CN114689103A - 振动整流误差校正装置及方法、以及传感器模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了振动整流误差校正装置及方法、以及传感器模块。振动整流误差校正装置具备与被测量信号同步地动作的第一滤波器和与所述基准信号同步地动作的第二滤波器，所述第一滤波器生成基于具有第一群延迟量的第一信号和具有第二群延迟量的第二信号的第三信号，所述第二滤波器被输入基于所述第三信号的信号并输出第四信号，第一振动整流误差与第二振动整流误差的极性不同。

Description

振动整流误差校正装置及方法、以及传感器模块
技术领域
本发明涉及振动整流误差校正装置及方法、以及传感器模块。
背景技术
在专利文献1中记载了一种传感器模块，其构成为使第一低通滤波器与物理量传感器的输出信号同步地进行动作，通过后级的第二低通滤波器进行与基准时钟同步的重新采样。根据该传感器模块，低通滤波器整体的输入输出呈非线性，以使与因物理量传感器的悬臂谐振产生的振动整流误差成为相反相位的方式对因该非线性引起的振动整流误差进行调整，从而能够消除彼此的振动整流误差，减少在最终输出中出现的振动整流误差。
专利文献1：日本特开2019-190897号公报
在专利文献1所记载的传感器模块中，通过调整第一低通滤波器的群延迟量而对因低通滤波器整体的输入输出的非线性引起的振动整流误差进行校正，但由于第一低通滤波器的群延迟量的调整分辨率由物理量传感器的输出信号的周期来决定，因此振动整流误差的校正分辨率也有限度。
发明内容
本发明的振动整流误差校正装置的一方式，具备：基准信号产生电路，输出基准信号；频率ΔΣ调制电路，使用被测量信号对所述基准信号进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号；第一滤波器，与所述被测量信号同步地动作；以及第二滤波器，与所述基准信号同步地动作，所述第一滤波器生成基于第一信号和第二信号的第三信号，所述第一信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，所述第二信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的与所述第一群延迟量不同的第二群延迟量，所述第二滤波器被输入基于所述第三信号的信号，并输出第四信号，假设在所述第一信号被输入到所述第二滤波器的情况下从所述第二滤波器输出的第五信号所包含的第一振动整流误差与假设在所述第二信号被输入到所述第二滤波器的情况下从所述第二滤波器输出的第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同。
本发明的传感器模块的一方式，具备：所述振动整流误差校正装置的一方式；以及物理量传感器，所述被测量信号是基于所述物理量传感器的输出信号的信号。
本发明的振动整流误差校正方法的一方式，包括如下工序：使用被测量信号对基准信号进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号；与所述被测量信号同步地对基于所述频率ΔΣ调制信号的信号进行第一滤波处理，生成基于第一信号和第二信号的第三信号，所述第一信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，所述第二信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的与所述第一群延迟量不同的第二群延迟量；以及与所述基准信号同步地对基于所述第三信号的信号进行第二滤波处理而生成第四信号，假设在对所述第一信号进行了所述第二滤波处理的情况下生成的第五信号所包含的第一振动整流误差与假设在对所述第二信号进行了所述第二滤波处理的情况下生成的第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同。
附图说明
图1是传感器模块的立体图。
图2是传感器模块的分解立体图。
图3是物理量传感器的立体图。
图4是物理量传感器的俯视图。
图5是图4的P1-P1线的剖视图。
图6是物理量传感器的动作的说明图。
图7是物理量传感器的动作的说明图。
图8是传感器模块的功能框图。
图9是从原理上对因输出波形变形而产生振动整流误差进行说明的图。
图10是示出被施加的加速度与倒数计数值的非线性的图。
图11是示出被施加的加速度与物理量传感器的振荡频率的非线性的图。
图12是示出物理量传感器的振荡频率与倒数计数值的非线性的图。
图13是示出频率比测量电路的结构例的图。
图14是示出第一低通滤波器的结构例的图。
图15是示出第二低通滤波器的结构例的图。
图16是用于对能够调整因频率比测量电路的输入输出的非线性引起的振动整流误差进行说明的图。
图17是示出测量值所包含的振动整流误差的对抽头数的依赖性的图。
图18是将图17的局部放大的图。
图19是用于对提高振动整流误差的校正分辨率进行说明的图。
图20是示出提高振动整流误差的校正分辨率后的第一低通滤波器的结构例的图。
图21是示出提高振动整流误差的校正分辨率后的第一低通滤波器的其他结构例的图。
图22是示出振动整流误差的计测结果的图。
图23是示出振动整流误差校正方法的顺序的一例的流程图。
图24是示出第二实施方式中的第一低通滤波器的结构例的图。
图25是示出第二实施方式中的第一低通滤波器的其他结构例的图。
图26是用于对第二实施方式中的振动整流误差的校正方法进行说明的图。
图27是示出第三实施方式中的振动整流误差校正方法的顺序的一例的流程图。
附图标记说明：
1…传感器模块；2…振动整流误差校正装置；3…处理装置；5…基板部；10…基部；12…接头部；13…可动部；30a、30b…支承部；34…封装接合部；36a、36b…接合部；38a、38b…延伸部；40…物理量检测元件；50、52、54、56…锤；62…接合部件；101…容器；102…盖；103…螺纹孔；104…固定突起；111…侧壁；112…底璧；115…电路基板；115f…第一面；115r…第二面；116…连接器；121…开口部；122…内表面；123…开口面；125…第二台座；127…第一台座；129…突起；130…固定部件；133、134…缩窄部；141…密封部件；172…螺丝；174…内螺纹；176…贯通孔；200、200X、200Y、200Z…物理量传感器；201X、201Y、201Z…振荡电路；202、202X、202Y、202Z…频率比测量电路；203…基准信号产生电路；210…微控制单元；220…存储部；230…接口电路；300…频率ΔΣ调制电路；301…计数器；302…锁存电路；303…锁存电路；304…减法器；310…第一低通滤波器；311…延迟元件；312…积分器；313…积分器；314…抽取滤波器；315…延迟元件；316…微分器；317…延迟元件；318…微分器；320…锁存电路；330…第二低通滤波器；331…积分器；332…延迟元件；333…微分器；334…抽取滤波器；341…延迟元件；342…延迟元件；343…加法器；344…延迟元件；345…延迟元件；346…延迟元件。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的优选的实施方式详细进行说明。另外，在以下说明的实施方式并不对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定。此外，在以下所说明的结构并非全部都是本发明的必需结构要件。
1.第一实施方式
1-1.传感器模块的结构
首先，对本实施方式的传感器模块的结构的一例进行说明。
图1是从固定有传感器模块1的被安装面侧观察的情况下的传感器模块1的立体图。在以下的说明中，将沿着在俯视观察下呈长方形的传感器模块1的长边的方向作为X轴方向、将在俯视观察下与X轴方向正交的方向作为Y轴方向、将传感器模块1的厚度方向作为Z轴方向进行说明。
传感器模块1是平面形状为长方形的长方体，具有沿着X轴方向的长边、和沿着与X轴方向正交的Y轴方向的短边。在一方的长边的各自的端部附近的两个位置、以及另一方的长边的中央部的一个位置处形成有螺纹孔103。在该三个位置的螺纹孔103处分别使固定螺丝穿过，从而以固定在例如建筑物、公告牌、各种装置等的结构物的被安装体的被安装面的状态下使用。
如图1所示，在传感器模块1的从被安装面侧观察的表面，设置有开口部121。在开口部121的内部配置有插头型的连接器116。连接器116具有配置成两列的多个引脚，在各个列中，在Y轴方向上排列有多个引脚。未图示的插座型的连接器从被安装体连接于连接器116，进行传感器模块1的驱动电压、检测数据等的电信号的收发。
图2是传感器模块1的分解立体图。如图2所示，传感器模块1由容器101、盖102、密封部件141以及电路基板115等构成。详述而言，传感器模块1构成为，经由固定部件130将电路基板115装配于容器101的内部，并通过隔着具有缓冲性的密封部件141的盖102而将容器101的开口覆盖。
容器101是例如使用铝成形为具有内部空间的箱状的、电路基板115的收纳容器。容器101的外形与上述的传感器模块1的整体形状同样地是平面形状为大致长方形的长方体，在一方的长边的两端部附近的两个位置、以及另一方的长边的中央部的一个位置处设置有固定突起104。在该固定突起104处分别形成有螺纹孔103。
容器101是外形为长方体且向一方开口的箱状。容器101的内部为由底壁112和侧壁111所包围的内部空间。换言之，容器101是将与底壁112对置的一面作为开口面123的箱状，以使电路基板115的外缘沿着侧壁111的内表面122的方式配置，并以将开口覆盖的方式固定盖102。在开口面123，在容器101的一方的长边的两端部附近的两个位置、以及另一方的长边的中央部的一个位置处，竖立设置有固定突起104。而且，固定突起104的上表面、即在-Z方向上露出的面从容器101的上表面突出。
此外，在容器101的内部空间，在与设置于另一方的长边的中央部的固定突起104对置的一方的长边的中央部，从底壁112到开口面123设置有从侧壁111向内部空间侧突出的突起129。在突起129的上表面设置有内螺纹174。盖102通过插通于贯通孔176的螺丝172和内螺纹174，经由密封部件141而固定于容器101。另外，突起129以及固定突起104设置于与后述的电路基板115的缩窄部133、134对置的位置处。
在容器101的内部空间，设置有从底壁112朝向开口面123一侧呈高出一阶的台阶状突出的第一台座127以及第二台座125。第一台座127设置于与装配于电路基板115的插头型的连接器116的配置区域对置的位置处。在第一台座127设置有图1所示的开口部121，在开口部121插入插头型的连接器116。第一台座127作为用于将电路基板115固定于容器101的台座发挥功能。
