ベータ相水晶による高温用精密温度センサの検討

摘要

水晶は極めて安定な圧電材料であり，安定で小型な周波数制御デバイスに広く用いられている.水晶振動子の特性は結晶の切断方位や振動のモードに依存し，周波数温度特性は常温付近ではよく研究されている.一方573℃以上の高温域（β相）での研究はほとんど見当たらず、その応用は皆無と言ってよい。本論文では，β水晶が1，300℃の高温まで共振が得られることを示し、圧電振動に関連する定数の測定結果を報告するとともに、高精度の温度センサとして有用であることを示す。%Quartz has been widely used for resonators and filters because of its excellent electromechanical characteristics. Quartz has a transition temperature, Tc , at 573 ℃. The electromechanical characteristics of quartz have been well investigated for α -phase(below Tc ), however the characteristics in β -phase have not been well clarified. We investigated the piezoelectric properties of β -quartz plates from 573℃ to about l,300℃. Clear piezoelectric resonances with high quality factors were observed. By using the large frequency temperature coe cient, β -phase quartz can be applicable to temperature sensors in high temperature region above 600℃. We proposed also an unwired set-up using the β -phase quartz temperature sensor.