CN109579810B - 物理量测量装置、电子设备和移动体 - Google Patents

物理量测量装置、电子设备和移动体 Download PDF

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Abstract

物理量测量装置、电子设备和移动体。物理量测量装置包含：传感器元件，其在驱动电极与检测电极之间形成耦合电容；以及电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，驱动电路向驱动电极供给驱动信号，检测电路根据来自检测电极的检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，故障诊断电路具有从检测信号或者检测信号的放大信号中提取耦合电容的静电泄漏成分的静电泄漏成分提取电路，并根据所提取的静电泄漏成分进行故障诊断。

Description

物理量测量装置、电子设备和移动体
技术领域
本发明涉及物理量测量装置、电子设备和移动体等。
背景技术
以往，已知有根据来自传感器元件的检测信号测量物理量的物理量测量装置。以陀螺仪传感器为例，物理量测量装置检测角速度等，作为物理量。陀螺仪传感器例如被组装到数字照相机、智能手机等电子设备或者汽车、飞机等移动体中，使用检测出的角速度等物理量进行抖动校正、姿势控制、GPS自主导航等。
作为这样的物理量测量装置中的故障诊断方法，例如，已知有专利文献1、2、3、4所公开的现有技术。在专利文献1中，通过由检测单元检测由于传感器元件的检测板(检测元件)与驱动板(驱动元件)的机械耦合而引起的机械耦合信号，实现了故障诊断。在专利文献2中也同样，通过监视由于振子自身激励而产生的自振成分(泄漏振动)，实现了故障诊断。在专利文献3中，通过提取自振成分，由温度特性校正单元进行温度校正，实现了高精度的故障诊断。在专利文献4中，在故障诊断模式时，生成频率与驱动信号不同的角速度伪信号，将所生成的角速度伪信号与驱动信号叠加，并供给到振子的驱动电极。而且，根据经由振子的驱动电极与检测电极之间的静电耦合电容将角速度伪信号传播到检测电极而得的信号，生成虚拟的角速度检测信号，实现故障诊断。
专利文献1：日本特开平8-327363号公报
专利文献2：日本特开2000-171257号公报
专利文献3：日本特开2010-25695号公报
专利文献4：日本特开2010-43962号公报
但是，在使用振动泄漏成分(自振成分、机械耦合信号)进行物理量测量装置的故障诊断的方法中，容易受到传感器元件的个体偏差的影响，存在故障诊断的判定精度变差的趋势。此外，在振动泄漏成分在构造上较少的传感器元件中，为了进行可靠的故障诊断，需要使用微调技术等高精度地修正期望的振动泄漏成分。此外，为了以电气方式提取振动泄漏成分，除对哥氏力进行检波的电路以外，还需要对振动泄漏成分进行检波的同步检波电路，从而芯片尺寸增大，妨碍产品的小型化、低成本化。例如，在上述专利文献4中，需要另外生成信号来用于故障诊断，还会由于信号的生成电路、叠加电路的不良情况而判定为故障，从而难以可靠地判定驱动路径和检测路径中的故障。
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或形式实现。
本发明的一个方式涉及物理量测量装置，该物理量测量装置包含：传感器元件，其具有驱动电极和检测电极，在所述驱动电极与所述检测电极之间形成耦合电容；以及电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，所述驱动电路向所述驱动电极供给驱动信号，所述检测电路根据来自所述检测电极的检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，所述故障诊断电路具有静电泄漏成分提取电路，所述静电泄漏成分提取电路从所述检测信号或者所述检测信号的放大信号中，提取基于所述耦合电容的静电泄漏成分，所述故障诊断电路根据所提取的所述静电泄漏成分来进行故障诊断。
在本发明的一个方式中，当驱动电路利用驱动信号来驱动传感器元件的驱动电极时，利用形成在驱动电极与检测电极之间的耦合电容，将驱动信号的静电泄漏成分传播到检测信号侧。然后，故障诊断电路具有的静电泄漏成分提取电路从检测信号或者检测信号的放大信号中提取该静电泄漏成分。然后，故障诊断电路根据提取出的静电泄漏成分进行物理量测量装置的故障诊断。这样，在本发明的一个方式中，利用由于驱动电极与检测电极的耦合电容而产生的静电泄漏成分，进行了故障诊断。静电泄漏成分是根据驱动电极和检测电极的构造等确定的耦合电容，因此，不易受到传感器元件的个体偏差的影响，能够提高故障诊断的判定精度。此外，使用检测信号或者该检测信号的放大信号进行故障诊断，因此，能够利用更小规模且简单的电路结构实现故障诊断。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述驱动电路输出作为矩形波的所述驱动信号，所述静电泄漏成分提取电路提取由于作为矩形波的所述驱动信号的上升沿或者下降沿而引起的、所述检测信号或者所述放大信号的变化，作为所述静电泄漏成分。
这样，利用作为矩形波的驱动信号进行驱动，由此，能够增大由静电泄漏成分而引起的电压电平的变化幅度，与使用作为正弦波的驱动信号相比，能够提高故障诊断的判定精度。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述静电泄漏成分提取电路具有被输入所述检测信号或者所述放大信号的微分电路，利用所述微分电路提取所述静电泄漏成分。
如果使用这样的微分电路，则能够提取在微分电路的输出信号中出现的脉冲信号，作为静电泄漏成分，能够实现更高判定精度的故障诊断。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述故障诊断电路包含：波高值转换电路，其对作为所述微分电路的输出信号的、脉冲信号的波高值进行转换，输出转换电压；以及判定电路，其进行来自所述波高值转换电路的所述转换电压与阈值电压的比较判定，从而进行所述故障诊断的判定。
由此，能够通过如下的简单判定处理来实现故障诊断，即、将与静电泄漏成分对应的脉冲信号的波高值转换为转换电压，并对该转换电压与阈值电压进行比较。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述故障诊断电路包含：计数器电路，其进行作为所述微分电路的输出信号的、脉冲信号的计数处理；以及判定电路，其根据所述计数器电路的计数值，进行所述故障诊断的判定。
