JPS6033057A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPS6033057A JPS6033057A JP14158783A JP14158783A JPS6033057A JP S6033057 A JPS6033057 A JP S6033057A JP 14158783 A JP14158783 A JP 14158783A JP 14158783 A JP14158783 A JP 14158783A JP S6033057 A JPS6033057 A JP S6033057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- crystal
- output frequency
- crystal resonator
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- G01P15/097—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 by vibratory elements
- G01P15/10—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 by vibratory elements by vibratory strings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は加速度を測定する加速度センサに関するもので
ある。
ある。
従来の加速度センサの一例として、重錘を片持梁などに
て支持し、加速度による片持梁のひずみを抵抗線ひずみ
計などを用いて電気抵抗の変化に変換し測定するものが
あった。この種の加速度センサは電気抵抗を測定するた
め、抵抗線ひずみ計を交換するときなどは電気抵抗の調
整力；難しく、互換性に乏しかった。また微小な加速度
の検出精度が悪いという欠点もあった。さらに加速度の
情報をコンピュータなどに接続する場合、Ａ−Ｄ変換器
が必要であった。
て支持し、加速度による片持梁のひずみを抵抗線ひずみ
計などを用いて電気抵抗の変化に変換し測定するものが
あった。この種の加速度センサは電気抵抗を測定するた
め、抵抗線ひずみ計を交換するときなどは電気抵抗の調
整力；難しく、互換性に乏しかった。また微小な加速度
の検出精度が悪いという欠点もあった。さらに加速度の
情報をコンピュータなどに接続する場合、Ａ−Ｄ変換器
が必要であった。
本発明は上記欠点を除去するものであり、互換性に優れ
、検出精度が高く、直接デジタル処理が可能な加速度セ
ンサを提供するものである。
、検出精度が高く、直接デジタル処理が可能な加速度セ
ンサを提供するものである。
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１〜２図において、１は基体である七ラミック基板で
あり、導電ペーストを焼成することにより入カバターン
２α、２ｂｌ出カバターン２ｃ。
あり、導電ペーストを焼成することにより入カバターン
２α、２ｂｌ出カバターン２ｃ。
極性パターン２ｄ、保持パターン２ｇ、２／、２１．２
ｈが設けである。３，４は圧電振動子であるＡＴカット
の水晶振動子であり、厚みすべり振 。
ｈが設けである。３，４は圧電振動子であるＡＴカット
の水晶振動子であり、厚みすべり振 。
動を行うものである。水晶振動子３．４は長手方向がＸ
軸と一致する短冊型をしており、両生面には駆動電極３
α、３α、４α、４αが形成しである。５，５，６．６
は保持バネであり、リン青銅、ステンレス鋼などから形
成されている。保持バネ５，５の一端は水晶振動子３の
駆動電極３α。
軸と一致する短冊型をしており、両生面には駆動電極３
α、３α、４α、４αが形成しである。５，５，６．６
は保持バネであり、リン青銅、ステンレス鋼などから形
成されている。保持バネ５，５の一端は水晶振動子３の
駆動電極３α。
３αのそれぞれに導通状態に固着され、他端は基板１の
保持パターン２ｇ、２ｆのそれぞれに導通状態に固着さ
れている。水晶振動子３はこのようにして保持バネ５，
５により片持保持されている。保持バネ６、乙の一端は
水晶振動子４の駆動電極４α、４αのそれぞれに導通状
態に固着され、他端は基板１の保持パターン２１．２に
のそれぞれに導通状態に固着されている。水晶振動子４
はこのようにして保持バネ６．６により片持保持され、
その自由端は水晶振動子３の自由端と対向している。水
晶振動子６，４の対向する自由端には係合片７．７が接
着などにより固着しである。そして係合片７．７間には
質ｍｍの重＠８を支持する支持部材９が張設しである。
保持パターン２ｇ、２ｆのそれぞれに導通状態に固着さ
れている。水晶振動子３はこのようにして保持バネ５，
５により片持保持されている。保持バネ６、乙の一端は
水晶振動子４の駆動電極４α、４αのそれぞれに導通状
態に固着され、他端は基板１の保持パターン２１．２に
のそれぞれに導通状態に固着されている。水晶振動子４
はこのようにして保持バネ６．６により片持保持され、
その自由端は水晶振動子３の自由端と対向している。水
晶振動子６，４の対向する自由端には係合片７．７が接
着などにより固着しである。そして係合片７．７間には
質ｍｍの重＠８を支持する支持部材９が張設しである。
支持部材９は本実施例では中央部に重錘８を固着してあ
り、両側部はコイルバネ部９α、９αとなっている。水
晶振動子５．４は保持バネ５，５，６．．５．係合片７
