CN117147911A - 惯性测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了惯性测量装置，可以通过求出两个传感器的检测值的差动值而抵消由来自配置两个传感器的基板的应力引起的噪声。惯性测量装置具备：基板；第一惯性传感器，配置于基板的一面，并具有沿着基板的第一检测轴；第二惯性传感器，配置于基板的一面，并具有被定义为第一检测轴的相反方向的第二检测轴；以及处理电路，生成第一惯性传感器的输出信号与第二惯性传感器的输出信号的差动信号。

Description

惯性测量装置

技术领域

本发明涉及惯性测量装置。

背景技术

专利文献1中公开了求出隔着基板对置配置的第一传感器与第二传感器的检测值的差动值的技术。在第一传感器与第二传感器的检测值中同相产生的噪声可以通过求出差动值而抵消。

专利文献1：国际公开第2015/145489号

在专利文献1所公开的技术中，由于第一传感器与第二传感器隔着基板对置配置，因此，来自基板的应力在第一传感器及第二传感器中从彼此相反的方向产生。例如，在由于基板的热膨胀或外力等而在基板上产生了翘曲的情况下，来自基板的压缩应力施加于第一传感器及第二传感器中的一方传感器，来自基板的拉伸应力施加于另一方传感器。由于来自基板的应力经由传感器的封装件而使收纳于封装件的传感器元件等产生畸变，因此，由于来自基板的应力所引起的噪声而使传感器的检测精度降低。在专利文献1所公开的技术中，由于来自基板的应力在第一传感器及第二传感器中从彼此相反的方向产生，因此，存在难以抵消由来自基板的应力引起的噪声这一课题。

发明内容

惯性测量装置具备：基板；第一惯性传感器，配置于所述基板的一面，并具有沿着所述基板的第一检测轴；第二惯性传感器，配置于所述一面，并具有被定义为所述第一检测轴的相反方向的第二检测轴；以及处理电路，生成所述第一惯性传感器的输出信号与所述第二惯性传感器的输出信号的差动信号。

附图说明

图1是实施方式1涉及的惯性测量装置的立体图。

图2是惯性测量装置的分解立体图。

图3是惯性测量装置的剖视图。

图4是容器的俯视图。

图5是电路基板的立体图。

图6是传感器元件的立体图。

图7是使用了传感器元件的惯性传感器的剖视图。

图8是实施方式2涉及的惯性测量装置所具备的电路基板的俯视图。

图9是实施方式3涉及的惯性测量装置所具备的电路基板的立体图。

图10是实施方式4涉及的惯性测量装置所具备的电路基板的立体图。

附图标记说明

1…容器、2…盖部、15…电路基板(基板)、15f…第一面、15r…第二面、19…处理电路、25、26…第二底座、27…第一底座、30…固定部件、42…固定部件、100…惯性测量装置、200…传感器元件、300…惯性传感器、301…第一惯性传感器、302…第二惯性传感器、303…第三惯性传感器、304…第四惯性传感器、305…第五惯性传感器、310…封装件、400…温度传感器、H1…第一检测轴、H2…第二检测轴、H3…第三检测轴、H4…第四检测轴、H5…第五检测轴。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。为了便于说明，在除了图6及图7以外的各图中，作为相互正交的三个轴，图示了X轴、Y轴以及Z轴。由X轴、Y轴以及Z轴构成的坐标系是用于说明本公开中的惯性测量装置的参考坐标系。在图6及图7中，作为相互正交的三个轴，图示了A轴、B轴以及C轴。由A轴、B轴以及C轴构成的坐标系是用于说明本公开中的惯性传感器的局部坐标系。

将沿着X轴的方向也称为“X轴方向”，将沿着Y轴的方向也称为“Y轴方向”，将沿着Z轴的方向也称为“Z轴方向”，将沿着A轴的方向也称为“A轴方向”，将沿着B轴的方向也称为“B轴方向”，将沿着C轴的方向也称为“C轴方向”。另外，例如，Y方向是指沿着Y轴朝向箭头前端侧的方向，-Y方向是指沿着Y轴朝向箭头基端侧的方向。Y轴方向包括+Y方向和-Y方向这两个方向。另外，有时将从Z方向的俯视观察简称为“俯视”。

1.实施方式1

参照图1至图5对实施方式1涉及的惯性测量装置100进行说明。惯性测量装置100是利用惯性测量物理量的测量装置。在本实施方式中，作为物理量的一例，惯性测量装置100测量Y轴方向的加速度。但是，惯性测量装置100测量的物理量并不限定于此。

