(57)【要約】  本発明は、ハウジング内にある圧電セラミックセンサであって、圧電材料からなる層（３）、好ましくはＰＺＴ−層を備え、層（３）の両側に、それぞれ１つのセンサ電極（２）が存在し、両センサ電極（２）は、それぞれ１つの極（５，６）に接続されている、圧電セラミックセンサに関する。本発明は、表面を介した電荷の漏れを起こしかねない電位差がハウジングとセンサ電極（２）との間に生じないように、層（３）の少なくとも片側において、層（３）が、センサ電極（２）から張り出し、層（３）の、センサ電極（２）から張り出した部分に、絶縁間隔（７）を介してセンサ電極（２）を取り囲む保護電極（１）が配置されていることを提案する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内にある圧電セラミックセンサであって、
圧電材料からなる層（３）、好ましくはＰＺＴ−層を備え、
前記層（３）の両側に、それぞれ１つのセンサ電極（２）が存在し、両センサ電極（２）は、それぞれ１つの極（５，６）に接続されている、
圧電セラミックセンサにおいて、
前記層（３）の少なくとも片側において、前記層（３）は、前記センサ電極（２）から張り出し、
前記層（３）の、前記センサ電極（２）から張り出した部分に、絶縁間隔（７）を介して前記センサ電極（２）を取り囲む保護電極（１）が配置されている、
ことを特徴とする、圧電セラミックセンサ。
【請求項２】
前記センサ電極（２）も、前記保護電極（１）も、焼成される銀ペーストからなる、
請求項１に記載の圧電セラミックセンサ。
【請求項３】
前記センサ電極（２）は、前記層（３）の内側の径領域のみを被覆し、前記保護電極（１）は、絶縁間隔（７）を介して同軸に前記センサ電極（２）を取り囲んでいる、
請求項１又は２に記載の圧電セラミックセンサ。
【請求項４】
前記層（３）は、円形に形成されており、多結晶の強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛をベースとするセラミックからなる、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の圧電セラミックセンサ。
【請求項５】
前記保護電極（１）は、前記層（３）の両側に存在する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の圧電セラミックセンサ。
【請求項６】
前記保護電極（１）は、前記層（３）の片側にのみ存在する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の圧電セラミックセンサ。
【請求項７】
前記センサ電極（２）は、前記保護電極（１）が設けられていない他方の側において、前記層（３）を完全に被覆する、
請求項６に記載の圧電セラミックセンサ。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の圧電セラミックセンサの、圧力を測定するための使用。
【請求項９】
請求項７に記載の圧電セラミックセンサの、自動車用インジェクタにおける使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内にある圧電セラミックセンサであって、圧電材料からなる層を備え、層の両側に、それぞれ１つのセンサ電極が存在し、両センサ電極は、それぞれ１つの極に接続されている、圧電セラミックセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のセンサは、例えば圧力測定に用いられる。センサは、フラットであり、しかも極めて正確である。
【０００３】
欠点は、センサ電極とハウジングとの間に電位差が形成され、この電位差により表面を介した電荷の漏れが可能となってしまう点にある。それゆえ、センサの精度は、制限されてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の根底にある課題は、表面を介した電荷の漏れを起こしかねない電位差がハウジングとセンサ電極との間に生じないように、請求項１の上位概念部に記載の圧電セラミックセンサを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明により、上記課題は、層の少なくとも片側において、層が、センサ電極から張り出し、層の、センサ電極から張り出した部分に、絶縁間隔を介してセンサ電極を取り囲む保護電極（あるいはガード電極）が配置されていることにより解決される。単数又は複数の保護電極には、センサ電極における電荷と同じ電荷が誘導され、それゆえ、表面を介した電荷の漏れを起こしかねない電位差は生じない。体積を介した放電が残るが、体積抵抗率は大きく、測定には影響を及ぼさない。つまり、保護電極は、センサハウジングとセンサ電極との間の電圧平衡化を阻止するために用いられる。このセンサによって、μｍ領域及びサブμｍ領域の最小の変形の測定がなされる。このとき、保護電極は、電荷の漏れを阻止する。
