JP2001324513A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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JP2001324513A
JP2001324513A JP2000141431A JP2000141431A JP2001324513A JP 2001324513 A JP2001324513 A JP 2001324513A JP 2000141431 A JP2000141431 A JP 2000141431A JP 2000141431 A JP2000141431 A JP 2000141431A JP 2001324513 A JP2001324513 A JP 2001324513A
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JP
Japan
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acceleration sensor
sub
liquid
acceleration
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000141431A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Murata
寛 村田
Hideki Koseki
秀樹 小関
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Ubukata Industries Co Ltd
Original Assignee
Ubukata Industries Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ubukata Industries Co Ltd filed Critical Ubukata Industries Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid type sensor having stable output characteristics irrespective of a vibration frequency. SOLUTION: An acceleration sensor 1 is constituted in such a way that a sealed vessel consists of a metallic housing 2 which becomes a main electrode and a lid plate 3 and a plurality of auxiliary electrodes (4A, 4B, 4C,...) are provided at an equal interval in a condition in which they are insulated from each other in the sealed vessel. The sealed vessel contains a conductive liquid 6, and a contact area of the auxiliary electrodes (4A,...) and the conductive liquid 6 is changed when the acceleration sensor 1 changes an angle and a direction of inclination to change a resistance value between the main electrode and the auxiliary electrodes. Suppressing members (7A, 7B, 7C,...) for suppressing abrupt flow of the conductive liquid are provided in the vessel. The behavior of the conductive liquid close to a resonance frequency is suppressed by suppressing a flow of the conductive liquid by the suppressing members to stabilize a sensor output and facilitate the processing of a signal from the acceleration sensor 1.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は水平方向の加速度をそ
の大きさに対応した連続的な信号として得ることのでき
る加速度センサーにかかるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor capable of obtaining a horizontal acceleration as a continuous signal corresponding to its magnitude.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、水平方向の加速度を検出する加速
度センサーとしては、各種形式のものが提案されてい
る。このうち地震のように検出するべき加速度の方向が
特定できないものを検出するために、全方位に亘り均一
な特性を有したセンサーとしては、例えば本出願人によ
る特許2892559号の感震器がある。
2. Description of the Related Art Hitherto, various types of acceleration sensors for detecting acceleration in the horizontal direction have been proposed. Among them, as a sensor having uniform characteristics in all directions to detect an object whose acceleration direction to be detected cannot be specified, such as an earthquake, there is a seismic sensor disclosed in Japanese Patent No. 2892559 by the present applicant. .

【0003】この感震器は底面が緩やかな逆円錐状とな
った金属製の容器内に金属製の導電球を配置しており、
感震器に所定値以上の加速度が加えられると導電球が底
面中心から転動して周囲に配設された電極に接触する。
こうして導電球を介して電極と容器との間を電気的に接
続することで、所定値以上の加速度が加えられたことを
信号として出力することができる。
[0003] In this seismic device, a metal conductive ball is arranged in a metal container having a gently inverted conical bottom.
When an acceleration of a predetermined value or more is applied to the seismic sensor, the conductive sphere rolls from the center of the bottom surface and comes into contact with electrodes arranged around the conductive sphere.
By electrically connecting the electrode and the container via the conductive sphere in this manner, it is possible to output as a signal that an acceleration of a predetermined value or more has been applied.

【0004】しかしながらこの感震器においては導電球
によって電路を接続・開離する構造であることから、加
えられた加速度が所定値に満たないのかそれ以上なのか
を判別できるにすぎないものであった。
However, since this seismic sensor has a structure in which electric paths are connected and disconnected by conductive balls, it is only possible to determine whether the applied acceleration is less than a predetermined value or more. Was.

【0005】これに対して加速度の大きさに応じた信号
を得ることのできる加速度センサーとしては、例えば半
導体などを用いた加速度センサーがある。この半導体式
加速度センサーは例えば重錘部を梁で保持し、加速度に
よって梁の部分に発生する歪み量に応じた電気信号を出
力するものであり、通常は2つ以上の検出部を組み合わ
せることによって全方位の加速度を検出するセンサーを
成す。この加速度センサーは小形で敏感なセンサーを得
ることができるが、衝撃などによる過大な入力に弱く製
造時や取付時に慎重な取扱いを要求される。また過大な
入力に対する検出部の保護のために緩衝機構を備えたも
のもあるが、構造が複雑になりコストも高くなると言う
問題がある。
On the other hand, as an acceleration sensor capable of obtaining a signal corresponding to the magnitude of acceleration, there is an acceleration sensor using a semiconductor, for example. This semiconductor type acceleration sensor, for example, holds a weight portion with a beam and outputs an electric signal according to the amount of distortion generated in the beam portion due to acceleration. Usually, by combining two or more detection units, It forms a sensor that detects acceleration in all directions. Although this acceleration sensor can provide a small and sensitive sensor, it is vulnerable to excessive input due to impact or the like and requires careful handling during manufacturing and installation. There is also a device provided with a buffer mechanism for protecting the detection unit against an excessive input, but there is a problem that the structure becomes complicated and the cost increases.

【0006】これらの他にも例えば光ファイバージャイ
ロを使用するものや、磁石とコイルを使用するもの等が
あるが、これらはセンサー自体を小型化することが困難
でありコストもかかる。
Other than these, there are, for example, those using an optical fiber gyro and those using a magnet and a coil. However, it is difficult to reduce the size of the sensor itself, and the cost is high.

【0007】そこで本出願人は小形で加速度の大きさに
対応した連続な信号を出力し、取扱いが容易な加速度セ
ンサーとして、特願平11−129280号などにおい
て図7に示す如き加速度センサーを提唱した。この加速
度センサー101は金属製のハウジング102と蓋板1
03で密閉ハウジングを構成している。蓋板103には
複数の導電端子が挿通されるとともに絶縁固定される。
この例では導電端子は104A,104B,104C及
び図示しない104Dの4本であり、これらは等間隔で
配置されると共に互いに絶縁され、かつハウジング10
2に対して等距離となるようにされている。密閉容器内
には導電性液体105が封入されており、各導電端子と
ハウジング102及び蓋板103との間を所定の抵抗値
で電気的に接続している。
Therefore, the present applicant proposes an acceleration sensor as shown in FIG. 7 in Japanese Patent Application No. 11-129280 or the like as an acceleration sensor which is small and outputs a continuous signal corresponding to the magnitude of acceleration and is easy to handle. did. The acceleration sensor 101 includes a metal housing 102 and a cover plate 1.
03 constitutes a closed housing. A plurality of conductive terminals are inserted into the cover plate 103 and are insulated and fixed.
In this example, there are four conductive terminals 104A, 104B, 104C and 104D (not shown) which are arranged at equal intervals and are insulated from each other, and
2 are equidistant from each other. A conductive liquid 105 is sealed in the closed container, and each of the conductive terminals is electrically connected to the housing 102 and the cover plate 103 with a predetermined resistance value.

