(57)【要約】【課題】圧電板に加わる外力を簡易な構造で高精度に検出できかつ耐衝撃性を有する外力検出装置を提供すること。【解決手段】水晶片２を容器１内に片持ちで支持する。水晶片２の例えば中央部にて上面及び下面に夫々励振電極３１、３３を形成する。水晶片２の先端部にて下面及び上面に夫々可動電極４１及び姿勢調整用電極４３を形成する。容器１内部の底部と天井部に夫々可動電極４１及び姿勢調整用電極４３に対向して固定電極５１及び姿勢調整用電極５２を設ける。上面側の励振電極３１及び固定電極５１を発振回路１６に接続する。水晶片２に外力が加わって撓むと、可動電極４１と固定電極５１との間の容量が変化し、この容量変化を水晶片２の発振周波数の変化として捉える。また固定電極５１あるいは姿勢調整用電極５２へ電圧を印加し、可動電極４１または姿勢調整用電極４３に電荷を与えることで水晶片２の撓みを調整し、水晶片２の先端部の破損を抑える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力を検出する外力検出装置において、
容器内の支持部にその一端側が支持された片持ちの圧電板と、
前記圧電板の一面側及び他面側に夫々設けられた一方の励振電極及び他方の励振電極と、
前記圧電板の他端側に設けられ、前記他方の励振電極と電気的に接続された可変容量形成用の可動電極と、
前記一方の励振電極に電気的に接続された発振回路と、
前記可動電極に対向するように前記容器に設けられ、当該可動電極との間に可変容量を形成するための固定電極と、
前記圧電板の他端側及び前記容器に互いに対向するように各々設けられ、その間の容量の電荷量により当該圧電板の撓みの程度を調整するための一方の姿勢調整用電極及び他方の姿勢調整用電極と、
これら姿勢調整用電極の間に直流電極を印加する直流電源部と、
前記発振回路の発振周波数に対応する周波数情報である信号を検出するための周波数情報検出部と、を備え、
発振回路の発振ループは前記可変容量、一方の励振電極及び他方の励振電極を含み、
前記周波数情報検出部にて検出された周波数情報は、圧電板に作用する外力を評価するためのものであることを特徴とする外力検出装置。
【請求項２】
前記一方の姿勢調整用電極は、前記圧電板における前記可動電極とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の外力検出装置。
【請求項３】
前記可動電極及び固定電極は姿勢調整用電極を兼用していることを特徴とする請求項１または２記載の外力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電板例えば水晶片を用い、圧電板に作用する外力の大きさを発振周波数に基づいて検出することにより、加速度、圧力、流体の流速、磁力あるいは静電気力などといった外力を検出する技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
系に作用する外力として、物体に作用する加速度に基づく力、圧力、流速、静電気力、磁力などがあるが、これらの外力を正確に測定することが必要な場合が多い。例えば自動車を開発する段階において自動車の衝突時における座席への衝撃力を測定することが行われている。また地震における振動エネルギーや振幅を調査するためにできるだけ精密に揺れの加速度を調査する要請がある。
【０００３】
更にまた、液体や流体の流速を正確に測定し、その検出値を制御系に反映させる場合や、磁石の性能を測定する場合なども外力の測定例として挙げることができる。このような測定を実施するにあたり、測定装置にはできるだけ簡素な構造でありかつ高精度に測定できることが要求されている。
【０００４】
そこで本発明者らは、例えば特許文献１のように、水晶板上に励振電極と共に可動電極を設け、併せてこの可動電極に対向するように容器に固定電極を設けることにより外力を検出する技術を提案している。具体的には、水晶板を片持ちで支持し、他端に可動電極を設けることにより、外力により水晶板が撓むと可動電極と固定電極間の静電容量が変化する。この容量変化を周波数の変化に変換し、当該周波数の変化を計測する。当該技術によれば、簡素な構造で高精度の外力測定を行うことができる。
【０００５】