第二台座125相对于位于长边的中央部的固定突起104以及突起129而位于第一台座127的相反侧，并设置于固定突起104以及突起129的附近。第二台座125相对于固定突起104以及突起129在第一台座127的相反侧，作为用于将电路基板115固定于容器101的台座发挥功能。
另外，对容器101的外形被设为平面形状为大致长方形的长方体且没有盖的箱状的情况进行了说明，但并不限于此，容器101的外形的平面形状也可以是正方形、六边形、八边形等。此外，在容器101的外形的平面形状中，多边形的顶点部分的角可以被倒角，进一步，各边的任一方也可以为由曲线构成的平面形状。此外，容器101的内部的平面形状也并不限于上述的形状，也可以是其他形状。进一步，容器101的外形和内部的平面形状既可以是相似形状，也可以不是相似形状。
电路基板115是形成有多个通孔等的多层基板，例如，可使用玻璃环氧基板、复合基板、陶瓷基板等。
电路基板115具有底壁112一侧的第二面115r和与第二面115r为正反面关系的第一面115f。在电路基板115的第一面115f搭载有振动整流误差校正装置2、三个物理量传感器200、其他未图示的电子零部件等。此外，在电路基板115的第二面115r搭载有连接器116。另外，虽然省略图示以及其说明，但也可以在电路基板115设置其他布线、端子电极等。
在俯视观察下，电路基板115在沿着容器101的长边的X轴方向的中央部具备电路基板115的外缘缩窄的缩窄部133、134。在俯视观察下，缩窄部133、134设置于电路基板115的Y轴方向的两侧，从电路基板115的外缘朝向中央缩窄。此外，缩窄部133、134与容器101的突起129以及固定突起104对置地设置。
电路基板115使第二面115r朝向第一台座127以及第二台座125插入容器101的内部空间。而且，电路基板115通过第一台座127和第二台座125而支承于容器101。
三个物理量传感器200分别是根据被施加的物理量而输出信号的频率发生变化的频率变化型的传感器。三个物理量传感器200中的物理量传感器200X检测X轴方向的物理量，物理量传感器200Y检测Y轴方向的物理量，物理量传感器200Z检测Z轴方向的物理量。具体而言，物理量传感器200X以封装的正反面朝向X轴方向的方式，且使侧面与电路基板115的第一面115f对置地竖立设置。而且，物理量传感器200X输出与检测出的X轴方向的物理量相对应的信号。物理量传感器200Y以封装的正反面朝向Y轴方向的方式，且使侧面与电路基板115的第一面115f对置地竖立设置。而且，物理量传感器200Y输出与检测出的Y轴方向的物理量相对应的信号。物理量传感器200Z以封装的正反面朝向Z轴方向的方式，即以封装的正反面与电路基板115的第一面115f正对的方式设置。而且，物理量传感器200Z输出与检测出的Z轴方向的物理量相对应的信号。
振动整流误差校正装置2经由未图示的布线、电子零部件与物理量传感器200X、200Y、200Z电连接。此外，振动整流误差校正装置2基于物理量传感器200X、200Y、200Z的输出信号，生成使振动整流误差减少的物理量数据。
1-2.物理量传感器的结构
接下来，以物理量传感器200是加速度传感器的情况为例，对物理量传感器200的结构的一例进行说明。图2所示的三个物理量传感器200、即物理量传感器200X、200Y、200Z的结构也可以相同。
图3是物理量传感器200的立体图，图4是物理量传感器200的俯视图，图5是图4的P1-P1线的剖视图。另外，图3～图5仅图示出物理量传感器200的封装内部。在以后的各图中，为了便于说明，作为彼此正交的三个轴，图示出x轴、y轴、z轴。此外，在以后的说明中，为了便于说明，将从延伸部38a、38b的厚度方向即z轴方向观察时的俯视观察也简单地称为“俯视观察”。
如图3～图5所示，物理量传感器200具有基板部5和四个锤50、52、54、56。
基板部5具备：板状的基部10，其具有在x轴方向上延伸且朝向相反的主面10a、10b；接头部12，其从基部10向y轴方向延伸；可动部13，其从接头部12向基部10的相反方向呈矩形状延伸；两个支承部30a、30b，其从基部10的x轴方向的两端沿着可动部13的外缘延伸；以及物理量检测元件40，其从基部10架设至可动部13并与基部10以及可动部13接合。
在两个支承部30a、30b中，支承部30a与可动部13隔开间隙32a以沿着y轴的方式延伸，设置有固定支承部30a的接合部36a、以及与可动部13隔开间隙32c以沿着x轴的方式延伸的延伸部38a。换言之，支承部30a与可动部13隔开间隙32a以沿着y轴的方式延伸，设置有与可动部13隔开间隙32c以沿着x轴的方式延伸的延伸部38a，并且从支承部30a在延伸部38a部分设置有接合部36a。此外，支承部30b与可动部13隔开间隙32b以沿着y轴的方式延伸，设置有固定支承部30b的接合部36b、以及与可动部13隔开间隙32c以沿着x轴的方式延伸的延伸部38b。换言之，支承部30b与可动部13隔开间隙32b以沿着y轴的方式延伸，设置有与可动部13隔开间隙32c以沿着x轴的方式延伸的延伸部38b，并且从支承部30b在延伸部38b部分设置有接合部36b。
另外，设置于支承部30a、30b的接合部36a、36b用于将物理量传感器200的基板部5安装于封装等的外部部件。此外，基部10、接头部12、可动部13、支承部30a、30b以及延伸部38a、38b一体形成。
可动部13被支承部30a、30b以及基部10包围，经由接头部12连接于基部10，成为悬臂支承的状态。而且，可动部13具有彼此朝向相反的主面13a、13b、以及沿着支承部30a的侧面13c及沿着支承部30b的侧面13d。主面13a是朝向与基部10的主面10a相同的一侧的面，主面13b是朝向与基部10的主面10b相同的一侧的面。
接头部12设置于基部10与可动部13之间，将基部10和可动部13连接。接头部12的厚度比基部10、可动部13的厚度形成得薄。接头部12具有槽12a、12b。该槽12a、12b沿着X轴形成，接头部12在可动部13相对于基部10位移时，槽12a、12b作为支点即中间铰链发挥功能。这样的接头部12以及可动部13作为悬臂发挥功能。
此外，在从基部10的主面10a到可动部13的主面13a的面，物理量检测元件40通过接合剂60被固定。物理量检测元件40的固定位置为主面10a以及主面13a各自的x轴方向上的中央位置的两个位置处。
物理量检测元件40具有通过接合剂60被固定于基部10的主面10a的基座部42a、通过接合剂60被固定于可动部13的主面13a的基座部42b、以及处于基座部42a与基座部42b之间并用于检测物理量的振动梁41a、41b。在该情况下，振动梁41a、41b的形状为棱柱状，当对设置于振动梁41a、41b的未图示的激励电极施加交流电压的驱动信号时，则以沿着x轴彼此分离或靠近的方式进行弯曲振动。即，物理量检测元件40是音叉型振动片。
在物理量检测元件40的基座部42a上设置有引出电极44a、44b。这些引出电极44a、44b与设置于振动梁41a、41b的未图示的激励电极电连接。引出电极44a、44b通过金属线48与设置于基部10的主面10a的连接端子46a、46b电连接。连接端子46a、46b通过未图示的布线与外部连接端子49a、49b电连接。在使物理量传感器200被安装于封装等的一侧的面、即基部10的主面10b一侧，外部连接端子49a、49b以在俯视观察下与封装接合部34重叠的方式设置。封装接合部34用于将物理量传感器200的基板部5安装于封装等的外部部件，在基部10的x轴方向的两端侧的端部设置两处。
物理量检测元件40通过光刻技术以及蚀刻技术将以预定的角度从水晶的原石等切出的水晶基板进行图案化而形成。在该情况下，如果考虑到减小与基部10以及可动部13的线膨胀系数之差，则期望使物理量检测元件40与基部10以及可动部13的材质为相同材质。
锤50、52、54、56在俯视观察下为矩形状，设置于可动部13。锤50、52通过接合部件62被固定于可动部13的主面13a，锤54、56通过接合部件62被固定于可动部13的主面13b。在此，就固定于主面13a的锤50而言，在俯视观察下，作为矩形的缘边的一边与可动部13的侧面13c的方向一致，且另一边与延伸部38a的侧面31d的方向一致，这样，通过使方向一致而被配置于可动部13的侧面13c的一侧，并以在俯视观察下锤50与延伸部38a重叠的方式配置。同样地，就固定于主面13a的锤52而言，在俯视观察下，作为矩形的缘边的一边与可动部13的侧面13d的方向一致，且另一边与延伸部38b的侧面31e的方向一致，由此，被配置于可动部13的侧面13d的一侧，并以在俯视观察下锤52与延伸部38b重叠的方式配置。就固定于主面13b的锤54而言，在俯视观察下，矩形的一边与可动部13的侧面13c的方向一致，且另一边与延伸部38a的侧面31d的方向一致，由此，被配置于可动部13的侧面13c的一侧，并以在俯视观察下锤54与延伸部38a重叠的方式配置。同样地，就固定于主面13b的锤56而言，在俯视观察下，矩形的一边与可动部13的侧面13d的方向一致，且另一边与延伸部38b的侧面31e的方向一致，由此，被配置于可动部13的侧面13d的一侧，并以在俯视观察下锤56与延伸部38b重叠的方式配置。
就这样配置的锤50、52、54、56而言，锤50、52以物理量检测元件40为中心左右对称地配置，锤54、56以在俯视观察下分别与锤50、52重叠的方式配置。这些锤50、52、54、56通过分别设置于锤50、52、54、56的重心位置的接合部件62被固定于可动部13。此外，由于在俯视观察下锤50、54和延伸部38a以及锤52、56和延伸部38b分别重叠，因此在被施加了过剩的物理量的情况下，锤50、52、54、56能够抵接于延伸部38a、38b而抑制锤50、52、54、56的位移量。
接合部件62由硅树脂类的热固化型粘接剂等构成。在可动部13的主面13a以及主面13b分别各涂布两个位置，在载置锤50、52、54、56之后，通过加热而固化，从而将锤50、52、54、56固定于可动部13。另外，锤50、52、54、56的与可动部13的主面13a以及主面13b对置的接合面为粗糙面。由此，在将锤50、52、54、56固定于可动部13时，接合面的接合面积变大，而能够提升接合强度。
如图6所示，当对如以上那样构成的物理量传感器200施加由箭头α1表示的+Z方向的加速度时，则力在-Z方向上作用于可动部13，可动部13以接头部12为支点在-Z方向上位移。由此，基座部42a和基座部42b彼此分离的方向的力沿着Y轴施加于物理量检测元件40，在振动梁41a、41b产生拉伸应力。因此，振动梁41a、41b振动的频率变高。
另一方面，如图7所示，当对物理量传感器200施加由箭头α2表示的-Z方向的加速度时，则力在+Z方向上作用于可动部13，可动部13以接头部12为支点在+Z方向上位移。由此，基座部42a和基座部42b彼此接近的方向的力沿着Y轴施加于物理量检测元件40，在振动梁41a、41b产生压缩应力。因此，振动梁41a、41b振动的频率变低。
