JPH0727783A - Acceleration sensor - Google Patents
Acceleration sensorInfo
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- JPH0727783A JPH0727783A JP17191393A JP17191393A JPH0727783A JP H0727783 A JPH0727783 A JP H0727783A JP 17191393 A JP17191393 A JP 17191393A JP 17191393 A JP17191393 A JP 17191393A JP H0727783 A JPH0727783 A JP H0727783A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車のサス
ペンションコントローラ等、加速度を検知すべく装置に
搭載される加速度センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor mounted on a device for detecting acceleration, such as a suspension controller of an automobile.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種産業用、民生用装置に搭載されて加
速度を検知するセンサには種々のタイプのものがある
が、例えば、車両姿勢の制御を目的とする自動車のサス
ペンションコントローラに搭載されて、自動車の走行時
において車体の前後方向、横方向、あるいは上下方向に
発生する加速度を検知するセンサとしては次に示すもの
が知られている。2. Description of the Related Art There are various types of sensors mounted on various industrial and consumer devices to detect acceleration. For example, they are mounted on a suspension controller of an automobile for the purpose of controlling the posture of a vehicle. The following sensors are known as sensors for detecting the acceleration generated in the front-rear direction, the lateral direction, or the vertical direction of the vehicle body while the vehicle is running.
【０００３】図２は、車体の前後方向、または横方向の
加速度を検知する前後・横加速度センサ１の構造を示す
図であって、符号２は振り子、符号３は振り子２が吊設
された薄膜ゲージ、符号４はハイブリッドＩＣ基板であ
る。この前後・横加速度センサ１における加速度の検出
は、振り子２に加わる慣性力がこの振り子２を支持する
薄膜ゲージ３を変形させることによって行なわれるよう
になっている。FIG. 2 is a view showing the structure of a front / rear / lateral acceleration sensor 1 for detecting acceleration in the front / rear direction or the lateral direction of the vehicle body. Reference numeral 2 is a pendulum, and reference numeral 3 is a pendulum 2. A thin film gauge, reference numeral 4 is a hybrid IC substrate. The acceleration is detected by the longitudinal / lateral acceleration sensor 1 by the inertial force applied to the pendulum 2 deforming the thin film gauge 3 supporting the pendulum 2.
【０００４】すなわち、薄膜ゲージ３は図２における左
右方向に延在して、その周囲に配設された支持部材間に
介装された梁の役目をなしており、この梁の中央に振り
子２が吊設された形態となっている。したがって、図２
における左右方向を車体の前後方向、紙面に垂直な方向
を横方向としたとき、前後方向の加速度が発生すると薄
膜ゲージ３には曲げ歪みが発生し、横方向の加速度が発
生すると薄膜ゲージ３にはねじり歪みが発生する。そこ
で、薄膜ゲージ３に生じたこれら歪みを電気信号として
取り出すことにより、この前後・横加速度センサ１は前
後方向、または横方向の加速度を検知することができ
る。That is, the thin film gauge 3 extends in the left-right direction in FIG. 2 and serves as a beam interposed between supporting members arranged around the thin film gauge 3, and the pendulum 2 is located at the center of the beam. Has been suspended. Therefore, FIG.
When the left-right direction of the vehicle body is the front-back direction and the direction perpendicular to the paper surface is the horizontal direction, bending strain occurs in the thin-film gauge 3 when longitudinal acceleration occurs, and when the lateral acceleration occurs, thin-film gauge 3 Causes torsional distortion. Therefore, by taking out these strains generated in the thin film gauge 3 as an electric signal, the longitudinal / lateral acceleration sensor 1 can detect the acceleration in the longitudinal direction or the lateral direction.
