JP3332280B2 - ヒートワイヤ型加速度検出器 - Google Patents
ヒートワイヤ型加速度検出器Info
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- JP3332280B2 JP3332280B2 JP00581194A JP581194A JP3332280B2 JP 3332280 B2 JP3332280 B2 JP 3332280B2 JP 00581194 A JP00581194 A JP 00581194A JP 581194 A JP581194 A JP 581194A JP 3332280 B2 JP3332280 B2 JP 3332280B2
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- acceleration
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/006—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses
- G01P15/008—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses by using thermal pick-up
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は一対の発熱型感温手段
または二対の発熱型感温手段を備えたブリッジ回路を有
し、作用する加速度に対応した検出出力が精度よく得ら
れるヒートワイヤ型加速度検出器に関する。
または二対の発熱型感温手段を備えたブリッジ回路を有
し、作用する加速度に対応した検出出力が精度よく得ら
れるヒートワイヤ型加速度検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の加速度センサは、特開平３―１７
６６６９号公報に開示されているように、ケース内にヒ
ータ用薄膜抵抗温度センサを設け、このヒータ用薄膜抵
抗温度センサに電流を流して加熱し、加熱されたヒータ
用薄膜抵抗温度センサの温度に対応した抵抗値を検出し
ておき、この状態で加速度が作用した場合、ケース内に
気流が発生し、気流に伴いヒータ用薄膜抵抗温度センサ
の熱が奪われてヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値が
変化する。
６６６９号公報に開示されているように、ケース内にヒ
ータ用薄膜抵抗温度センサを設け、このヒータ用薄膜抵
抗温度センサに電流を流して加熱し、加熱されたヒータ
用薄膜抵抗温度センサの温度に対応した抵抗値を検出し
ておき、この状態で加速度が作用した場合、ケース内に
気流が発生し、気流に伴いヒータ用薄膜抵抗温度センサ
の熱が奪われてヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値が
変化する。
【０００３】ヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値変化
は、作用する加速度に対応するので、抵抗値変化を検出
することにより加速度が検出されるとするものである。
は、作用する加速度に対応するので、抵抗値変化を検出
することにより加速度が検出されるとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサ
は、ケース内部の気体を加熱する発熱体と、加速度の作
用に伴う温度変化を検出する感温体とを兼用したヒータ
用薄膜抵抗温度センサを用いているため、加速度の絶対
値は検出できるが加速度の作用する方向は検出できない
課題がある。
は、ケース内部の気体を加熱する発熱体と、加速度の作
用に伴う温度変化を検出する感温体とを兼用したヒータ
用薄膜抵抗温度センサを用いているため、加速度の絶対
値は検出できるが加速度の作用する方向は検出できない
課題がある。
【０００５】また、従来の加速度センサは、ヒータ用薄
膜抵抗温度センサ１個で構成されるため、加速度の作用
に伴うヒータ用薄膜抵抗温度センサの温度変化が充分で
ないため加速度の検出精度を高くできない課題がある。
膜抵抗温度センサ１個で構成されるため、加速度の作用
に伴うヒータ用薄膜抵抗温度センサの温度変化が充分で
ないため加速度の検出精度を高くできない課題がある。
【０００６】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は作用する加速度の方向と絶
対値を精度よく検出できるヒートワイヤ型加速度検出器
を提供することにある。
なされたもので、その目的は作用する加速度の方向と絶
対値を精度よく検出できるヒートワイヤ型加速度検出器
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、気体流
路を有しない密閉された空間を形成するケースと、ケー
