JPH0627137A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH0627137A JPH0627137A JP4204575A JP20457592A JPH0627137A JP H0627137 A JPH0627137 A JP H0627137A JP 4204575 A JP4204575 A JP 4204575A JP 20457592 A JP20457592 A JP 20457592A JP H0627137 A JPH0627137 A JP H0627137A
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- piezoelectric body
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- G—PHYSICS
- 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
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring 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
- G01P2015/0805—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動部によって可動部の位置を広範囲で制御
し、可動部と変位検出部との間のギャップを大きくし
て、製造効率等を向上する。 【構成】 シリコン材料から形成され、基端側が各基板
２２，２３間に挟持された固定端となり先端側が空間２
４内に延びて質量部２５Ｂとなった可動部としての片持
梁２５と、片持梁２５の上，下方向の変位を下側検出電
極２７，上側検出電極２８と質量部２５Ｂとの間の静電
容量変化に基づいて検出する変位検出部２６と、変位検
出部２６からの変位検出信号に基づいて圧電体駆動回路
３４から圧電体３２に駆動電圧信号を出力し、圧電体３
２によって片持梁２５の位置を制御する駆動部３１とか
ら構成した。これにより、圧電体３２の電気量−機械量
変換特性を利用して片持梁２５を大きく変位させること
が可能となり、質量部２５Ｂと各電極２７，２８との間
のギャップＬ1 を大きくできる。
し、可動部と変位検出部との間のギャップを大きくし
て、製造効率等を向上する。 【構成】 シリコン材料から形成され、基端側が各基板
２２，２３間に挟持された固定端となり先端側が空間２
４内に延びて質量部２５Ｂとなった可動部としての片持
梁２５と、片持梁２５の上，下方向の変位を下側検出電
極２７，上側検出電極２８と質量部２５Ｂとの間の静電
容量変化に基づいて検出する変位検出部２６と、変位検
出部２６からの変位検出信号に基づいて圧電体駆動回路
３４から圧電体３２に駆動電圧信号を出力し、圧電体３
２によって片持梁２５の位置を制御する駆動部３１とか
ら構成した。これにより、圧電体３２の電気量−機械量
変換特性を利用して片持梁２５を大きく変位させること
が可能となり、質量部２５Ｂと各電極２７，２８との間
のギャップＬ1 を大きくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の運動
体の加速度を検出するのに用いて好適な加速度センサに
関し、特に、可動部の変位に応じて駆動部の信号をフィ
ードバック制御するサーボ型加速度センサに関する。
体の加速度を検出するのに用いて好適な加速度センサに
関し、特に、可動部の変位に応じて駆動部の信号をフィ
ードバック制御するサーボ型加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、加速度センサとしては、シリコ
ン材料から形成され、基端側が固定端となり先端側が質
量部となった可動部と、該可動部の変位を検出する変位
検出部と、該変位検出部からの変位検出信号に基づき、
可動部の変位が零となるように該可動部を復帰させる駆
動部とから構成され、前記変位検出部は静電容量変化に
基づいて可動部の変位を検出し、前記駆動部は静電力に
よって可動部を復帰させるようにしたものが知られてい
る。
ン材料から形成され、基端側が固定端となり先端側が質
量部となった可動部と、該可動部の変位を検出する変位
検出部と、該変位検出部からの変位検出信号に基づき、
可動部の変位が零となるように該可動部を復帰させる駆
動部とから構成され、前記変位検出部は静電容量変化に
基づいて可動部の変位を検出し、前記駆動部は静電力に
よって可動部を復帰させるようにしたものが知られてい
る。
【０００３】一方、この種の検出系，駆動系のいずれに
も静電力（静電容量）を利用した加速度センサにおいて
は、検出系と駆動系との間の寄生容量によって信号干渉