由此，能够利用进行在微分电路的输出信号中出现的脉冲信号的计数处理这一简单的电路结构，实现使用了静电泄漏成分的故障诊断的判定处理。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，在所述检测电路检测所述物理量信息的检测期间，所述故障诊断电路进行所述故障诊断。
由此，能够实现例如始终确认物理量测量装置是否正在正常工作的始终故障诊断等。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述传感器元件包含基部、驱动臂和检测臂，在所述基部设置有驱动用端子和检测用端子，以覆盖所述基部的所述驱动用端子和所述检测用端子的方式设置有电介质。
通过设置这样的电介质，能够增大形成在驱动电极与检测电极之间的耦合电容的电容值，能够增大静电泄漏成分，因此，能够实现高判定精度的故障诊断。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，向所述检测电路输入第1检测信号和第2检测信号，作为所述检测信号，所述故障诊断电路根据所述第1检测信号、所述第2检测信号或者作为所述第1检测信号、所述第2检测信号的放大信号的第1放大信号、第2放大信号，进行所述故障诊断。
由此，不仅在第1、第2检测信号双方的检测路径中产生了故障的情况下，在第1、第2检测信号的一方的检测路径中产生了故障的情况下，也能够适当地检测故障产生。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述检测电路包含：第1电荷/电压转换电路，其对所述第1检测信号进行放大，输出第1放大信号；以及第2电荷/电压转换电路，其对所述第2检测信号进行放大，输出第2放大信号，所述静电泄漏成分提取电路提取来自所述第1电荷/电压转换电路、所述第2电荷/电压转换电路的所述第1放大信号、所述第2放大信号的所述静电泄漏成分。
如果这样使用来自第1、第2电荷/电压转换电路的第1、第2放大信号，则与使用第1、第2检测信号的情况相比，能够在静电泄漏成分被放大后的状态下提取该泄漏成分，因此，可实现故障诊断的判定精度提高。
此外，在本发明的一个方式中，也可以是，所述检测电路包含：差动放大器，其进行输入到所述故障诊断电路的所述第1放大信号、所述第2放大信号的差动放大；以及同步检波电路，其根据由所述差动放大器进行差动放大后的信号，进行同步检波。
由此，能够通过差动放大，抵消由于故障诊断所利用的驱动电极与检测电极的耦合电容而产生的泄漏信号(静电泄漏成分)，并且进行同步检波，因此，可实现检测精度的提高，并且还能够提高故障诊断的精度。
此外，本发明的另一方式涉及电子设备，该电子设备包含以上所述的物理量测量装置。
此外，本发明的另一方式涉及移动体，该移动体包含以上所述的物理量测量装置。
附图说明
图1是本实施方式的物理量测量装置的结构例。
图2是物理量测量装置的详细结构例。
图3是说明故障诊断电路的动作的信号波形图。
图4是说明故障诊断电路的动作的信号波形图。
图5是传感器输出电压的温度特性的例子。
图6是形成在驱动电极与检测电极之间的耦合电容的说明图。
图7是波高值转换电路的结构例。
图8是说明波高值转换电路的动作的信号波形图。
图9是说明波高值转换电路的动作的信号波形图。
图10是说明波高值转换电路的动作的信号波形图。
图11是说明波高值转换电路的动作的信号波形图。
图12是波高值转换电路的另一结构例。
图13是物理量测量装置的另一结构例。
图14是物理量测量装置的另一结构例。
图15是传感器元件的结构例。
图16是以覆盖驱动用端子、检测用端子的方式设置电介质的方法的说明图。
图17是传感器元件的动作说明图。
图18是电子设备的结构例。
图19是移动体的结构例。
标号说明
S、S1、S2：检测信号；DS：驱动信号；DG：反馈信号；SA1、SA2：放大信号；SYC：同步信号；VOUT：传感器输出电压；DIAG：故障诊断信号；WH1、WH2：波高值；PL1、PL2：脉冲信号；CC1、CC2：耦合电容；ANT：天线；5：物理量测量装置；10：传感器元件；11、12：振动片；13、14：驱动电极；15、16：检测电极；17：接地电极；18A、18B、18C、18D：驱动臂；19A、19B：检测臂；20：电路装置；21：基部；22A、22B：连接臂；23、24：驱动用端子；25、26：检测用端子；28：电介质；30：驱动电路；32：放大电路；40：增益控制电路；50：驱动信号输出电路；52：同步信号输出电路；60：检测电路；61：放大电路；64、66：Q/V转换电路；70：差动放大器；72：AC放大器；81：同步检波电路；90：滤波部；92：偏移和灵敏度调整部；94：SCF电路；96：输出放大器；150：故障诊断电路；152：静电泄漏成分提取电路；154、156：微分电路；160：波高值转换电路；161、163：全波整流电路；163、164：低通滤波电路；165、166：F/V转换电路；168：加法电路；170：计数器电路；180：判定电路；206：汽车；207：车体；208：控制装置；209：车轮；500：电子设备；510：通信部；520：处理部；530：操作部；540：显示部；550：存储部。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的优选实施方式。另外，以下说明的本实施方式并非不当地限定权利要求所记载的本发明的内容，本实施方式中说明的结构并非全部都是作为本发明的解决手段而必需的。
1.物理量测量装置
图1示出本实施方式的物理量测量装置5的结构例。物理量测量装置5(物理量检测装置、传感器器件)包含传感器元件10和电路装置20。另外，物理量测量装置5不限于图1的结构，可以实施省略其中一部分结构要素或追加其他结构要素等各种变形。
传感器元件10(物理量传感器(transducer)、振子)是用于检测物理量的元件。例如，传感器元件10具有振动片(振子)，利用该振动片的振动来检测物理量。例如，在传感器元件10为陀螺仪传感器元件的情况下，检测角速度，作为物理量。另外，由传感器元件10检测的物理量也可以是除角速度以外的物理量(例如，加速度、角加速度、速度、移动距离或者压力等)。