スの空間内に封入された気体と、ケース内に設け、気体
を加熱して空間内に温度分布を形成するとともに、加速
度の作用による空間内での気体の移動に伴って生ずる温
度変化を検出する一対の発熱型感温手段と、一対の発熱
型感温手段とブリッジ回路を形成する一対の基準抵抗と
を備えたことを特徴とする。
この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、気体流
路を有しない密閉された空間を形成するケースと、ケー
スの空間内に封入された気体と、ケース内に設け、気体
を加熱して空間内に温度分布を形成するとともに、加速
度の作用による空間内での気体の移動に伴って生ずる温
度変化を検出する一対の発熱型感温手段と、一対の発熱
型感温手段とブリッジ回路を形成する一対の基準抵抗と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の一対の発熱型感温手段は、加速度の作用する
方向に所定の距離を離して配置することを特徴とする。
度検出器の一対の発熱型感温手段は、加速度の作用する
方向に所定の距離を離して配置することを特徴とする。
【０００９】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器のケースに封入する気体は、窒素ガスあるい
はアルゴンガスからなる熱伝導性の低い、加圧したガス
であることを特徴とする。
速度検出器のケースに封入する気体は、窒素ガスあるい
はアルゴンガスからなる熱伝導性の低い、加圧したガス
であることを特徴とする。
【００１０】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、加速度の作用方向に配置し、一対の発熱型
感温手段のそれぞれ両側に位置するよう複数の発熱体を
設けたことを特徴とする。
度検出器は、加速度の作用方向に配置し、一対の発熱型
感温手段のそれぞれ両側に位置するよう複数の発熱体を
設けたことを特徴とする。
【００１１】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器は、一対の基準抵抗を発熱型感温手段で形成
し、一対の発熱型感温手段とともにケース内に設け、ブ
リッジ回路を構成することを特徴とする。
速度検出器は、一対の基準抵抗を発熱型感温手段で形成
し、一対の発熱型感温手段とともにケース内に設け、ブ
リッジ回路を構成することを特徴とする。
【００１２】
【作用】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器
は、ケース内に封入された気体を加熱して空間内に温度
分布を形成するとともに、加速度の作用による気体の移
動に伴って生ずる温度変化を検出する一対の発熱型感温
手段と、一対の発熱型感温手段とブリッジ回路を形成す
る一対の基準抵抗とを備え、加速度が作用した場合に一
対の発熱型感温手段が検出する温度変化に対応したブリ
ッジ出力で検出するので、加速度の絶対値を検出するこ
とができる。
は、ケース内に封入された気体を加熱して空間内に温度
分布を形成するとともに、加速度の作用による気体の移
動に伴って生ずる温度変化を検出する一対の発熱型感温
手段と、一対の発熱型感温手段とブリッジ回路を形成す
る一対の基準抵抗とを備え、加速度が作用した場合に一
対の発熱型感温手段が検出する温度変化に対応したブリ
ッジ出力で検出するので、加速度の絶対値を検出するこ
とができる。
【００１３】また、一対の発熱型感温手段を加速度が作
用する方向に所定の距離で配置したので、加速度の作用
する方向を検出することができる。
用する方向に所定の距離で配置したので、加速度の作用
する方向を検出することができる。
【００１４】さらに、ケース内に封入する気体に熱伝導
性が低く、加圧したガスを用い、ケース内の温度勾配を
大きく設定することができるので、検出温度の感度を高
くして作用する加速度を精度よく検出することができ
る。
性が低く、加圧したガスを用い、ケース内の温度勾配を
大きく設定することができるので、検出温度の感度を高
くして作用する加速度を精度よく検出することができ
る。
【００１５】また、複数の発熱体を加速度の作用する方
向にある一対の発熱型感温手段のそれぞれ両側に配置
し、加速度が作用する場合に一対の発熱型感温手段のそ
れぞれが検出する温度変化を大きくできるので、ヒート
ワイヤ型加速度検出器の検出する感度を高くすることが
できる。
向にある一対の発熱型感温手段のそれぞれ両側に配置
し、加速度が作用する場合に一対の発熱型感温手段のそ
れぞれが検出する温度変化を大きくできるので、ヒート
ワイヤ型加速度検出器の検出する感度を高くすることが
できる。
【００１６】さらに、ブリッジを構成する一対の基準抵
抗も発熱体で構成して一対の発熱型感温手段とともにケ
ース内に設け、加速度が作用する場合にブリッジを構成
する各発熱型感温手段のそれぞれが検出する温度変化を
大きくできるので、ヒートワイヤ型加速度検出器の検出
