JP2005114394A - 慣性センサ及びそれを用いた複合センサ - Google Patents

慣性センサ及びそれを用いた複合センサ Download PDF

Info

Publication number
JP2005114394A
JP2005114394A JP2003345400A JP2003345400A JP2005114394A JP 2005114394 A JP2005114394 A JP 2005114394A JP 2003345400 A JP2003345400 A JP 2003345400A JP 2003345400 A JP2003345400 A JP 2003345400A JP 2005114394 A JP2005114394 A JP 2005114394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
movable
inertial sensor
signal voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003345400A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4645013B2 (ja
Inventor
Toshiyuki Nozoe
利幸 野添
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2003345400A priority Critical patent/JP4645013B2/ja
Priority to DE602004010588T priority patent/DE602004010588T2/de
Priority to US10/954,587 priority patent/US7337669B2/en
Priority to EP04023591A priority patent/EP1521086B1/en
Priority to CNB2004100833825A priority patent/CN100416276C/zh
Publication of JP2005114394A publication Critical patent/JP2005114394A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4645013B2 publication Critical patent/JP4645013B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
    • G01C19/5614—Signal processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/125—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by capacitive pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
    • G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
    • G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
    • G01P2015/084—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

【課題】センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することができる慣性センサ及びそれを用いた複合センサを実現するものである。
【解決手段】交流バイアス信号電圧を同期復調器２４よりも前に加えることにより、検知素子６または検出回路２７の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する自己診断回路４１を備えるため、慣性センサのセンサ出力端子２６から予め決められたＤＣオフセット信号が得られるかどうかを監視するだけで、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に加速度を検出する慣性センサ及びそれを用いた複合センサに関するものである。
近年、車両の加速度を検知してナビゲーションにおける高精度化、車両の安全制御を行うシステムが普及してきている。その中、車両の慣性量である加速度、あるいは角速度を検出するための様々なセンサが提供されてきており、今後、安価で高機能のセンサを提供するために複数のセンサを複合化する兆しも見え始めてきている。
従来の静電容量式の加速度センサとしては、印加された加速度に応じて変位するカンチレバーの近傍に配置された対向電極との間に生じる二つの静電容量（つまり２個のコンデンサの容量）の変化として捕らえるものであった。
このようなものとして、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、図１０に示すように２つのコンデンサ１０１，１０２を直列にブリッジ接続し、このコンデンサ１０１，１０２からなるブリッジに発振器１０３より交流バイアス信号電圧が印加され、加速度が加えられることによりカンチレバー（図示せず）が変位する。したがって、このカンチレバーの変位に対応したブリッジの接続点１０４に発生する分圧電位を増幅器１０５により検出し、次に整流器１０６により整流し、最後にＬＰＦ１０７により増幅して印加された加速度に対応する信号を得ている。
また、別のタイプとして、特許文献２に記載されたものが知られている。特許文献２では、図１１に示すように２つのコンデンサ１０８，１０９にそれぞれ直列に抵抗１１０，１１１を接続したＣＲブリッジ構成にして、このＣＲブリッジに発振器１０３より交流バイアス信号電圧が印加され、加速度が加えられることによりカンチレバー（図示せず）が変位する。したがって、このカンチレバーの変位に対応したＣＲブリッジの接続点１１２，１１３のインピーダンスバランスの変化による各接続点１１２，１１３の電位を差動増幅器１１４により検出し、次に整流器１１５により整流し、最後にＬＰＦ１１６により増幅して印加された加速度に対応する信号を得ている。
特表平４−５０４００３号公報 特開平７−１２８３５５号公報
しかしながら、上記従来の静電容量式の加速度センサでは、印加された加速度に対応する信号を得ることはできたが、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することはできないという課題を有していた。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することができる慣性センサ及びそれを用いた複合センサを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、第１及び第２のコンデンサ部を有し、前記第１のコンデンサ部が固定部に設けられた第１の検出電極と可動部に設けられた可動電極よりなり、前記第２のコンデンサ部が前記固定部に設けられた第２の検出電極と前記可動部に設けられた可動電極よりなるように構成された検知素子と、前記検知素子の可動電極に交流バイアス信号電圧を印加するためのドライブ回路と、前記検知素子に印加された加速度に応じて前記可動電極が変位し、前記第１の検出電極に発生する電荷量が増加する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が減少し、逆に前記第１の検出電極に発生する電荷量が減少する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が増加するように構成された前記第１、第２の検出電極の電荷量の差を検出するための差動型検出器と前記交流バイアス信号電圧に同期し前記差動型検出器の出力信号を同期復調するための同期復調器と前記同期復調器からの出力信号を調整する出力増幅器とを有する検出回路と、前記交流バイアス信号電圧を前記同期復調器よりも前に加えることにより、前記検知素子または前記検出回路の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する自己診断回路とを備えた構成を有しており、これにより、慣性センサの出力信号端子から予め決められたＤＣオフセット信号が得られるかどうかを監視するだけで、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することができる慣性センサを得ることができる。
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に、固定部に設けられた第１、第２の検出電極は所定の間隙を有して対向し、可動部に設けられた可動電極は前記第１、第２の検出電極間のほぼ中間に、かつ、前記第１、第２の検出電極にそれぞれ対向するように配置され、対向する前記第１、第２の検出電極面に直交する方向に加速度が印加されることにより、前記可動電極面が前記第１、第２の検出電極面に直交する方向に変位するように構成されており、これにより、シンプルな構造の慣性センサを得ることができる。
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に、固定部に設けられた第１、第２の検出電極は同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、可動部の両端が前記固定部により支持されるとともに、前記可動部に設けられた可動電極は所定の間隙を有して前記第１、第２の検出電極とそれぞれ対向し、さらに前記可動部に設けられた前記可動電極とは反対側に付加質量部が設けられ、前記第１、第２の検出電極面に平行な方向に加速度が印加されることにより、前記可動部に設けられた前記可動電極が前記付加質量部を中心に前記第１、第２の検出電極面の方向に回転し、回転する前記可動電極面の一端側が前記第１の検出電極面に近づく場合は前記可動電極面の他端側が前記第２の検出電極面から遠ざかる方向に変位し、逆に前記可動電極面の一端側が前記第１の検出電極面から遠ざかる場合は前記可動電極面の他端側が前記第２の検出電極面に近づく方向に変位するように構成されており、これにより、検出のためのコンデンサ部を片側にのみ設けた構造の慣性センサを得ることができる。
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に、固定部、可動部が、水晶、シリコンまたはセラミックスから構成されており、これにより、安定した形状の検知素子を有する慣性センサを得ることができる。
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に、自己診断回路が、ドライブ回路から出力される交流バイアス信号電圧を調整するための調整器と、この調整器からの信号を同期復調器より前に加えるための注入器とからなる構成を有しており、これにより、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断するためのＤＣオフセット信号を任意に調整可能な慣性センサを得ることができる。