当振动梁41a、41b振动的频率根据加速度发生变化时，则从物理量传感器200的外部连接端子49a、49b输出的信号的频率发生变化。传感器模块1能够基于物理量传感器200的输出信号的频率的变化来计算施加于物理量传感器200的加速度的值。
另外，为了提高物理量即加速度的检测精度，而期望连结固定部即基部10和可动部13的接头部12是作为Q值高的部件的水晶。例如，基部10、支承部30a、30b以及可动部13也可以由水晶板形成，接头部12的槽12a、12b从水晶板的两面通过半蚀刻形成。
1-3.传感器模块的功能性结构
图8是传感器模块1的功能框图。如上述那样，传感器模块1具备物理量传感器200X、200Y、200Z和振动整流误差校正装置2。
振动整流误差校正装置2包含振荡电路201X、201Y、201Z、频率比测量电路202X、202Y、202Z、微控制单元210、存储部220以及接口电路230。
振荡电路201X放大物理量传感器200X的输出信号并生成驱动信号，对物理量传感器200X施加该驱动信号。通过该驱动信号，物理量传感器200X的振动梁41a、41b以与X轴方向的加速度相对应的频率进行振动，从物理量传感器200X输出该频率的信号。此外，振荡电路201X向频率比测量电路202X输出对物理量传感器200X的输出信号进行放大而得的矩形波信号即被测量信号SIN_X。被测量信号SIN_X是基于物理量传感器200X的输出信号的信号。
同样地，振荡电路201Y放大物理量传感器200Y的输出信号并生成驱动信号，对物理量传感器200Y施加该驱动信号。通过该驱动信号，物理量传感器200Y的振动梁41a、41b以与Y轴方向的加速度相对应的频率进行振动，并从物理量传感器200Y输出该频率的信号。此外，振荡电路201Y向频率比测量电路202Y输出对物理量传感器200Y的输出信号进行放大而得的矩形波信号即被测量信号SIN_Y。被测量信号SIN_Y是基于物理量传感器200Y的输出信号的信号。
同样地，振荡电路201Z放大物理量传感器200Z的输出信号并生成驱动信号，对物理量传感器200Z施加该驱动信号。通过该驱动信号，物理量传感器200Z的振动梁41a、41b以与Z轴方向的加速度相对应的频率进行振动，并从物理量传感器200Z输出该频率的信号。此外，振荡电路201Z向频率比测量电路202Z输出对物理量传感器200Z的输出信号进行放大而得的矩形波信号即被测量信号SIN_Z。被测量信号SIN_Z是基于物理量传感器200Z的输出信号的信号。
基准信号产生电路203产生并输出一定频率的基准信号CLK。在本实施方式中，基准信号CLK的频率比被测量信号SIN_X、SIN_Y、SIN_Z的频率高。优选基准信号CLK的频率精度高，基准信号产生电路203例如也可以是温度补偿型水晶振荡器。
频率比测量电路202X对基于从振荡电路201X输出的信号的信号即被测量信号SIN_X的预定周期所包含的基准信号CLK的脉冲数进行计数，输出计数值CNT_X。计数值CNT_X是与被测量信号SIN_X和基准信号CLK的频率比对应的倒数计数值。
频率比测量电路202Y对基于从振荡电路201Y输出的被测量信号SIN_Y的预定周期所包含的基准信号CLK的脉冲数进行计数，输出计数值CNT_Y。计数值CNT_Y是与被测量信号SIN_Y和基准信号CLK的频率比对应的倒数计数值。
频率比测量电路202Z对基于从振荡电路201Z输出的被测量信号SIN_Z的预定周期所包含的基准信号CLK的脉冲数进行计数，输出计数值CNT_Z。计数值CNT_Z是与被测量信号SIN_Z和基准信号CLK的频率比对应的倒数计数值。
存储部220存储程序、数据，也可以包含SRAM、DRAM等的易失性存储器。SRAM是Static Random Access Memory(静态随机存取存储器)的缩写，DRAM是Dynamic RandomAccess Memory(动态随机存取存储器)的缩写。
此外，存储部220也可以包含EEPROM、闪存等的半导体存储器、硬盘装置等的磁存储装置、光盘装置等的光学式存储装置等的非易失性存储器。EEPROM是ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory(电可擦除可编程只读存储器)的缩写。
微控制单元210与基准信号CLK同步地动作，通过执行存储于存储部220的未图示的程序而进行预定的运算处理、控制处理。例如，微控制单元210基于从频率比测量电路202X输出的计数值CNT_X、从频率比测量电路202Y输出的计数值CNT_Y以及从频率比测量电路202Z输出的计数值CNT_Z，对物理量传感器200X、200Y、200Z分别检测出的物理量进行测量。具体而言，微控制单元210将计数值CNT_X、计数值CNT_Y以及计数值CNT_Z分别转换为X轴方向的物理量的测量值、Y轴方向的物理量的测量值以及Z轴方向的物理量的测量值。例如，也可以在存储部220存储对计数值与物理量的测量值的对应关系进行了规定的表信息、或者计数值与物理量的测量值的关系式的信息，微控制单元210参照该信息将各计数值转换为物理量的测量值。
微控制单元210也可以经由接口电路230将X轴方向的物理量的测量值、Y轴方向的物理量的测量值以及Z轴方向的物理量的测量值向处理装置3发送。或者，微控制单元210也可以将X轴方向的物理量的测量值、Y轴方向的物理量的测量值以及Z轴方向的物理量的测量值分别写入存储部220，处理装置3经由接口电路230读出各测量值。
另外，由于频率比测量电路202X、202Y、202Z的结构以及动作相同，因此以后将频率比测量电路202X、202Y、202Z中的任意一个称为频率比测量电路202。此外，将向频率比测量电路202输入的被测量信号SIN_X、SIN_Y、SIN_Z中的任意一个称为被测量信号SIN，将从频率比测量电路202输出的计数值CNT_X、CNT_Y、CNT_Z中的任意一个称为计数值CNT。
1-4.振动整流误差
振动整流误差与因传感器模块1对振动的响应的非线性而在整流时产生的DC偏移对应，作为传感器模块1的输出偏移的异常的移位而被观测。在使用传感器模块1的倾斜仪等、传感器模块1的DC输出直接成为测量对象的那样的应用中，成为严重的测量误差的主要原因。作为产生整流误差的主要的机制，能够列举如下三种：[1]因非对称轨道造成；[2]因比例因子的非线性造成；[3]因物理量传感器200的结构谐振造成。
[1]因非对称轨道产生的振动整流误差
在物理量传感器200的灵敏度轴处于重力加速度方向的情况下，在传感器模块1的测量值中产生与重力加速度为1g＝9.8m/s2对应的偏移。例如，如果物理量传感器200的动态范围为2g，则能够无削波地测量的是到1g的振动。在该状态下，由于当施加超过1g的振动时则非对称地产生削波，因此测量值包含振动整流误差。
例如，在动态范围为如15g那样宽的情况下，在通常的使用环境下，基本上不存在削波会成为问题的情况。另一方面，以防止物理量检测元件40的破损的目的，在物理量传感器200内置有物理性保护机构，由于当振动等级超过某一阈值时则保护机构起作用，因此产生削波。为了对其进行防止，需要对用于设置传感器模块1的配件下功夫，并进行对谐振频率带的振动减振等的对策。
[2]因比例因子的非线性产生的振动整流误差
图9是从原理上对因输出波形变形而产生振动整流误差进行说明的图。在图9中，实线示出正弦波的振动波形以及对该振动波形进行平滑化而得的波形，虚线示出在振动中心的上下非对称的振动波形以及对该振动波形进行平滑化而得的波形。相对于由实线所示的平滑化波形为0，而由虚线所示的平滑化波形为负的值，在平滑时产生偏移。
物理量传感器200是频率变化型的传感器，与被测量信号SIN和基准信号CLK的频率比对应的计数值CNT是倒数计数值。施加于物理量传感器200的加速度与倒数计数值的关系具有非线性。图10的虚线示出被施加的加速度与倒数计数值的非线性。此外，图11的虚线示出被施加的加速度与物理量传感器200的振荡频率的非线性。此外，图12的虚线示出物理量传感器200的振荡频率与倒数计数值的非线性。图10的虚线通过图11的虚线和图12的虚线的合成而获得。
在此，通过如图12的实线那样对振荡频率与倒数计数值的关系进行校正，从而能够使加速度与倒数计数值的关系如图10的实线那样接近线性。具体而言，上述的微控制单元210能够使用由式(1)表示的校正函数来校正计数值CNT。
[式1]
Y＝{c-d}2 (1)
在式(1)中，c是与图10的虚线对应的校正前的计数值，Y是与图10的实线对应的校正后的计数值，d是决定图12所示的校正的程度的系数。例如，系数d存储于存储部220，或者通过处理装置3来设定。
[3]因悬臂谐振产生的振动整流误差
作为加速度的检测原理，物理量传感器200通过将因加速度造成的带锤悬臂的挠曲向双音叉振子即物理量检测元件40传递，而使作用于物理量检测元件40的张力发生变化，由此，使振荡频率发生变化。因此，物理量检测元件40具有因悬臂的结构引起的谐振频率，当悬臂谐振被激发时，则产生固有的振动整流误差。悬臂谐振是比与能够检测的加速度的范围对应的频率带域高的频率，通过振动整流误差校正装置2的内部的低通滤波器将该振动成分除去，但作为反映出振动的非对称性的偏置偏移而产生振动整流误差。随着悬臂谐振的振幅变大，物理量传感器200的输出波形的非对称性增大，从而振动整流误差也增加。因此，减少因悬臂谐振产生的振动整流误差成为重要的课题。
在本实施方式中，由于频率比测量电路202为对被测量信号SIN的预定周期所包含的基准信号CLK的脉冲数进行计数的倒数计数方式，因此获取该计数值的定时与被测量信号SIN同步。另一方面，需要使从频率比测量电路202输出的计数值CNT与基准信号CLK的分频信号同步，由于获取基准信号CLK的脉冲数的计数值的定时与基准信号CLK的分频信号不同步，因此需要进行重新采样。在频率比测量电路202中，通过对重新采样所需的结构下功夫，从而能够生成因悬臂谐振产生的振动整流误差被校正后的计数值CNT。
1-5.频率比测量电路的结构
频率比测量电路202通过倒数计数方式来测量被测量信号SIN与基准信号CLK的频率比。图13是示出频率比测量电路202的结构例的图。如图13所示，频率比测量电路202具备频率ΔΣ调制电路300、第一低通滤波器310、锁存电路320以及第二低通滤波器330。
频率ΔΣ调制电路300使用被测量信号SIN对基准信号CLK进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号。频率ΔΣ调制电路300具备计数器301、锁存电路302、锁存电路303以及减法器304。计数器301对基准信号CLK的上升沿计数，并输出计数值CT0。锁存电路302与被测量信号SIN的上升沿同步地锁存并保持计数值CT0。锁存电路303与被测量信号SIN的上升沿同步地锁存并保持锁存电路302所保持的计数值。减法器304从锁存电路302所保持的计数值减去锁存电路303所保持的计数值，生成计数值CT1，并输出。该计数值CT1是频率ΔΣ调制电路300生成的频率ΔΣ调制信号。
