記タイヤの走行時の安全を確保する空気圧とした水晶圧力センサ。
【請求項４】
請求項１において、前記水晶片の両端部を結ぶ直線方向は前記ベースの主面に対して直交方向とするとともに前記水晶片の一端部に対する他端部が保持されて固定端とし、前記カバーの頭部に設けられた金属薄板に前記水晶片の他端部が対向した水晶圧力センサ。
【請求項５】
請求項１において、前記水晶片の両端部を結ぶ直線方向は前記ベースの主面に対して水平方向として保持され、前記カバーの左右両端側に設けられた前記金属薄板に前記水晶片の両端部が対向した水晶圧力センサ。
【請求項６】
請求項１において、前記ベースには前記センサ用の水晶片とは別個に前記外気圧には振動周波数が依存しない独立した基準用の水晶片が保持され、前記センサ用水晶片の周波数温度特性を前記基準用水晶片の周波数温度特性によって相殺した水晶圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子の周波数変化から圧力を検出する水晶圧力センサを技術分野とし、特に自動車用としたタイヤの空気圧（タイヤ圧）を検出する水晶圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子は周波数や時間の基準源として発振器に組み込まれ、通信機器等の電子機器に広く採用される。その一方で、水晶振動子（水晶片）に加えられる圧力に対して振動周波数（共振周波数）が変化することから、水晶圧力センサとして適用される。例えばＴＰＭＳ（Tyre Pressure Monitoring Systems）に組み込まれて、タイヤの空気圧を検出するものがある。
【０００３】
第８図は一従来例（特許文献１参照）を説明する水晶圧力センサの模式的な断面図である。
【０００４】
水晶圧力センサは密閉容器１の底面に水晶片２の一端部が固着され、水晶片２の他端部に揺動機構３によって示す押圧力（矢印Ｐ1）を加える。揺動機構３は運動板３ａ、ベローズ３ｂ及び支柱３ｃからなる。運動板３ａは中央領域を内底面に固着した支柱３ｃによる支点とする。ベローズ３ｂは一端部が密閉容器１の底面に設けられた通気口に連通して接合され、他端部が運動板３ａの一端側に接合する。運動板３ａの他端側には水晶片２の他端部が固着する。
【０００５】
このようなものでは、外気圧の変化による圧力Ｐ2がベローズ３ｂを伸縮して、運動板３ａの一端側を上下に移動させる。そして、運動板３ａの支点３ｃを中心とした他端側の回転モーメントによって、引っ張り力や圧縮力とした正負の押圧力Ｐ1を水晶片２の他端部に与える。したがって、外気圧の圧力Ｐ2に応答して水晶振動子の振動周波数が変化する。
【０００６】
そして、例えば発振回路を含む短距離無線機器とともに水晶圧力センサを自動車のタイヤ内に装填する。そして、水晶圧力センサの振動周波数を情報として運転席等に通信し、走行中におけるタイヤの空気圧を検出する。
【特許文献１】特開２００３−８３８２９号公報（第５図）
【特許文献２】特開２００２−２５７６４４号公報
【特許文献３】特開２００２−１８８９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶圧力センサでは、ベローズ３ｂを用いた揺動機構を密閉容器１に形成するので、構造を複雑にするとともに小型化を阻害する問題があった。なお、密閉容器１の内圧と外気圧との差によってベローズは伸縮するので、密閉容器１の密閉度は確実に維持する必要がある。
【０００８】