が生じ易く、加速度の検出精度が低いため、変位検出部
にピエゾ抵抗素子を用い、該ピエゾ抵抗素子の抵抗変化
に基づいて可動部の変位を検出するようにした加速度セ
ンサが例えば特開平１−２４０８６５号公報等によって
提案されている。
も静電力（静電容量）を利用した加速度センサにおいて
は、検出系と駆動系との間の寄生容量によって信号干渉
が生じ易く、加速度の検出精度が低いため、変位検出部
にピエゾ抵抗素子を用い、該ピエゾ抵抗素子の抵抗変化
に基づいて可動部の変位を検出するようにした加速度セ
ンサが例えば特開平１−２４０８６５号公報等によって
提案されている。
【０００４】そこで、図２に、この種の従来技術による
加速度センサとして、特開平１−２４０８６５号公報に
記載の加速度センサを例に挙げて説明する。
加速度センサとして、特開平１−２４０８６５号公報に
記載の加速度センサを例に挙げて説明する。
【０００５】図において、１は加速度センサのセンサ本
体を示し、該センサ本体１は、後述のスイッチング回路
９等と共に加速度センサを構成している。
体を示し、該センサ本体１は、後述のスイッチング回路
９等と共に加速度センサを構成している。
【０００６】２はガラス材料等の絶縁材料から形成され
た下側基板、３は該下側基板２上に後述の片持梁５を介
して設けられ、ガラス材料等の絶縁性材料から形成され
た上側基板をそれぞれ示し、該各基板２，３間には片持
梁５が変位可能に設けられる空間４が画成されている。
た下側基板、３は該下側基板２上に後述の片持梁５を介
して設けられ、ガラス材料等の絶縁性材料から形成され
た上側基板をそれぞれ示し、該各基板２，３間には片持
梁５が変位可能に設けられる空間４が画成されている。
【０００７】５は各基板２，３間に設けられ、単結晶シ
リコン材料から形成された可動部としての片持梁を示
し、該片持梁５は、基端側が各基板２，３間に挟持され
た厚肉な固定端となり、先端側が空間４内に延びる自由
端となった支持部５Ａと、該支持部５Ａの先端側に一体
形成され、所定の質量を有するように厚肉に形成された
質量部５Ｂとから構成されている。また、該片持梁５は
アースされている。そして、該片持梁５は、加速度が加
わると、この加速度に応じて質量部５Ｂが空間４内を
上，下方向に振動（変位）するものである。
リコン材料から形成された可動部としての片持梁を示
し、該片持梁５は、基端側が各基板２，３間に挟持され
た厚肉な固定端となり、先端側が空間４内に延びる自由
端となった支持部５Ａと、該支持部５Ａの先端側に一体
形成され、所定の質量を有するように厚肉に形成された
質量部５Ｂとから構成されている。また、該片持梁５は
アースされている。そして、該片持梁５は、加速度が加
わると、この加速度に応じて質量部５Ｂが空間４内を
上，下方向に振動（変位）するものである。
【０００８】６は片持梁５の支持部５Ａに設けられた変
位検出部を示し、該変位検出部６はピエゾ抵抗素子から
構成され、後述の位相進み回路８に接続されている。そ
して、該変位検出部６は、加速度に応じて振動する片持
梁５の変位を支持部５Ａのひずみによる抵抗値変化とし
て検出し、これを位相進み回路８に出力するものであ
る。
位検出部を示し、該変位検出部６はピエゾ抵抗素子から
構成され、後述の位相進み回路８に接続されている。そ
して、該変位検出部６は、加速度に応じて振動する片持
梁５の変位を支持部５Ａのひずみによる抵抗値変化とし
て検出し、これを位相進み回路８に出力するものであ
る。
【０００９】７は変位検出部６に接続されたアンプ、８
は該アンプ７を介して変位検出部６に接続された位相進
み回路、９は該位相進み回路８に接続されたスイッチン
グ回路をそれぞれ示し、これらアンプ７，位相進み回路
８，スイッチング回路９によってサーボ回路が形成され
ている。そして、変位検出部６からの抵抗値変化に基づ
く変位検出信号がアンプ７，位相進み回路８を介してス
イッチング回路９に入力されると、該スイッチング回路
９は、この変位検出信号に基づいた駆動電圧信号を後述
する下側駆動電極１０，上側駆動電極１１のいずれかに
選択的に出力するようになっている。
は該アンプ７を介して変位検出部６に接続された位相進
み回路、９は該位相進み回路８に接続されたスイッチン
グ回路をそれぞれ示し、これらアンプ７，位相進み回路
８，スイッチング回路９によってサーボ回路が形成され
ている。そして、変位検出部６からの抵抗値変化に基づ
く変位検出信号がアンプ７，位相進み回路８を介してス
イッチング回路９に入力されると、該スイッチング回路
９は、この変位検出信号に基づいた駆動電圧信号を後述
する下側駆動電極１０，上側駆動電極１１のいずれかに
選択的に出力するようになっている。
【００１０】１０は片持梁５の質量部５Ｂ下側に位置し
て下側基板２の上面側に設けられた下側駆動電極、１１
は該下側駆動電極１０と対向するように上側基板３の下
