JP2007132808A - Sensor configuration - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor configuration capable of simplifying manageability of output and input cables, such that individual sensors, such as acceleration sensors, are configured as a unit with external form of same shape and magnitude and combining the units to make a sensor group with a plurality of functions, which is connected with a terminal type connector. <P>SOLUTION: The sensor configuration is capable of measuring a wide variety of data simultaneously, such that the sensor units 10, 20 and 30 containing the sensors with a different function one by one are configured within the metallic cases 1 of common shape and magnitude, and by combining a plurality of those sensor units, the resultant combined sensor unit is connected to a terminal type connector 50. Such configuration results in simplification of manageability of sensor cables. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、加速度センサや他のセンサを複数使用する場合に、センサの取り付けスペースを小さくでき、かつ、センサの入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造に関するものであり、さらに詳細には、加速度センサ等の一つ一つのセンサを同じ形状、大きさの外形を有するユニットとして構成し、このユニットを組み合わせて複数の機能を有するセンサ群とし、さらに前記組み合わせたセンサ群を一つのターミナル式コネクタに結合することにより、入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造に関するものである。   The present invention relates to a sensor structure that can reduce the sensor mounting space and simplify the handling of the input and output cables of the sensor when using a plurality of acceleration sensors and other sensors. Each sensor such as an acceleration sensor is configured as a unit having the same shape and size, and this unit is combined into a sensor group having a plurality of functions, and the combined sensor group is a terminal connector. It is related with the sensor structure which can simplify handling of an input-output cable by couple | bonding to.

従来測定対象物に複数の測定対象がある場合、各々の対象に合ったセンサを使用する必要があった。   Conventionally, when a measurement object has a plurality of measurement objects, it is necessary to use a sensor suitable for each object.

例えば振動計測を例にとって説明する。
被測定物の振動周波数範囲が0.1〜10kHz、振動レベルが0.01gal〜100G程度の変動を計測する場合、半導体加速度センサの一般的な性能は計測可能振動周波数範囲がDC〜300Hz、計測可能振動レベル1gal〜2G程度である。また圧電型加速度センサの一般的な計測可能範囲は電荷感度を適切に選択する必要があるが計測可能周波数範囲は1〜10kHz、計測可能振動レベルは0.01gal〜1000G程度である。
For example, vibration measurement will be described as an example.
When measuring fluctuations in the vibration frequency range of the measured object of 0.1 to 10 kHz and vibration level of about 0.01 gal to 100 G, the general performance of the semiconductor acceleration sensor is that the measurable vibration frequency range is DC to 300 Hz. The possible vibration level is about 1 gal to 2G. The general measurable range of the piezoelectric acceleration sensor needs to select the charge sensitivity appropriately, but the measurable frequency range is 1 to 10 kHz, and the measurable vibration level is about 0.01 gal to 1000 G.

そのため上記の例のように被測定物の振動周波数範囲が0.1〜10kHz、振動レベルが1gal〜100G程度の変動を計測する場合、計測可能振動周波数範囲がDC〜300Hzである一般的な半導体加速度センサと、電荷感度が2pC/G程度の圧電型加速度センサと、同電荷感度が400pC/G程度の高感度圧電型加速度センサの合計3個のセンサを組み合わせて使用する必要があった。   Therefore, as in the above example, when measuring fluctuations in the vibration frequency range of the measured object of 0.1 to 10 kHz and vibration level of about 1 gal to 100 G, a general semiconductor whose measurable vibration frequency range is DC to 300 Hz. It was necessary to use a combination of three sensors: an acceleration sensor, a piezoelectric acceleration sensor with a charge sensitivity of about 2 pC / G, and a high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor with the same charge sensitivity of about 400 pC / G.