该频率ΔΣ调制电路300也被称为一阶频率ΔΣ调制器，通过被测量信号SIN对基准信号CLK的脉冲数的计数值进行两次锁存，将被测量信号SIN的上升沿作为触发，依次保持基准信号CLK的脉冲数的计数值。在此，设为频率ΔΣ调制电路300在被测量信号SIN的上升沿进行锁存动作而进行了说明，但也可以在下降沿、或者上升沿以及下降沿的双方进行锁存动作。此外，减法器304对保持于锁存电路302、303的两个计数值的差进行运算，从而伴随着时间经过而没有不灵敏期间地输出在被测量信号SIN推移一个周期的期间所观测到的基准信号CLK的脉冲数的计数值的增量。在将被测量信号SIN的频率设为fx、将基准信号CLK的频率设为fc时，频率比为fc/fx。频率ΔΣ调制电路300将示出频率比的频率ΔΣ调制信号作为数字信号列而输出。
第一低通滤波器310与被测量信号SIN同步地动作，输出对从频率ΔΣ调制电路300输出的频率ΔΣ调制信号即计数值CT1所包含的噪声成分进行除去或减少而得的计数值CT2。在图13中，第一低通滤波器310设置于频率ΔΣ调制电路300之后，但只要设置在从频率ΔΣ调制电路300的输出到第二低通滤波器330的输入的信号路径上即可。另外，第一低通滤波器310是“第一滤波器”的一例。
锁存电路320与基准信号CLK的上升沿同步地对从第一低通滤波器310输出的计数值CT2进行锁存，并作为计数值CT3进行保持。
第二低通滤波器330与基准信号CLK同步地动作，输出对锁存电路320保持的计数值CT3所包含的噪声成分进行除去或减少而得的计数值。从该第二低通滤波器330输出的计数值被作为计数值CNT向微控制单元210输出。另外，第二低通滤波器330是“第二滤波器”的一例。
图14是示出第一低通滤波器310的结构例的图。在图14的例子中，第一低通滤波器310具有延迟元件311、积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317以及微分器318。第一低通滤波器310的各部分与被测量信号SIN同步地动作。
延迟元件311与被测量信号SIN同步地输出使计数值CT1延迟后的计数值。延迟元件311的抽头数是na。例如，延迟元件311通过串行连接有na个寄存器的移位寄存器来实现。
积分器312与被测量信号SIN同步地输出对从延迟元件311输出的计数值进行累计而得的计数值。
积分器313与被测量信号SIN同步地输出对从积分器312输出的计数值进行累计而得的计数值。
抽取滤波器314与被测量信号SIN同步地输出将从积分器313输出的计数值抽取为1/R的比率而得的计数值。
延迟元件315与被测量信号SIN同步地输出对从抽取滤波器314输出的计数值进行延迟而得的计数值。延迟元件315的抽头数是n1。例如，延迟元件315通过串行连接有n1个寄存器的移位寄存器来实现。
微分器316输出从自抽取滤波器314输出的计数值减去从延迟元件315输出的计数值而得的计数值。
延迟元件317与被测量信号SIN同步地输出对从微分器316输出的计数值进行延迟而得的计数值。延迟元件317的抽头数是n2。例如，延迟元件317通过串行连接有n2个寄存器的移位寄存器来实现。
微分器318输出从自抽取滤波器316输出的计数值减去从延迟元件317输出的计数值而得的计数值CT2。
抽头数n1、n2以及抽取率R被固定，抽头数na是可变的。例如，抽头数na存储于存储部220，或者通过处理装置3来设定。
这样构成的第一低通滤波器310作为根据抽头数na而群延迟量可变的CIC滤波器发挥功能。CIC是Cascaded Integrator Comb(级联积分梳状)的缩写。
图15是示出第二低通滤波器330的结构例的图。在图15的例子中，第二低通滤波器330具有积分器331、延迟元件332、微分器333以及抽取滤波器334。第二低通滤波器330的各部分与基准信号CLK同步地动作。
积分器331与基准信号CLK同步地输出对计数值CT3进行累计而得的计数值。
延迟元件332与基准信号CLK同步地输出对从积分器331输出的计数值进行延迟而得的计数值。延迟元件332的抽头数是n3。例如，延迟元件332通过串行连接有n3个寄存器的移位寄存器来实现。
微分器333输出从自积分器331输出的计数值减去从延迟元件332输出的计数值而得的计数值。
抽取滤波器334与基准信号CLK同步地输出将从微分器333输出的计数值抽取为1/n3的比率而得的计数值CNT。
抽头数以及抽取率即n3被固定。
这样构成的第二低通滤波器330由于边通过基准信号CLK对计数值CT3重新采样边进行累计，因此作为在该持续时间内对计数值CT3进行了加权的加权移动平均滤波器发挥功能。
这样，由于第一低通滤波器310与被测量信号SIN同步地动作，第二低通滤波器330进行与基准信号CLK同步的重新取样，因此频率比测量电路202的输入输出呈非线性。因此，从频率比测量电路202输出的计数值CNT包含因该非线性引起的振动整流误差。而且，通过调整第一低通滤波器310所具有的延迟元件311的抽头数na而能够调整该振动整流误差。
图16是用于对能够调整因频率比测量电路202的输入输出的非线性引起的振动整流误差进行说明的图。在图16中，示出被测量信号SIN的周期比基准信号CLK的周期长，计数值CNT的更新周期比被测量信号SIN的周期长的情况下的例子，横轴方向与时间的经过对应。在图16中，关于基准信号CLK，由短竖线示出上升沿的定时。此外，关于计数值CT1、CT2，由短竖线示出值发生变化的定时。另外，图16以对振动整流误差的调整机制进行说明为目的，为了容易理解，而使用简化后的数值。此外，尽管只要不是在计数值CT1的确定后则计数值CT2不会确定，而是在计数值CT1的确定前确定计数值CT2，但是实际的计数值CT2的运算是在计数值CT1确定之后被执行的。
在图16中，(A)是被测量信号SIN的周期为一定的情况下的例子，(B)、(C)、(D)是对被测量信号SIN进行频率调制的情况下的例子。在(B)、(C)、(D)中，第一低通滤波器310的群延迟量彼此不同。为了简便，将基准信号CLK的周期和被测量信号SIN的周期设为单纯的整数比，输入到第一低通滤波器310的计数值CT1按一定的群延迟直接被输出。第二低通滤波器330与基准信号CLK同步地累计从第一低通滤波器310输出的计数值CT2被锁存的计数值CT3，并将十六次的累计值作为计数值CNT输出。
在(A)的例子中，计数值CT2始终是4，计数值CNT为4×16＝64。在(B)的例子中，由于对被测量信号SIN进行频率调制，并将第一低通滤波器310的群延迟设为0，因此计数值CT2重复5、5、3、3。由于在累计时进行基于时间的加权，因此计数值CNT为5×10+3×6＝68，比(A)的计数值CNT大。在(C)的例子中，计数值CT2重复5、5、3、3，与(B)的例子是同样的，但示出了在第一低通滤波器310中产生群延迟的情况。在累计时进行基于时间的加权的结果，计数值CNT为5×8+3×8＝64，与(A)的计数值CNT为相同的值。在(D)的例子中，计数值CT2重复5、5、3、3，与(B)以及(C)的例子是同样的，但示出了与(C)的例子比较而在第一低通滤波器310中产生的群延迟大的情况。在(D)的例子中，计数值CNT为5×6+3×10＝60，比(A)的计数值CNT小。
根据使用了图16的考察，能够定性地理解，因频率比测量电路202的输入输出的非线性引起的振动整流误差根据第一低通滤波器310的群延迟量而发生变化。以使因该频率比测量电路202的输入输出的非线性引起的振动整流误差与因悬臂谐振产生的振动整流误差成为相反相位的方式，对第一低通滤波器310的群延迟量进行调整，从而能够消除彼此的振动整流误差。第一低通滤波器310的群延迟量能够通过延迟元件311的抽头数na的设定来调整。
图17是示出基于振动整流误差校正装置2的测量值所包含的振动整流误差的对抽头数na的依赖性的图。在图17中，横轴是抽头数na，纵轴是振动整流误差。另外，纵轴的VRE是Vibration Rectification Error(振动整流误差)的缩写。根据图17，如果适当地设定抽头数na，则能够对振动整流误差进行校正而接近0。
只是，在图14的结构的第一低通滤波器310中，由于延迟元件311的动作与被测量信号SIN同步，因此被测量信号SIN的周期越长则基于抽头数na的设定的第一低通滤波器310的群延迟量的调整分辨率越低。因此，如图18所示，振动整流误差的校正分辨率有一定的限度。图18是将图17的局部放大的图，将抽头数na设定为13的情况下的振动整流误差最接近0，无法再进一步接近0。
因此，在本实施方式中，为了提升振动整流误差的校正分辨率，而对第一低通滤波器310进行改良。改良后的第一低通滤波器310生成基于第一信号和第二信号的第三信号即计数值CT2，其中，该第一信号具有基于频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，该第二信号具有基于频率ΔΣ调制信号的与第一群延迟量不同的第二群延迟量。因此，第二低通滤波器330被输入计数值CT3，并输出第四信号即计数值CNT，其中，该计数值CT3是基于第一低通滤波器310生成的第三信号即计数值CT2的信号。
在此，将从第二低通滤波器330输出的第四信号设为Lout(t)。此外，将假设在第一信号被输入到第二低通滤波器330的情况下从第二低通滤波器330输出的第五信号设为Loutna(t)，将假设在第二信号被输入到第二低通滤波器330的情况下从第二低通滤波器330输出的第六信号设为Loutnb(t)。na、nb是能够确定第一信号具有的第一群延迟量以及第二信号具有的第二群延迟量的信号，在本实施方式中，是第一低通滤波器310具有的两个延迟元件的抽头数。此时，例如，如式(2)那样，第四信号Lout(t)为通过正的实数a、b分别对第五信号Loutna(t)和第六信号Loutnb(t)加权并相加而得的信号。
[式2]
Lout(t)＝(a·Loutna(t)+b·Loutnb(t))/(a+b) (2)
即，第四信号Lout(t)也可以是将第五信号Loutna(t)与正的实数a的乘积和第六信号Loutnb(t)与正的实数b的乘积之和除以实数a和实数b之和而得的信号。
也可以是，实数a以及实数b中的一方为1，且另一方为1以外的数。此外，也可以是，实数a以及实数b为1以外的数。
在此，在本实施方式中，第五信号Loutna(t)所包含的第一振动整流误差VREna与第六信号Loutnb(t)所包含的第二振动整流误差VREnb的极性不同。因此，如式(2)那样，通过正的实数a、b分别对第五信号Loutna(t)和第六信号Loutnb(t)进行加权并相加，从而可获得振动整流误差被校正的第四信号Lout(t)。