【0008】この加速度センサー101が加速度を受け
ると導電性液体105の液面105Aはその加速度の方
向と大きさに応じて例えば105Bのように傾斜する。
このように液面が傾斜するとそれぞれの導電端子104
A乃至104Dと導電性液体105との接触面積が変化
する。そこで各導電端子とハウジングとの間の抵抗値変
化を比較することによって、加速度センサー101が受
けた加速度の大きさと方向を知ることができる。また加
速度の大きさ及び方向の変化に応じて前記抵抗値の変化
は応答性が良いので例えば感震器として使用する場合に
は、このセンサーからの信号で駆動される制御装置が制
御対象機器に対して振動に対応した適切な処理を行うこ
とができる。
When the acceleration sensor 101 receives an acceleration, the liquid surface 105A of the conductive liquid 105 is inclined, for example, as shown at 105B according to the direction and magnitude of the acceleration.
When the liquid surface is inclined in this manner, each conductive terminal 104
The contact area between A to 104D and the conductive liquid 105 changes. Thus, by comparing the change in resistance between each conductive terminal and the housing, the magnitude and direction of the acceleration received by the acceleration sensor 101 can be known. In addition, since the change in the resistance value according to the change in the magnitude and direction of the acceleration has a good response, for example, when used as a seismic sensor, a control device driven by a signal from this sensor is used as a control target device. Appropriate processing corresponding to the vibration can be performed.

【0009】また衝撃などによる過負荷がかかった時に
も駆動部が固体では無く液体だけであり応力が特定の部
分に集中しないので、導電端子などハウジング内部に配
設された各部品の位置関係等の狂いや破損が起こりにく
い。
Also, when an overload due to an impact or the like is applied, the driving portion is not a solid but only a liquid and the stress does not concentrate on a specific portion. It is unlikely to be out of order or damaged.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この加速度センサー1
01に同一の大きさの加速度を与えた場合の、振動周波
数に対する出力特性、つまり抵抗値変化の周波数特性を
図8のグラフに曲線111として示す。このグラフから
判るように加速度センサー101の感度は比較的低い周
波数振動での変化量と比べて10Hz付近で上昇し、さ
らに高い振動周波数領域では低下している。高い振動周
波数領域で抵抗値変化が低下しているのは粘性などによ
り液体の流動が振動に対して充分に追従せず、抵抗変
化、つまりセンサーとしての出力が低下するからであ
る。具体的には容器の大きさや液体の粘度などで若干の
違いはあるが、この例の場合、周波数が15Hzを超え
る振動に対してセンサー出力が低下している。
This acceleration sensor 1
The output characteristic with respect to the vibration frequency, that is, the frequency characteristic of the change in the resistance value when the acceleration of the same magnitude is given to 01 is shown as a curve 111 in the graph of FIG. As can be seen from this graph, the sensitivity of the acceleration sensor 101 increases around 10 Hz as compared with the change amount at a relatively low frequency vibration, and decreases in a higher vibration frequency region. The change in the resistance value is reduced in the high vibration frequency region because the flow of the liquid does not sufficiently follow the vibration due to viscosity or the like, and the resistance change, that is, the output as a sensor is reduced. Specifically, although there is a slight difference in the size of the container, the viscosity of the liquid, and the like, in this example, the sensor output is reduced with respect to vibration having a frequency exceeding 15 Hz.

【0011】通常地震波の主な周波数領域は10Hz以
下、特に1〜5Hzの領域であり、それを超えた領域の
振動はセンサーが取り付けられた装置に何かが当たるな
どした衝撃などによる生活振動とみなしてよいので、こ
の加速度センサー101を感震器に使用する場合には前
述の15Hzを超える高い振動周波数領域では感度が低
下することは都合が良い。
Normally, the main frequency range of the seismic wave is 10 Hz or less, especially 1 to 5 Hz. Vibration in a range exceeding the frequency range is limited to living vibrations caused by impacts such as when something hits the device equipped with the sensor. When the acceleration sensor 101 is used for a seismic sensor, it is convenient that the sensitivity is reduced in a high vibration frequency region exceeding 15 Hz as described above.

【0012】しかし、8〜10Hzを中心としてその前
後の振動周波数領域ではセンサーの感度が非常に高くな
っている。例えばこの例においては1〜3Hzの領域と
比較すると4〜5倍程度の抵抗変化を生ずる。これは容
器の大きさや液体の粘度で決まる液体の共振周波数が8
〜10Hzのあたりに存在するため、その前後の周波数
領域では液体の挙動が大きくなる。そのため導電性液体
105と導電端子104との接触面積の変化とそれに伴
なう抵抗値変化が大きくなるのである。
However, the sensitivity of the sensor is very high in the vibration frequency region around 8 to 10 Hz. For example, in this example, a resistance change of about 4 to 5 times occurs as compared with a range of 1 to 3 Hz. This is because the resonance frequency of the liquid, determined by the size of the container and the viscosity of the liquid, is 8
Since the liquid crystal exists around 10 Hz to 10 Hz, the behavior of the liquid increases in a frequency region before and after the frequency. Therefore, a change in the contact area between the conductive liquid 105 and the conductive terminal 104 and a change in the resistance value accompanying the change are large.

【0013】実際にはこの抵抗変化によるセンサーの電
極間の電圧変化を出力信号として電子回路で積分して処
理装置に入力し、この信号を積分処理することによって
共振によるピーク信号の発生を抑える事もできる。この
処理について図10を参照して説明する。なお、説明を
簡略化するために導電端子104A及び104Bを結ぶ
仮想直線方向についてのみ説明するが、実際にはこれと
直交する104C及び104Dを結ぶ方向の加速度も求
めこれらを合成することにより加速度方向とその大きさ
が求められることは言うまでも無い。
In practice, the change in voltage between the electrodes of the sensor due to the change in resistance is integrated as an output signal by an electronic circuit and input to a processing device, and this signal is integrated to suppress the generation of a peak signal due to resonance. Can also. This processing will be described with reference to FIG. Note that, for simplicity, only the virtual straight line direction connecting the conductive terminals 104A and 104B will be described. Needless to say, the size is required.

【0014】加速度センサー101は導電端子104A
及び104Bとハウジング102との間を各々導電性液
体105で接続することにより可変抵抗Ra及びRbを
構成している。導電端子104A及び104Bはそれぞ
れ固定抵抗R1及びR2と接続されており、前述の可変
抵抗Ra,Rbと共にホイートストンブリッジ回路(以
下、ブリッジ回路と称する)を構成している。このブリ
ッジ回路においては固定抵抗R1,R2の共通端子Eと
ハウジング102が検出用電源Vに接続され測定用基準
電圧を印加されている。ここで電源は液体の電気分解や
分極による抵抗値の変化を防ぐために正弦波や矩形波な
どの交流とされる。こうして基準電圧を印加されたブリ
ッジ回路の中間点X1,X2間の電圧を測定する。
The acceleration sensor 101 has a conductive terminal 104A.
, And 104B and the housing 102 are each connected by a conductive liquid 105 to form variable resistors Ra and Rb. The conductive terminals 104A and 104B are connected to fixed resistors R1 and R2, respectively, and form a Wheatstone bridge circuit (hereinafter, referred to as a bridge circuit) together with the above-described variable resistors Ra and Rb. In this bridge circuit, the common terminal E of the fixed resistors R1 and R2 and the housing 102 are connected to a detection power supply V and a measurement reference voltage is applied. Here, the power source is an alternating current such as a sine wave or a rectangular wave in order to prevent a change in resistance value due to electrolysis or polarization of the liquid. Thus, the voltage between the intermediate points X1 and X2 of the bridge circuit to which the reference voltage is applied is measured.