そのため図10の様な積み木を積んだような縦長の構成となり、またセンサケーブルもそれぞれのセンサ毎に準備する必要があるためケーブルの取り回しが複雑になる。また各々のセンサを積み重ねるために、それぞれのセンサを接着剤等で接着する必要があり、試験前後のセンサの取り付け、取外しに手間がかかる等の問題がある。また図10のように各々のセンサは、大きさや重量が違うため積み重ねることによりセンサ自体の重心やバランスが悪くなり、振動計測に悪影響を及ぼす事がある。さらに、図11の様に各々のセンサを横に並べる方法もあるが、この場合、被測定物の振動検知個所が各々違ってしまい、ピンポイントでのデータを検知できない場合がある。   Therefore, it becomes a vertically long structure as if building blocks as shown in FIG. 10 are stacked, and it is necessary to prepare a sensor cable for each sensor, so that the handling of the cable becomes complicated. Further, in order to stack each sensor, it is necessary to bond each sensor with an adhesive or the like, and there is a problem that it takes time to attach and remove the sensor before and after the test. Also, as shown in FIG. 10, the sensors are different in size and weight, and stacking them may deteriorate the center of gravity and balance of the sensors themselves, which may adversely affect vibration measurement. Furthermore, there is a method of arranging the sensors side by side as shown in FIG. 11, but in this case, the vibration detection location of the object to be measured is different, and pinpoint data may not be detected.

一方、多軸の小型センサを得るために、一軸の半導体センサを略直方体のセンサブロックに取り付け、複数のセンサブロックの角度固定面を互いに貼り合わせて固定することにより、多軸半導体センサブロックを構成したもの(特許文献1)がある。また、半導体加速度センサチップにマイクロマシニング技術により複数のセンサエレメントを形成し、異なる方向の加速度を検出することができる半導体センサ(特許文献2)等も提案されている。   On the other hand, in order to obtain a multi-axis small sensor, a multi-axis semiconductor sensor block is configured by attaching a single-axis semiconductor sensor to a substantially rectangular parallelepiped sensor block and bonding and fixing the angle fixing surfaces of a plurality of sensor blocks together. (Patent Document 1). In addition, a semiconductor sensor (Patent Document 2) that can detect accelerations in different directions by forming a plurality of sensor elements on a semiconductor acceleration sensor chip by micromachining technology has been proposed.

特開2003−28646号公報JP 2003-28646 A 特開平11−242052号公報 しかしながら、上記の特許文献1に記載されたものは、センサケーブルの取り回しに対する対策が成されてなく、センサケーブルの処理において問題がある。また、特許文献2に記載されたものは、マイクロマシニング技術によりセンサエレメントを形成する必要があり、製作工程が複雑である等の問題がある。However, the method described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-242052 has a problem in the processing of the sensor cable because no countermeasure is taken against the handling of the sensor cable. Moreover, what was described in patent document 2 needs to form a sensor element with a micromachining technique, and there exists a problem that a manufacturing process is complicated.

そこで本発明は、上記諸問題を解決するために、形状、大きさを共通にした金属ケース内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニットを構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタに接続することにより、異なる測定データを一度に検出できる多機能なセンサ構造を提供せんとするものである。また、センサユニットを接続するターミナル式コネクタに、同コネクタに接続した複数のセンサユニットに同時に電力を供給できる電源供給構成を採用することにより、電源供給ケーブルを少なくし、センサの簡素化を図ることを目的とする。また、本ターミナル式コネクタを使用することで、電源を必要とするセンサユニットと、不必要とするセンサユニットを同時に使用できる構造とする。さらに、センサユニット締結ネジを非測定物にセンサを取り付けるネジと兼用化することにより、部品点数の軽減を図ることができるようにする。   Therefore, in order to solve the above problems, the present invention comprises a sensor unit in which sensors having different functions are housed one by one in a metal case having a common shape and size, and a plurality of such sensor units are combined. Further, by connecting the combined sensor unit to one terminal type connector, it is intended to provide a multifunctional sensor structure that can detect different measurement data at a time. In addition, by adopting a power supply configuration that can supply power to multiple sensor units connected to the connector at the same time as the terminal type connector to which the sensor unit is connected, the number of power supply cables can be reduced and the sensor can be simplified. With the goal. In addition, by using this terminal type connector, a sensor unit that requires a power supply and a sensor unit that does not need to be used can be used at the same time. Further, the sensor unit fastening screw is also used as a screw for attaching the sensor to the non-measurement object, so that the number of parts can be reduced.

