JP2001013160A - Acceleration responding element and acceleration sensor - Google Patents

Acceleration responding element and acceleration sensor

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JP2001013160A
JP2001013160A JP11181220A JP18122099A JP2001013160A JP 2001013160 A JP2001013160 A JP 2001013160A JP 11181220 A JP11181220 A JP 11181220A JP 18122099 A JP18122099 A JP 18122099A JP 2001013160 A JP2001013160 A JP 2001013160A
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JP
Japan
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acceleration
sensor
liquid
output
response element
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Pending
Application number
JP11181220A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Urano
充弘 浦野
Teruyuki Takeda
照之 武田
Hiroshi Murata
寛 村田
Satoshi Teranishi
敏 寺西
Takashi Toda
孝史 戸田
Hideki Koseki
秀樹 小関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UBUKATA SEISAKUSHO KK
Original Assignee
UBUKATA SEISAKUSHO KK
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-size acceleration responding element outputting a sufficiently large output signal, allowing an easy distinction process between earthquake vibration and living vibration. SOLUTION: This acceleration responding element 1 has a nearly cylindrical sealed vessel 2 that is a main electrode, and plural sub electrodes 5A, 5B disposed at even intervals. An electroconductive liquid 4 is enclosed in the sealed vessel 2 by a proper amount. When a slant angle of the sealed vessel 2 changes, a contact amount between the sub electrodes 5A, 5B and the electroconductive liquid 4 changes to cause a change in a resistance between the main electrode 2 and the sub electrodes 5A, 5B. By setting an inner diameter of the sealed vessel 2 to 4-25 mm, a resonance frequency can become higher than a frequency of an earthquake wave. By disposing the respective electrodes 5A, 5B at intervals above at least 1 mm from each other within a moving range of a liquid surface 4A, influence of viscosity of the electroconductive liquid 4 upon movement of the liquid 4 can be reduced to a negligible degree.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】小形で取り扱いが容易で振動
の大きさ或いは傾斜角度に比例して変化する信号を出力
する加速度応動素子および加速度センサーを得る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides an acceleration response element and an acceleration sensor which are small, easy to handle, and output a signal which changes in proportion to the magnitude of the vibration or the inclination angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の加速度センサーとしては鋼球など
の振動子によって接点を開閉するものが知られている。
しかしながらこの様な加速度センサーでは信号出力はオ
ンかオフのどちらかでしかないために、振動の大きさが
一定の閾値以上かそれ未満かを知ることができるに過ぎ
ず、例えば地震の大きさに応じて表示や処理を変える必
要のある感震器を得ようとする場合においては振動に対
する感度の異なる複数の加速度センサーを多数用いる必
要があった。
2. Description of the Related Art As a conventional acceleration sensor, there is known an acceleration sensor that opens and closes a contact point using a vibrator such as a steel ball.
However, in such an accelerometer, the signal output is only on or off, so it is only possible to know whether the magnitude of the vibration is above or below a certain threshold. In order to obtain a seismic sensor whose display or processing needs to be changed accordingly, it is necessary to use a large number of acceleration sensors having different sensitivities to vibration.

【0003】これに対して振動の大きさを連続的に知る
ことのできる加速度センサーとしては圧電素子を使用し
たものや静電容量変化を検出するものがある。圧電素子
を使用したものは振動加速度に応じて撓むカンチレバー
などに圧電素子を配置して撓み量に応じて電圧を発生す
るものである。また静電容量を検出するものはカンチレ
バーの振動による動きによりその先端部と壁面との間の
静電容量の変化により振動の大きさを検出するものなど
がある。
On the other hand, as an acceleration sensor capable of continuously detecting the magnitude of vibration, there are a type using a piezoelectric element and a type detecting a change in capacitance. In the apparatus using a piezoelectric element, a piezoelectric element is arranged on a cantilever or the like that bends according to vibration acceleration to generate a voltage according to the amount of bending. In addition, there is a device that detects the capacitance by detecting the magnitude of the vibration by a change in the capacitance between the tip portion and the wall surface due to the movement due to the vibration of the cantilever.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし圧電素子を用い
たものは発生する電荷が少ないために増幅器が不可欠で
あり、また加速度の変化量に応じて電圧を発生する構造
であるために傾斜した状態の様にセンサーに一定の加速
度が持続する状態を検出することはできない。静電容量
式のものは小形にした場合、必要とする静電容量を得る
ためには対向する電極間の距離を極めて高い精度で間隔
も小さく設定しなければならず、その小形化には困難を
伴なう。
However, in the case of using a piezoelectric element, an amplifier is indispensable because the amount of generated electric charge is small, and since the voltage is generated in accordance with the change in acceleration, the amplifier is in an inclined state. It is not possible to detect a state in which a constant acceleration is maintained by the sensor as in the above. When the capacitance type is miniaturized, the distance between the opposing electrodes must be set with extremely high accuracy and the interval must be small to obtain the required capacitance, which is difficult to miniaturize. Accompanied by

【0005】さらにこれらのものは小形にするとカンチ
レバー先端部に設けた重錘部がわずかな質量にしかなら
ないために、信号を発生できるようにカンチレバーを充
分撓ませて感度を向上させようとするとカンチレバーの
剛性を抑制する必要がある。そのために取り扱い時に発
生する衝撃加速度が前記の剛性を容易に超えてしまいカ
ンチレバーが変形したり破損するなどして、特性変化や
故障を起こすと言う感度に対する耐負荷加速度の問題が
ある。
[0005] Furthermore, when these devices are miniaturized, the weight provided at the tip of the cantilever has only a small mass. Therefore, if the cantilever is bent sufficiently to generate a signal, it is necessary to improve the sensitivity. Needs to be suppressed. For this reason, the impact acceleration generated during handling easily exceeds the rigidity described above, and the cantilever is deformed or damaged, so that there is a problem of the load acceleration with respect to the sensitivity of causing a characteristic change or failure.

【0006】そこで本出願人は特願平11−12928
0及び特願平11−143163において液体を使用
し、加速度によって液体が移動することで出力を変化す
る加速度センサー及び加速度応動素子について提案し
た。この加速度センサーは複数の電極が貫通固定された
円筒形の密閉容器中に導電性液体を封入し、加速度や傾
斜による電極間の抵抗変化を検出するものである。この
加速度センサーは振動による液面の変動に伴う電極と導
電性液体の接触面積の変動を利用するものである。この
ような構造の場合、容器の直径が大きい方が液面の変動
距離が大きくなるのでセンサーの信号出力も大きくなる
が、液体の共振周波数が低くなるので特に感震器に使用
するときに地震による振動周波数とこの共振周波数が重
なってしまい、地震による揺れの大きさを正確に測定で
きなくなる可能性がある。また容器を小形にした場合に
は液面の変動距離が短くなるだけでなく、各電極間距離
が狭くなると液体の粘性や表面張力による影響が無視で
きなくなり、導電性液体の動作に制動がかかり加速度に
対してセンサー出力が充分に追従できなくなる可能性が
ある。
Accordingly, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. 11-12928.
0 and Japanese Patent Application No. 11-143163 have proposed an acceleration sensor and an acceleration response element that use a liquid and change the output by moving the liquid by acceleration. In this acceleration sensor, a conductive liquid is sealed in a cylindrical hermetic container in which a plurality of electrodes are fixed through, and a change in resistance between the electrodes due to acceleration or inclination is detected. This acceleration sensor utilizes the fluctuation of the contact area between the electrode and the conductive liquid caused by the fluctuation of the liquid level due to vibration. In the case of such a structure, the larger the diameter of the container, the greater the fluctuation distance of the liquid level and the greater the signal output of the sensor, but the lower the resonance frequency of the liquid, especially when used in a seismic sensor. There is a possibility that the vibration frequency due to the vibration and the resonance frequency overlap, and the magnitude of the shaking due to the earthquake cannot be measured accurately. In addition, when the container is small, not only the fluctuation distance of the liquid surface is shortened, but also if the distance between the electrodes is narrow, the effects of the viscosity and surface tension of the liquid cannot be ignored, and the operation of the conductive liquid is braked. There is a possibility that the sensor output cannot sufficiently follow the acceleration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の加速度応
動素子においては、両端を閉じたほぼ円筒形の密閉容器
を有し、この密閉容器には主電極と複数の副電極が互い
に絶縁された状態で設けられ、この副電極はそれぞれ主
電極との距離を同一にされるとともに等間隔に配設され
ており、密閉容器内には導電性液体が封入されていると
共にこの導電性液体の量は正規姿勢において前記副電極
の少なくとも一部が液面上に位置する量とされており、
密閉容器が前記正規姿勢より傾斜角度及び傾斜方向を変
えられることによって副電極と導電性液体との接触量が
変化して主電極と副電極との間の抵抗値が変化する加速
度応動素子において、密閉容器の内径を4mm以上25
mm以下とし、各電極は液面が移動する範囲内において
互いに少なくとも1mm以上の間隔を有するように配置
されていることを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an acceleration response element according to the present invention has a substantially cylindrical hermetic container having both ends closed, in which a main electrode and a plurality of sub-electrodes are insulated from each other. The sub-electrodes are arranged at equal intervals with the same distance from the main electrode, and the closed container is filled with a conductive liquid and the amount of the conductive liquid is Is the amount at which at least a part of the sub-electrode is positioned on the liquid surface in the normal posture,
In the acceleration response element in which the amount of contact between the sub-electrode and the conductive liquid is changed by changing the inclination angle and the inclination direction from the closed posture, the resistance value between the main electrode and the sub-electrode changes, Inner diameter of sealed container is 4mm or more and 25
mm or less, and the electrodes are arranged so as to have an interval of at least 1 mm or more within a range in which the liquid surface moves.

【0008】本発明によれば密閉容器の内径を4mm以
上25mm以下とすることにより、共振周波数を地震波
の周波数よりも高くするとともに、各電極を互いに少な
くとも1mm以上の間隔を有するように配置することに
より導電性液体の粘性が液体の動きに及ぼす影響を無視
できる程度とすることができる。
According to the present invention, by setting the inner diameter of the closed vessel to 4 mm or more and 25 mm or less, the resonance frequency is made higher than the frequency of the seismic wave, and the electrodes are arranged so as to have a distance of at least 1 mm from each other. Accordingly, the effect of the viscosity of the conductive liquid on the movement of the liquid can be made negligible.

【0009】また本発明の加速度応動素子は、加速度応
動素子の密閉容器は一端を閉じた円筒形の金属容器とこ
の金属容器の開口部に当接固着される金属製の円板から
なり、この金属容器及び円板を主電極とし、この円板に
は副電極である金属製リード端子が電気絶縁的に貫通固
定されていることを特徴としている。
In the acceleration-responsive element according to the present invention, the closed casing of the acceleration-responsive element comprises a cylindrical metal container having one end closed, and a metal disk fixed to an opening of the metal container. The present invention is characterized in that a metal container and a disk are used as a main electrode, and a metal lead terminal as a sub-electrode is fixed through the disk in an electrically insulating manner.

【0010】さらにリード端子を4本配設することによ
り加速度のX方向及びY方向の成分を捉えることができ
る。
Further, by arranging four lead terminals, it is possible to detect the components of the acceleration in the X and Y directions.

【0011】さらに本発明の加速度センサーは、加速度
応動素子と固定抵抗によってホイートストンブリッジ回
路を構成するように各副電極を接続したことを特徴とし
ている。
Further, the acceleration sensor according to the present invention is characterized in that each sub-electrode is connected so as to form a Wheatstone bridge circuit by an acceleration response element and a fixed resistor.

【0012】また本発明の加速度センサーは、上述の加
速度応動素子を2個有し、この2個の加速度応動素子は
リード端子の配置方向を所定の位置関係となる様に揃え
て配設され、両センサーがホイートストンブリッジ回路
を構成するように各副電極を接続したことを特徴とす
る。
Further, an acceleration sensor according to the present invention has two of the above-described acceleration response elements, and the two acceleration response elements are arranged so that the arrangement directions of the lead terminals are in a predetermined positional relationship. The two sensors are connected to each other to form a Wheatstone bridge circuit.

【0013】さらにホイートストンブリッジ回路と直列
に基準用固定抵抗を接続し、ホイートストンブリッジ回
路の電圧印加両端部と基準用固定抵抗の両端部との電圧
の比率を測定することにより加速度応動素子の導電性液
体の温度を検出しながら加速度及び加速度の変化状態を
検出できるようにしたことにより、導電性液体などの温
度変化による特性の変化に対して補正を行うことができ
る。
Further, a reference fixed resistor is connected in series with the Wheatstone bridge circuit, and the voltage ratio between both ends of the Wheatstone bridge circuit voltage application and both ends of the reference fixed resistor is measured. Since the acceleration and the change state of the acceleration can be detected while detecting the temperature of the liquid, it is possible to correct a change in characteristics due to a temperature change of the conductive liquid or the like.

【0014】また導電性液体の移動によって電気的出力
としての信号を得ることができる加速度応動素子を使用
する場合において、加速度応動素子駆動用電源を交流正
弦波や交流矩形波のような交流電源とし、この電源電圧
の周期に同期して加速度応動素子からの出力をサンプリ
ング処理することにより、導電性液体の電気分解や分極
による特性の変化を防ぐとともに交流波であっても正確
な加速度信号をより容易に得ることができる。
In the case where an acceleration response element capable of obtaining a signal as an electrical output by movement of the conductive liquid is used, the power supply for driving the acceleration response element is an AC power supply such as an AC sine wave or an AC rectangular wave. By sampling the output from the acceleration response element in synchronization with the cycle of the power supply voltage, it is possible to prevent a change in characteristics due to electrolysis and polarization of the conductive liquid and to obtain a more accurate acceleration signal even in the case of an AC wave. Can be easily obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
について説明する。図1は本発明の加速度応動素子1の
縦断面図である。この加速度応動素子1は一端を閉じた
円筒形の金属容器2とこの容器の開口端を閉じる金属製
の円板3とを有している。容器2と金属板3とは例えば
抵抗溶接の一種であるリングプロジェクション溶接によ
って固着されることにより密閉容器を構成しており、こ
の金属製の容器2及び金属板3は加速度応動素子1の主
電極となる。この密閉容器の内部には容器やリード端子
の材質に対する腐食性が無い事等を考慮して選定された
導電性液体4が、所定量封入されている。本発明では金
属容器2の内径は4mm以上25mm以下としている。
金属容器の内径をこの範囲とする事により、加速度応動
素子の共振周波数は5〜20Hzの間に位置する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an acceleration response element 1 of the present invention. The acceleration response element 1 includes a cylindrical metal container 2 having one end closed and a metal disk 3 closing an open end of the container. The container 2 and the metal plate 3 are fixed to each other by, for example, ring projection welding, which is a kind of resistance welding, to form a closed container. The metal container 2 and the metal plate 3 are main electrodes of the acceleration response element 1. Becomes A predetermined amount of a conductive liquid 4 selected in consideration of the fact that the material of the container and the lead terminal is not corrosive or the like is sealed inside the closed container. In the present invention, the inner diameter of the metal container 2 is 4 mm or more and 25 mm or less.
By setting the inner diameter of the metal container to this range, the resonance frequency of the acceleration response element is located between 5 and 20 Hz.

【0016】金属板3には複数の貫通孔3Aが等間隔に
穿たれている。実施例では図2の斜視図に示す様に貫通
孔3Aは4個所穿たれ、各々の貫通孔には副電極である
金属製のリード端子5A乃至5Dが導電性液体4の液面
が移動する範囲内において互いに少なくとも1mm以上
の等間隔で配設されて、ガラスなどの電気絶縁性充填材
6によって固着されている。また副電極である各リード
端子は主電極である金属容器2の内面に対しても少なく
とも1mm以上の間隔を持ち、且つ各リード端子と密閉
容器内面との距離は等間隔にされている。なお、図示は
省略するが4個の貫通孔3Aをまとめた大きさの一つの
貫通孔に対してガラスなどの充填材により複数のリード
端子を貫通固定しても良い。上記リード端子5A乃至5
Dは容器の内部に大きく突出しており、図1に示す正規
姿勢において前記導電性液体4の液面4Aよりも上方に
先端が出る様に配置されている。この加速度応動素子1
は加速度を受けると導電性液体が移動することによって
主電極と副電極の間の抵抗値を変化して電気的出力とし
ての信号を得ることができるものである。
A plurality of through holes 3A are formed in the metal plate 3 at equal intervals. In the embodiment, as shown in the perspective view of FIG. 2, four through holes 3A are formed, and metal lead terminals 5A to 5D serving as sub-electrodes move the liquid level of the conductive liquid 4 in each of the through holes. Within the range, they are arranged at regular intervals of at least 1 mm or more, and are fixed by an electrically insulating filler 6 such as glass. Each lead terminal as a sub-electrode also has an interval of at least 1 mm or more with respect to the inner surface of the metal container 2 as a main electrode, and the distance between each lead terminal and the inner surface of the closed container is equal. Although not shown, a plurality of lead terminals may be penetrated and fixed to one through hole having a size in which the four through holes 3A are put together by a filler such as glass. The lead terminals 5A to 5A
D protrudes greatly into the inside of the container, and is arranged so that its tip comes out above the liquid surface 4A of the conductive liquid 4 in the normal posture shown in FIG. This acceleration response element 1
When the acceleration is applied, the conductive liquid moves to change the resistance between the main electrode and the sub-electrode, thereby obtaining a signal as an electrical output.

【0017】本実施例では加速度応動素子の共振周波数
は可動部である導電性液体の種類と密閉容器の大きさと
の関係から決まるものであり、密閉容器の内径と共振周
波数の関係を図14のグラフに示す。このグラフでも明
らかな様に密閉容器の内径が小さいほど共振周波数は高
くなり、逆に内径が大きいほど共振周波数は低くなる。
共振周波数付近では他の周波数に比較して加速度応動素
子からの出力が大きくなるので、後述する様に信号を補
正処理することにより共振周波数による影響を低減させ
ることができる。しかし密閉容器の内径を25mmより
も大きな値に設定すると共振周波数が5Hz未満となる
ので地震による振動周波数と共振周波数が重なってしま
い、加速度応動素子からの信号出力を補正処理しても振
動の正確な大きさを検出することが困難になる。
In this embodiment, the resonance frequency of the acceleration response element is determined by the relationship between the type of the conductive liquid as the movable portion and the size of the closed container. The relationship between the inner diameter of the closed container and the resonance frequency is shown in FIG. Shown in the graph. As is clear from this graph, the smaller the inner diameter of the closed container, the higher the resonance frequency, and conversely, the larger the inner diameter, the lower the resonance frequency.
Since the output from the acceleration response element becomes larger in the vicinity of the resonance frequency than in other frequencies, the influence of the resonance frequency can be reduced by correcting the signal as described later. However, if the inner diameter of the closed vessel is set to a value larger than 25 mm, the resonance frequency will be less than 5 Hz, so that the vibration frequency due to the earthquake and the resonance frequency will overlap, and even if the signal output from the acceleration response element is corrected, the vibration will not be accurate. It becomes difficult to detect a large size.

【0018】一方、内径を4mm未満とすると複数のリ
ード端子を挿入した本発明のような構造においては、前
述した電極間の距離を1mm以上とすることが非常に困
難になる。この場合も例えばリード端子の直径をより細
くすることによって寸法的にはより多くの余裕を持たせ
ることができるが、本実施例においてはリード端子の直
径が0.5mmとされており、これよりも直径を細くし
た場合には導電性液体の動きによってリード端子がしな
る等の影響が出て正確な加速度検出ができなくなる可能
性がある。また電極間距離が狭い場合、電極間の抵抗値
は導電性液体の固有抵抗値を調整することによって調整
することができるが、液面が移動する範囲内において液
体自身の粘性や表面張力等による導電性液体の動きに及
ぼす影響が無視できなくなる。特に粘性の影響は大き
く、振動時に電極間の導電性液体の動きは阻害されて速
やかに移動できず、振動に対して確実な追従をしなくな
り加速度応動素子の出力も振動波形を再現することがで
きなくなる。
On the other hand, if the inner diameter is less than 4 mm, in a structure such as the present invention in which a plurality of lead terminals are inserted, it is very difficult to make the distance between the electrodes 1 mm or more. In this case as well, for example, by making the diameter of the lead terminal thinner, it is possible to allow a larger margin in dimension, but in this embodiment, the diameter of the lead terminal is set to 0.5 mm. If the diameter is reduced, the movement of the conductive liquid may cause the lead terminals to bend and the like, so that accurate acceleration detection may not be possible. When the distance between the electrodes is small, the resistance between the electrodes can be adjusted by adjusting the specific resistance of the conductive liquid, but the viscosity or surface tension of the liquid itself within the range in which the liquid surface moves can be adjusted. The effect on the movement of the conductive liquid cannot be ignored. In particular, the effect of viscosity is large, and the movement of the conductive liquid between the electrodes during vibration is disturbed and cannot move quickly, so it does not follow the vibration reliably and the output of the acceleration response element can reproduce the vibration waveform. become unable.

【0019】そこで本発明の一具体例では密閉容器の内
径を4mm以上25mm以下とすることにより、共振周
波数を地震波の周波数よりも高くするとともに、各電極
を液面が移動する範囲内において互いに少なくとも1m
m以上の間隔を有するように配置したことにより導電性
液体の粘性や表面張力が振動時の液体の動きに及ぼす影
響を無視できる程度に小さくすることができる。
Therefore, in one embodiment of the present invention, by setting the inner diameter of the closed vessel to 4 mm or more and 25 mm or less, the resonance frequency is made higher than the frequency of the seismic wave, and each electrode is moved at least within the range in which the liquid surface moves. 1m
By arranging them so as to have an interval of m or more, the effect of the viscosity and surface tension of the conductive liquid on the movement of the liquid during vibration can be made negligible.

【0020】導電性液体4としては実施例では導電性を
持たないシクロヘキサノンを溶媒とし、電解質として硝
酸リチウムを溶解したものを使用している。例えば導電
性液体としてはこの他にも、それ自体が導電性を持った
液体やそれ自身では導電性を持たない溶媒に電解質を溶
解したものを使用することができる。その例としてはメ
チルアルコールやエチルアルコール、イソプロピルアル
コール、アセトンやシクロヘキサノン、エチルメチルケ
トン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルなど、
及びこれらにヨウ化カリウムなどの添加剤を加えること
により導電性を調整したものが挙げられる。これらの液
体の動粘度は常温で0.4〜3.5mm2/s程度の間に
あるが、動粘度が低いと液体が跳ねやすくなりまた高い
と振動に対する追従性が低下することから、1.0〜
2.0mm2/sの範囲とすることが好ましい。
In the embodiment, as the conductive liquid 4, a liquid in which cyclohexanone having no conductivity is used as a solvent and lithium nitrate is dissolved as an electrolyte is used. For example, as the conductive liquid, besides this, a liquid having conductivity itself or a solution in which an electrolyte is dissolved in a solvent having no conductivity itself can be used. Examples include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, acetone, cyclohexanone, ethyl methyl ketone, diethylene glycol monobutyl ether, etc.
And those in which conductivity is adjusted by adding an additive such as potassium iodide to these. The kinematic viscosities of these liquids are between about 0.4 and 3.5 mm 2 / s at room temperature. However, if the kinematic viscosity is low, the liquid tends to bounce, and if the kinematic viscosity is high, the ability to follow vibrations is reduced. .0
It is preferable to be in the range of 2.0 mm 2 / s.

【0021】この加速度応動素子1は金属容器2又は金
属板3を一方の端子として各リード端子5A乃至5Dと
の抵抗値を検出することにより導電性液体4の液面4A
の傾斜方向及び傾斜角度を知ることができる。例えば矢
印Aで示す方向に加速度を受けた時には液面4Aは図1
の点線4Bで示すように傾斜する。このとき一方のリー
ド端子5Aは導電性液体4との接触部分が増加し、他方
の5Cは液体との接触部分が減少する。またこの場合、
リード端子5B及び5Dを結ぶ方向の加速度成分はない
ので、リード端子5B及び5Dは液面の傾斜の中心に位
置し液体との接触部分に実質的な変化は無く、液面が円
筒部内面と接触している範囲では導電性液体と密閉容器
との接触面積は変化しない。そのため主電極である容器
と副電極であるそれぞれのリード端子との間の抵抗値を
検出比較することにより液面の傾斜方向及び傾斜角度を
知ることができ、さらにこの液面の傾斜角度から加速度
の大きさを知ることができる。
The acceleration responsive element 1 detects the resistance value of each of the lead terminals 5A to 5D using the metal container 2 or the metal plate 3 as one terminal, thereby detecting the liquid level 4A of the conductive liquid 4.
Can be known. For example, when acceleration is applied in the direction indicated by arrow A, the liquid level 4A
As shown by the dotted line 4B. At this time, the contact portion of one of the lead terminals 5A with the conductive liquid 4 increases, and the contact portion of the other 5C with the liquid decreases. Also in this case,
Since there is no acceleration component in the direction connecting the lead terminals 5B and 5D, the lead terminals 5B and 5D are located at the center of the inclination of the liquid surface, and there is no substantial change in the contact portion with the liquid. The contact area between the conductive liquid and the closed container does not change in the contacting range. Therefore, by detecting and comparing the resistance value between the container serving as the main electrode and the respective lead terminals serving as the sub-electrodes, the inclination direction and the inclination angle of the liquid surface can be known. You can know the size of.

【0022】次に感震器などとして使用するために加速
度応動素子1を使った加速度センサー101の等価回路
の例を図3に示す。この加速度センサー101では容器
2は後述するホイートストンブリッジ回路に対するブリ
ッジ電源Vの一端Aに接続されるとともに、導電性液体
4を介してリード端子5A乃至5Dと接続される。この
ブリッジ電源Vは正弦波を発生する交流電源であり、正
負の電流を交互に加速度応動素子1に印加する。ここで
加速度応動素子1に接続する電源を交流正弦波としたの
は導電性液体4の直流電流による電気分解や液体の分極
による抵抗値の変化を避けるためであり、例えばこれに
換えて実質的に電気分解を起こさないような交流矩形波
を印加しても良いことはもちろんである。
Next, FIG. 3 shows an example of an equivalent circuit of the acceleration sensor 101 using the acceleration response element 1 for use as a seismic sensor or the like. In this acceleration sensor 101, the container 2 is connected to one end A of a bridge power supply V for a Wheatstone bridge circuit described later, and is connected to lead terminals 5A to 5D via a conductive liquid 4. The bridge power supply V is an AC power supply that generates a sine wave, and applies positive and negative currents to the acceleration response element 1 alternately. Here, the reason why the power supply connected to the acceleration response element 1 is an AC sine wave is to avoid electrolysis of the conductive liquid 4 by DC current and change in resistance value due to polarization of the liquid. It is needless to say that an AC rectangular wave which does not cause electrolysis may be applied.

【0023】容器2とそれぞれのリード端子5A乃至5
Dとの間の導電性液体による抵抗部はR5A乃至R5D
で示す。各リード端子の他端はそれぞれ固定抵抗R1乃
至R4を介してブリッジ電源Vの他端Bに接続されるこ
とにより加速度応動素子1と固定抵抗R1乃至R4で2
組のホイートストンブリッジ回路(以下単にブリッジ回
路と称する)が構成される。ここで図1のリード端子5
A及び5Cを結ぶ仮想直線の方向(図の左右方向)を加
速度応動素子1に対するX方向とし、それに直交するリ
ード端子5B及び5D(図示せず)を結ぶ方向(図の前
後方向)を同じくY方向とすると、一方のブリッジ回路
の中間点X1及びX2間での電圧変化を検出することで
X方向の液面傾斜角度を、また同様に他方のブリッジ回
路の中間点Y1及びY2間での電圧変化を検出すること
でY方向の液面傾斜角度を知ることができる。そしてこ
こで得られたX方向とY方向の傾斜を合成することによ
り液面の実際の傾斜角度、つまり加速度センサー101
に加えられた加速度を得ることができる。ここで実際に
は各ブリッジ回路の中間点の電圧変化はブリッジ回路に
印加される駆動電源の交流変化と振動による変化とを重
ね合わせた形で出力されるために、測定された電圧を印
加している電圧の変化に合わせて処理するか、電圧を測
定するタイミングを駆動電源と同期させる必要があるが
この点については後述する。
The container 2 and the respective lead terminals 5A to 5A
D and R5A to R5D
Indicated by The other end of each lead terminal is connected to the other end B of the bridge power supply V via fixed resistors R1 to R4, respectively, so that the acceleration response element 1 and the fixed resistors R1 to R4 are connected.
A set of Wheatstone bridge circuits (hereinafter simply referred to as bridge circuits) is configured. Here, the lead terminal 5 of FIG.
The direction of the imaginary straight line connecting A and 5C (the left-right direction in the drawing) is defined as the X direction with respect to the acceleration response element 1, and the direction (the front-back direction in the drawing) connecting the lead terminals 5B and 5D (not shown) orthogonal to the direction is Y. Direction, the voltage change between the intermediate points X1 and X2 of one bridge circuit is detected to determine the liquid surface tilt angle in the X direction, and similarly, the voltage between the intermediate points Y1 and Y2 of the other bridge circuit. By detecting the change, the liquid surface tilt angle in the Y direction can be known. The actual inclination angle of the liquid surface, that is, the acceleration sensor 101 is obtained by combining the X and Y directions obtained here.
Can be obtained. Here, in practice, the voltage change at the intermediate point of each bridge circuit is output in the form of a superposition of the AC change of the driving power supply applied to the bridge circuit and the change due to vibration, so apply the measured voltage. It is necessary to perform processing in accordance with the change in the applied voltage or to synchronize the timing of measuring the voltage with the drive power supply, which will be described later.

【0024】次にこの加速度センサー101による加速
度の検出について説明する。実際には加速度センサー1
01にはブリッジ電源Vから交流の正弦波や矩形波が印
加されるが、理解を容易にする為にブリッジ電源Vから
はAの側を+電源、Bの側を接地とした直流の定電圧が
印加されているものとして説明する。加速度応動素子1
が正規姿勢にあり且つ水平方向の加速度を受けていない
状態ではリード端子5A乃至5Dは同じように導電性液
体4と接触しているので、リード端子5A乃至5Dと容
器2との間の抵抗部R5A乃至R5Dは実質的に等価の
抵抗値となり、固定抵抗R1乃至R4の抵抗値を実質的
に等しく揃えておくことにより各ブリッジ回路の中間点
X1,X2,Y1ならびにY2の電位は同一の値とな
り、それぞれのブリッジ回路が有する各中間点間の電位
差は零である。
Next, detection of acceleration by the acceleration sensor 101 will be described. Actually acceleration sensor 1
01 is supplied with an AC sine wave or a rectangular wave from the bridge power supply V. For the sake of easy understanding, the bridge power supply V has a DC constant voltage with the A side as a + power supply and the B side as a ground. In the following description, it is assumed that is applied. Acceleration response element 1
In a state where the lead terminals 5A to 5D are in the normal posture and are not subjected to the horizontal acceleration, the lead terminals 5A to 5D are in contact with the conductive liquid 4 in the same manner. R5A to R5D have substantially equivalent resistance values, and by setting the resistance values of the fixed resistors R1 to R4 to be substantially equal, the potentials of the intermediate points X1, X2, Y1 and Y2 of each bridge circuit have the same value. And the potential difference between the intermediate points of each bridge circuit is zero.

【0025】ここで例えば加速度応動素子1が図1の矢
印Aの方向に加速度を受けた場合には液面は4Bのよう
に傾き、リード端子5Aと液体との接触量が増えるので
リード端子5Aと容器2との間の抵抗値R5Aは低下し
て中間点X1の電源の他端Bに対する電位はリード端子
と液体との接触量にほぼ比例して上昇する。一方でリー
ド端子5Cと液体との接触量は減るので抵抗値R5Cは
増加して中間点X2の電源の他端Bに対する電位は低下
する。このブリッジ回路の中間点X1、X2間の電位差
を検出することによって導電性液体4の液面がX方向に
対して傾斜したことが検出されると共にその傾斜角度が
求められる。さらに中間点Y1及びY2の電位差からY
方向の傾斜角度を求めて、前記X方向の傾斜角度と合成
することにより液面の実際の傾斜角度を求めることがで
き、この傾斜角度から加速度検出装置が受けた加速度の
大きさを知ることができる。またX方向及びY方向両加
速度の大きさと向きから加速度センサー101に加えら
れた加速度の方向を知ることもできる。
Here, for example, when the acceleration response element 1 receives an acceleration in the direction of arrow A in FIG. 1, the liquid surface tilts as 4B, and the contact amount between the lead terminal 5A and the liquid increases, so that the lead terminal 5A The resistance R5A between the power supply and the container 2 decreases, and the potential of the intermediate point X1 with respect to the other end B of the power supply increases substantially in proportion to the amount of contact between the lead terminal and the liquid. On the other hand, since the amount of contact between the lead terminal 5C and the liquid decreases, the resistance value R5C increases, and the potential of the intermediate point X2 with respect to the other end B of the power supply decreases. By detecting the potential difference between the intermediate points X1 and X2 of the bridge circuit, it is detected that the liquid surface of the conductive liquid 4 is inclined with respect to the X direction, and the inclination angle is obtained. Further, from the potential difference between the intermediate points Y1 and Y2, Y
The actual inclination angle of the liquid surface can be obtained by calculating the inclination angle in the direction and combining the inclination angle in the X direction, and the magnitude of the acceleration received by the acceleration detecting device can be obtained from the inclination angle. it can. Further, the direction of the acceleration applied to the acceleration sensor 101 can be known from the magnitudes and directions of both the X direction and the Y direction acceleration.

【0026】この加速度センサー101は液面の傾斜に
よるリード端子と容器との電気抵抗値の変化を検出する
ものであるから、自動車などの移動体の加速度及び減速
度の検出はもちろん、上述した様に地震のような比較的
周波数の低い振動の検出や、さらに加速度センサー10
1が一方向に傾いていく場合のように加速度が交番的変
化をしない場合や、一定角度に傾斜したまま変化しない
状態も確実に検出することができる。また上述の説明で
は加速度センサーの初期姿勢を副電極である各リード端
子が同じ寸法液体に浸る正規姿勢であることを前提に説
明したが、センサーからの信号の処理装置や判定装置の
側にオフセット処理機能を設けた場合には加速度の発生
していない初期の姿勢におけるX方向及びY方向の電位
差を基準とすることができる。通常このオフセット処理
によって使用可能とされる加速度応動素子の初期許容傾
斜角度は正規姿勢に対して取付誤差となる5〜6度、特
別なものであっても10度程度までであり、この範囲内
であれば素子の傾斜による出力特性の変動は誤差の範囲
内と見なすことができる。この様に初期姿勢に基く出力
信号のオフセット処理を行う場合は加速度応動素子や加
速度センサーの取付姿勢を厳密にする必要が無くなるの
で取付作業が容易になる。
Since the acceleration sensor 101 detects a change in the electric resistance between the lead terminal and the container due to the inclination of the liquid surface, the acceleration sensor 101 detects the acceleration and deceleration of a moving body such as an automobile, as described above. Detection of relatively low frequency vibrations such as earthquakes, and acceleration sensor 10
It is possible to reliably detect a case where the acceleration does not alternately change, such as a case where 1 is inclined in one direction, or a state where the acceleration does not change while being inclined at a certain angle. In the above description, the initial orientation of the acceleration sensor was described on the assumption that each lead terminal as a sub-electrode was in the normal orientation of being immersed in liquid of the same size. When the processing function is provided, the potential difference in the X direction and the Y direction in the initial posture in which no acceleration occurs can be used as a reference. Normally, the initial allowable inclination angle of the acceleration response element that can be used by this offset processing is 5 to 6 degrees, which is a mounting error with respect to the normal posture, and up to about 10 degrees even if it is a special one. In this case, the fluctuation of the output characteristics due to the inclination of the element can be considered to be within the range of the error. When the offset processing of the output signal based on the initial attitude is performed as described above, it is not necessary to make the mounting attitude of the acceleration response element or the acceleration sensor strict, so that the mounting operation becomes easy.

【0027】ここで加速度センサー及び加速度応動素子
が上述の許容傾斜範囲を超えて規定以上傾いている場合
には、振動加速度に対するセンサーからの出力特性が正
規姿勢の時とは大きく変わる可能性がある。このように
加速度センサーが規定以上傾いている場合にも初期姿勢
に対する出力信号のオフセット処理及び出力特性の変動
に対する補正処理を行うことによって加速度センサーを
使用することは可能ではあるが、このような場合には複
雑な信号処理を必要とするので信号処理回路が複雑で高
価なものになる。しかし実際には規定以上傾くのは初期
の取付姿勢不良か事故などによる傾きによるものである
から、どちらも異常として処理するべきものであり複雑
な信号処理は必要ない。
Here, when the acceleration sensor and the acceleration response element are inclined beyond the allowable inclination range as described above, the output characteristics from the sensor with respect to the vibration acceleration may be significantly different from those in the normal posture. . Thus, even when the acceleration sensor is tilted more than the specified, it is possible to use the acceleration sensor by performing the offset processing of the output signal with respect to the initial posture and the correction processing for the fluctuation of the output characteristic. Requires complicated signal processing, so that the signal processing circuit becomes complicated and expensive. However, in actuality, the inclination beyond the specified value is due to an initial mounting posture defect or an inclination due to an accident or the like. Therefore, both of them should be treated as abnormal, and complicated signal processing is not required.

【0028】またブリッジ回路を設けなくても、例えば
加速度センサーの各抵抗部の抵抗値(電圧)を直接測定
することによって加速度応動素子の液面の傾斜を検出す
ることはできるが、実施例の場合には加速度センサー1
01が正規姿勢で抵抗部の抵抗値が500kΩであるの
に対して液面が10度傾いても抵抗値は20kΩ程度し
か変化しない。そのため抵抗部両端の電圧変化の解析能
力を充分に得るには、数パーセントの変化分のために信
号処理回路として電圧の最大レンジに対して高い分解能
を持つ高性能のものが必要となる。これに対してブリッ
ジ回路を組んだ場合には、加速度センサーの出力部の電
位差を見るだけなので信号処理回路による信号の分解能
は加速度センサーからの最大出力をフルレンジとし、こ
の出力に対する分解能を有していれば良いので回路の設
計が容易になる。
Further, even if a bridge circuit is not provided, for example, the inclination of the liquid level of the acceleration response element can be detected by directly measuring the resistance value (voltage) of each resistance portion of the acceleration sensor. Acceleration sensor 1 in case
01 is the normal posture and the resistance value of the resistance portion is 500 kΩ, whereas the resistance value changes only about 20 kΩ even if the liquid surface is inclined by 10 degrees. Therefore, in order to sufficiently obtain the analysis capability of the voltage change at both ends of the resistor, a high-performance signal processing circuit having a high resolution with respect to the maximum voltage range is required for the change of several percent. On the other hand, when a bridge circuit is formed, the signal processing circuit only has to look at the potential difference at the output of the acceleration sensor. Circuit design becomes easy.

【0029】本発明の加速度センサーの加速度応動素子
は前述の如き導電性液体を使用しているが、これらの導
電性液体は一般に温度に対する固有抵抗が変化するもの
であり、前述したブリッジ回路の様に温度による抵抗値
変化の小さい固定抵抗と組み合わせて使用すると周囲温
度が変化することによってブリッジ回路から出力される
電位差が変化してしまうことがある。つまり液面の傾斜
時にブリッジ回路の中間点に生ずるべき電位差が液体の
温度によって変動して、液面の正確な傾斜角度の測定、
つまり加速度センサーに対する加速度または傾斜角度の
測定ができなくなる可能性がある。この問題を解決する
ためには導電性液体の温度を正確に把握し、その温度に
よってセンサーからの出力を補正する必要がある。しか
しサーミスタや熱電対などで導電性液体の温度を検出す
る場合には、加速度応動素子の容器の中にこれらを入れ
るには小形のセンサーにおいては困難であると同時に導
電性液体の挙動に影響を生ずる恐れがあり、また容器の
外側につけた場合には周囲温度と導電性液体との温度差
が生ずるために正確な温度を把握できない可能性があ
る。
The acceleration responsive element of the acceleration sensor according to the present invention uses the conductive liquids as described above, but these conductive liquids generally change in their specific resistance to temperature, and are similar to the above-described bridge circuit. When used in combination with a fixed resistor having a small resistance change due to temperature, the potential difference output from the bridge circuit may change due to a change in ambient temperature. In other words, the potential difference that should occur at the midpoint of the bridge circuit when the liquid level is tilted fluctuates with the temperature of the liquid, and the accurate tilt angle of the liquid level is measured,
That is, there is a possibility that the measurement of the acceleration or the inclination angle with respect to the acceleration sensor cannot be performed. To solve this problem, it is necessary to accurately grasp the temperature of the conductive liquid and correct the output from the sensor based on the temperature. However, when detecting the temperature of a conductive liquid with a thermistor or thermocouple, it is difficult for a small sensor to put them in the container of the acceleration response element, and at the same time, it affects the behavior of the conductive liquid. If it is attached to the outside of the container, a temperature difference between the ambient temperature and the conductive liquid may occur, so that accurate temperature may not be grasped.

【0030】そこで本願発明においては図3の回路図に
示すようにブリッジ回路と直列に基準用の固定抵抗を接
続し、ブリッジ回路の電圧が印加される両端部と固定抵
抗の両端部との電圧の比率を測定・処理することにより
加速度応動素子の導電性液体の温度を検出している。図
3の実施例の場合、2つのブリッジ回路の共通した主電
極である金属容器2と電気的に直列に温度検出用の基準
用固定抵抗R(以下基準抵抗という)が接続されてい
る。この基準抵抗Rはセンサーの使用温度範囲での温
度変化では抵抗値の変化は無視できる通常の固定抵抗で
あり、その抵抗値はブリッジ回路の抵抗値よりも充分に
小さく設定されている。例えば実施例では両ブリッジ回
路の合成抵抗が常温で約250kΩであるのに対して基
準抵抗R の抵抗値は10kΩとされている。
Therefore, in the present invention, the circuit diagram of FIG.
Connect a fixed reference resistor in series with the bridge circuit as shown.
Then, both ends to which the voltage of the bridge circuit is applied and the fixed resistor
By measuring and processing the ratio of the voltage to both ends of the resistor
The temperature of the conductive liquid of the acceleration response element is detected. Figure
In the case of the third embodiment, the common main power of the two bridge circuits is used.
Reference for temperature detection in electrical series with metal container 2 which is a pole
Fixed resistor RA(Hereinafter referred to as reference resistance)
You. This reference resistance RAIs the temperature within the operating temperature range of the sensor.
The change in the resistance value is a normal fixed resistance that can be ignored
Yes, its resistance is sufficiently higher than the resistance of the bridge circuit.
It is set small. For example, in the embodiment, both bridge times
Although the combined resistance of the road is about 250 kΩ at room temperature,
Quasi-resistance R AIs 10 kΩ.

【0031】この基準抵抗Rが通常の固定抵抗であり
使用温度範囲内、例えば−30乃至80℃では実質的に
抵抗値が変化しないのに対し、ブリッジ回路を構成する
加速度応動素子の導電性液体は温度による固有抵抗の変
化が大きい。そこでこのブリッジ回路の合成抵抗値を測
定すれば、実質的に導電性液体の抵抗値を測定すること
となり、この抵抗値から導電性液体の温度を知ることが
できる。この抵抗値はブリッジ回路の電圧が印加される
両端部の電圧と、実質的に抵抗値の変化しない基準抵抗
の両端部の電圧との比較、つまり両電圧の比率から測定
することができる。
The reference resistance RA is a normal fixed resistance, and its resistance value does not substantially change within the operating temperature range, for example, -30 to 80 ° C., whereas the conductivity of the acceleration response element constituting the bridge circuit is changed. Liquid has a large change in specific resistance depending on temperature. Therefore, if the combined resistance value of the bridge circuit is measured, the resistance value of the conductive liquid is substantially measured, and the temperature of the conductive liquid can be known from the resistance value. This resistance value can be measured from a comparison between the voltage at both ends of the bridge circuit to which the voltage is applied and the voltage at both ends of the reference resistor whose resistance value does not substantially change, that is, the ratio of the two voltages.

【0032】この点について説明すると、例えば導電性
液体としてシクロヘキサノンに硝酸リチウムを溶解した
ものを使用した本実施例では、温度が上昇すると導電性
液体の抵抗値は低下する。具体的には各抵抗部R5A乃
至R5Dの抵抗値はそれぞれ−30℃の時には約120
0kΩであるのに対して80℃では約350kΩにまで
低下して、これに伴って図3の回路上に示す両ブリッジ
回路によるD−E間の合成抵抗値は固定抵抗を500k
Ωとした場合、−30℃では425kΩであるのに対し
て80℃では約210kΩにまで低下する。この場合も
固定抵抗である基準抵抗Rはこの加速度センサーの使
用温度範囲では抵抗変化は事実上無視することができC
−D間の抵抗値は一定と見なすことができる。
To explain this point, for example, in this embodiment in which lithium nitrate is dissolved in cyclohexanone as the conductive liquid, the resistance value of the conductive liquid decreases as the temperature increases. Specifically, the resistance value of each of the resistance portions R5A to R5D is about 120 at −30 ° C.
However, at 80 ° C., the resistance drops to about 350 kΩ, and accordingly, the combined resistance value between D and E by the two bridge circuits shown in the circuit of FIG.
In the case of Ω, it is 425 kΩ at −30 ° C., but decreases to about 210 kΩ at 80 ° C. Also in this case, the reference resistance RA, which is a fixed resistance, is substantially negligible in resistance change in the operating temperature range of the acceleration sensor.
The resistance value between -D can be regarded as constant.

【0033】なお加速度センサーが傾斜した場合、D−
E間の合成抵抗値は変動するが、その変動値は傾斜によ
って各抵抗部間に10%の抵抗変化が生じた場合でもセ
ンサーのブリッジ回路全体の抵抗変化はわずかであり無
視することができる。具体的にはブリッジ回路の固定抵
抗と正規姿勢時の抵抗部との抵抗値がほぼ同じ場合でD
−E間の合成抵抗値の変化率は0.25%、さらに使用
温度範囲の下限温度で導電性液体の抵抗値が固定抵抗の
2.5倍程になったとしても上記変化率は0.5%程度
である。
When the acceleration sensor is tilted, D-
Although the combined resistance value between E fluctuates, the variation value is negligible since the change in resistance of the entire bridge circuit of the sensor is slight even if a 10% change in resistance occurs between the resistance portions due to the inclination. Specifically, when the resistance value of the fixed resistance of the bridge circuit is substantially equal to the resistance value of the resistance part in the normal posture, D
The change rate of the combined resistance value between −E and 0.25% is 0.25%. Even when the resistance value of the conductive liquid becomes about 2.5 times the fixed resistance at the lower limit temperature of the operating temperature range, the change rate is 0.1%. It is about 5%.

【0034】温度変化によるこのようなD−E間の抵抗
変化により、C−E間に電圧をかけたときのC−D間の
電圧VとD−E間の電圧Vのとの比率が変動する。
ここでこの電圧比からC−D間の抵抗値は予め判ってい
るのでD−E間の抵抗値が判り、さらにブリッジ回路に
使用されている固定抵抗R1乃至R4の抵抗値は判って
いることから導電性液体の抵抗変化を検出することがで
きる。このように基準抵抗Rとブリッジ回路との電圧
の比率を計測することで導電性液体の温度を知ることが
できる。さらにC−E間に印加されている電圧値はVで
あることが予め判っている場合には、C−D間の電圧を
測定すればD−E間の電圧は自動的に決まるので、間接
的に上述した比率の測定をしたことになり導電性液体の
温度を事実上知ることができる。従ってこの場合には基
準抵抗Rの両端にかかる電圧V 自体が導電性液体の
温度を示す信号となる。またD−E間の電圧Vのみを
測定する場合も同様に扱うことができることは容易に理
解できる。
The resistance between D and E due to temperature change
Due to the change, between C and D when a voltage is applied between C and E
Voltage VRAnd the voltage V between D and ESAnd the ratio fluctuates.
Here, the resistance between CD and D is known in advance from this voltage ratio.
Therefore, the resistance value between D and E is known, and furthermore, the bridge circuit
The resistance values of the fixed resistors R1 to R4 used are known.
Can detect a change in resistance of the conductive liquid.
Wear. Thus, the reference resistance RAAnd bridge circuit voltage
The temperature of the conductive liquid by measuring the ratio of
it can. Further, the voltage value applied between CE and E is V
If it is known in advance, the voltage between CD and D
If measured, the voltage between D and E is automatically determined,
This means that the above-mentioned ratio has been measured,
The temperature can be known virtually. Therefore, in this case,
Quasi-resistance RAThe voltage V across RThe conductive liquid itself
The signal indicates the temperature. The voltage V between D and ESOnly
It is easy to understand that measurement can be handled in the same way.
I can solve it.

【0035】例えば加速度センサーからの出力信号の後
述する補正処理においてこの温度情報を使用することに
より、導電性液体の温度による粘度や共振周波数の変化
に合わせて適切な信号処理を行うことができる。またセ
ンサーを取り付けた機器全体の温度が同様に変化してい
ると見なせるならば、この温度情報を機器自体の制御部
分に入力することにより機器全体に対して温度変化に応
じた制御を行うことができる。
For example, by using this temperature information in a later-described correction process of an output signal from the acceleration sensor, appropriate signal processing can be performed in accordance with a change in viscosity or resonance frequency due to the temperature of the conductive liquid. If it can be considered that the temperature of the entire device to which the sensor is attached is also changing, it is possible to control the entire device according to the temperature change by inputting this temperature information to the control part of the device itself. it can.

【0036】また図4に示す様に実質的に同一の加速度
応動素子を2つ用いてブリッジ回路を構成することによ
りブリッジ回路全体が温度変化に対して同様に抵抗変化
させることができる。この方法によれば、ブリッジ回路
の抵抗変化に対する出力変化を抑えるとともに、ブリッ
ジ回路からの出力を大きくすることができる。この例に
ついて図4及び図5を参照して説明する。この加速度セ
ンサー201の回路においては2つの加速度応動素子1
と11が使用される。これらの加速度応動素子はどちら
も前述した様に導電性液体を使用したものであり、その
構成はどちらも前述した例と同一である。
As shown in FIG. 4, by forming a bridge circuit using two substantially identical acceleration response elements, the resistance of the entire bridge circuit can be similarly changed with temperature change. According to this method, an output change with respect to a resistance change of the bridge circuit can be suppressed, and an output from the bridge circuit can be increased. This example will be described with reference to FIGS. In the circuit of the acceleration sensor 201, two acceleration response elements 1
And 11 are used. Each of these acceleration response elements uses a conductive liquid as described above, and the configuration thereof is the same as that of the above-described example.

【0037】この加速度センサー201においては加速
度応動素子1と11は副電極であるリード端子の配置方
向を揃えて配設され、一方の加速度応動素子1の容器2
は基準固定抵抗Rを介してブリッジ電源Vの一方の端
子Aに接続され、また他方の加速度応動素子11の容器
12はブリッジ電源Vの他方の端子Bに接続される。さ
らに各々のリード端子同士は所定の組み合わせで接続さ
れて2つのブリッジ回路を構成している。リード端子同
士の接続の組み合わせは、X軸上のもの同士とY軸上の
もの同士とし、さらに傾斜時には一方の抵抗値が上がる
と他方が下がる組み合わせとしている。具体的には図5
の配線図に示すように加速度応動素子1のリード端子5
Aを加速度応動素子11のリード端子15Cに、またリ
ード端子5Cをリード端子15Aに接続している。また
詳しい図示は省略しているが、リード端子5B及びリー
ド端子15Bも対応するリード端子15D及び5Dと接
続されることは図4を参照すれば明らかである。この例
において矢印Aで示すX軸方向に加速度が働くと、リー
ド端子5A及びリード端子15Aの側に液体2が偏るの
で抵抗R5A、R15Aは減少し抵抗R5C及びR15
Cは増加する。
In this acceleration sensor 201, the acceleration responsive elements 1 and 11 are arranged in the same direction in which the lead terminals as sub-electrodes are arranged.
Is connected to one terminal A of the bridge power supply V via a reference fixed resistor RA, and the container 12 of the other acceleration response element 11 is connected to the other terminal B of the bridge power supply V. Further, the respective lead terminals are connected in a predetermined combination to form two bridge circuits. The combination of the connection between the lead terminals is such that the connection on the X-axis and the connection on the Y-axis are performed, and when the resistance is increased, the other is reduced when the inclination is increased. Specifically, FIG.
As shown in the wiring diagram of FIG.
A is connected to the lead terminal 15C of the acceleration response element 11, and the lead terminal 5C is connected to the lead terminal 15A. Although not shown in detail, it is apparent from FIG. 4 that the lead terminal 5B and the lead terminal 15B are also connected to the corresponding lead terminals 15D and 5D. In this example, when acceleration acts in the X-axis direction indicated by arrow A, the liquid 2 is biased toward the lead terminals 5A and 15A, so that the resistances R5A and R15A decrease and the resistances R5C and R15
C increases.

【0038】加速度センサーを図4のような回路とした
場合、電源の他端Bに対するブリッジ回路の中間点X1
の電位は前述の固定抵抗を使用したものと比較して同じ
加速度でもほぼ2倍近くに上昇し、且つ中間点X2では
同様に電位が従来の2倍程度下がるため、加速度センサ
ーの実際の出力である電位差もまた前述のものと比較し
て2倍の変化量となる。そのため特に微小な加速度にお
いて電位の変化に基く出力電圧が大きくなり加速度の検
出がより確実になる。また加速度にY軸方向の成分が含
まれている場合には中間点Y1及びY2でもX1、X2
と同様の電位変化を起こすことは容易に理解できるとこ
ろである。
If the acceleration sensor is a circuit as shown in FIG. 4, the intermediate point X1 of the bridge circuit with respect to the other end B of the power supply
Is almost twice as high at the same acceleration as compared with the above-described one using the fixed resistance, and the potential is also reduced about twice as much as the conventional one at the intermediate point X2. Certain potential differences also have twice the amount of change as compared to those described above. Therefore, especially at a small acceleration, the output voltage based on the change in the potential increases, and the detection of the acceleration becomes more reliable. When the acceleration includes a component in the Y-axis direction, the intermediate points Y1 and Y2 also have X1 and X2.
It is easy to understand that a potential change similar to that described above occurs.

【0039】さらにこの加速度センサーの回路では同じ
構造の加速度応動素子を使用しているので、抵抗部分が
同じ導電性液体であるから、周囲温度の変化に伴なって
導電性液体の固有抵抗が変化しても直列につながれた部
分、例えば抵抗R5AとR15Cが同様に抵抗変化を起
こすためにその中間点X1の電位に影響はない。また抵
抗変化を起こしても液面の傾斜によるR5AとR15A
の抵抗変化率は変わらないので中間点X1の電位変化も
変わらない。各ブリッジ回路の抵抗部R5A乃至R5
D、及びR15A乃至R15Dはすべてこのように変化
するため、周囲温度が変化してもブリッジ回路としての
特性は実質的に変化せず、つまり温度変化による検出値
への影響を補償することができる。なお、この実施例に
おいても前述の例と同様にブリッジ回路と直列に基準用
固定抵抗Rを接続しており、ブリッジ回路の電圧が印
加される両端部と固定抵抗Rの両端部との電圧の比率
を測定・処理することにより加速度応動素子内の導電性
液体の温度を検出することができる。この温度情報を用
いて加速度センサーからの出力信号を補正処理すること
により、加速度センサーの信号をより正確に補正するこ
とができ、またこの温度情報をセンサーが取付けられた
機器自体の制御部分に入力することにより機器全体に対
して温度変化に応じた制御を行うことができる。
Furthermore, since the acceleration sensor circuit uses the same acceleration response element having the same structure, the resistance portion is the same conductive liquid. Therefore, the specific resistance of the conductive liquid changes with the change of the ambient temperature. However, since the portions connected in series, for example, the resistors R5A and R15C similarly cause a resistance change, the potential of the intermediate point X1 is not affected. Even if the resistance changes, R5A and R15A due to the inclination of the liquid surface
Does not change, the potential change at the intermediate point X1 does not change. Resistors R5A to R5 of each bridge circuit
Since D and R15A to R15D all change in this manner, the characteristics of the bridge circuit do not substantially change even if the ambient temperature changes, that is, the influence of the temperature change on the detected value can be compensated. . Note that connects the reference fixed resistor R A in the same manner as the bridge circuit in series with the previous example in this embodiment, the end portions of the both end portions and the fixed resistor R A of the voltage of the bridge circuit is applied By measuring and processing the voltage ratio, the temperature of the conductive liquid in the acceleration response element can be detected. By using this temperature information to correct the output signal from the acceleration sensor, the signal from the acceleration sensor can be corrected more accurately, and this temperature information can be input to the control section of the device to which the sensor is attached. By doing so, control according to the temperature change can be performed for the entire device.

【0040】次にこの加速度応動素子を使った加速度セ
ンサーを地震波検出の為に使用する場合の信号処理方法
について説明する。地震波検出においては地震の主な振
動周波数である1〜5Hzから必要に応じて10Hz程
度までの低い周波数の振動を検出する。
Next, a signal processing method when the acceleration sensor using the acceleration response element is used for detecting a seismic wave will be described. In the detection of a seismic wave, a low frequency vibration from 1 to 5 Hz, which is the main vibration frequency of the earthquake, to about 10 Hz as necessary is detected.

【0041】ところで地震波を検出するための感震器は
都市ガスやプロパンガスのマイコンメータなどに組み込
まれて使用されることがあり、この場合使用温度範囲が
−30〜+80℃程度であるので、これに用いられる加
速度センサーの導電性液体にはできるだけ温度による粘
度変化が少ないこと、特に低温時にも比較的粘性が低い
ことが求められる。そのため導電性液体としてはメチル
アルコールやエチルアルコール、アセトンのように粘性
が低い液体、及びこれらを溶媒として導電性を調整する
ための添加剤を溶解したものを用いてもよい。実施例で
は前述した様に導電性を持たないシクロヘキサノンを溶
媒とし、電解質として硝酸リチウムを溶解したものを使
用している。これらの液体は凝固点が低く、上記使用温
度範囲でも液体の流動性を確保することができると共に
粘度変化が比較的少ないので、加速度センサーは安定し
た動作特性を得ることができる。
By the way, a seismic sensor for detecting a seismic wave is sometimes used by being incorporated in a microcomputer meter of city gas or propane gas. In this case, the operating temperature range is about -30 to + 80 ° C. The conductive liquid of the acceleration sensor used for this is required to have as little change in viscosity as possible due to temperature, and particularly to have relatively low viscosity even at low temperatures. Therefore, as the conductive liquid, a liquid having low viscosity such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and acetone, or a liquid in which an additive for adjusting conductivity is dissolved using these as a solvent may be used. In the embodiment, as described above, cyclohexanone having no conductivity is used as a solvent, and an electrolyte in which lithium nitrate is dissolved is used. These liquids have a low freezing point, can maintain the fluidity of the liquid even in the above-mentioned use temperature range, and have a relatively small change in viscosity, so that the acceleration sensor can obtain stable operation characteristics.

【0042】図1に示すように液体を用いた加速度セン
サーを振動検出に用いると、可動部である液体と容器と
によって決まる共振周波数付近で導電性液体の動きは大
きくなる。しかし従来例として述べた鋼球などの振動子
によって接点を開閉するものや圧電式や静電容量式のも
の等の可動部が固体のセンサーにおいては共振を起こし
た時に可動部の支持部や可動部と接触する部分が破壊に
至ることが多いのに比べて、図1に示したような本発明
の加速度センサーの場合は可動部が液体である為に共振
周波数における可動部の共振運動は固体のものと比較し
てその衝撃力が小さく破壊の心配は全く無い。この共振
周波数は液体の粘性及びセンサー容器の大きさやリード
端子の寸法などにより決まるが、例えば容器の内径を1
0〜15mm程度とした場合には前述の液体を使用する
と共振周波数は概ね7Hz前後の範囲に位置する。この
共振周波数付近の周波数領域では導電性液体の動きが大
きくなるので、振動周波数に対する加速度センサーの出
力特性(以下周波数特性と言う)としては、出力電圧が
他の周波数の振動による出力電圧と比較して高いものと
なる。その結果、この加速度センサーを地震波検出のた
めに用いた場合においては共振周波数付近では小さい加
速度でも大きな出力電圧を出すので、地震波検出におい
て誤判定を生ずると言う問題がある。
As shown in FIG. 1, when an acceleration sensor using a liquid is used for vibration detection, the movement of the conductive liquid increases near a resonance frequency determined by the liquid as the movable portion and the container. However, in the case of a solid-state sensor in which a movable part such as one that opens and closes a contact point using a vibrator such as a steel ball described above as a conventional example or a piezoelectric type or a capacitance type causes resonance, the movable part supports or moves. In the acceleration sensor of the present invention as shown in FIG. 1, since the movable part is a liquid, the resonance movement of the movable part at the resonance frequency is a solid compared to the case where the part in contact with the part is likely to be broken. The impact force is small compared to that of No, and there is no worry about destruction. The resonance frequency is determined by the viscosity of the liquid, the size of the sensor container and the dimensions of the lead terminals.
When the above liquid is used when the thickness is about 0 to 15 mm, the resonance frequency is located in a range of about 7 Hz. Since the movement of the conductive liquid increases in the frequency region near the resonance frequency, the output characteristics of the acceleration sensor with respect to the vibration frequency (hereinafter referred to as frequency characteristics) are such that the output voltage is compared with the output voltage due to vibration at other frequencies. High. As a result, when this acceleration sensor is used for detecting a seismic wave, a large output voltage is output even at a small acceleration near the resonance frequency, so that there is a problem that an erroneous determination occurs in the detection of the seismic wave.

【0043】この周波数特性を図6に示す。加速度セン
サーの周波数特性は一定振幅の振動加速度が印加された
場合に図6(A)の曲線Lの如く、その出力電圧は共
振周波数fを中心としてその前後の周波数でも上昇す
る傾向がみられる。ここでこの加速度センサーを地震検
出のための感震器に用いる場合、この共振周波数が10
Hz前後に存在することが問題になる。
FIG. 6 shows this frequency characteristic. Frequency characteristic of the acceleration sensor as curve L 1 shown in FIG. 6 (A) when the vibration acceleration of a constant amplitude is applied, the output voltage tends to increase in frequency before and after around a resonant frequency f R Can be Here, when this acceleration sensor is used as a seismic sensor for detecting an earthquake, the resonance frequency becomes 10
There is a problem that it exists around Hz.

【0044】つまり地震波の周波数が主に1〜5Hzで
あるのに対して、人や物が当たったり自動車の通過や工
事現場からの振動等による生活振動による振動波は主に
10Hzを超える。しかし共振周波数fを10Hz以
下、例えば7Hz程度に設定しても、生活振動のうち特
に周波数の低い部分においては加速度センサーの感度が
上がり、感震器としては誤動作を起こす可能性が高くな
る。また地震波についても周波数成分の高い側において
感度が上がるので、振動の周波数成分が高くセンサーの
共振周波数に近いと通常は特に問題とならない弱い地震
であっても大きな地震であると誤判断をしてしまう可能
性がある。そのため地震波全般に均一な感度を持ちなお
かつ生活振動で誤動作を起こさない様にするには加速度
センサーの信号を補正処理する必要がある。
In other words, while the frequency of the seismic wave is mainly 1 to 5 Hz, the vibration wave mainly caused by living vibrations caused by hitting a person or an object, passing of a car, or vibration from a construction site mainly exceeds 10 Hz. However the resonant frequency f R of 10Hz or less, for example be set to about 7 Hz, raise the sensitivity of the acceleration sensor in particular the lower part of the frequency of the living vibration, more likely to malfunction as a seismic sensor. Also, since the sensitivity of seismic waves increases on the higher frequency component side, if the frequency component of the vibration is high and close to the resonance frequency of the sensor, it is erroneously determined that even a weak earthquake that does not usually cause any problem is a large earthquake. May be lost. For this reason, it is necessary to correct the signal of the acceleration sensor in order to have uniform sensitivity to the entire seismic wave and to prevent malfunction due to living vibration.

【0045】そこで本実施例の加速度センサーにおいて
は加速度応動素子からの出力を所定のサンプリング間隔
で所定の回数計測し、この間の値の平均値を加速度の値
として評価している。この方法によればサンプリング間
隔(つまりサンプリング周波数)と1つの平均値を得る
ために加速度応動素子からの値をサンプリングする回数
を予め決めておくことにより、任意の振動周波数、例え
ば共振周波数に対して検出回路の感度を実質的になくす
ことができる。またこの処理により加速度応動素子の共
振周波数よりも低い地震波の周波数成分では加速度応動
素子からの出力の補正はあまり行わず、任意の周波数に
近づくにつれて順次その補正量を大きくしていくことが
できるので、共振周波数に向かっての加速度応動素子か
らの出力の上昇分を相殺することができ、図6(B)に
曲線Lで示す如く共振周波数f での感度の上昇は補
正される。こうして加速度センサーの傾斜状態による検
出信号はもちろん、長い周期の振動から任意の周波数の
振動による検出信号までの周波数領域において、同一加
速度での加速度センサーからの出力信号をほぼ均一にな
るようにすることができる。
Therefore, in the acceleration sensor of this embodiment,
Is the output from the acceleration response element at the specified sampling interval.
Is measured a predetermined number of times, and the average of the values during this period is the acceleration value
It is evaluated as. According to this method,
Get the interval (ie sampling frequency) and one average
To sample the value from the acceleration response element
By determining in advance, any vibration frequency, such as
Virtually eliminates the sensitivity of the detection circuit to the resonance frequency
be able to. This process also allows the acceleration response element to share
Acceleration response for seismic frequency components lower than the vibration frequency
The output from the element is not corrected very much,
It is possible to gradually increase the correction amount as you get closer
It is possible to use an acceleration response element toward the resonance frequency
These increases in output can be offset, and FIG.
Curve L2As shown by the resonance frequency f RThe increase in sensitivity at
Corrected. In this way, detection based on the tilt state of the acceleration sensor
Outgoing signal, of course,
In the frequency domain up to the detection signal due to vibration,
The output signal from the accelerometer at speed is almost uniform.
You can make it.

【0046】この補正について図7乃至図11を参照し
て説明する。これらの例では理解を容易にするためにセ
ンサーを加振するための振動波形として正弦波を使って
説明する。また加速度センサーが構成するブリッジ回路
への駆動電源としては液体の電気分解等を防ぐために交
流矩形波を印加している。この図7は補正前後の信号の
出力比と振動周波数との関係を示すものであり、図8は
図7の曲線を説明するための各振動周波数における波形
図である。また図9はこの補正処理を行う回路の一実施
例をブロック図で示したもの、図10はセンサーからの
信号処理の流れを示す図、図11はセンサーからの出力
の取込み方を説明するための図である。
This correction will be described with reference to FIGS. In these examples, a sine wave is used as a vibration waveform for exciting the sensor for easy understanding. An AC rectangular wave is applied as a driving power supply to a bridge circuit formed by the acceleration sensor in order to prevent electrolysis of a liquid. FIG. 7 shows the relationship between the output ratio of the signal before and after the correction and the vibration frequency, and FIG. 8 is a waveform diagram at each vibration frequency for explaining the curve of FIG. FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a circuit for performing the correction processing, FIG. 10 is a view showing a flow of signal processing from the sensor, and FIG. 11 is a view for explaining how to take in an output from the sensor. FIG.

【0047】図9に示す回路は前述の例で加速度センサ
ー101や102として示したものと同様のセンサー2
1と、このセンサーからの信号を処理するためのマイク
ロコンピュータ(以下マイコンと称する)22を有して
いる。本実施例においてこのマイコン22は図10に示
すうちの、電源供給部41、認識部42、補正部43、
合成部44及び温度検出部45を機能として有してい
る。なお、必要ならばこれらの各機能の一部または全部
をマイコンから独立させて設けることもできる。センサ
ー21は図4に示した加速度応動素子1による加速度セ
ンサーと同様のブリッジ回路を有している。マイコン2
2のセンサー21側にはセンサーのX方向の出力端子X
1,X2の電位差をアナログ信号からデジタル信号に変
換するためのA/Dコンバータ23、及びY方向の出力
端子Y1,Y2の電位差をデジタル信号に変換するA/
Dコンバータ24が接続され、また他方にはマイコン2
2からの出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変
換するためのD/Aコンバータ25が接続されている。
The circuit shown in FIG. 9 is a sensor 2 similar to those shown as the acceleration sensors 101 and 102 in the above-described example.
1 and a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer) 22 for processing a signal from the sensor. In this embodiment, the microcomputer 22 includes a power supply unit 41, a recognition unit 42, a correction unit 43,
It has a synthesizing unit 44 and a temperature detecting unit 45 as functions. If necessary, some or all of these functions may be provided independently of the microcomputer. The sensor 21 has the same bridge circuit as the acceleration sensor using the acceleration response element 1 shown in FIG. Microcomputer 2
2 has an output terminal X in the X direction on the sensor 21 side.
A / D converter 23 for converting a potential difference between X1 and X2 from an analog signal to a digital signal, and an A / D converter 23 for converting a potential difference between output terminals Y1 and Y2 in the Y direction into a digital signal.
A D converter 24 is connected, and the other
2 is connected to a D / A converter 25 for converting the output signal from the digital signal 2 into a digital signal into an analog signal.

【0048】続いてこの回路の動作について説明する。
まず電源を入れると安定化回路26により前述のマイコ
ン22、A/Dコンバータ31、D/Aコンバータ2
5、アンプ29の各部に駆動用の電流が通電されると共
に、基準電圧回路27が駆動される。この基準電圧回路
27はセンサー21に基準電圧Vref2を、またA/
Dコンバータ23、24、31に基準電圧Vref1を
供給する。本実施例ではセンサー21へ供給される駆動
用電圧として、マイコン22の電源供給部41からセン
サー21のブリッジ回路を駆動する為の所定周期の矩形
波が出力される。実施例では5Vで駆動されるマイコン
22の電源供給部41は0V−5Vの矩形波を出力す
る。この矩形波は波形調整回路28により0V−3Vに
振幅を調整されるとともにオフセットされて±1.5V
の交流矩形波とされ、温度検出のための基準抵抗30を
経てセンサー21に入力される。
Next, the operation of this circuit will be described.
First, when the power is turned on, the microcomputer 22, the A / D converter 31, and the D / A converter 2
5. A drive current is supplied to each part of the amplifier 29, and the reference voltage circuit 27 is driven. The reference voltage circuit 27 supplies a reference voltage V ref 2 to the sensor 21 and A /
The reference voltage V ref 1 is supplied to the D converters 23, 24 and 31. In the present embodiment, a rectangular wave having a predetermined period for driving the bridge circuit of the sensor 21 is output from the power supply unit 41 of the microcomputer 22 as the driving voltage supplied to the sensor 21. In the embodiment, the power supply unit 41 of the microcomputer 22 driven by 5V outputs a rectangular wave of 0V-5V. The amplitude of this rectangular wave is adjusted to 0V-3V by the waveform adjusting circuit 28, and the rectangular wave is offset to ± 1.5V.
, And is input to the sensor 21 via a reference resistor 30 for temperature detection.

【0049】こうして電流を供給されるとセンサー21
のブリッジ回路の中間電極からセンサー内の導電性液体
の電極に対する液面の傾斜角度に対応した電位差の信号
がマイコン22の認識部42へと出力される。このとき
センサー21から出力される信号は、ブリッジ回路駆動
用の矩形波が変調されたものとなる。これを図11で説
明する。センサー駆動用の電源供給部41から波形調整
回路28を経て矩形波52が供給されている場合、波形
51に示すような加速度をセンサー21に供給すると、
センサーのブリッジ回路からは加速度に応じて変調され
た信号出力53が出力される。この段階では出力信号5
3は所謂アナログ信号であるが、A/Dコンバータ23
または24によってデジタル信号に変換される。
When the current is supplied in this manner, the sensor 21
The signal of the potential difference corresponding to the inclination angle of the liquid surface with respect to the electrode of the conductive liquid in the sensor is output from the intermediate electrode of the bridge circuit to the recognition unit 42 of the microcomputer 22. At this time, the signal output from the sensor 21 is a signal obtained by modulating a rectangular wave for driving the bridge circuit. This will be described with reference to FIG. When a rectangular wave 52 is supplied from the power supply unit 41 for driving the sensor via the waveform adjusting circuit 28, when the acceleration as shown in the waveform 51 is supplied to the sensor 21,
A signal output 53 modulated according to the acceleration is output from the bridge circuit of the sensor. At this stage, the output signal 5
Reference numeral 3 denotes a so-called analog signal.
Or 24 converts it into a digital signal.

【0050】このA/D変換された信号はマイコン22
の認識部42によってサンプリング及び蓄積される。本
実施例では認識部42はセンサーによって構成されたブ
リッジ回路を駆動する電源である矩形波52の周期と同
期して信号出力53の出力をサンプリング処理してい
る。ここで元の信号出力53は矩形波52に同期して極
性を変えている。そのため認識部42が信号出力53を
サンプリング処理するタイミングを矩形波の周期と無関
係にすると、サンプリングされた出力データはセンサー
駆動用電源と振動波形との双方により極性が変化するデ
ータとなる。そのため極性変化の原因が駆動電源の波形
によるものか振動波形によるものかが不明になり、振動
波形を検出するためにはこの極性変化をマイコン等によ
って判定処理することが必要となりデータの処理が非常
に複雑になる。
The A / D converted signal is supplied to the microcomputer 22
Is sampled and accumulated by the recognition unit 42 of In the present embodiment, the recognizing unit 42 samples the output of the signal output 53 in synchronization with the cycle of the rectangular wave 52 which is the power supply for driving the bridge circuit formed by the sensor. Here, the polarity of the original signal output 53 is changed in synchronization with the rectangular wave 52. Therefore, if the timing at which the recognizing unit 42 samples the signal output 53 is made independent of the period of the rectangular wave, the sampled output data becomes data whose polarity changes depending on both the sensor driving power supply and the vibration waveform. For this reason, it is not clear whether the polarity change is caused by the drive power supply waveform or the vibration waveform. In order to detect the vibration waveform, it is necessary to determine the polarity change by a microcomputer or the like, and data processing is extremely difficult. Become complicated.

【0051】そこで本実施例では認識部42はセンサー
駆動用電源である矩形波52の周期と同期して信号出力
53の出力をサンプリング処理している。また矩形波5
2の立ち上がり部分では電圧がオーバーシュートして矩
形波及び信号出力の電圧が不安定になる可能性があるの
で、実施例においては矩形波の電圧が安定する立ちあが
り部分の僅かな所定時間後の部分にサンプリングのタイ
ミングを同期させている。こうして認識部42では加速
度波形51に相似の曲線54に沿ったデータP
、P・・・Pn−1、Pからなる一連のデータ
系列が得られる。図11では理解を容易にする為に加速
度波形51の周期に対して矩形波52の周期があまり高
くないもので説明しているので各データ間の間隔が開い
ているが、矩形波52の周波数、つまりサンプリング周
波数を充分高くしてサンプリング数を増やすことでデー
タ系列は加速度波形51に相似の曲線54に近似するこ
とになり、より正確な波形の情報を得ることができる。
このようにセンサー駆動用電源の周期と同期させて出力
をサンプリング処理するならば、センサー駆動用電源と
して交流矩形波以外にも交流正弦波等を用いることがで
きる。
Therefore, in this embodiment, the recognition unit 42 is a sensor
A signal is output in synchronization with the cycle of the square wave 52 that is the driving power supply
53 output is sampled. In addition, rectangular wave 5
In the rising part of 2, the voltage overshoots and the rectangular
The waveform and signal output voltage may be unstable
Therefore, in the embodiment, the rise of the voltage of the square wave becomes stable.
The sampling time is set to
Synchronize the mining. Thus, the recognition unit 42 accelerates.
P along a curve 54 similar to the degree waveform 51 1,
P2, P3... Pn-1, PnSeries of data
A sequence is obtained. Fig. 11 Acceleration for easy understanding
Cycle of the square wave 52 is too high with respect to the cycle of the degree waveform 51
The interval between each data is wide because it is explained with something that is not
However, the frequency of the square wave 52, that is, the sampling frequency
By increasing the number of samples by increasing the wave number sufficiently,
The data sequence approximates a curve 54 similar to the acceleration waveform 51.
And more accurate waveform information can be obtained.
In this way, the output is synchronized with the period of the sensor drive power supply
If you want to sample the
In addition to AC square waves, AC sine waves can be used.
Wear.

【0052】ここでセンサー21が振動を受けておらず
且つ正規姿勢であればブリッジ回路の中間電極に電位差
は発生しないが、センサーの取付誤差などにより傾斜し
ている場合などには振動を受けない状態であっても傾斜
による電位差が発生するので振動の正確な検出に影響が
生ずる。そこで本実施例においてはセンサー21からの
所定時間、例えば電源投入後1秒間の出力をマイコン2
2の認識部42で認識し、この状態においてセンサー傾
斜量が取付誤差として許容できる範囲内であればこの出
力信号を正規姿勢とみなすようにマイコン22の補正部
43がオフセット値を認識記憶する。その後のセンサー
の傾斜または振動時における補正部43によるオフセッ
ト処理は、この記憶されたオフセット値に基いて行われ
る。またこのオフセット値は加速度センサーの設置後に
センサーが許容範囲内で傾く可能性を考慮して定期的に
設定しなおしてもよい。例えば初期状態のオフセット値
を基準値とし、定期的にオフセット値を取り直して基準
値と比較することで、常に初期状態に対するセンサーの
傾斜量を監視すると共にその時のセンサーの傾斜量に応
じてより適切なオフセット値による正確な出力補正を行
うことができる。
Here, if the sensor 21 is not subjected to vibration and is in the normal posture, no potential difference is generated at the intermediate electrode of the bridge circuit. However, if the sensor 21 is inclined due to a sensor mounting error or the like, it does not receive vibration. Even in the state, since a potential difference is generated due to the inclination, accurate detection of vibration is affected. Therefore, in this embodiment, the microcomputer 2 outputs the output from the sensor 21 for a predetermined time, for example, one second after the power is turned on.
The correction unit 43 of the microcomputer 22 recognizes and stores the offset value such that the output signal is regarded as a normal posture if the sensor inclination amount is within a range allowable as a mounting error in this state. Subsequent offset processing by the correction unit 43 when the sensor is tilted or vibrated is performed based on the stored offset value. Alternatively, the offset value may be reset periodically after installation of the acceleration sensor in consideration of the possibility that the sensor is tilted within an allowable range. For example, the offset value in the initial state is used as the reference value, and the offset value is periodically taken and compared with the reference value, so that the inclination amount of the sensor with respect to the initial state is constantly monitored and more appropriate according to the sensor inclination amount at that time. It is possible to perform accurate output correction with a large offset value.

【0053】オフセット値認識記憶後において、補正部
43は認識部42によって所定時間毎にサンプリングさ
れた信号に対して前記のオフセット処理はもとより所定
の補正処理を行うものであり、ここでは説明の便宜上、
認識部42によるサンプリング周波数を100Hzとし
且つ1データを得るためのサンプリングの回数を10回
とする例で説明する。マイコン22の電源供給部41か
らはセンサーを駆動する為の矩形波が出力されるが、こ
の例においては前述した理由で矩形波のプラス出力側に
同期してサンプリングを行なう為に矩形波の周波数もサ
ンプリング周波数と同じく100Hz(0.01秒周
期)とされる。この矩形波によるセンサー21の出力端
子X1,X2の電位差およびY1,Y2の電位差がそれ
ぞれA/Dコンバータ23、24でデジタル信号に変換
されてマイコン22に入力される。マイコン22では認
識部42によって、前述のセンサーから入力された信号
を矩形波に同期してサンプリングする。このサンプリン
グを所定の回数、この例では10回蓄積することによ
り、実質的に0.1秒間に亘るセンサーからの値が得ら
れる。
After the offset value recognition and storage, the correction unit 43 performs a predetermined correction process as well as the above-described offset process on the signal sampled at predetermined time intervals by the recognition unit 42. Here, for convenience of explanation, ,
An example will be described in which the sampling frequency by the recognition unit 42 is 100 Hz and the number of times of sampling for obtaining one data is 10 times. A rectangular wave for driving the sensor is output from the power supply unit 41 of the microcomputer 22. In this example, the frequency of the rectangular wave is used in order to perform sampling in synchronization with the plus output side of the rectangular wave for the reason described above. Is also set to 100 Hz (0.01 second cycle) similarly to the sampling frequency. The potential difference between the output terminals X1 and X2 and the potential difference between Y1 and Y2 of the sensor 21 due to the rectangular wave are converted into digital signals by A / D converters 23 and 24, respectively, and input to the microcomputer 22. In the microcomputer 22, the recognition unit 42 samples the signal input from the sensor in synchronization with the rectangular wave. By accumulating this sampling a predetermined number of times, in this case 10 times, a value from the sensor of substantially 0.1 seconds is obtained.

【0054】ここでX方向の出力端子X1,X2の場合
で説明すると、例えばセンサーに加えられる加速度周波
数が1Hzの正弦波である場合、図8(A)に示す振動
波形A1の振幅データはA/Dコンバータ23、24を
通してマイコン22に入力され、認識部42によってサ
ンプリングされる。このデータのサンプリングは矩形波
と同期したタイミング、つまり0.01秒毎に繰り返さ
れ、データd〜d までの0.09秒間、次のデー
タd11を取り込む直前までの時間を考慮して実質的に
0.1秒間に亘って行われて、正弦波である振動波形の
周期1秒間に対して1/10周期分のデータがとりこま
れる。こうしてサンプリングされた10回の値を補正部
43によって計算した平均値dX1を出力する。
In the case of the output terminals X1 and X2 in the X direction, for example, when the acceleration frequency applied to the sensor is a sine wave of 1 Hz, the amplitude data of the vibration waveform A1 shown in FIG. The data is input to the microcomputer 22 through the / D converters 23 and 24, and is sampled by the recognition unit 42. Sampling of the data is repeated timing synchronized with the rectangular wave, i.e. every 0.01 seconds, 0.09 seconds up data d 1 to d 1 0, considering the time until just before taking the next data d 11 This is performed for substantially 0.1 second, and data of 1/10 cycle is taken in for 1 second of the cycle of the vibration waveform which is a sine wave. Thus outputs an average value d X1 to the sampled 10 times the value calculated by the correction unit 43.

【0055】次に認識部42は0.01秒後のデータd
11を取り込むと共に前回の計測における最初のサンプ
リングデータdを捨てて、今度はデータd〜d11
までの平均値dX2を補正部43によって計算し先に出
力された平均値dX1の0.01秒後の値として出力す
る。
Next, the recognizing unit 42 sets the data d after 0.01 seconds.
11 Discard the first sampling data d 1 in the previous measurement fetches the data this time d 2 to d 11
The average value d X2 up to is calculated by the correction unit 43 and is output as a value 0.01 seconds after the previously output average value d X1 .

【0056】この補正処理方法においては図8(A)に
示した様に振動波形A1に対する補正後のデータdX1
は平均するデータのうちの最後に入力されるd10の後
に出力され、またその後に続くdX2以降のデータに関
しても同様のタイミングで出力される。そのためこの補
正後のデータは波形A2のように計測を始めた時点から
みると計測時間分の遅れを生ずることになる。しかし実
施例の場合でその遅れ時間は約0.1秒であり、感震器
などに使用する場合に設定される誤判定防止のための計
測時間などを考慮すると、この程度の遅れは実用上問題
にはならない。
In this correction processing method, as shown in FIG. 8A, the corrected data d X1 for the vibration waveform A1
Is output after d 10 to be input to the end of the data to be averaged, and is outputted at the same timing with regard followed d X2 subsequent data. Therefore, the corrected data has a delay corresponding to the measurement time when viewed from the time when the measurement is started as shown by the waveform A2. However, in the case of the embodiment, the delay time is about 0.1 second. Considering the measurement time for preventing erroneous determination which is set when used for a seismic sensor or the like, this delay is practically impossible. It doesn't matter.

【0057】このように実際には補正後のデータは時間
的な遅れを生じるが、この補正後のデータによる波形A
2と元のデータの波形A1とを直接比較しやすいよう
に、図8(B)に各補正値をサンプリングした時間帯の
中間位置にプロットし直して時間軸を繰り上げたものを
示し、以下この図の如く時間軸を繰り上げたものとして
説明する。なお、以下の説明で示す図8(C)及び
(D)も同様に時間軸について繰り上げたものを示して
いる。
As described above, although the corrected data actually causes a time delay, the waveform A based on the corrected data has a waveform A.
FIG. 8 (B) shows a plot obtained by re-plotting each correction value at an intermediate position of the sampling time zone and moving up the time axis in order to make it easier to directly compare the waveform A1 with the waveform A1 of the original data. The description will be made assuming that the time axis is advanced as shown in the figure. 8 (C) and 8 (D) shown in the following description also show the time axis raised.

【0058】こうしてマイコン22から繰り返される出
力をA/Dコンバータ25で変換することにより補正さ
れた波形A2が得られる。なおここで示す波形A2は元
の振動波形A1に対して連続的に繰り返されている補正
処理の任意の部分を示したものである。加速度検出装置
としてはこの出力波形A2をそのまま制御装置等に入力
しても良いし、例えばこの出力波形A2を図示しないフ
ィルタで滑らかな波形とし、さらに必要ならばアンプ2
9によって所定の電圧に増幅することにより与えられた
振動波に対してより忠実なこの感震器の評価用出力を得
ることができる。またD/Aコンバータ25はラダー抵
抗等によって代用することもできる。この出力波形を判
定装置などに入力して振動の大きさや種類を判定して都
市ガス等の電磁弁を操作する制御装置などを駆動させる
こともできるが、ここでアナログ出力は必ずしも必要は
なく直接マイコン22により電磁弁などの制御対象機器
へと信号を出力して適宜の処理を施す様にしてもよい。
Thus, the A / D converter 25 converts the output repeated from the microcomputer 22 to obtain a corrected waveform A2. Note that the waveform A2 shown here indicates an arbitrary portion of the correction processing that is continuously repeated with respect to the original vibration waveform A1. As an acceleration detecting device, the output waveform A2 may be directly input to a control device or the like. For example, the output waveform A2 may be converted into a smooth waveform by a filter (not shown)
By amplifying to a predetermined voltage by 9, it is possible to obtain an evaluation output of the seismic sensor which is more faithful to the given vibration wave. Further, the D / A converter 25 can be substituted by a ladder resistor or the like. This output waveform can be input to a determination device or the like to determine the magnitude or type of vibration and drive a control device or the like that operates a solenoid valve for city gas or the like. The microcomputer 22 may output a signal to a device to be controlled such as an electromagnetic valve and perform an appropriate process.

【0059】前述のようにして得られる補正後のデータ
は図8(B)に示す場合のように測定対象の周波数の低
い領域で振動周期に対する計測時間幅の比率が小さい場
合には、計測時間内での波形の変動が比較的穏やかなた
めにデータに対する補正はほとんどかからない。そのた
め加速度センサーからの出力に対する補正後の出力比率
(以下出力比と言う)は図7の曲線Lに示す様に高
く、図8(B)に示す様に補正後の波形A2は補正前の
波形A1とほぼ一致する。
The corrected data obtained as described above is used when the ratio of the measurement time width to the vibration cycle is small in the low frequency region of the measurement target as shown in FIG. 8B. There is little correction to the data because the waveform fluctuations within are relatively gentle. Therefore (hereinafter referred to output ratio) Output ratio after correction for the output from the acceleration sensor as shown in curve L 3 in Fig. 7 increases, waveform A2 after correction as shown in FIG. 8 (B) is the uncorrected It almost coincides with the waveform A1.

【0060】これに対して加速度周波数が5Hzの場合
の振動波形は図8(C)の波形B1に示すように振動周
期が0.2秒であり、計測時間幅である0.1秒間はこ
の振動周期の1/2となる。このときの平均値は上述し
た1Hzの場合と同様に計算することにより元の波形の
約0.64倍となりB2のような波形となる。さらに加
速度周波数が10Hzの場合の振動波形では図8(D)
のC1に示す様に振動周期は0.1秒となり、計測時間
幅と振動波形の1周期が同期する。そのためサンプリン
グデータの平均値C2は常に零となる。
On the other hand, the vibration waveform when the acceleration frequency is 5 Hz has a vibration cycle of 0.2 seconds as shown by a waveform B1 in FIG. 8C, and the measurement time width is 0.1 seconds. It is 1/2 of the oscillation period. At this time, the average value is calculated in the same manner as in the case of 1 Hz described above, and becomes about 0.64 times the original waveform, and becomes a waveform like B2. FIG. 8D shows the vibration waveform when the acceleration frequency is 10 Hz.
As shown in C1, the oscillation cycle is 0.1 second, and the measurement time width and one cycle of the oscillation waveform are synchronized. Therefore, the average value C2 of the sampling data is always zero.

【0061】なお、この補正方法ではサンプリング周波
数と振動周波数が一致した場合、サンプリングのタイミ
ングによって振動波形のピーク時だけを取り込んだり、
逆に零になる部分だけを取り込んでしまう可能性があ
る。しかしながら可動部として液体を使用した加速度セ
ンサーにおいては、高い周波数の振動に対しては液体は
その粘性により充分に追従できずセンサーの出力が低下
する周波数特性を有している。この周波数特性は容器の
内径や液体の種類によって若干違うが概ね40〜50H
zを超えるとセンサーからの出力はほぼ零になるため、
このような加速度センサーを使用する本発明においては
問題にならない。つまり実際のサンプリング処理は分解
能などを考慮して100Hz以上で行われるので、サン
プリング周波数と振動周波数が一致する時点ではセンサ
ーからの出力は零であり、当然補正後の出力も零とな
る。また感震器に使用される場合にもこのように高い周
波数の振動は生活振動であり検出する必要が無い。
In this correction method, when the sampling frequency and the vibration frequency match, only the peak time of the vibration waveform is captured depending on the sampling timing.
Conversely, there is a possibility that only the part that becomes zero will be captured. However, an acceleration sensor using a liquid as a movable portion has a frequency characteristic that the liquid cannot sufficiently follow the vibration of a high frequency due to its viscosity, and the output of the sensor decreases. This frequency characteristic varies slightly depending on the inner diameter of the container and the type of liquid, but is generally 40 to 50H.
When z is exceeded, the output from the sensor becomes almost zero,
This is not a problem in the present invention using such an acceleration sensor. That is, since the actual sampling process is performed at 100 Hz or more in consideration of the resolution and the like, the output from the sensor is zero when the sampling frequency matches the vibration frequency, and the corrected output is also zero. Also, when used for a seismic sensor, such a high frequency vibration is a living vibration and need not be detected.

【0062】実施例の加速度検出装置において実際には
この前述の平均値は出力する前にマイコン22の有する
合成部44によってY方向の平均値と合成処理される。
この合成処理はX方向の平均値dとY方向の平均値d
をそれぞれ2乗して足したものの平方根を求めるもの
である。こうしてマイコン22からの出力は、360°
全方向に対する振動の大きさと振動の波形を示す信号と
して出力される。もちろん必要ならばXYそれぞれの信
号を合成しないままに制御装置などへ出力する様にして
も良い。
In the acceleration detecting device according to the embodiment, this average value is actually synthesized with the average value in the Y direction by the synthesizing section 44 of the microcomputer 22 before being output.
This synthesis processing is performed by calculating the average value d X in the X direction and the average value d in the Y direction.
The square root of the sum of the squares of Y and the sum is calculated. Thus, the output from the microcomputer 22 is 360 °
It is output as a signal indicating the magnitude of the vibration in all directions and the waveform of the vibration. Of course, if necessary, the XY signals may be output to a control device or the like without being synthesized.

【0063】上述の補正による出力比の変動を図7に示
す。出力比は前述した様に振動周期に対する計測時間幅
の比率によって変化するが、これは計測時間幅が一定で
ある場合には出力比と振動周波数との関係に置き換える
事ができる。例えば1周期の波長が計測時間幅と一致す
る振動周波数を同期周波数fと規定すると、図5に曲
線Lで示す様に振動周波数が同期周波数fよりも充
分に低い場合には出力比は高く、振動周波数が同期周波
数fに近づくにつれて減少する。そして振動周波数が
同期周波数fと一致するところで出力比は一旦零とな
る。さらに振動周波数が高くなると出力比は再び上昇す
るが、計測時間中に含まれる1周期分は事実上相殺され
るために、1周期に満たない部分の積算値のみを計測時
間で割ることとなる。つまり継続時間の一部を全体で割
ることになるため、その最大値は0.2強に留まり、さ
らに振動周波数が高くなるのにつれ再び減少して同期周
波数fの2倍となる点2fで再び零になる。
FIG. 7 shows the variation of the output ratio due to the above correction. As described above, the output ratio changes depending on the ratio of the measurement time width to the vibration cycle. However, this can be replaced with the relationship between the output ratio and the vibration frequency when the measurement time width is constant. For example, if the wavelength of one cycle is defined as synchronizing frequency f a vibration frequency which matches the measured time width, the output ratio in the case vibration frequency as shown by a curve L 3 is sufficiently lower than the synchronous frequency f a in FIG. 5 It is high, decreases as the oscillation frequency approaches the synchronous frequency f a. The output ratio where vibration frequency coincides with the synchronizing frequency f a once becomes zero. When the vibration frequency further increases, the output ratio increases again. However, since one cycle included in the measurement time is effectively canceled, only the integrated value of a portion less than one cycle is divided by the measurement time. . That to become divided by the whole part of the duration, the maximum value thereof remains in 0.2 strong, yet results in a doubling of a point 2f a of reduced again as the the vibration frequency increases synchronizing frequency f a Then it becomes zero again.

【0064】このように出力比は振動周波数が同期周波
数fの整数倍となる所で零になりながら増減を繰り返
すと共に、振動周波数が高くなるほどに増加時の最大値
は下がっていく。こうして周波数の高い振動に対しては
補正後の信号出力を低くすることができる。この補正に
より本実施例の加速度検出装置の様に加速度センサーが
測定領域付近に共振周波数を有し出力が上昇する場合に
も、共振周波数付近での出力の上昇を抑えることができ
る。さらに感震器として使用する場合には、地震による
振動よりも高い周波数の振動による出力が抑えられるの
で、生活振動などによる誤動作を防ぐことができる。
[0064] with such output ratio repeatedly increases and decreases while becomes zero where the integral multiple of the vibration frequency synchronizing frequency f a, the maximum value at the time of increasing the higher the oscillation frequency becomes higher going down. Thus, the signal output after the correction can be reduced for the vibration having a high frequency. By this correction, even when the acceleration sensor has a resonance frequency near the measurement region and the output increases as in the acceleration detection device of the present embodiment, the increase in the output near the resonance frequency can be suppressed. Further, when used as a seismic sensor, the output due to vibration at a higher frequency than the vibration due to the earthquake is suppressed, so that malfunction due to living vibration and the like can be prevented.

【0065】例えばセンサー出力の周波数特性に応じた
補正方法としては上述した方法の他にも、周波数特性を
予め補正処理回路に記憶させた上で、入力された振動の
周波数成分を分析して各周波数ごとに補正をかけて出力
する方法としても良い。
For example, as a correction method according to the frequency characteristics of the sensor output, in addition to the above-described method, the frequency characteristics are stored in advance in a correction processing circuit, and the frequency components of the input vibration are analyzed and A method may be used in which correction is performed for each frequency and output.

【0066】この共振周波数は容器の大きさを変えたり
液体の粘度を変える事により若干調整することができる
が、導電性液体の粘度は前述した理由から事実上共振周
波数を変えるほどには上げることができない。また容器
の大きさを変える場合も共振周波数を地震波の周波数の
下限である1Hz以下にしようとすると容器の内径を1
00mm以上にする必要があるので小形の加速度センサー
を求める場合には現実的ではないとともに、共振周波数
の前後の周波数成分についても感度が上昇するため地震
波全般に亘って均一な特性とすることができない。また
内径を小さくする場合も容器とリード端子との距離が必
要以上に小さくなると表面張力の影響などが出てくるた
めおのずと限界がある。例えば実施例で示した導電性液
体としてシクロヘキサノンに硝酸リチウムを溶解したも
のを使用したものでは、容器の内面の直径は約6mmと
され共振周波数は14Hz程度に設定される。
The resonance frequency can be slightly adjusted by changing the size of the container or the viscosity of the liquid. However, the viscosity of the conductive liquid should be increased to such an extent that the resonance frequency is practically changed for the above-mentioned reason. Can not. Also, when changing the size of the container, if the resonance frequency is set to 1 Hz or less, which is the lower limit of the frequency of the seismic wave, the inner diameter of the container becomes 1
It is not practical when seeking a small acceleration sensor because it needs to be at least 00 mm, and the sensitivity also increases for the frequency components before and after the resonance frequency, so that uniform characteristics cannot be obtained over the entire seismic wave. . Also, when the inner diameter is reduced, if the distance between the container and the lead terminal becomes smaller than necessary, the influence of the surface tension and the like appears, which naturally has a limit. For example, in the case of using a conductive liquid obtained by dissolving lithium nitrate in cyclohexanone as shown in the embodiment, the diameter of the inner surface of the container is set to about 6 mm, and the resonance frequency is set to about 14 Hz.

【0067】なお上述した補正部による補正処理の説明
では理解を容易にするためにセンサー駆動用の交流矩形
波の周期とサンプリング回数の関係を10Hzが同期周
波数fとなるもので説明したが、この同期周波数f
はこれに限定されること無く任意の周波数に設定するこ
とができる。例えば前述した共振周波数が14Hzとな
る加速度センサーでは、共振周波数である14Hzより
やや高い16Hzが同期周波数fとなるように、サン
プリング周波数を128Hz、サンプル数を8としてい
る。この様に設定したことにより、もともと出力が比較
的平坦な低周波領域では加速度センサーからの出力が不
必要に補正されることはなく、またセンサー出力が高く
なる共振周波数に向かって徐々に出力比を下げることに
よりセンサー出力の共振による変動分を相殺でき、広い
周波数の振動に対してほぼ平坦な出力特性を得ることが
できる。また振動周波数が共振周波数を超えると急激に
補正後の出力が下がり、前述した様に計測時間比が1と
なる16Hzで出力は零となり、さらにそれ以上の領域
でも補正後の出力はあまり上がらないが感震器としては
検出の必要のない生活振動による周波数範囲なので問題
はない。
[0067] Although the description of the correction process by the above-described correction unit described in what 10Hz the relationship between period and sampling frequency of the AC square wave sensors driven for ease of understanding is the synchronous frequency f a, This synchronization frequency f a
Is not limited to this and can be set to any frequency. For example, in the acceleration sensor described above resonant frequency is 14Hz, as slightly higher 16Hz than the resonance frequency 14Hz is synchronizing frequency f a, it is set to 128Hz sampling frequency, the number of samples 8. With this setting, the output from the acceleration sensor is not unnecessarily corrected in the low-frequency region where the output is relatively flat, and the output ratio gradually increases toward the resonance frequency at which the sensor output increases. , The fluctuation due to the resonance of the sensor output can be offset, and a substantially flat output characteristic can be obtained for a wide range of vibrations. When the vibration frequency exceeds the resonance frequency, the output after the correction sharply drops, and as described above, the output becomes zero at 16 Hz where the measurement time ratio becomes 1, and the output after the correction does not increase so much even in a higher region. However, there is no problem for a seismic sensor because it is the frequency range of living vibration that does not need to be detected.

【0068】前述の説明においては加速度検出装置に印
加する振動の波形として単純な正弦波を使って説明した
が、実際の地震波は異なる周波数の振動波が合成された
ものである。この場合には上述の補正をおこなうこと
で、加速度センサーの共振周波数による波形の乱れをな
くすと共にセンサーからの信号に含まれる高周波成分の
ノイズを抑え、本来の地震波に対して、より忠実な出力
波形を再現することができる。この様に信号を処理する
ことで外部の制御装置などによる振動周波数の分析が容
易になり、振動加速度の大きさと振動周波数に合わせて
制御装置による処理方法を変えることなどが可能にな
る。
In the above description, a simple sine wave was used as the waveform of the vibration applied to the acceleration detection device. However, the actual seismic wave is a combination of vibration waves of different frequencies. In this case, the above correction is performed to eliminate the disturbance of the waveform due to the resonance frequency of the acceleration sensor and to suppress the noise of the high-frequency component included in the signal from the sensor, and to make the output waveform more faithful to the original seismic wave. Can be reproduced. By processing the signal in this manner, the analysis of the vibration frequency by an external control device or the like becomes easy, and the processing method by the control device can be changed according to the magnitude of the vibration acceleration and the vibration frequency.

【0069】また実施例においては地震波の周波数領域
及びそれよりも高い周波数領域の生活振動に至るまでほ
ぼ平坦な出力特性となるようにした補正方法について述
べたが、地震波以外の周波数の振動を始めから検出しな
い様にするのであれば平坦な出力特性を持つ部分を地震
波の周波数に絞り込んで8〜10Hzで出力が零になる
様にサンプリング周波数及びサンプリング数を設定して
も良いことは言うまでもない。
Further, in the embodiment, the correction method has been described in which the output characteristics become almost flat up to the living vibration in the frequency domain of the seismic wave and higher frequency domain. Needless to say, if detection is not performed, the sampling frequency and the sampling number may be set so that the portion having flat output characteristics is narrowed down to the frequency of the seismic wave and the output becomes zero at 8 to 10 Hz.

【0070】また実施例においては地震波の周波数領域
及びそれよりも高い周波数領域の生活振動に至るまでほ
ぼ平坦な出力特性となるようにした補正方法について述
べたが、例えば密閉容器の内径が25mmのものの様に
共振周波数が5Hz付近にあるものにおいては、地震波
以外の周波数の振動を始めから検出しない様に共振周波
数で出力が零になる様にサンプリング周波数及びサンプ
リング数を設定しても良いことは言うまでもない。
Further, in the embodiment, the correction method has been described in which the output characteristic becomes substantially flat up to the life vibration in the frequency domain of the seismic wave and higher frequency domain. In the case where the resonance frequency is around 5 Hz like the ones, the sampling frequency and the sampling number may be set so that the output becomes zero at the resonance frequency so that vibrations of frequencies other than seismic waves are not detected from the beginning. Needless to say.

【0071】さらに実施例では、温度特性に応じて出力
補正を行うためにセンサー21の電圧が印加される側の
端部と直列に固定抵抗を基準抵抗30として接続し、こ
の基準抵抗30の両端部の電圧がA/Dコンバータ31
を介してマイコン22に入力され温度検出部45によっ
て測定されている。ここで温度によって抵抗変化をする
のは導電性液体を持つセンサー21であるが、基準抵抗
とセンサーとを直列につないだ回路全体に印加される電
圧は予め決まっているので、温度検出部45は本センサ
ーの使用温度範囲内においてはほとんど抵抗値の変化し
ない固定抵抗である基準抵抗の両端にかかる電圧の変化
を測定することによって、センサー21の電圧変化を推
定することができる。こうして温度検出部45によって
求められた電圧値からセンサー21の抵抗値、つまりセ
ンサー内の導電性液体の温度が判るので、この電圧値を
前記補正部43に入力することによって導電性液体の温
度特性に応じた出力補正を行うことができる。またこの
電圧値を温度情報として外部に出力することにより、セ
ンサーが取付けられた機器やその周辺機器の制御部分に
入力してこれらの機器が温度変化に応じて制御されるよ
うにすることができる。
Further, in this embodiment, a fixed resistor is connected in series with an end of the sensor 21 to which a voltage is applied in order to perform an output correction according to the temperature characteristic. A / D converter 31
Is input to the microcomputer 22 via the CPU 22 and measured by the temperature detecting unit 45. Here, it is the sensor 21 having a conductive liquid that changes the resistance according to the temperature. However, since the voltage applied to the entire circuit in which the reference resistance and the sensor are connected in series is predetermined, the temperature detection unit 45 The voltage change of the sensor 21 can be estimated by measuring the change in the voltage applied to both ends of the reference resistor which is a fixed resistor whose resistance value hardly changes within the operating temperature range of the present sensor. Since the resistance value of the sensor 21, that is, the temperature of the conductive liquid in the sensor can be determined from the voltage value obtained by the temperature detection unit 45 in this manner, by inputting this voltage value to the correction unit 43, the temperature characteristic of the conductive liquid can be obtained. Output correction according to the above. Further, by outputting this voltage value as temperature information to the outside, it is possible to input the voltage value to a control part of a device to which the sensor is attached or a peripheral device thereof, so that these devices are controlled according to a temperature change. .

【0072】なお、上述の例においては加速度応動素子
として図1及び図2に示した如き副電極であるリード端
子が4本固定されたものを使用した場合を例に述べた
が、例えば図12(A)及び(B)に示すように金属板
63の中心線上に貫通孔63Aを穿ち、2本のリード端
子65A及び65Bをそれぞれ図示しない金属容器と等
距離となるように電気絶縁性充填材66で密封固定した
ものを使用してもよい。この加速度応動素子を1個使用
してブリッジ回路を構成すれば傾斜や加速度のリード端
子に沿った方向成分のみを検出する加速度センサーを得
ることができる。またこの加速度応動素子を2個使用し
てそれぞれのリード端子がX方向及びY方向に沿うよう
に配置することにより、図3に示した回路の加速度セン
サーを得ることができる。またこのような加速度応動素
子を複数用意し、例えば60度とか45度おきに検出方
向を変えて配置してそれぞれの検出値を合成処理するこ
とにより、より精度の高い加速度センサーを得ることが
できる。
In the above-described example, a case in which four lead terminals as sub-electrodes as shown in FIGS. 1 and 2 are fixed is used as the acceleration response element. As shown in (A) and (B), a through-hole 63A is formed on the center line of the metal plate 63, and the two lead terminals 65A and 65B are electrically insulative so as to be equidistant from a metal container (not shown). Those sealed and fixed at 66 may be used. If a bridge circuit is formed by using one of the acceleration response elements, an acceleration sensor that detects only a direction component of the inclination or acceleration along the lead terminal can be obtained. Further, by using two acceleration response elements and arranging each lead terminal along the X direction and the Y direction, the acceleration sensor having the circuit shown in FIG. 3 can be obtained. Further, by preparing a plurality of such acceleration response elements, arranging them in different detection directions at, for example, every 60 degrees or 45 degrees, and synthesizing the respective detection values, a more accurate acceleration sensor can be obtained. .

【0073】また実施例では加速度応動素子として主電
極となる金属製の密閉容器に副電極となる複数のリード
端子を貫通固定したものを例に述べたが、加速度応動素
子としてはこの他にも例えば図13に示す様に金属容器
またはガラス等の電気絶縁性材料からなる密閉容器に主
電極となるリード端子を中心に副電極となる複数のリー
ド端子を配設したものであっても良い。この加速度応動
素子71はガラス製の密閉容器72の内部に導電性液体
73が封入されており、密閉容器72にはその中心に主
電極74が設けられていると共に、副電極75A乃至7
5Dが等間隔で且つ主電極との距離がそれぞれ同一にな
る様に配設されている。この例においては主電極74は
その先端が液面下になるようにされ常に導電性液体73
との接触面積が変化しない様にされているが、先端が液
面上に出ていても密閉容器72の中心部では液位はほと
んど変化を起こさないので問題は無い。
Further, in this embodiment, an example in which a plurality of lead terminals serving as sub-electrodes are fixed through through a metal hermetic container serving as a main electrode as an acceleration response element has been described. For example, as shown in FIG. 13, a metal container or a closed container made of an electrically insulating material such as glass may be provided with a plurality of lead terminals serving as sub-electrodes centered on lead terminals serving as main electrodes. In the acceleration response element 71, a conductive liquid 73 is sealed in a sealed container 72 made of glass. The sealed container 72 is provided with a main electrode 74 at the center thereof and auxiliary electrodes 75A to 75A.
5D are arranged at equal intervals and at the same distance from the main electrode. In this example, the main electrode 74 is set so that its tip is below the liquid level,
Although the contact area does not change, there is no problem because the liquid level hardly changes at the center of the sealed container 72 even if the tip is above the liquid surface.