．７を含めてテ１０［ンコーティングされており、湿気
などの影響により共振周波数が変動しないようにしであ
る。１０は集積回路素子であり、水晶振動子３．４をそ
れぞれ発振させる二つの発振回路１０α、１０ｂおよび
これらの発振回路の出力周波数の差と極性を示すミキサ
１０Ｃを含んでいる。発振回路１０α、１０ｈおよびミ
キサ１０Ｃは第３図のように接続されている。＠４図は
ＡＴカット水晶振動子Ｑに外力Ｆを加えたときの共振周
波数の変化率Δｆ／ｆを示している。直ｉ！ｊ １１は
水晶振動子ＱにＸ軸方向に押力Ｆを加えた場合の変化率
を示しており、約０．１〜０．２ Ｐ Ｐ Ｍ ／ ｇ
の値を示す。また直線１２は水晶振動子Ｑに２′軸方向
に押力Ｆを加えた場合の変化率を示しており、約−０，
０６Ｐ Ｐ Ｍ ／ （ｉの値を示す。水晶振動子Ｑに
反対に張力を与えた場合は上記値の符号が反対の変化率
となる。
り、両側部はコイルバネ部９α、９αとなっている。水
晶振動子５．４は保持バネ５，５，６．．５．係合片７
．７を含めてテ１０［ンコーティングされており、湿気
などの影響により共振周波数が変動しないようにしであ
る。１０は集積回路素子であり、水晶振動子３．４をそ
れぞれ発振させる二つの発振回路１０α、１０ｂおよび
これらの発振回路の出力周波数の差と極性を示すミキサ
１０Ｃを含んでいる。発振回路１０α、１０ｈおよびミ
キサ１０Ｃは第３図のように接続されている。＠４図は
ＡＴカット水晶振動子Ｑに外力Ｆを加えたときの共振周
波数の変化率Δｆ／ｆを示している。直ｉ！ｊ １１は
水晶振動子ＱにＸ軸方向に押力Ｆを加えた場合の変化率
を示しており、約０．１〜０．２ Ｐ Ｐ Ｍ ／ ｇ
の値を示す。また直線１２は水晶振動子Ｑに２′軸方向
に押力Ｆを加えた場合の変化率を示しており、約−０，
０６Ｐ Ｐ Ｍ ／ （ｉの値を示す。水晶振動子Ｑに
反対に張力を与えた場合は上記値の符号が反対の変化率
となる。
つぎに本発明の加速度センサによる加速度の測定につい
て述べる。水晶振動子３，４は同一種類のＡＴカット水
晶振動子であり、温度特性、エージング特性なども略等
しいものである。そして水晶発振回路１０α、１０ｈの
出力周波数は、加速度が０のときすなわち水晶振動子３
，４に加わる張力がＦｏで略等しいとき１０になるよう
に設定されている。いま第１〜２図示の加速度センサが
矢印Ａ方向に加速度αにて移動する場合、左側の水晶振
動子３に加わっていた張力はＦ ｏ−ｍα となり、右
側の水晶振動子４に加わっていた張力はＦｏ−１−ｍα
となる。水晶振動子６，４は長手方向がＸ軸方向であり
、Ｘ軸方向の張力が変化するため水晶発振回路１０α、
１０ｈの出力周波数ｆ３＋ｆ４ は第４図示の直線１１
に沿って変化する。
て述べる。水晶振動子３，４は同一種類のＡＴカット水
晶振動子であり、温度特性、エージング特性なども略等
しいものである。そして水晶発振回路１０α、１０ｈの
出力周波数は、加速度が０のときすなわち水晶振動子３
，４に加わる張力がＦｏで略等しいとき１０になるよう
に設定されている。いま第１〜２図示の加速度センサが
矢印Ａ方向に加速度αにて移動する場合、左側の水晶振
動子３に加わっていた張力はＦ ｏ−ｍα となり、右
側の水晶振動子４に加わっていた張力はＦｏ−１−ｍα
となる。水晶振動子６，４は長手方向がＸ軸方向であり
、Ｘ軸方向の張力が変化するため水晶発振回路１０α、
１０ｈの出力周波数ｆ３＋ｆ４ は第４図示の直線１１
に沿って変化する。
すなわち水晶振動子３に加わる張力が減少するため、水
晶発振回路１０ａの出力周波数は増加し／ ｓ ” ／
ｏ＋Δｆとなる。また水晶振動子４に加わる張力が増
加するため、水晶発振回路１０ｂの出力周波数は減少し
／４＝１０−Δｆとなる。上記のΔｆは張力の変化性α
に比例するものであり１Δ／ ” ｋ ｍα゛である。
晶発振回路１０ａの出力周波数は増加し／ ｓ ” ／
ｏ＋Δｆとなる。また水晶振動子４に加わる張力が増
加するため、水晶発振回路１０ｂの出力周波数は減少し
／４＝１０−Δｆとなる。上記のΔｆは張力の変化性α
に比例するものであり１Δ／ ” ｋ ｍα゛である。
そしてミキサ１０Ｃの出力は、
ｆ、−ｆ４ ＝２Δｆ＝２ｋｆｒＬα となり、加速度
αは２倍の出力周波数変化よりめることができる。また
矢印Ａ方向と反対方向に加速度が働く場合、ミキサ１０
Ｃの出力は一２ｋｔＩＬαとなり、正負の判別は極性パ
ターン２ｄから出力するように設定しておく。このよう
にして加速度の大きさ、方向を二つの水晶発振器の出力
周波数の差よりめるのである。
αは２倍の出力周波数変化よりめることができる。また
矢印Ａ方向と反対方向に加速度が働く場合、ミキサ１０
Ｃの出力は一２ｋｔＩＬαとなり、正負の判別は極性パ
ターン２ｄから出力するように設定しておく。このよう
にして加速度の大きさ、方向を二つの水晶発振器の出力
周波数の差よりめるのである。
なお支持部材に張力を与える例としてバネを用いたがこ
れに限られず、またバネは片側だけでもよい。
れに限られず、またバネは片側だけでもよい。
重錘は一方向のみ移動可能にガイドし、加速度センサを
直交するＸ’Ｉ’ｌｌｌ ｊ ｙ軸、ｚ軸方向に設置し
各軸方向の加速度をめることもできる。
直交するＸ’Ｉ’ｌｌｌ ｊ ｙ軸、ｚ軸方向に設置し
各軸方向の加速度をめることもできる。
また集積回路素子はモールド材にてモールドするように
してもよく、さらに二つの水晶振動子を含めて封止キャ
ップなどにて封入してもよい。
してもよく、さらに二つの水晶振動子を含めて封止キャ
ップなどにて封入してもよい。