【０００５】以上に、車体の前後方向、または横方向の
加速度を検知するセンサについて説明したが、上下方向
の加速度を検知するセンサも、振り子と薄膜ゲージで構
成されるものであり、薄膜ゲージに生じた歪みにより加
速度を検知するという動作原理も前記と同様のものであ
る。The sensor for detecting the longitudinal or lateral acceleration of the vehicle body has been described above. However, the sensor for detecting the vertical acceleration is also composed of a pendulum and a thin film gauge. The operation principle of detecting acceleration by the generated distortion is the same as that described above.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
加速度センサは、内部に振り子が設置されるとともに、
振り子が振れるだけの空間を必要とするので、加速度セ
ンサ自体が重量化、大型化してしまうという問題があっ
た。However, in the conventional acceleration sensor, the pendulum is installed inside and
Since the pendulum needs a space for swinging, there is a problem that the acceleration sensor itself becomes heavy and large.
【０００７】さらに、自動車走行時において、薄膜ゲー
ジは間断なく繰り返し歪みを受けるので、薄膜ゲージの
消耗は大きいものであり、加速度センサにおける薄膜ゲ
ージ部分の精度に限界があるという問題もあった。Further, since the thin film gauge is repeatedly distorted without interruption when the vehicle is running, the thin film gauge is largely consumed, and there is a problem that the accuracy of the thin film gauge portion in the acceleration sensor is limited.
【０００８】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、小型、軽量で、かつ精度の高い加
速度センサを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a small-sized, lightweight and highly accurate acceleration sensor.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の加速度センサは、離間して配設された複
数の支持部と、これら支持部に両端部を支持されて、湾
曲された状態で前記支持部間に架設されるとともに、外
力を受けたときに湾曲部分の曲率が増大、または減少す
る方向に弾性変形可能とされる光ファイバと、該光ファ
イバ内に光を供給する光源と、前記光ファイバを伝播し
てきた光を検知する受光器とを有して構成されているこ
とを特徴とするものである。In order to achieve the above-mentioned object, an acceleration sensor according to the present invention has a plurality of support portions which are spaced apart from each other, and both end portions of which are supported by the support portions, and which are curved. And an optical fiber that is elastically deformable in a direction in which the curvature of the curved portion increases or decreases when an external force is applied, and supplies light into the optical fiber. And a photodetector for detecting the light propagating through the optical fiber.
【００１０】[0010]
【作用】本発明の加速度センサによれば、加速度センサ
が加速度を受けた際に生じる慣性力により、その湾曲部
分の曲率が変化するように、光ファイバに弾性変形が生
じる。このとき、光ファイバを伝播する光の屈折率が変
化することにより光の透過量が変化し、加速度センサは
加速度を検知することができる。According to the acceleration sensor of the present invention, elastic deformation occurs in the optical fiber such that the inertial force generated when the acceleration sensor receives an acceleration changes the curvature of the curved portion. At this time, the amount of transmitted light changes due to the change in the refractive index of the light propagating through the optical fiber, and the acceleration sensor can detect the acceleration.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１を参照して説
明する。図１は、光ファイバ加速度センサ（加速度セン
サ）を示す図であって、符号６はこのセンサにおける検
知部をなす光ファイバ、符号７はプリント基板、符号８
はケーシングである。この光ファイバ加速度センサ５
は、加速度が発生したときに生じる慣性力によって検知
部である光ファイバ６が変形すると、光ファイバ６中を
透過する光の透過量が変化することを利用したものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an optical fiber acceleration sensor (acceleration sensor), in which reference numeral 6 is an optical fiber forming a detection portion of the sensor, reference numeral 7 is a printed circuit board, and reference numeral 8 is an optical fiber.
Is the casing. This optical fiber acceleration sensor 5
Uses the fact that the amount of light transmitted through the optical fiber 6 changes when the optical fiber 6 which is the detection unit is deformed by the inertial force generated when acceleration occurs.