【０００６】
センサを封止用コンパウンド（シーリング材）に封じ込めても表面に発生し得る湿分は、導電率、特に圧電材料における導電率の上昇に至らしめる。しかし、保護電極とセンサ電極との間の電位差はゼロに等しいので、保護電極とセンサ電極との間の電圧平衡化もなされない。
【０００７】
好ましくは、センサ電極も、保護電極も、焼成される銀ペーストからなる。
【０００８】
好ましい一実施の形態において、センサ電極は、層の内側の径領域のみを被覆し、保護電極は、絶縁間隔を介して同軸にセンサ電極を取り囲んでいる。この同軸の実施の形態は、必要な構成スペースを最低限にする。
【０００９】
好ましくは、層は、円形に形成されており、多結晶の強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）をベースとするセラミックからなる。
【００１０】
一実施の形態において、保護電極は、層の両側に存在する。本実施の形態は、電位差を最良に阻止する。
【００１１】
これとは異なる一実施の形態において、保護電極は、層の片側にのみ存在する。この場合、センサ電極は、保護電極が設けられていない他方の側において、層を好ましくは完全に被覆する。本実施の形態でも、電位差は阻止される。
【００１２】
好ましいのは、本発明に係る圧電セラミックセンサの、圧力を測定するための使用である。有利であるは、本発明に係る圧電セラミックセンサの、自動車用インジェクタにおける使用である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る圧電セラミックセンサの一実施の形態の上面図である。
【図２】本発明に係る圧電セラミックセンサの一実施の形態の側面図である。
【図３】本発明に係る圧電セラミックセンサの別の一実施の形態の上面図である。
【図４】本発明に係る圧電セラミックセンサの別の一実施の形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明に係る圧電セラミックセンサの一実施の形態の上面図、図２は、当該センサの側面図である。層３（本実施の形態では、ディスクとして構成される）は、多結晶の強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛をベースとする圧電セラミック材料からなっている。この層３の両側には、それぞれ１つのセンサ電極２が焼成されており、センサ電極２は、層３の内側の径領域のみを被覆している。すなわち層３は、環状にセンサ電極２から張り出している。センサ電極２から張り出したこの環状の領域には、層３の両側に、センサ電極２に対して絶縁間隔７を置いて、保護電極１が配置されている。保護電極１は、環状に形成されており、本実施の形態では、層３の上下に存在している。図１は、図２に示したセンサの上面図である。極めて良好に看取可能であるように、環状の保護電極１は、絶縁間隔７を介して同軸にセンサ電極２を取り囲んでいる。層３の両側のセンサ電極２は、それぞれ１つの極５，６に接続されている。センサ電極２と保護電極１との間には、電位差が存在しないので、電荷の流出も起こらない。力４（図２参照）がセンサに働くと、センサは、短縮し、あるいは歪み、この短縮あるいは歪みは、当該センサにより測定可能である。
【００１５】
図３及び図４は、本発明に係る圧電セラミックセンサの別の一実施の形態を示している。図３は、この別のセンサの上面図、図４は、側面図である。保護電極１が存在する上側９は、図１及び図２に示した実施の形態と同じに形成されている。故に図３は、図１と同じである。しかし、本実施の形態において、センサの下側８は、全面的にセンサ電極２として形成されている。すなわち、センサの下側８には、上側９にあるような保護電極１は存在しない。
【００１６】
本発明に係るセンサの両実施の形態において、センサは、ハウジング（図示せず）により包囲されている。ハウジングは、インサート成形によりセンサをモールドする樹脂であってもよい。絶縁のために、保護電極１は、絶縁層に覆われていてもよい。保護電極１は、好ましくは、被着され、焼成される銀ペーストからなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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