する感度を高くすることができる。
抗も発熱体で構成して一対の発熱型感温手段とともにケ
ース内に設け、加速度が作用する場合にブリッジを構成
する各発熱型感温手段のそれぞれが検出する温度変化を
大きくできるので、ヒートワイヤ型加速度検出器の検出
する感度を高くすることができる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は請求項１〜請求項３に係るヒートワ
イヤ型加速度検出器の構成図である。図１において、ヒ
ートワイヤ型加速度検出器１は、上ケース２と、開口部
３Ａを有する下ケース３と、開口部３Ａの空間内に設け
た一対の発熱型感温手段４Ａ、４Ｂと、開口部３Ａの空
間に封入する気体６と、外部から発熱型感温手段４Ａ、
４Ｂと接続してブリッジ回路７を形成する一対の基準抵
抗５Ａ、５Ｂとから構成する。
て説明する。図１は請求項１〜請求項３に係るヒートワ
イヤ型加速度検出器の構成図である。図１において、ヒ
ートワイヤ型加速度検出器１は、上ケース２と、開口部
３Ａを有する下ケース３と、開口部３Ａの空間内に設け
た一対の発熱型感温手段４Ａ、４Ｂと、開口部３Ａの空
間に封入する気体６と、外部から発熱型感温手段４Ａ、
４Ｂと接続してブリッジ回路７を形成する一対の基準抵
抗５Ａ、５Ｂとから構成する。
【００１８】一対の発熱型感温手段４Ａ、４Ｂは白金や
タングステン等の抵抗体で形成し、加速度（Ｇ）の作用
方向に所定の距離Ｄを離して配置し、気体６は窒素ガス
やアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧したガスを用
い、下ケース３と上ケース２とを密着させて接着して封
入する。また、一対の発熱型感温手段４Ａ（抵抗値Ｒ
１）、４Ｂ（抵抗値Ｒ２）は、リード線で接続し、リー
ド線をケース外に取出し、ケース外に設けた基準抵抗５
Ａ（抵抗値ｒ１）、５Ｂ（抵抗値ｒ２）と接続して
（ｂ）図のような端子ａ〜ｄを備え、４個の抵抗からな
るブリッジ回路７を構成する。
タングステン等の抵抗体で形成し、加速度（Ｇ）の作用
方向に所定の距離Ｄを離して配置し、気体６は窒素ガス
やアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧したガスを用
い、下ケース３と上ケース２とを密着させて接着して封
入する。また、一対の発熱型感温手段４Ａ（抵抗値Ｒ
１）、４Ｂ（抵抗値Ｒ２）は、リード線で接続し、リー
ド線をケース外に取出し、ケース外に設けた基準抵抗５
Ａ（抵抗値ｒ１）、５Ｂ（抵抗値ｒ２）と接続して
（ｂ）図のような端子ａ〜ｄを備え、４個の抵抗からな
るブリッジ回路７を構成する。
【００１９】なお、ヒートワイヤ型加速度検出器１は、
上ケース２、下ケース３、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂの
おのおのを個別（ディスクリート）部品で構成しても、
半導体製造プロセスを用いてシリコンチップ上に蒸着し
て発熱型感温手段４Ａ、４Ｂを設け、エッチングで下ケ
ース３に開口部３Ａを設けるよう構成してもよい。
上ケース２、下ケース３、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂの
おのおのを個別（ディスクリート）部品で構成しても、
半導体製造プロセスを用いてシリコンチップ上に蒸着し
て発熱型感温手段４Ａ、４Ｂを設け、エッチングで下ケ
ース３に開口部３Ａを設けるよう構成してもよい。
【００２０】端子ａ―ｂ間に電源（例えば電圧源ＶI）
を印加すると、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂは消費電力に
対応した熱を発生し、周囲温度より充分高い熱源として
開口部３Ａの空間内に発熱型感温手段４Ａ、４Ｂからの
距離に対応した温度分布を形成する。また、この状態
で、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂはそれぞれ抵抗値Ｒ１、
Ｒ２となるので、端子ｃには抵抗値Ｒ１、Ｒ２で分圧さ
れた電圧ＶXが発生する。
を印加すると、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂは消費電力に
対応した熱を発生し、周囲温度より充分高い熱源として
開口部３Ａの空間内に発熱型感温手段４Ａ、４Ｂからの
距離に対応した温度分布を形成する。また、この状態
で、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂはそれぞれ抵抗値Ｒ１、
Ｒ２となるので、端子ｃには抵抗値Ｒ１、Ｒ２で分圧さ
れた電圧ＶXが発生する。
【００２１】一方、端子ｄには電圧源ＶIを基準抵抗５
Ａ、５Ｂの抵抗値ｒ１、ｒ２で分圧した電圧ＶYが発生
し、加速度（Ｇ）が作用してない状態ではブリッジ回路
７の出力（電位差ＶX−ＶY）が平衡状態（出力電圧＝０
Ｖ）となるよう抵抗値Ｒ１、Ｒ２、ｒ１、ｒ２を設定