ところで上述した外力測定装置に衝撃が加わったときに水晶板が大きく振れて容器の内壁に衝突して破損するおそれがあり、このため、外力検出装置における耐衝撃性を強化する対策が要請されている。特許文献１においても、外力検出装置内において水晶板の中央部に対応する部分に突起部を設け、衝撃時には突起部が水晶板を受け止め先端部の衝突を防ぐことにより耐衝撃性を強化する技術が開示されているが、耐衝撃性を強化する更なる対策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−７７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、圧電板に加わる外力と圧電板の撓み量との関係を調整することができ、また圧電板の衝突による損傷を抑えることができる外力検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
外力を検出する外力検出装置において、
容器内の支持部にその一端側が支持された片持ちの圧電板と、
前記圧電板の一面側及び他面側に夫々設けられた一方の励振電極及び他方の励振電極と、
前記圧電板の他端側に設けられ、前記他方の励振電極と電気的に接続された可変容量形成用の可動電極と、
前記一方の励振電極に電気的に接続された発振回路と、
前記可動電極に対向するように前記容器に設けられ、当該可動電極との間に可変容量を形成するための固定電極と、
前記圧電板の他端側及び前記容器に互いに対向するように各々設けられ、その間の容量の電荷量により当該圧電板の撓みの程度を調整するための一方の姿勢調整用電極及び他方の姿勢調整用電極と、
これら姿勢調整用電極の間に直流電極を印加する直流電源部と、
前記発振回路の発振周波数に対応する周波数情報である信号を検出するための周波数情報検出部と、を備え、
発振回路の発振ループは前記可変容量、一方の励振電極及び他方の励振電極を含み、
前記周波数情報検出部にて検出された周波数情報は、圧電板に作用する外力を評価するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、片持ちの圧電板の撓むことによる可変容量の変化を周波数の変化として捉えることにより外力を検出する装置において、圧電板の先端部（他端部）と容器に互いに対向するように各々姿勢調整用電極を設け、姿勢調整用電極の間に直流電圧を印加して両電極間の距離を調整して圧電板の姿勢を調整するようにしている。これにより可変電極と固定電極との間の距離が調整できるので、外力と周波数の変化量との関係を調整することができ、また圧電板の姿勢の直線性を高くすることができるので、圧電板が容器に衝突して損傷することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る外力検出装置の第１の実施形態の要部を示す縦断側面図である。
【図２】第１の実施形態に用いられる水晶片の上面及び下面を示す平面図である。
【図３】外力検出装置の一部分の外観を示す外観図である。
【図４】外力検出装置を示すブロック図である。
【図５】水晶振動子を含む回路の等価回路を示す回路図である。
【図６】水晶片が外力により撓む様子と各部の寸法を示す縦断側面図である。
【図７】本発明に係る外力検出装置の第２の実施形態を示す横断平面図である。
【図８】第２の実施形態に係る外力検出装置を示すブロック回路図である。
【図９】第３の実施形態に係る外力検出装置の要部を示す縦断側面図である。
【図１０】本発明の効果を図示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１の実施形態］
本発明に係る外力検出装置の第１の実施形態について、外力として加速度を検出する場合を例にとって、図１から図６を参照して説明する。  
図１中、１は直方体形状を持つ密閉型の例えば水晶からなる容器であり、内部に不活性ガス例えば窒素ガスが封入されている。この容器１は基台を成す下部分１２とこの下部分１２に周辺部にて接合される上部分１３とから構成され、絶縁基板１１上に設けられている。なお容器１としては必ずしも密閉型の容器に限定されるものではない。容器１内には基台７が設けられており、この基台７の上面に導電性接着剤６により圧電板である水晶片２の基端部（一端部）が固定されている。即ち水晶片２は基台７により片持ち支持されており、基台７は水晶片２の一端部を支持する支持部に相当する。
【００１２】