【0015】通常、加速度センサー101が正規姿勢で
且つ振動などによる加速度を受けていない時には液面は
図7の105Aの状態にあり、この状態では可変抵抗R
a及びRb並びに固定抵抗R1及びR2はバランスして
おり、中間点X1,X2間に電圧は発生しない。導電端
子104A及び104Bを結ぶ仮想直線方向に何らかの
加速度を受けると、加速度センサー101内部の導電性
液体105が流動して例えば液面105Aのような状態
になる。そのため各導電端子104A,104Bとの接
触面積が変化し、可変抵抗Ra及びRbの抵抗値は一方
が増加、一方が減少してブリッジ回路のバランスが崩れ
る。それにより中間点X1,X2間に電位差が生じ、こ
の電圧が加速度センサーの出力信号となる。この出力信
号からハウジング102に対する液体105の傾斜量が
判り加速度の大きさまたは加速度センサーの傾斜量を知
ることができる。
Normally, when the acceleration sensor 101 is in a normal posture and is not receiving acceleration due to vibration or the like, the liquid level is in the state of 105A in FIG.
a and Rb and the fixed resistors R1 and R2 are balanced, and no voltage is generated between the intermediate points X1 and X2. When any acceleration is applied in a virtual linear direction connecting the conductive terminals 104A and 104B, the conductive liquid 105 inside the acceleration sensor 101 flows to be in a state like a liquid level 105A, for example. Therefore, the contact area with each of the conductive terminals 104A and 104B changes, and one of the resistance values of the variable resistors Ra and Rb increases and the other decreases, and the balance of the bridge circuit is lost. As a result, a potential difference occurs between the intermediate points X1 and X2, and this voltage becomes an output signal of the acceleration sensor. From this output signal, the amount of inclination of the liquid 105 with respect to the housing 102 can be determined, and the magnitude of the acceleration or the amount of inclination of the acceleration sensor can be known.

【0016】この出力信号の処理については前述した特
願平11−129280号等において詳しく示されてい
るが、ここではその概要を説明する。前記出力信号は実
際には電源Vから印加される交流電圧の一周期の間にお
ける例えばプラスの最高値に同期した点のみをピックア
ップした積分値として処理されるが、この処理後の信号
は加速度センサーに直流電圧が印加されている場合と何
ら変わるところがないので説明の便宜上交流電圧の変化
を無視して説明する。加速度センサーからの出力電圧は
例えば正弦波形で5Hz以下の比較的低い周波数の振動
加速度をセンサーに印加した場合、出力電圧は振動加速
度の大きさにほぼ比例する。これに対して共振周波数付
近では液体の動きが大きくなるので出力電圧もまた大き
くなり、さらにそれよりも高い周波数では導電性液体が
振動に追従できなくなるので出力電圧は小さくなる。
The processing of the output signal is described in detail in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 11-129280 or the like, but its outline will be described here. The output signal is actually processed as an integrated value picking up only a point synchronized with, for example, the highest positive value during one cycle of the AC voltage applied from the power supply V. The signal after this processing is an acceleration sensor Since there is no difference from the case where the DC voltage is applied to the first embodiment, the description will be made ignoring the change in the AC voltage for convenience of explanation. The output voltage from the acceleration sensor is, for example, a sinusoidal waveform. When a relatively low frequency vibration acceleration of 5 Hz or less is applied to the sensor, the output voltage is substantially proportional to the magnitude of the vibration acceleration. On the other hand, in the vicinity of the resonance frequency, the movement of the liquid increases, so that the output voltage also increases. At higher frequencies, the output voltage decreases because the conductive liquid cannot follow the vibration.

【0017】この出力信号は共振周波数付近での出力増
加分を補正するための信号処理が行われて制御装置に送
られる。この信号処理は所定のサンプリング時間、加速
度センサーからの出力信号を所定の回数測定して、この
測定された信号を積分処理する。加速度センサーからの
出力を積分処理するとデータが平均化されるので、例え
ば単発的なノイズなどがデータに混じっていてもその突
出分が他のデータによって平均化され影響は効果的に打
ち消される。
The output signal is subjected to signal processing for correcting an increase in output near the resonance frequency, and is sent to the control device. In this signal processing, the output signal from the acceleration sensor is measured a predetermined number of times for a predetermined sampling time, and the measured signal is integrated. When the output from the acceleration sensor is integrated, the data is averaged. Therefore, even if, for example, a single noise is mixed with the data, the protruding portion is averaged by other data, and the influence is effectively canceled.

【0018】ここで低い周波数の振動においては積分処
理1回分のサンプリング時間におけるセンサー出力の変
化量自体が少ないので、センサー出力に対する処理後の
信号の補正率は僅かである。これに対して比較的高い周
波数の振動に対しては積分処理1回分のサンプリング時
間におけるセンサー出力の変化が大きいので補正率は高
くなる。例えば積分処理のためのサンプリング時間を
0.1秒とすると、5Hz、つまり周期0.2秒の振動
に対するセンサー出力を0.5周期分積分処理すること
になる。この場合、正弦波の振動については最大値が7
0%程度に補正される。さらに10Hz、つまり周期
0.1秒の振動の場合には、1周期分のセンサー出力を
積分処理することにより出力の増減分は相殺されて実質
的に0とみなされる。このように加速度センサーからの
信号は振動の周期が前述のサンプリング時間に近づくに
つれて順次その補正率は大きくなっていくので、共振周
波数に近づくにつれて増加する加速度センサーからの出
力の上昇分は効果的に補正される。またこの目標周波数
よりも高い周波数の振動の場合は前述したように導電性
液体が充分に追従できなくて出力が低下すると共に、上
記信号処理によりセンサー出力の一部または全部が相殺
されるので実際よりも信号が小さくなる。
Here, in the case of low-frequency vibration, the amount of change in the sensor output itself during the sampling time for one integration process is small, so that the correction rate of the processed signal with respect to the sensor output is small. On the other hand, for a relatively high frequency vibration, the change in the sensor output during the sampling time for one integration process is large, so that the correction rate is high. For example, assuming that the sampling time for the integration processing is 0.1 second, the sensor output for a vibration of 5 Hz, that is, a vibration of 0.2 seconds, is integrated for 0.5 cycle. In this case, the maximum value of the sine wave vibration is 7
It is corrected to about 0%. Further, in the case of a vibration of 10 Hz, that is, a cycle of 0.1 second, the integration of the sensor output for one cycle cancels out the increase / decrease of the output and is regarded as substantially zero. As described above, since the correction rate of the signal from the acceleration sensor gradually increases as the cycle of the vibration approaches the above-described sampling time, the increase in the output from the acceleration sensor, which increases as the resonance frequency approaches, is effectively reduced. Will be corrected. In addition, in the case of vibration of a frequency higher than the target frequency, as described above, the conductive liquid cannot sufficiently follow up, and the output decreases. Signal is smaller than

【0019】このように上記信号処理を行うことによ
り、任意の周波数の振動、例えば共振周波数の振動に対
して検出回路の感度を実質的になくすことができる。
By performing the signal processing as described above, the sensitivity of the detection circuit can be substantially eliminated with respect to vibration at an arbitrary frequency, for example, vibration at a resonance frequency.