传感器元件10具有驱动电极13和检测电极15，在驱动电极13与检测电极15之间形成有耦合电容(静电耦合电容)。例如，在驱动电极13与检测电极15之间形成(构成)有基于寄生电容的耦合电容。驱动电极13可以是如后述图15中所说明的设置于驱动臂18A～18D的驱动电极(驱动用导电体图案)，也可以是与该驱动电极连接的驱动用布线(驱动布线导电体图案)。检测电极15可以是设置于检测臂19A、19B的检测电极(检测用导电体图案)，也可以是与该检测电极连接的检测用布线(检测布线导电体图案)。
电路装置20包含驱动电路30、检测电路60和故障诊断电路150。驱动电路30向传感器元件10的驱动电极13供给驱动信号DS。例如，通过向驱动电极13供给驱动信号DS，使传感器元件10的振动片进行振动。检测电路60根据来自传感器元件10的检测电极15的检测信号S，检测与物理量对应的物理量信息(角速度、加速度等)。例如，利用驱动信号DS，传感器元件10的振动片进行振动，由此，从检测电极15输出作为电流信号或者电压信号的检测信号S。检测电路60根据该检测信号S，检测与物理量对应的期望波(哥氏力信号等)，从而检测物理量信息。例如，检测电路60具有放大电路61和同步检波电路81。放大电路61进行检测信号S的信号放大，同步检波电路81根据由放大电路61放大后的信号进行同步检波，检测期望波。
故障诊断电路150(异常诊断电路)是进行物理量测量装置5的故障诊断(异常状态的诊断)的电路。具体而言，故障诊断电路150具有静电泄漏成分提取电路152。静电泄漏成分提取电路152从检测信号S或者检测信号S的放大信号中提取基于驱动电极13与检测电极15的耦合电容的静电泄漏成分。即，在本实施方式中，经由耦合电容而产生的驱动信号DS的静电泄漏成分传播到检测信号S，静电泄漏成分提取电路152提取该静电泄漏成分。然后，故障诊断电路150根据由静电泄漏成分提取电路152提取出的静电泄漏成分进行故障诊断。这里，检测信号S的放大信号是由放大电路61放大后的检测信号。该检测信号S或者检测信号S的放大信号是同步检波电路81的同步检波前的信号。即，故障诊断电路150不根据同步检波后的信号，而根据作为检测信号S或者该检测信号S的放大信号的同步检波前的信号，进行故障诊断的判定。
图2示出本实施方式的物理量测量装置5的详细结构例。传感器元件10具有振动片11、12、驱动电极13、14、检测电极15、16和接地电极17。振动片11、12例如是由石英等压电材料的薄板形成的压电型振动片。具体而言，振动片11、12是由Z切石英基板形成的振动片。另外，振动片11、12的压电材料也可以是除石英以外的陶瓷、硅等材料。
向驱动电极13供给来自驱动电路30的驱动信号DS，由此，驱动用的振动片11进行振动。振动片11例如为后述图15的驱动臂18A～18D。而且，来自驱动电极14的反馈信号DG输入到驱动电路30。例如，将由于振动片11振动而产生的反馈信号DG输入到驱动电路30。
而且，由于驱动用的振动片11振动而使检测用的振动片12进行振动，由于该振动而产生的电荷(电流)作为检测信号S1、S2而从检测电极15、16输入到检测电路60。这里，接地电极17被设定为接地电位(GND)。检测电路60根据这些检测信号S1、S2，检测与检测信号S1、S2对应的物理量信息(角速度等)。
另外，以下，主要以传感器元件10为陀螺仪传感器元件的情况为例进行说明，但本实施方式不限于此，也可以是检测加速度等其他物理量的元件。此外，作为传感器元件10，例如，能够使用如后述图15的双T字型的振动片，但也可以是音叉型或者H型等的振动片。
驱动电路30包含：放大电路32，其输入来自传感器元件10的反馈信号DG；增益控制电路40(AGC电路)，其进行自动增益控制；以及驱动信号输出电路50，其将驱动信号DS输出到传感器元件10。此外，驱动电路30包含同步信号输出电路52，该同步信号输出电路52将同步信号SYC输出到检测电路60。另外，驱动电路30的结构不限于图2，可以实施省略这些结构要素的一部分或追加其他结构要素等各种变形。
放大电路32(I/V转换电路)对来自传感器元件10的反馈信号DG进行放大。例如，将来自传感器元件10的电流反馈信号DG转换为电压信号DV后进行输出。该放大电路32能够通过运算放大器、反馈电阻元件、反馈电容器等实现。
驱动信号输出电路50根据由放大电路32放大后的信号DV，输出驱动信号DS。增益控制电路40(AGC)向驱动信号输出电路50输出控制电压GC，控制驱动信号DS的振幅。具体而言，增益控制电路40监视信号DV，控制振荡环路的增益。例如，在驱动电路30中，为了将传感器的灵敏度保持为恒定，需要将供给到传感器元件10(驱动用的振动片11)的驱动电压的振幅保持为恒定。因此，在驱动振动系统的振荡环路内，设置有用于自动调整增益的增益控制电路40。增益控制电路40以使来自传感器元件10的反馈信号DG的振幅(振动片的振动速度v)为恒定的方式，可变地自动调整增益。该增益控制电路40能够通过对来自放大电路32的信号DV进行全波整流的全波整流器、进行全波整流器的输出信号的积分处理的积分器等来实现。
例如，在驱动信号输出电路50输出作为矩形波(或者正弦波)的驱动信号的情况下，驱动信号输出电路50能够由比较器和缓冲电路等构成。比较器对信号DV的电压与基准电压(AGND)进行比较。缓冲电路对比较器的输出信号进行缓冲而作为驱动信号DS输出。在该情况下，缓冲电路输出将来自增益控制电路40的控制电压GC作为电源电压电平(高电位侧电源电压)的驱动信号DS。由此，作为矩形波信号的驱动信号DS的振幅利用来自增益控制电路40的控制电压GC进行控制。例如，如果控制电压GC增高，则作为矩形波信号的驱动信号DS的振幅增大，如果控制电压GC降低，则驱动信号DS的振幅减小。如果这样进行基于驱动信号DS的矩形波驱动，则矩形波信号包含大范围的频率成分，因此，能够缩短物理量测量装置5的振荡的启动期间。
同步信号输出电路52接收由放大电路32放大后的信号DV，将同步信号SYC(参照信号)输出到检测电路60。该同步信号输出电路52由进行正弦波(交流)信号DV的二值化处理来生成作为矩形波的同步信号SYC的比较器、进行同步信号SYC的相位调整的相位调整电路(移相器)等实现。
检测电路60包含放大电路61、差动放大器70、AC放大器72、同步检波电路81、滤波部90、偏移和灵敏度调整部92、SCF电路94、输出放大器96。另外，检测电路60的结构不限于图2，可以实施省略这些结构要素的一部分或追加其他结构要素等各种变形。例如，检测电路60可以是包含A/D转换电路的数字方式的电路。在该情况下，偏移调整、灵敏度调整通过设置于A/D转换电路的后级的数字信号处理部(DSP)实现。
