JPH05340963A - 加速度信号発生器 - Google Patents

加速度信号発生器

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JPH05340963A
JPH05340963A JP3647193A JP3647193A JPH05340963A JP H05340963 A JPH05340963 A JP H05340963A JP 3647193 A JP3647193 A JP 3647193A JP 3647193 A JP3647193 A JP 3647193A JP H05340963 A JPH05340963 A JP H05340963A
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JP
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signal generator
casing
acceleration
acceleration signal
acceleration sensor
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JP3647193A
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English (en)
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Horst Plankenhorn
プランケンホルン ホルスト
Gurtner Johann
グルトナー ヨハン
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Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Mannesmann Kienzle GmbH
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速度信号発生器において、自動車内部に生
じる気候条件に適するようにし、製造と使用との点で、
大量生産の条件を満たすようにする。 【構成】 2つの部分から成るケーシングが設けられて
おり、該ケーシングがプリント配線板への装着手段を備
えておりかつ密に閉鎖可能であり、このケーシング内
に、加速度センサ8と、回路担体18,19に接触した
電子素子20〜24を有する評価回路とが配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロメカニカル構造
技術で製造された少なくとも1つの容量型の加速度セン
サを備えた加速度信号発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】このような加速度信号発生器では、1つ
または2つの定置の電極と、シリコン基板から揺動可能
に構造化された質量体に配属されている可動の電極との
間の容量的な距離測定に基づき、加速度測定が実施され
る。このような測定原理は周知のように感度が高い点で
優れている。この場合、差動測定法の採用によって、た
とえば温度に関連した測定誤差がセルフバランシングに
よって除去可能であり、満足しうる直線性が得られる。
【0003】他面、測定値に関連した容量変化はマイク
ロメカニックセンサでは極めて小さいので、結露もしく
は凍結や、加速度センサと評価回路との間の接続線路の
接触個所の腐食や、さらに、特にこのような接続線路に
よって生ぜしめられる寄生容量、さらに電界の影響が特
に長時間安定性に関して測定精度にきわめて不利に作用
する。
【0004】容量型加速度センサのマイクロメカニック
的な製造には、極めて大きな手間がかかり、しかも当該
加速度信号発生器に合わせて、大量生産に適したアーキ
テクチャと、市販可能かつ多目的に使用可能な構造と、
場合によっては機械的な取扱い性とを必要とする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、本発明の課
題は、自動車内部において生じる気候条件に適してい
て、製造と使用との点で、大量生産の条件が満たされる
ような加速度信号発生器を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、2つの部分から成るケーシングが
設けられており、該ケーシングがプリント配線板への装
着手段を備えておりかつ密に閉鎖可能であり、このケー
シング内に、加速度センサと、回路担体に接触した電子
素子を有する評価回路とが配置されているようにした。
【0007】
【発明の効果】本発明のように構成されていると、自動
車内部に生じる気候条件を原因とする測定精度への不都
合な影響が回避され、製造時に大きな手間がかからず、
多目的に使用可能となり、大量生産に適したアーキテク
チャが得られる。
【0008】本発明の別な有利な構成は請求項2以下に
記載されている。
【0009】本発明の大きな利点は、次の通りである。
すなわち、本発明による加速度信号発生器は、プリント
配線板に差込み接触可能な、市販可能な電子構成ユニッ
トである。この電子構成ユニットはその出力側から、比
較的大きな距離にわたり伝送可能で簡単な手段で処理で
きる明瞭な測定信号を供給する。この利点は、加速度セ
ンサとして、極めてコンパクトに実現可能なパルス幅変
調回路と結合された差動コンデンサが使用されるような
測定装置で特に著しい。ここで強調したいのは、加速度
センサとベースとの熱膨張率が互いに近寄っている理由
から、加速度センサがベースに直接固定されていること
により、温度に関連した機械的な応力の、測定結果への
影響が充分に回避されることである。さらに、加速度セ
ンサと、評価回路の担体としてのプリント配線板との間
の接続線路が可能な限り短くなるような考慮が払われて
いる。製造技術的な利点は、加速度センサとプリント配
線板、との選択された配置、もしくはこのプリント配線
板に適当に形成された舌片により、接続ワイヤのボンデ
ィングをほぼ1平面内で行なうことができるという事実
に認められる。ケーシングの気密な構成により、保護ガ
スの封入が可能になり、この保護ガスは加速度センサの
たわみ振動子の減衰媒体として役立つ。その減衰作用は
保護ガスの圧力によって調節可能である。さらに、ケー
シングが気密になっているので、次のような加速度セン
サ、つまり、最小のプロセスでガラス・シリコン・ガラ
ス層パッケージとして製造されていて、しかも、このシ
リコンパッケージにおいて、電極と接続コンタクトとの
間の導線の導出に基づき、たわみ振動子を収容した室が
外部と通じているような加速度センサを使用することが
できる。