（Ｒ１＝Ｒ２、ｒ１＝ｒ２）する。
Ａ、５Ｂの抵抗値ｒ１、ｒ２で分圧した電圧ＶYが発生
し、加速度（Ｇ）が作用してない状態ではブリッジ回路
７の出力（電位差ＶX−ＶY）が平衡状態（出力電圧＝０
Ｖ）となるよう抵抗値Ｒ１、Ｒ２、ｒ１、ｒ２を設定
（Ｒ１＝Ｒ２、ｒ１＝ｒ２）する。
【００２２】この場合、発熱型感温手段４Ａ、４Ｂの発
熱源による開口部３Ａ空間内の温度分布も平衡状態にあ
る。また、気体６に窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導
性の低い、加圧したガスを採用することにより、空間内
には発熱型感温手段４Ａ、４Ｂからの距離に対応した温
度勾配の大きい温度分布が形成される。
熱源による開口部３Ａ空間内の温度分布も平衡状態にあ
る。また、気体６に窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導
性の低い、加圧したガスを採用することにより、空間内
には発熱型感温手段４Ａ、４Ｂからの距離に対応した温
度勾配の大きい温度分布が形成される。
【００２３】平衡状態から、加速度（Ｇ）が（ｂ）図の
ように作用すると、気体６がＰ方向に移動し、発熱型感
温手段４Ａから発熱型感温手段４Ｂに熱の移動が行なわ
れる。熱移動（Ｐ方向）が発生すると開口部３Ａ空間内
の熱平衡が崩れ、発熱型感温手段４Ａの温度が低下し、
発熱型感温手段４Ｂの温度が上昇することにより、発熱
型感温手段４Ａの抵抗値Ｒ１が減少し、発熱型感温手段
４Ｂの抵抗値Ｒ２が増加する。
ように作用すると、気体６がＰ方向に移動し、発熱型感
温手段４Ａから発熱型感温手段４Ｂに熱の移動が行なわ
れる。熱移動（Ｐ方向）が発生すると開口部３Ａ空間内
の熱平衡が崩れ、発熱型感温手段４Ａの温度が低下し、
発熱型感温手段４Ｂの温度が上昇することにより、発熱
型感温手段４Ａの抵抗値Ｒ１が減少し、発熱型感温手段
４Ｂの抵抗値Ｒ２が増加する。
【００２４】加速度（Ｇ）の作用により、抵抗値Ｒ２が
増加し、抵抗値Ｒ１が減少すると、ブリッジ回路７の出
力も不平衡となり、電位差ＶX−ＶYは加速度（Ｇ）に対
応した正の値（ＶX−ＶY＞０）を検出する。一方、加速
度（Ｇ）が（ｂ）図と反対方向に作用する場合には逆の
現象を示し、抵抗値Ｒ１が増加し、抵抗値Ｒ２が減少し
てブリッジ回路７の出力は、加速度（Ｇ）に対応した負
の電位差（ＶX−ＶY＜０）を検出する。
増加し、抵抗値Ｒ１が減少すると、ブリッジ回路７の出
力も不平衡となり、電位差ＶX−ＶYは加速度（Ｇ）に対
応した正の値（ＶX−ＶY＞０）を検出する。一方、加速
度（Ｇ）が（ｂ）図と反対方向に作用する場合には逆の
現象を示し、抵抗値Ｒ１が増加し、抵抗値Ｒ２が減少し
てブリッジ回路７の出力は、加速度（Ｇ）に対応した負
の電位差（ＶX−ＶY＜０）を検出する。
【００２５】このように、ヒートワイヤ型加速度検出器
１は、ブリッジ回路７の出力（電位差ＶX−ＶY）の絶対
値により作用する加速度（Ｇ）の大きさを検出し、出力
の符号（電位差ＶX−ＶYの正、負）により加速度（Ｇ）
の作用する方向を検出する。
１は、ブリッジ回路７の出力（電位差ＶX−ＶY）の絶対
値により作用する加速度（Ｇ）の大きさを検出し、出力
の符号（電位差ＶX−ＶYの正、負）により加速度（Ｇ）
の作用する方向を検出する。
【００２６】次に、ブリッジ回路７の出力（電位差ＶX
−ＶY）について説明する。図２はこの発明に係るヒー
トワイヤ型加速度検出器のブリッジ回路図である。図２
において、ブリッジ回路７は（ａ）図のように、発熱型
感温手段４Ａ、４Ｂの抵抗値Ｒ１、Ｒ２、および基準抵
抗の抵抗値ｒ１、ｒ２から構成され、端子ａ―ｂ間には
電源（例えば、電圧源ＶI）を接続し、端子ｃ―ｄ間を
出力とする。
−ＶY）について説明する。図２はこの発明に係るヒー
トワイヤ型加速度検出器のブリッジ回路図である。図２
において、ブリッジ回路７は（ａ）図のように、発熱型
感温手段４Ａ、４Ｂの抵抗値Ｒ１、Ｒ２、および基準抵
抗の抵抗値ｒ１、ｒ２から構成され、端子ａ―ｂ間には
電源（例えば、電圧源ＶI）を接続し、端子ｃ―ｄ間を
出力とする。
【００２７】接地（ＧＮＤ）に対して、端子ｃの電圧Ｖ
Xおよび端子ｄの電圧ＶYは、それぞれ数１で演算され
る。
Xおよび端子ｄの電圧ＶYは、それぞれ数１で演算され
る。
【００２８】
【数１】
【００２９】また、数１からブリッジ回路７の出力電位
差Ｖｏ（＝ＶX−ＶY）は、数２のように表わされる。
差Ｖｏ（＝ＶX−ＶY）は、数２のように表わされる。
【００３０】
【数２】
【００３１】数２において、Ｒ１＝Ｒ２、ｒ１＝ｒ２に
設定することにより、加速度（Ｇ）が作用しない平衡状
態では出力電位差Ｖｏ＝０が得られる。
設定することにより、加速度（Ｇ）が作用しない平衡状
態では出力電位差Ｖｏ＝０が得られる。
【００３２】平衡状態から、図１に示す加速度（Ｇ）が
作用し、熱移動（Ｐ方向）により抵抗値Ｒ１がΔＲ減少
し、抵抗値Ｒ２がΔＲ増加すると、出力電位差Ｖｏ（＝
ＶX−ＶY）は数３で示す値となる。
作用し、熱移動（Ｐ方向）により抵抗値Ｒ１がΔＲ減少
し、抵抗値Ｒ２がΔＲ増加すると、出力電位差Ｖｏ（＝
ＶX−ＶY）は数３で示す値となる。
【００３３】
【数３】
【００３４】このように、出力電位差Ｖｏは加速度
（Ｇ）に対応した抵抗値の変化量ΔＲに比例した値が得
られる。一方、加速度（Ｇ）が図１と反対方向に作用す
る場合には、出力電位差Ｖｏは数３と符号が逆の値（−
ΔＲ＊ＶI／２Ｒ）が得られる。
（Ｇ）に対応した抵抗値の変化量ΔＲに比例した値が得
られる。一方、加速度（Ｇ）が図１と反対方向に作用す
る場合には、出力電位差Ｖｏは数３と符号が逆の値（−
ΔＲ＊ＶI／２Ｒ）が得られる。
【００３５】図３は請求項４に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構成図である。図３において、ヒートワイヤ
型加速度検出器１１は、下ケース１３の開口部１３Ａ内
に発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂを所定距離Ｄで配置
し、発熱型感温手段１４Ａおよび１４Ｂの両側に複数の
発熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１
〜Ｒｃｎ）を設けた点が図１と異なる。また、図１と同
様に、発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂおよび基準抵抗１
５Ａ、１５Ｂで図２に示すブリッジ回路７を構成する。
度検出器の構成図である。図３において、ヒートワイヤ
型加速度検出器１１は、下ケース１３の開口部１３Ａ内
に発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂを所定距離Ｄで配置
し、発熱型感温手段１４Ａおよび１４Ｂの両側に複数の
発熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１
〜Ｒｃｎ）を設けた点が図１と異なる。また、図１と同
様に、発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂおよび基準抵抗１
５Ａ、１５Ｂで図２に示すブリッジ回路７を構成する。
【００３６】発熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒ
ｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ）は、例えば、各素子を直列に接
続し、端子ｅ―ｆ間に電源を接続して発熱させる。また
ブリッジ回路７の端子ａ―ｂ間に電圧源ＶIを接続し、
発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂを発熱する。
ｂｎ、Ｒｃ１〜Ｒｃｎ）は、例えば、各素子を直列に接
続し、端子ｅ―ｆ間に電源を接続して発熱させる。また
ブリッジ回路７の端子ａ―ｂ間に電圧源ＶIを接続し、
発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂを発熱する。
【００３７】発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂ、および発
熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜
Ｒｃｎ）の発熱による開口部１３Ａ空間内の温度分布が
平衡になった状態の発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂの抵
抗値をＲ１、Ｒ２とし、標準抵抗１５Ａ、１５Ｂの抵抗
値ｒ１、ｒ２と抵抗値をＲ１、Ｒ２とで形成したブリッ
ジ回路７のブリッジ出力（出力電位差Ｖｏ）が平衡（Ｖ
X−ＶY＝０）となるよう設定する。
熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、Ｒｃ１〜
Ｒｃｎ）の発熱による開口部１３Ａ空間内の温度分布が
平衡になった状態の発熱型感温手段１４Ａ、１４Ｂの抵
抗値をＲ１、Ｒ２とし、標準抵抗１５Ａ、１５Ｂの抵抗
値ｒ１、ｒ２と抵抗値をＲ１、Ｒ２とで形成したブリッ
ジ回路７のブリッジ出力（出力電位差Ｖｏ）が平衡（Ｖ
X−ＶY＝０）となるよう設定する。
【００３８】加速度（Ｇ）が図の方向に作用して開口部
１３Ａ空間内にＰ方向の熱移動が発生すると、図１で説
明したように発熱型感温手段１４Ａから発熱型感温手段
１４Ｂに熱が移動して抵抗値Ｒ１が減少し、抵抗値Ｒ２
が増加する。抵抗値Ｒ１の減少、および抵抗値Ｒ２の増
加は、発熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、
Ｒｃ１〜Ｒｃｎ）の熱移動により、図１の変化より大き
な値（例えば、ｋ＊ΔＲ）となるため、ブリッジ出力Ｖ
ｏ（ＶX−ＶY）は数１〜数３の関係からｋ＊ΔＲ＊ＶI
／２Ｒとなる。
１３Ａ空間内にＰ方向の熱移動が発生すると、図１で説
明したように発熱型感温手段１４Ａから発熱型感温手段
１４Ｂに熱が移動して抵抗値Ｒ１が減少し、抵抗値Ｒ２
が増加する。抵抗値Ｒ１の減少、および抵抗値Ｒ２の増
加は、発熱体１６（Ｒａ１〜Ｒａｎ、Ｒｂ１〜Ｒｂｎ、
Ｒｃ１〜Ｒｃｎ）の熱移動により、図１の変化より大き
な値（例えば、ｋ＊ΔＲ）となるため、ブリッジ出力Ｖ
ｏ（ＶX−ＶY）は数１〜数３の関係からｋ＊ΔＲ＊ＶI
／２Ｒとなる。
【００３９】このように、発熱体１６を設けたので、熱
の移動量（温度変化）が大きく設定でき、図１の構成に
較べて同じ加速度（Ｇ）に対して大きなブリッジ出力が
得られるため、ヒートワイヤ型加速度検出器１１の検出
感度を高くできる。
の移動量（温度変化）が大きく設定でき、図１の構成に
較べて同じ加速度（Ｇ）に対して大きなブリッジ出力が
得られるため、ヒートワイヤ型加速度検出器１１の検出
感度を高くできる。
【００４０】一方、加速度（Ｇ）の作用する方向を反対
にした場合、−ｋ＊ΔＲ＊ＶI／２Ｒのブリッジ出力Ｖ
ｏが得られる。なお、気体６に窒素ガスやアルゴンガス
等の熱伝導性の低い、加圧したガスを採用する点は図１
の構成と同様である。
にした場合、−ｋ＊ΔＲ＊ＶI／２Ｒのブリッジ出力Ｖ
ｏが得られる。なお、気体６に窒素ガスやアルゴンガス
等の熱伝導性の低い、加圧したガスを採用する点は図１
の構成と同様である。
【００４１】図４は請求項５に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構成図である。図４において、ヒートワイヤ
型加速度検出器２１は、下ケース２３の開口部２３Ａ空
間内に発熱型感温手段２４Ａ、２４Ｂとともに、図１の
標準抵抗ｒ１、ｒ２に対応する発熱型感温手段２５Ｂ、
２５Ａを設け、発熱型感温手段２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａ
および２５Ｂでブリッジ回路７を構成した点が図１の構
成と異なる。
度検出器の構成図である。図４において、ヒートワイヤ
型加速度検出器２１は、下ケース２３の開口部２３Ａ空
間内に発熱型感温手段２４Ａ、２４Ｂとともに、図１の
標準抵抗ｒ１、ｒ２に対応する発熱型感温手段２５Ｂ、
２５Ａを設け、発熱型感温手段２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａ
および２５Ｂでブリッジ回路７を構成した点が図１の構
成と異なる。
【００４２】端子ａ―ｂ間に電源ＶIを接続し、発熱型
感温手段２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａおよび２５Ｂを発熱さ
せ、開口部２３Ａ空間内の熱平衡が取れた状態のブリッ
ジ回路７出力Ｖｏ（端子ｃ―ｄ間）が平衡（ＶX−ＶY＝
０）となるよう抵抗値Ｒ１、Ｒ２、ｒ２、ｒ１を設定す
る。
感温手段２４Ａ、２４Ｂ、２５Ａおよび２５Ｂを発熱さ
せ、開口部２３Ａ空間内の熱平衡が取れた状態のブリッ
ジ回路７出力Ｖｏ（端子ｃ―ｄ間）が平衡（ＶX−ＶY＝
０）となるよう抵抗値Ｒ１、Ｒ２、ｒ２、ｒ１を設定す
る。
【００４３】加速度（Ｇ）が図の方向に作用して開口部
２３Ａ空間内にＰ方向の熱移動が発生すると、発熱型感
温手段２４Ａ、２５Ａから発熱型感温手段２４Ｂ、２５
Ｂに熱が移動して抵抗値Ｒ１、ｒ２が減少し、抵抗値Ｒ
２、ｒ１が増加する。
２３Ａ空間内にＰ方向の熱移動が発生すると、発熱型感
温手段２４Ａ、２５Ａから発熱型感温手段２４Ｂ、２５
Ｂに熱が移動して抵抗値Ｒ１、ｒ２が減少し、抵抗値Ｒ
２、ｒ１が増加する。
【００４４】抵抗値Ｒ１、ｒ２の減少を−ΔＲ、−Δｒ
とし、抵抗値Ｒ２、ｒ１の増加をΔＲ、Δｒとすると、
ブリッジ出力Ｖｏ（ＶX−ＶY）は数４で表わされる。
とし、抵抗値Ｒ２、ｒ１の増加をΔＲ、Δｒとすると、
ブリッジ出力Ｖｏ（ＶX−ＶY）は数４で表わされる。
【００４５】
【数４】
【００４６】このように、発熱型感温手段２５Ａ（ｒ
２）、２５Ｂ（ｒ１）を設けたので、熱の移動量（温度
変化）が大きく設定でき、図１の構成に較べて同じ加速
度（Ｇ）に対して大きなブリッジ出力が得られるため、
ヒートワイヤ型加速度検出器２１の検出感度を高くでき
る。
２）、２５Ｂ（ｒ１）を設けたので、熱の移動量（温度
変化）が大きく設定でき、図１の構成に較べて同じ加速
度（Ｇ）に対して大きなブリッジ出力が得られるため、
ヒートワイヤ型加速度検出器２１の検出感度を高くでき
る。
【００４７】なお、気体６に窒素ガスやアルゴンガス等
の熱伝導性の低い、加圧したガスを採用する点、および
発熱型感温手段２４Ａ、２４Ｂの相対距離Ｄに設定する
点は図１の構成と同様である。
の熱伝導性の低い、加圧したガスを採用する点、および
発熱型感温手段２４Ａ、２４Ｂの相対距離Ｄに設定する
点は図１の構成と同様である。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように請求項１〜請求項３
に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、熱伝導性が低
く、加圧したガスを封入したケース内に一対の発熱型感
温手段を所定の距離を保って配置し、一対の発熱型感温
手段と一対の外付け基準抵抗とでブリッジ回路を構成し
たので、加速度の作用により発生するケース内の熱移動
を一対の発熱型感温手段の抵抗値変化で検出でき、ブリ
ッジの出力電圧と符号に基づいて加速度の絶対値を高感
度に検出できるとともに、加速度の作用方向も検出する
ことができる。
に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、熱伝導性が低
く、加圧したガスを封入したケース内に一対の発熱型感
温手段を所定の距離を保って配置し、一対の発熱型感温
手段と一対の外付け基準抵抗とでブリッジ回路を構成し
たので、加速度の作用により発生するケース内の熱移動
を一対の発熱型感温手段の抵抗値変化で検出でき、ブリ
ッジの出力電圧と符号に基づいて加速度の絶対値を高感
度に検出できるとともに、加速度の作用方向も検出する
ことができる。
【００４９】また、請求項４に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、ケース内に一対の発熱型感温手段ととも
に、複数の発熱体を設け、ケース内の熱移動量（温度変
化）を大きくすることができるので、加速度の絶対値を
より高感度に検出することができる。
度検出器は、ケース内に一対の発熱型感温手段ととも
に、複数の発熱体を設け、ケース内の熱移動量（温度変
化）を大きくすることができるので、加速度の絶対値を
より高感度に検出することができる。
【００５０】さらに、請求項５に係るヒートワイヤ型加
速度検出器は、ケース内に二対の発熱型感温手段を設
け、４個の発熱型感温手段でブリッジ回路を構成したの
で、加速度の絶対値をより高感度に検出することができ
る。
速度検出器は、ケース内に二対の発熱型感温手段を設
け、４個の発熱型感温手段でブリッジ回路を構成したの
で、加速度の絶対値をより高感度に検出することができ
る。
【００５１】よって、加速度の作用方向と絶対値を検出
できる、高感度のヒートワイヤ型加速度検出器を提供す
ることができる。
できる、高感度のヒートワイヤ型加速度検出器を提供す
ることができる。
【図１】請求項１〜請求項３に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構成図
度検出器の構成図
【図２】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
ブリッジ回路図
ブリッジ回路図
【図３】請求項４に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
構成図
構成図
【図４】請求項５に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
構成図
構成図
１，１１，２１…ヒートワイヤ型加速度検出器、２，１
２，２２…上ケース、３，１３，２３…下ケース、３
Ａ，１３Ａ，２３Ａ…開口部、４Ａ，４Ｂ，１４Ａ，１
４Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ…発熱型感温手
段、５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ…基準抵抗、６…気
体、７…ブリッジ回路、１６…発熱体、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆ…端子、Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２…ブリッジ
抵抗値、ＶI…電圧源、ＶX…端子ｃの電圧、ＶY…端子
ｄの電圧、Ｖｏ…ブリッジ出力（ＶX−ＶY）。
２，２２…上ケース、３，１３，２３…下ケース、３
Ａ，１３Ａ，２３Ａ…開口部、４Ａ，４Ｂ，１４Ａ，１
４Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ…発熱型感温手
段、５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ…基準抵抗、６…気
体、７…ブリッジ回路、１６…発熱体、ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆ…端子、Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２…ブリッジ
抵抗値、ＶI…電圧源、ＶX…端子ｃの電圧、ＶY…端子
ｄの電圧、Ｖｏ…ブリッジ出力（ＶX−ＶY）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−240573（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−369481（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−369482（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/12 G01P 15/02 - 15/03 G01P 9/00 G01C 19/00
Claims (5)
- 【請求項１】 気体流路を有しない密閉された空間を形
成するケースと、このケースの前記空間内に封入された
気体と、前記ケース内に設け、前記気体を加熱して前記
空間内に温度分布を形成するとともに、加速度の作用に
よる前記空間内での前記気体の移動に伴って生ずる温度
変化を検出する一対の発熱型感温手段と、この一対の発
熱型感温手段とブリッジ回路を形成する一対の基準抵抗
とを備えたことを特徴とするヒートワイヤ型加速度検出
器。 - 【請求項２】 前記一対の発熱型感温手段は、加速度の
作用する方向に所定の距離を離して配置することを特徴
とする請求項１記載のヒートワイヤ型加速度検出器。 - 【請求項３】 前記ケースに封入する前記気体は、窒素
ガスあるいはアルゴンガスからなる熱伝導性の低い、加
圧したガスであることを特徴とする請求項１記載のヒー
トワイヤ型加速度検出器。 - 【請求項４】 前記加速度の作用方向に配置し、前記一
対の発熱型感温手段のそれぞれ両側に位置するよう複数
の発熱体を設けたことを特徴とする請求項１記載のヒー
トワイヤ型加速度検出器。 - 【請求項５】 前記一対の基準抵抗を発熱型感温手段で
形成し、前記一対の発熱型感温手段とともに前記ケース
内に設け、ブリッジ回路を構成することを特徴とする請
求項１記載のヒートワイヤ型加速度検出器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00581194A JP3332280B2 (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | ヒートワイヤ型加速度検出器 |
| EP95300345A EP0664456B1 (en) | 1994-01-20 | 1995-01-20 | Acceleration sensor |
| US08/376,155 US5719333A (en) | 1994-01-20 | 1995-01-20 | Acceleration sensor |
| DE69510569T DE69510569T2 (de) | 1994-01-20 | 1995-01-20 | Beschleunigungsmessaufnehmer |
| US09/020,999 US5945601A (en) | 1994-01-20 | 1998-02-09 | Acceleration sensor with temperature resistor elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00581194A JP3332280B2 (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | ヒートワイヤ型加速度検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209324A JPH07209324A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3332280B2 true JP3332280B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=11621471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00581194A Expired - Fee Related JP3332280B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-24 | ヒートワイヤ型加速度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3332280B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5051039B2 (ja) * | 2008-07-23 | 2012-10-17 | 株式会社デンソー | 圧力センサ |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP00581194A patent/JP3332280B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07209324A (ja) | 1995-08-11 |
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