JP2900658B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- Japan
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- signal
- acceleration sensor
- piezoelectric element
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Description
ック装置に組み込んで用いられる加速度センサにかか
り、詳しくは、これに故障診断機能を付加する技術に関
する。
は、図5の原理ブロック図で示すように、加わった加速
度Gの方向及び大きさに対応した信号を出力する圧電体
素子1と、これから出力された信号のインピーダンス変
換手段2と、インピーダンス変換された信号中の不必要
な信号成分を除去するフィルタ手段3と、インピーダン
ス変換された信号中の必要な信号成分を増幅する増幅手
段4とを具備したものがある。そして、この加速度セン
サから出力された電圧信号は、マイクロ・コンピュータ
からなる制御手段5に取り込まれるようになっており、
この制御手段5は取り込んだ電圧信号に基づいて車載用
エアバック装置(図示していない)に必要な動作を行わ
せるようになっている。なお、ここで、圧電体素子1と
しては、焦電電圧が少なくて済むシリーズバイモルフ構
造のものが用いられており、図示していないが、この圧
電体素子1は支持台によって片持梁状に支持されてい
る。
バック装置に組み込んで用いられる加速度センサは非常
に高い信頼性が求められるものであり、その故障は速や
かに発見される必要がある。ところが、従来、加速度セ
ンサそのものには故障診断機能が付加されておらず、別
途設けられた外部故障診断装置の動作によって加速度セ
ンサの故障診断を行うのが一般的となっていた。
れたものであって、故障診断機能が付加された加速度セ
ンサを提供することを目的としている。
ンサは、このような目的を達成するために、加速度に対
応した信号を出力する圧電体素子と、該圧電体素子から
出力された信号のインピーダンス変換手段と、インピー
ダンス変換された信号中の不必要な信号成分を除去する
フィルタ手段と、インピーダンス変換された信号中の必
要な信号成分を増幅する増幅手段と、外部から入力され
る矩形波信号の周期に同期した交流信号を出力し、該交
流信号の入力に伴う前記圧電体素子の出力信号の電圧変
動によって故障診断を行わせる交流信号出力手段と、該
交流信号出力手段と前記圧電体素子との間に介装されて
前記交流信号出力手段から出力される交流信号の電圧を
伝達するコンデンサとを備えていることを特徴とするも
のである。
する。
成を示す原理ブロック図、図2は電気回路図であり、図
3及び図4は加速度センサの実体構成を簡略化して示す
一部破断平面図及び側断面図である。なお、これらの図
において、図5と互いに同一となる部品、部分には同一
符号を付している。
かる加速度センサは、加わった加速度Gの方向及び大き
さに対応した信号を出力する圧電体素子1と、この圧電
体素子1から出力された信号のインピーダンス変換手段
2と、インピーダンス変換された信号中の不必要な信号
成分を除去するフィルタ手段3と、インピーダンス変換
された信号中の必要な信号成分を増幅する増幅手段4と
を備えるとともに、外部から入力されるタイミング信
号、すなわち、所定周期を有する矩形波信号の周期に同
期した交流信号を出力し、この交流信号の電圧変動によ
って故障診断を行わせる交流信号出力手段10を具備し
ており、この交流信号出力手段10と圧電体素子1との
間には交流信号出力手段10から出力される交流信号の
電圧を伝達するコンデンサ11が直列接続状態で介装さ
れている。そして、この加速度センサから出力された電
圧信号は、マイクロ・コンピュータからなる測定・演算
手段17及び制御手段5に取り込まれるようになってい
る。
体素子1はシリーズバイモルフ構造とされたものであ
り、図3及び図4で示すように、この圧電体素子1は支
持台12上の所定位置に片持梁状として取り付けられて
いる。また、インピーダンス変換手段2、フィルタ手段
3、増幅手段4及び交流信号出力手段10、コンデンサ
11のそれぞれはハイブリッドIC13内に組み込まれ
ており、このハイブリッドIC13は支持台12上に接
着剤(図示していない)を用いて固定されている。な
お、圧電体素子1と、ハイブリッドIC13に設けられ
た各手段の電極と、支持台12を貫通する外部接続端子
14の内端部とは、リード線15を介してそれぞれ接続
されている。さらに、この支持台12上に配設された各
種部品はキャップ16によって気密状に封止されてお
り、このキャップ16内には酸化防止用の不活性ガス
(窒素ガス)が封入されている。
作を図1に基づいて説明する。
バック装置が搭載された自動車の運行直前時などに行わ
れるものであり、例えば、自動車のエンジンが始動した
際には、制御手段5から加速度センサに対する故障診断
動作の指示が出される。
ルタ手段3の通過帯域内にある周波数f1とされたタイ
ミング信号が、交流信号出力手段10に接続された入力
端子Aに向かって出力される。そして、この入力端子A
を通じてタイミング信号が入力した交流信号出力手段1
0からはタイミング信号の周期に同期した交流信号が出
力されることになり、この交流信号はコンデンサ11を
介して圧電体素子1に加わることになる。ここで、圧電
体素子1はある容量値を有しているから、その容量値を
C1とし、コンデンサ11の容量値をC2、交流信号出力
手段10から出力される交流信号の電圧をV1とする
と、インピーダンス変換手段2に加わる電圧V2は、 V2=V1・C2/(C1+C2)…… で表されることになる。
換されてフィルタ手段3を通過し、増幅手段4によって
増幅されたうえ、この増幅手段4に接続された出力端子
Bから電圧信号V3として出力される。なお、交流信号
出力手段10は、フィルタ手段3の通過帯域内にある周
波数f1のタイミング信号が入力されることにより、出
力端子Bから一定値の電圧信号V3が出力されるよう予
め調整されている。さらに、この出力端子Bから出力さ
れた電圧信号V3は、マイクロ・コンピュータに組み込
まれた測定・演算手段17に取り込まれる。
と、引き続き、フィルタ手段3の通過帯域外にある周波
数f2のタイミング信号が入力端子Aを通じて交流信号
出力手段10に入力されて上記と同様の動作が繰り返し
て行われたのち、出力端子Bからはフィルタ手段3で減
衰され、かつ、増幅手段4によって増幅された電圧信号
V4が出力される。そして、この電圧信号V4も、測定・
演算手段17に取り込まれる。
は、周波数f1のタイミング信号に対する電圧信号V3及
び周波数f2のタイミング信号に対する電圧信号V4それ
ぞれの変動を測定して演算することが行われることによ
り、加速度センサの故障診断が行われる。そして、この
加速度センサにおいては、上記式で示しているよう
に、コンデンサ11を介して伝達されたうえでインピー
ダンス変換手段2に加わる電圧V 2 が、このインピーダ
ンス変換手段2を介してフィルタ手段3及び増幅手段4
を経たうえで電圧信号V 3 として出力されるので、いず
れの構成要素に異常が生じた場合であっても、電圧信号
V3,V4のうちのいずれかが変動することになり、即座