图19是在式(2)中实数a、b是满足a+b＝8的自然数，且在na＝13、nb＝14的情况下，将第四信号Lout(t)所包含的七个振动整流误差标绘出的图。如图19所示，根据式(2)，能够提高振动整流误差的校正分辨率。
实数a与实数b之比也可以是第二振动整流误差VREnb的绝对值与第一振动整流误差VREna的绝对值之比。这样一来，如从图19所明确的那样，能够使第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差为0。
在式(2)中，基于(a+b)的除法，具有缩放(scaling)的意思，但从可获得振动整流误差的校正效果的观点而言，没有影响。因此，如式(3)那样，也可以省略基于(a+b)的除法。
[式3]
Lout(t)＝a·Loutna(t)+b·Loutnb(t) (3)
即，第四信号Lout(t)也可以是将第五信号Loutna(t)与正的实数a的乘积和第六信号Loutnb(t)与正的实数b的乘积相加而得的信号。
图20是示出用于获得满足式(3)的第四信号Lout(t)的第一低通滤波器310的结构例的图。在图20中，对与图14相同的结构要素标注相同的附图标记。
在图20的例子中，第一低通滤波器310具有积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317、微分器318、延迟元件341、延迟元件342以及加法器343。第一低通滤波器310的各部分与被测量信号SIN同步地动作。
延迟元件341与被测量信号SIN同步地输出使频率ΔΣ调制信号即计数值CT1为a倍并延迟的计数值。延迟元件341的抽头数是na。例如，延迟元件341通过乘法器和串行连接有na个寄存器的移位寄存器来实现。
延迟元件342与被测量信号SIN同步地输出使频率ΔΣ调制信号即计数值CT1为b倍并延迟的计数值。延迟元件342的抽头数是nb。例如，延迟元件342通过乘法器和串行连接有nb个寄存器的移位寄存器来实现。
加法器343输出对从延迟元件341输出的计数值和从延迟元件342输出的计数值进行相加而得的计数值。
积分器312与被测量信号SIN同步地输出对从加法器343输出的计数值进行累计而得的计数值。
由于抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317以及微分器318的动作与图14相同，因此省略其说明。而且，从微分器318输出的计数值CT2相当于第三信号。
图21是示出用于获得满足式(3)的第四信号Lout(t)的第一低通滤波器310的其他结构例的图。在图21中，对与图20相同的结构要素标注相同的附图标记。
在图21的例子中，第一低通滤波器310具有积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317、微分器318、延迟元件341、延迟元件342以及加法器343。第一低通滤波器310的各部分与被测量信号SIN同步地动作。
由于积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317以及微分器318的动作与图14相同，因此省略其说明。
延迟元件341与被测量信号SIN同步地输出使从微分器318输出的计数值为a倍并延迟的计数值。延迟元件341的抽头数是na。例如，延迟元件341通过乘法器和串行连接有na个寄存器的移位寄存器来实现。
延迟元件342与被测量信号SIN同步地输出使从微分器318输出的计数值为b倍并延迟的计数值。延迟元件342的抽头数是nb。例如，延迟元件341通过乘法器和串行连接有nb个寄存器的移位寄存器来实现。
加法器343输出对从延迟元件341输出的计数值和从延迟元件342输出的计数值进行相加而得的计数值CT2。而且，从加法器343输出的计数值CT2相当于第三信号。
例如，在传感器模块1的制造工序中，检查装置经由接口电路230将抽头数na、nb保持为相同的值，边依次进行变更边获取测量值的振动整流误差，求出抽头数与振动整流误差的关系。而且，检查装置基于抽头数与振动整流误差的关系来计算使测量值的振动整流误差减少的抽头数na、nb以及实数a、b，将计算出的抽头数na、nb以及实数a、b经由接口电路230写入存储部220的非易失性存储器。这样，抽头数na、nb以及实数a、b在传感器模块1开始测量之前被存储于振动整流误差校正装置2的存储部220。存储于存储部220的抽头数na、nb以及实数a、b由微控制单元210读出，并设定于第一低通滤波器310。
在图22中，示出对物理量传感器200施加随机的振动并对在激发起悬臂谐振时产生的振动整流误差进行计测而得的结果。在图22中，点线是在不进行校正的情况下产生的振动整流误差。此外，单点划线是在第一低通滤波器310为图14的结构的情况下产生的振动整流误差。此外，实线是在第一低通滤波器310为图20或图21的结构的情况下产生的振动整流误差。在图22中，如由实线所示的那样，可知通过将第一低通滤波器310设为图20或图21的结构而使振动整流误差大幅度减少。
1-6.振动整流误差校正方法
图23是示出基于振动整流误差校正装置2的振动整流误差校正方法的顺序的一例的流程图。
如图23所示，首先，在工序S10中，振动整流误差校正装置2使用被测量信号SIN，对基准信号CLK进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号。
接下来，在工序S20中，振动整流误差校正装置2与被测量信号SIN同步地对基于在工序S10中所生成的频率ΔΣ调制信号的信号进行第一滤波处理，生成基于第一信号和第二信号的第三信号，其中，该第一信号具有基于频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，该第二信号具有基于频率ΔΣ调制信号的与第一群延迟量不同的第二群延迟量。
接下来，在工序S30中，振动整流误差校正装置2与基准信号CLK同步地对基于在工序S20中所生成的第三信号的信号进行第二滤波处理，生成第四信号Lout(t)。在此，假设在对第一信号进行了第二滤波处理的情况下生成的第五信号Loutna(t)所包含的第一振动整流误差VREna与假设在对第二信号进行了第二滤波处理的情况下生成的第六信号Loutnb(t)所包含的第二振动整流误差的极性不同。
在工序S40中，振动整流误差校正装置2重复进行工序S10、S20、S30，直到结束测量为止。
1-7.作用效果
如在以上所说明的那样，在第一实施方式的传感器模块1中，在振动整流误差校正装置2中，由于第一低通滤波器310与被测量信号SIN同步地动作，第二低通滤波器330与和被测量信号SIN不同的基准信号CLK同步地动作，因此频率ΔΣ调制信号与第五信号Loutna(t)以及第六信号Loutnb(t)的关系呈非线性。而且，第一信号具有的第一群延迟量与第二信号具有的第二群延迟量不同，从而频率ΔΣ调制信号与第五信号Loutna(t)的关系的非线性和频率ΔΣ调制信号与第六信号Loutnb(t)的关系的非线性的程度不同。因此，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，以使第五信号Loutna(t)所包含的第一振动整流误差VREna与第六信号Loutnb(t)所包含的第二振动整流误差VREnb的极性不同，由于通过使用将第一群延迟量和第二群延迟量设定为适当的值而得的第一信号和第二信号而使振动整流误差的校正分辨率提升，因此能够有效地减少第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差。其结果，由于能够有效地减少测量值的振动整流误差，因此物理量的测量精度得以提升。
此外，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，由于根据式(2)可获得通过缩放使位数减少而得的第四信号Lout(t)，因此能够简化基于第四信号Lout(t)的处理。
此外，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，如式(3)那样，通过省掉第四信号Lout(t)的缩放处理，从而不会有损第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差的减少效果，而使振动整流误差的校正处理简化，并且使第一低通滤波器310的电路面积减少。
此外，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，由于如果式(2)或式(3)的实数a以及实数b中的一方为1，且另一方为1以外的述，则可省掉五信号Loutna(t)与实数a的乘积或第六信号Loutnb(t)与实数b的乘积，因此使振动整流误差的校正处理简化，并且使第一低通滤波器310的电路面积减少。
此外，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，通过将式(2)或式(3)的实数a以及实数b设定为1以外的适当的值，从而能够使第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差的减少效果提升。
此外，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，通过将式(2)或式(3)的实数a与实数b之比设为第二振动整流误差VREnb的绝对值与第一振动整流误差VREna的绝对值之比，从而能够使第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差几乎为0。
此外，根据第一实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，通过将抽头数na、nb以及实数a、b存储于存储部220的非易失性存储器，从而不会从处理装置3收到第一群延迟量以及第二群延迟量的信息，而能够使第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差减少。
2.第二实施方式
以下，关于第二实施方式的传感器模块，对与第一实施方式同样的结构要素标注相同的附图标记，省略或简化与第一实施方式重复的说明，而主要对与第一实施方式不同的内容进行说明。
由于第二实施方式的传感器模块1的结构以及功能性结构与第一实施方式是同样的，因此省略其图示以及说明。在第二实施方式的传感器模块1中，第一低通滤波器310的结构与第一实施方式不同。
在用于获得满足式(3)的第四信号Lout(t)的图20或图21的结构的第一低通滤波器310中，延迟元件341需要用于将计数值和实数a相乘的乘法器，延迟元件342需要用于将计数值和实数b相乘的乘法器。因此，第一低通滤波器310的电路面积变大。