このため、本発明が採用した技術解決手段は、
材質、大きさ、形状が略同じであるケース内に、一つのセンサを収納したセンサユニットを複数連結し、これを一つのターミナル式コネクタに取り付けたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを構成するケースの材料は金属であることを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを構成するケースは直方体または立方体であることを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを連結するネジと被測定物に前記センサユニットを締結するネジとを共通のネジとしたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを被測定物に接着剤で取り付けたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記ターミナル式コネクタに配置した供給電源用のコネクタを共通の電源供給線に接続するとともに、グランド線用のコネクタを共通のグランド線に接続したことを特徴とするセンサ構造である。
For this reason, the technical solution means adopted by the present invention is:
A sensor structure is characterized in that a plurality of sensor units containing one sensor are connected in a case of substantially the same material, size, and shape, and are attached to one terminal connector.
In the sensor structure, the material of the case constituting the sensor unit is a metal.
Moreover, the case which comprises the said sensor unit is a rectangular parallelepiped or a cube, It is a sensor structure characterized by the above-mentioned.
The sensor structure is characterized in that a screw for connecting the sensor unit and a screw for fastening the sensor unit to an object to be measured are used as a common screw.
In the sensor structure, the sensor unit is attached to an object to be measured with an adhesive.
Further, the sensor structure is characterized in that the power supply connector disposed in the terminal connector is connected to a common power supply line, and the ground line connector is connected to the common ground line.

以上の構成からなる本発明によれば、従来の半導体加速度センサ、一般の圧電型加速度センサ、高感度圧電型加速度センサなど、機能の異なる種々のセンサの外観形状を共通形状(ユニット化)とすることで、種類の異なるセンサを複数使用する場合、各々のセンサを、接着剤等を使用することなく簡単に積み重ねることが可能となる。また、センサの外形形状が統一化されることで被測定物に複数のセンサを積み重ねてもバランス良く積み重ねることができ計測が容易となる。また各々のセンサケーブルを共通のコネクタで接続できるため、センサケーブルの処理がし易くなる等、特有の作用効果を達成することができる。   According to the present invention having the above-described configuration, the appearance shape of various sensors having different functions, such as a conventional semiconductor acceleration sensor, a general piezoelectric acceleration sensor, and a high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor, is made a common shape (unitized). Thus, when a plurality of different types of sensors are used, each sensor can be easily stacked without using an adhesive or the like. Further, by unifying the outer shape of the sensor, even if a plurality of sensors are stacked on the object to be measured, they can be stacked in a balanced manner, and measurement becomes easy. In addition, since each sensor cable can be connected by a common connector, it is possible to achieve specific effects such as easy handling of the sensor cable.

本発明は、形状、大きさを共通にした金属ケース内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニットを構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタに接続することにより、多種類のデータを一度に測定できるセンサ構造である。この構造により、またセンサケーブルの取り回しを簡略化できる。   The present invention comprises a sensor unit in which sensors having different functions are housed one by one in a metal case having a common shape and size, a plurality of sensor units are combined, and the combined sensor units are combined into one terminal. A sensor structure that can measure many types of data at once by connecting to a connector. This structure also simplifies the handling of the sensor cable.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明すると、図1〜3は本発明に係る異なる機能を持つセンサユニットの例を示す図であり、図1は圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図、図2は高感度圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図、図3は半導体加速度センサユニットの一部破断斜視図、図4は前記センサユニットを接続するターミナル式コネクタの斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 are diagrams showing examples of sensor units having different functions according to the present invention, and FIG. 1 shows a part of a piezoelectric acceleration sensor unit. FIG. 2 is a partially broken perspective view of a high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit, FIG. 3 is a partially broken perspective view of a semiconductor acceleration sensor unit, and FIG. 4 is a perspective view of a terminal-type connector for connecting the sensor unit. It is.