【0020】しかしながら共振周波数でのセンサー出力
の増加率が極端に高いと、この信号処理では不充分な場
合がある。例えば前述した従来の加速度センサー101
の場合には図8に曲線111で示したように、共振周波
数付近ではセンサーの抵抗値変化が低い周波数域の場合
と比較して4〜5倍程度と大きくまたその上昇傾向が急
峻であるので積分処理による信号の補正が充分に働かな
い。そのため図9の曲線121のようにピーク値の除去
が充分にできなかったり、逆にピーク電圧を低い周波数
域の場合の値と合うように補正するとその前後の振動周
波数に対する感度を必要以上に下げてしまうと言う問題
がある。そのため、地震波がこの振動周波数領域の振動
を含んでいる場合には所定の震度に達していなくても抵
抗値変化は所定量に達してしまったり、逆にその前後の
周波数の振動に対して感度が低くなったりして、センサ
ーからの信号で駆動される処理装置が適切な処理を行う
ことができなくなる可能性があった。そこで共振現象の
発生を抑えた液体式のセンサーが求められている。
However, if the rate of increase of the sensor output at the resonance frequency is extremely high, this signal processing may not be sufficient. For example, the aforementioned conventional acceleration sensor 101
In the case of, as shown by the curve 111 in FIG. 8, the change in resistance of the sensor is as large as about 4 to 5 times near the resonance frequency as compared with the case of the frequency range where the change is low, and the rising tendency is steep. The signal correction by the integration process does not work sufficiently. For this reason, if the peak value cannot be sufficiently removed as shown by the curve 121 in FIG. 9, or if the peak voltage is corrected to match the value in the low frequency range, the sensitivity to the vibration frequency before and after the peak voltage is lowered unnecessarily. There is a problem to say that. Therefore, if the seismic wave contains vibration in this vibration frequency range, the change in resistance value will reach a predetermined amount even if the seismic intensity does not reach the predetermined seismic intensity. Or the processing device driven by a signal from the sensor may not be able to perform appropriate processing. Therefore, there is a need for a liquid sensor that suppresses the occurrence of a resonance phenomenon.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサー
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
れると副電極と導電性液体との接触面積が変化して主電
極と副電極との間の抵抗値が変化するようにされ、容器
中には液体の急激な流動を抑制するための抑制部材が設
けられていることを特徴とする。
The acceleration sensor 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 provided at the same distance from the main electrode and are arranged at equal intervals, and a conductive liquid is sealed in a closed container and the amount of the conductive liquid is regulated. In the posture, at least a part of the sub-electrode is located on the liquid surface, and when the inclination angle and the inclination direction of the closed container can be changed from the normal posture, the contact area between the sub-electrode and the conductive liquid changes. Then, the resistance between the main electrode and the sub-electrode is changed, and a suppression member for suppressing a rapid flow of the liquid is provided in the container.

【0022】容器中に抑制部材を設けて導電性流体の流
路を狭くすることにより、主に低い周波数振動に伴なう
液体のゆっくりとした流動には大きな影響を与えること
なく共振周波数付近での液体の速い流動による挙動のみ
が抑制されるので、共振周波数付近での抵抗値変化を抑
えることができる。
By providing a restricting member in the container to narrow the flow path of the conductive fluid, the slow flow of the liquid mainly due to the low frequency vibration is not largely affected at the resonance frequency. Since only the behavior due to the fast flow of the liquid is suppressed, the change in the resistance value near the resonance frequency can be suppressed.

【0023】また請求項2に記載の加速度センサーによ
れば、密閉容器を一端が閉じた円筒形の金属ハウジング
とこの金属ハウジングの開口部に当接固着される金属製
の円板から構成し、この金属ハウジング及び円板を主電
極とすることにより、ハウジングおよび円板を主電極と
して利用できると共に、密閉容器は強固で気密性及び液
密性が高く長期に亘って導電性液体の特性を安定して保
つ加速度センサーを提供することができる。
Further, according to the acceleration sensor of the present invention, the closed container is constituted by a cylindrical metal housing having one end closed and a metal disk fixedly abutted on the opening of the metal housing. By using the metal housing and the disk as the main electrode, the housing and the disk can be used as the main electrode, and the sealed container is strong, airtight and liquid-tight, and stabilizes the characteristics of the conductive liquid for a long period of time. It is possible to provide an acceleration sensor that maintains the acceleration.

【0024】また請求項3に記載の加速度センサーによ
れば、加速度応動素子の副電極は等間隔で4本配設され
ているので、直交する方向の加速度に対する抵抗値変化
を確実に検出することができる。
According to the third aspect of the present invention, since four sub-electrodes of the acceleration response element are arranged at equal intervals, it is possible to reliably detect a change in the resistance value with respect to the acceleration in the orthogonal direction. Can be.

【0025】さらに抑制部材を板状部材として各副電極
に固定することにより、電極として有効な面積を広げる
ことができるので、比較的抵抗値の高い液体を使用する
ことができる。
Further, by fixing the suppression member as a plate-like member to each sub-electrode, the effective area of the electrode can be increased, so that a liquid having a relatively high resistance value can be used.

【0026】また抑制部材を各副電極間に配設された板
状部材とすることにより、抑制部材の固定作業がより容
易になる。
Further, by using the plate-like member provided between the sub-electrodes as the suppressing member, the fixing operation of the suppressing member becomes easier.

【0027】また板状の抑制部材を容器の中心に対して
放射状となるように配設することにより、特に液体の共
振による円周方向の波状の流動を効果的に抑制すること
ができる。
Further, by disposing the plate-shaped suppressing member radially with respect to the center of the container, it is possible to effectively suppress, particularly, a wavy flow in the circumferential direction due to resonance of the liquid.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】次に本発明の加速度センサーにつ
いて図1の縦断面図、及びそのA−A断面図である図2
を参照しながら説明する。この加速度センサー1は一端
を閉じた金属ハウジング2と、この金属ハウジング2の
開口部を閉塞する金属製の蓋板3によって密閉容器を構
成している。蓋板3には複数、この例では4つの貫通孔
3Aが設けられており、各々の貫通孔には金属製の導電
端子からなる副電極4A,4B,4C,4Dが挿通さ
れ、ガラスなどの絶縁性充填材5によって気密に絶縁固
定されている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an acceleration sensor according to the present invention, and FIG.
This will be described with reference to FIG. The acceleration sensor 1 forms a closed container by a metal housing 2 having one end closed and a metal lid plate 3 for closing an opening of the metal housing 2. A plurality of, in this example, four, through holes 3A are provided in the cover plate 3, and sub-electrodes 4A, 4B, 4C, 4D made of metal conductive terminals are inserted through each of the through holes. It is hermetically insulated and fixed by the insulating filler 5.