また、水晶振動子は温度によって振動周波数が変化する周波数温度特性を有する。この場合、外気温等による走行中でのタイヤ内の温度によって、水晶振動子の振動周波数も変化する。したがって、走行中における振動周波数の変化がタイヤ圧あるいは温度に依存した変化なのか不明となる問題もあった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明は第１に簡易構造として、第２に周波数温度特性による周波数変化を排除した水晶圧力センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、センサ用の水晶片を保持して外部端子を有するベースと前記ベースに接合して前記水晶片を密閉封入するカバーとからなる水晶振動子を備え、前記水晶片の両端部間の圧縮力に対する振動周波数の変化から被測定雰囲気の雰囲気圧を検出する水晶圧力センサにおいて、前記カバーは少なくとも一部領域に開口部を有してダイヤフラムとして機能する金属薄板が接合されるとともに前記水晶片の少なくとも一端部は前記金属薄板と対向し、前記金属薄板は前記被測定雰囲気の基準雰囲気圧によって前記水晶片の一端部を押圧して基準圧縮力を加え、前記基準圧縮力による前記水晶振動子の振動周波数を基準圧周波数とし、前記被測定雰囲気の時間とともに変化する経時的な雰囲気圧による前記水晶振動子の振動周波数を経時圧周波数として、前記基準圧周波数に対する前記経時圧周波数の変化分から前記被測定雰囲気の雰囲気圧を検出する構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成であれば、基準雰囲気圧及経時的な雰囲気圧による圧縮力に依存した基準圧及び経時圧周波数から被測定雰囲気の経時的に変化する雰囲気圧を検出できる。そして、水晶片に対する圧縮力はダイヤフラムとして機能する金属薄板をカバーの開口部に接合するのみで得られるので、簡易構造とした水晶圧力センサを得られる。
【００１２】
なお、請求項1では、例えば水晶振動子の密閉封入時には、即ちカバーをベースに接合しての水晶片の密閉封入時には、金属薄板を水晶片の一端部から離間して非接触として水晶片に対する圧縮力を０としても、予め接触して圧縮力を加えてもよい。
【００１３】
これらの場合、非接触又は接触のいずれであっても、基準雰囲気圧による基準圧周波数から、低下又は上昇する経時圧周波数までの間の経時的に変化する雰囲気圧を検出(測定)できる。そして、金属薄板と水晶片とが予め接触としたときは、密閉封入時の振動周波数を初期周波数とすると、基準周波数を中心として初期周波数から経時圧周波数までの間の雰囲気圧を検出できる。
【００１４】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記水晶片はＡＴカットとして、前記水晶片の両端部を結ぶ直線方向は応力感度が最大となるＸ軸方向とする。これにより、ＡＴカットした水晶片の応力感度が最大となる両端部に圧縮力が加わるので、圧縮力に対する振動周波数の変化も最大となり、水晶圧力センサの雰囲気圧に対する感度を高められる。
【００１５】
同請求項３では、請求項１において、前記水晶振動子はタイヤ内に装着されて前記被測定雰囲気はタイヤ内の空気とし、前記基準雰囲気圧は前記タイヤの走行時の安全を確保する空気圧とする。これにより、請求項1での被測定雰囲気を明確にする。この場合には、タイヤの空気圧は、通常では、走行時を含む時間の経過とともに基準空気圧から減少するので、経時圧周波数は基準圧周波数から低下する。
【００１６】
同請求項４では、請求項１において、前記水晶片の両端部を結ぶ直線方向は前記ベースの主面に対して直交方向とするとともに前記水晶片の他端部に対する他端部が保持されて固定端とし、前記カバーの頭部に設けられた金属薄板に前記水晶片の他端部が対向する。これにより、請求項1での水晶振動子の構成を明確にし、水晶片の固定端（他端部）と金属薄板（一端部）とによって両端部間に圧縮力が加わる。
【００１７】
同請求項５では、請求項１において、前記水晶片の両端部を結ぶ直線方向は前記ベースの主面に対して水平方向として保持され、前記カバーの左右両端側に設けられた前記金属薄板に前記水晶片の両端部が対向する。これにより、請求項1での水晶振動子の構成を明確にし、両端側の金属薄板によって水晶片の両端部間に圧縮力が加わる。