如图1所示，惯性测量装置100的外形大致为具有分别沿着X轴、Y轴以及Z轴的边的长方体状。关于惯性测量装置100，作为俯视的大致形状而具有由沿着X轴的长边和沿着Y轴的短边定义的长方形。惯性测量装置100具有三个螺纹孔3，该三个螺纹孔3形成于俯视时的一方长边的两端部附近及另一方长边的中央部附近。通过使固定螺钉穿过各个螺纹孔3，可以将惯性测量装置100固定于被安装体的被安装面。惯性测量装置100以固定于作为振动的测量对象的被安装体的状态进行使用。被安装体例如为建筑物或桥梁等结构物、或者汽车、无人机、机器人等移动体。

惯性测量装置100具有设置于Z方向的表面的开口部21。开口部21的内部配置有插头型的连接器16。连接器16具有配置成两列的多个引脚，各列中多个引脚沿Y方向排列。连接器16上连接有未图示的插座型的连接器。经由连接器16，在惯性测量装置100与未图示的外部装置之间进行惯性测量装置100的驱动电压、从惯性测量装置100输出的测量值等的电信号的收发。

如图2及图3所示，惯性测量装置100由容器1、盖部2、密封部件41、电路基板15等构成。电路基板15是本公开中的基板。详细而言，电路基板15经由固定部件30、42安装于容器1的内侧。盖部2隔着密封部件41覆盖容器1的开口。盖部2通过插通设置于盖部2的贯通孔76的螺钉72和设置于容器1的内螺纹74，隔着密封部件41被固定于容器1。

容器1收纳电路基板15。容器1为向-Z方向开口的箱状。容器1的外形大致为长方体状，构成惯性测量装置100的外形的一部分。作为容器1的材料，例如能够采用铝等金属。

容器1具有平板状的底部12和从底部12的外周部向-Z方向竖立设置的框状的侧壁11。容器1的内部能够定义为由底部12和侧壁11包围的空间。电路基板15以其外缘沿着侧壁11的内表面22的方式配置。盖部2以将容器1的开口覆盖的方式固定于开口面23。开口面23与载置盖部2的侧壁11的端面一致。在开口面23上，在俯视时的容器1的一方长边的两端部附近以及另一方长边的中央部附近，竖立设置有三个固定突起部4。另外，在开口面23上，在俯视时的容器1的一方长边的中央附近以及另一方长边的两端部附近设置有三个内螺纹74。在各个固定突起部4形成有螺纹孔3。

另外，如图3及图4所示，侧壁11具有两个突起部29，该两个突起部29从底部12至开口面23呈垄状地向内侧突出。两个突起部29位于俯视时的容器1的一方长边的中央部附近和另一方长边的中央部附近。两个突起部29以与后述电路基板15的缩颈部33、34对应的方式形成。

另外，容器1具有从底部12朝向开口面23侧呈高出一层的台阶状突出的第一底座27及第二底座25、26。第一底座27在俯视时设置于包括安装于电路基板15的连接器16的配置区域在内的区域。容器1具有俯视时设置于第一底座27内的开口部21，开口部21贯通容器1的内部和外部。连接器16插入开口部21。

第二底座25、26关于两个突起部29位于第一底座27的相反侧。第一底座27以及第二底座25、26作为用于将电路基板15固定于容器1的底座发挥功能。

容器1的外形的平面形状并不限于长方形，例如也可以为正方形、六边形、八边形等的多边形。另外，该多边形的顶点部分的角也可以被倒角，或者，该多边形的各边的任一边也可以为由曲线构成的平面形状。另外，容器1的内部的平面形状也不限于上述形状，也可以为其他的形状。另外，容器1的外形和内部各自的平面形状可以为相似形，也可以不是相似形。

作为基板的电路基板15是形成有多个通孔等的多层基板。在本实施方式中，电路基板15使用玻璃环氧基板。此外，电路基板15并不限定于玻璃环氧基板，也可以使用复合基板、陶瓷基板等。

如图3及图5所示，电路基板15为作为主面而具有沿着与Z轴正交的X-Y平面的第一面15f及第二面15r的平板状。第一面15f与第二面15r相互呈表里关系。第一面15f是容器1的开口侧的面，第二面15r是底部12侧的面。

关于电路基板15，俯视时在X轴方向的中央部具有缩颈部33、34。关于缩颈部33、34，俯视时形成为在电路基板15的Y轴方向的两侧朝向电路基板15的中央收缩。电路基板15以第二面15r朝向第一底座27及第二底座25、26的方式插入容器1的内部空间。而且，电路基板15通过由第一底座27和第二底座25、26支撑而被固定于容器1。

在电路基板15的第一面15f，配置有两个惯性传感器300、处理电路19以及未图示的其他的电子部件等。在电路基板15的第二面15r配置有连接器16。处理电路19、两个惯性传感器300以及连接器16经由未图示的布线电连接。此外，虽然省略了图示，但也可以在电路基板15设置其他的布线或端子电极等。另外，在本实施方式中，处理电路19配置于电路基板15的第一面15f，但也可以配置于第二面15r。