【0029】密閉容器中には所定の固有抵抗値と粘性を
有した所定量の導電性液体6が封入されている。また各
々の副電極には板状の金属製抑制部材7A,7B,7
C,7Dが固着されている。これらの抑制部材7A乃至
7Dは容器の中心に対して放射状に向くように配置され
るのが好ましく、さらに少なくとも一部が導電性液体6
中に浸り容器内を横断する液体の流路を狭めているが液
体が流動すること自体を妨げるものではない。
A predetermined amount of the conductive liquid 6 having a predetermined specific resistance value and a predetermined viscosity is sealed in the closed container. Each of the sub-electrodes has a plate-shaped metal restraining member 7A, 7B, 7A.
C and 7D are fixed. These suppression members 7A to 7D are preferably arranged so as to face radially with respect to the center of the container.
Although the flow path of the liquid immersed therein and traversing the inside of the container is narrowed, it does not prevent the flow of the liquid itself.

【0030】これらの抑制部材7A乃至7Dは、図2に
示すように容器の中心からほぼ放射状となるように各々
の金属端子に導電的に接続配設されている。抑制部材7
A乃至7Dは金属製で互いに触れないように配置されて
おり、導電性液体6は各々の抑制部材の間、及びハウジ
ング2または蓋板3と各抑制部材との間を通って密閉容
器内を流通可能にされている。こうしてこの加速度セン
サー1は金属製のハウジング2及び蓋板3を主電極と
し、各副電極4A乃至4D及び各々に固定された抑制部
材7A乃至7Dとの間を導電性液体6によって接続して
いる。
These suppressing members 7A to 7D are conductively connected to respective metal terminals so as to be substantially radial from the center of the container as shown in FIG. Suppression member 7
A to 7D are made of metal and arranged so as not to touch each other, and the conductive liquid 6 passes between the respective restraining members and between the housing 2 or the cover plate 3 and each of the restraining members to pass through the closed container. It has been made available for distribution. In this manner, the acceleration sensor 1 uses the metal housing 2 and the cover plate 3 as main electrodes, and connects the sub-electrodes 4A to 4D and the suppression members 7A to 7D fixed to the respective electrodes by the conductive liquid 6. .

【0031】この加速度スイッチ1に加速度がかかると
容器内を導電性液体6が流動する。この時、導電性液体
6は抑制部材7A乃至7Dと蓋板3やハウジング2との
間や抑制部材同士の間隙を流通するので、前述の従来例
と同様に加速度の大きさや方向に応じて液面が傾斜して
各副電極及び抑制部材と導電性液体との接触面積が変化
する。ここで導電性液体6の流路は抑制部材7A乃至7
Dによって狭められているのでその流路抵抗により流動
速度が抑制されるが、流速が遅い場合にはその影響は少
なく流速が早くなるにつれその影響が大きくなる。
When acceleration is applied to the acceleration switch 1, the conductive liquid 6 flows in the container. At this time, since the conductive liquid 6 flows between the suppression members 7A to 7D and the cover plate 3 or the housing 2 or a gap between the suppression members, the liquid 6 is supplied according to the magnitude and direction of the acceleration as in the above-described conventional example. The surface is inclined, and the contact area between each sub-electrode and the suppressing member and the conductive liquid changes. Here, the flow path of the conductive liquid 6 is controlled by the suppression members 7A to 7A.
The flow velocity is suppressed by the flow path resistance because the flow velocity is narrowed by D. However, when the flow velocity is low, the influence is small and the influence increases as the flow velocity increases.

【0032】より具体的には振動においては、周波数が
高くなるほどに液体の流動速度が大きくなるので、抑制
部材を設けて実質的な流路を狭くしたことによる流速に
対する抑制効果もまた大きくなる。この例においては図
8のグラフに曲線31で示すように、従来と比較して地
震波の中心となるような1〜5Hzの振動に対しては液
体の流動速度が比較的遅く、抑制部材の影響があまりな
いので抵抗値の変化量には実質的に影響が無い。それに
対して、導電性液体6が共振を起こす8〜9Hz前後及
びそれ以上の周波数領域においては液体の流動速度を抑
え、共振現象に伴なう液面傾斜量の大きな変動の発生を
抑える事により、従来と比較して抵抗値の変化量を抑え
る事ができる。また10Hz以上の周波数領域の振動は
前述したように生活振動とみなすことができるので、こ
の抑制部材によって液体の流動速度が抑えられて抵抗変
化を起こしにくくなっても実質的な問題は無い。よって
地震波のように10Hz程度までの広範な周波数の振動
波が合成された振動をセンサーに印加されても確実且つ
的確なセンサー出力を行うことができる。
More specifically, in the case of vibration, the flow speed of the liquid increases as the frequency increases, so that the effect of suppressing the flow velocity by providing the suppression member and narrowing the substantial flow path also increases. In this example, as shown by a curve 31 in the graph of FIG. 8, the flow velocity of the liquid is relatively slow with respect to the vibration of 1 to 5 Hz which is the center of the seismic wave as compared with the related art, , There is substantially no effect on the amount of change in the resistance value. On the other hand, by suppressing the flow velocity of the liquid in a frequency range of about 8 to 9 Hz or higher in which the conductive liquid 6 causes resonance, and by suppressing the occurrence of a large fluctuation of the liquid surface tilt amount due to the resonance phenomenon. In addition, the amount of change in the resistance value can be suppressed as compared with the related art. In addition, since vibrations in a frequency region of 10 Hz or more can be regarded as life vibrations as described above, there is no substantial problem even if the flow rate of the liquid is suppressed by the suppressing member and resistance change does not easily occur. Therefore, even if a vibration combined with a vibration wave of a wide frequency range of about 10 Hz like a seismic wave is applied to the sensor, a reliable and accurate sensor output can be performed.

【0033】このように容器中に抑制部材を設けて液体
の流路を部分的に狭くすることにより、特に共振周波数
付近での液体の流速を抑えることで共振によって液体の
波状の運動が拡大すること、及びそれに伴なう電極間の
抵抗値変化の増大を抑える事ができる。また抑制部材を
容器の中心に対して放射状に向くように配置したことに
よりハウジングの壁面沿いの流路が制限されるので、液
体の壁面に沿った波状の流動は効果的に収束されると共
に、振動方向に発生する波と壁面沿いの流動との一致に
よって液面の傾斜が過大になることを防止する。
As described above, by providing the suppressing member in the container and partially narrowing the flow path of the liquid, particularly by suppressing the flow velocity of the liquid near the resonance frequency, the wavy motion of the liquid is expanded by resonance. In addition, it is possible to suppress the increase in the change in the resistance between the electrodes. In addition, since the flow path along the wall surface of the housing is restricted by arranging the suppressing member radially with respect to the center of the container, the wavy flow along the wall surface of the liquid is effectively converged, The inclination of the liquid surface is prevented from becoming excessive due to the coincidence between the wave generated in the vibration direction and the flow along the wall surface.