【0074】この加速度応動素子71においては傾斜や
加速度によって液面が傾くと、中央に位置する主電極7
4は導電性液体73中にあるので液体との接触面積は変
化せず、副電極75A乃至75Dに対する液位は傾斜に
よって変化するので、主電極と各副電極との間の抵抗値
の変化を検出することで液面の傾斜角度を知ることがで
きる。またこの加速度応動素子71によって前述した実
施例と同様のブリッジ回路を構成して加速度センサーと
されること、及びこの加速度センサーを使用して加速度
検出装置を得られることは言うまでも無い。
In the acceleration response element 71, when the liquid surface is inclined by inclination or acceleration, the main electrode 7 located at the center is
Since 4 is in the conductive liquid 73, the contact area with the liquid does not change, and the liquid level with respect to the sub-electrodes 75A to 75D changes with the inclination. By detecting, the inclination angle of the liquid surface can be known. Needless to say, the acceleration response element 71 constitutes a bridge circuit similar to that of the above-described embodiment to form an acceleration sensor, and an acceleration detection device can be obtained using the acceleration sensor.

【0075】この加速度応動素子71によれば密閉容器
が電気絶縁物なので、表面張力の影響の出ない範囲で副
電極と容器との距離を短くすることができ、結果として
副電極を中心から離すことができるので液面傾斜時の副
電極に対する液位の変化を大きくすることができ、加速
度や傾斜に対する加速度センサーの出力を大きくする事
ができる。また上述したそれぞれの加速度応動素子は上
下を逆に設置しても使用できる。
According to the acceleration response element 71, since the hermetically sealed container is an electrically insulating material, the distance between the sub-electrode and the container can be reduced within a range where the influence of surface tension does not occur. As a result, the sub-electrode is separated from the center. Therefore, the change in the liquid level with respect to the sub-electrode when the liquid level is inclined can be increased, and the output of the acceleration sensor with respect to acceleration and inclination can be increased. Each of the above-described acceleration response elements can be used even if it is installed upside down.

【0076】[0076]

【発明の効果】本発明の加速度応動素子によれば、密閉
容器の内径を4mm以上25mm以下とし、各電極を液
面が移動する範囲内において互いに少なくとも1mm以
上の間隔を有するように配置したことによって、加速度
応動素子自身の持つ共振周波数が地震波の検出に対して
与える影響を排除することができ、さらに導電性液体の
粘性や表面張力による液体の動作への影響を無視できる
程度に低減することができる。
According to the acceleration response element of the present invention, the inner diameter of the sealed container is set to 4 mm or more and 25 mm or less, and the electrodes are arranged so as to have a distance of at least 1 mm from each other within a range in which the liquid level moves. In this way, the effect of the resonance frequency of the acceleration response element itself on the detection of seismic waves can be eliminated, and the effect of the viscosity and surface tension of the conductive liquid on the operation of the liquid can be reduced to a negligible level. Can be.

【0077】また本発明は導電性液体を使用したことに
より小形で衝撃加速度に強く取り扱いが容易なセンサー
とすることができ、さらに加速度や傾斜の大きさに比例
した信号を得ることができる。また取付誤差の分だけ傾
斜した状態をオフセット処理により除去できるので、部
品点数が少なく単純な構造でありながら全方向の加速度
を確実に検出することができる。
Further, according to the present invention, since the conductive liquid is used, it is possible to provide a small-sized sensor which is strong against impact acceleration and easy to handle, and can obtain a signal proportional to the magnitude of acceleration or inclination. In addition, since the state of inclination due to the mounting error can be removed by the offset processing, the acceleration in all directions can be reliably detected with a simple structure having a small number of parts.

【0078】本発明によれば加速度に応動する可動部が
液体であり尚且つその他の部品も密閉容器とリード端子
だけであるため、構造上特に高い精度を有する部分と
か、剛性を抑制する必要は無く通常の取り扱いにおける
衝撃加速度程度で破損したり特性が変化することはな
い。
According to the present invention, the movable part responding to the acceleration is a liquid, and the other parts are only the sealed container and the lead terminal. There is no breakage or change in characteristics due to impact acceleration in normal handling.

【0079】またこの加速度応動素子を加速度センサー
に使用する際に2個使用して両センサーがブリッジ回路
を構成するように各リード端子を接続することにより、
センサーからの出力電圧を2倍にすると共に導電性液体
の温度による抵抗変化の影響を無くして周囲温度の変化
による加速度センサーの誤判断、誤動作を防止すること
ができる。
When two acceleration response elements are used for an acceleration sensor, and each lead terminal is connected so that both sensors constitute a bridge circuit,
The output voltage from the sensor can be doubled, and the influence of the resistance change due to the temperature of the conductive liquid can be eliminated to prevent erroneous determination and malfunction of the acceleration sensor due to a change in the ambient temperature.

【0080】また加速度センサーのブリッジ回路と直列
に固定抵抗を接続し、ブリッジ回路の電圧が印加される
両端部と固定抵抗の両端部との電圧の比率を測定するこ
とで加速度応動素子の導電性液体の温度検出をして、セ
ンサー出力の導電性液体などの温度特性に応じた補正等
を行うことができる。
Further, by connecting a fixed resistor in series with the bridge circuit of the acceleration sensor and measuring the ratio of the voltage between both ends of the bridge circuit to which the voltage is applied and both ends of the fixed resistor, the conductivity of the acceleration response element is measured. By detecting the temperature of the liquid, it is possible to perform correction or the like according to the temperature characteristics of the conductive liquid or the like of the sensor output.

【0081】さらにセンサー駆動用電源に同期して加速
度応動素子からの出力信号をサンプリング処理すること
により、加速度センサーを交流電源のように電圧が変動
する電源で駆動するができ、センサーからの出力信号が
変調されていても信号処理を容易にすることができる。
さらに駆動電源として正弦波や矩形波のような交流電圧
を印加することにより、加速度応動素子に使用される導
電性液体の電気分解や液体の分極による抵抗値の変化を
避けることができる。
Further, by sampling the output signal from the acceleration response element in synchronization with the power supply for driving the sensor, the acceleration sensor can be driven by a power supply whose voltage fluctuates like an AC power supply. Can be easily processed even if is modulated.
Further, by applying an AC voltage such as a sine wave or a rectangular wave as a driving power supply, it is possible to avoid a change in resistance value due to electrolysis of the conductive liquid used for the acceleration response element and polarization of the liquid.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の加速度応動素子の一実施例を示す縦断
面図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of an acceleration response element of the present invention.

【図2】図1に示す加速度応動素子のリード端子の位置
関係を示すための斜視図
FIG. 2 is a perspective view showing a positional relationship between lead terminals of the acceleration response element shown in FIG. 1;

【図3】本発明の加速度センサーの一実施例を示す回路
FIG. 3 is a circuit diagram showing one embodiment of the acceleration sensor of the present invention.

【図4】本発明による加速度センサーの他の実施例FIG. 4 shows another embodiment of the acceleration sensor according to the present invention.

【図5】図4の回路を説明するための略図FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the circuit of FIG. 4;

【図6】加速度応動素子の周波数特性を示す図FIG. 6 is a diagram showing frequency characteristics of an acceleration response element.

【図7】補正前後の信号の出力比と振動周波数との関係
を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an output ratio of a signal before and after correction and a vibration frequency.

【図8】図7の曲線を説明するための各振動周波数にお
ける波形図
FIG. 8 is a waveform chart at each vibration frequency for explaining the curve of FIG. 7;

【図9】加速度センサーからの出力を補正処理する回路
をブロック図で示した一実施例
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of a circuit for correcting the output from the acceleration sensor.

【図10】センサーからの信号処理の流れを示すブロッ
ク図
FIG. 10 is a block diagram showing a flow of signal processing from a sensor.

【図11】センサーからの出力の取込み方を説明するた
めの波形図
FIG. 11 is a waveform chart for explaining how to capture an output from a sensor.

【図12】本発明による加速度応動素子の他の実施例を
示す斜視図
FIG. 12 is a perspective view showing another embodiment of the acceleration response element according to the present invention.

【図13】本発明に使用される加速度応動素子の他の実
施例を示す斜視図
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of the acceleration response element used in the present invention.

【図14】加速度応動素子の内径と共振周波数の関係を
示す図
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the inner diameter of the acceleration response element and the resonance frequency.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,71:加速度応動素子 2,12:容器(主電極) 3:金属板(主電極) 4:導電性液体 5A,5B,5C,5D,15A,15B,15C,1
5D,65A,65B:リード端子(副電極) 21:センサー 22:マイコン 23,24:A/Dコンバータ 30,R:基準抵抗 41:電源供給部 42:認識部 43:補正部 44:合成部 45:温度検出部 72:密閉容器 73:導電性液体 74:主電極 75A,75B,75C,75D:副電極
1, 11, 71: acceleration response element 2, 12: container (main electrode) 3: metal plate (main electrode) 4: conductive liquid 5A, 5B, 5C, 5D, 15A, 15B, 15C, 1
5D, 65A, 65B: Lead terminal (sub electrode) 21: Sensor 22: Microcomputer 23, 24: A / D converter 30, RA : Reference resistor 41: Power supply unit 42: Recognition unit 43: Correction unit 44: Synthesizing unit 45: temperature detection unit 72: sealed container 73: conductive liquid 74: main electrode 75A, 75B, 75C, 75D: sub-electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺西 敏 名古屋市南区宝生町4丁目30番地 株式会 社生方製作所内 (72)発明者 戸田 孝史 名古屋市南区宝生町4丁目30番地 株式会 社生方製作所内 (72)発明者 小関 秀樹 名古屋市南区宝生町4丁目30番地 株式会 社生方製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Teranishi 4-30-30 Hoshocho, Minami-ku, Nagoya-shi Co., Ltd. Inside the Shakukata Factory (72) Inventor Takashi Toda 4-30 Hoshocho, Minami-ku, Nagoya-shi Stock Company (72) Inventor Hideki Koseki 4-30, Hoshocho, Minami-ku, Nagoya Co., Ltd.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両端を閉じたほぼ円筒形の密閉容器を有
し、この密閉容器には主電極と複数の副電極が互いに絶
縁された状態で設けられ、この副電極はそれぞれ主電極
との距離を同一にされるとともに等間隔に配設されてお
り、密閉容器内には導電性液体が封入されていると共に
この導電性液体の量は正規姿勢において前記副電極の少
なくとも一部が液面上に位置する量とされており、密閉
容器が前記正規姿勢より傾斜角度及び傾斜方向を変えら
れることによって副電極と導電性液体との接触量が変化
して主電極と副電極との間の抵抗値が変化する加速度応
動素子において、密閉容器の内径を4mm以上25mm
以下とし、各電極は液面が移動する範囲内において互い
に少なくとも1mm以上の間隔を有するように配置され
ていることを特徴とする加速度応動素子。
1. A closed container having a substantially cylindrical shape with both ends closed, a main electrode and a plurality of sub-electrodes provided in a state insulated from each other, and each of the sub-electrodes is connected to the main electrode. The conductive liquid is sealed in the closed container, and the amount of the conductive liquid is set such that at least a part of the sub-electrode has a liquid surface in a normal posture. The amount of contact between the sub-electrode and the conductive liquid is changed by changing the inclination angle and the inclination direction of the closed container from the normal posture, and the distance between the main electrode and the sub-electrode is changed. In the acceleration response element in which the resistance value changes, the inner diameter of the closed vessel is 4 mm or more and 25 mm
In the following, each electrode is arranged so as to have a distance of at least 1 mm from each other within a range in which the liquid surface moves.
【請求項2】 加速度応動素子の密閉容器は一端を閉じ
た円筒形の金属容器とこの金属容器の開口部に当接固着
される金属製の円板からなり、この金属容器及び円板を
主電極とし、この円板には副電極である金属製リード端
子が電気絶縁的に貫通固定されていることを特徴とする
請求項1に記載の加速度応動素子。
2. An airtight container for an acceleration response element comprises a cylindrical metal container having one end closed and a metal disk fixed to an opening of the metal container. The metal container and the disk are mainly used. 2. The acceleration responsive element according to claim 1, wherein the electrode is an electrode, and a metal lead terminal serving as a sub-electrode is fixed through the disk electrically insulated.
【請求項3】 副電極が4本配設されていることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の加速度応動素
子。
3. The acceleration response device according to claim 1, wherein four sub-electrodes are provided.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
加速度応動素子と固定抵抗によってホイートストンブリ
ッジ回路を構成するように各副電極を接続したことを特
徴とする加速度センサー。
4. An acceleration sensor, wherein each sub-electrode is connected to form a Wheatstone bridge circuit by the acceleration response element according to claim 1 and a fixed resistor.
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
加速度応動素子を2個有し、この2個の加速度応動素子
はリード端子の配置方向を所定の位置関係となる様に揃
えて配設され、両加速度応動素子がホイートストンブリ
ッジ回路を構成するように各副電極を接続したことを特
徴とする加速度センサー。
5. An acceleration response element according to claim 1, wherein the two acceleration response elements are arranged such that the arrangement directions of the lead terminals are in a predetermined positional relationship. An acceleration sensor, wherein each of the sub-electrodes is connected so that both acceleration response elements constitute a Wheatstone bridge circuit.
【請求項6】 ホイートストンブリッジ回路と直列に基
準用固定抵抗を接続し、ホイートストンブリッジ回路の
電圧印加両端部と基準用固定抵抗の両端部との電圧の比
率を測定することにより加速度応動素子の導電性液体の
温度を検出しながら加速度及び加速度の変化状態を検出
できるようにしたことを特徴とする請求項4または5に
記載の加速度センサー。
6. A reference fixed resistor is connected in series with the Wheatstone bridge circuit, and the conductivity of the acceleration response element is measured by measuring the ratio of the voltage between both ends of the Wheatstone bridge circuit to which voltage is applied and both ends of the reference fixed resistor. 6. The acceleration sensor according to claim 4, wherein the acceleration and the change state of the acceleration can be detected while detecting the temperature of the ionic liquid.
【請求項7】 導電性液体の移動によって電気的出力と
しての信号を得ることができる加速度応動素子を有し、
その加速度応動素子駆動用電源電圧の周期に同期して加
速度応動素子からの出力をサンプリング処理することを
特徴とする加速度センサー。
7. An acceleration responsive element capable of obtaining a signal as an electrical output by movement of the conductive liquid,
An acceleration sensor, wherein an output from the acceleration response element is sampled in synchronization with a cycle of the power supply voltage for driving the acceleration response element.
【請求項8】 加速度応動素子駆動用電源は交流正弦波
であることを特徴とする請求項7に記載の加速度センサ
ー。
8. The acceleration sensor according to claim 7, wherein the power supply for driving the acceleration response element is an AC sine wave.
【請求項9】 加速度応動素子駆動用電源は交流矩形波
であることを特徴とする請求項7に記載の加速度センサ
ー。
9. The acceleration sensor according to claim 7, wherein the power supply for driving the acceleration response element is an AC rectangular wave.
【請求項10】 加速度応動素子と固定抵抗によってホ
イートストンブリッジ回路を構成するように接続したこ
とを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の
加速度センサー。
10. The acceleration sensor according to claim 7, wherein the acceleration sensor and the fixed resistor are connected to form a Wheatstone bridge circuit.
【請求項11】 加速度応動素子を2個有し、この2個
の加速度応動素子はリード端子の配置方向を所定の位置
関係となる様に揃えて配設され、両加速度応動素子がホ
イートストンブリッジ回路を構成するように接続したこ
とを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の
加速度センサー。
11. An acceleration response element having two acceleration response elements, wherein the two acceleration response elements are arranged so that the arrangement directions of lead terminals are in a predetermined positional relationship, and both acceleration response elements are connected to a Wheatstone bridge circuit. The acceleration sensor according to any one of claims 7 to 9, wherein the acceleration sensor is connected so as to form the following.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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