図1を参照して圧電型加速度センサユニットの構成を説明する。
図において、10は圧電型加速度センサユニットであり、この圧電型加速度センサユニット10は直方体あるいは立方体の金属ケース1を備えており、このケース1内に圧電素子2と錘3を有するシェア型のセンサ本体が配置されている。ケース1はアルミ、ステンレス等の金属で構成されており、圧電素子2と錘3からなるセンサ本体は支持部材4によってケース1内に支持され、この構成で一つのセンサユニット(圧電型加速度センサユニット)10が構成されている。ケース1内に収納する前記シェア型のセンサ本体は従来公知のセンサである。センサ本体の圧電素子2には信号出力のための信号出力線5が、またセンサ本体にはグランド線6が取りつけられ、信号出力線5の端部はケース1の外側の一面に取り付けた凸状のコネクタ7に、またグランド線6の端部はケース1の外側の一面に取り付けた凸状のコネクタ8に接続されている。なお、図中、符号9は供給電源用の凸状のコネクタであるが、本圧電型加速度センサユニット10は電源が不要であるのでこの凸状コネクタ9は不使用状態となっている。また前記各凸状のコネクタ7、8、9は金属ケース1と絶縁されて、金属ケース1に取りつけられている。
The configuration of the piezoelectric acceleration sensor unit will be described with reference to FIG.
In the figure, reference numeral 10 denotes a piezoelectric acceleration sensor unit. The piezoelectric acceleration sensor unit 10 includes a rectangular or cubic metal case 1, and a shear type sensor having a piezoelectric element 2 and a weight 3 in the case 1. The main body is arranged. The case 1 is made of a metal such as aluminum or stainless steel, and the sensor main body composed of the piezoelectric element 2 and the weight 3 is supported in the case 1 by the support member 4. With this structure, one sensor unit (piezoelectric acceleration sensor unit) is formed. ) 10 is configured. The share type sensor body housed in the case 1 is a conventionally known sensor. A signal output line 5 for signal output is attached to the piezoelectric element 2 of the sensor body, and a ground line 6 is attached to the sensor body. An end of the signal output line 5 is a convex shape attached to one surface outside the case 1. The end of the ground wire 6 is connected to a convex connector 8 attached to one surface outside the case 1. In the figure, reference numeral 9 denotes a convex connector for power supply, but since the piezoelectric acceleration sensor unit 10 does not require a power source, the convex connector 9 is not used. The convex connectors 7, 8, 9 are insulated from the metal case 1 and attached to the metal case 1.

図2を参照して高感度型圧電加速度センサユニット20の構成を説明する。
高感度圧電型加速度センサユニット20も、図1に示す圧電型加速度センサユニット20と同様に直方体あるいは立方体の金属(アルミ、ステンレス等)ケース21を備えている。このケース21の大きさは、内部に入るセンサ素子の構造および形状に関わらず、図1に示す圧電型加速度センサユニット10とすべて同じ形状、大きさで統一されている。なお、センサケースの大きさは、ケース内部におさめる種々のセンサの中で一番大きなセンサに合わせて決定することになるが、本例の場合では、組み合わせるセンサの中で、高感度圧電型加速度センサユニット20の錘23および圧電素子22の体積が一番大きくなるので、他のセンサケースの大きさはすべてセンサケース21の大きさに合わせて構成されることになる。
The configuration of the high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20 will be described with reference to FIG.
The high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20 includes a rectangular parallelepiped or cubic metal (aluminum, stainless steel, etc.) case 21 similarly to the piezoelectric acceleration sensor unit 20 shown in FIG. The size of the case 21 is unified with the same shape and size as the piezoelectric acceleration sensor unit 10 shown in FIG. 1 regardless of the structure and shape of the sensor element inside. The size of the sensor case is determined according to the largest sensor among the various sensors contained in the case. In this example, the high sensitivity piezoelectric acceleration is selected from the combined sensors. Since the volume of the weight 23 and the piezoelectric element 22 of the sensor unit 20 is the largest, all other sensor cases are configured in accordance with the size of the sensor case 21.

高感度型圧電加速度センサユニット20の構造は、図1に示す圧電型加速度センサユニット10と同じであり、圧電素子22と錘23を有するシェア型であり、高感度にするため図1に示すセンサに比較して錘23と圧電素子22が大型な物になっている。また、図1と同様に、圧電素子22からの信号出力線25と、グランド線26は金属ケースの側面に取り付けた個の凸状のコネクタ27、28に接続されている。また、図中、符号29は供給電源用の凸状のコネクタであり、本高感度型圧電加速度センサユニットでは電源が不要であるのでこの凸状コネクタ29は不使用状態となる。   The structure of the high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20 is the same as that of the piezoelectric acceleration sensor unit 10 shown in FIG. 1, is a shear type having a piezoelectric element 22 and a weight 23, and the sensor shown in FIG. The weight 23 and the piezoelectric element 22 are larger than the above. As in FIG. 1, the signal output line 25 from the piezoelectric element 22 and the ground line 26 are connected to individual convex connectors 27 and 28 attached to the side surface of the metal case. In the figure, reference numeral 29 denotes a convex connector for power supply, and since this high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit does not require a power source, this convex connector 29 is not used.