面側に設けられ、該下側駆動電極１０と共に静電型の駆
動部を構成する上側駆動電極をそれぞれ示し、該各電極
１０，１１はスイッチング回路９にそれぞれ接続されて
いる。そして、該各電極１０，１１はスイッチング回路
９から選択的に出力された駆動電圧信号によって、アー
スされた片持梁５の質量部５Ｂとの間に静電力を発生せ
しめ、この静電力によって片持梁５の変位を零、即ち無
振動状態（原点）に復帰させるものである。
て下側基板２の上面側に設けられた下側駆動電極、１１
は該下側駆動電極１０と対向するように上側基板３の下
面側に設けられ、該下側駆動電極１０と共に静電型の駆
動部を構成する上側駆動電極をそれぞれ示し、該各電極
１０，１１はスイッチング回路９にそれぞれ接続されて
いる。そして、該各電極１０，１１はスイッチング回路
９から選択的に出力された駆動電圧信号によって、アー
スされた片持梁５の質量部５Ｂとの間に静電力を発生せ
しめ、この静電力によって片持梁５の変位を零、即ち無
振動状態（原点）に復帰させるものである。
【００１１】１２はスイッチング回路９に接続された演
算処理回路を示し、該演算処理回路１２は、スイッチン
グ回路９から各電極１０，１１に出力されたフィードバ
ック信号たる駆動電圧信号に基づき、外部のコントロー
ルユニット（図示せず）等に加速度検出信号を出力する
ようになっている。
算処理回路を示し、該演算処理回路１２は、スイッチン
グ回路９から各電極１０，１１に出力されたフィードバ
ック信号たる駆動電圧信号に基づき、外部のコントロー
ルユニット（図示せず）等に加速度検出信号を出力する
ようになっている。
【００１２】従来技術による加速度センサは上述の如き
構成を有するもので、センサ本体１に加速度が加わる
と、片持梁５の質量部５Ｂは支持部５Ａによって支持さ
れつつ空間４内を上，下方向に振動し、この振動によっ
て片持梁５の支持部５Ａには歪みが生じる。そして、変
位検出部６がこの歪みによる抵抗値変化を検出し、片持
梁５の変位検出信号を出力すると、この変位検出信号は
アンプ７，位相進み回路８を介してスイッチング回路９
に入力され、該スイッチング回路９は、片持梁５の変位
を零にすべく、変位検出信号に応じた駆動電圧信号を各
電極１０，１１に出力する。これにより、各電極１０，
１１と片持梁５の質量部５Ｂとの間には静電力が生じ、
この静電力によって片持梁５が復帰し、その位置が制御
される。
構成を有するもので、センサ本体１に加速度が加わる
と、片持梁５の質量部５Ｂは支持部５Ａによって支持さ
れつつ空間４内を上，下方向に振動し、この振動によっ
て片持梁５の支持部５Ａには歪みが生じる。そして、変
位検出部６がこの歪みによる抵抗値変化を検出し、片持
梁５の変位検出信号を出力すると、この変位検出信号は
アンプ７，位相進み回路８を介してスイッチング回路９
に入力され、該スイッチング回路９は、片持梁５の変位
を零にすべく、変位検出信号に応じた駆動電圧信号を各
電極１０，１１に出力する。これにより、各電極１０，
１１と片持梁５の質量部５Ｂとの間には静電力が生じ、
この静電力によって片持梁５が復帰し、その位置が制御
される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による加速度センサでは、変位検出部６にピエゾ
抵抗素子を用い、該ピエゾ抵抗素子の抵抗変化に基づい
て片持梁５の変位を検出し、各電極１０，１１による静
電力によって該片持梁５を復帰させる構成であるから、
検出系（変位検出部６）と駆動系（各電極１０，１１）
との信号の種類が異なり、寄生容量による信号干渉の発
生を防止できるようになっている。
来技術による加速度センサでは、変位検出部６にピエゾ
抵抗素子を用い、該ピエゾ抵抗素子の抵抗変化に基づい
て片持梁５の変位を検出し、各電極１０，１１による静
電力によって該片持梁５を復帰させる構成であるから、
検出系（変位検出部６）と駆動系（各電極１０，１１）
との信号の種類が異なり、寄生容量による信号干渉の発
生を防止できるようになっている。
【００１４】しかし、一般に、各電極１０，１１による
静電力は小さいから、片持梁５の位置を制御するため
に、各電極１０，１１と片持梁５との間のギャップＬを
短くし、静電力を高めなければならない。
静電力は小さいから、片持梁５の位置を制御するため
に、各電極１０，１１と片持梁５との間のギャップＬを
短くし、静電力を高めなければならない。
【００１５】このため、上述した従来技術によるもので
は、センサ本体１に高い加工精度が要求されるから、製
造効率が低く、コストが増大するという問題がある。
は、センサ本体１に高い加工精度が要求されるから、製
造効率が低く、コストが増大するという問題がある。
【００１６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、駆動部によって可動部の位置を広範囲で