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、特に、自己診断回路を動作状態または非動作状態のいずれかであるように切替える切替器をさらに備え、前記切替器は調整器と注入器との間に配置された構成を有しており、これにより、外部からの診断要求次第で常時または任意の時間のみ能動的に診断することができる。
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、特に、切替器は外部からの操作に応じて、ドライブ回路から出力される交流バイアス信号電圧を注入器に対して接続または切断する開閉器である構成を有しており、これにより、簡易な構造で自己診断回路を動作状態または非動作状態にすることができる。
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、特に、切替器は外部からの操作に応じて、ドライブ回路から出力される交流バイアス信号電圧を注入器に対して一定時間接続または切断するためのタイマー回路を備えた開閉器である構成を有しており、これにより、外部からの診断要求に対して一定時間能動的に診断することができる。
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、特に、調整器が減衰器または位相遷移器である構成を有しており、これにより、能動的に診断するためのＤＣオフセット信号量を精度よく初期設定することができる。
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、特に、注入器がコンデンサである構成を有しており、これにより、簡易な構造で能動的に診断するためのＤＣオフセット信号量を精度よく初期設定することができる。
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、特に、注入器が抵抗器である構成を有しており、これにより、簡易な構造で能動的に診断するためのＤＣオフセット信号量を精度よく初期設定することができる。
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に、自己診断回路に、ドライブ回路と検知素子における異常を常時監視し外部に診断信号を出力するために、交流バイアス信号電圧のレベルを監視するドライブ系判定器と、差動型検出器の出力信号のレベルを監視する検出系判定器と、前記ドライブ系判定器と検出系判定器の出力を外部に出力する論理和回路とをさらに備えた構成を有しており、これにより、交流バイアス信号電圧のレベルと差動型検出器の出力信号のレベルを常時監視し、ドライブ系（引き回しの線も含む）や検出系（検知素子から検出回路の間の引き回しの線も含む）に異常があれば、センサ外へ瞬時に異常診断信号を出力することができる。
本発明の請求項１３に記載の発明は、特に、第１及び第２のコンデンサ部を有し、前記第１のコンデンサ部が固定部に設けられた第１の検出電極と可動部に設けられた第１の可動電極よりなり、前記第２のコンデンサ部が前記固定部に設けられた第２の検出電極と前記可動部に設けられた第２の可動電極よりなり、前記第１、第２の検出電極は前記固定部の同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、前記可動部の両端が前記固定部により支持されるとともに、前記第１、第２の可動電極は前記可動部の同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、かつ、前記第１、第２の検出電極とそれぞれ対向し、さらに前記可動部に設けられた前記第１、第２の可動電極とは反対側に付加質量部が設けられ、前記第１、第２の検出電極面に平行な方向に加速度が印加されることにより、前記第１、第２の可動電極が前記付加質量部を中心に前記第１、第２の検出電極面の方向に回転し、回転する前記第１の可動電極面が前記第１の検出電極面に近づく場合は前記第２の可動電極面が前記第２の検出電極面から遠ざかる方向に変位し、逆に前記第１の可動電極面が前記第１の検出電極面から遠ざかる場合は前記第２の可動電極面が前記第２の検出電極面に近づく方向に変位するように構成された検知素子と、前記第１、第２の可動電極にそれぞれに交流バイアス信号電圧を印加するためのドライブ回路と、前記第１、第２の検出電極面に平行な方向に印加された加速度に応じて前記第１、第２の可動電極が変位し、前記第１の検出電極に発生する電荷量が増加する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が減少し、逆に前記第１の検出電極に発生する電荷量が減少する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が増加する前記第１、第２の検出電極の電荷量の差を検出するための差動型検出器と前記交流バイアス信号電圧に同期し前記差動型検出器の出力信号を同期復調するための同期復調器と前記同期復調器からの出力信号を調整する出力増幅器とを有する検出回路と、前記ドライブ回路と前記第１の可動電極または第２の可動電極のいずれかとの間に前記交流バイアス信号電圧値とは異なる所定の交流バイアス信号電圧値に設定可能にするために挿入されたネットワーク抵抗網と、前記ネットワーク抵抗網の一端とグランドとの間に挿入された開閉器とを備え、加速度を検出する場合には前記開閉器を開の状態にし、前記検知素子、前記ドライブ回路または前記検出回路の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する場合には前記開閉器を閉の状態にするような構成を有しており、これにより、開閉器の開閉状態の如何によって加速度を検出する状態か、異常を検出するための診断信号を供給する状態かが明確になるばかりか、第１、第２の可動電極にそれぞれ印加される交流バイアス信号電圧の大きさにより、能動的に診断するためのＤＣオフセット信号量を予め設定することができる。
本発明の請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、特に、ネットワーク抵抗網は、ドライブ回路と第１の可動電極または第２の可動電極のいずれかとの間に挿入された第１の抵抗と、前記第１の可動電極または第２の可動電極のいずれかと前記第１の抵抗との接続点と開閉器との間に挿入された第２の抵抗から構成されており、これにより、簡易な構成でありながら能動的に診断し、センサ出力端子から所定のＤＣオフセット信号量を供給するために、第１、第２の可動電極のそれぞれに印加する交流バイアス信号電圧の大きさを予め精度よく設定することができる。
本発明の請求項１５に記載の発明は、特に、振動素子と前記振動素子の振幅を一定に維持するための自励発振ループ信号電圧の励振周波数が５０ｋＨｚ以下である自励発振ループ回路を有した角速度センサと、請求項１または請求項１３に記載の慣性センサを備え、前記慣性センサの交流バイアス信号電圧に前記角速度センサの自励発振ループ信号電圧を用いた複合センサから構成されており、これにより、慣性センサの交流バイアス信号電圧の発生のためだけの専用回路が不要となるばかりか、慣性センサの交流バイアス信号電圧としても安定な信号が得られる。
本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の発明において、特に、請求項１または請求項１３に記載の慣性センサを２個備え、前記２個の慣性センサの交流バイアス信号電圧の位相が互いに９０度異なるように前記２個の慣性センサのドライブ回路の少なくともいずれか１つには位相遷移器を有した構成であり、これにより、接近した２個の慣性センサ同士の信号の漏れによる相互干渉を抑制することができる。
本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の発明において、特に、前記２個の慣性センサのドライブ回路の内のいずれか１つには、９０度位相遷移器を有した構成であり、これにより、片方の慣性センサ内にのみ位相遷移器を設けるだけで接近した２個の慣性センサ同士の信号の漏れによる相互干渉を抑制することができる。
本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１６に記載の発明において、特に、２個の慣性センサの検出軸の方向が互いに直交するように構成されており、これにより、２個の慣性センサ同士の信号の漏れによる相互干渉が抑制されていることと相俟って、互いに直交する２軸の加速度を精度良く検出できる。
本発明の慣性センサは、第１及び第２のコンデンサ部を有し、前記第１のコンデンサ部が固定部に設けられた第１の検出電極と可動部に設けられた可動電極よりなり、前記第２のコンデンサ部が前記固定部に設けられた第２の検出電極と前記可動部に設けられた可動電極よりなるように構成された検知素子と、前記検知素子の可動電極に交流バイアス信号電圧を印加するためのドライブ回路と、前記検知素子に印加された加速度に応じて前記可動電極が変位し、前記第１の検出電極に発生する電荷量が増加する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が減少し、逆に前記第１の検出電極に発生する電荷量が減少する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が増加するように構成された前記第１、第２の検出電極の電荷量の差を検出するための差動型検出器と前記交流バイアス信号電圧に同期し前記差動型検出器の出力信号を同期復調するための同期復調器と前記同期復調器からの出力信号を調整する出力増幅器とを有する検出回路と、前記交流バイアス信号電圧を前記同期復調器よりも前に加えることにより、前記検知素子または前記検出回路の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する自己診断回路とを備えた構成であるため、慣性センサの出力信号端子から予め決められたＤＣオフセット信号が得られるかどうかを監視するだけで、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することができるという効果を奏するものである。
また、本発明の複合センサは、振動素子と前記振動素子の振幅を一定に維持するための自励発振ループ信号電圧の励振周波数が５０ｋＨｚ以下である自励発振ループ回路を有した角速度センサと、慣性センサを備え、前記慣性センサの交流バイアス信号電圧に前記角速度センサの自励発振ループ信号電圧を用いた構成であるため、慣性センサの交流バイアス信号電圧の発生のためだけの専用回路が不要となるばかりか、慣性センサの交流バイアス信号電圧としても安定な信号が得られるという効果を奏するものである。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における慣性センサのブロック図、図２は同センサを構成する検知素子の等価回路図、図３は同センサの各部の動作波形図、図４は同センサにおいてＹ点、Ｚ点で断線した場合の各部の動作波形図、図５は同センサにおいて外部から診断要求信号が加えられた時の各部の動作波形図である。