【００１２】ケーシング８は、断面が略Ｕ字状に形成さ
れたケーシング本体９と、このケーシング本体９にピン
等の螺着手段によって装着される底板１０とから構成さ
れている。そして、ケーシング本体９内部には、支持台
１１、１１を介して、剛性が高く、経年変化のない金属
ベースプリント基板７が固定されている。The casing 8 is composed of a casing body 9 having a substantially U-shaped cross section, and a bottom plate 10 mounted on the casing body 9 by screwing means such as pins. Inside the casing main body 9, a metal base printed circuit board 7 having a high rigidity and which does not change with time is fixed via the supporting bases 11 and 11.
【００１３】また、このプリント基板７上には支持部材
（支持部）１３、１３が配設され、光ファイバ６がその
両端部を支持部材１３、１３により支持されて設置され
ている。光ファイバ６は可撓性を有するとともに、外力
を受けたときに弾性変形可能とされており、その中央部
は、底板１０側に向けて突出するように湾曲されてい
る。また、プリント基板７上には光ファイバ６に光を供
給するための発光素子（光源）１４、および光ファイバ
６を伝播してきた光を受光して電気信号に変換する受光
素子（受光器）１５が実装されている。さらに、光ファ
イバ６両端部の支持部材１３、１３を介して、光ファイ
バ６と発光素子１４、および受光素子１５は接続されて
いる。Support members (support portions) 13 and 13 are disposed on the printed circuit board 7, and the optical fiber 6 is installed with both ends thereof supported by the support members 13 and 13. The optical fiber 6 has flexibility and is elastically deformable when receiving an external force, and its central portion is curved so as to project toward the bottom plate 10 side. Further, on the printed circuit board 7, a light emitting element (light source) 14 for supplying light to the optical fiber 6 and a light receiving element (light receiver) 15 for receiving the light propagating through the optical fiber 6 and converting it into an electric signal. Has been implemented. Further, the optical fiber 6, the light emitting element 14, and the light receiving element 15 are connected via the supporting members 13 at both ends of the optical fiber 6.
【００１４】以上構成の光ファイバ加速度センサ５を、
例えば、自動車のセンターコンソール内に底板１０が車
体後方側を向くように取り付けると、自動車の前後方向
に発生する加速度を検知することができる。以下、この
場合における光ファイバ加速度センサ５の作用について
説明する。The optical fiber acceleration sensor 5 having the above structure is
For example, if the bottom plate 10 is mounted in the center console of an automobile so as to face the rear side of the vehicle, the acceleration generated in the front-back direction of the automobile can be detected. The operation of the optical fiber acceleration sensor 5 in this case will be described below.
【００１５】自動車が発進するとき等の加速時には、光
ファイバ加速度センサ５、およびセンサ内部の光ファイ
バ６は、図１に示す矢印Ａの方向に慣性力を受ける。す
ると、光ファイバ６中央の湾曲部はさらに曲率が増加す
る方向に若干変形し、この変形によって光ファイバ６内
を伝播する光は光弾性効果により屈折率を増加させ、慣
性力が作用していないときの透過光量を基準としたと
き、その透過光量は減少する。During acceleration such as when the vehicle starts, the optical fiber acceleration sensor 5 and the optical fiber 6 inside the sensor receive an inertial force in the direction of arrow A shown in FIG. Then, the curved portion at the center of the optical fiber 6 is slightly deformed in the direction in which the curvature is further increased, and the deformation causes the light propagating in the optical fiber 6 to have an increased refractive index due to the photoelastic effect, and the inertial force is not applied. When the amount of transmitted light at that time is used as a reference, the amount of transmitted light decreases.
【００１６】また、自動車が制動されるとき等の減速時
には、光ファイバ加速度センサ５、および光ファイバ６
は、図１に示す矢印Ｂの方向に慣性力を受ける。する
と、光ファイバ６中央の湾曲部は曲率が減少する方向に
若干変形し、この変形によって光ファイバ６内を伝播す
る光は屈折率を減少させ、慣性力が作用していないとき
の透過光量を基準としたとき、その透過光量は増加す
る。When the vehicle is decelerated such as when it is braked, the optical fiber acceleration sensor 5 and the optical fiber 6 are used.