図3を参照して半導体加速度センサユニット30の構成を説明する。
半導体加速度センサユニット30も圧電型加速度センサユニット10、高感度型圧電加速度センサユニット20のケースと同じ形、大きさの金属ケース31を備えている。ケース31内に収納するセンサは半導体加遠度センサIC32を電子基板33上に取り付けたものであり、その基板33が金属ケース31に適宜固定手段によって固定されている。半導体加速度センサIC32からの信号出力線35とグランド線36が金属ケースの側面に取り付けた2個の凸状のコネクタ37、38に結合されており、また、半導体加速度センサIC32は供給電源が必要なので本例では供給電源用のコネクタ39が半導体加速度センサICに接続されている。
The configuration of the semiconductor acceleration sensor unit 30 will be described with reference to FIG.
The semiconductor acceleration sensor unit 30 also includes a metal case 31 having the same shape and size as the case of the piezoelectric acceleration sensor unit 10 and the high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20. The sensor housed in the case 31 is obtained by mounting a semiconductor distance sensor IC 32 on an electronic substrate 33, and the substrate 33 is fixed to the metal case 31 by a fixing means as appropriate. A signal output line 35 and a ground line 36 from the semiconductor acceleration sensor IC 32 are coupled to two convex connectors 37 and 38 attached to the side surface of the metal case, and the semiconductor acceleration sensor IC 32 requires a power supply. In this example, a power supply connector 39 is connected to the semiconductor acceleration sensor IC.

前述したそれぞれのセンサユニット10、20、30には、センサユニット同士を結合するためのネジを貫通する孔(図1〜3参照)41が形成されている。各センサユニット10、20、30は連結ネジ42(図5参照)を利用して組み付けられる。この連結ネジは図7、図8に示すようにセンサユニット10、20、30を被測定物43に固定するためのネジと共通のピッチを有するネジとすることができ、これによりセンサユニット10、20、30を被測定物に取り付ける作業が簡略化できる。この場合、当然被定物43に連結ネジ42を同じピッチでネジを切って置くことが必要である。なおセンサユニット10、20、30をネジ以外の手段、たとえば接着剤や両面テープで被測定物43に固定してもよい。また、図9のように組み合わせたセンサユニット体を横にして接着剤や両面テープで被測定物43に取り付けても良い。   Each of the sensor units 10, 20, 30 described above is formed with a hole (see FIGS. 1 to 3) 41 that passes through a screw for coupling the sensor units. Each sensor unit 10, 20, and 30 is assembled | attached using the connection screw 42 (refer FIG. 5). As shown in FIGS. 7 and 8, the connecting screw can be a screw having a common pitch with a screw for fixing the sensor units 10, 20, and 30 to the object to be measured 43. The operation | work which attaches 20 and 30 to a to-be-measured object can be simplified. In this case, of course, it is necessary to place the connecting screw 42 on the article 43 with the same pitch. The sensor units 10, 20, and 30 may be fixed to the object to be measured 43 by means other than screws, such as an adhesive or double-sided tape. Further, the combined sensor unit bodies as shown in FIG. 9 may be attached to the measured object 43 with an adhesive or a double-sided tape.

次に、図4を参照してターミナル式コネクタ50の構成を説明する。ターミナル式コネクタ50は、コネクタケース51を有しており、そのケース内にセンサユニットの凸型コネクタに対応して凹型のコネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iが取りつけられている。これらのコネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iは信号線、供給電源線、グランド線に接続されている。またターミナル式コネクタ50には、センサユニットを結合するためのネジを貫通する固定ネジ孔52が形成されている。   Next, the configuration of the terminal connector 50 will be described with reference to FIG. The terminal type connector 50 has a connector case 51, and concave connectors 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h, 50i corresponding to the convex connectors of the sensor unit are provided in the case. It is attached. These connectors 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h, 50i are connected to a signal line, a power supply line, and a ground line. The terminal connector 50 is formed with a fixing screw hole 52 that penetrates a screw for coupling the sensor unit.