因此，在第二实施方式中，例如，如式(4)那样，以获得不对第五信号Loutna(t)和第六信号Loutnb(t)进行基于实数a、b的加权而是相加而得的第四信号Lout(t)的方式，构成第一低通滤波器310。
[式4]
Lout(t)＝(Loutna(t)+Loutnb(t))/2 (4)
式(4)是将1代入式(2)的实数a、b而得的式。即，第四信号Lout(t)也可以是将第五信号Loutna(t)与正的实数a的乘积和第六信号Loutnb(t)与正的实数b的乘积之和除以实数a和实数b之和而得的信号，实数a为1，且实数b为1。
在式(4)中，基于2的除法，具有缩放的意思，但从可获得振动整流误差的校正效果的观点而言，没有影响。因此，如式(5)那样，也可以省略基于2的除法。
[式5]
Lout(t)＝Loutna(t)+Loutnb(t) (5)
式(5)是将1代入式(3)的实数a、b而得的式。即，第四信号Lout(t)也可以是将第五信号Loutna(t)与正的实数a的乘积和第六信号Loutnb(t)与正的实数b的乘积相加而得的信号，实数a为1，且实数b为1。
图24是示出用于获得满足式(5)的第四信号Lout(t)的第一低通滤波器310的结构例的图。在图24中，对与图14、图20或图21相同的结构要素标注相同的附图标记。
在图24的例子中，第一低通滤波器310具有积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317、微分器318、加法器343、延迟元件344以及延迟元件345。第一低通滤波器310的各部分与被测量信号SIN同步地动作。
由于积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317以及微分器318的动作与图14相同，因此省略其说明。
延迟元件344与被测量信号SIN同步地输出使从微分器318输出的计数值延迟的计数值。延迟元件344的抽头数是na。例如，延迟元件341通过串行连接有na个寄存器的移位寄存器来实现。
延迟元件345与被测量信号SIN同步地输出使从微分器318输出的计数值延迟的计数值。延迟元件345的抽头数是nb。例如，延迟元件345通过串行连接有nb个寄存器的移位寄存器来实现。
加法器343输出对从延迟元件344输出的计数值和从延迟元件345输出的计数值进行相加而得的计数值CT2。而且，从加法器343输出的计数值CT2相当于第三信号。
图25是示出用于获得满足式(5)的第四信号Lout(t)的第一低通滤波器310的其他结构例的图。在图25中，对与图24相同的结构要素标注相同的附图标记。
在图25的例子中，第一低通滤波器310具有积分器312、积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317、微分器318、延迟元件341、加法器343以及延迟元件346。第一低通滤波器310的各部分与被测量信号SIN同步地动作。
由于延迟元件341的动作与图20相同，因此省略其说明。
积分器312与被测量信号SIN同步地输出对从延迟元件341输出的计数值进行累计而得的计数值。
由于积分器313、抽取滤波器314、延迟元件315、微分器316、延迟元件317以及微分器318的动作与图14相同，因此省略其说明。
延迟元件346与被测量信号SIN同步地输出使从微分器318输出的计数值延迟的计数值。延迟元件346的抽头数是na-nb。例如，延迟元件346通过串行连接有na-nb个寄存器的移位寄存器来实现。
加法器343输出对从延迟元件344输出的计数值和从延迟元件345输出的计数值进行相加而得的计数值CT2。而且，从加法器343输出的计数值CT2相当于第三信号。
例如，在传感器模块1的制造工序中，检查装置经由接口电路230将抽头数na、nb保持为相同的值，边依次进行变更边获取测量值的振动整流误差，求出抽头数与振动整流误差的关系。而且，检查装置基于抽头数与振动整流误差的关系来选择使测量值的振动整流误差减少的抽头数na、nb，将选择出的抽头数na、nb经由接口电路230写入存储部220的非易失性存储器。例如，在获得到图18那样的关系的情况下，也可以以使两个振动整流误差的极性不同、且其绝对值为最小的方式，选择na＝13、nb＝14。在该情况下，在将图18的局部放大的图26中，由+符号示出第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差。此外，为了使测量值所包含的振动整流误差接近0，也可以以使两个振动整流误差的极性不同、且其绝对值几乎相等的方式，例如选择na＝10、nb＝17。在该情况下，在图26中，由×符号示出第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差。
示出基于第二实施方式中的振动整流误差校正装置2的振动整流误差校正方法的顺序的一例的流程图，由于与图23是同样的，因此省略其图示以及说明。
根据在以上所说明的第二实施方式的传感器模块1，起到与第一实施方式的传感器模块1同样的效果。
进一步，根据第二实施方式的传感器模块1，在振动整流误差校正装置2中，由于根据将式(2)或式(3)的实数a以及实数b设为1的式(4)或式(5)可省掉第五信号Loutna(t)与实数a的乘积以及第六信号Loutnb(t)与实数b的乘积，因此使振动整流误差的校正处理简化，并且使第一低通滤波器310的电路面积更减少。
3.第三实施方式
以下，关于第三实施方式的传感器模块，对与第一实施方式或第二实施方式同样的结构要素标注相同的附图标记，省略或简化与第一实施方式或第二实施方式重复的说明，而主要对与第一实施方式以及第二实施方式不同的内容进行说明。
由于物理量传感器200的灵敏度与悬臂谐振频率有很大关联，因此通过计测悬臂谐振频率而能够确认物理量传感器200的灵敏度异常。例如，当固定于悬臂的锤因某种原因脱落时，则由于悬臂的质量减少，而使得悬臂谐振频率向高频移位。同时，物理量传感器200的灵敏度下降，物理量传感器200的灵敏度出现异常。此外，在因强烈的冲击等而悬臂受到损伤的情况下，也会变为物理量传感器200的灵敏度出现异常，悬臂谐振频率也进行移位。因此，对悬臂谐振频率进行鉴定，成为用于判定物理量传感器200的灵敏度是否进入规格内的一个手法。一般而言，谐振频率的鉴定能够使用FFT，但悬臂谐振频率是比测量对象的信号带域高的频率，由于谐振频率成分通过第一低通滤波器310以及第二低通滤波器320而衰减，因此需要下某种功夫来对谐振频率高精度地进行鉴定。如使用图16所说明的那样，振动整流误差以一定周期相对于第一低通滤波器310的群延迟量的变化而发生变化。该周期由悬臂谐振频率和物理量检测元件40的频率来决定，当悬臂谐振频率或者物理量检测元件40的频率发生变化时，则振动整流误差的变动周期也发生变化。因此，通过计测相对于第一低通滤波器310的群延迟量的变化的振动整流误差的变化的周期，从而能够获得物理量传感器200的灵敏度是否进入规格内的判定指标。
由于第三实施方式的传感器模块1的结构以及功能性结构与第一实施方式或第二实施方式是同样的，因此省略其图示以及说明。
在第三实施方式的传感器模块1中，振动整流误差校正装置2具有对上述的被测量信号SIN与基准信号CLK的频率比进行测量的通常动作模式、以及进行物理量传感器200的灵敏度确认的检查模式。微控制单元210经由接口电路230从处理装置3收到预定的指令，从而将振动整流误差校正装置2设定为通常动作模式或检查模式。例如，在传感器模块1的制造工序中，检查装置也可以将振动整流误差校正装置2设定为检查模式，振动整流误差校正装置2进行物理量传感器200的灵敏度确认。检查装置也可以基于灵敏度确认的结果来进行传感器模块1的良品选择。或者，在传感器模块1的设置后、运行前，处理装置3将振动整流误差校正装置2设定为检查模式，振动整流误差校正装置2进行物理量传感器200的灵敏度确认。如果物理量传感器200的灵敏度没有异常，则处理装置3将振动整流误差校正装置2设定为通常动作模式，使传感器模块1运行。在通常动作模式下，与第一实施方式或第二实施方式同样，可获得振动整流误差被校正的测量值。此外，处理装置3也可以定期地将振动整流误差校正装置2设定为检查模式，振动整流误差校正装置2进行灵敏度确认。另外，通常动作模式是“第一动作模式”的一例，检查模式是“第二动作模式”的一例。
在检查模式下，在稳定的振动环境下使物理量传感器200动作，微控制单元210作为控制电路发挥功能，边使第一低通滤波器310的群延迟量发生变化，边基于物理量传感器200的输出信号来获取振动整流误差的群延迟量依赖性。因此，首先，微控制单元210使第二低通滤波器330的截止频率比通常动作模式低。具体而言，微控制单元210以对第二低通滤波器330的输出值所包含的振动整流误差进行强调的方式，将第二低通滤波器330的截止频率设定为例如几Hz。例如，微控制单元210也可以通过使第二低通滤波器330的抽头数比通常动作模式增多，而降低截止频率。
进一步，微控制单元210边依次对图20、图21、图24或图25所示的结构的第一低通滤波器310变更抽头数na、nb，边获取测量值的振动整流误差，将抽头数与振动整流误差建立对应地存储于存储部220。
处理装置3经由接口电路230从存储部220读出抽头数与振动整流误差的对应信息，并根据将图17所示的那样的抽头数与振动整流误差的关系标绘出的图表来计算振动整流误差发生变化的周期。由于该周期由悬臂谐振频率和物理量检测元件40的频率来决定，因此处理装置3能够对悬臂谐振频率进行逆运算。处理装置3能够基于计算出的悬臂谐振频率来判定物理量传感器200的灵敏度是否进入规格内。
或者，微控制单元210也可以从存储部220读出抽头数与振动整流误差的对应信息，基于将抽头数与振动整流误差的关系标绘出的图表来计算悬臂谐振频率，判定物理量传感器200的灵敏度是否进入规格内。
图27是示出基于第三实施方式的振动整流误差校正装置2的振动整流误差校正方法的顺序的一例的流程图。
如图27所示，首先，在工序S110中，在设定为通常动作模式的情况下，在工序S120中，振动整流误差校正装置2使用被测量信号SIN对基准信号CLK进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号。
接下来，在工序S130中，振动整流误差校正装置2与被测量信号SIN同步地对基于在工序S120中所生成的频率ΔΣ调制信号的信号进行第一滤波处理，生成基于第一信号和第二信号的第三信号，其中，该第一信号具有基于频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，该第二信号具有基于频率ΔΣ调制信号的与第一群延迟量不同的第二群延迟量。
接下来，在工序S140中，振动整流误差校正装置2与基准信号CLK同步地对基于在工序S130中所生成的第三信号的信号进行第二滤波处理，生成第四信号Lout(t)。在此，假设在对第一信号进行了第二滤波处理的情况下生成的第五信号Loutna(t)所包含的第一振动整流误差VREna与假设在对第二信号进行了第二滤波处理的情况下生成的第六信号Loutnb(t)所包含的第二振动整流误差的极性不同。
在工序S150中，振动整流误差校正装置2重复进行工序S120、S130、S140，直到结束测量为止。另外，工序S120、S130、S140分别与图23的工序S10、S20、S30相同。
在工序S110中不设定为通常动作模式，而在工序S160中设为检查模式的情况下，在工序S170中，振动整流误差校正装置2使第二低通滤波器330的截止频率比通常动作模式低。
接下来，在工序S180中，振动整流误差校正装置2将第一低通滤波器310的群延迟量设定为预定值。具体而言，振动整流误差校正装置2将抽头数na、nb设定为预定值。
接下来，在工序S190中，振动整流误差校正装置2获取第二低通滤波器330的输出值。
接下来，在工序S200中，振动整流误差校正装置2判定是否获取到全部灵敏度判定所需的第二低通滤波器330的输出值。
在未完成所需的输出值的获取的情况下，在工序S210中，振动整流误差校正装置2对第一低通滤波器的群延迟量进行变更。具体而言，振动整流误差校正装置2对抽头数na及/或抽头数nb进行变更。
而且，当完成所需的输出值的获取时，则在工序S220中，处理装置3或振动整流误差校正装置2使用在工序S190中获取到的多个第二低通滤波器330的输出值，计算振动整流误差的变化的周期。
接下来，在工序S230中，处理装置3或振动整流误差校正装置2根据振动整流误差的变化的周期计算悬臂谐振频率。
接下来，在工序S240中，处理装置3或振动整流误差校正装置2基于悬臂谐振频率来判定物理量传感器200的灵敏度是否进入规格内。
而且，在工序S250中，结束振动整流误差校正装置2的检查模式，重复进行工序S110以后的步骤。
根据在以上所说明的第三实施方式的传感器模块1，与第一实施方式或第二实施方式的传感器模块1同样，在振动整流误差校正装置2中，在通常动作模式下，可获得第四信号Lout(t)所包含的振动整流误差的减少效果。
另一方面，在检查模式下，通过使第二低通滤波器330的截止频率比通常动作模式低，从而强调从第二低通滤波器330输出的信号所包含的振动整流误差。因此，根据第三实施方式的传感器模块1，振动整流误差校正装置2在检查模式下边变更第一群延迟量以及第二群延迟量边获取从第二低通滤波器330输出的信号，从而可获得表示第一群延迟量以及第二群延迟量与振动整流误差的关系的信息。振动整流误差校正装置2、检查装置或者处理装置3通过使用该信息而能够计算物理量传感器200的悬臂谐振频率，并基于悬臂谐振频率来判定物理量传感器200的灵敏度是否进入规格内。
4.变形例
本发明并不限定于本实施方式，在本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形实施。
例如，在上述的各实施方式中，传感器模块1具有三个物理量传感器200，但传感器模块1具有的物理量传感器200的数量也可以是一个、两个或四个以上。
此外，在上述的各实施方式中，列举了作为物理量传感器200而具备加速度传感器的传感器模块1，但作为物理量传感器200，传感器模块1也可以具备角速度传感器、压力传感器、光学传感器等的传感器。此外，传感器模块1也可以具备加速度传感器、角速度传感器、压力传感器、光学传感器等的各种物理量传感器中的两种以上的物理量传感器。
此外，在上述的各实施方式中，作为物理量传感器200具有的物理量检测元件40，列举使用水晶构成的元件，但物理量检测元件40既可以使用水晶以外的压电元件构成，也可以是静电电容型的MEMS元件。MEMS是Micro Electro Mechanical Systems(微电子机械系统)的缩写。
此外，在上述的各实施方式中，作为第一滤波器，列举了第一低通滤波器310，作为第二滤波器，列举了第二低通滤波器330，但第一滤波器以及第二滤波器也可以是高通滤波器、带通滤波器或平滑化滤波器。同样地，第一滤波处理以及第二滤波处理除了低通滤波处理以外，也可以是高通滤波处理、带通滤波处理或平滑化滤波处理。
本发明并不限定于本实施方式，在本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形实施。
上述的实施方式以及变形例是一例，并非是限定于它们。例如，也能够适当组合各实施方式以及各变形例。
本发明包含与在实施方式中所说明的结构实质上相同的结构，例如功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构。此外，本发明包含对在实施方式中所说明的结构的非本质部分进行替换的结构。此外，本发明包含与在实施方式中所说明的结构起到相同的作用效果的结构或能够达到相同的目的的结构。此外，本发明包含对在实施方式中所说明的结构添加了公知技术的结构。
从上述的实施方式以及变形例导出以下的内容。
振动整流误差校正装置的一方式，具备：基准信号产生电路，输出基准信号；频率ΔΣ调制电路，使用被测量信号对所述基准信号进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号；第一滤波器，与所述被测量信号同步地动作；以及第二滤波器，与所述基准信号同步地动作，所述第一滤波器生成基于第一信号和第二信号的第三信号，所述第一信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，所述第二信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的与所述第一群延迟量不同的第二群延迟量，所述第二滤波器被输入基于所述第三信号的信号，并输出第四信号，假设在所述第一信号被输入到所述第二滤波器的情况下从所述第二滤波器输出的第五信号所包含的第一振动整流误差与假设在所述第二信号被输入到所述第二滤波器的情况下从所述第二滤波器输出的第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同。
在该振动整流误差校正装置中，由于第一滤波器与被测量信号同步地动作，第二滤波器与和被测量信号不同的基准信号同步地动作，因此频率ΔΣ调制信号与第五信号以及第六信号的关系呈非线性。而且，第一群延迟量与第二群延迟量不同，从而频率ΔΣ调制信号与第五信号的关系的非线性和频率ΔΣ调制信号与第六信号的关系的非线性的程度不同。因此，根据该振动整流误差校正装置，如第五信号所包含的第一振动整流误差与第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同那样，由于通过使用将第一群延迟量和第二群延迟量设定为适当的值而得的第一信号和第二信号，而使得振动整流误差的校正分辨率提升，因此能够有效地减少第四信号所包含的振动整流误差。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，所述第四信号是将所述第五信号与正的实数a的乘积和所述第六信号与正的实数b的乘积相加而得的信号。
根据该振动整流误差校正装置，通过省掉第四信号的缩放处理，从而不会有损第四信号所包含的振动整流误差的减少效果，而使振动整流误差的校正处理简化，并且使第一滤波器的电路面积减少。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，所述第四信号是将所述第五信号与正的实数a的乘积和所述第六信号与正的实数b的乘积之和除以所述实数a和所述实数b之和而得的信号。
根据该振动整流误差校正装置，由于可获得通过缩放使位数减少而得的第四信号，因此能够简化基于第四信号的处理。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，所述实数a为1，且所述实数b为1。
根据该振动整流误差校正装置，由于可省掉五信号与正的实数a的乘积以及第六信号与正的实数b的乘积，因此使振动整流误差的校正处理简化，并且使第一滤波器的电路面积减少。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，所述实数a以及所述实数b中的一方为1，且另一方为1以外的数。
根据该振动整流误差校正装置，由于可省掉五信号与实数a的乘积、或第六信号与实数b的乘积，因此使振动整流误差的校正处理简化，并且使第一滤波器的电路面积减少。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，所述实数a以及所述实数b为1以外的数。
根据该振动整流误差校正装置，通过将实数a以及实数b设定为适当的值，从而能够使第四信号所包含的振动整流误差的减少效果提升。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，所述实数a与所述实数b之比是所述第二振动整流误差的绝对值与所述第一振动整流误差的绝对值之比。
根据该振动整流误差校正装置，能够使第四信号所包含的振动整流误差几乎为0。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，具备存储能够确定所述第一群延迟量以及所述第二群延迟量的信息的存储部。
根据该振动整流误差校正装置，不会从外部装置收到第一群延迟量以及第二群延迟量的信息，而能够使第四信号所包含的振动整流误差减少。
在所述振动整流误差校正装置的一方式中，可以是，具有第一动作模式和第二动作模式，所述第一动作模式对所述被测量信号与所述基准信号的频率比进行测量，所述第二动作模式的所述第二滤波器的截止频率比所述第一动作模式低。
在该振动整流误差校正装置中，在第一动作模式下，可获得第四信号所包含的振动整流误差的减少效果。另一方面，在第二动作模式下，由于第二滤波器的截止频率比第一动作模式低，因此从第二滤波器输出的信号所包含的振动整流误差被强调。因此，根据该振动整流误差校正装置，在第二动作模式下，边变更第一群延迟量以及第二群延迟量边获取从第二滤波器输出的信号，从而可获得示出第一群延迟量以及第二群延迟量与振动整流误差的关系的信息。振动整流误差校正装置或者外部装置通过使用该信息而例如能够计算输出被测量信号的传感器的结构谐振的频率，并基于该结构谐振的频率来判定传感器的灵敏度是否进入规格内。
传感器模块的一方式，具备：所述振动整流误差校正装置的一方式；以及物理量传感器，所述被测量信号是基于所述物理量传感器的输出信号的信号。
根据该传感器模块，由于通过具备振动整流误差校正装置而能够有效地减少基于物理量传感器的输出信号的测量值的振动整流误差，因此物理量的测量精度提升。