【0010】したがって、本発明は、繰返し精度の高い
感度と、直線的な作業範囲、ならびに、頑丈なアーキテ
クチャによって、特に自動車における使用に適すると共
に、コストの極めて低い、大量生産に適した加速度信号
発生器を提供する。
【0011】さらに、特に効果的には、2つまたは3つ
の加速度センサを同一のケーシングに組み込むことによ
り、当該加速度信号発生器によって複数のジメンション
が感知可能となり、評価に用いられる集積された電子素
子が比較的有効に使用可能である。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【0013】図1は加速度信号発生器を、ベース1とカ
バー2とから成るケーシング3を備えた電子構成ユニッ
トとして示した図である。ベース1に固定された複数の
コンタクトピン(このうち1つだけを符号4で示す)は、
機器類のたとえばプリント配線板に、ケーシングを直接
固定するのに付加的に役立つ。図示のケーシング3にお
いては、ベース1とカバー2とは金属から成っていて、
ひいては、外部の電界に対してシールド作用を有してい
る。これらのベースとカバーとは、両側で形成された縁
部5で、有利には環状のリブ6を介して互いに溶接さ
れ、場合によっては保護ガスで充填される。図2に示し
たように、コンタクトピン4は、絶縁体として働くたと
えばガラスコンパウンド7によってベース1に埋め込ま
れている。ベース1はコバール(KOVAR)と呼ばれ
る鋼から製造されていると有利である。ベース1または
両ケーシング部分はセラミックスから製造してもよく、
電界に対するシールドが必要とされる場合には、メタラ
イジングすることができる。
【0014】図2および図3は、有利には差動コンデン
サとして形成された、マイクロメカニックな加速度セン
サ8を示した図である。この加速度センサは、ベース1
の内面9に直接固定されている。すでに冒頭で述べたよ
うに、加速度センサ8はガラス・シリコン・ガラス層パ
ッケージからなっており、この層パッケージにおいて、
加速度を感知する素子はシリコン層からたわみ振動子と
して構造化されている。符号10,11,12で、加速
度センサ8の電極(図示せず)に配属された接続コンタ
クトが示されている。これらの接続コンタクトは、加速
度センサ8のガラス層13に互いに隣接して配置される
と有利である。これらは、ボンディングされたワイヤ
(このうち1つだけを符号14で示す)によって、コン
タクト15,16,17に接続されており、これらのコ
ンタクトは回路担体として役立つプリント配線板18、
もしくはこのプリント配線板に形成された舌片19に位
置している。プリント配線板18は、加速度センサから
提供された信号の評価のために必要な電子素子、つま
り、抵抗20,21,22と、マルチゲート23と、別
のゲート24とを支持している。図面を見やすくするた
めに、プリント配線板18に被着された導体路は、完全
には図示していない。コンタクト25,26,27のう
ちの2つは供給電圧の印加に役立ち、これに対して1つ
は測定信号を案内する。
【0015】図4と図5とに示された実施例は、前述の
構成による2つの加速度センサ28,29を備えた加速
度信号発生器を示している。この実施例では、L字形の
支持体30が設けられており、この支持体は端面側で、
有利には3か所でベース31に溶接されている。加速度
センサ28,29は、外側に向けられた前記支持体30
の表面に固定されている。さらに、これらの表面にはコ
ンタクト支持体32,33が固定されていて、これらの
コンタクト支持体はフレキシブルな導電部分34,35
によって、ベース31に固定されたプリント配線板36
に接続されている。特に図5からわかるように、コンタ
クト支持体32,33は加速度センサ28,29の接続
コンタクト(詳細は図示せず)に直接配属されている。
この場合、プリント配線板36は、互いに直交する両加
速度センサを評価するための電子素子を支持しており、
そのために、共通の電圧供給に用いられる接続部37,
38のほかに、2つの測定信号出力側39,40を有し
ている。マルチゲート41は、両加速度センサ28,2
9の信号を評価するために用いられる。さらに、プリン
ト配線板36は抵抗(このうちの1つを符号42で示
す)ならびに、各加速度センサ28;29にそれぞれ配
属されたゲート43,44を支持している。
【0016】さらに詳しく述べると、ケーシング3内に
加速度センサを3つ配置したい場合には、2つの平面内
に電子素子を配置することもできる。すなわち、フレキ
シブルな導電路によって適宜に互いに接続された2つの
プリント配線板部分を、電子素子が互いに向かい合うよ
うに、上下して配置するのである。さらに、評価回路
が、集積回路として形成されることにより、スペースを
一層節約することができる。このことは、回路を選択す
れば容易に実施可能である。これにより、1つのケーシ
ングにおいて複数の加速度センサを使用する場合に、加
速度センサの幅に相当する高さを有する扁平なケーシン
グとしてこのケーシングを形成することが問題なくでき
るのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による加速度信号発生器の斜視図であ
る。
【図2】1つの加速度センサを備えた、本発明の第1実
施例による加速度信号発生器の断面図である。
【図3】図2に示した加速度信号発生器を、カバーを取
り外した状態で示した平面図である。
【図4】2つの加速度センサを備えた、本発明の第2実
施例による加速度信号発生器を、ベースに装備した状態
で示した平面図である。
【図5】図4に示した加速度信号発生器の側面図であ
る。
【符号の説明】
1 ベース、 2 カバー、 3 ケーシング、 4
コンタクトピン、 5縁部、 6 リブ、 7 ガラス
コンパウンド、 8 加速度センサ、 9内面、 1
0,11,12 接続コンタクト、 13 ガラス層、
14 ワイヤ、 15,16,17 コンタクト、
18 プリント配線板、 19 舌片、 20,21,
22 抵抗、 23 マルチゲート、 24 ゲート、
25,26,27 コンタクト、 28,29 加速
度センサ、 30 支持体、31 ベース、 32,3
3 コンタクト支持体、 34,35 導電部分、36
プリント配線板、 37,38 接続部、 39,4
0 測定信号出力側、 41 マルチゲート、 42
抵抗、 43,44 ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホルスト プランケンホルン ドイツ連邦共和国 フィリンゲン−シュヴ ェニンゲン ブライスアッハー シュトラ ーセ 10 (72)発明者 ヨハン グルトナー ドイツ連邦共和国 ブリッヒアッハタール −クレンゲン フランケンヴェーク 8

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロメカニカル構造技術で製造され
    た少なくとも1つの容量型の加速度センサを備えた加速
    度信号発生器において、2つの部分から成るケーシング
    (3)が設けられており、該ケーシングがプリント配線
    板への装着手段を備えておりかつ密に閉鎖可能であり、
    このケーシング(3)内に、前記加速度センサ(8)
    と、回路担体(18,19)に接触した電子素子(20
    〜24)を有する評価回路とが配置されていることを特
    徴とする加速度信号発生器。
  2. 【請求項2】 前記加速度センサの接続コンタクトと、
    前記評価回路との間の接続線路の長さがそれぞれ最小限
    となるように、前記回路担体(18,19)が形成され
    かつ前記加速度センサに対置されている、請求項1記載
    の加速度信号発生器。
  3. 【請求項3】 前記回路担体(18,19)と前記加速
    度センサ(8)とが、ベース(1)として形成されたケ
    ーシング部分の表面上に互いに隣接して固定されてい
    る、請求項1記載の加速度信号発生器。
  4. 【請求項4】 前記両ケーシング部分(1,2)が保護
    ガス雰囲気中で互いに溶接されている、請求項1記載の
    加速度信号発生器。
  5. 【請求項5】 前記ケーシング(3)が導電性に形成さ
    れており、プリント配線板への装着に役立つ固定ピンと
    コンタクトピン(4)とが、ベース(1)として形成さ
    れたケーシング部分に絶縁されて取り付けられている、
    請求項1記載の加速度信号発生器。
  6. 【請求項6】 前記ケーシング(3)内に、複数の加速
    度センサ(28,29)が、互いに直交する平面上に配
    置されており、前記回路担体(36)がフレキシブルに
    形成されていて、少なくとも1つのコンタクト支持体
    (32,33)によって、加速度センサ(28,29)
    の接続コンタクトに対して平行な位置をとるように取り
    付けられている、請求項1記載の加速度信号発生器。
  7. 【請求項7】 前記加速度センサ(8)が差動コンデン
    サとして形成されており、前記評価回路が2つの単安定
    マルチバイブレータと、1つの排他的OR素子とを有し
    ている、請求項1記載の加速度信号発生器。
JP3647193A 1992-02-27 1993-02-25 加速度信号発生器 Pending JPH05340963A (ja)

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DE9202533.1 1992-02-27
DE9202533U DE9202533U1 (de) 1992-02-27 1992-02-27 Beschleunigungsgeber

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JP3647193A Pending JPH05340963A (ja) 1992-02-27 1993-02-25 加速度信号発生器

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