さらに詳細説明すると、図4に示すターミナル式コネクタ50は、上記で説明した3個のセンサユニット10、20、30(図1に示す圧電型加速度センサユニット10、図2に示す高感度圧電型加速度センサユニット20、図3に示す半導体加速度センサユニット30)を、図中上から順に取り付けることを想定して構成されている。なお、図ではターミナル式コネクタ50に取り付けるセンサユニットは上から順に半導体加速度センサユニット30、圧電型加速度センサユニット10、高感度圧電型加速度センサユニット20となっている。このため、ターミナル式コネクタ50に設けられた凹型コネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iのうち、上から3個のコネクタ50a、50b、50c、は半導体加速度センサユニット30のコネクタであり、中間部の3個のコネクタ50d、50e、50fは圧電型加速度センサユニット10のコネクタであり、下の3個のコネクタ50g、50h、50iは高感度圧電型加速度センサユニット20のコネクタとして配置される。   More specifically, the terminal connector 50 shown in FIG. 4 includes the three sensor units 10, 20, and 30 described above (the piezoelectric acceleration sensor unit 10 shown in FIG. 1 and the high-sensitivity piezoelectric acceleration shown in FIG. 2). The sensor unit 20 and the semiconductor acceleration sensor unit 30) shown in FIG. 3 are assumed to be attached in order from the top in the figure. In the figure, the sensor units attached to the terminal connector 50 are, in order from the top, the semiconductor acceleration sensor unit 30, the piezoelectric acceleration sensor unit 10, and the high sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20. For this reason, among the concave connectors 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h, 50i provided in the terminal type connector 50, the three connectors 50a, 50b, 50c from the top are the semiconductor acceleration sensor units. The three connectors 50d, 50e, 50f in the middle are connectors of the piezoelectric acceleration sensor unit 10, and the lower three connectors 50g, 50h, 50i are high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor units 20. It is arranged as a connector.

上から3個のコネクタ50a、50b、50c、は半導体加速度センサユニット30のコネクタであり、3個の内の一つのコネクタ50cには半導体加速度センサ信号出力線53が接続され、また、二つめのグランド用のコネクタ50bにはグランド線56が接続され、また、三つ目の供給電源用のコネクタ50aには供給電源線57が接続されている。なお、供給電源線57およびグランド線56は後述する2個のセンサの供給電源線、グランド線と共用する構成としてある。
中間部の3個のコネクタ50d〜50fは圧電型加速度センサユニット10のコネクタであるため、3個の内の一つのコネクタ50fには圧電型加速度センサ信号出力線54が接続され、また、グランド用のコネクタ50eにはグランド線56が接続され、残りのコネクタ50dには供給電源線57が接続されている。なお、圧電型加速度センサユニット10では電源が不要であるので、3個の内の一つのコネクタ50dは不使用状態となる。
The three connectors 50a, 50b, 50c from the top are connectors of the semiconductor acceleration sensor unit 30, and the semiconductor acceleration sensor signal output line 53 is connected to one of the three connectors 50c, and the second A ground line 56 is connected to the ground connector 50b, and a power supply line 57 is connected to the third power supply connector 50a. The power supply line 57 and the ground line 56 are configured to be shared with a power supply line and a ground line for two sensors described later.
Since the three connectors 50d to 50f in the middle are the connectors of the piezoelectric acceleration sensor unit 10, the piezoelectric acceleration sensor signal output line 54 is connected to one of the three connectors 50f, and for the ground. A ground line 56 is connected to the connector 50e, and a power supply line 57 is connected to the remaining connector 50d. Since the piezoelectric acceleration sensor unit 10 does not require a power source, one of the three connectors 50d is not used.

下の3個のコネクタ50g、50h、50iは高感度圧電型加速度センサユニット20のコネクタであるため、3個の内の一つのコネクタ50iには高感度圧電型加速度センサ信号出力線55が接続され、また、グランド用のコネクタ50hにはグランド線56が接続され、残りのコネクタ50gには供給電源線57が接続されている。なお、高感度圧電型加速度センサユニット20も電源が不要であるので、この供給電源用のコネクタ50gは前記圧電型加速度センサユニット20と同様に不使用状態となる。   Since the lower three connectors 50g, 50h, and 50i are connectors of the high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20, the high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor signal output line 55 is connected to one of the three connectors 50i. A ground line 56 is connected to the ground connector 50h, and a power supply line 57 is connected to the remaining connector 50g. Since the high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 20 does not require a power source, the power supply connector 50g is not used in the same manner as the piezoelectric acceleration sensor unit 20.