振动整流误差校正方法的一方式，包括如下工序：使用被测量信号对基准信号进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号；与所述被测量信号同步地对基于所述频率ΔΣ调制信号的信号进行第一滤波处理，生成基于第一信号和第二信号的第三信号，所述第一信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，所述第二信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的与所述第一群延迟量不同的第二群延迟量；以及与所述基准信号同步地对基于所述第三信号的信号进行第二滤波处理而生成第四信号，假设在对所述第一信号进行了所述第二滤波处理的情况下生成的第五信号所包含的第一振动整流误差与假设在对所述第二信号进行了所述第二滤波处理的情况下生成的第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同。
在该振动整流误差校正方法中，由于与被测量信号同步地进行第一滤波处理，与和被测量信号不同的基准信号同步地进行第二滤波处理，因此频率ΔΣ调制信号与第五信号以及第六信号的关系呈非线性。而且，第一群延迟量与第二群延迟量不同，从而频率ΔΣ调制信号与第五信号的关系的非线性和频率ΔΣ调制信号与第六信号的关系的非线性的程度不同。因此，根据该振动整流误差校正方法，如第五信号所包含的第一振动整流误差与第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同那样，由于通过使用将第一群延迟量和第二群延迟量设定为适当的值而得的第一信号和第二信号，而振动整流误差的校正分辨率提升，因此能够有效地减少振动整流误差。

Claims (11)

1.一种振动整流误差校正装置，其特征在于，具备：
基准信号产生电路，输出基准信号；
频率ΔΣ调制电路，使用被测量信号对所述基准信号进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号；
第一滤波器，与所述被测量信号同步地动作；以及
第二滤波器，与所述基准信号同步地动作，
所述第一滤波器生成基于第一信号和第二信号的第三信号，所述第一信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，所述第二信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的与所述第一群延迟量不同的第二群延迟量，
所述第二滤波器被输入基于所述第三信号的信号，并输出第四信号，
假设在所述第一信号被输入到所述第二滤波器的情况下从所述第二滤波器输出的第五信号所包含的第一振动整流误差与假设在所述第二信号被输入到所述第二滤波器的情况下从所述第二滤波器输出的第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同。
2.根据权利要求1所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述第四信号是将所述第五信号与正的实数a的乘积和所述第六信号与正的实数b的乘积相加而得的信号。
3.根据权利要求1所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述第四信号是将所述第五信号与正的实数a的乘积和所述第六信号与正的实数b的乘积之和除以所述实数a和所述实数b之和而得的信号。
4.根据权利要求2或3所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述实数a为1，且所述实数b为1。
5.根据权利要求2或3所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述实数a以及所述实数b中的一方为1，且另一方为1以外的数。
6.根据权利要求2或3所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述实数a以及所述实数b为1以外的数。
7.根据权利要求2所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述实数a与所述实数b之比是所述第二振动整流误差的绝对值与所述第一振动整流误差的绝对值之比。
8.根据权利要求1所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述振动整流误差校正装置具备存储部，所述存储部存储能够确定所述第一群延迟量以及所述第二群延迟量的信息。
9.根据权利要求1所述的振动整流误差校正装置，其特征在于，
所述振动整流误差校正装置具有第一动作模式和第二动作模式，所述第一动作模式对所述被测量信号与所述基准信号的频率比进行测量，所述第二动作模式的所述第二滤波器的截止频率比所述第一动作模式低。
10.一种传感器模块，其特征在于，具备：
权利要求1至9中任一项所述的振动整流误差校正装置；以及
物理量传感器，
所述被测量信号是基于所述物理量传感器的输出信号的信号。
11.一种振动整流误差校正方法，其特征在于，包括如下工序：
使用被测量信号对基准信号进行频率ΔΣ调制，生成频率ΔΣ调制信号；
与所述被测量信号同步地对基于所述频率ΔΣ调制信号的信号进行第一滤波处理，生成基于第一信号和第二信号的第三信号，所述第一信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的第一群延迟量，所述第二信号具有基于所述频率ΔΣ调制信号的与所述第一群延迟量不同的第二群延迟量；以及
与所述基准信号同步地对基于所述第三信号的信号进行第二滤波处理而生成第四信号，
假设在对所述第一信号进行了所述第二滤波处理的情况下生成的第五信号所包含的第一振动整流误差与假设在对所述第二信号进行了所述第二滤波处理的情况下生成的第六信号所包含的第二振动整流误差的极性不同。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5912821A (en) * 1996-03-21 1999-06-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vibration/noise control system including adaptive digital filters for simulating dynamic characteristics of a vibration/noise source having a rotating member
US20030184459A1 (en) * 2000-02-04 2003-10-02 Bernhard Engl Devices and methods for calibrating amplifier stages and for compensating for errors in amplifier stages of series-connected components
CN108981760A (zh) * 2017-06-01 2018-12-11 恩智浦美国有限公司 传感器装置和用于传感器装置的连续故障监测的方法
CN109586727A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 艾普凌科有限公司 Δς调制器
US20190331491A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Seiko Epson Corporation Vibration rectification error correction circuit, physical quantity sensor module, structure monitoring device, and correction value adjustment method of vibration rectification error correction circuit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7040253B2 (ja) 2018-04-20 2022-03-23 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーモジュール、傾斜計、慣性計測装置、構造物監視装置、及び移動体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5912821A (en) * 1996-03-21 1999-06-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vibration/noise control system including adaptive digital filters for simulating dynamic characteristics of a vibration/noise source having a rotating member
US20030184459A1 (en) * 2000-02-04 2003-10-02 Bernhard Engl Devices and methods for calibrating amplifier stages and for compensating for errors in amplifier stages of series-connected components
CN108981760A (zh) * 2017-06-01 2018-12-11 恩智浦美国有限公司 传感器装置和用于传感器装置的连续故障监测的方法
CN109586727A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 艾普凌科有限公司 Δς调制器
US20190331491A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Seiko Epson Corporation Vibration rectification error correction circuit, physical quantity sensor module, structure monitoring device, and correction value adjustment method of vibration rectification error correction circuit

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