Receives an inertial force in the direction of arrow B shown in FIG. Then, the curved portion at the center of the optical fiber 6 is slightly deformed in the direction in which the curvature is reduced, and this deformation reduces the refractive index of the light propagating in the optical fiber 6 and reduces the amount of transmitted light when inertial force is not acting. When used as a reference, the amount of transmitted light increases.
【００１７】したがって、光ファイバ６に接続された受
光素子１４が、慣性力が作用していないときの透過光量
を基準値として、加速度発生に応じて増減する透過光量
をそれに対応した電気信号として取り出すことによっ
て、この光ファイバ加速度センサ５は自動車の加速、お
よび減速時の加速度を検知することができる。Therefore, the light receiving element 14 connected to the optical fiber 6 takes out the amount of transmitted light when inertial force is not acting as a reference value, and takes out the amount of transmitted light which increases or decreases according to the generation of acceleration as an electric signal corresponding thereto. As a result, the optical fiber acceleration sensor 5 can detect acceleration during acceleration and deceleration of the automobile.
【００１８】本実施例においては、加速度を検知する主
要部が、光ファイバ６、発光素子１４、受光素子１５の
みによって構成されており、センサの構造は非常に簡単
である。したがって、光ファイバ加速度センサ５自体を
小型化、軽量化することができる。In this embodiment, the main part for detecting the acceleration is composed of only the optical fiber 6, the light emitting element 14 and the light receiving element 15, and the structure of the sensor is very simple. Therefore, the optical fiber acceleration sensor 5 itself can be reduced in size and weight.
【００１９】また、光ファイバ６中央の湾曲部周辺が若
干量変形するものの、光ファイバ加速度センサ５全体に
おいては、大きな変形が生じるような可動部を有してい
ないので、部品の精度も長時間の使用で変化することな
く、光ファイバ加速度センサ５自体の精度を高いものと
することができる。Further, although the periphery of the curved portion at the center of the optical fiber 6 is slightly deformed, the optical fiber acceleration sensor 5 as a whole does not have a movable portion that causes a large deformation, so that the accuracy of parts is long. It is possible to increase the accuracy of the optical fiber acceleration sensor 5 itself without changing it by using.
【００２０】なお、本実施例においては、光ファイバ６
をプリント基板７に取り付けるようにしたが、例えば、
光ファイバ６を別途、鋼板等に取り付けるようにし、回
路部とは分離する構成としてもよい。また、光ファイバ
加速度センサ５を、自動車の前後方向の加速度を検知す
るべく底板１０を車体後方側に向けて取り付けるように
したが、この取り付け方向を変えることにより、自動車
の横方向、あるいは上下方向の加速度を検知するように
も構成できる。また、１個の光ファイバ加速度センサで
複数の方向の加速度検知を行なうために、ケーシング内
に異なる方向に湾曲された複数の光ファイバを設置する
構成としてもよい。また、光ファイバ、発光素子、受光
素子の種類や性能については、加速度に応じた慣性力に
よる光ファイバの変形の度合、あるいはこの変形時の透
過光量の変化に応じて、所望の検知感度が得られるよう
に、適宜設定することができる。なお、この光ファイバ
加速度センサは、自動車のサスペンションコントローラ
以外の各種装置に適用できることは勿論である。In this embodiment, the optical fiber 6
Was attached to the printed circuit board 7, for example,
The optical fiber 6 may be separately attached to a steel plate or the like to be separated from the circuit section. Further, the optical fiber acceleration sensor 5 is mounted so that the bottom plate 10 is directed toward the rear side of the vehicle body in order to detect the longitudinal acceleration of the vehicle, but by changing the mounting direction, the lateral direction or the vertical direction of the vehicle It can also be configured to detect the acceleration of. Further, in order to detect acceleration in a plurality of directions with a single optical fiber acceleration sensor, a plurality of optical fibers curved in different directions may be installed in the casing. Regarding the types and performances of the optical fiber, light-emitting element, and light-receiving element, the desired detection sensitivity can be obtained according to the degree of deformation of the optical fiber due to inertial force according to acceleration or the change in the amount of transmitted light during this deformation. It can be set as appropriate. Of course, this optical fiber acceleration sensor can be applied to various devices other than the vehicle suspension controller.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の加
速度センサは、光ファイバ、光源、受光器等を有した構
成とされており、従来例のような振り子等の部品を必要
としないため、センサの構造は非常に簡単である。した
がって、加速度センサ自体を小型化、軽量化することが
できる。As described in detail above, the acceleration sensor of the present invention is configured to have an optical fiber, a light source, a light receiver, etc., and does not require parts such as a pendulum as in the conventional example. Therefore, the structure of the sensor is very simple. Therefore, the acceleration sensor itself can be reduced in size and weight.