水晶片２は、例えばＡＴカットの水晶を短冊状に形成したものであり、厚さが数十μｍオーダ、例えば０．０３ｍｍに設定されている。従って水晶片２の面に交差する方向に加速度を加えることにより、水晶片２の先端部が撓む。
【００１３】
水晶片２は、図２（ａ）に示すように、水晶片２の上面の中央部に一方の励振電極３１が設けられ、また図２（ｂ）に示すように、水晶片２の下面の中央部でありかつ励振電極３１と対応する部位に他方の励振電極３３が設けられ、圧電振動部をなす水晶振動子２０を形成している。励振電極３１からは、引き出し電極３２が水晶片２の長辺方向中央に沿って基端部側へ引き出され、導電性接着剤６による接着部まで延伸される。また励振電極３３からは、引き出し電極３４が、水晶片２の長辺の片側に沿って引き出され、導電性接着剤６による接着部まで延伸される。なお、図１では引き出し電極３２及び３４は図示していない。
【００１４】
水晶片２の先端部の下面には、図２（ｂ）に示すように、前記他方の励振電極３３に金属膜からなる引き出し電極４２を介して電気的に接続された可動電極４１が設けられ、容器１の内壁には前記可動電極４１に対向するように固定電極５１が設けられている。
【００１５】
本発明は、水晶片２の先端部と容器１とに、各々水晶片２の姿勢を調整するための姿勢調整用電極を設けることを要件としているが、この実施形態では、水晶片２の上面側及び下面側に姿勢調整用電極を設け、下面側の姿勢調整用電極は、前記可動電極４１及び固定電極５１により兼用されている。図２（ａ）に示すように水晶片２の上面側の姿勢調整用電極４３は、水晶片２の縁部に沿って形成された引き出し電極４４により水晶片２の基端部側まで引き出されている。図４中５２は、水晶片２の上面側の姿勢調整用電極４３と対をなす、容器１側に設けられた姿勢調整用電極である。なお、図１では引き出し電極４２及び４４は図示していない。
【００１６】
一方の励振電極３１は、引き出し電極３２及び導電路１５を介して発振回路１６へ接続され、他方の励振電極３３は、上述したとおり引き出し電極４２により可動電極４１と電気的に接続される。
【００１７】
本発明は水晶片２の変形に基づいて起こる可動電極４１と固定電極５１との間の容量変化を介して外力を検出するものであるから、可動電極４１は検出用電極ということもできる。
【００１８】
固定電極５１は、絶縁基板１１を介して配線された導電路１４の一端側に接続され、導電路１４の他端側は分枝し、発振回路１６及び電源部１７に接続される。また電源部１７からは別の導電路１５が延伸され、分枝して一方は発振回路１６に、他方は導電性接着剤６による接着部に接続される。また、姿勢調整用電極５２は、電源部１７および姿勢調整用電極４３に電気的に接続されている。
【００１９】
図３に外力検出装置の一部の外観、図４に外力検出装置の配線の接続状態、及び図５に水晶振動子２０を含む回路の等価回路の回路図を示す。図５において、Ｃ０は電極間容量を含む実効並列容量、Ｃ１は直列容量、ＣＬは発振回路１６の負荷容量、Ｌ１は水晶振動子の質量に対応する直列インダクタンス、Ｒ１は直列抵抗を示している。また図４及び図５において、前記可動電極４１と固定電極５１との間に介在する可変容量をＣｖとする。
【００２０】
ここで国際規格ＩＥＣ６０１２２−１によれば、水晶発振回路の一般式は次の（１）式のように表される。  
ＦＬ＝Ｆｒ×（１＋ｘ）
ｘ＝（Ｃ１／２）×１／（Ｃ０＋ＣＬ）          ……（１）
ＦＬは、水晶振動子に負荷が加わったときの発振周波数であり、Ｆｒは水晶振動子そのものの共振周波数である。  
本実施形態においては、図４及び図５に示されるように、水晶片２の負荷容量は、ＣＬにＣｖが加わったものである。従って（１）式におけるＣＬの代わりに（２）式によって表されるｙが代入される。  
ｙ＝１／（１／Ｃｖ＋１／ＣＬ）                ……（２）
従って水晶片２の撓み量が状態１から状態２に変化し、これにより可変容量ＣｖがＣｖ１からＣｖ２に変化したとすると、周波数の変化ｄＦＬは（３）式によって表される。  
ｄＦＬ＝ＦＬ１−ＦＬ２＝Ａ×ＣＬ２×（Ｃｖ２−Ｃｖ１）／（Ｂ×Ｃ）……（３）
ここで、
Ａ＝Ｃ１×Ｆｒ／２
Ｂ＝Ｃ０×ＣＬ＋（Ｃ０＋ＣＬ）×Ｃｖ１
Ｃ＝Ｃ０×ＣＬ＋（Ｃ０＋ＣＬ）×Ｃｖ２
である。
【００２１】
また水晶片２に外力が加わっていないときのいわば基準状態にあるときにおける可動電極４１及び固定電極５１の間の離間距離をｄ１とし、水晶片２に外力が加わったときの前記離間距離をｄ２とすると、（４）式が成り立つ。  