に故障が発見されることになる。
に生じた割れの発見は難しいとされている。しかしなが
ら、本実施例にかかる加速度センサにおいては、その圧
電体素子1に割れが生じた場合には容量値C1が変化す
ることになり、上記式によって明らかなように、イン
ピーダンス変換手段2に加わる電圧V2が変化すること
になるから、その結果として電圧信号V3,V4が変動す
ることになり、圧電体素子1の割れを確実に発見できる
という利点がある。
速度センサによれば、外部から入力される所定周期の矩
形波信号、すなわち、タイミング信号の周期に同期した
交流信号を出力する交流信号出力手段及びこれと加速度
に対応した信号を出力する圧電体素子との間に介装され
たコンデンサを設けることによって圧電体素子の割れの
検出等、発見が困難であった故障診断を行うことができ
ることとなり、従来例のような外部故障診断装置を設け
る必要がなくなった。
理ブロック図である。
ある。
略化して示す一部破断平面図である。
略化して示す側断面図である。
ブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 加速度(G)に対応した信号を出力する
圧電体素子(1)と、該圧電体素子(1)から出力され
た信号のインピーダンス変換手段(2)と、インピーダ
ンス変換された信号中の不必要な信号成分を除去するフ
ィルタ手段(3)と、インピーダンス変換された信号中
の必要な信号成分を増幅する増幅手段(4)と、外部か
ら入力される矩形波信号の周期に同期した交流信号を出
力し、該交流信号の入力に伴う前記圧電体素子(1)の
出力信号の電圧変動によって故障診断を行わせる交流信
号出力手段(10)と、該交流信号出力手段(10)と
前記圧電体素子(1)との間に介装されて前記交流信号
出力手段(10)から出力される交流信号の電圧を伝達
するコンデンサ(11)とを備えていることを特徴とす
る加速度センサ。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24329991A JP2900658B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 加速度センサ |
DE69211269T DE69211269T2 (de) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Beschleunigungsmessaufnehmer |
EP94120004A EP0646798B1 (en) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Acceleration sensor |
EP92116187A EP0534366B1 (en) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Acceleration sensor |
DE69232273T DE69232273T2 (de) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Beschleunigungsmessaufnehmer |
SG1996001191A SG45196A1 (en) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Acceleration sensor |
EP94120005A EP0646799B1 (en) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Acceleration sensor |
DE69232272T DE69232272T2 (de) | 1991-09-24 | 1992-09-22 | Beschleunigungsmessaufnehmer |
US07/950,478 US5438859A (en) | 1991-09-24 | 1992-09-24 | Acceleration sensor having fault diagnosing device |
US08/392,084 US5517845A (en) | 1991-09-24 | 1995-02-22 | Acceleration sensor having fault diagnosing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24329991A JP2900658B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 加速度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0580075A JPH0580075A (ja) | 1993-03-30 |
JP2900658B2 true JP2900658B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=17101773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24329991A Expired - Lifetime JP2900658B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | 加速度センサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2900658B2 (ja) |
SG (1) | SG45196A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6531884B1 (en) * | 2001-08-27 | 2003-03-11 | Rosemount Inc. | Diagnostics for piezoelectric sensor |
JP2005249446A (ja) | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 振動型圧電加速度センサ |
JP4779423B2 (ja) | 2005-04-26 | 2011-09-28 | パナソニック株式会社 | 振動型圧電加速度センサ素子とこれを用いた振動型圧電加速度センサ |
JP7400690B2 (ja) * | 2020-10-22 | 2023-12-19 | 横河電機株式会社 | 診断装置及び診断方法、並びにフィールド機器 |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP24329991A patent/JP2900658B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-22 SG SG1996001191A patent/SG45196A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SG45196A1 (en) | 1998-01-16 |
JPH0580075A (ja) | 1993-03-30 |
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