図１、図２において、１はシリコンからなる固定部、２ａ，２ｂは固定部１上に所定の間隙を有して対向するように設けられた第１、第２の検出電極、３ａ，３ｂは第１、第２の検出電極２ａ，２ｂから電荷を取り出す第１、第２の出力端子、４は対向する第１、第２の検出電極２ａ，２ｂのほぼ中間に固定部１から延出した可動部、４ａ，４ｂは可動部４の両表面上に第１、第２の検出電極２ａ，２ｂに対向するように設けられた第１、第２の可動電極、５は第１、第２の可動電極４ａ，４ｂに信号を伝えるための可動部４の固定部１側に設けられた入力端子、６は固定部１、検出電極２ａ，２ｂ、第１、第２の出力端子３ａ，３ｂ、可動部４、第１、第２の可動電極４ａ，４ｂと入力端子５とからなる検知素子、１０は電源端子、１１はグランド端子、１２は入力端子５へ交流バイアス信号電圧を供給するためのドライブ回路、１３は交流バイアス信号電圧の位相を９０度遷移させるための位相遷移器、２０ａ，２０ｂは第１、第２の検出電極２ａ，２ｂに発生する電荷がそれぞれ入力されるカレントアンプ、２１はカレントアンプ２０ａ，２０ｂの出力がそれぞれ入力される差動検出器、２２はカレントアンプ２０ａ，２０ｂと差動検出器２１から構成された差動型検出器、２３は差動検出器２１の出力が入力される利得増幅器、２４は利得増幅器２３の出力を位相遷移器１３を通過した交流バイアス信号電圧により同期検波するための同期復調器、２５は同期復調器２４の出力が入力される出力増幅器、２６は出力増幅器２５により平滑、出力調整された後、外部に出力するためのセンサ出力端子、２７は差動型検出器２２、利得増幅器２３、同期復調器２４、出力増幅器２５とセンサ出力端子２６から構成された検出回路、３０は位相遷移器１３を通過した交流バイアス信号電圧が入力される調整器としての減衰器、３１は減衰器３０の出力が入力され、その出力がカレントアンプ２０ｂの反転入力端子に供給される注入器としてのコンデンサ、３２は減衰器３０とコンデンサ３１の間に設けられた切替器としての開閉器、３３は外部からの診断要求信号を受付け、この診断要求信号により減衰器３０の出力をコンデンサ３１に供給するために開閉器３２を開の状態から閉の状態に変えるための信号を開閉器３２に送り出すための診断端子、３４は位相遷移器１３を通過した交流バイアス信号電圧が入力され、整流後、平滑するための整流器、３５は整流器３４の出力が入力され、その出力レベルを比較判定するための比較器、３６は利得増幅器２３の出力が入力され、整流後、平滑するための整流器、３７は整流器３６の出力が入力され、その出力レベルを比較判定するための比較器、３８は比較器３５，３７の出力がそれぞれ入力される論理和回路、３９は論理和回路３８の出力が入力されるフェイル出力端子、４０は整流器３４，３６、比較器３５，３７、論理和回路３８とフェイル出力端子３９から構成された論理和回路ブロック、４１は減衰器３０、コンデンサ３１、開閉器３２、診断端子３３と論理和回路ブロック４０から構成された自己診断回路である。
図２において、第１の出力端子３ａに接続された第１の検出電極２ａと対向する第１の可動電極４ａにより静電容量がＣ１である第１のコンデンサ部が形成され、第２の出力端子３ｂに接続された第２の検出電極２ｂと対向する第２の可動電極４ｂにより静電容量がＣ２である第２のコンデンサ部が形成され、第１の可動電極４ａと第２の可動電極４ｂは互いに接続され、さらに入力端子５に接続されている。通常設計においては、静電容量Ｃ１と静電容量Ｃ２がほぼ等しくなるように初期調整されている。
図１〜図３を用いて、本慣性センサの基本動作を以下に説明する。ドライブ回路１２より位相遷移器１３を通して、交流バイアス信号電圧Ｖ（Ａ点に示す波形）が入力端子５を介して第１の可動電極４ａと第２の可動電極４ｂに印加される。次に、図１に示す検出軸の方向に加速度が印加されると可動部４が撓む。例えば、可動部４の撓みにより、第１の可動電極４ａと第１の検出電極２ａの間の距離が接近すると、静電容量Ｃ１が増加し、電荷Ｑ１＝Ｃ１・Ｖが増加する。したがって、第２の可動電極４ｂと第２の検出電極２ｂの間の距離が遠ざかり、静電容量Ｃ２が減少し、電荷Ｑ２＝Ｃ２・Ｖが減少する。可動部４の撓みが、上述の場合と逆の場合は、電荷Ｑ１，Ｑ２の増減の現象も逆となる。次に、第１の検出電極２ａに接続された第１の出力端子３ａは、カレントアンプ２０ｂの反転入力端子に接続され、第２の検出電極２ｂに接続された第２の出力端子３ｂは、カレントアンプ２０ａの反転入力端子に接続され、カレントアンプ２０ａ，２０ｂの非反転入力端子は、それぞれ一定電圧（たとえば、２．５Ｖの仮想グランドに設定）に保たれているため、図１に示すＣ点、Ｄ点の変位電流の波形は、図３に示すようにそれぞれｉ２＝ｄＱ２／ｄｔ、ｉ１＝ｄＱ１／ｄｔとなる。さらに、カレントアンプ２０ａ，２０ｂの出力は差動検出器２１にそれぞれ入力され、その出力（図１に示すＥ点）は、図３に示す波形のようになる。次に、差動検出器２１の出力は利得増幅器２３により位相が９０°進められ、かつ、増幅された後出力（図１に示すＦ点）される（その波形は、図３に示す通り）。次に、利得増幅器２３の出力が同期復調器２４に入力されると同時に図１のＡ点に示す信号が入力端子５を経由して（図１に示すＢ点）同期復調器２４に入力されることにより、利得増幅器２３の出力がＢ点に示す信号（すなわち、交流バイアス信号電圧Ｖ）により同期検波される。同期検波後の同期復調器２４の出力（図１に示すＧ点）波形は図３に示す通りである。最後に、出力増幅器２５により同期復調器２４の出力を平滑し、出力調整した後（図１に示すＨ点）、センサ出力端子２６に印加した加速度の大きさに対応した信号（図３に示すＨ点の波形）を供給する。
以上のような構成により、検知素子６に重畳した外来ノイズ、他回路からの静電的な結合等による同相ノイズ成分は、差動型検出器２２を用いることで大幅に低減可能である。また、同期復調器２４を通過する信号は、図３に示すＦ点の波形のように交流バイアス信号電圧Ｖ（Ａ点に示す波形）と同相（あるいは逆相）な成分だけであり、混入ノイズ、回路的なＤＣオフセットなど交流バイアス信号電圧Ｖと同期しない成分は全て排除されるため、前述の差動型検出器２２との組合せによりＳ／Ｎ比の大きな慣性センサを構成することができる。このことは、より小型な検知素子を想定した時に、性能を維持しつつサイズ、コストを抑えるという通常では、相反するような要件を成立させるために非常に効果的である。
次に、図１、図４を用いて、図１に示すＹ点、Ｚ点で断線した場合の常時診断機能の基本動作を以下に説明する。
最初に、図１に示すＹ点で断線した場合の基本動作について説明する。正常時は、第１の出力端子３ａからの出力信号（Ｄ点の波形）と第２の出力端子３ｂからの出力信号（Ｃ点の波形）がほぼ同一であるため、互いにキャンセルされてしまい差動検出器２１の出力信号（Ｅ点の波形）はゼロになる。しかし、Ｙ点で断線が発生すると、第１の出力端子３ａからの出力信号と第２の出力端子３ｂからの出力信号が差動検出器２１でキャンセルされなくなり、差動検出器２１から大きな振幅の信号（Ｅ点の波形）となって現れる。この信号が利得増幅器２３を通過し位相が９０度進んだ大きな振幅の信号（Ｆ点の波形）となって現れる。この信号を整流器３６に入力し、整流器３６からの出力（Ｌ点の波形）を比較器３７により参照電圧Ｍ（図４にそのレベルの一例を示す）と比較、判定した後、比較器３７から出力（Ｎ点の波形）する。この信号が論理和回路３８を経由してフェイル出力端子３９に出力（Ｏ点の波形）される。これにより、瞬時に検出回路系に異常があることを示す信号をセンサの外部に出力することができる。また、初期設計時に差動検出器２１の出力信号（Ｅ点の波形）をゼロ以外の一定の信号となるようにしておくと同時に比較器３７の設定レベルを別の一定値にすることにより、例えば差動検出器２１の出力信号（Ｅ点の波形）がゼロになるような地絡などによる検知素子６の異常を瞬時に検出することも可能である。
次に、図１に示すＺ点で断線した場合の基本動作について説明する。Ｚ点で断線が発生すると、交流バイアス信号電圧Ｖ（Ａ点に示す波形）が整流器３４に到達しなくなるため、整流器３４の出力信号（Ｉ点の波形）はゼロとなる。したがって、この整流器３４の出力信号（Ｉ点の波形）が、比較器３５により参照電圧Ｊ（図４にそのレベルの一例を示す）と比較、判定された後、比較器３５から出力（Ｋ点の波形）される。この信号が論理和回路３８を経由してフェイル出力端子３９に出力（Ｏ点の波形）される。これにより、瞬時にドライブ回路系に異常があることを示す信号をセンサの外部に出力することができる。
次に、図１に示す同センサにおいて外部から診断要求信号が加えられた時の基本動作を図１、図５を用いて、以下に説明する。診断端子３３に診断要求信号（例えば、図５のＰ点に示すハイレベルの信号）が加えられている間、開閉器３２が閉の状態となり、交流バイアス信号電圧Ｖ（Ａ点、Ｂ点に示す波形）が減衰器３０で減衰された信号（Ｑ点に示す波形）となる。次に、Ｑ点に示す信号を開閉器３２を介してＲ点に示す波形のような信号としてコンデンサ３１に加える。Ｒ点に示す信号は、コンデンサ３１を介してＳ点に示す波形のような信号（この信号は実際に印加された加速度に対応するものではなく、擬似の電気信号である）としてカレントアンプ２０ｂの反転入力端子に加えられる。これにより、差動検出器２１から図５に示すＥ点のような信号が得られ、この差動検出器２１の出力が利得増幅器２３により位相が９０°進められ、かつ、増幅された後出力（図１のＦ点に示す）される（その波形は、図５に示す通り）。次に、この利得増幅器２３の出力が同期復調器２４により同期検波される。同期検波後の同期復調器２４の出力（図１のＧ点に示す）波形は図５に示す通りである。最後に、出力増幅器２５により同期復調器２４の出力を平滑し、出力調整した後、図５のＨ点に示すようなＤＣ出力が得られる。これにより、例えば診断要求信号Ｐが加えられた時、センサが正常であれば、Ｈ点に示すＤＣ出力が５００ｍＶであるように設定されていれば、検出回路２７を構成する部品（例えば、図示されない増幅用の帰還抵抗）のショートや経時変化などセンサの出力感度に多大な影響を与える異常についても精度良く検出することが可能である。上述に示すような構成であれば、検知素子６に専用の電極を設けるなどの特別なことをする必要がないため、小型でシンプルな検知素子６にできる。
以上のように、常時診断機能と外部からの診断要求信号に応える診断機能を複合させた自己診断回路４１を備えることにより、センサのあらゆる異常モードをほぼ完全に検出することが可能となり、信頼性の高いセンサとすることができる。
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における慣性センサのブロック図である。本実施の形態において、検出回路や自己診断回路は前述の実施の形態１と同様に構成されるため、異なる部分についてのみ詳述する。
図６において、５０は固定部、５１，５２は固定部５０に設けられた第１、第２の検出電極、５３は可動部、５４，５５は可動部５３の両端と固定部５０とをそれぞれ接続する支持部、５６は第１、第２の検出電極５１，５２と対向するように可動部５３に設けられた可動電極、５７は可動部５３において可動電極５６とは反対側に設けられた付加質量部である。第１、第２の検出電極５１，５２は、固定部５０の同一平面内に所定の間隙を設けて配置されている。また、可動電極５６は第１、第２の検出電極５１，５２とそれぞれ所定の間隙を有し、かつ、対向するように配置されている。さらに、付加質量部５７は、その中心が第１、第２の検出電極５１，５２の中間に位置するように設けられている。