Ｃｖ１＝Ｓ×ε／ｄ１
Ｃｖ２＝Ｓ×ε／ｄ２                          ……（４）
ただしＳは可動電極４１と固定電極５１の対向領域の面積、εは比誘電率である。ｄ１は既知であることから、ｄＦＬとｄ２とが対応関係にあることがわかる。
【００２２】
水晶片２及びその周辺部位に関し、図６を参照しながら各部の寸法の一例について説明しておく。水晶片２の長さ寸法Ｌ１及び幅寸法は、夫々２０ｍｍ及び１．６ｍｍである。水晶片２の厚さは、例えば３０μｍである。水晶片２の一端側における支持面を水平面に平行に設定したとすると、外力が加わらない状態においては後述するように、固定電極５１あるいは姿勢調整用電極５２からの電圧印加により水晶片２は水平である。
【００２３】
次に上述実施形態の作用について説明する。  
外力検出装置について、水晶片２が過大に触れて先端が容器１の天井部または底部に衝突すると、「劈開（へきかい）」という現象により水晶の塊でも欠けやすいという性質がある。また、この水晶片２に対し重力以外の外力や電荷を与えていないときは、水晶片２は各電極の自重により撓む。このため固定電極５１または姿勢調整用電極５２に、重力以外の外力が加わらないときに水晶片２を水平に保つ程度の電圧を常に印加する。例えば姿勢調整用電極５２へ０．３Ｖ程度の電圧を印加することにより、姿勢調整用電極４３へ電荷を与える。
【００２４】
この外力検出装置に対し、地震の発生あるいは模擬的な振動等を加えると、水晶片２が図６の点線により示すように撓む。既述のように、姿勢調整用電極５２に電荷を加えることにより水晶片２が平行であるときの状態を基準状態とおいて、このときの可動電極４１と固定電極５１との間の容量をＣｖ１とおく。水晶片２に外力が加わって、当該水晶片２が撓んだ状態においては両電極４１、５１間の距離が変化することにより、容量がＣｖ１から変化する。このため発振回路１６から出力される発振周波数が変化する。
【００２５】
振動が加わらない状態において周波数情報検出部である周波数測定部１０１により検出した周波数をＦＬ１、外力（加速度）が加わった場合の周波数をＦＬ２とすると、周波数の差分ＦＬ１−ＦＬ２は（３）式で表される。本発明者は基準状態から外力が加わった状態の周波数の変化率を周波数の差分ＦＬ１−ＦＬ２から算出し、周波数の変化率｛（ＦＬ１−ＦＬ２）／ＦＬ１｝と外力との関係を調査し、直線関係を得ている。従って前記周波数の差分を測定することにより外力を求めることが可能である。なお、ＦＬ１の値はある温度を基準温度と決定し、その基準温度例えば２５℃における周波数の値である。
【００２６】
続いて上述実施形態の効果について説明する。  
姿勢調整用電極５２に電圧を印加することにより、姿勢調整用電極４３に電荷を与え、図１においては水晶片２先端に上方への引力が働く。また、固定電極５１に電圧を印加することにより、可動電極４１に電荷を与え、図１においては水晶片２先端に下方への引力が働く。この二つの効果を組み合わせることにより、水晶片２の姿勢を水平に保つことができ、従って水晶片２が容器１へ衝突しにくくなる。また、固定電極５１または姿勢調整用電極５２に電圧を印加することにより水晶片２の姿勢を調整できるので、外力と固定電極との間の対応関係を変更することができる。即ち、測定可能な外力の範囲を変更することが可能である。
【００２７】
なお、当該実施形態においては、水晶片２の姿勢を調整するための電極の組について、可動電極４１及び固定電極５１の組並びに姿勢調整用電極４３及び５２の組の２組があることとしてきた。しかし姿勢調整用電極４３及び５２の組一組のみでも、比誘電率εに由来する力を考慮しつつ、水晶片２が水平になるよう姿勢調整用電極５２に電圧を印加することによって、同様の耐衝撃効果を得られることは明らかである。
【００２８】
また、例えば可動電極４１と固定電極５１とを水晶片２の上面側に設け、この可動電極４１及び固定電極５１の組に姿勢調整用電極の役割を兼用させる構成であってもよい。この場合、固定電極５１に電圧を印加することにより、可動電極４１に電荷が与えられ、水晶片２の姿勢が調整される。
【００２９】
［第２の実施形態］