以上述べたように本発明によれば、高精度で高感度な加
速度測定が可能であり、消費電力が極めて小さく、加速
度情報はＡ −Ｄ変換器なしで直接デジタル処理が可能
である。また経時変化が小さく、互換性にも優れている
などの効果を奏する。
速度測定が可能であり、消費電力が極めて小さく、加速
度情報はＡ −Ｄ変換器なしで直接デジタル処理が可能
である。また経時変化が小さく、互換性にも優れている
などの効果を奏する。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は平面図、第２
図は正面図、第３図はブロック図、第４図はＡＴカット
水晶振動子に外力を加えたときの共振周波数変化率を示
す特性図である。 ６．４・・・・・・水晶振動子 ８・・・・・・重 錘 ９・・・・・・支持部材 ９α・・・コイルバネ部 １０１Ｚ、１０ｈ・・・・・・発振回路１０Ｃ・・・ミ
キサ 以 上 出願人 株式会社 精工舎
図は正面図、第３図はブロック図、第４図はＡＴカット
水晶振動子に外力を加えたときの共振周波数変化率を示
す特性図である。 ６．４・・・・・・水晶振動子 ８・・・・・・重 錘 ９・・・・・・支持部材 ９α・・・コイルバネ部 １０１Ｚ、１０ｈ・・・・・・発振回路１０Ｃ・・・ミ
キサ 以 上 出願人 株式会社 精工舎
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 二つの圧電振動子と、 上記二つの圧電振動子の間に張設しである支持部材と、 この支持部材に装着された重錘と、 上記二つの圧電振動子のそれぞれを発振させる二つの発
ＪＲ回路と、 上記二つの発振回路の出力周波数の差をとる回路とを具
備し、 上記出力周波数の差をとる回路の出力により加速度を測
定することを特徴とする加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158783A JPS6033057A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158783A JPS6033057A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033057A true JPS6033057A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH022105B2 JPH022105B2 (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15295470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14158783A Granted JPS6033057A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033057A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01284916A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-16 | Canon Inc | 座標入力装置 |
| JPH02248867A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-04 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 加速度センサ |
| CN111046578A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-21 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种石英振梁加速度计建立输出模型的方法 |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP14158783A patent/JPS6033057A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01284916A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-16 | Canon Inc | 座標入力装置 |
| JPH02248867A (ja) * | 1989-03-23 | 1990-10-04 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 加速度センサ |
| CN111046578A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-21 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种石英振梁加速度计建立输出模型的方法 |
| CN111046578B (zh) * | 2019-12-24 | 2023-07-14 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种石英振梁加速度计建立输出模型的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH022105B2 (ja) | 1990-01-16 |
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