【0034】なお例えば容器内の壁沿いに伝播する波状
の運動の影響がほとんど無く実質的に無視できる場合な
どには図3に示すように抑制部材17で容器中央を囲む
ような形としても良い。この場合も各々の抑制部材17
間は間隙があり電気的にも直接接続されていないことは
言うまでもない。また特に抑制部材が図2に示すように
容器の中心に対して放射状に向くように配置されたもの
の場合には、抑制部材を全て蓋板もしくはハウジングに
取り付けて導電部材の間に配置しても良い。さらにこの
実施例では金属製のハウジングと蓋板を使用することに
よりこれらを主電極とすると共にこれらと電気的に絶縁
固定された導電端子を副電極として利用したものを例に
説明したが、密閉容器全体をガラスなどの電気絶縁性材
料で構成した場合にはその容器に主電極となる導電端子
を副電極となる導電端子の中央に挿通固定したものを使
用しても同様であることは言うまでもない。
For example, in the case where the effect of the wave-like motion propagating along the wall in the container is almost negligible and substantially negligible, for example, as shown in FIG. . Also in this case, each restraining member 17
It goes without saying that there is a gap between them and they are not electrically connected directly. In particular, in the case where the restraining members are arranged so as to face radially with respect to the center of the container as shown in FIG. 2, all the restraining members may be attached to the cover plate or the housing and arranged between the conductive members. good. Further, in this embodiment, the case where the metal housing and the lid plate are used as the main electrodes and the conductive terminals electrically insulated and fixed to these are used as the sub-electrodes has been described as an example. When the whole container is made of an electrically insulating material such as glass, it goes without saying that the same applies even when a conductive terminal serving as a main electrode is inserted and fixed in the center of the conductive terminal serving as a sub-electrode in the container. No.

【0035】上述の例においては副電極や蓋板の任意の
位置に抑制部材を取り付けることができるので液体の流
路を比較的自由に確保することができるが、部品数が多
く作業がやや煩雑である。そこで本発明の他の例におい
ては抑制部材を一体にして取り付けている。この例につ
いて図4乃至図6を参照して説明する。なお、前述の例
で示したのと同様の部品には同一の記号を付して詳細な
説明は省略する。
In the above-described example, the suppression member can be attached to an arbitrary position of the sub-electrode or the cover plate, so that the liquid flow path can be relatively freely secured, but the number of parts is large and the operation is rather complicated. It is. Therefore, in another example of the present invention, the suppression member is integrally mounted. This example will be described with reference to FIGS. Note that the same components as those described in the above-described example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0036】図4に縦断面図を、また図5にはそのB−
B断面図を示す加速度センサー21においてはハウジン
グ2と蓋板3で構成された密閉容器中に、導電性液体6
と共に合成樹脂の如き電気絶縁材料製の抑制部材27が
封入されている。この抑制部材27は図6に示すように
基板27Aとこの基板と一体とされた複数の板状部27
Bからなる。基板27Aは蓋板3上に配置されるために
副電極4A乃至4Dのそれぞれに対応する位置に貫通孔
27Cが設けられており、組付時においてこれらの貫通
孔に各副電極を挿通することで副電極に対する板状部2
7Bの位置が図5の如く決められる。また板状部27B
の先端がハウジング2の閉塞された側の内面に当接する
ことにより容器の中心軸方向に対する位置が決められ
る。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view, and FIG.
In the acceleration sensor 21 shown in the B sectional view, the conductive liquid 6 is placed in a closed container constituted by the housing 2 and the cover plate 3.
At the same time, a suppressing member 27 made of an electric insulating material such as a synthetic resin is enclosed. As shown in FIG. 6, the suppressing member 27 includes a substrate 27A and a plurality of plate-like portions 27 integrated with the substrate.
B. Since the substrate 27A is disposed on the cover plate 3, through-holes 27C are provided at positions corresponding to the sub-electrodes 4A to 4D, and each sub-electrode is inserted into these through-holes during assembly. Plate-shaped part 2 for sub-electrode
The position of 7B is determined as shown in FIG. The plate-like portion 27B
Abuts on the closed inner surface of the housing 2 to determine the position of the container with respect to the central axis direction.

【0037】この抑制部材27においても導電性液体6
に対する効果は前述の例と同様であり、導電性液体6は
板状部27Bの間や板状部27Bとハウジング2の内壁
との間の狭くなった空間を流動する時の抵抗で実質的な
流速が下がるので波状の流動は抑えられ、また共振によ
る波の増幅も起き難くなる。また板状部27Bは容器中
心に対して放射状に配置されているが、その配置はこれ
に限らず前述した図3の例と同様に複数の板状部で容器
中心を囲むようにしても良いことは言うまでもない。
Also in this suppressing member 27, the conductive liquid 6
Is the same as in the above-described example, and the conductive liquid 6 has a substantial resistance due to the resistance when flowing in the narrow space between the plate portions 27B or between the plate portion 27B and the inner wall of the housing 2. Since the flow velocity is reduced, the wavy flow is suppressed, and the amplification of the wave due to resonance hardly occurs. Further, the plate-like portions 27B are arranged radially with respect to the center of the container, but the arrangement is not limited to this, and a plurality of plate-like portions may surround the center of the container as in the example of FIG. Needless to say.

【0038】上記の抑制部材27は電気絶縁性の合成樹
脂などで構成されたものを例に示したが、基板を金属と
してその基板上に板状部を配置したものであっても良
い。この場合は、副電極を通す貫通孔を副電極と接触し
ないように充分大きくすると共に基板を溶接などの方法
で蓋板上に固定することで確実に板状部の位置が決めら
れる。また組付時に確実に位置関係が把握できるのであ
れば、抑制部材は必ずしも副電極や蓋板上に設置する必
要はなくハウジングの内面に固定しても良い。
Although the suppressing member 27 is made of an electrically insulating synthetic resin or the like as an example, the suppressing member 27 may be formed by using a substrate as a metal and arranging a plate portion on the substrate. In this case, the position of the plate-like portion can be reliably determined by making the through-hole for passing the sub-electrode sufficiently large so as not to contact the sub-electrode and fixing the substrate on the cover plate by welding or the like. In addition, if the positional relationship can be surely grasped at the time of assembling, the suppressing member does not necessarily need to be installed on the sub-electrode or the cover plate, and may be fixed to the inner surface of the housing.

【0039】この加速度センサーの出力信号は前述した
従来例と同様に処理装置に入力されて積分処理される。
この処理について再び図10を参照して説明する。なお
前述したのと同様に説明を簡略化するために副電極4A
及び4Bを結ぶ仮想直線方向の加速度を受けた場合につ
いてのみ説明するが、これと直行する方向の加速度につ
いても同様に検出可能なことは言うまでもない。
The output signal of the acceleration sensor is input to a processing device and integrated therein in the same manner as in the above-described conventional example.
This processing will be described again with reference to FIG. It should be noted that, similarly to the above, the sub-electrode 4A
Only the case in which the acceleration in the virtual straight line direction connecting the acceleration and the direction 4B is received will be described, but it goes without saying that the acceleration in the direction perpendicular to the acceleration can be similarly detected.

【0040】加速度センサー1は副電極4A及び4Bと
ハウジング2との間を各々導電性液体6で接続すること
により可変抵抗Ra及びRbを構成している。副電極4
A及び4Bはそれぞれ固定抵抗R1及びR2と接続され
ており、前述の可変抵抗Ra,Rbと共にブリッジ回路
を構成している。ブリッジ回路の固定抵抗R1,R2の
共通端子Eとハウジング2が電源Vに接続され測定用基
準電圧を印加されている。こうして基準電圧を印加され
たブリッジ回路の中間点X1,X2間の電圧を測定す
る。
The acceleration sensor 1 forms variable resistances Ra and Rb by connecting the sub-electrodes 4A and 4B and the housing 2 with a conductive liquid 6, respectively. Sub electrode 4
A and 4B are connected to fixed resistors R1 and R2, respectively, and constitute a bridge circuit together with the variable resistors Ra and Rb. The common terminal E of the fixed resistors R1 and R2 of the bridge circuit and the housing 2 are connected to a power supply V, and a reference voltage for measurement is applied. Thus, the voltage between the intermediate points X1 and X2 of the bridge circuit to which the reference voltage is applied is measured.

【0041】通常、加速度センサー1が正規姿勢で且つ
振動などによる加速度を受けていない時には、可変抵抗
Ra及びRb並びに固定抵抗R1及びR2はバランスし
ており、中間点X1,X2間に電圧は発生しない。副電
極4A及び4Bを結ぶ仮想直線方向に加速度を受ける
と、導電性液体6が流動して液面が傾斜するので各副電
極4A,4Bとの接触面積が変化する。そのため、可変
抵抗Ra及びRbの抵抗値は一方が増加、一方が減少し
てブリッジ回路のバランスが崩れる。その結果、中間点
X1,X2とで電位差が生じ、この電圧が加速度センサ
ーの出力信号となる。
Normally, when the acceleration sensor 1 is in the normal posture and is not receiving acceleration due to vibration or the like, the variable resistors Ra and Rb and the fixed resistors R1 and R2 are balanced, and a voltage is generated between the intermediate points X1 and X2. do not do. When acceleration is applied in the virtual linear direction connecting the sub-electrodes 4A and 4B, the conductive liquid 6 flows and the liquid surface is inclined, so that the contact area between the sub-electrodes 4A and 4B changes. Therefore, one of the resistance values of the variable resistors Ra and Rb increases and the other decreases, and the balance of the bridge circuit is lost. As a result, a potential difference occurs between the intermediate points X1 and X2, and this voltage becomes an output signal of the acceleration sensor.

【0042】この出力信号は前述したように電源からの
交流電圧の周期と振動加速度の周期の両方に連動した複
雑な波形となるが、ここでは前述の例と同様に加速度セ
ンサーには直流電圧が印加されているものと仮定して説
明する。本発明では密閉容器内に抑制板を設けたことに
より導電性液体6の流路はせまくなり液体の流動を遅く
しているが、比較的低い周波数でははじめから流速は遅
いので大きな影響はなく、振動加速度の波形にほぼ対応
した形となる。これに対して比較的高い周波数の振動に
関しては液体の動きに対する流路抵抗が及ぼす影響はよ
り大きくなる。実施例においては共振周波数付近の振動
やそれ以上の周波数の振動における液体の動きに対して
抑制板が効果的に働くことによって液体の極端な挙動が
抑えられることになり、特に共振周波数付近で発生する
出力信号のピーク値は図8において曲線31で示される
ように共振の影響のない低い周波数の場合と比較してそ
の増加率は2倍程度、前述の従来品におけるピーク値と
比較すると半分以下に抑えられる。
As described above, this output signal has a complicated waveform that is linked to both the cycle of the AC voltage from the power supply and the cycle of the vibration acceleration. Here, as in the above-described example, the DC voltage is applied to the acceleration sensor. Description will be made assuming that the voltage is applied. In the present invention, the flow path of the conductive liquid 6 is narrowed by providing the suppression plate in the closed container and the flow of the liquid is slowed down. The shape almost corresponds to the waveform of the vibration acceleration. In contrast, for relatively high frequency vibrations, the effect of the flow path resistance on the movement of the liquid is greater. In the embodiment, the extreme action of the liquid is suppressed by the effective operation of the suppressing plate with respect to the movement of the liquid in the vibration near the resonance frequency or the vibration of the frequency higher than the resonance frequency. As shown by a curve 31 in FIG. 8, the peak value of the output signal increases about twice as much as that at a low frequency without the influence of resonance, and is less than half as compared with the peak value of the above-mentioned conventional product. Can be suppressed.

【0043】この出力信号に対する積分処理について説
明する。まず積分処理1回におけるデータ数は、目標と
する周波数振動における1周期分とする。この目標周波
数は共振周波数付近の出力増加を効果的に補正し、且つ
正常な出力信号、特に地震による周波数領域の振動によ
る信号に対しては影響を与えないような周波数に設定さ
れている。例えばセンサーの共振周波数が9Hzとして
目標周波数を10Hzとする場合について説明する。こ
の場合には目標周波数である10Hzの1周期は0.1
秒である。これに対してサンプリング周波数が1000
Hzとすると、サンプリング数を100データとするこ
とで積分処理1回分のサンプリング周期は0.1秒にな
り目標周波数の周期と一致する。
The integration process for this output signal will be described. First, the number of data in one integration process is one cycle in the target frequency oscillation. The target frequency is set to a frequency that effectively corrects an increase in output near the resonance frequency and does not affect a normal output signal, particularly a signal due to vibration in a frequency domain due to an earthquake. For example, a case where the resonance frequency of the sensor is 9 Hz and the target frequency is 10 Hz will be described. In this case, one cycle of the target frequency of 10 Hz is 0.1
Seconds. On the other hand, if the sampling frequency is 1000
Assuming that the sampling frequency is Hz, the sampling period for one integration process is 0.1 second by setting the sampling number to 100 data, which coincides with the period of the target frequency.