図７に外力測定装置の他の例を示す。この実施形態は、既述の水晶片２、励振電極３１、３３、可動電極４１、固定電極５１、姿勢調整用電極４３、５２及び発振回路１６の組を２組設けた点が前述の第１の実施形態と異なる。水晶片２及び発振回路１６については一方の組の部品には符号「Ａ」、他方の組の部品には符号「Ｂ」を添えている。外力測定装置の内部を平面的に見ると、図７により示すように第１の水晶片２Ａと第２の水晶片２Ｂとが横に平行に配置されている。これらの水晶片２Ａ及び２Ｂにおける構造は第１の実施形態の外力測定装置における水晶片２と略同一である。
【００３０】
図８に、この実施形態における外力測定装置の回路図を示す。前述の第１の実施形態と異なる箇所は、第１の水晶片２Ａ及び第２の水晶片２Ｂに夫々対応して第１の発振回路１６Ａ及び第２の発振回路１６Ｂが接続されており、第１の水晶片２Ａ及び第２の水晶片２Ｂごとに、発振回路１６Ａ（１６Ｂ）、励振電極３１、３３、可動電極４１、固定電極５１、姿勢調整用電極４３及び５２を含む発振ループが形成されていることである。これら発振回路１６Ａ、１６Ｂからの出力は周波数測定部１０２に送られ、ここで各発振回路１６Ａ、１６Ｂからの発振周波数の差分あるいは周波数の変化率の差が検出される。
【００３１】
周波数の変化率とは次の意味である。即ち、発振回路１６Ａにおいて、水晶片２Ａが平行である基準状態における周波数を基準周波数と呼ぶこととすると、水晶片２Ａが外力により撓んで周波数が変化したとき、周波数の変化分／基準周波数により表される値であり、例えばｐｐｂの単位により表される。同様に水晶片２Ｂについても周波数の変化率が演算され、これら変化率の差分が周波数に対応する情報としてデータ処理部１０２に出力される。データ処理部１０２においては、例えば周波数の差分と加速度の大きさとを対応付けたデータをメモリに記憶しておき、このデータと変化率の差分に基づいて加速度が検出できる。
【００３２】
水晶片２Ａ（２Ｂ）の撓み量（水晶片２Ａが水平に伸びている状態と撓んだ状態との先端部分の高さレベルの差分）と周波数の変化量との関係の一例を挙げておくと、水晶片２Ａ（２Ｂ）の先端が１０−５μｍオーダで変化すると、発振周波数が７０ＭＨｚの場合、周波数の変化分は０．６５ｐｐｂである。従って、極めて小さな外力例えば加速度をも正確に検出できる。
【００３３】
上述の第２の実施形態によれば、第１の実施形態における効果に加えて、水晶片２Ａ及び２Ｂを同一の温度環境に配置しているため、水晶片２Ａ及び２Ｂの各々の周波数が温度により変化したとしても、この変化分がキャンセルされ、結果として水晶片２Ａ及び２Ｂの撓みに基づく周波数の変化分のみを検出できるため、検出精度が高いという効果がある。
【００３４】
［第３の実施形態］
次に第３の実施形態に係る装置について図９を参照しながら説明する。なお、容器１以外の部分、例えば絶縁基板１１、導電路１４等については図示を省略している。  
この第３の実施形態は、水晶片２が第１の実施形態の基台７の上面において２カ所接着されている。接着部の一方は水晶片２の基端部であり導電性接着剤６により接着されており、接着部の他方は基台７上面の他端（先端）側であり接着剤９により接着され、互いに離間している。
【００３５】
水晶片２に対して、図９により示すように、基台７の上面には上記導電性接着剤６による接着部位と接着剤９による接着部位との間に、水晶片２を励振させるための励振電極３３ａが設けられており、水晶片２の上面と対向する容器１の上部分１３の内面には励振電極３１ａが設けられている。励振電極３１ａ及び３３ａは、水晶片２を挟んで互いに対向する位置に配置される。これらの励振電極３１ａ及び３３ａは、いわば水晶片２に対して空間電極として存在している。一方の励振電極３１ａは導電路を介して発振回路１６（図示せず）に接続され、他方の励振電極３３ａは導電路及び引き出し電極（図示せず）を介して水晶片２先端部の可動電極４と電気的に接続される。
【００３６】
一方容器１の底面には、可変容量形成用の固定電極５が設けられている。容器１の底部にはコンベックス状の水晶からなる突起部８が設けられている。この突起部８は平面図で見ると四角形である。固定電極５はこの突起部８において、可動電極４と概ね対向するように設けられている。この突起部８により、例えば容器１に衝撃が与えられた場合、水晶片２を突起部８により受け止め、水晶片２の先端部が容器１内に衝突することを抑止することが可能である。
【００３７】