惯性传感器300是利用惯性检测物理量的传感器。在本实施方式中，惯性传感器300是作为物理量而能够检测单轴方向的加速度的加速度传感器。但是，惯性传感器300并不限定于加速度传感器，只要是能够通过周知的检测方法检测与惯性相关的信息的传感器即可。例如，惯性传感器300也可以是角速度传感器。另外，也可以是能够检测两个轴以上的多轴方向的物理量的传感器。此外，关于本实施方式中使用的惯性传感器300的构成，之后进行叙述。

将配置于电路基板15的第一面15f的两个惯性传感器300中的一方设为第一惯性传感器301，将另一方设为第二惯性传感器302。第一惯性传感器301及第二惯性传感器302具有彼此相同的构成。第一惯性传感器301检测第一检测轴H1的加速度。第二惯性传感器302检测第二检测轴H2的加速度。第二惯性传感器302的第二检测轴H2被定义于与第一惯性传感器301的第一检测轴H1相反的方向。即，第一检测轴H1及第二检测轴H2中的一方轴的正方向与另一方轴的负方向为相同方向。因此，第二惯性传感器302的检测值相对于第一惯性传感器301的检测值成为反相位。

在本实施方式中，第一惯性传感器301的第一检测轴H1和第二惯性传感器302的第二检测轴H2是沿着Y轴的检测轴。详细而言，第一惯性传感器301的第一检测轴H1是以Y方向为正方向的检测轴，第二惯性传感器302的第二检测轴H2是以-Y方向为正方向的检测轴。更详细而言，第一检测轴H1是Y方向为正方向、-Y方向为负方向的检测轴。第二检测轴H2是-Y方向为正方向、Y方向为负方向的检测轴。由此，例如，第一检测轴H1的正方向与第二检测轴H2的负方向成为相同方向。

第一惯性传感器301检测第一检测轴H1的加速度，并向处理电路19依次输出与检测值相应的输出信号。第二惯性传感器302检测第二检测轴H2的加速度，并向处理电路19依次输出与检测值相应的输出信号。

处理电路19控制惯性测量装置100的动作所需的各部。处理电路19例如是MCU(Micro Controller Unit：微控制器单元)，具备非易失性存储器等存储介质、A/D转换器等。存储介质存储通过惯性传感器300检测加速度并向外部装置输出所需的程序等。

另外，处理电路19算出两个惯性传感器300中的一方惯性传感器300的检测值与另一方惯性传感器300的检测值之差即差动值。通过算出差动值，能够在抵消成为同相的误差要因的同时放大检测值。作为成为同相的误差要因，例如可举出电噪声、惯性传感器300的温度特性等。

详细而言，处理电路19根据作为第一惯性传感器301的检测值的输出信号和作为第二惯性传感器302的检测值的输出信号，生成作为第一惯性传感器301的检测值与第二惯性传感器302的检测值之差即差动值的差动信号。由处理电路19生成的差动信号经由连接器16输出至与惯性测量装置100连接的外部装置。在本实施方式中，从惯性测量装置100输出的该差动信号相当于通过惯性测量装置100测量的Y轴方向的加速度的测量值。

在此，参照图6及图7对惯性传感器300的构成的一例进行说明。在本实施方式中，惯性传感器300为频率变化型加速度传感器。频率变化型加速度传感器具有包含振动元件的传感器元件。传感器元件被构成为施加于振动元件的力根据加速度而变化。当施加于振动元件的力发生变化时，振动元件的谐振频率根据施加于振动元件的力而变化。这样，通过检测与加速度相应的振动元件的谐振频率，频率变化型加速度传感器可以检测加速度。

如图7所示，惯性传感器300具有传感器元件200和封装件310。通过封装件310来定义收纳传感器元件200的收纳空间311。在本实施方式中，首先参照图6对传感器元件200进行说明，接着参照图7对使用了传感器元件200的惯性传感器300进行说明。

如图6所示，传感器元件200具有：包括基部210等的基板结构体201、由基板结构体201支撑并检测加速度的振动元件270、以及质量部280、282。

基板结构体201是具有沿着与C轴正交的A-B平面的两个主面的平板状。基板结构体201具备基部210、可动部214、连结部240、以及与基部210连结设置的四个支撑部。四个支撑部是第一支撑部220、第二支撑部230、第三支撑部250以及第四支撑部260。各支撑部是沿着A轴及B轴呈直角弯曲的臂状。在本实施方式中，基板结构体201由水晶基板形成。此外，基板结构体201也可以由水晶以外的材料形成。

基部210经由沿着A轴的槽状的接头部212与可动部214连结，由此将可动部214可摆动地支撑。基部210在从C轴方向俯视时为呈直角弯曲的U字状。连结部240将基部210所成的U字的两端之间连结。由此，基部210及连结部240在俯视时大致呈框状。第一支撑部220及第二支撑部230连结于基部210的A轴方向的两侧。第三支撑部250及第四支撑部260连结于基部210的连结部240附近。