【００１８】
同請求項６では、請求項１において、前記ベースには前記センサ用の水晶片とは別個に前記外気圧には振動周波数が依存しない独立した基準用の水晶片が保持され、前記センサ用水晶片の周波数温度特性を前記基準用水晶片の周波数温度特性によって相殺する。これにより、圧縮力のみに応答した雰囲気圧を検出できて、特に外気温度に依存して温度が変化するタイヤ圧用とした水晶圧力センサ信頼性を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施形態）
第１図は本発明の一実施形態を説明するタイヤ圧を検出する例とした水晶圧力センサの図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２０】
水晶圧力センサは金属ベース４に水晶片２を保持して金属カバー５を接合し、水晶片２を密閉封入する。金属ベース４は一対のリード線６が貫通して一主面上に釘頭部を露出する。各リード線６はガラス７によって所謂気密端子を形成するとともに、金属ベース４と絶縁を維持する。
【００２１】
水晶片２は、例えばＡＴカットして、一方向に長い矩形状とし、両主面の励振電極８から一端部両側に引出電極９を延出する。引出電極９の延出した水晶片２の一端部両側は図示しない導電性接着剤等の導電接合材によって、リード線６の釘頭部に固着される。ここでは、金属ベース４に対して垂直方向となる水晶片２の長さ方向は結晶軸（ＸＹＺ）のＸ軸とする。
【００２２】
金属カバー５は凹状として金属ベース４と同じコバール材からなり、貫通した開口部１０を頭部に有する。頭部の開口部１０にはダイヤフラムとして機能する例えばアルミからなる金属薄板１１が内周側に接合されて封止する。そして、金属カバー５と金属ベース４のフランジ同士が抵抗溶接等によって接合され、水晶片２を密閉封入する。
【００２３】
この場合、水晶片２は金属カバー５の内周に対して非接触とし、水晶片２の上端部は金属カバー５の頭部と離間する。水晶振動子（水晶片２）の密閉された状態での内圧は例えば常圧（0.1MPa）とする。そして、発振回路を含む短距離無線機器（無線モジュール）とともにタイヤ内に装着（固定）される。そして、自動車に装填した後、タイヤ内の空気圧は常圧よりも高く、走行時の安全を確保する基準圧力（以下、基準タイヤ圧とする、例えば0.5MPa）に設定される。
【００２４】
このようなものでは、水晶片２の一端部が固着される長さ方向としたＸ軸は、周知のように応力感度が最大となる。応力感度「係数ｋf（ｍ・ｓ／Ｎ）」は水晶片２の両端部に圧縮力Ｆ（Ｎ）を加えたときの周波数偏差Δｆ／ｆo（ｐｐｍ）から求められ、次式（１）になる。但し、ｆoは圧縮力Ｆが０のときの振動周波数、Δｆは圧縮力Ｆを加えたときの振動周波数ｆxとの差周波数（ｆx−ｆo）である。また、ｋは周波数定数、Ｄは水晶片２の直径、ｔは水晶片２の厚みである。
Δｆ／ｆo＝ｋf・Ｆ・ｋ／（Ｄ・ｔ）
ｋf＝（Δｆ／ｆo）（Ｄ・ｔ）／Ｆ・ｋ    ・・（１）
【００２５】
ちなみに、ＡＴカットでは、第２図（ａ）の応力感度特性に示したように、Ｘ軸から６０°及び１２０°回転した軸の応力感度（係数ｋf）を零とし、Ｘ軸が＋方向に変化する最大値、Ｚ軸が−方向に変化する最大値となる。そして、Ｚ軸上よりもＸ軸上での応力感度係数ｋfの絶対値大きくなる。この場合、円形状とした水晶片２の中心を通る直線上の両端部に圧縮力Ｆを加えて各軸方向での周波数偏差Δｆ／ｆoを測定して求められる。
【００２６】