以上説明したセンサユニットとターミナル式コネクタとの使用状態を図5を参照して説明する。
図5は異なる機能を有する3個のセンサユニット30、10、20を積み上げ、これをターミナル式コネクタに接続する前の状態を示す斜視図、図6は同3個のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続した状態を示す斜視図である。
3個のセンサユニットはケースの大きさ、形が同一であるため、図に示すように容易に積み上げることができる。積み上げた状態のセンサユニットは、ユニットに形成された孔41を利用してセンサユニット連結ネジ42により一体に固定される。なお、センサユニットの連結方法はネジに限らず、接着、溶着、両面テープのほか適宜クランプにより固定することができる。
The use state of the sensor unit and the terminal connector described above will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a state before three sensor units 30, 10, 20 having different functions are stacked and connected to the terminal type connector, and FIG. 6 is a diagram showing the three sensor units as terminal type connectors. It is a perspective view which shows the state connected.
Since the three sensor units have the same case size and shape, they can be easily stacked as shown in the figure. The sensor units in the stacked state are integrally fixed by a sensor unit connecting screw 42 using a hole 41 formed in the unit. In addition, the connection method of a sensor unit is not restricted to a screw, It can fix with an appropriate clamp other than adhesion | attachment, welding, and a double-sided tape.

ターミナル式コネクタ50は積み上げたセンサユニットの凸型のコネクタに対応した凹型のコネクタを備えている。このため、図6に示すように積み上げたセンサユニットの凸コネクタをターミナル式コネクタの凹型のコネクタに嵌合することで両者を容易に接続することができる。接続した後、両者はターミナルコネクタ連結ネジ58にしっかりと連結される。なお、この連結もネジに限らず、接着、溶着のほか適宜クランプにより固定することができる。ターミナル式ユニット側の凹型のコネクタには、上述したようにセンサユニットに対応した接続線が取り付けられているため、センサユニットをターミナル式コネクタに嵌合接続しただけで、各センサユニットはそれぞれの信号線、グランド線、供給電源線に接続されることになる。なお上述したように、グランド線、供給供給電源線は共通の線として構成することで、配線本数を少なくすることができる。   The terminal connector 50 includes a concave connector corresponding to the convex connector of the stacked sensor units. For this reason, both can be easily connected by fitting the convex connector of the stacked sensor unit to the concave connector of the terminal type connector as shown in FIG. After the connection, both are firmly connected to the terminal connector connecting screw 58. Note that this connection is not limited to screws, and can be fixed by appropriate clamping in addition to adhesion and welding. As described above, the connection cable corresponding to the sensor unit is attached to the concave connector on the terminal unit side. Therefore, each sensor unit is connected to the terminal connector only by fitting and connecting each sensor unit. It is connected to a line, a ground line, and a power supply line. As described above, the number of wirings can be reduced by configuring the ground line and the supply / supply power line as a common line.

図7に測定物にセンサユニットを取り付けた例を示す。
センサユニット連結ネジ42を利用して予め被測定物43に取り付けた状態である。被測定物側43にユニット連結ネジ42と同じピッチでネジを切って置くことでセンサユニットの取り付けが簡略化できる。またセンサユニットのみをネジで固定し、重ね合わせたセンサユニットを接着剤や両面テープで被測定物に固定することもできる。又図9に示すように一体化したセンサユニット群を横にして接着剤や両面テープで被測定物に取り付けても良い。
FIG. 7 shows an example in which a sensor unit is attached to a measurement object.
This is a state in which the sensor unit connection screw 42 is used to attach the sensor unit connection screw 42 in advance to the measurement object 43. Mounting the sensor unit on the measured object side 43 with the same pitch as the unit connecting screw 42 can simplify the mounting of the sensor unit. It is also possible to fix only the sensor unit with a screw and fix the overlapped sensor unit to the object to be measured with an adhesive or double-sided tape. Further, as shown in FIG. 9, the integrated sensor unit group may be attached to the object to be measured with an adhesive or a double-sided tape.

以上、本発明に係る実施例として、半導体加速度センサ、圧電型加速度センサ、高感度圧電型加速度センサを組み合わせた例を示したが、センサユニットの中身を温度センサや圧カセンサにしても良い。また本発明例では3個のセンサユニットの例について示したが、ターミナル式コネクタを2個あるいは4個以上接続可能な物にしても良い。また3個のターミナル式コネクタを使用して、1個あるいは2個のセンサユニットを接続して使用しても良い。
さらにまた、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
As described above, an example in which a semiconductor acceleration sensor, a piezoelectric acceleration sensor, and a high-sensitivity piezoelectric acceleration sensor are combined has been shown as an embodiment of the present invention, but the contents of the sensor unit may be a temperature sensor or a pressure sensor. Further, in the present invention example, an example of three sensor units has been shown, but two or more terminal type connectors may be connected. Further, one or two sensor units may be connected and used using three terminal type connectors.
Furthermore, the present invention can be implemented in any other form without departing from the spirit or main features thereof. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner.