接头部212设置于基部210与可动部214之间，并连接基部210与可动部214。接头部212的厚度比基部210及可动部214的厚度薄。接头部212在从A轴方向剖视时在C轴方向的两侧被形成为缩颈状。因此，形成得比基部210及可动部214薄的接头部212在可动部214相对于基部210位移时作为支点、即中间铰链点发挥功能。

可动部214经由接头部212与基部210连接。可动部214为平板状，具有在C轴方向上相互对置且为表里关系的主面214a、214b。可动部214根据C轴分量的加速度，以接头部212为支点在C轴方向上位移。也就是说，这样的接头部212及可动部214作为悬臂发挥功能。

连结部240配置于可动部214的接头部212侧的相反侧、即可动部214的B方向。连结部240沿A轴方向从基部210的设置有第三支撑部250的一端部延伸至基部210的设置有第四支撑部260的端部。

第一支撑部220及第二支撑部230被设置为：俯视时关于沿着B轴的振动元件270的中心线对称。另外，同样地，第三支撑部250及第四支撑部260被设置为：俯视时关于沿着B轴的振动元件270的中心线对称。第一支撑部220、第二支撑部230、第三支撑部250以及第四支撑部260的各远侧端部与封装件310的内侧连接。由此，第一支撑部220、第二支撑部230、第三支撑部250以及第四支撑部260在封装件310的收纳空间311中支撑基板结构体201。

振动元件270的两端与基板结构体201的基部210和可动部214连接。换言之，振动元件270以跨越接头部212的方式遍及基部210和可动部214而设置。

在本实施方式中，振动元件270由水晶基板形成。此外，振动元件270也可以由水晶以外的压电材料形成。但是，优选振动元件270和基板结构体201由同质的材料形成。由此，基板结构体201的线膨胀系数与振动元件270的线膨胀系数之差变小，因此，可以抑制因为线膨胀系数之差而从基板结构体201向振动元件270施加的应力。

在本实施方式中，振动元件270是具有分别沿着B轴的两根振动梁部271a、271b和将振动梁部271a、271b的各两端终止的第一基部272a及第二基部272b的双音叉型振动元件。第一基部272a与可动部214连接。第二基部272b与基板结构体201的基部210连接。振动元件270具有设置于表面的未图示电极，例如激励电极、引出电极。当对设置于振动梁部271a、271b的未图示的激励电极施加交流电压的驱动信号时，振动梁部271a、271b以在A轴方向上相互分离或接近的方式进行弯曲振动。

此外，在本实施方式中，振动元件270为双音叉型振动元件，但振动元件270并不限定于双音叉型振动元件。例如，振动元件270也可以为具有一根振动梁部的单梁型振动元件。

质量部280、282设置于可动部214的主面214a、214b。详细而言，两个质量部280经由未图示的接合材料设置于主面214a。另一方面，两个质量部282经由未图示的接合材料设置于主面214b。质量部280、282例如能够由铜(Cu)、金(Au)等金属形成。

在以上那样构成的传感器元件200中，例如，当施加C方向的加速度时，可动部214以接头部212为支点向-C方向位移。由此，向振动元件270施加使第一基部272a与第二基部272b沿着B轴相互分离的方向的力，从而在振动梁部271a、271b上产生拉伸应力。因此，振动梁部271a、271b的谐振频率变高。另一方面，当对传感器元件200施加-C方向的加速度时，可动部214以接头部212为支点向C方向进行位移。由此，向振动元件270施加使第一基部272a与第二基部272b沿着B轴相互接近的方向的力，从而在振动梁部271a、271b上产生压缩应力。因此，振动梁部271a、271b的谐振频率变低。

这样，传感器元件200可以根据振动元件270的谐振频率检测C轴方向的加速度。换言之，以上那样构成的传感器元件200是将检测轴设为C轴的频率变化型加速度传感器元件。

接着，对使用了上述传感器元件200的惯性传感器300进行说明。如图7所示，惯性传感器300具有传感器元件200和封装件310。封装件310具有封装件基座320和盖330。

封装件基座320为具有在C方向开口的凹部321的箱状。盖330为平板状。盖330经由盖接合部件332以将凹部321的开口堵塞的方式与封装件基座320连接。通过盖330堵塞凹部321的开口，从而形成收纳传感器元件200的收纳空间311。收纳空间311被气密地密封。

封装件基座320具有从封装件基座320的内底面322向盖330侧突出的台阶部323。台阶部323例如沿着封装件基座320的内壁设置为框状。在台阶部323设置有多个内部端子340b。

多个内部端子340b与传感器元件200的第一支撑部220、第二支撑部230、第三支撑部250以及第四支撑部260连接。详细而言，在第一支撑部220、第二支撑部230、第三支撑部250以及第四支撑部260分别设置有固定部连接端子79b。固定部连接端子79b和内部端子340b以在从C轴方向俯视时重叠的方式对置配置。固定部连接端子79b和内部端子340b经由导电性粘接剂343电连接以及机械连接。这样，传感器元件200在封装件310的收纳空间311中安装于封装件310。