制御することができ、可動部と変位検出部との間のギャ
ップを大きくして、製造効率等を向上できるようにした
加速度センサを提供することを目的とする。
されたもので、駆動部によって可動部の位置を広範囲で
制御することができ、可動部と変位検出部との間のギャ
ップを大きくして、製造効率等を向上できるようにした
加速度センサを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明が採用する構成は、シリコン材料もしく
は一部がシリコンの化合物材料から形成され、基端側が
固定端となり先端側が加速度に応じて変位する質量部と
なった可動部と、該可動部の変位を静電容量変化に基づ
いて検出する変位検出部と、前記可動部の基端側に設け
られた圧電体からなり、該変位検出部からの変位検出信
号に基づき、前記可動部の変位が零となるように該可動
部の位置を制御する駆動部とからなる。
ために、本発明が採用する構成は、シリコン材料もしく
は一部がシリコンの化合物材料から形成され、基端側が
固定端となり先端側が加速度に応じて変位する質量部と
なった可動部と、該可動部の変位を静電容量変化に基づ
いて検出する変位検出部と、前記可動部の基端側に設け
られた圧電体からなり、該変位検出部からの変位検出信
号に基づき、前記可動部の変位が零となるように該可動
部の位置を制御する駆動部とからなる。
【００１８】
【作用】加速度が加わると、この加速度によって可動部
は変位し、変位検出部は該可動部の変位を静電容量変化
に基づいて検出する。そして、圧電体からなる駆動部
は、該変位検出部からの変位検出信号に基づいて可動部
の変位が零となるように該可動部の位置を制御する。
は変位し、変位検出部は該可動部の変位を静電容量変化
に基づいて検出する。そして、圧電体からなる駆動部
は、該変位検出部からの変位検出信号に基づいて可動部
の変位が零となるように該可動部の位置を制御する。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１に基づいて説明
する。
する。
【００２０】図中、２１は本実施例による加速度センサ
のセンサ本体を示し、該センサ本体２１は後述の圧電体
駆動回路３４等と共に加速度センサを構成している。
のセンサ本体を示し、該センサ本体２１は後述の圧電体
駆動回路３４等と共に加速度センサを構成している。
【００２１】２２はガラス等の絶縁性材料から形成され
た下側基板、２３は該下側基板２２に後述の片持梁２５
を介して設けられ、ガラス等の絶縁性材料から形成され
た上側基板をそれぞれ示し、各基板２２，２３間には片
持梁２５が変位可能に設けられる空間２４が画成されて
いる。
た下側基板、２３は該下側基板２２に後述の片持梁２５
を介して設けられ、ガラス等の絶縁性材料から形成され
た上側基板をそれぞれ示し、各基板２２，２３間には片
持梁２５が変位可能に設けられる空間２４が画成されて
いる。
【００２２】２５は各基板２２，２３間に設けられ、単
結晶シリコン材料から形成された可動部としての片持梁
を示し、該片持梁２５は、基端側が各基板２２，２３間
に挟持された固定端となり、先端側が空間２４内に延び
る自由端となった薄肉平板状の支持部２５Ａと、該支持
部２５Ａの先端側に一体形成され、所定の質量を有する
ように厚肉に形成された質量部２５Ｂとから構成され、
かつ該片持梁２５はアースされている。そして、該片持
梁２５は、センサ本体２１に加速度が加わると、この加
速度に応じて質量部２５Ｂが空間２４内を上，下方向に
振動するものである。
結晶シリコン材料から形成された可動部としての片持梁
を示し、該片持梁２５は、基端側が各基板２２，２３間
に挟持された固定端となり、先端側が空間２４内に延び
る自由端となった薄肉平板状の支持部２５Ａと、該支持
部２５Ａの先端側に一体形成され、所定の質量を有する
ように厚肉に形成された質量部２５Ｂとから構成され、
かつ該片持梁２５はアースされている。そして、該片持
梁２５は、センサ本体２１に加速度が加わると、この加
速度に応じて質量部２５Ｂが空間２４内を上，下方向に
振動するものである。
【００２３】２６は本実施例による変位検出部を示し、
該変位検出部２６は、片持梁２５の質量部２５Ｂ下側に
位置して下側基板２２の上面側に設けられた下側検出電
極２７と、該下側検出電極２７に対向して上側基板２３
の下面側に設けられた上側検出電極２８と、該各電極２
７，２８に接続された静電容量検出回路２９とからなる
静電容量型の変位検出部として構成されている。そし
て、該変位検出部２６は、空間２４内を上，下方向に振
動する片持梁２５の変位を、該片持梁２５の質量部２５
Ｂと各電極２７，２８との間の静電容量変化として検出
し、これをアンプ３０を介して圧電体駆動回路３４に出
力するものである。