次に、本慣性センサの基本動作を以下に説明する。第１、第２の検出電極５１，５２面に平行な方向（図６に示す検出軸の方向）に加速度が印加されることにより、可動電極５６が付加質量部５７を中心に第１、第２の検出電極５１，５２面の方向に回転し、回転する可動電極５６面の一端側が第１の検出電極５１面に近づく場合は可動電極５６面の他端側が第２の検出電極５２面から遠ざかる方向に変位し、逆に可動電極５６面の一端側が第１の検出電極５１面から遠ざかる場合は可動電極５６面の他端側が第２の検出電極５２面に近づく方向に変位する。また、可動電極５６には、交流バイアス信号電圧Ｖが加えられている。したがって、このように印加された加速度による可動電極５６面の回転によってもたらされる電荷Ｑ１（第１の検出電極５１面に発生する電荷）、Ｑ２（第２の検出電極５２面に発生する電荷）の増減を実施の形態１に示したような検出回路２７により検出することで、センサ出力端子２６に印加した加速度の大きさに対応した信号を供給することができる。
本実施の形態のような構成であるため、検出のためのコンデンサ部を片側にのみ設けることができる。
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における慣性センサのブロック図である。本実施の形態において、前述の実施の形態１、２と同様な構成の部分には同一番号を付し詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
図７において、５８，５９は可動部５３の同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、かつ、第１、第２の検出電極５１，５２とそれぞれ対向するように設けられた第１、第２の可動電極、６０はドライブ回路１２と第２の可動電極５９との間に交流バイアス信号電圧Ｖとは異なる所定の交流バイアス信号電圧値に設定可能にするために挿入された第１の抵抗、６１は第２の可動電極５９と第１の抵抗６０との接続点、６２は接続点６１に接続された第２の抵抗、６３はグランド、６４は第２の抵抗６２とグランド６３との間に挿入された切替器としての開閉器、６５は外部からの診断要求信号を受付け、この診断要求信号により開閉器６４を開の状態から閉の状態に変えるための信号を開閉器６４に送り出すための診断端子である。
次に、本慣性センサの基本動作を以下に説明する。外部からの診断要求信号のない場合（すなわち、開閉器６４が開の状態の場合）は、第１、第２の可動電極５８，５９には交流バイアス信号電圧Ｖが印加されている（すなわち、第１、第２の可動電極５８，５９は同一電位である）。このような時には、実施の形態２で説明したような通常の加速度の検出が行なわれる。
次に、外部からの診断要求信号のある場合（すなわち、開閉器６４が閉の状態の場合）は、例えば第１の抵抗６０の値Ｒ１と第２の抵抗６２の値Ｒ２が等しいと第２の可動電極５９に印加される交流バイアス信号電圧の値が第１の可動電極５８に印加される交流バイアス信号電圧の値の半分になる。この構成により、センサに異常のない場合は、センサ出力端子２６から所定のＤＣオフセット出力が供給される。しかし、検知素子、ドライブ回路または検出回路の少なくともいずれか１つに異常が発生すると前記所定のＤＣオフセット出力が供給されなくなる。
これにより、簡易な構成でありながら能動的に診断し、センサ出力端子２６から所定のＤＣオフセット出力を供給するために、第１、第２の可動電極５８，５９のそれぞれに印加する交流バイアス信号電圧の大きさを予め精度よく設定することができる。
本実施の形態においては、第１の抵抗６０の値Ｒ１と第２の抵抗６２の値Ｒ２が等しい場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。また、第１の抵抗６０と第２の抵抗６２を用いた構成についてのみ説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ネットワーク抵抗網やその他様々な構成を採用することも可能である。
（実施の形態４）
図８は本発明の実施の形態４における複合センサのブロック図、図９は同センサの各部の動作波形図である。本実施の形態において、前述の実施の形態１と同様な構成の部分には同一番号を付し詳細な説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
図８において、７０は振動素子、７１は振動素子７０のドライブ回路、７２は振動素子７０から抽出された入力角速度Ωに対応する電気量を処理するための検出回路、７３は電源端子、７４はグランド端子、７５は音叉型角速度センサ、８０，９０は第１、第２の慣性センサ、９１は第１の慣性センサ８０へ入力される交流バイアス信号電圧と第２の慣性センサ９０の検出信号との間に形成される結合容量、９２は第２の慣性センサ９０へ入力される交流バイアス信号電圧と第１の慣性センサ８０の検出信号との間に形成される結合容量である。また、第１の慣性センサ８０と第２の慣性センサ９０は互いに検出軸が直交している（例えば、それぞれＸ軸、Ｙ軸と設定する）。
次に、本複合センサの基本動作を図８、図９を用いて、以下に説明する。図８において、振動素子７０の振幅を一定に維持するためにドライブ回路（ＡＧＣ回路を含む自励発振ループ回路）から５０ｋＨｚ以下の励振周波数で振動素子７０を駆動する。駆動されている振動素子７０の振幅をモニターするモニター信号がＡ点に現れる。このモニター信号が第１の慣性センサ８０内に設けられた位相遷移器１３を経由して入力端子５にＡ点に示すモニター信号より位相が９０度遅れた交流バイアス信号電圧（図８のＢ点に示す）として加えられている。また、このモニター信号が第２の慣性センサ９０内の入力端子５に交流バイアス信号電圧（図８のＧ点に示す）として直接加えられている。
次に、第１の慣性センサ８０のＸ軸方向に加速度が印加された場合、第１の慣性センサ８０内の利得増幅器２３の出力（図９のＤ点に示す波形）には、印加された加速度に対応する信号以外に結合容量９２に基づく漏れ信号も含まれる。利得増幅器２３の出力は同期復調器２４でＢ点に示す交流バイアス信号電圧により検波され、図９のＥ点に示すような波形が得られる。この同期復調器２４の出力（図９のＥ点に示すような波形）を出力増幅器２５で平滑し、出力調整することにより、結合容量９２に基づく漏れ信号はキャンセルされたＦ点に示すような波形が得られる。
また、第２の慣性センサ９０のＹ軸方向に加速度が印加された場合、第２の慣性センサ９０内の利得増幅器２３の出力（図９のＨ点に示す波形）には、印加された加速度に対応する信号以外に結合容量９１に基づく漏れ信号も含まれる。利得増幅器２３の出力は同期復調器２４でＧ点に示す交流バイアス信号電圧（Ａ点に示す信号と同相）により検波され、図９のＩ点に示すような波形が得られる。この周期復調器２４の出力（図９のＩ点に示すような波形）を出力増幅器２５で平滑し、出力調整することにより、結合容量９１に基づく漏れ信号はキャンセルされたＪ点に示すような波形が得られる。
本複合センサにおいては、第１の慣性センサ８０と第２の慣性センサ９０に加えられる交流バイアス信号電圧の位相が互いに９０度異なるため、第１の慣性センサ８０と第２の慣性センサ９０のそれぞれの出力増幅器２５から結合容量９２に基づく漏れ信号と結合容量９１に基づく漏れ信号が現れない（相互干渉を抑制できる）。また、本実施の形態のように第１の慣性センサ８０内に位相を９０度遅らせるための位相遷移器１３が設けられているため、片方の慣性センサ内にのみ位相遷移器を設けるだけで済む。
本実施の形態においては、第１の慣性センサ８０内にのみＡ点に示すモニター信号より位相が９０度遅れた交流バイアス信号電圧を発生させる例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく第１の慣性センサ８０と第２の慣性センサ９０に加えられる交流バイアス信号電圧の位相が互いに９０度異なりさえすればよい。
また、本複合センサにおいては、第１、第２の慣性センサ８０，９０の交流バイアス信号電圧に角速度センサ７５のドライブ回路（ＡＧＣ回路を含む自励発振ループ回路）７１から供給される５０ｋＨｚ以下の励振周波数を用いているため、第１、第２の慣性センサ８０，９０の交流バイアス信号電圧の発生のためだけの専用回路が不要となるばかりか、第１、第２の慣性センサ８０，９０の交流バイアス信号電圧としても安定な信号が得られる。
本発明の技術思想により、慣性センサの検知素子の集積化、複合化による相互干渉を防止し、かつ、感度や温度特性の劣化を抑えた複合センサを提供することが可能になる。
本実施の形態においては、慣性センサ内に図１に示すような自己診断回路を有していない例について説明したが、自己診断回路を適宜備えることは当然可能である。
また、本実施の形態においては、複合センサを構成する角速度センサに音叉型のセンサ、慣性センサの検知素子として図１に示すようなセンサの例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく様々なセンサを組み合わせることも可能であり、かつ、設計の自由度も向上する。
本発明にかかる慣性センサは、交流バイアス信号電圧を同期復調器よりも前に加えることにより、検知素子または検出回路の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する自己診断回路とを備えた構成であるため、慣性センサの出力信号端子から予め決められたＤＣオフセット信号が得られるかどうかを監視するだけで、センサ自体に異常がないかどうかを能動的に診断することができる。この慣性センサにさらに角速度センサを併設することで、慣性センサの交流バイアス信号電圧の発生のためだけの専用回路が不要であり、かつ、交流バイアス信号電圧としても安定な信号が要望されている複合センサに有用である。
本発明の実施の形態１における慣性センサのブロック図 同センサを構成する検知素子の等価回路図 同センサの各部の動作波形図 同センサのＹ点、Ｚ点で断線した場合の各部の動作波形図 同センサの外部から診断要求信号が加えられた時の各部の動作波形図 本発明の実施の形態２における慣性センサのブロック図 本発明の実施の形態３における慣性センサのブロック図 本発明の実施の形態４における複合センサのブロック図 同センサの各部の動作波形図 従来の静電容量式の加速度センサのブロック図 従来の別の静電容量式の加速度センサのブロック図
符号の説明
１，５０ 固定部
２ａ，５１ 第１の検出電極
２ｂ，５２ 第２の検出電極
３ａ，３ｂ 第１、第２の出力端子
４，５３ 可動部
４ａ，５８ 第１の可動電極
４ｂ，５９ 第２の可動電極
５ 入力端子
６ 検知素子
１０，７３ 電源端子
１１，７４ グランド端子
１２，７１ ドライブ回路
１３ 位相遷移器
２０ａ，２０ｂ カレントアンプ
２１ 差動検出器
２２ 差動型検出器
２３ 利得増幅器
２４ 同期復調器
２５ 出力増幅器
２６ センサ出力端子
２７，７２ 検出回路
３０ 減衰器
３１ コンデンサ
３２，６４ 開閉器
３３，６５ 診断端子
３４，３６ 整流器
３５，３７ 比較器
３８ 理論和回路
３９ フェイル出力端子
４０ 論理和回路ブロック
４１ 自己診断回路
５４，５５ 支持部
５６ 可動電極
５７ 付加質量部
６０ 第１の抵抗
６１ 接続点
６２ 第２の抵抗
６３ グランド
７０ 振動素子
７５ 音叉型角速度センサ
８０，９０ 第１、第２の慣性センサ
９１，９２ 結合容量