封装件基座320具有设置于外底面324的外部端子344。外部端子344经由未图示的内部布线与内部端子340b电连接。另外，例如，如图5所示，当在电路基板15的第一面15f配置有惯性传感器300时，外部端子344与设置于电路基板15的未图示的布线电连接。外部端子344并不限设置于外底面324，也可以设置于封装件基座320的外壁。

在具有这样的构成的惯性传感器300中，当经由外部端子344、内部端子340b、固定部连接端子79b等向传感器元件200的激励电极施加驱动信号时，传感器元件200的振动梁部271a、271b以规定的频率进行谐振。而且，惯性传感器300将根据加速度变化的传感器元件200的谐振频率作为输出信号输出。

以上那样构成的惯性传感器300是将检测轴设为C轴的频率变化型加速度传感器。通过使作为惯性传感器300的检测轴的C轴与所希望的方向一致，惯性传感器300可以检测所希望的方向的加速度。

例如，如图5所示，在使封装件310的侧面与电路基板15的第一面15f对置，并将惯性传感器300纵置安装(直立安装)于电路基板15的情况下，作为惯性传感器300的检测轴的C轴沿着电路基板15的第一面15f。

详细而言，第一惯性传感器301在直立安装于电路基板15的第一面15f的状态下，以第一惯性传感器301的C轴、即第一惯性传感器301的第一检测轴H1的正方向与Y方向一致的方式安装。另外，第二惯性传感器302在直立安装于电路基板15的第一面15f的状态下，以第二惯性传感器302的C轴、即第二惯性传感器302的第二检测轴H2的正方向与-Y方向一致的方式安装。换言之，第一惯性传感器301具有沿着电路基板15的第一检测轴H1，第二惯性传感器302具有被定义为与第一检测轴H1相反的方向的第二检测轴H2。

通过这样将第一惯性传感器301和第二惯性传感器302安装于电路基板15，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302可以检测Y轴方向的加速度。而且，第二惯性传感器302的检测值相对于第一惯性传感器301的检测值成为反相位。

此外，在本实施方式中，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302各自的结构相同。但是，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302各自的结构也可以不同。

另外，如上所述，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302配置于电路基板15的第一面15f。也就是说，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302配置于电路基板15的一面。配置于电路基板15的一面是指配置于电路基板15的同一面。此外，在本实施方式中，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302配置于第一面15f，但第一惯性传感器301和第二惯性传感器302也可以配置于第二面15r。

这样，通过将第一惯性传感器301和第二惯性传感器302配置于电路基板15的一面，来自电路基板15的应力在第一惯性传感器301及第二惯性传感器302中从相同的方向(与检测轴正交的方向)产生。例如，在因为通过电路基板15的热膨胀或外力等在电路基板15产生的翘曲，而对第一惯性传感器301施加来自电路基板15的压缩应力时，对第二惯性传感器302也施加来自电路基板15的压缩应力。也就是说，由来自电路基板15的应力引起的噪声成为同相的误差要因。因此，通过生成第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号之差即差动信号，可以抵消由来自电路基板15的应力引起的噪声。因此，从惯性测量装置100输出的加速度的测量值的精度提高。

另外，如上所述，第一惯性传感器301和第二惯性传感器302直立安装于电路基板15的第一面15f。由此，与使封装件310的底面与电路基板15的第一面15f对置、并将惯性传感器300平置安装(水平安装)于电路基板15的情况相比，安装第一惯性传感器301和第二惯性传感器302的安装区域变小。因此，可以减少由来自电路基板15的应力引起的噪声，从惯性测量装置100输出的加速度的测量值的精度提高。

另外，如上所述，作为第一惯性传感器301和第二惯性传感器302的检测轴的C轴为沿着电路基板15的第一面15f的方向。在将第二面15r的法线方向即Z方向设为重力方向、且惯性测量装置100为静止状态的情况下，第一惯性传感器301及第二惯性传感器302的检测信号成为加速度为零的状态、即相当于原点的信号。但是，一般而言，惯性传感器300等的加速度传感器的原点的位置有可能移动、即有可能产生所谓的原点漂移。

如上所述，在本实施方式中，生成作为第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号之差的差动信号。在第一惯性传感器301和第二惯性传感器302各自的检测信号中的原点漂移为成为同相的误差因素的情况下，通过生成差动信号而被抵消。因此，从惯性测量装置100输出的加速度的测量值的原点漂移减少，原点的稳定性提高。这样，由于能够得到原点的稳定性高的测量值，因此，惯性测量装置100例如也可以适当地用作倾斜传感器。

此外，在本实施方式中，惯性测量装置100测量Y轴方向的加速度。但是，惯性测量装置100测量的物理量并不限于此。例如，惯性测量装置100也可以测量X轴方向的加速度。例如，通过以使第一检测轴H1与X方向一致的方式将第一惯性传感器301配置于电路基板15，以使第二检测轴H2与-X方向一致的方式将第二惯性传感器302配置于电路基板15，惯性测量装置100可以高精度地测量X轴方向的加速度。

然而，存在惯性传感器300越接近电路基板15与容器1连接的固定点，施加于惯性传感器300的来自电路基板15的应力越大的倾向。此外，电路基板15与容器1连接的固定点是指电路基板15与容器1机械连接的区域。

如上所述，电路基板15在设置于容器1的第一底座27及第二底座25、26处支撑于容器1。详细而言，如图3、图4以及图5所示，电路基板15经由呈环状配置于连接器16周围的固定部件42与第一底座27机械连接，经由固定部件30与第二底座25、26机械连接。也就是说，在本实施方式中，电路基板15与容器1连接的固定点是电路基板15与固定部件42的连接区域、以及电路基板15与固定部件30的连接区域。

在本实施方式中，在俯视时，电路基板15的固定点位于第一惯性传感器301、第二惯性传感器302、以及被第一惯性传感器301和第二惯性传感器302夹着的区域的外侧。进而，电路基板15的固定点在俯视时位于电路基板15的外缘部。通过这样配置电路基板15的固定点，施加于第一惯性传感器301及第二惯性传感器302的来自电路基板15的应力减少。因此，可以减少由来自电路基板15的应力引起的噪声，从惯性测量装置100输出的加速度的测量值的精度提高。

在本实施方式中，固定部件30和固定部件42是粘接剂。但是，将电路基板15与容器1机械连接的方法并不限定于粘接。作为将电路基板15与容器1机械连接的方法，除了粘接之外，还可以使用紧固、嵌合等周知的方法。

如以上所述，根据本实施方式，可以得到以下的效果。惯性测量装置100具备：第一惯性传感器301，配置于作为基板的电路基板15的第一面15f，并具有沿着电路基板15的第一检测轴H1；第二惯性传感器302，配置于第一面15f，并具有被定义为第一检测轴H1的相反方向的第二检测轴H2；以及处理电路19，生成第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号的差动信号。由此，可以抵消由来自电路基板15的应力引起的噪声，作为从惯性测量装置100输出的物理量的加速度的测量值的精度提高。

2.实施方式2

接着，参照图8对实施方式2涉及的惯性测量装置100进行说明。实施方式2的惯性测量装置100除了具有温度传感器400以外，其他与实施方式1相同。此外，对于与上述实施方式1相同的构成标注相同的附图标记，并省略其说明。在实施方式2中未说明的其他构成、作用以及效果与实施方式1相同。

如图8所示，在本实施方式涉及的惯性测量装置100所具备的电路基板15的第一面15f上，除了第一惯性传感器301、第二惯性传感器302以及处理电路19之外，还配置有温度传感器400。

温度传感器400经由设置于电路基板15的未图示布线等与处理电路19电连接。温度传感器400配置于第一惯性传感器301及第二惯性传感器302的附近。在本实施方式中，温度传感器400在俯视时配置于被第一惯性传感器301和第二惯性传感器302夹着的区域，从而检测第一惯性传感器301与第二惯性传感器302之间的温度。

处理电路19使用温度传感器400检测出的温度，对第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号的差动信号的温度特性进行校正。

由于惯性传感器300的制造偏差等，第一惯性传感器301的温度特性与第二惯性传感器302的温度特性不会成为相同的特性，在两者之间产生差异。因此，第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号的差动信号具有与第一惯性传感器301及第二惯性传感器302的温度特性的差异相应的温度特性。

在本实施方式中，使用温度传感器400检测出的温度，对第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号的差动信号的温度特性进行校正，因此，从惯性测量装置100输出的加速度的测量值的精度提高。

此外，在本实施方式中，温度传感器400在俯视时配置于被第一惯性传感器301和第二惯性传感器302夹着的区域，但温度传感器400的配置并不限定于此。例如，温度传感器400也可以配置于分别距第一惯性传感器301和第二惯性传感器302相等距离的位置。通过这样配置温度传感器400，也可以检测第一惯性传感器301与第二惯性传感器302之间的温度。

根据本实施方式，除了实施方式1中的效果以外，还可以得到以下的效果。由于使用温度传感器400检测出的温度对第一惯性传感器301的输出信号与第二惯性传感器302的输出信号的差动信号的温度特性进行补正，因此，从惯性测量装置100输出的加速度的测量值的精度提高。