該変位検出部２６は、片持梁２５の質量部２５Ｂ下側に
位置して下側基板２２の上面側に設けられた下側検出電
極２７と、該下側検出電極２７に対向して上側基板２３
の下面側に設けられた上側検出電極２８と、該各電極２
７，２８に接続された静電容量検出回路２９とからなる
静電容量型の変位検出部として構成されている。そし
て、該変位検出部２６は、空間２４内を上，下方向に振
動する片持梁２５の変位を、該片持梁２５の質量部２５
Ｂと各電極２７，２８との間の静電容量変化として検出
し、これをアンプ３０を介して圧電体駆動回路３４に出
力するものである。
【００２４】３１は本実施例による駆動部を示し、該駆
動部３１は、片持梁２５の支持部２５Ａ上面側に設けら
れ、ＺｎＯ薄膜等の圧電材料から平板状に形成された圧
電体３２と、該圧電体３２の上面側に設けられた電極３
３と、該電極３３を介して圧電体３２に接続された圧電
体駆動回路３４とから構成されている。そして、該駆動
部３１は、静電容量検出回路２９からアンプ３０を介し
て出力された変位検出信号に基づき、片持梁２５の変位
を零にすべく、駆動電圧信号を圧電体３２に出力し、該
片持梁２５の位置を制御するようになっている。
動部３１は、片持梁２５の支持部２５Ａ上面側に設けら
れ、ＺｎＯ薄膜等の圧電材料から平板状に形成された圧
電体３２と、該圧電体３２の上面側に設けられた電極３
３と、該電極３３を介して圧電体３２に接続された圧電
体駆動回路３４とから構成されている。そして、該駆動
部３１は、静電容量検出回路２９からアンプ３０を介し
て出力された変位検出信号に基づき、片持梁２５の変位
を零にすべく、駆動電圧信号を圧電体３２に出力し、該
片持梁２５の位置を制御するようになっている。
【００２５】３５は圧電体駆動回路３４に接続された演
算処理回路を示し、該演算処理回路３５は、圧電体駆動
回路３４から出力されたフィードバック信号たる駆動電
圧信号に基づき、外部のコントロールユニット（図示せ
ず）等に加速度検出信号を出力するものである。
算処理回路を示し、該演算処理回路３５は、圧電体駆動
回路３４から出力されたフィードバック信号たる駆動電
圧信号に基づき、外部のコントロールユニット（図示せ
ず）等に加速度検出信号を出力するものである。
【００２６】本実施例による加速度センサは上述の如き
構成を有するもので、センサ本体２１に加速度が加わる
と、片持梁２５の質量部２５Ｂは支持部２５Ａによって
支持されつつ空間２４内を上，下方向に振動し、この振
動による上，下方向の変位は、変位検出部２６により質
量部２５Ｂと各電極２７，２８との間の静電容量変化と
して検出され、この変位検出信号は静電容量検出回路２
９からアンプ３０を介して圧電体駆動回路３４に出力さ
れる。
構成を有するもので、センサ本体２１に加速度が加わる
と、片持梁２５の質量部２５Ｂは支持部２５Ａによって
支持されつつ空間２４内を上，下方向に振動し、この振
動による上，下方向の変位は、変位検出部２６により質
量部２５Ｂと各電極２７，２８との間の静電容量変化と
して検出され、この変位検出信号は静電容量検出回路２
９からアンプ３０を介して圧電体駆動回路３４に出力さ
れる。
【００２７】そして、駆動部３１は、変位検出部２６か
らの変位検出信号に応じた駆動電圧信号を圧電体駆動回
路３４から電極３３を介して圧電体３２に出力し、該圧
電体３２の変位力によって片持梁２５を変位が零の状態
（原点）に復帰させる。
らの変位検出信号に応じた駆動電圧信号を圧電体駆動回
路３４から電極３３を介して圧電体３２に出力し、該圧
電体３２の変位力によって片持梁２５を変位が零の状態
（原点）に復帰させる。
【００２８】これにより、演算処理回路３５は、圧電体
駆動回路３４から出力された駆動電圧信号に基づき、コ
ントロールユニット等に加速度検出信号を出力する。
駆動回路３４から出力された駆動電圧信号に基づき、コ
ントロールユニット等に加速度検出信号を出力する。
【００２９】かくして、本実施例によれば、駆動部３１
に圧電体３２を用い、該圧電体３２によって片持梁２５
の位置を制御する構成としたから、圧電体３２の有する
優れた電気量−機械量変換特性を利用して、効果的に片
持梁２５の位置を変位させることができる。
に圧電体３２を用い、該圧電体３２によって片持梁２５
の位置を制御する構成としたから、圧電体３２の有する
優れた電気量−機械量変換特性を利用して、効果的に片
持梁２５の位置を変位させることができる。
【００３０】この結果、図１中に示す如く、片持梁２５
の質量部２５Ｂと各電極２７，２８間のギャップＬ1 を
従来技術で述べたギャップＬよりも確実に大きくするこ
とができるから（Ｌ1 ＞Ｌ）、従来技術によるものと比
較して、センサ本体２１の加工精度を下げることがで
き、製造効率を大幅に向上して製造コストを低減するこ
とができる。
の質量部２５Ｂと各電極２７，２８間のギャップＬ1 を