また、固定電極５には可動電極４が容器１内、例えば固定電極５に接触することを防止するために、電圧が印加される。これにより可動電極４に電荷が与えられ、従って測定前に水晶片２が撓んでいるような場合、この水晶片２の変形を調整することが可能である。
【００３８】
［従来の外力測定装置との比較］
本発明の実施形態による外力測定装置について、以下の条件において試験を行った。  
実施例として、上述した第１の実施形態と同一の外力検出装置について、衝撃試験を実施した。具体的には以下の条件である。  
水晶片：公称周波数：７３ＭＨｚ
切断方位：ＡＴカット
振動モード：基本振動モード
容器１外形寸法：２７．０ｍｍ×１２．０ｍｍ×１．０ｍｍ
上記の外力検出装置１００個について、ＪＩＳ  Ｃ  ６７０１に基づき、５０００Ｇの半波正弦波を６方向から与える試験を各１００回行った。結果、いずれの個体にも異常は認められなかった。また、水晶振動子２０の当該衝撃試験前後における経時的な周波数変化を個体毎に測定した結果を図１０に白の棒グラフにて示す。周波数変化の平均値は−０．０２ｐｐｍ、標準偏差は０．１５ｐｐｍであった。なおこの測定値はπ回路法（ＩＥＣ６０４４４−１）に基づいたものであり、この結果はπ回路法においては測定誤差内である。
【００３９】
一方比較例として、従来の外力測定装置、即ち本発明の手法による水晶片２の撓み調整を行わない外力検出装置について同様の試験を行った。また、水晶振動子２０の当該衝撃試験前後における経時的な周波数変化を個体毎に測定した結果を図１０に灰色の棒グラフにて示す。測定には上述の実験例と同様にπ回路法を用いた。水晶振動子の周波数変化の平均値は−０．０５ｐｐｍ、標準偏差は０．３２ｐｐｍであった。この結果はπ回路法においては測定誤差の範囲を超えている。
【００４０】
上述の実験は、本来別の効果測定の目的で行ったものであるが、これらの実験結果より、本発明の外力検出装置は従来の外力測定装置と比して、耐衝撃効果に優れていることが明らかになった。即ち、少なくとも本発明により、水晶片２の姿勢が変更されていることを裏付けている。
【００４１】
上述してきた実施形態及び実施例においては、水晶片２の素材としてＡＴカットの水晶片を用いているが、ＳＣカットやＢＴカットなど、厚みすべり振動を利用できる水晶片であればどのような切断方位の水晶片であってもよい。
【００４２】
以上において本発明は、加速度を検出することに限らず、磁力の測定、被測定物の傾斜の度合いの測定、流体の流量の測定、風速の測定などにも適用することができる。  
磁力を測定する場合の構成例について述べると、水晶片２における可動電極４１と励振電極３３との間の部位に磁性体の膜を形成し、磁場に当該磁性体が位置すると水晶片２が撓むように構成する。
【００４３】
更にまた気体や液体などの流体中に水晶片２を曝し、水晶片２の撓み量に応じた周波数情報を介して流速を検出することができる。この場合、水晶片２の厚さは流速の測定範囲などに応じて決定される。更にまた本発明は重力を測定する場合にも適用できる。
【００４４】
本発明は、上述の実施形態のように外力値そのものを検出する場合の他に、外力に応じた振動（振動の周波数）を検出することができる。具体時には、地震等を対象とした振動検出装置などに適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１          容器
２          水晶片
１６        発振回路
１７        電源部
３１、３３  励振電極
４１        可動電極
４３        姿勢調整用電極
５１        固定電極
５２        姿勢調整用電極
７          基台
１００      制御部
１０１      データ処理部
１０２      周波数情報検出部
【図１】
2014238373.tif 000003
【図２】
2014238373.tif 000004
【図３】
2014238373.tif 000005
【図４】
2014238373.tif 000006
【図５】
2014238373.tif 000007
【図６】
2014238373.tif 000008
【図７】
2014238373.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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