放大电路61接收来自传感器元件10的检测信号S1和检测信号S2，进行电荷-电压转换、信号放大。检测信号S1、S2构成差动信号。具体而言，放大电路61(检测电路60)包含：Q/V转换电路64(第1电荷/电压转换电路)，其对检测信号S1(第1检测信号)进行放大；以及Q/V转换电路66(第2电荷/电压转换电路)，其对检测信号S2(第2检测信号)进行放大。差动放大器70(差动型放大电路)进行来自放大电路61(Q/V转换电路64、66)的差动放大信号SA1、SA2的差动放大。AC放大器72对差动放大器70的输出信号进行放大，并输出到同步检波电路81。同步检波电路81输入AC放大器72的输出信号，进行使用了来自驱动电路30的同步信号SYC的同步检波。例如，进行用于从检测信号S1、S2中提取期望波的同步检波。滤波部90对同步检波电路81的输出信号进行例如低通滤波处理。偏移和灵敏度调整部92进行偏移调整(零点校正处理)、灵敏度调整(增益校正)。SCF电路94利用开关电容滤波器进行滤波处理。例如，进行使不能完全通过同步检波等去除的无用信号衰减的滤波处理。输出放大器96输入SCF电路94的输出信号，进行信号放大，输出传感器输出电压VOUT。传感器输出电压VOUT例如为与由传感器元件10检测出的角速度等物理量对应的电压电平的电压。另外，在使用具有A/D转换电路的数字方式的电路作为检测电路60的情况下，检测电路60输出数字的传感器输出数据(角速度数据等)来替代传感器输出电压VOUT。
这样，在图2中，检测电路60包含：差动放大器70，其进行输入到故障诊断电路150的放大信号SA1、SA2(第1、第2放大信号)的差动放大；以及同步检波电路81，其根据由差动放大器70进行差动放大后的信号，进行同步检波。由此，能够通过差动放大器70的差动放大，抵消由于故障诊断所使用的驱动电极13与检测电极15、16的耦合电容而产生的泄漏信号(静电泄漏信号)。例如，能够去除作为与传感器信号(检测信号)相同相位的无用信号的静电泄漏信号(静电耦合泄漏信号)。而且，根据抵消由于耦合电容而产生的泄漏信号后的信号，进行同步检波电路81的同步检波，因此，可实现检测精度的提高。此外，使用作为同步检波前的信号的放大信号SA1、SA2进行故障诊断，由此，还可实现故障诊断的判定精度的提高。另外，在图2中构成为在差动放大器70与同步检波电路81之间设置AC放大器72，但也可以省略AC放大器72的结构，将差动放大器70的输出信号输入到同步检波电路81。
故障诊断电路150包含静电泄漏成分提取电路152、波高值转换电路160和判定电路180。静电泄漏成分提取电路152包含微分电路154、156。如上所述，检测信号S1、S2利用放大电路61进行信号放大。然后，向微分电路154、156输入检测信号S1、S2的放大信号SA1、SA2。另外，还能够实施向微分电路154、156输入检测信号S1、S2的变形。而且，静电泄漏成分提取电路152使用微分电路154、156提取例如由于作为矩形波的驱动信号DS的上升沿或者下降沿而引起的放大信号SA1、SA2(检测信号S1、S2)的变化(电压变化)，作为传感器元件10的静电泄漏成分。这样，静电泄漏成分提取电路152利用微分电路154、156提取静电泄漏成分。例如，利用微分电路154、156的输出信号QA1、QA2提取振动泄漏成分。
波高值转换电路160对作为微分电路154、156的输出信号QA1、QA2的脉冲信号的波高值进行转换，输出转换电压QD。例如，输出如下转换电压QD：波高值(脉冲振幅)越大，该转换电压QD越大。然后，判定电路180进行来自波高值转换电路160的转换电压QD与阈值电压的比较判定，从而进行故障诊断的判定。
图3、图4是说明故障诊断电路150的动作的信号波形图。图3是由放大电路61对检测信号S1、S2进行放大而得的放大信号SA1、SA2的信号波形例。在图3中，TM对应于作为矩形波的驱动信号DS的上升沿(下降沿)的定时。如图3的A1、A2所示，由于作为矩形波的驱动信号DS的上升沿(下降沿)，放大信号SA1、SA2(检测信号S1、S2)发生较大变化。故障诊断电路150提取A1、A2所示的放大信号SA1、SA2(检测信号S1、S2)的变化，作为静电泄漏成分。即，在传感器元件10的驱动电极13与检测电极15、16之间形成耦合电容，由于该耦合电容，在检测信号S1、S2或该检测信号S1、S2的放大信号SA1、SA2中出现传感器元件10的静电泄漏成分。例如，如图3的A1、A2所示那样的、较大阶差的电压电平的变化出现在放大信号SA1、SA2中。故障诊断电路150提取A1、A2的变化，作为静电泄漏成分。
具体而言，输入了放大信号SA1、SA2的微分电路154、156输出如图4所示的输出信号QA1、QA2。而且，在图3的定时TM，如图4所示，在输出信号QA1、QA2中出现脉冲信号PL1、PL2。波高值转换电路160对该脉冲信号PL1、PL2的波高值WH1、WH2进行转换，输出转换电压QD。例如，输出如下转换电压QD：图3的A1、A2的电压电平的变化越大，该转换电压QD越大。判定电路180根据来自波高值转换电路160的转换电压QD进行故障诊断的判定，输出故障诊断信号DIAG。具体而言，进行转换电压QD与阈值电压的比较判定，从而判定物理量测量装置5是否产生了故障。例如，在转换电压QD低于阈值电压的情况下，判定为产生了故障，从而输出例如H电平(第1电压电平)的故障诊断信号DIAG。
例如，在上述专利文献1～3中，使用也称作自振成分的振动泄漏成分进行了故障诊断。该振动泄漏成分是由于传感器元件10的构造而产生的无用成分，是检测角速度等物理量时不期望出现的成分。
此外，如后述的图15所示的双T字型构造的传感器元件10为驱动臂18A～18D和检测臂19A、19B分离的构造，因此，不易产生有关检测臂19A、19B的无用振动。此外，双T字型构造的传感器元件10是旋转对称地配置驱动系统的形状，因此，能够抵消从彼此的驱动系统泄漏的少量振动。因此，为不易产生基于振动泄漏成分的无用振动、且S/N比优异的构造，具有噪声成分较小、能够高灵敏度地检测哥氏力的特征。因此，振动泄漏成分减小，所以，在使用振动泄漏成分的方法中，存在无法实现恰当的故障诊断的课题。
此外，在使用振动泄漏成分来进行故障诊断的现有例的故障诊断电路中，除对期望波(哥氏力)进行检测的同步检波电路以外，还需要对振动泄漏成分进行检波的同步检波电路。因此，存在芯片尺寸增大、妨碍产品的小型化和低成本化的课题。