Claims (18)

  1. 第１及び第２のコンデンサ部を有し、前記第１のコンデンサ部が固定部に設けられた第１の検出電極と可動部に設けられた可動電極よりなり、前記第２のコンデンサ部が前記固定部に設けられた第２の検出電極と前記可動部に設けられた可動電極よりなるように構成された検知素子と、前記検知素子の可動電極に交流バイアス信号電圧を印加するためのドライブ回路と、前記検知素子に印加された加速度に応じて前記可動電極が変位し、前記第１の検出電極に発生する電荷量が増加する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が減少し、逆に前記第１の検出電極に発生する電荷量が減少する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が増加するように構成された前記第１、第２の検出電極の電荷量の差を検出するための差動型検出器と前記交流バイアス信号電圧に同期し前記差動型検出器の出力信号を同期復調するための同期復調器と前記同期復調器からの出力信号を調整する出力増幅器とを有する検出回路と、前記交流バイアス信号電圧を前記同期復調器よりも前に加えることにより、前記検知素子または前記検出回路の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する自己診断回路とを備えた慣性センサ。
  2. 固定部に設けられた第１、第２の検出電極は所定の間隙を有して対向し、可動部に設けられた可動電極は前記第１、第２の検出電極間のほぼ中間に、かつ、前記第１、第２の検出電極にそれぞれ対向するように配置され、対向する前記第１、第２の検出電極面に直交する方向に加速度が印加されることにより、前記可動電極面が前記第１、第２の検出電極面に直交する方向に変位するように構成された請求項１に記載の慣性センサ。
  3. 固定部に設けられた第１、第２の検出電極は同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、可動部の両端が前記固定部により支持されるとともに、前記可動部に設けられた可動電極は所定の間隙を有して前記第１、第２の検出電極とそれぞれ対向し、さらに前記可動部に設けられた前記可動電極とは反対側に付加質量部が設けられ、前記第１、第２の検出電極面に平行な方向に加速度が印加されることにより、前記可動部に設けられた前記可動電極が前記付加質量部を中心に前記第１、第２の検出電極面の方向に回転し、回転する前記可動電極面の一端側が前記第１の検出電極面に近づく場合は前記可動電極面の他端側が前記第２の検出電極面から遠ざかる方向に変位し、逆に前記可動電極面の一端側が前記第１の検出電極面から遠ざかる場合は前記可動電極面の他端側が前記第２の検出電極面に近づく方向に変位するように構成された請求項１に記載の慣性センサ。
  4. 固定部、可動部は、水晶、シリコンまたはセラミックスからなる請求項１に記載の慣性センサ。
  5. 自己診断回路は、ドライブ回路から出力される交流バイアス信号電圧を調整するための調整器と、この調整器からの信号を同期復調器より前に加えるための注入器とからなる請求項１に記載の慣性センサ。
  6. 自己診断回路を動作状態または非動作状態のいずれかであるように切替える切替器をさらに備え、前記切替器は調整器と注入器との間に配置された請求項５に記載の慣性センサ。
  7. 切替器は外部からの操作に応じて、ドライブ回路から出力される交流バイアス信号電圧を注入器に対して接続または切断する開閉器である請求項６に記載の慣性センサ。
  8. 切替器は外部からの操作に応じて、ドライブ回路から出力される交流バイアス信号電圧を注入器に対して一定時間接続または切断するためのタイマー回路を備えた開閉器である請求項６に記載の慣性センサ。
  9. 調整器は減衰器または位相遷移器である請求項５に記載の慣性センサ。
  10. 注入器はコンデンサである請求項５に記載の慣性センサ。
  11. 注入器は抵抗器である請求項５に記載の慣性センサ。
  12. 自己診断回路には、ドライブ回路と検知素子における異常を常時監視し外部に診断信号を出力するために、交流バイアス信号電圧のレベルを監視するドライブ系判定器と、差動型検出器の出力信号のレベルを監視する検出系判定器と、前記ドライブ系判定器と検出系判定器の出力を外部に出力する論理和回路とをさらに備えた請求項１に記載の慣性センサ。
  13. 第１及び第２のコンデンサ部を有し、前記第１のコンデンサ部が固定部に設けられた第１の検出電極と可動部に設けられた第１の可動電極よりなり、前記第２のコンデンサ部が前記固定部に設けられた第２の検出電極と前記可動部に設けられた第２の可動電極よりなり、前記第１、第２の検出電極は前記固定部の同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、前記可動部の両端が前記固定部により支持されるとともに、前記第１、第２の可動電極は前記可動部の同一平面内に所定の間隙を設けて配置され、かつ、前記第１、第２の検出電極とそれぞれ対向し、さらに前記可動部に設けられた前記第１、第２の可動電極とは反対側に付加質量部が設けられ、前記第１、第２の検出電極面に平行な方向に加速度が印加されることにより、前記第１、第２の可動電極が前記付加質量部を中心に前記第１、第２の検出電極面の方向に回転し、回転する前記第１の可動電極面が前記第１の検出電極面に近づく場合は前記第２の可動電極面が前記第２の検出電極面から遠ざかる方向に変位し、逆に前記第１の可動電極面が前記第１の検出電極面から遠ざかる場合は前記第２の可動電極面が前記第２の検出電極面に近づく方向に変位するように構成された検知素子と、前記第１、第２の可動電極にそれぞれに交流バイアス信号電圧を印加するためのドライブ回路と、前記第１、第２の検出電極面に平行な方向に印加された加速度に応じて前記第１、第２の可動電極が変位し、前記第１の検出電極に発生する電荷量が増加する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が減少し、逆に前記第１の検出電極に発生する電荷量が減少する場合は前記第２の検出電極に発生する電荷量が増加する前記第１、第２の検出電極の電荷量の差を検出するための差動型検出器と前記交流バイアス信号電圧に同期し前記差動型検出器の出力信号を同期復調するための同期復調器と前記同期復調器からの出力信号を調整する出力増幅器とを有する検出回路と、前記ドライブ回路と前記第１の可動電極または第２の可動電極のいずれかとの間に前記交流バイアス信号電圧値とは異なる所定の交流バイアス信号電圧値に設定可能にするために挿入されたネットワーク抵抗網と、前記ネットワーク抵抗網の一端とグランドとの間に挿入された開閉器とを備え、加速度を検出する場合には前記開閉器を開の状態にし、前記検知素子、前記ドライブ回路または前記検出回路の少なくともいずれか１つの異常を検出するための診断信号を供給する場合には前記開閉器を閉の状態にするように構成した慣性センサ。
  14. ネットワーク抵抗網は、ドライブ回路と第１の可動電極または第２の可動電極のいずれかとの間に挿入された第１の抵抗と、前記第１の可動電極または第２の可動電極のいずれかと前記第１の抵抗との接続点と開閉器との間に挿入された第２の抵抗から構成された請求項１３に記載の慣性センサ。
  15. 振動素子と前記振動素子の振幅を一定に維持するための自励発振ループ信号電圧の励振周波数が５０ｋＨｚ以下である自励発振ループ回路を有した角速度センサと、請求項１または請求項１３に記載の慣性センサを備え、前記慣性センサの交流バイアス信号電圧に前記角速度センサの自励発振ループ信号電圧を用いた複合センサ。
  16. 請求項１または請求項１３に記載の慣性センサを２個備え、前記２個の慣性センサの交流バイアス信号電圧の位相が互いに９０度異なるように前記２個の慣性センサのドライブ回路の少なくともいずれか１つには位相遷移器を有した請求項１５に記載の複合センサ。
  17. 前記２個の慣性センサのドライブ回路の内のいずれか１つには、９０度位相遷移器を有した請求項１６に記載の複合センサ。
  18. ２個の慣性センサの検出軸の方向が互いに直交するように構成された請求項１６に記載の複合センサ。
JP2003345400A 2003-10-03 2003-10-03 加速度センサ及びそれを用いた複合センサ Expired - Fee Related JP4645013B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003345400A JP4645013B2 (ja) 2003-10-03 2003-10-03 加速度センサ及びそれを用いた複合センサ
DE602004010588T DE602004010588T2 (de) 2003-10-03 2004-10-01 Inerzialsensor und eine diesen enthaltende Sensorkombination
US10/954,587 US7337669B2 (en) 2003-10-03 2004-10-01 Inertial sensor and combined sensor therewith
EP04023591A EP1521086B1 (en) 2003-10-03 2004-10-01 Inertial sensor and combined sensor therewith
CNB2004100833825A CN100416276C (zh) 2003-10-03 2004-10-08 惯性传感器以及采用该传感器的复合传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003345400A JP4645013B2 (ja) 2003-10-03 2003-10-03 加速度センサ及びそれを用いた複合センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005114394A true JP2005114394A (ja) 2005-04-28
JP4645013B2 JP4645013B2 (ja) 2011-03-09