なお図では横軸をＸ軸からの回転角度（0〜180°）とし、縦軸は応力感度係数ｋfと周波数偏差ΔＦ／ｆoとを兼用しており、これらは前式（１）から明らかなように比例関係にあるので同様の特性となる。そして、いずれの場合でも、ＡＴカットとした厚みすべり振動姿態での周波数定数ｋは一定値であり、水晶片２の直径Ｄ及び厚みｔは予め与えられて既知となる。したがって、応力感度係数ｋf及び周波数偏差ΔＦ／ｆoは圧縮力Ｆに依存（比例）して変化する。
【００２７】
一方、水晶圧力センサは前述した基準タイヤ圧（空気圧）によって、金属カバー５の頭部に設けた金属薄板１１（ダイヤフラム）が押圧される。そして、特に、金属薄板１１の中央部に窪みを生じて湾曲し、水晶片２の他端部（上端側）に接触するとともに水晶片２を押圧する。したがって、水晶片２は上下端間となる長さ方向に基準タイヤ圧による圧縮力Ｆoを受け、振動周波数ｆは密閉封入されて圧縮前（圧縮力Ｆが０）の初期周波数ｆoから圧縮後の基準圧タイヤ周波数ｆxoに変化する。
【００２８】
この場合、圧縮力Ｆを受ける水晶片２の長さ方向はＸ軸とするので、基準圧タイヤ周波数ｆxｏは初期周波数ｆoから高い方に変化し、初期周波数ｆoに対する周波数偏差Δｆ（＝ｆxo−ｆo）／ｆoも＋方向に変化する「前第２図（ａ）参照」」。また、周波数偏差Δｆ／ｆoは前述のように圧縮力Ｆに比例するので「前式（１）参照」、Ｘ軸方向での圧縮力Ｆに対する周波数偏差Δｆ／ｆoは右上がりの曲線となる「第２図（ｂ）」。
【００２９】
そして、一般的には、自動車の走行時を含む長期的な時間の経過による経時的なタイヤの空気圧は減少する。したがって、タイヤ圧の減少とともに水晶片２に対する金属薄板１１による圧縮力Ｆも小さくなり、基準圧タイヤ周波数ｆxoから経時的なタイヤ圧による振動周波数（経時圧タイヤ周波数）ｆxに低下する。この場合、基準タイヤ圧周波数ｆxoに対する経時圧タイヤ周波数ｆxの周波数偏差はΔｆ＝（ｆx−ｆxo）／ｆxoとなる。
【００３０】
これらにより、特に、基準タイヤ圧及び経時的タイヤ圧に対する基準圧周波数ｆxo及び経時圧周波数ｆxの関係を予め把握しておけば、基準圧周波数ｆxoと経時圧タイヤ周波数ｆxとの関係から走行中等におけるタイヤ圧を検出できる。これらの情報は短距離無線機器によって例えば運転席に通信されて処理及び表示される。
【００３１】
さらに、Ｘ軸方向での応力感度係数ｋｆは、他の軸方向に比較して最も大きいので「前第２図（ａ）」、圧縮力Ｆに対する周波数偏差Δｆ／ｆoは曲線の勾配（傾斜）も高まる「前第２図（ｂ）」。したがって、圧縮力Ｆに対する周波数変化量（周波数偏差Δｆ／ｆ）も大きく、タイヤ圧に対する感度が最大となることから、高感度の水晶圧力センサを得られる。そして、従来例のようにベローズ等の揺動機構を要しないので、簡易構造にできる。
【００３２】
なお、本実施形態では、ダイヤフラムとしての金属薄板１１は平板状としたが、例えば第３図に示したようにしてもよい。すなわち、金属薄板１１は外周側から傾斜して内側に湾曲し、中央部が最も深くなる窪みを設けて金属カバー５の開口部１０に接合する。このようにすれば、タイヤ圧に押圧力が中央部の窪みに集中するとともに金属薄板１１の面積も増加してダイヤフラムとしての機能を高められる。これらは、これ以降の実施形態でも同様に適用できる。
【００３３】
（第２実施形態）
第４図は本発明の第２実施形態を説明する水晶圧力センサの図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側面図である。なお、第１実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００３４】
水晶圧力センサは、前述のようにＡＴカットとしたＸ軸方向に長い矩形状の水晶片２を、この例では金属ベース４に対して水平方向に保持して金属カバー５を接合する。例えば金属ベース４の一対のリード線６にスリットを有するサポータ６ａを接続する。そして、励振電極８から引出電極９の延出した水晶片２の両端部をサポータ６ａのスリットに挿入し、図示しない導電性接着剤によって固着する。
【００３５】
金属カバー５は貫通した開口部１０を両側面に有し、ダイヤフラムとして機能する前述したアルミからなる金属薄板１１が接合されて開口部１０を封止する。この場合でも、水晶片２は金属カバー５に非接触とし、両端部は金属カバー５の両側面と離間して常圧（0.1MPa）にて密閉封入される。そして、この状態での振動周波数を初期周波数ｆoとする。
【００３６】
このような構成であっても、水晶圧力センサは常圧よりも高い基準タイヤ圧（0.5MPa）によって金属薄板１１が押圧される。そして、水晶片２の両端部に接触して押圧し、Ｘ軸方向（長さ方向）に圧縮力Ｆoが加わる。これにより、振動周波数ｆは第１実施形態と同様に初期周波数ｆoから基準圧タイヤ周波数ｆxoに変化（上昇）する。
【００３７】
そして、長期的な時間の経過とともにタイヤ圧は低下して圧縮力Ｆも小さくなって、基準圧周波数ｆxoから経時圧周波数ｆxに変化（下降）する。この場合、圧縮力Ｆは応力感度が最大となるＸ軸方向なので、圧縮力Ｆの低下に対する経時圧周波数ｆxの変化も大きい。これらにより、基準圧周波数ｆxoに対する経時圧周波数ｆxを検出することによって、高感度の水晶圧力センサを得られる。
【００３８】
（第３実施形態）
第５図（ａｂ）はいずれも本発明の第３実施形態を説明する水晶圧力センサの正断面図であり、前実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００３９】
第３実施形態「第５図（ａ）」は第１実施形態に対応した水晶圧力センサの例で、前実施形態での金属ベース４をセラミックベース１２とする。セラミックベース１２は内底面に一対の水晶保持端子１３ａを有し、外底面の外部端子１３ｂと図示しないスルーホール等によって電気的に接続する。また、内底面の外周には金属膜１４が形成される。
【００４０】
そして、Ｘ軸を長さ方向として引出電極９の延出した一端部両側が水晶保持端子１３ａに図示しない導電性接着剤によって接合される。金属カバー５はダイヤフラムとしての金属薄板１１を頭部に有する。そして、金属カバー５の開口端面が図示しない共晶合金等によって、セラミックベース１２の金属膜１４に接合する。これにより、水晶片２を密閉封入し、初期周波数ｆoとする。
【００４１】
このような構成であっても、前実施形態と同様に、基準タイヤ圧における金属薄板１１（ダイヤフラム）の押圧した圧縮力Ｆoによって、水晶圧力センサは初期周波数ｆoから基準圧周波数ｆxoに変化する。そして、走行時を含む時間の経過とともに減少する経時タイヤ圧によって経時圧周波数ｆxに変化する。したがって、経時圧周波数ｆxからタイヤの空気圧を検出できる。
【００４２】
この場合、セラミックベース１２とするので、例えば外底面に積層構造による凹部を設け、ＩＣ等からなる例えば発振回路１５を配設できる「第５図（ｂ）」。したがって、発振回路１５を一体的にするので、水晶圧力センサとしての付加価値を高められる。
【００４３】
なお、前第２実施形態の場合でも、例えば長辺の一辺の両端部に引出電極９を延出して水晶保持端子１３ａに固着することによって、あるいは内底面上にサポータを設けることによって同様に適用できる。そして、第１及び第２実施形態での金属カバー５は例えばセラミックカバーとしても同様に適用できる。
【００４４】
（第４実施形態）
第６図（ａｂ）は本発明の第４実施形態を説明する水晶圧力センサの図で、いずれも正断面図であり、前実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００４５】
第４実施形態では、いずれもＡＴカットとしたセンサ用水晶片２ａとこれとは別個の基準用水晶片２ｂとを、例えばセラミックベース１２上保持する。センサ用水晶片２ａは例えばセラミックベース１２の中央部として基準用水晶片２ｂは外周側とし、いずれもＸ軸方向を垂直にして保持される。
【００４６】
セラミックベース１２の内底面及び外底面には各水晶片２（ａｂ）に対応した水晶保持端子１３ａ及び外部端子１３ｂを、内底面の外周に金属膜１４を有する。そして、金属薄板１１（ダイヤフラム）を頭部に有する例えば金属カバー５をセラミックベース１２の金属膜１４に接合して各水晶片２（ａｂ）一体的に収容する。
【００４７】
但し、センサ用水晶片２ａは前述同様に金属薄板１１に接近して、金属薄板１１が基準タイヤ圧によって接触・押圧され、Ｘ軸方向の圧縮力Ｆoを受ける距離とする。基準用水晶片２ｂは金属薄板１１から充分に離間して、基準タイヤ圧の下でも金属薄板１１が接触せず、圧縮力Ｆoを受けない距離とする。
【００４８】
このようなものでは、センサ用水晶片２ａは前述同様にして基準タイヤ圧及びこれ以降の経時的タイヤ圧によって、常圧での初期周波数ｆoから基準周波数ｆxo及び経時圧周波数ｆxに変化する。これに対し、基準用水晶片２ｂは金属薄板１１から充分に離間してタイヤ圧によっての圧縮力Ｆを受けないので、常圧での初期周波数ｆoを維持する。
【００４９】
一方、水晶振動子（水晶片２）は周波数温度特性を有することから、センサ用及び基準用水晶片２（ａｂ）はいずれもタイヤ内の温度に依存して振動周波数が変化する。ちなみに、ＡＴカットでの周波数温度特性は、例えば第７図（曲線イ）に示したように、概ね常温２５℃に変曲点を有する三次曲線となる。但し、縦軸は周波数偏差ΔＦ／ｆ(25)＝｛ｆ(t)−ｆ(25)｝／ｆ(25)であり、ｆ(25)は常温２５℃での振動周波数、ｆ(t)はｔ℃での振動周波数である。
【００５０】
通常では、センサ用水晶片２ａの常圧下における温度（ｔ℃）を考慮した基準圧周波数ｆxo(t)は、常温２５℃での動作となることからｆxo(25)になる。したがって、例えば走行中におけるタイヤ内の温度が常温とは異なる場合には、経時圧周波数ｆx(t)はｆx(25)とは異なる周波数となる。すなわち、経時的なタイヤ圧による周波数変化のみならず、周波数温度特性による常温時に対する周波数変化分を含んだ周波数になる。要するに、常温時との温度差による誤差分を含んだ周波数になる。
【００５１】
これらから、本実施形態では、前述したように、センサ用水晶片２ａとともに基準用水晶片２ｂを一体的に収容する。この例では、センサ用と基準用水晶片２（ａｂ）は同一切断角度として周波数温度特性を同一にする（前述の曲線イ）。そして、各水晶片２を同一厚みとして、常温２５℃での金属カバー５を封止した後の振動周波数即ち初期周波数ｆoを同一にする。
【００５２】
この場合、センサ用水晶片２ａは、常温時における基準タイヤ圧に基づく圧縮力Ｆoによって、基準圧周波数ｆxo(25)が初期周波数ｆo(25)よりも高くなる。基準圧周波数ｆxo(25)の初期周波数ｆo(25)に対する周波数偏差はΔｆ／ｆo(25)＝｛ｆxo(25)−ｆo(25)｝／ｆo(25)になる。そして、基準タイヤ圧での温度が常温とは異なる場合でも、同様に各温度での初期周波数ｆo(t)よりも高い基準圧周波数ｆxo(t)になる。
【００５３】
したがって、第７図（ｂ）に示したように、センサ用水晶片２ａの基準タイヤ圧での周波数温度特性（曲線ロ）は、常圧での周波数温度特性（曲線イ）を底上げして平行移動した特性になる。但し、第７図での縦軸は、常圧での周波数温度特性（曲線イ）に対する基準タイヤ圧での周波数温度特性（曲線ロ）の周波数偏差「Δｆxo(t)／ｆo(t)＝｛ｆxo(t)−ｆo(t)｝／ｆo(t)」である。
【００５４】
これに対し、基準用水晶片２ｂはタイヤ圧には依存しないので、基準タイヤ圧及びこれ以降の経時タイヤ圧の状態でも、常圧での初期周波数ｆo(25)を維持する。そして、タイヤ内の温度のみに対応して周波数が変化する初期周波数ｆo(t)となる。したがって、基準用水晶片２ｂの周波数温度特性は、常圧時での元々の周波数音特性（曲線イ）となる。
【００５５】
これらのことから、周波数温度特性による周波数変化分を含んだセンサ用水晶片２ａの経時圧周波数ｆx(t)から、基準用水晶片２ｂの周波数温度特性による振動周波数ｆo（t）を差し引くことによって、経時的なタイヤ圧のみに対応した周波数差Δｆ「＝ｆx（t）−ｆx(25)」を検出できる。
【００５６】
なお、基準用水晶片２ｂはセンサ用水晶片２ａと同一の振動周波数（但し、常温25℃）として同一の周波数温度特性としたが、これに限らず、例えば周波数温度特性は同一として振動周波数を異ならせてもよい。この場合、常温時の振動周波数ｆ(25)が異なっても常温時に対する周波数偏差Δｆ／（ｆ25）「＝｛ｆ(t)−ｆ(25)｝／（ｆ25）」（即ち、周波数温度特性、曲線イ）は基本的に同じなる。
【００５７】
また、ＡＴカットとする切断角度が異なり、極小値及び極大値が異なる周波数温度特性であっても、さらには、ＡＴカットとは異なる振動モード例えば温度特性が一次曲線状となるＹカットであっても、同様に適用できる。
【００５８】
そして、例えばセンサ用水晶片２ａをセラミックベース１２の外周寄りとして基準用水晶片２ｂと対称的に配置し、金属薄板１１に窪みを設けてセンサ用水晶片２ａに対する押圧力を高めてもよい。この場合、セラミックベース１２のスペースを小さくできる「第６図（ｂ）」
【００５９】
（他の事項）
上記の各実施形態では水晶片２はＸ軸方向に長いとしたが、例えば円形状であってもさらには正方形であってもよく、要は、水晶片２のＸ軸方向に圧縮力Ｆが加わる構成であればよい。また、水晶圧力センサはタイヤ圧用として基準周波数ｆxoから経時圧周波数ｆxが基本的に低下する場合を説明したが、例えば炊飯器として経時圧周波数ｆxが上昇する場合でもよく、要は、基準圧周波数ｆxoから経時圧周波数ｆxが変化する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態を説明する水晶圧力センサの図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の作用を説明する図で、同図（ａ）は各軸方向に対する応力感度特性図、同図（ｂ）は圧縮力に対する周波数偏差特性図である。
【図３】本発明の一実施形態の他の例を説明する水晶圧力センサの図で、同図（ａ）は同正断面図、同図（ｂ）は金属薄板の図である。
【図４】第４図は本発明の第２実施形態を説明する水晶圧力センサの図で、同図（ａ）は正断面図、同図（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の第３実施形態を説明する水晶圧力センサの図で、同図（ａｂ）ともに正断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態を説明する水晶圧力センサの図で、同図（ａｂ）ともに正断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態の作用を説明する図で、同図（ａｂ）ともに周波数温度特性である。
【図８】一従来例を説明する水晶圧力センサの模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  密閉容器、２  水晶片、３  揺動機構、４  金属ベース、５  金属カバー、６  リード線、７  ガラス、８  励振電極、９  引出電極、１０  開口部、１１  金属薄板、１２  セラミックベース、１３ａ  水晶保持端子、１３ｂ  外部端子、１４  金属膜、１５  発振回路。
【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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