【００２２】また、従来例での薄膜ゲージに相当する大
きな変形が生じる可動部を有していないので、部品の精
度も高いものとなり、加速度センサ自体の精度を向上さ
せることができる。Further, since there is no moving part which causes a large deformation corresponding to the thin film gauge in the conventional example, the precision of the parts becomes high and the precision of the acceleration sensor itself can be improved.
【図１】 本発明の加速度センサの一実施例を示す縦断
面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of an acceleration sensor of the present invention.
【図２】 従来の加速度センサの一例を示す縦断面図で
ある。FIG. 2 is a vertical sectional view showing an example of a conventional acceleration sensor.
５…光ファイバ加速度センサ（加速度センサ）、６…光
ファイバ、１３…支持部材（支持部）、１４…発光素子
（光源）、１５…受光素子（受光器）5 ... Optical fiber acceleration sensor (acceleration sensor), 6 ... Optical fiber, 13 ... Support member (support portion), 14 ... Light emitting element (light source), 15 ... Light receiving element (light receiver)
Claims (1)
３、１３）と、 これら支持部（１３、１３）に両端部を支持されて、湾
曲された状態で前記支持部（１３、１３）間に架設され
るとともに、外力を受けたときに湾曲部分の曲率が増
大、または減少する方向に弾性変形可能とされる光ファ
イバ（６）と、 該光ファイバ（６）内に光を供給する光源（１４）と、 前記光ファイバ（６）を伝播してきた光を検知する受光
器（１５）とを有して構成されていることを特徴とする
加速度センサ。1. A plurality of support portions (1) which are spaced apart from each other.
3 and 13) and both ends thereof are supported by these supporting portions (13, 13), the curved portions are installed between the supporting portions (13, 13) in a curved state, and the curved portions when receiving an external force. An optical fiber (6) that is elastically deformable in a direction in which the curvature of the optical fiber increases or decreases, a light source (14) that supplies light into the optical fiber (6), and propagates through the optical fiber (6). And an optical receiver (15) for detecting the emitted light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17191393A JPH0727783A (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17191393A JPH0727783A (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Acceleration sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727783A true JPH0727783A (en) | 1995-01-31 |
Family
ID=15932160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17191393A Pending JPH0727783A (en) | 1993-07-12 | 1993-07-12 | Acceleration sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727783A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685186B1 (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-22 | 호서대학교 산학협력단 | Acceleration and inclination measurement system based on fiber bragg gratings |
| CN102128952A (en) * | 2010-12-31 | 2011-07-20 | 南京航空航天大学 | Optical fiber grating acceleration sensor and test method thereof |
-
1993
- 1993-07-12 JP JP17191393A patent/JPH0727783A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685186B1 (en) * | 2005-07-27 | 2007-02-22 | 호서대학교 산학협력단 | Acceleration and inclination measurement system based on fiber bragg gratings |
| CN102128952A (en) * | 2010-12-31 | 2011-07-20 | 南京航空航天大学 | Optical fiber grating acceleration sensor and test method thereof |
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