JPH06258341A - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

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JPH06258341A
JPH06258341A JP5065919A JP6591993A JPH06258341A JP H06258341 A JPH06258341 A JP H06258341A JP 5065919 A JP5065919 A JP 5065919A JP 6591993 A JP6591993 A JP 6591993A JP H06258341 A JPH06258341 A JP H06258341A
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JP
Japan
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support
weight
axis
frame
acceleration sensor
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JP5065919A
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English (en)
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Notsutomaiyaa Kai
ノットマイヤー カイ
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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Priority to DE4406867A priority patent/DE4406867C2/de
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 X軸およびY軸回りの角加速度とZ軸方向の
加速度との3つの加速度を検出することができる加速度
センサを提供する。 【構成】 内側フレーム21から外側へ向かって順次、
内側支持体24、重り22、外側支持体25、外側フレ
ーム23を同心に配置する。支持体24,25は、曲げ
およびねじり変形可能で、かつ面と平行な方向に変形し
ないような薄い膜または板状に形成する。内側支持体2
4の内周部には、X軸上において内側フレーム21と連
結する内側連結部26,26を形成する。内側支持体2
4の外周部には、Y軸上において重り22と連結する外
側連結部27,27を形成する。外側支持体25の内周
部には、Y軸上において重り22と連結する内側連結部
28を形成する。外側支持体25の外周部にはX軸上に
おいて外側フレーム23と連結する外側連結部29を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両等に作用する加
速度を検出するための加速度を検出するようにした加速
度センサに関する。
【0002】
【従来の技術】この種の加速度センサの1つとして半導
体加速度センサがある。半導体加速度センサは、変位可
能な重りと、この重りに対向して配置された固定電極と
を備えており、重りと固定電極との間隔変化に対応する
静電容量変化に基づいて加速度を検出するようになって
いる。
【0003】このような加速度センサは、例えば特開平
4ー130277号公報、特開平4ー252961号公
報等に記載されている。前者の公報に記載の加速度セン
サは、重りを1軸方向へ変位可能に設けたものであり、
1軸方向の加速度を検出することができる。また、後者
の公報に記載の加速度センサは、第1の重りをX軸を中
心として回動可能に設けるとともに、この第1の重りに
第2の重りをY軸を中心として回動自在に設けたもので
あり、X軸およびY軸回りの角加速度を検出することが
できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】加速度には、X、Y、
Z軸方向の加速度と各軸回りの角加速度との6つの加速
度がある。したがって、加速度センサが1つの加速度し
か検出することができない場合には、6個のセンサが必
要である。これに対し、1つのセンサで複数の加速度を
検出することができれば、それだけ加速度センサの数を
減らすことができ、加速度センサに要する費用および設
置の手間等を軽減することができる。
【0005】しかしながら、上記従来の加速度センサ
は、せいぜい2軸に関する加速度を検出することができ
るだけであり、さらに多くの加速度を検出することがで
きる加速度センサの開発が要望されていた。
【0006】この発明は、上記要望に応えるためになさ
れたものであり、より多くの加速度、具体的にはX軸お
よびY軸回りの角加速度と、Z軸方向の加速度との3つ
の加速度を検出することができる加速度センサを提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、フレームの内側または外側に重りが
配置され、これらフレームと重りとの間に重りを変位可
能に支持する支持体が配置され、上記重りと固定電極間
の間隔変化に対応する静電容量の変化によって加速度を
検出するようにした加速度センサにおいて、上記支持体
を薄いリング状に形成し、この支持体の外周部の上記重
りの中心を通るX軸と交差する2箇所には、支持体を上
記フレームと上記重りとのうちの支持体の外側に配置さ
れた一方に連結する外側連結部を形成し、上記支持体の
内周部の上記重りの中心を通るY軸と交差する2箇所に
は、支持体を上記フレームと上記重りとのうちの他方に
連結する内側連結部を形成したことを特徴とするもので
ある。
【0008】
【作用】支持体は、外側連結部と内側連結部との間の部
分が捩りおよび曲げ弾性変形することにより、重りをX
軸およびY軸をそれぞれ中心として回動可能に支持する
ともに、Z軸方向へ移動可能に支持する。したがって、
X軸およびY軸回りの角加速度およびZ軸方向の加速度
を検出することができる。
【0009】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面の図
1〜図4を参照して説明する。なお、図1(A)はこの
発明に係る加速度センサの平面図であり、図1(B)は
図1(A)のB−B矢視断面図である。図1(B)から
明らかなように、この加速度センサ1は、三層構造をな
しており、中央部の基板2と、上下のガラス板3,4と
を備えている。
【0010】基板2は、半導体たるシリコン板状に形成
したものであり、異方性エッチングによって次のような
構造に形成されている。なお、以下においては、説明の
便宜上、基板2の中央を通り、かつ基板2と平行な2つ
の軸をX軸、Y軸とし、これらX軸およびY軸と直交す
る軸をZ軸とする。
【0011】基板2には、その中央部に正方形状をなす
内側フレーム21が形成され、この内側フレームの外側
に正方形のリング状をなす重り22が形成され、この重
り22の外側に内周が正方形で外周が長方形状をなす外
側フレーム23が形成されている。内側フレーム21,
重り22および外側フレーム23は、それぞれの辺が中
央部においてX軸、Y軸と直交するように配置されてい
る。
【0012】内側フレーム21と重り22との間には、
正方形のリング状をなす内側支持体24が形成されてい
る。内側支持体24は、Z軸方向における重り22の両
端部にそれぞれ形成されている。以下、図1(B)にお
いて上側に位置する内側支持体24を上内側支持体24
uと称し、下側に位置する内側支持体24を下内側支持
体24dと称する。
【0013】重り22と外側フレーム23との間には、
正方形のリング状をなす外側支持体25が形成されてい
る。外側支持体25も内側支持体24と同様に、上外側
支持体25uと下外側支持体25dとがある。
【0014】内側支持体24および外側支持体25は、
薄膜または薄板状に形成されており、Z軸方向に向かう
曲げ力および捩り力に対しては比較的容易に弾性変形す
るが、X軸およびY軸方向に向かう力、特に引っ張り力
に対してはほとんど弾性変形しないようにその寸法が設
定されている。ちなみに、この実施例では、内側支持体
24は、外側の一辺の長さが1mmの正方形で、幅が
0.09mmであり、外側支持体25は、外側の一辺の
長さが3.1mmの正方形で、幅が0.17mmであるの
に対し、両者の厚さはいずれも0.01mmに設定され
ている。
【0015】上内側支持体24uの左右(図1(A)に
おける左右。以下、同じ。)の2辺の中央部には、内側
へ向かって突出する内側連結部26が形成されている。
この内側連結部26により、上内側支持体24uと内側
フレーム21とがX軸上において連結されている。ま
た、上内側支持体24uの上下(図1(A)における上
下。以下、同じ。)の2辺の中央部には、外側へ向かっ
て突出する外側連結部27が形成されている。この外側
連結部27により、内側支持体24uと重り22とがY
軸上において連結されている。
【0016】下内側支持体24dにも、上内側支持体2
4uと同様に、支持体24dを内側フレーム21と連結
する内側連結部26と、支持体24dを重り22と連結
する外側連結部27とがそれぞれ形成されている。ただ
し、下内側支持体24dの内側連結部26はY軸上に形
成され、外側連結部27はX軸上に形成されている。つ
まり、下内側支持体24dの連結部26,27は、上内
側支持体24uの各連結部26、27に対して位相がそ
れぞれ90°ずらされている。なお、各連結部26,2
7の厚さは支持体24と同一であるが、その幅は支持体
24の幅より広くなっている。
【0017】上外側支持体25uの上下の2辺の中央部
には、内側へ向かって突出する内側連結部28が形成さ
れ、この内側連結部28によって外側支持対25uと重
り22とがY軸線上において連結されている。上外側支
持体25uの左右の2辺には、外側へ突出する外側連結
部29が形成されており、この外側連結部29によって
上外側支持体25uと外側フレーム23とがX軸上にお
いて連結されている。なお、この配置から明らかなよう
に、上外側支持体25uの内側連結部28と外側連結部
29とは、上内側支持体24uの内側連結部26と外側
連結部27とに対してそれぞれ位相が90°ずらされて
いる。
【0018】下外側支持体25dにも、上外側支持体2
5uと同様に、内側連結部28,29がそれぞれ形成さ
れている。ただし、下外側支持体25dの内側連結部2
8はY軸上に形成され、外側連結部29はX軸上に形成
されており、上外側支持体25uの各連結部28、29
に対し周方向へ90°位相がずらされている。なお、各
連結部28,29の厚さは支持体25と同一であるが、
その幅は支持体25の幅より広くなっている。
【0019】上記重り22の上面には、4つの電極31
〜34がメッキ、蒸着その他の手段によって形成されて
いる。電極31,33は、X軸上に配置され、しかも中
心Oを間にして互いに逆側に配置されている。電極3
2,34は、Y軸上に配置され、中心Oを間にして互い
に逆側に配置されている。同様に、重り22の下面に
も、4つの電極35〜38(電極35,37のみ図示)
が形成されている。
【0020】なお、電極31〜34は、外側フレーム2
3の上面に形成された4つの端子39に、重り22、上
外側支持体25uおよび外側フレーム23に渡って形成
されたリード線40を介してそれぞれ接続されている。
勿論、端子39およびリード線40は、メッキ、蒸着そ
の他の手段によって形成されている。
【0021】上記ガラス板3の下面には、重り22と対
向する部分に略正方形の環状をなす凹部3aが形成され
ている。この凹部3aの底面には、4つの固定電極41
〜44(電極41,43のみ図示)がそれぞれメッキ、
蒸着その他の手段によって形成されている。各固定電極
41〜44は、それぞれ上記電極31〜34と対向して
配置されており、各電極31〜34とでコンデンサ
1,C2,C3,C4を構成している。
【0022】ガラス板4にも、ガラス板3と同様に、凹
部4aが形成されるとともに、凹部4aの底面には、重
り22の電極35〜38とコンデンサC5〜C8を構成す
る電極45〜48(電極45,47のみ図示)が形成さ
れている。
【0023】なお、図示していないが、ガラス板3,4
には、スルーホールが形成されるとともに、その内面に
メッキその他の手段によって導体層が形成されており、
上記電極41〜48は、導体層を介してガラス板3の上
面とガラス板4の下面とにそれぞれ導出され、同上面ま
たは下面に形成された4個宛形成された端子にそれぞれ
接続されている。そして、各端子からコンピュータ等に
接続されるようになっている。また、各ガラス板3,4
には、上記基板2の上面および下面に形成された端子3
9(下面の端子は図示していない)に接触する端子がそ
れぞれ形成され、各端子は上記と同様にしてガラス板
3,4の上面または下面に形成された端子に接続されて
いる。
【0024】ガラス板3,4は、基板2にそれぞれ固着
されている。通常、陽極接合法によって固着されるが、
他の方法によって固着してもよいことは勿論である。
【0025】次に、上記構成の加速度センサ1の作用を
図3および図4に基づいて説明する。加速度センサ1に
Z軸方向の加速度が作用した場合には、重り22がZ軸
方向へ平行移動する。これに伴って支持体24,25の
各連結部26〜29のうちの重り22に連結された連結
部、すなわち上下の内側支持体24u,24dの外側連
結部27、上下の外側支持体25u,25dの内側支持
体28が重り22と共に移動する。勿論、連結部26〜
29のうちの内側フレーム21と外側フレーム23にそ
れぞれ連結された内側連結部26および外側連結部29
は、位置が変わることがない。
【0026】図4に示すように、上外側支持体25uの
内側連結部28がZ軸方向へ移動すると、上外側支持体
25uのうちの内側連結部28と外側連結部29との間
に位置する部分Pが捩りおよび曲げ弾性変形を受けるこ
とにより、部分Pの中間部が内側へ変位するように弾性
変形される。この弾性変形により、部分Pには重り22
の移動を阻止する力が生じる。なお、この点は、上外側
支持体25uの他の部分のみならず、他の支持体24
u,24d,25dについても同様である。そこで、以
下においては、上外側支持体25uの内側連結部28と
外側連結部29とについてのみ説明することとし、他の
支持体については、必要がある場合を除きその説明を省
略する。
【0027】各支持体24u〜25dに生じる力が、重
り22に作用する力(加速度に基づいて作用する力。)
とが釣り合ったとき、重り22が停止する。換言すれ
ば、重り22は、各支持体24u〜25dを弾性変形さ
せつつ、重り22に作用する加速度の大きさに見合った
距離だけ移動する。これにより、図3(A)に示すよう
に(図3(A)は、Z軸方向上方への加速度が作用して
重り22が下方へ移動した場合の図である。)、電極3
1〜34と固定電極41〜44との間の距離が長くな
り、電極35〜38と固定電極45〜48との間の距離
が短くなる。この結果、コンデンサC1〜C4の静電容量
が小さくなり、コンデンサC5〜C8の静電容量が大きく
なる。しかも、コンデンサC1〜C4の静電容量は互いに
等しく、コンデンサC5〜C8の静電容量は互いに等し
い。これから、加速度センサ1にZ軸方向上方への加速
度が作用していること、および加速度の大きさを検出す
ることができる。
【0028】Y軸回りの角加速度が作用した場合には、
重り22がY軸を中心に回転変位する。これに伴って、
内側連結部28が回転し、その側部がX軸方向へ移動す
る。これにより、部分Pが捩りおよび曲げ弾性変形し、
部分Pの中間部が内側へ変位するように弾性変形する。
ただし、下外側支持体25dについては、その内側連結
部28および外側連結部29が上外側支持体25uの各
連結部28,29と位相が90°ずれているので、Y軸
回りの角加速度が作用すると、図4においてあたかもX
軸回りの角加速度が作用した状況を呈する。つまり、内
側連結部28がZ軸方向へ移動する(勿論、他の内側連
結部28はZ軸方向の他方向へ移動する)。したがっ
て、重り22がZ軸方向へ移動した場合と同様に部分P
が弾性変形する。
【0029】そして、角加速度の作用によって重り22
に作用する力と、角支持体24u〜25dの弾性変形に
伴う力とが一致すると重り22が停止する。この状態で
は、図3(B)に示すように(図3(B)はセンサ1に
Y軸を中心とした反時計方向の角加速度が作用した状態
を示す図である。)、コンデンサC1,C7の静電容量が
小さくなり、コンデンサC3,C5の静電容量が大きくな
る。コンデンサC2,C4,C6,C7の容量は変わらな
い。これにより、加速度センサ1にY軸回りの角加速
度、それも反時計方向の角加速度が作用していることが
分かり、さらにコンデンサC1,C3またはC5,C7の静
電容量から角加速度の大きさが分かる。
【0030】なお、X軸回りの角加速度が作用した場合
は、Y軸回りの角加速度が作用した場合と同様であるの
で、その説明は省略する。ここで留意すべき点は、上外
側支持体25uの連結部28,29と下外側支持体25
dの連結部28,29の位相を90°ずらすことによ
り、X軸回りの角加速度とY軸回りの角加速度とが同一
の大きさであるならば、重り22が同一角度だけ回転変
位することである。
【0031】すなわち、部分PはX軸回りの角加速度が
作用した場合とY軸回りの角加速度が作用した場合とで
は、上記のように変形の態様が異なる。このため、仮に
上外側支持体25uの連結部28,29と,下外側支持
体25dの連結部28,29との位相を一致させると、
角加速度の大きさが同一であってもX軸回りに作用する
場合とY軸回りに作用する場合とでは、重り22の回転
変位量に差異が生じる。このような差異が生じないよ
う、上下の外側支持体25u,25dの連結部28,2
9の位相を90°ずらしたものである。この点は、上下
の内側支持体24u,24dについても同様である。
【0032】また、X軸方向またはY軸方向への加速度
が作用した場合には、各支持体24u〜25dがほとん
ど変形しないので、図3(C)に示すように、重り22
が変位することがない。したがって、それらの加速度に
起因する検出誤差が生じることがない。
【0033】なお、実際には、X軸回りの角加速度、Y
軸回りの角加速度、またはZ軸方向の加速度が単独で加
速度センサ1に作用することはほとんどなく、通常はそ
れらが合成された形態で作用する。このような場合に
は、各コンデンサC1〜C8の静電容量の変化からX軸お
よびY軸回りの加速度並びにZ軸方向の加速度を分析す
ることができる。
【0034】上記のように、加速度センサ1によれば、
X軸およびY軸回りの角加速度と、Z軸方向の加速度と
の3つの加速度を検出することができる。したがって、
車両等に加速度センサを設置する場合には、その設置数
を減らすことができ、これによって設置費用および手間
を大幅に軽減することができる。
【0035】また、この実施例の加速度センサ1におい
ては、内外の支持体24,25を備えているので、X軸
およびY軸回りの角加速度の検出感度とZ軸方向の加速
度の感度とを比較的自由に設定することができる。
【0036】すなわち、図2(B)から明らかなよう
に、重り22がX軸またはY軸回りに回転変位した場
合、外側支持体25の変形量が大きく、内側支持体24
の変形量が小さい。したがって、内側支持体24のばね
定数を大きくしたとしても、角加速度に対する検出感度
にはそれほど影響がない。
【0037】これに対し、図2(A)から明らかなよう
に、重り22がZ軸方向へ変位した場合には、内外の支
持体24,25の変形量はほぼ等しいから、内側支持体
24のばね定数を大きくすると、一定の加速度に対する
重り22の変位量が小さくなり、検出感度が角加速度の
検出感度に対して相対的に低くなる。勿論、外側支持体
25のばね定数を大きくすれば、角加速度に対する検出
感度がZ軸方向の加速度に対する検出感度に比して相対
的に低くなる。
【0038】なお、コンデンサC1〜C8の静電容量の変
化を検出するには、図5に示す差動ブリッジ回路を用い
るのがよい。このブリッジ回路は、上下に向かい合う2
つのコンデンサ(例えば、コンデンサC1,C5)を直列
に接続するとともに、静電容量が既知である2つのコン
デンサCm,Cn(通常は、加速度が作用していない状態
でのコンデンサC1,C5の静電容量と同一の静電容量を
有するコンデンサが用いられる。)とを直接に接続し、
さらにこれらを並列に接続してブリッジ回路を構成した
ものであり、コンデンサC1,Cmの接続部とコンデンサ
5,Cn間に高周波電圧を印加する一方、コンデンサC
1,C5の接続部とコンデンサCm,Cnのが接続部との間
の電圧を検出するようになっている。このような差動ブ
リッジ回路によれば、各コンデンサC1〜C8の静電容量
変化をそれぞれ検出する場合に比して検出感度を2倍に
することができる。
【0039】なお、この発明は、上記の実施例に限定さ
れるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適
宜変更可能である。例えば、上記の実施例においては、
シリコンからなる基板2を異方性エッチングすることに
よって上記形状を得ているため、内側フレーム21、内
側支持体24u,24d、重り22、外側支持体25
u,25dおよび外側フレーム23の内周をそれぞれ正
方形にしているが、他の方法によって形成するのであれ
ば他の形状、例えば円形にしてもよい。
【0040】また、4つの支持体24u〜25dを設け
ているが、いずれか1つだけでもよい。1つだけ設ける
場合には、それをZ軸方向における重り22の中間部に
連結するのがよい。勿論、支持体を1つだけ設ける場合
には、内側フレーム21と外側フレーム23とのうちの
いずれか一方だけを設ければよい。
【0041】さらに、上下の支持体24u,24d(2
5u,25d)の内側連結部26,26、外側連結部2
7,27の位相をそれぞれ90°ずらし、かつZ軸方向
において同一側に配置された内外の支持体24u,25
u(24d,25d)の内側連結部26,28、外側連
結部27,29の位相をそれぞれ90°ずらしている
が、全ての支持体24u〜25dの内側連結部26,2
8を同一位相とし、外側連結部27,29を同一位相に
してもよい。
【0042】さらにまた、上記の実施例においては、重
り22の上下両面に4つの電極31〜34;35〜38
をそれぞれ形成しているが、電極31〜34;35〜3
8を一体に形成して接地してもよい。逆に、重り22の
上下両面に4つの電極をそれぞれ形成する場合には、上
下のガラス板3,4の固定電極41〜44;45〜48
を一体に形成して接地してもよい。また、重り22が導
電性を有している場合には、重り22に電極を形成しな
くともよく、重り22を接地してもよい。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の加速度
センサによれば、フレームと重りとの間に薄いリング状
の支持体を配置し、この支持体をフレームとX軸上で連
結させる一方、重りとY軸上で連結させたものであるか
ら、X軸、Y軸回りの角加速度とZ軸方向の加速度との
3つの加速度を検出することができる。したがって、設
置すべき加速度センサの数を減らすことができ、設置に
要する費用および手間を軽減することができるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すもので、図1(A)
はガラス板を取り除いて示す平面図であり、図1(B)
は図1(A)のB−B矢視断面図である。
【図2】加速度センサに加速度が作用した場合の状態を
示す模式図であって、図2(A),(B),(C)はそ
れぞれZ軸方向、Y軸回り、X方向の加速度が作用した
場合の模式図である。
【図3】図1に示す実施例の作用を説明するために、そ
の一部を拡大して示す平面図である。
【図4】コンデンサの容量変化を検出するのに好適な差
動ブリッジ回路を示す図である。
【符号の説明】
1 加速度センサ 2 基板 21 内側フレーム(フレーム) 22 重り 23 外側フレーム(フレーム) 24u 上内側支持体(支持体) 24d 下内側支持体(支持体) 25u 上外側支持体(支持体) 25d 下外側支持体(支持体) 26 内側連結部(連結部) 27 外側連結部(連結部) 28 内側連結部(連結部) 29 外側連結部(連結部) 41 固定電極 42 固定電極 43 固定電極 44 固定電極 45 固定電極 46 固定電極 47 固定電極 48 固定電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フレームの内側または外側に重りが配置
    され、これらフレームと重りとの間に重りを変位可能に
    支持する支持体が配置され、上記重りと固定電極間の間
    隔変化に対応する静電容量の変化によって加速度を検出
    するようにした加速度センサにおいて、上記支持体を薄
    いリング状に形成し、この支持体の外周部の上記重りの
    中心を通るX軸と交差する2箇所には、支持体を上記フ
    レームと上記重りとのうちの支持体の外側に配置された
    一方に連結する外側連結部を形成し、上記支持体の内周
    部の上記重りの中心を通るY軸と交差する2箇所には、
    支持体を上記フレームと上記重りとのうちの他方に連結
    する内側連結部を形成したことを特徴とする加速度セン
    サ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の加速度センサにおい
    て、上記フレームには内側フレームと外側フレームとが
    あり、上記重りはリング状に形成され、上記支持体には
    内側支持体と外側支持体とがあり、上記内側フレームの
    外側に上記内側支持体が配置され、この内側支持体の外
    側に上記重りが配置され、この重りの外側に上記外側支
    持体が配置され、この外側支持体の外側に上記外側フレ
    ームが配置されていることを特徴とする加速度センサ。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の加速度センサにおい
    て、上記内側支持体の外側連結部と上記外側支持体の外
    側連結部とが位相を90°ずらして形成され、上記内側
    支持体の内側連結部と上記外側支持体の内側連結部とが
    位相を90°ずらして形成されていることを特徴とする
    加速度センサ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の加速度
    センサにおいて、上記支持体が、上記X軸およびY軸と
    直交するZ軸方向における上記重りの両端側にそれぞれ
    配置されていることを特徴とする加速度センサ。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の加速度センサにおい
    て、上記重りの一端側に配置された支持体の外側連結部
    と上記重りの他端側に配置された支持体の外側連結部と
    が位相を90°ずらして形成され、上記重りの一端側に
    配置された支持体の内側連結部と上記重りの他端側に配
    置された支持体の内側連結部とが位相を90°ずらして
    形成されていることを特徴とする加速度センサ。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の加速度
    センサにおいて、上記フレーム、重りおよび支持体がシ
    リコン基板をエッチングすることによって一体に形成さ
    れていることを特徴とする加速度センサ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691471A (en) * 1994-11-16 1997-11-25 Nikon Corporation Acceleration and angular velocity detector
JP2008203071A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合センサ
US8505381B2 (en) 2009-07-16 2013-08-13 Mitsubishi Electric Corporation Capacitive acceleration sensor
JP2016070817A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社日立製作所 慣性センサ
CN106405151A (zh) * 2016-08-25 2017-02-15 华东光电集成器件研究所 一种低应力z轴加速度计的制备方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19547642A1 (de) * 1994-12-20 1996-06-27 Zexel Corp Beschleunigungssensor und Verfahren zu dessen Herstellung
US5831164A (en) * 1997-01-21 1998-11-03 Conrad Technologies, Inc. Linear and rotational accelerometer
JP3589182B2 (ja) * 2000-07-07 2004-11-17 株式会社村田製作所 外力計測装置
DE10227662B4 (de) * 2002-06-20 2006-09-21 Eads Deutschland Gmbh Mikromechanisches Bauelement für Beschleunigungs-oder Drehratensensoren und Sensor
US6895321B2 (en) * 2003-07-29 2005-05-17 The Boeing Company Angular and linear flexure plate accelerometer
US7124634B2 (en) * 2003-07-29 2006-10-24 The Boeing Company Single plate capacitive acceleration derivative detector
US7310577B2 (en) * 2004-09-29 2007-12-18 The Boeing Company Integrated capacitive bridge and integrated flexure functions inertial measurement unit
US7360425B2 (en) * 2004-11-22 2008-04-22 The Boeing Company Compensated composite structure
US7228739B2 (en) 2004-11-23 2007-06-12 The Boeing Company Precision flexure plate
US7331229B2 (en) * 2004-12-09 2008-02-19 The Boeing Company Magnetic null accelerometer
US7137208B2 (en) * 2004-12-14 2006-11-21 The Boeing Company Leveling device
US7296470B2 (en) * 2005-04-14 2007-11-20 The Boeing Company Extended accuracy flexured plate dual capacitance accelerometer
EP2053413B1 (en) * 2006-11-14 2013-05-22 Panasonic Corporation Sensor
US8952832B2 (en) * 2008-01-18 2015-02-10 Invensense, Inc. Interfacing application programs and motion sensors of a device
US20090262074A1 (en) * 2007-01-05 2009-10-22 Invensense Inc. Controlling and accessing content using motion processing on mobile devices
US8141424B2 (en) * 2008-09-12 2012-03-27 Invensense, Inc. Low inertia frame for detecting coriolis acceleration
US8250921B2 (en) 2007-07-06 2012-08-28 Invensense, Inc. Integrated motion processing unit (MPU) with MEMS inertial sensing and embedded digital electronics
US20100071467A1 (en) * 2008-09-24 2010-03-25 Invensense Integrated multiaxis motion sensor
US7934423B2 (en) 2007-12-10 2011-05-03 Invensense, Inc. Vertically integrated 3-axis MEMS angular accelerometer with integrated electronics
US8047075B2 (en) 2007-06-21 2011-11-01 Invensense, Inc. Vertically integrated 3-axis MEMS accelerometer with electronics
US7796872B2 (en) * 2007-01-05 2010-09-14 Invensense, Inc. Method and apparatus for producing a sharp image from a handheld device containing a gyroscope
US20090265671A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-22 Invensense Mobile devices with motion gesture recognition
US8462109B2 (en) 2007-01-05 2013-06-11 Invensense, Inc. Controlling and accessing content using motion processing on mobile devices
US8508039B1 (en) 2008-05-08 2013-08-13 Invensense, Inc. Wafer scale chip scale packaging of vertically integrated MEMS sensors with electronics
US8020441B2 (en) * 2008-02-05 2011-09-20 Invensense, Inc. Dual mode sensing for vibratory gyroscope
CN101241896B (zh) * 2007-02-07 2010-05-19 财团法人工业技术研究院 质心对称结构电容
WO2008102535A1 (ja) * 2007-02-20 2008-08-28 Panasonic Corporation 慣性力センサおよび複合慣性力センサ
US8939029B2 (en) 2008-09-05 2015-01-27 Analog Devices, Inc. MEMS sensor with movable Z-axis sensing element
WO2013151834A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-10 Analog Devices, Inc. Mems sensor with movable z-axis sensing element
EP3190421B1 (en) 2016-01-07 2019-05-22 Analog Devices, Inc. Two- or three-axis angular accelerometer
US10732198B2 (en) 2017-08-09 2020-08-04 Analog Devices, Inc. Integrated linear and angular MEMS accelerometers

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4598585A (en) * 1984-03-19 1986-07-08 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Planar inertial sensor
US4699006A (en) * 1984-03-19 1987-10-13 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Vibratory digital integrating accelerometer
JPH04130277A (ja) * 1990-09-21 1992-05-01 Nissan Motor Co Ltd 半導体加速度センサ
JP2938989B2 (ja) * 1991-01-29 1999-08-25 キヤノン株式会社 角加速度センサ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5691471A (en) * 1994-11-16 1997-11-25 Nikon Corporation Acceleration and angular velocity detector
JP2008203071A (ja) * 2007-02-20 2008-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合センサ
US8505381B2 (en) 2009-07-16 2013-08-13 Mitsubishi Electric Corporation Capacitive acceleration sensor
JP2016070817A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社日立製作所 慣性センサ
CN106405151A (zh) * 2016-08-25 2017-02-15 华东光电集成器件研究所 一种低应力z轴加速度计的制备方法

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DE4406867C2 (de) 1996-05-02
DE4406867A1 (de) 1994-09-15
US5415040A (en) 1995-05-16

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