Family

ID=34309154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003345400A Expired - Fee Related JP4645013B2 (ja) 2003-10-03 2003-10-03 加速度センサ及びそれを用いた複合センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7337669B2 (ja)
EP (1) EP1521086B1 (ja)
JP (1) JP4645013B2 (ja)
CN (1) CN100416276C (ja)
DE (1) DE602004010588T2 (ja)

Cited By (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248327A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2008070229A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Seiko Epson Corp 検出装置、センサ及び電子機器
JP2008275459A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Canon Inc センサ
JP2009075097A (ja) * 2007-08-30 2009-04-09 Denso Corp 容量式物理量検出装置
WO2011010446A1 (ja) * 2009-07-22 2011-01-27 パナソニック株式会社 角速度センサ
JP2011027455A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Panasonic Corp 角速度センサ
CN102346054A (zh) * 2010-07-22 2012-02-08 精工爱普生株式会社 感测装置以及电子设备
WO2012040194A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-29 Fairchild Semiconductor Corporation Inertial sensor mode tuning circuit
DE102013211983A1 (de) 2012-06-26 2014-01-02 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Trägheitssensor
US8710599B2 (en) 2009-08-04 2014-04-29 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined devices and fabricating the same
US8742964B2 (en) 2012-04-04 2014-06-03 Fairchild Semiconductor Corporation Noise reduction method with chopping for a merged MEMS accelerometer sensor
US8754694B2 (en) 2012-04-03 2014-06-17 Fairchild Semiconductor Corporation Accurate ninety-degree phase shifter
US8813564B2 (en) 2010-09-18 2014-08-26 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis gyroscope with central suspension and gimbal structure
US8978475B2 (en) 2012-02-01 2015-03-17 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS proof mass with split z-axis portions
US9006846B2 (en) 2010-09-20 2015-04-14 Fairchild Semiconductor Corporation Through silicon via with reduced shunt capacitance
US9062972B2 (en) 2012-01-31 2015-06-23 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis accelerometer electrode structure
US9069006B2 (en) 2012-04-05 2015-06-30 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS gyroscope with ASICs integrated capacitors
US9095072B2 (en) 2010-09-18 2015-07-28 Fairchild Semiconductor Corporation Multi-die MEMS package
US9094027B2 (en) 2012-04-12 2015-07-28 Fairchild Semiconductor Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) driver
JPWO2013140740A1 (ja) * 2012-03-19 2015-08-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Ｉｖ変換器およびこのｉｖ変換器を用いた慣性力センサ
JP2015161640A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子機器、および移動体
US9156673B2 (en) 2010-09-18 2015-10-13 Fairchild Semiconductor Corporation Packaging to reduce stress on microelectromechanical systems
US9246018B2 (en) 2010-09-18 2016-01-26 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 3-axis gyroscope with single drive
US9278846B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 6-axis inertial sensor
JP2016095268A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社デンソー 信号処理装置
US9352961B2 (en) 2010-09-18 2016-05-31 Fairchild Semiconductor Corporation Flexure bearing to reduce quadrature for resonating micromachined devices
US9425328B2 (en) 2012-09-12 2016-08-23 Fairchild Semiconductor Corporation Through silicon via including multi-material fill
US9444404B2 (en) 2012-04-05 2016-09-13 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device front-end charge amplifier
US9488693B2 (en) 2012-04-04 2016-11-08 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS accelerometer with ASICS integrated capacitors
US9618361B2 (en) 2012-04-05 2017-04-11 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device automatic-gain control loop for mechanical amplitude drive
US9625272B2 (en) 2012-04-12 2017-04-18 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS quadrature cancellation and signal demodulation
US10060757B2 (en) 2012-04-05 2018-08-28 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device quadrature shift cancellation
US10065851B2 (en) 2010-09-20 2018-09-04 Fairchild Semiconductor Corporation Microelectromechanical pressure sensor including reference capacitor