此外，当在检测信号S1、S2中包含规定量以上的振动泄漏成分时，如图5所示，传感器输出电压VOUT与温度对应地发生变动。即，当为了提高故障诊断的判定精度而增大振动泄漏成分时，如图5所示，传感器输出电压VOUT的温度变动特性会恶化。另外，图5的虚线表示振动泄漏成分为零时的温度变动特性。
因此，在本实施方式中，采用了如下方法：利用由于驱动电极13与检测电极15、16的耦合电容(静电耦合电容)而产生的静电泄漏成分来进行故障诊断。例如，如图6所示，在被供给驱动信号DS的驱动电极13与输出检测信号S1的检测电极15之间形成有耦合电容CC1，在驱动电极13与输出检测信号S2的检测电极16之间形成有耦合电容CC2。如果以后述图15为例，则CC1是形成在驱动电极13的驱动用端子23与检测电极15的检测用端子25之间的耦合电容(静电耦合电容)。CC2是形成在驱动电极13的驱动用端子23与检测电极16的检测用端子26之间的耦合电容(静电耦合电容)。这样，由于电极的物理构造而形成耦合电容CC1、CC2，由于该耦合电容CC1、CC2而引起的静电泄漏成分出现在检测信号S1、S2中。具体而言，如图3的A1、A2所示，产生由于静电泄漏成分而引起的电压电平的阶差。本实施方式中，在故障诊断中使用A1、A2所示的电压电平的阶差。
即，如图1、图2所示，本实施方式的物理量测量装置5包含：传感器元件10，其具有驱动电极13和检测电极15、16，在驱动电极13与检测电极15、16之间形成耦合电容(CC1、CC2)；以及电路装置20。电路装置20包含：驱动电路30，其向驱动电极13供给驱动信号DS；检测电路60，其根据来自检测电极15、16的检测信号S1、S2，检测与物理量对应的物理量信息；以及故障诊断电路150。故障诊断电路150具有静电泄漏成分提取电路152，该静电泄漏成分提取电路152从作为同步检波前的信号的检测信号S1、S2或者检测信号S1、S2的放大信号SA1、SA2中，提取基于耦合电容(CC1、CC2)的静电泄漏成分。而且，故障诊断电路150根据所提取的静电泄漏成分进行故障诊断。即，提取如图3的A1、A2所示的静电泄漏成分，进行针对物理量测量装置5的故障诊断。
这样，在本实施方式中，使用因驱动电极13与检测电极15、16之间的耦合电容而产生的静电泄漏成分，作为故障诊断信号。静电泄漏成分是根据驱动电极13和检测电极15、16的构造而唯一确定的耦合电容，因此，不易受到传感器元件10的个体偏差的影响，能够提高故障诊断的判定精度。
此外，根据本实施方式，在故障诊断中可以不使用振动泄漏成分，因此，能够使振动泄漏成分接近零，获得如图5的虚线所示的理想温度变动特性的传感器输出(VOUT)。即，与在故障诊断中使用振动泄漏成分的现有例的方法相比，能够减小传感器输出相对于温度变动的变动量。由此，在使用温度范围较大的情况下，也能够进行高精度的角速度等物理量的检测。
此外，故障诊断电路150使用作为同步检波前的信号的检测信号S1、S2或者该检测信号S1、S2的放大信号SA1、SA2进行故障诊断，因此，能够利用小规模且简单的电路结构的故障诊断电路150实现故障诊断。例如，可以不设置如现有例的故障诊断用的同步检波电路。因此，可实现电路装置20的芯片尺寸的小型化、物理量测量装置5的产品小型化以及物理量测量装置5、电路装置20的低成本化等。
此外，在本实施方式中，驱动电路30输出作为矩形波的驱动信号DS，静电泄漏成分提取电路152提取由于作为矩形波的驱动信号DS的上升沿或者下降沿而引起的检测信号S1、S2或者放大信号SA1、SA2的变化，作为静电泄漏成分。例如，如图3的A1、A2所示，提取驱动信号DS的上升沿(下降沿)的定时TM的放大信号SA1、SA2的电压变化，作为静电泄漏成分，进行故障诊断。这样，利用作为矩形波的驱动信号DS进行驱动，由此，如图3的A1、A2所示，能够增大由于静电泄漏成分而引起的电压电平的阶差的变化幅度。因此，例如，与使用作为正弦波的驱动信号DS的情况相比，能够提高故障诊断的判定精度。
此外，在本实施方式中，静电泄漏成分提取电路152具有被输入检测信号S1、S2或者其放大信号SA1、SA2的微分电路154、156，利用微分电路154、156提取静电泄漏成分。如果使用这样的微分电路154、156，则能够提取与图3的A1、A2的阶差对应的静电泄漏成分，作为图4的脉冲信号PL1、PL2。即，能够提取在微分电路154、156的输出信号QA1、QA2中出现的脉冲信号PL1、PL2，作为静电泄漏成分。因此，通过使用该脉冲信号PL1、PL2，能够实现高判定精度的故障诊断。
此外，在本实施方式中，如图2所示，故障诊断电路150具有：波高值转换电路160，其对作为微分电路154、156的输出信号QA1、QA2的脉冲信号PL1、PL2的波高值WH1、WH2进行转换，输出转换电压QD；以及判定电路180，其进行来自波高值转换电路160的转换电压QD与阈值电压的比较判定，从而进行故障诊断的判定。由此，将与静电泄漏成分对应的脉冲信号PL1、PL2的波高值WH1、WH2转换为转换电压QD，并对该转换电压QD与阈值电压进行比较，能够通过这样的简单判定处理实现故障诊断。例如，当产生检测路径、驱动路径中的信号布线的断线(S1、S2、DG、DS的信号布线的断线)、电极(检测电极、驱动电极)的不良情况产生、电路(检测电路、驱动电路)的不良情况产生等故障时，静电泄漏成分消失，脉冲信号PL1、PL2的波高值WH1、WH2减小，转换电压QD也下降。因此，例如，能够通过由判定电路180检测转换电压QD低于阈值电压的情况，适当地检测故障的产生。
此外，在本实施方式中，故障诊断电路150在检测电路60检测物理量信息的检测期间，进行故障诊断。例如，在检测电路60正常检测角速度等物理量信息的检测期间，故障诊断电路150利用检测信号S1、S2的静电泄漏成分进行故障检测。由此，例如，不仅在传感器元件10(振子)的启动期间，在正常的测量期间，也能够进行故障诊断。因此，能够实现始终确认物理量测量装置5(检测电路60、驱动电路30)是否正在正常工作的始终故障诊断。其结果，能够在物理量测量装置5的正常工作时始终诊断故障，因此，可实现可靠性的提高等。
此外，在本实施方式中，向检测电路60输入检测信号S1(第1检测信号)和检测信号S2(第2检测信号)。例如，从检测电极15输入检测信号S1，从检测电极16输入检测信号S2。然后，故障诊断电路150根据检测信号S1、S2或者检测信号S1、S2的放大信号SA1、SA2进行故障诊断。由此，在来自传感器元件10的检测信号为构成差动信号的检测信号S1、S2的情况下，能够进行这些差动信号的检测路径中的故障诊断。例如，不仅在检测信号S1、S2双方的检测路径中产生了故障的情况下，仅在检测信号S1、S2一方的检测路径中产生了故障的情况下，也能够适当地检测故障产生。
此外，在本实施方式中，检测电路60包含：Q/V转换电路64(第1电荷/电压转换电路)，其对检测信号S1进行放大，输出放大信号SA1(第1放大信号)；以及Q/V转换电路66(第2电荷/电压转换电路)，其对检测信号S2进行放大，输出放大信号SA2(第2放大信号)。而且，静电泄漏成分提取电路152提取来自Q/V转换电路64、66的放大信号SA1、SA2的静电泄漏成分。如果这样使用放大信号SA1、SA2，则与使用检测信号S1、S2的情况相比，能够在静电泄漏成分被放大后的状态下提取该泄漏成分。例如，能够提取如图3的A1、A2所示的较大阶差的电压变化，作为静电泄漏成分，可实现故障诊断的判定精度的提高。
2.详细结构例、变形例
图7示出波高值转换电路160的详细结构例。此外，在图8、图9、图10、图11中示出说明波高值转换电路160的动作的信号波形例。
图7的波高值转换电路160包含全波整流电路161、162、低通滤波电路163、164和加法电路168。如图8所示，从微分电路154、156输出作为脉冲信号的输出信号QA1、QA2。如图9所示，全波整流电路161、162进行从微分电路154、156输出的上下方向(正向、负向)的脉冲信号的绝对值化处理，使脉冲产生方向一致。如图10所示，低通滤波电路163、164按照给定时间常数对全波整流电路161、162的输出信号QB1、QB2进行平滑化，转换为直流信号QC1、QC2。即，转换为与脉冲信号的大小(波高值)成比例的电压电平的直流信号QC1、QC2(DC电压电平)后进行输出。如图11所示，加法电路168将从低通滤波电路163、164输出的直流信号QC1、QC2相加。
例如，假设低通滤波电路163、164输出的直流信号QC1、QC2的电压电平分别为2.5V、2.0V。在该情况下，加法电路168将作为2.5V与2.0V的合计值的4.5V作为波高值转换电路160的转换电压QD输出。这里，假设将判定电路180在故障诊断的判定中使用的阈值电压设定为3.0V。在该情况下，从波高值转换电路160(加法电路168)输出的转换电压QD(加法值)为4.5V，因此，判定电路180判定为是正常的而未产生故障。另一方面，在检测信号S1侧或者S2侧的路径中产生了故障的情况下，转换电压QD变为3.0V以下而在阈值电压以下，因此，判定电路180判定为产生了故障。这样，通过使用与波高值对应的转换电压QD，能够进行高判定精度的适当故障诊断。
图12示出波高值转换电路160的另一结构例。在图12中，替代图7的低通滤波电路163、164，设置有将频率转换为电压的F/V转换电路165、166。QA1、QA2、QB1、QB2、QC1、QC2、QD的信号波形与图8～图11相同。
图13示出物理量测量装置5的第2结构例。在图13中，与图1的结构例相比，故障诊断电路150的结构不同。即，图13的故障诊断电路150包含静电泄漏成分提取电路152、计数器电路170、判定电路180。
静电泄漏成分提取电路152包含微分电路154、156。微分电路154、156输出如图8所示的输出信号QA1、QA2。计数器电路170进行作为微分电路154、156的输出信号QA1、QA2的脉冲信号的计数处理。即，进行对脉冲信号的个数进行计数的计数处理，使计数值递增。而且，判定电路180根据计数器电路170的计数值，进行故障诊断的判定。例如，通过对判定期间的计数值与作为阈值的规定数量进行比较等，进行故障诊断的判定。
例如，当产生检测路径或驱动路径中的信号布线断线、电极的不良情况产生、电路的不良情况产生等故障时，静电泄漏成分消失，微分电路154、156的输出信号QA1、QA2中也不再产生脉冲信号。因此，例如，判定电路180检测出判定期间的计数器电路170的计数值(脉冲信号的个数)为作为阈值的规定数量以下的情况，由此，能够检测故障的产生。
图14示出物理量测量装置5的另一结构例。在图14中，来自波高值转换电路160(或者图13的计数器电路170)的输出信号QD1、QD2(转换电压、计数值)输入到判定电路180。然后，判定电路180根据这些输出信号QD1、QD2，进行故障诊断的判定。例如，输出信号QD1是与由于驱动电极13与检测电极15的耦合电容而产生的静电泄漏成分对应的信号，输出信号QD2是与由于驱动电极13与检测电极16的耦合电容而产生的静电泄漏成分对应的信号。因此，判定电路180分别根据输出信号QD1、QD2进行故障诊断的判定，由此，能够将检测电极15和检测电极16区分开而进行故障诊断，因此，能够实现更加细致的故障诊断的判定处理。
3.传感器元件
图15示出传感器元件10的结构的一例。图15是双T字型陀螺仪传感器元件的例子。
传感器元件10具有驱动臂18A、18B、18C、18D、检测臂19A、19B、基部21和连接臂22A、22B。检测臂19A、19B相对于矩形的基部21在+Y轴方向、-Y轴方向上延伸。此外，连接臂22A、22B相对于基部21在+X轴方向、-X轴方向上延伸。而且，驱动臂18A、18B从连接臂22A的末端部起在+Y轴方向、-Y轴方向上延伸，驱动臂18C、18D从连接臂22B的末端部起在+Y轴方向、-Y轴方向上延伸。设置在驱动臂18A、18B、18C、18D和检测臂19A、19B的末端侧的锤头部例如用作频率调整用的锤。在设Z轴为传感器元件10的厚度方向时，作为陀螺仪传感器元件的传感器元件10检测绕Z轴的角速度。X轴和Y轴是垂直于Z轴的坐标轴，X轴和Y轴相互垂直。传感器元件10的振动片例如能够利用石英、钽酸锂或者铌酸锂等压电材料形成。在这些压电材料中，作为振动片的构成材料，也优选使用石英。X轴、Y轴、Z轴也分别被称作石英基板的电轴、机械轴、光轴。石英基板由在Z轴方向上具有厚度的板状的Z切石英板等构成。
在驱动臂18A、18B的上表面和下表面形成驱动电极13，在驱动臂18A、18B的右侧面和左侧面形成驱动电极14。在驱动臂18C、18D的上表面和下表面形成驱动电极14，在驱动臂18C、18D的右侧面和左侧面形成驱动电极13。而且，来自驱动电路30的驱动信号DS被供给到驱动电极13，来自驱动电极14的反馈信号DG输入到驱动电路30。
在检测臂19A的上表面和下表面形成检测电极15，在检测臂19A的右侧面和左侧面形成接地电极17。在检测臂19B的上表面和下表面形成检测电极16，在检测臂19B的右侧面和左侧面形成接地电极17。而且，来自检测电极15、16的检测信号S1、S2输入到检测电路60。
另外，在驱动臂18A、18B、18C、18D、检测臂19A、19B的上表面和下表面设置有用于提高电极间的场效应的槽部(未图示)。通过设置槽部，能够基于比较小的变形量产生比较大的电荷量。此外，上表面为+Z轴方向侧(Z轴的正向侧)的面，下表面为-Z轴方向侧(Z轴的负向侧)的面。右侧面为+X轴方向侧(X轴的正向侧)的侧面，左侧面为-X方向侧(X轴的负向侧)的侧面。
在基部21设置有驱动用端子23、24和检测用端子25、26。在这些端子间形成有接地电极17。向驱动用端子23输入来自驱动电路30的驱动信号DS，从驱动用端子24向驱动电路30输出反馈信号DG。从检测用端子25向检测电路60输出检测信号S1，从检测用端子26向检测电路60输出检测信号S2。
例如，第1、第2电极引线(未图示)与驱动用端子23、24连接。而且，驱动信号DS经由第1电极引线而从驱动电路30供给，反馈信号DG经由第2电极引线而输出到驱动电路30。此外，第3、第4电极引线(未图示)与检测用端子25、26连接。而且，检测信号S1、S2经由第3、第4电极引线而输出到检测电路60。
另外，图15的传感器元件10的驱动电极包含设置于驱动臂18A～18D的驱动电极13、14、以及与这些驱动电极13、14连接的驱动用布线。该驱动用布线包含：形成(配置)于连接臂22A、22B的驱动电极13、14、形成(配置)于基部21的驱动用端子23、24、以及形成(配置)于驱动臂18A～18D与连接臂的连接部的驱动电极13、14。另外，本实施方式不限于图15的驱动电极13、14和驱动用端子23、24的例子。此外，图15的传感器元件10的检测电极包含设置于检测臂19A、19B的检测电极15、16、以及与这些检测电极15、16连接的检测用布线。该检测用布线包含形成于(配置)基部21的检测用端子25、26、以及形成(配置)于检测臂19A、19B与基部的连接部的检测电极15、16。另外，本实施方式不限于图15的检测电极15、16和检测用端子25、26的例子。此外，在图15的传感器元件10的情况下，认为在形成于基部21的驱动用端子23与检测用端子25、26之间产生的耦合电容对在图6中所说明的耦合电容CC1、CC2(静电耦合电容)做出贡献。
图16是沿着图15的E-E’的剖视图。在基部21形成有驱动用端子23、24、检测用端子25(检测用端子26)。此外，还形成有接地电极17。而且，以覆盖驱动用端子23、24、检测用端子25等的方式形成有电介质28。例如，形成作为绝缘物质的电介质28(绝缘体)。
这样，在本实施方式中，传感器元件10包含基部21、驱动臂18A、18B、18C、18D和检测臂19A、19B。而且，在基部21设置有驱动用端子23、24和检测用端子25、26，并以覆盖基部21的驱动用端子23、24和检测用端子25、26的方式设置有电介质28。例如，通过涂覆聚酰亚胺等绝缘体物质，形成电介质28。由此，与不涂覆绝缘物质的情况相比，能够使图6中所说明的耦合电容CC1、CC2(静电耦合电容)的电容值增大绝缘物质的介电常数εa。另外，也可以利用微调技术调整电极间的绝缘体的量，由此，将耦合电容CC1、CC2调整为期望的电容值。
例如，上述静电泄漏成分基于根据驱动电极和检测电极的构造而唯一确定的耦合电容，而通过将聚酰亚胺等绝缘物质涂覆于传感器元件10的表面(基部21的正面)，能够增大耦合电容的电容值。由此，能够增大与图3的A1、A2的电压电平变化对应的静电泄漏成分。因此，能够高灵敏度地检测静电泄漏成分，能够实现判定精度高的故障诊断。另外，传感器元件10能够构成为在物理量测量装置5的封装内，将与驱动用端子23、24、检测用端子25、26连接的电极引线作为支承部而被支承于电路装置20的上方。在该情况下，在驱动用端子23、24、检测用端子25、26的部分形成开口，连接电极引线的一端。例如，使用金属凸起等导电性的凸起连接电极引线。
图17是示意性地说明传感器元件10的动作的图。由作为角速度传感器的传感器元件10检测绕Z轴的角速度。
当由驱动电路30对驱动电极13施加了驱动信号DS时，驱动臂18A、18B、18C、18D通过逆压电效应进行如图17的箭头C1所示的弯曲振动(激励振动)。例如，以规定的频率反复用实线的箭头表示的振动姿态和用虚线的箭头表示的振动姿态。即，进行驱动臂18A、18C的末端反复相互接近和远离、驱动臂18B、18D的末端也反复相互接近和远离的弯曲振动。这时，驱动臂18A和18B与驱动臂18C和18D进行关于通过基部21的重心位置的X轴为线对称的振动，因此，基部21、连接臂22A、22B、检测臂19A、19B几乎不振动。
在该状态下，当对传感器元件10施加了以Z轴为旋转轴的角速度时(当传感器元件10绕Z轴旋转时)，由于哥氏力，驱动臂18A、18B、18C、18D如箭头C2所示地振动。即，与箭头C1的方向和Z轴的方向垂直的箭头C2的方向的哥氏力作用于驱动臂18A、18B、18C、18D，由此，产生箭头C2的方向的振动成分。该箭头C2的振动经由连接臂22A、22B而传递到基部21，由此，检测臂19A、19B在箭头C3的方向上进行弯曲振动。因该检测臂19A、19B的弯曲振动的压电效应而产生的电荷信号作为检测信号S1、S2输入到检测电路60，从而检测绕Z轴的角速度。
例如，当设绕Z轴的传感器元件10的角速度为ω、质量为m、振动速度为v时，哥氏力表示为Fc＝2m·v·ω。因此，检测电路60通过检测作为与哥氏力对应的信号的期望信号，能够求出绕Z轴的角速度ω。
4.移动体、电子设备
图18示出包含本实施方式的物理量测量装置5的电子设备500的结构例。电子设备500包含物理量测量装置5和处理部520，该物理量测量装置5具有传感器元件10和电路装置20。此外，电子设备500可以包含通信部510、操作部530、显示部540、存储部550、天线ANT。
通信部510(无线电路)进行经由天线ANT从外部接收数据、或向外部发送数据的处理。处理部520(处理电路)进行电子设备500的控制处理、由物理量测量装置5测量出的物理量信息的信号处理、经由通信部510收发的数据的信号处理等。处理部520的功能例如可通过微型计算机等处理器实现。操作部530用于供用户进行输入操作，可通过操作按钮、触摸面板显示器等实现。显示部540用于显示各种信息，可通过液晶、有机EL等显示器实现。存储部550用于存储数据，其功能可通过RAM、ROM等半导体存储器、HDD(硬盘驱动器)等实现。
本实施方式的物理量测量装置5能够应用于数字静态照相机或者摄像机等照相机、车载设备、可佩戴设备或者机器人等各种电子设备。例如，照相机能够使用物理量测量装置5进行抖动校正等。车载设备为搭载于汽车、摩托车等的电子设备，例如为自动驾驶用的设备、导航设备或者车载通信设备等。可佩戴设备是用户佩戴于身体的设备，例如为列表型可佩戴设备、头部佩戴型显示装置、脉搏计、计步器或者活动量计等。例如，可佩戴设备能够使用物理量测量装置5检测用户的身体运动，或者检测运动状态。此外，物理量测量装置5还能够应用于机器人的可动部(臂、关节)、主体部。机器人能够设想为移动体(跑步或步行机器人)、电子设备(非跑步或非步行机器人)中的任意一个。在跑步或步行机器人的情况下，例如，能够在自主行驶中利用本实施方式的物理量测量装置5。此外，本实施方式的物理量测量装置5能够应用于便携信息端末(智能手机等)、打印装置、投影装置或者计测物理量的计测设备等各种电子设备。
图19示出包含本实施方式的物理量测量装置5的移动体的例子。本实施方式的物理量测量装置5例如可以组装到车辆、飞机、摩托车、自行车或者船舶等各种移动体。移动体例如是具有发动机或马达等驱动机构、方向盘或舵等转向机构以及各种电子设备、且在陆地上、空中或海上移动的设备或装置。图19概要地示出作为移动体的具体例的汽车206。汽车206中组装了具有传感器元件10和电路装置20的物理量测量装置5。物理量测量装置5能够检测车体207的姿势。由物理量测量装置5测量出的角速度等物理量信息被供给到进行车体姿势控制等的控制装置208。控制装置208能够根据例如车体207的姿势控制悬架的软硬并且控制各个车轮209的制动。另外，这样的姿势控制能够用于双足步行机器人、飞机或直升机等各种移动体。能够在实现姿势控制时组装物理量测量装置5。
此外，虽然如以上那样对本实施方式进行了详细说明，但本领域技术人员应当能够容易地理解可进行实质上未脱离本发明的新事项以及效果的多种变形。因此，这种变形例全部包含在本发明的范围内。此外，在说明书或附图中，对于至少一次地与更广义或同义的不同用语一起记载的用语，在说明书或附图的任何位置处，都可以将其置换为该不同的用语。此外，物理量测量装置、电路装置、传感器元件、电子设备、移动体的结构等也不限于本实施方式中说明的内容，可实施各种变形。
在此清楚地以参考的方式并入于2017年9月28日提出的第2017-187301号日本专利申请的全部公开内容。

Claims (10)

1.一种物理量测量装置，其特征在于，包含：
传感器元件，其具有第1驱动电极、第2驱动电极和第1检测电极、第2检测电极，在所述第1驱动电极与所述第1检测电极之间以及所述第1驱动电极与所述第2检测电极之间形成耦合电容；以及
电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，所述驱动电路向所述第1驱动电极供给驱动信号，被输入来自所述第2驱动电极的反馈信号，所述检测电路根据来自所述第1检测电极的第1检测信号和来自所述第2检测电极的第2检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，
所述故障诊断电路具有提取基于所述耦合电容的静电泄漏成分的静电泄漏成分提取电路，所述故障诊断电路根据提取出的所述静电泄漏成分来进行故障诊断，
所述驱动电路输出作为矩形波的所述驱动信号，
所述静电泄漏成分提取电路具有：
第1微分电路，其被输入所述第1检测信号或作为所述第1检测信号的放大信号的第1放大信号；以及
第2微分电路，其被输入所述第2检测信号或作为所述第2检测信号的放大信号的第2放大信号，
通过所述第1微分电路和所述第2微分电路，提取由于作为矩形波的所述驱动信号的上升沿或者下降沿而引起的所述第1检测信号、所述第2检测信号或者所述第1放大信号、所述第2放大信号的变化，作为所述静电泄漏成分，
所述传感器元件包含基部、驱动臂和检测臂，
在所述基部沿着第1方向配置有被输入所述驱动信号的第1驱动用端子和输出所述反馈信号的第2驱动用端子，
在所述基部沿着与所述第1方向垂直的第2方向配置有输出所述第1检测信号的第1检测用端子和输出所述第2检测信号的第2检测用端子。
2.根据权利要求1所述的物理量测量装置，其特征在于，
所述第2驱动用端子以包围所述第1驱动用端子的方式延伸设置于所述第1驱动用端子与所述第1检测用端子、所述第2检测用端子之间。
3.根据权利要求1或2所述的物理量测量装置，其特征在于，
所述故障诊断电路包含：
波高值转换电路，其对作为所述第1微分电路和所述第2微分电路的输出信号的、脉冲信号的波高值进行转换，输出转换电压；以及
判定电路，其进行来自所述波高值转换电路的所述转换电压与阈值电压的比较判定，从而进行所述故障诊断的判定。
4.根据权利要求1或2所述的物理量测量装置，其特征在于，
所述故障诊断电路包含：
计数器电路，其进行作为所述第1微分电路和所述第2微分电路的输出信号的、脉冲信号的计数处理；以及
判定电路，其根据所述计数器电路的计数值，进行所述故障诊断的判定。
5.根据权利要求1或2所述的物理量测量装置，其特征在于，
在所述检测电路检测所述物理量信息的检测期间，所述故障诊断电路进行所述故障诊断。
6.根据权利要求1或2所述的物理量测量装置，其特征在于，
以覆盖所述基部的所述第1驱动用端子、所述第2驱动用端子和所述第1检测用端子、所述第2检测用端子的方式设置有电介质。
7.根据权利要求1或2所述的物理量测量装置，其特征在于，
所述检测电路包含：
第1电荷/电压转换电路，其对所述第1检测信号进行放大，输出所述第1放大信号；以及
第2电荷/电压转换电路，其对所述第2检测信号进行放大，输出所述第2放大信号，
所述静电泄漏成分提取电路提取来自所述第1电荷/电压转换电路、所述第2电荷/电压转换电路的所述第1放大信号、所述第2放大信号的所述静电泄漏成分。
8.根据权利要求7所述的物理量测量装置，其特征在于，
所述检测电路包含：
差动放大器，其进行输入到所述故障诊断电路的所述第1放大信号、所述第2放大信号的差动放大；以及
同步检波电路，其根据由所述差动放大器进行差动放大后的信号，进行同步检波。
9.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包含权利要求1～8中的任意一项所述的物理量测量装置。
10.一种移动体，其特征在于，该移动体包含权利要求1～8中的任意一项所述的物理量测量装置。
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