本発明は、機械、建築、土木、自動車等のセンサに利用することができる。   The present invention can be used for sensors of machinery, architecture, civil engineering, automobiles and the like.

圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view of a piezoelectric acceleration sensor unit. 高感度圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view of a high sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit. 半導体加速度センサユニットの一部破断斜視図である。It is a partially broken perspective view of a semiconductor acceleration sensor unit. センサユニットを接続するターミナル式コネクタの斜視図である。It is a perspective view of the terminal type connector which connects a sensor unit. 複数のセンサユニット組み合わせたセンサ群をターミナル式コネクタに接続する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a sensor group which combined a plurality of sensor units is connected to a terminal type connector. 複数のセンサユニット組み合わせたセンサ群をターミナル式コネクタに接続した状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state which connected the sensor group which combined the several sensor unit to the terminal type connector. 複数のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続した状態のものを被測定物に取り付けた状態の説明図である。It is explanatory drawing of the state which attached the thing in the state which connected the several sensor unit to the terminal type connector to the to-be-measured object. 図7における連結ネジの取り付け説明図である。It is attachment explanatory drawing of the connection screw in FIG. 複数のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続したものを被測定物に取り付けた状態の他の例の説明図である。It is explanatory drawing of the other example of the state which attached to the to-be-measured object what connected the some sensor unit to the terminal type connector. 複数のセンサを被測定物に取り付けた状態の従来説明図である。It is conventional explanatory drawing of the state which attached the several sensor to the to-be-measured object. 複数のセンサを被測定物に取り付けた状態の他の従来説明図である。It is another conventional explanatory drawing in the state where a plurality of sensors were attached to the measurement object.

符号の説明Explanation of symbols

1、21、31 金属ケース
2、22、 圧電素子
3、23 錘
4 支持部材
5、25、35 信号出力線
6、26、36 グランド線
7、8、9、27、28、29 凸状のコネクタ
37、38、39 凸状のコネクタ
10 圧電型加速度センサユニット
20 高感度圧電型加速度センサユニット
30 半導体加速度センサユニット
32 半導体加速度センサIC
33 基板
50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i コネクタ56 グランド線
57 供給電源線
1, 21, 31 Metal case 2, 22, Piezoelectric element 3, 23 Weight 4 Support member 5, 25, 35 Signal output line 6, 26, 36 Ground line 7, 8, 9, 27, 28, 29 Convex connector 37, 38, 39 Convex connector 10 Piezoelectric acceleration sensor unit 20 High sensitivity piezoelectric acceleration sensor unit 30 Semiconductor acceleration sensor unit 32 Semiconductor acceleration sensor IC
33 Substrate 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h, 50i Connector 56 Ground line 57 Power supply line

Claims (6)

材質、大きさ、形状が略同じであるケース内に、一つのセンサを収納したセンサユニットを複数連結し、これを一つのターミナル式コネクタに取り付けたことを特徴とするセンサ構造。 A sensor structure characterized in that a plurality of sensor units containing one sensor are connected in a case having substantially the same material, size, and shape, and attached to one terminal connector. 前記センサユニットを構成するケースの材料は金属であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ構造。 The sensor structure according to claim 1, wherein a material of a case constituting the sensor unit is a metal. 前記センサユニットを構成するケースは直方体または立方体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサ構造。 The sensor structure according to claim 1 or 2, wherein the case constituting the sensor unit is a rectangular parallelepiped or a cube. 前記センサユニットを連結するネジと被測定物に前記センサユニットを締結するネジとを共通のネジとしたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ構造。 The sensor structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a screw for connecting the sensor unit and a screw for fastening the sensor unit to an object to be measured are used as a common screw. 前記センサユニットを被測定物に接着剤で取り付けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ構造。 The sensor structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor unit is attached to an object to be measured with an adhesive. 前記ターミナル式コネクタに配置した供給電源用のコネクタを共通の電源供給線に接続するとともに、グランド線用のコネクタを共通のグランド線に接続したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセンサ構造。
6. The power supply connector disposed in the terminal connector is connected to a common power supply line, and the ground line connector is connected to a common ground line. The sensor structure described.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016508603A (en) * 2013-01-29 2016-03-22 メギット (オレンジ カウンティ) インコーポレイテッド Sensor with modular threaded package
JP7509012B2 (en) 2020-01-31 2024-07-02 株式会社デンソー Measurement Equipment Unit

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