3.实施方式3

接着，参照图9对实施方式3涉及的惯性测量装置100进行说明。实施方式3的惯性测量装置100除了具有第三惯性传感器303以外，其他与实施方式1相同。也就是说，本实施方式的惯性测量装置100除了具有第一惯性传感器301及第二惯性传感器302之外，还具有第三惯性传感器303。如后所述，第三惯性传感器303是检测Z轴方向的加速度的加速度传感器。由此，本实施方式的惯性测量装置100除了可以测量Y轴方向的加速度之外，还可以测量Z轴方向的加速度。此外，对于与上述实施方式1相同的构成标注相同的附图标记，并省略其说明。在实施方式3中未说明的其他构成、作用以及效果与实施方式1相同。

如图9所示，在本实施方式涉及的惯性测量装置100所具备的电路基板15的第一面15f上，配置有三个惯性传感器300和处理电路19。三个惯性传感器300是第一惯性传感器301、第二惯性传感器302以及第三惯性传感器303。也就是说，在本实施方式中，在电路基板15的第一面15f上，除了第一惯性传感器301、第二惯性传感器302以及处理电路19之外，还配置有第三惯性传感器303。此外，在本实施方式中，第三惯性传感器303配置于电路基板15的第一面15f，但也可以配置于第二面15r。

第三惯性传感器303经由设置于电路基板15的未图示布线等与处理电路19及连接器16电连接。第三惯性传感器303的结构与第一惯性传感器301及第二惯性传感器302各自的结构相同。此外，第三惯性传感器303的结构也可以与第一惯性传感器301及第二惯性传感器302各自的结构不同。

第三惯性传感器303通过第三检测轴H3检测加速度。在本实施方式中，第三惯性传感器303水平安装于电路基板15的第一面15f。也就是说，以第三惯性传感器303的C轴、即第三惯性传感器303的第三检测轴H3沿着与电路基板15正交的方向即Z轴方向的方式安装第三惯性传感器303。换言之，第三惯性传感器303具有沿着电路基板15的法线的第三检测轴H3。详细而言，第三惯性传感器303所具有的第三检测轴H3为以-Z方向为正方向的检测轴。更详细而言，第三检测轴H3是Z方向为负方向、-Z方向为正方向的检测轴。

通过这样安装第三惯性传感器303，第三惯性传感器303检测Z轴方向的加速度。也就是说，惯性测量装置100可以使用第三惯性传感器303测量Z轴方向的加速度。

此外，惯性测量装置100除了第三惯性传感器303之外，还可以具有惯性传感器300，该惯性传感器300具有被定义为与第三检测轴H3相反的方向的检测轴。由此，可以通过处理电路19生成第三惯性传感器303的输出信号与具有被定义为与第三检测轴H3相反的方向的检测轴的惯性传感器300的输出信号的差动信号。也就是说，关于Z轴方向的加速度，可以生成差动信号。第三惯性传感器303的输出信号与具有被定义为与第三检测轴H3相反的方向的检测轴的惯性传感器300的输出信号的差动信号，与第三惯性传感器303的输出信号相比，原点漂移减少，原点的稳定性和测量值的精度提高。

即使在不使用具有被定义为与第三检测轴H3相反的方向的检测轴的惯性传感器300而不生成差动信号的情况下，第三惯性传感器303也可以适当地用作比较不要求原点的稳定性高的用途的传感器、例如测量振动的振动传感器。

根据本实施方式，除了实施方式1中的效果以外，还可以得到以下的效果。惯性测量装置100还具备具有沿着电路基板15的法线的第三检测轴H3的第三惯性传感器303，由此除了作为沿着电路基板15的方向的物理量的Y轴方向的加速度之外，还可以测量作为沿着电路基板15的法线的方向的物理量的Z轴方向的加速度。也就是说，在本实施方式中，可以提供检测沿着两个轴的方向的物理量的惯性测量装置100。

4.实施方式4

接着，参照图10对实施方式4涉及的惯性测量装置100进行说明。实施方式4的惯性测量装置100除了具有第四惯性传感器304及第五惯性传感器305以外，其他与实施方式3相同。也就是说，本实施方式的惯性测量装置100除了第一惯性传感器301、第二惯性传感器302以及第三惯性传感器303之外，还具有第四惯性传感器304及第五惯性传感器305。如后所述，第四惯性传感器304及第五惯性传感器305是检测X轴方向的加速度的加速度传感器。由此，本实施方式的惯性测量装置100除了可以测量Y轴方向及Z轴方向的加速度之外，还可以测量X轴方向的加速度。此外，对于与上述实施方式3相同的构成标注相同的附图标记，并省略其说明。在实施方式4中未说明的其他构成、作用以及效果与实施方式3相同。

如图10所示，在本实施方式涉及的惯性测量装置100所具备的电路基板15的第一面15f上，配置有五个惯性传感器300和处理电路19。五个惯性传感器300是第一惯性传感器301、第二惯性传感器302、第三惯性传感器303、第四惯性传感器304以及第五惯性传感器305。也就是说，在本实施方式中，在电路基板15的第一面15f上，除了第一惯性传感器301、第二惯性传感器302、第三惯性传感器303以及处理电路19之外，还配置有第四惯性传感器304和第五惯性传感器305。此外，在本实施方式中，第四惯性传感器304及第五惯性传感器305配置于电路基板15的第一面15f，但第四惯性传感器304及第五惯性传感器305也可以配置于第二面15r。

第四惯性传感器304及第五惯性传感器305经由设置于电路基板15的未图示布线等与处理电路19及连接器16电连接。

第四惯性传感器304及第五惯性传感器305各自的结构与第一惯性传感器301、第二惯性传感器302以及第三惯性传感器303各自的结构相同。此外，第四惯性传感器304及第五惯性传感器305各自的结构也可以与第一惯性传感器301、第二惯性传感器302以及第三惯性传感器303各自的结构不同。

第四惯性传感器304在第四检测轴H4检测加速度。第五惯性传感器305在第五检测轴H5检测加速度。

第四惯性传感器304在俯视时以使第一惯性传感器301逆时针旋转90度后的姿势安装，除此之外与第一惯性传感器301相同。第五惯性传感器305在俯视时以使第二惯性传感器302逆时针旋转90度后的姿势安装，除此之外与第二惯性传感器302相同。

详细而言，第四惯性传感器304在直立安装于电路基板15的第一面15f的状态下，以第四惯性传感器304的C轴、即第四惯性传感器304的第四检测轴H4与X方向一致的方式安装。另外，第五惯性传感器305在直立安装于电路基板15的第一面15f的状态下，以第五惯性传感器305的C轴、即第五惯性传感器305的第五检测轴H5与-X方向一致的方式安装。详细而言，第四惯性传感器304所具有的第四检测轴H4是X方向为正方向、-X方向为负方向的检测轴。第五惯性传感器305所具有的第五检测轴H5是被定义为第四检测轴H4的相反方向的检测轴，且是-X方向为正方向、X轴方向为负方向的检测轴。

通过这样将第四惯性传感器304和第五惯性传感器305安装于电路基板15，第四惯性传感器304和第五惯性传感器305可以检测X轴方向的加速度。而且，第五惯性传感器305的检测值相对于第四惯性传感器304的检测值成为反相位。

另外，在本实施方式中，处理电路19根据作为第四惯性传感器304的检测值的输出信号和作为第五惯性传感器305的检测值的输出信号，生成作为第四惯性传感器304的检测值与第五惯性传感器305的检测值之差即差动值的差动信号。由处理电路19生成的差动信号经由连接器16输出至与惯性测量装置100连接的外部装置。在本实施方式中，从惯性测量装置100输出的该差动信号相当于通过惯性测量装置100测量的X轴方向的加速度的测量值。

根据本实施方式，除了实施方式3中的效果以外，还可以得到以下的效果。通过还具备具有第四检测轴H4的第四惯性传感器304及具有第五检测轴H5的第五惯性传感器305，惯性测量装置100除了可以测量Y轴方向及Z轴方向的加速度之外，还可以测量X轴方向的加速度。也就是说，在本实施方式中，可以提供检测三个轴方向的物理量的惯性测量装置100。

另外，如上所述，在本实施方式中，处理电路19生成作为第四惯性传感器304的输出信号与第五惯性传感器305的输出信号之差的差动信号，因此，对于X轴方向的加速度的测量值而言，测量值的精度及原点的稳定性也提高。因此，本实施方式涉及的惯性测量装置100可以更适当地用作两个轴的倾斜传感器。

以上，根据实施方式1至实施方式4对惯性测量装置100进行了说明。但是，本发明并不限定于此，各部的构成可以替换为具有相同功能的任意构成。另外，也可以对本发明附加其他任意的构成物。另外，也可以将各实施方式适当地组合。

Claims (5)

1.一种惯性测量装置，其特征在于，具备：

基板；

第一惯性传感器，配置于所述基板的一面，并具有沿着所述基板的第一检测轴；

第二惯性传感器，配置于所述一面，并具有被定义为所述第一检测轴的相反方向的第二检测轴；以及

处理电路，生成所述第一惯性传感器的输出信号与所述第二惯性传感器的输出信号的差动信号。

2.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，

所述惯性测量装置还具备温度传感器，所述温度传感器检测所述第一惯性传感器与所述第二惯性传感器之间的温度，

所述处理电路使用所述温度对所述差动信号的温度特性进行校正。

3.根据权利要求1或2所述的惯性测量装置，其特征在于，

所述惯性测量装置还具备第三惯性传感器，所述第三惯性传感器配置于所述基板，并具有沿着所述基板的法线的第三检测轴。

4.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，

在俯视时，所述基板的固定点位于所述第一惯性传感器、所述第二惯性传感器以及被所述第一惯性传感器和所述第二惯性传感器夹着的区域的外侧。

5.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，

所述第一惯性传感器及所述第二惯性传感器分别为频率变化型加速度传感器。