従来技術で述べたギャップＬよりも確実に大きくするこ
とができるから（Ｌ1 ＞Ｌ）、従来技術によるものと比
較して、センサ本体２１の加工精度を下げることがで
き、製造効率を大幅に向上して製造コストを低減するこ
とができる。
【００３１】さらに、駆動部３１を圧電体３２によって
構成し、変位検出部２６を各電極２７，２８等から静電
容量型の変位検出部として構成したから、駆動系と検出
系との間に寄生容量による信号干渉が生じるのを確実に
防止し、加速度の検出精度を大幅に向上することができ
る。
構成し、変位検出部２６を各電極２７，２８等から静電
容量型の変位検出部として構成したから、駆動系と検出
系との間に寄生容量による信号干渉が生じるのを確実に
防止し、加速度の検出精度を大幅に向上することができ
る。
【００３２】なお、前記実施例では、圧電体３２はＺｎ
Ｏ薄膜圧電材料から形成するものとして述べたが、本発
明はこれに限らず、例えばＰＺＴ薄膜，チタン酸鉛薄膜
等の圧電性薄膜や、ＰＺＴ，チタン酸鉛，ＺｎＯ等の圧
電セラミックス薄片を用いる構成としてもよい。
Ｏ薄膜圧電材料から形成するものとして述べたが、本発
明はこれに限らず、例えばＰＺＴ薄膜，チタン酸鉛薄膜
等の圧電性薄膜や、ＰＺＴ，チタン酸鉛，ＺｎＯ等の圧
電セラミックス薄片を用いる構成としてもよい。
【００３３】また、前記実施例では、各基板２２，２３
はガラス等の絶縁性材料から形成するものとして述べた
が、本発明はこれに限らず、各基板および片持梁をシリ
コン材料から形成する構成としてもよい。この場合に
は、各電極と基板との間に絶縁膜を形成すればよい。
はガラス等の絶縁性材料から形成するものとして述べた
が、本発明はこれに限らず、各基板および片持梁をシリ
コン材料から形成する構成としてもよい。この場合に
は、各電極と基板との間に絶縁膜を形成すればよい。
【００３４】さらに、片持梁２５をシリコン材料から形
成するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、片
持梁の全体または一部を窒化シリコンや酸化シリコン等
のシリコン化合物材料で形成しても良い。この場合はシ
リコン化合物材料の表面にアース電極形成用の導電性薄
膜を形成する。
成するものとして述べたが、本発明はこれに限らず、片
持梁の全体または一部を窒化シリコンや酸化シリコン等
のシリコン化合物材料で形成しても良い。この場合はシ
リコン化合物材料の表面にアース電極形成用の導電性薄
膜を形成する。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、シ
リコン材料または一部がシリコンの化合物材料から形成
され、基端側が固定端となり先端側が加速度に応じて変
位する質量部となった可動部と、該可動部の変位を静電
容量変化に基づいて検出する変位検出部と、前記可動部
の基端側に設けられた圧電体からなり、該変位検出部か
らの変位検出信号に基づき、前記可動部の変位が零とな
るように該可動部の位置を制御する駆動部とから構成し
たから、加速度が加わると、この加速度によって可動部
は変位し、変位検出部は該可動部の変位を静電容量変化
に基づいて検出し、圧電体からなる駆動部は、該変位検
出部からの変位検出信号に基づいて可動部の変位が零と
なるように該可動部の位置を制御する。
リコン材料または一部がシリコンの化合物材料から形成
され、基端側が固定端となり先端側が加速度に応じて変
位する質量部となった可動部と、該可動部の変位を静電
容量変化に基づいて検出する変位検出部と、前記可動部
の基端側に設けられた圧電体からなり、該変位検出部か
らの変位検出信号に基づき、前記可動部の変位が零とな
るように該可動部の位置を制御する駆動部とから構成し
たから、加速度が加わると、この加速度によって可動部
は変位し、変位検出部は該可動部の変位を静電容量変化
に基づいて検出し、圧電体からなる駆動部は、該変位検
出部からの変位検出信号に基づいて可動部の変位が零と
なるように該可動部の位置を制御する。
【００３６】この結果、圧電体の電気量−機械量変換特
性を利用して可動部と変位検出部との間のギャップを確
実に大きくすることができ、従来技術によるものと比較
して、加速度センサ全体の加工精度を下げることがで
き、製造効率を向上して製造コストを低減することがで
きる。
性を利用して可動部と変位検出部との間のギャップを確
実に大きくすることができ、従来技術によるものと比較
して、加速度センサ全体の加工精度を下げることがで
き、製造効率を向上して製造コストを低減することがで
きる。
【図１】本発明の実施例による加速度センサを示す全体
構成図である。
構成図である。
【図２】従来技術による加速度センサを示す全体構成図
である。
である。
２５ 片持梁（可動部） ２５Ａ 支持部 ２５Ｂ 質量部 ２６ 変位検出部 ３１ 駆動部 ３２ 圧電体
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン材料または一部がシリコンの化
合物材料から形成され、基端側が固定端となり先端側が
加速度に応じて変位する質量部となった可動部と、該可
動部の変位を静電容量変化に基づいて検出する変位検出
部と、前記可動部の基端側に設けられた圧電体からな
り、該変位検出部からの変位検出信号に基づき、前記可
動部の変位が零となるように該可動部の位置を制御する
駆動部とから構成してなる加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204575A JPH0627137A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204575A JPH0627137A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627137A true JPH0627137A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16492744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4204575A Pending JPH0627137A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627137A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5614673A (en) * | 1994-11-21 | 1997-03-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Acceleration sensing device |
| US7021141B1 (en) * | 1997-05-07 | 2006-04-04 | Pacesetter Ab | Beam-type accelerometer |
| JP2008196883A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Seiko Instruments Inc | 力学量センサ |
| CN100464383C (zh) * | 2004-09-10 | 2009-02-25 | 东南大学 | T形梁平行板微机械可变电容及其制造工艺 |
| JP2011203228A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Toshiba Corp | 加速度センサ |
| JP2012255669A (ja) * | 2011-06-07 | 2012-12-27 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 加速度計測装置 |
| JP2013029489A (ja) * | 2011-01-17 | 2013-02-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 外力検出方法及び外力検出装置 |
| JP2013033020A (ja) * | 2011-01-17 | 2013-02-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 外力検出装置及び外力検出センサー |
| JP2013529634A (ja) * | 2010-06-23 | 2013-07-22 | コルゲート・パーモリブ・カンパニー | 治療用口腔用組成物 |
| KR101366347B1 (ko) * | 2012-06-18 | 2014-02-24 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 정전 구동형 캔틸레버 센서 |
| CN110849468A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 清华大学 | 振动传感器及其制备方法 |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP4204575A patent/JPH0627137A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN110849468A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 清华大学 | 振动传感器及其制备方法 |
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