【0044】この処理条件でサンプリングされたデータ
を積分処理すると、目標周波数より充分に低い周波数の
振動に対しては1回のサンプリング時間、この例の場合
0.1秒間におけるデータの変化が少ないので積分処理
をしても実質的な補正はほとんど行われないと見なすこ
とができる。これに対して目標周波数である10Hzの
振動に対する信号は、1周期分の値を積分処理すること
になるので、抵抗値の増加及び減少に伴なう出力信号が
互いに相殺されて実質的に0とみなされる。加速度セン
サーからの信号は振動周波数が前述の目標周波数に近づ
くにつれて順次その補正量を大きくしていくので、共振
周波数に近づくに連れて増加する加速度センサーからの
出力の上昇分は効果的に補正される。
When the data sampled under these processing conditions is integrated, the change in data during one sampling time, 0.1 second in this example, is small for vibration having a frequency sufficiently lower than the target frequency. It can be considered that substantial correction is hardly performed even when the integration process is performed. On the other hand, the signal for the vibration of 10 Hz, which is the target frequency, is obtained by integrating the value of one cycle, so that the output signals accompanying the increase and decrease of the resistance value cancel each other, and become substantially zero. Is considered. As the signal from the acceleration sensor increases its correction amount sequentially as the vibration frequency approaches the above-mentioned target frequency, the increase in the output from the acceleration sensor that increases as it approaches the resonance frequency is effectively corrected. You.

【0045】特に本発明では加速度センサーの内部に液
体の流動を抑えるための抑制部材を設けて液体の流路を
狭くしたことにより、共振周波数の振動に対しても出力
信号の増加を2倍程度に抑えているので補正がし易くな
り、図9に曲線41で示すように補正後の信号は広い範
囲でほぼ均一な周波数特性を得ることができる。そのた
め長い周期の振動から任意の周波数の振動による検出信
号までの所定の周波数範囲の振動であれば、その周波数
成分に関わらず振動の大きさ、つまり加速度の大きさに
対応した安定した信号を得ることができるので、特に感
震器に使用される場合には地震による揺れの大きさに応
じて確実且つ適切な処置を行うことができる。
In particular, in the present invention, the suppression member for suppressing the flow of the liquid is provided inside the acceleration sensor to narrow the flow path of the liquid. , The correction becomes easier, and as shown by the curve 41 in FIG. 9, the corrected signal can obtain substantially uniform frequency characteristics over a wide range. Therefore, if the vibration is within a predetermined frequency range from a long-period vibration to a detection signal due to vibration of an arbitrary frequency, a stable signal corresponding to the magnitude of the vibration, that is, the magnitude of the acceleration is obtained regardless of the frequency component. Therefore, particularly when used for a seismic sensor, a reliable and appropriate treatment can be performed according to the magnitude of the shaking caused by the earthquake.

【0046】上述の例では本発明の加速度センサーを感
震器に使用することを前提に繰り返し振動に対する信号
処理を行うことについて述べたが、この他にも例えば移
動体の加速度センサーとして使用することはもちろん、
容器と液面の傾きから傾斜角度を検出できる傾斜センサ
ーとして使用することもできる。
In the above example, signal processing for repeated vibrations has been described on the premise that the acceleration sensor of the present invention is used for a seismic sensor. Of course,
It can also be used as a tilt sensor that can detect the tilt angle from the tilt between the container and the liquid level.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上述べたように本発明の加速度センサ
ーによれば、慣性体として液体を使用していても共振周
波数による液体の挙動を抑えてセンサー出力をより安定
させることができるので、その後の信号処理が行いやす
くなり、同一加速度での加速度センサーからの出力信号
を振動の周波数成分に関わらずほぼ均一になるように処
理することができる。
As described above, according to the acceleration sensor of the present invention, even when a liquid is used as the inertial body, the behavior of the liquid due to the resonance frequency can be suppressed and the sensor output can be further stabilized. Signal processing can be easily performed, and the output signal from the acceleration sensor at the same acceleration can be processed so as to be substantially uniform regardless of the frequency component of the vibration.

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

【図1】本発明の加速度センサー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 sensor of the present invention.

【図2】図1の加速度センサーのA−A断面矢視図FIG. 2 is a sectional view of the acceleration sensor shown in FIG.

【図3】本発明の他の実施例を示す横断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例を示す縦断面図FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図5】図4の加速度センサーのB−B断面矢視図5 is a sectional view of the acceleration sensor shown in FIG.

【図6】図4の加速度センサーに使用される抑制部材の
一実施例
FIG. 6 is an embodiment of a suppressing member used in the acceleration sensor of FIG. 4;

【図7】従来の加速度センサーを示す縦断面図FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a conventional acceleration sensor.

【図8】加速度センサーの端子間抵抗の周波数特性を示
すグラフ
FIG. 8 is a graph showing frequency characteristics of resistance between terminals of the acceleration sensor.

【図9】加速度センサーからの出力を補正処理した信号
の一例
FIG. 9 shows an example of a signal obtained by correcting the output from the acceleration sensor.

【図10】加速度センサーを使用する回路の一例FIG. 10 shows an example of a circuit using an acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21:加速度センサー 2:ハウジング 3:蓋板 4A,4B,4C,4D:副電極 6:導電性液体 7A,7B,7C,7D,17,27:抑制部材 1:21: acceleration sensor 2: housing 3: lid plate 4A, 4B, 4C, 4D: sub-electrode 6: conductive liquid 7A, 7B, 7C, 7D, 17, 27: suppression member

Claims (6)

【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
れると副電極と導電性液体との接触面積が変化して主電
極と副電極との間の抵抗値が変化するようにされ、容器
中には液体の急激な流動を抑制するための抑制部材が設
けられていることを特徴とする加速度センサー。
A closed container having a substantially cylindrical shape with both ends closed, a main electrode and a plurality of sub-electrodes are 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. When the closed container can change the inclination angle and the inclination direction from the normal posture, the contact area between the sub-electrode and the conductive liquid changes, and the resistance between the main electrode and the sub-electrode changes. An acceleration sensor having a variable value, and a suppression member for suppressing a rapid flow of liquid is provided in the container.
【請求項2】加速度応動素子の密閉容器は一端を閉じた
円筒形の金属ハウジングとこの金属ハウジングの開口部
に当接固着される金属製の円板からなり、この金属ハウ
ジング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に記載の加速度センサー。
2. An airtight container for an acceleration response element comprises a cylindrical metal housing having one end closed and a metal disk fixed to an opening of the metal housing. The metal housing and the disk are mainly used. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the disk is an electrode, and a metal lead terminal serving as a sub-electrode is fixed through the disk in an electrically insulating manner.
【請求項3】加速度応動素子の副電極は4本配設されて
いることを特徴とする請求項1または2に記載の加速度
センサー。
3. The acceleration sensor according to claim 1, wherein four sub-electrodes of the acceleration response element are provided.
【請求項4】抑制部材は各副電極に固定された板状部材
であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項
に記載の加速度センサー。
4. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the suppression member is a plate-like member fixed to each sub-electrode.
【請求項5】抑制部材は各副電極間に配設された板状部
材であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1
項に記載の加速度センサー。
5. The method according to claim 1, wherein the suppressing member is a plate-like member disposed between the sub-electrodes.
The acceleration sensor according to the item.
【請求項6】抑制部材は容器の中心に対して放射状とな
るように配設され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. The container according to claim 4, wherein the restraining member is disposed radially with respect to the center of the container.
The acceleration sensor according to 1.
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