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4887034B2 (ja) * 2005-12-05 2012-02-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 慣性センサ
KR100992250B1 (ko) * 2007-09-19 2010-11-05 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 복합 센서 및 가속도 센서
JP4510068B2 (ja) * 2007-12-05 2010-07-21 東京エレクトロン株式会社 微小構造体の変位量測定装置および変位量測定方法
EP2131202A4 (en) * 2008-04-04 2014-07-30 Panasonic Corp ACCELERATION SENSOR
US20090313153A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware. Systems associated with projection system billing
US20090312854A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods and systems for transmitting information associated with the coordinated use of two or more user responsive projectors
US20090310039A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods and systems for user parameter responsive projection
US8723787B2 (en) * 2008-06-17 2014-05-13 The Invention Science Fund I, Llc Methods and systems related to an image capture projection surface
US20090310098A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods and systems for projecting in response to conformation
US8955984B2 (en) * 2008-06-17 2015-02-17 The Invention Science Fund I, Llc Projection associated methods and systems
US20090313151A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods associated with projection system billing
US20090309826A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Systems and devices
US8608321B2 (en) * 2008-06-17 2013-12-17 The Invention Science Fund I, Llc Systems and methods for projecting in response to conformation
US20100066689A1 (en) * 2008-06-17 2010-03-18 Jung Edward K Y Devices related to projection input surfaces
US8733952B2 (en) * 2008-06-17 2014-05-27 The Invention Science Fund I, Llc Methods and systems for coordinated use of two or more user responsive projectors
US20090310103A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods and systems for receiving information associated with the coordinated use of two or more user responsive projectors
US20090309828A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-17 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods and systems for transmitting instructions associated with user parameter responsive projection
US8267526B2 (en) * 2008-06-17 2012-09-18 The Invention Science Fund I, Llc Methods associated with receiving and transmitting information related to projection
US8308304B2 (en) * 2008-06-17 2012-11-13 The Invention Science Fund I, Llc Systems associated with receiving and transmitting information related to projection
US8641203B2 (en) * 2008-06-17 2014-02-04 The Invention Science Fund I, Llc Methods and systems for receiving and transmitting signals between server and projector apparatuses
US20100066983A1 (en) * 2008-06-17 2010-03-18 Jun Edward K Y Methods and systems related to a projection surface
US8430515B2 (en) * 2008-06-17 2013-04-30 The Invention Science Fund I, Llc Systems and methods for projecting
US8262236B2 (en) * 2008-06-17 2012-09-11 The Invention Science Fund I, Llc Systems and methods for transmitting information associated with change of a projection surface
US20110176119A1 (en) * 2008-06-17 2011-07-21 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Methods and systems for projecting in response to conformation
US8602564B2 (en) * 2008-06-17 2013-12-10 The Invention Science Fund I, Llc Methods and systems for projecting in response to position
US8944608B2 (en) * 2008-06-17 2015-02-03 The Invention Science Fund I, Llc Systems and methods associated with projecting in response to conformation
US8384005B2 (en) * 2008-06-17 2013-02-26 The Invention Science Fund I, Llc Systems and methods for selectively projecting information in response to at least one specified motion associated with pressure applied to at least one projection surface
US8936367B2 (en) * 2008-06-17 2015-01-20 The Invention Science Fund I, Llc Systems and methods associated with projecting in response to conformation
JP2010145274A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Panasonic Corp 慣性センサ
JP5655223B2 (ja) 2009-01-30 2015-01-21 株式会社フジクラ 乗員姿勢検知装置
DE102009046691B4 (de) * 2009-11-13 2013-06-06 Balluff Gmbh Sensorvorrichtung
JP2011203028A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 角速度および加速度の検出装置
US9229025B2 (en) * 2010-08-11 2016-01-05 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Inertial sensor
KR20120077866A (ko) * 2010-12-31 2012-07-10 삼성전기주식회사 관성 센서를 이용한 선택적인 동작 인식 장치
US8620239B2 (en) * 2011-01-14 2013-12-31 Qualcomm Incorporated Dynamic DC-offset determination for proximity sensing
US9157822B2 (en) * 2011-02-01 2015-10-13 Kulite Semiconductor Products, Inc. Electronic interface for LVDT-type pressure transducers using piezoresistive sensors
RU2461838C1 (ru) * 2011-04-04 2012-09-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Акселерометр
TWI591343B (zh) * 2011-05-09 2017-07-11 立積電子股份有限公司 感測裝置
CN203301454U (zh) * 2012-04-03 2013-11-20 快捷半导体(苏州)有限公司 电子电路
WO2016130766A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 University Of Florida Research Foundation, Inc. Mems capacitive shear sensor system having an interface circuit
ITUA20162173A1 (it) 2016-03-31 2017-10-01 St Microelectronics Srl Sensore accelerometrico mems avente elevata accuratezza e ridotta sensibilita' nei confronti della temperatura e dell'invecchiamento
CN106153981B (zh) * 2016-05-24 2022-09-27 中国人民解放军海军工程大学 Iepe型智能加速度传感器及其工作方法
CN107063436A (zh) * 2017-03-23 2017-08-18 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种消除飞机发动机振动传感器灵敏度差异的方法
US9983032B1 (en) * 2017-06-01 2018-05-29 Nxp Usa, Inc. Sensor device and method for continuous fault monitoring of sensor device
DE102018213865B4 (de) * 2018-08-17 2020-10-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Drehraten, Sensorsystem
CN109596860B (zh) * 2018-11-05 2020-12-08 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 加速度计故障诊断方法、装置、电路和计算机设备
JP2020134391A (ja) * 2019-02-22 2020-08-31 セイコーエプソン株式会社 センサーモジュール、センサーシステム及び慣性センサーの異常判定方法
JP2021071382A (ja) * 2019-10-31 2021-05-06 セイコーエプソン株式会社 物理量センサー、電子機器及び移動体
US11852662B2 (en) 2021-10-20 2023-12-26 Hamilton Sundstrand Corporation Open-wire detection for analog differential inputs using an alternating current (AC) bias

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207946A (ja) * 1993-01-12 1994-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ装置
JPH07181042A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Nissan Motor Co Ltd 角速度センサの故障診断装置
JPH0832090A (ja) * 1994-07-12 1996-02-02 Mitsubishi Electric Corp 慣性力センサおよびその製造方法
JP2000193459A (ja) * 1998-10-23 2000-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2000241166A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2002267448A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0490943A (ja) * 1990-08-03 1992-03-24 Nippon Seiko Kk 故障診断回路
EP0543901B1 (en) * 1990-08-17 1995-10-04 Analog Devices, Inc. Monolithic accelerometer
US5506454A (en) * 1991-03-20 1996-04-09 Hitachi, Ltd. System and method for diagnosing characteristics of acceleration sensor
JP2869514B2 (ja) 1993-10-29 1999-03-10 日本航空電子工業株式会社 １軸角速度／加速度センサ
JPH0875777A (ja) * 1994-09-02 1996-03-22 Fujikura Ltd 半導体加速度センサ
US5583290A (en) 1994-12-20 1996-12-10 Analog Devices, Inc. Micromechanical apparatus with limited actuation bandwidth
US6705151B2 (en) * 1995-05-30 2004-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Angular velocity sensor
DE19524604A1 (de) * 1995-07-06 1997-01-09 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung, insbesondere für einen kapazitiven Beschleunigungssensor
JPH09145736A (ja) * 1995-11-29 1997-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度と角速度の複合センサ
US5744968A (en) * 1996-04-30 1998-04-28 Motorola Inc. Ratiometric circuit
JPH1031032A (ja) * 1996-07-16 1998-02-03 Japan Aviation Electron Ind Ltd 可変静電容量式加速度センサの信号処理器
DE19739903A1 (de) * 1997-09-11 1999-04-01 Bosch Gmbh Robert Sensorvorrichtung
JPH11258074A (ja) * 1998-03-11 1999-09-24 Omron Corp 静電容量型力学量検出装置
DE19845185B4 (de) * 1998-10-01 2005-05-04 Eads Deutschland Gmbh Sensor mit Resonanzstruktur sowie Vorrichtung und Verfahren zum Selbsttest eines derartigen Sensors
JP2001083177A (ja) 1999-09-14 2001-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd エレクトレットコンデンサ型加速度センサ
GB0000619D0 (en) * 2000-01-13 2000-03-01 British Aerospace Accelerometer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06207946A (ja) * 1993-01-12 1994-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ装置
JPH07181042A (ja) * 1993-12-22 1995-07-18 Nissan Motor Co Ltd 角速度センサの故障診断装置
JPH0832090A (ja) * 1994-07-12 1996-02-02 Mitsubishi Electric Corp 慣性力センサおよびその製造方法
JP2000193459A (ja) * 1998-10-23 2000-07-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2000241166A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JP2002267448A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ

Cited By (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248327A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 加速度センサ
JP2008070229A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Seiko Epson Corp 検出装置、センサ及び電子機器
JP2008275459A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Canon Inc センサ
JP2009075097A (ja) * 2007-08-30 2009-04-09 Denso Corp 容量式物理量検出装置
WO2011010446A1 (ja) * 2009-07-22 2011-01-27 パナソニック株式会社 角速度センサ
JP2011027455A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Panasonic Corp 角速度センサ
US8925383B2 (en) 2009-07-22 2015-01-06 Panasonic Corporation Angular speed sensor
US8710599B2 (en) 2009-08-04 2014-04-29 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined devices and fabricating the same
US8739626B2 (en) 2009-08-04 2014-06-03 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined inertial sensor devices
CN102346054A (zh) * 2010-07-22 2012-02-08 精工爱普生株式会社 感测装置以及电子设备
US9095072B2 (en) 2010-09-18 2015-07-28 Fairchild Semiconductor Corporation Multi-die MEMS package
US9455354B2 (en) 2010-09-18 2016-09-27 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined 3-axis accelerometer with a single proof-mass
US10050155B2 (en) 2010-09-18 2018-08-14 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 3-axis gyroscope with single drive
US9856132B2 (en) 2010-09-18 2018-01-02 Fairchild Semiconductor Corporation Sealed packaging for microelectromechanical systems
US8813564B2 (en) 2010-09-18 2014-08-26 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis gyroscope with central suspension and gimbal structure
US9352961B2 (en) 2010-09-18 2016-05-31 Fairchild Semiconductor Corporation Flexure bearing to reduce quadrature for resonating micromachined devices
US9278845B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis gyroscope Z-axis electrode structure
US9278846B2 (en) 2010-09-18 2016-03-08 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 6-axis inertial sensor
US9246018B2 (en) 2010-09-18 2016-01-26 Fairchild Semiconductor Corporation Micromachined monolithic 3-axis gyroscope with single drive
US9156673B2 (en) 2010-09-18 2015-10-13 Fairchild Semiconductor Corporation Packaging to reduce stress on microelectromechanical systems
US10065851B2 (en) 2010-09-20 2018-09-04 Fairchild Semiconductor Corporation Microelectromechanical pressure sensor including reference capacitor
WO2012040194A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-29 Fairchild Semiconductor Corporation Inertial sensor mode tuning circuit
US9006846B2 (en) 2010-09-20 2015-04-14 Fairchild Semiconductor Corporation Through silicon via with reduced shunt capacitance
US9062972B2 (en) 2012-01-31 2015-06-23 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS multi-axis accelerometer electrode structure
US9599472B2 (en) 2012-02-01 2017-03-21 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS proof mass with split Z-axis portions
US8978475B2 (en) 2012-02-01 2015-03-17 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS proof mass with split z-axis portions
JPWO2013140740A1 (ja) * 2012-03-19 2015-08-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Ｉｖ変換器およびこのｉｖ変換器を用いた慣性力センサ
US8754694B2 (en) 2012-04-03 2014-06-17 Fairchild Semiconductor Corporation Accurate ninety-degree phase shifter
US8742964B2 (en) 2012-04-04 2014-06-03 Fairchild Semiconductor Corporation Noise reduction method with chopping for a merged MEMS accelerometer sensor
US9488693B2 (en) 2012-04-04 2016-11-08 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS accelerometer with ASICS integrated capacitors
US10060757B2 (en) 2012-04-05 2018-08-28 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device quadrature shift cancellation
US9069006B2 (en) 2012-04-05 2015-06-30 Fairchild Semiconductor Corporation Self test of MEMS gyroscope with ASICs integrated capacitors
US9618361B2 (en) 2012-04-05 2017-04-11 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device automatic-gain control loop for mechanical amplitude drive
US9444404B2 (en) 2012-04-05 2016-09-13 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS device front-end charge amplifier
US9625272B2 (en) 2012-04-12 2017-04-18 Fairchild Semiconductor Corporation MEMS quadrature cancellation and signal demodulation
US9094027B2 (en) 2012-04-12 2015-07-28 Fairchild Semiconductor Corporation Micro-electro-mechanical-system (MEMS) driver
US9557345B2 (en) 2012-06-26 2017-01-31 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Inertial sensor
DE102013211983A1 (de) 2012-06-26 2014-01-02 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Trägheitssensor
JP2014006182A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Hitachi Automotive Systems Ltd 慣性センサ
US9425328B2 (en) 2012-09-12 2016-08-23 Fairchild Semiconductor Corporation Through silicon via including multi-material fill
JP2015161640A (ja) * 2014-02-28 2015-09-07 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子機器、および移動体
JP2016095268A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社デンソー 信号処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1521086A1 (en) 2005-04-06
US7337669B2 (en) 2008-03-04
CN100416276C (zh) 2008-09-03
DE602004010588T2 (de) 2008-12-11
JP4645013B2 (ja) 2011-03-09
CN1603842A (zh) 2005-04-06
EP1521086B1 (en) 2007-12-12
DE602004010588D1 (de) 2008-01-24
US20050072233A1 (en) 2005-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4645013B2 (ja) 加速度センサ及びそれを用いた複合センサ
JP3409565B2 (ja) 角速度センサの自己診断方法
USRE45439E1 (en) Microelectromechanical gyroscope with self-test function and control method
EP3295123B1 (en) Phase-based measurement and control of a gyroscope
JP5725687B2 (ja) マイクロメカニカル回転速度センサ
JP4310571B2 (ja) 静電容量検出型振動ジャイロ、および静電容量変化検出方法
US20080190198A1 (en) Microelectromechanical gyroscope with suppression of capacitive coupling spurious signals and control method
JP2007171171A (ja) 検出回路、インターフェース回路、電子機器、差動容量性センサー読み取り方法
JP4645725B2 (ja) 振動型角速度センサの角速度検出方法
JP6972845B2 (ja) 物理量測定装置、電子機器及び移動体
JP2001056224A (ja) 角速度センサ
US7466119B2 (en) Sensor circuit for detection of an abnormal offset voltage
EP0969287A2 (en) Charge balance network with floating ground capacitive sensing
US10055975B2 (en) Circuit device, physical quantity detection device, electronic apparatus, and moving object
CN111024056A (zh) 一种高动态输入的mems陀螺带宽扩展闭环控制方法
JP2002267448A (ja) 角速度センサ
JP2007285745A (ja) 角速度センサ
US6588274B1 (en) Self-diagnosing circuit for vibrating gyroscope
RU2344374C1 (ru) Электродная структура для микромеханического гироскопа и микромеханический гироскоп с этой структурой (варианты)
US20230280189A1 (en) Method for correcting gyroscope demodulation phase drift
US6508123B2 (en) Angular velocity sensor
JP2007248327A (ja) 加速度センサ
CN108332734B (zh) 测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法
JP3250085B2 (ja) 加速度センサ
Park et al. Laterally self-oscillated and force-balanced microvibratory gyroscope packaged in a vacuum package with a conditioning ASIC

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061003

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20061114

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100824

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101109

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101122

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131217

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees