JP2010223666A - Force sensor element and force sensor device - Google Patents

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JP2010223666A
JP2010223666A JP2009069590A JP2009069590A JP2010223666A JP 2010223666 A JP2010223666 A JP 2010223666A JP 2009069590 A JP2009069590 A JP 2009069590A JP 2009069590 A JP2009069590 A JP 2009069590A JP 2010223666 A JP2010223666 A JP 2010223666A
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force sensor
vibration
mass body
tuning fork
sensor element
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JP2009069590A
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Jun Watanabe
潤 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for achieving a small force sensor element, having a small height and high sensitivity and a force sensor, at low cost. <P>SOLUTION: The force sensor element includes a tuning fork vibrator 5 including a pair of vibration beams 5a, 5b and a base part 7 connected to the vibration beams 5a, 5b; and a mass 10 formed on the same surface as the tuning fork vibrator 5, supported by the base part 7 via a flexible part 8, and a contact part 12 contactable by any one of the vibration beams 5a, 5b of the tuning fork vibrator 5. A gap is formed between the contact part 12 and the vibration beam 5a or 5b so that the contact part 12 is in contact with the vibration beam 5a or 5b, when the tuning fork vibrator 5 vibrates and the contact part 12 is not in contact with the vibration beam 5a or 5b, when the tuning fork vibrator 5 does not vibrate. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、力センサー素子、及び力センサー装置に関し、特に振動素子の振動損失の変
化を検出し、微小な力を感知するようにした力センサー素子、及び力センサー装置に関す
るものである。
The present invention relates to a force sensor element and a force sensor device, and more particularly to a force sensor element and a force sensor device that detect a change in vibration loss of a vibration element and sense a minute force.

圧電振動子に加わる応力と共振周波数変化との関係を利用した力検出素子、及び力セン
サー装置が実用化されている。圧電振動子に双音叉型圧電振動子を用いることにより、応
力に対する感度が良好となり、僅かな力の変化から例えば高度差、深度差等を検知するこ
とができる。
特許文献1には、双音叉型圧電振動子を用いた加速度センサー素子、加速度センサーが
開示されている。
図6は、特許文献1に開示されている加速度センサー素子の構成を示した図であり、(
a)は加速度センサー素子の平面図、(b)は、(a)のQ−Qにおける断面図である。
この図6に示す加速度センサー素子60は、Zカット水晶基板70の裏面にハーフエッ
チングで凹部78を形成し、更にエッチングしてY軸に平行な略長方形の貫通孔73、7
4、75を開設して、周縁部よりも厚さが薄い一対の振動腕81、85を有する双音叉型
水晶振動素子80が形成されている。振動腕81、85のそれぞれには、表裏両面からY
軸方向に溝が穿設され、表裏面、側面に励振電極が形成されている。
A force detection element and a force sensor device using a relationship between a stress applied to a piezoelectric vibrator and a change in resonance frequency have been put into practical use. By using a double tuning fork type piezoelectric vibrator as the piezoelectric vibrator, sensitivity to stress is improved, and for example, altitude difference, depth difference, etc. can be detected from a slight change in force.
Patent Document 1 discloses an acceleration sensor element and an acceleration sensor using a double tuning fork type piezoelectric vibrator.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the acceleration sensor element disclosed in Patent Document 1,
(a) is a top view of an acceleration sensor element, (b) is sectional drawing in QQ of (a).
In the acceleration sensor element 60 shown in FIG. 6, a concave portion 78 is formed by half-etching on the back surface of the Z-cut quartz crystal substrate 70, and further etched to form substantially rectangular through holes 73, 7 parallel to the Y axis.
4 and 75 are formed, and a double tuning fork type crystal vibrating element 80 having a pair of vibrating arms 81 and 85 having a thickness smaller than that of the peripheral edge portion is formed. Each of the vibrating arms 81 and 85 has Y on both sides.
Grooves are formed in the axial direction, and excitation electrodes are formed on the front and back surfaces and side surfaces.

図6に示す加速度センサー素子60に+Z方向の加速度を加えると、慣性力により固定
部71を基部として−Z方向に撓み、振動腕81、85は伸張される。振動腕81、85
が伸張されると、双音叉振動素子の共振周波数は高くなるように変化する。つまり、加速
度を加えたときの加速度センサー素子60の共振周波数と、基準周波数との差とから加速
度の大きさを測定することができる。
一方、−Z方向の加速度を加えると振動腕81、85は圧縮され、双音叉振動素子の共
振周波数は低く方へ変化する。
このように、双音叉型振動片80が、厚さ方向において+Z方向に偏って形成されてい
るために、−Z軸方向に撓むときには振動腕81、85が伸張されるため共振周波数は高
くなり、+Z軸方向に撓むときには振動腕81、85が収縮されるために共振周波数は低
くなる。従って、加えられる加速度の方向とその大きさを検出することができると開示さ
れている。
When acceleration in the + Z direction is applied to the acceleration sensor element 60 shown in FIG. 6, the inertial force causes the fixed portion 71 to bend in the −Z direction, and the vibrating arms 81 and 85 are extended. Vibration arm 81, 85
Is extended, the resonance frequency of the double tuning fork vibrating element changes so as to increase. That is, the magnitude of acceleration can be measured from the difference between the resonance frequency of the acceleration sensor element 60 when acceleration is applied and the reference frequency.
On the other hand, when the acceleration in the −Z direction is applied, the vibrating arms 81 and 85 are compressed, and the resonance frequency of the double tuning fork vibrating element changes downward.
As described above, since the double tuning fork type vibrating piece 80 is formed to be biased in the + Z direction in the thickness direction, the vibrating arms 81 and 85 are stretched when bent in the −Z axis direction, so that the resonance frequency is high. Therefore, when the arm is bent in the + Z-axis direction, the resonance arms are lowered because the vibrating arms 81 and 85 are contracted. Therefore, it is disclosed that the direction and magnitude of the applied acceleration can be detected.

特開2007−163244公報JP 2007-163244 A

しかしながら、特許文献1に開示された加速度センサー素子は、小型化を図る場合に検
出感度を上げられないという問題点があった。
また、圧電基板を数度に分けてエッチング加工するため、コスト低減が難しいという問
題点があった。
さらに、演算して力、加速度を求める際に基準周波数源が必要になるという問題点もあ
った。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、小型化でき、且つ高感度、即ち小
さな力を検出できる力センサー素子、及び力センサー装置を提供することにある。また本
発明は、製造歩留まりがよくコスト低減が可能な力センサー素子、及び力センサー装置を
提供することにある。
However, the acceleration sensor element disclosed in Patent Document 1 has a problem that the detection sensitivity cannot be increased when the size is reduced.
In addition, since the piezoelectric substrate is etched in several degrees, it is difficult to reduce the cost.
Further, there is a problem that a reference frequency source is required when calculating force and acceleration.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a force sensor element and a force sensor device that can be downsized and have high sensitivity, that is, that can detect a small force. It is another object of the present invention to provide a force sensor element and a force sensor device that have a good manufacturing yield and can reduce costs.

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
形態又は適用例として実現することが可能である。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]一対の振動ビームと該振動ビームに接続された基部とを有する音叉振動子
と、可撓部を介して前記基部に支持されると共に、前記音叉振動子の何れか一方の振動ビ
ームと接触可能な接触部を有する質量体と、を備え、前記接触部と前記振動ビームとの間
に、前記音叉振動子が振動時は前記接触部が前記振動ビームに接触し、前記音叉振動子が
非振動時は前記接触部が前記振動ビームに接触しないギャップを形成したことを特徴とす
る力センサー素子である。
Application Example 1 A tuning fork vibrator having a pair of vibration beams and a base connected to the vibration beam, and supported by the base via a flexible part, and vibration of any one of the tuning fork vibrators A mass body having a contact portion that can contact the beam, and when the tuning fork vibrator vibrates between the contact portion and the vibration beam, the contact portion contacts the vibration beam, and the tuning fork vibration The force sensor element is characterized in that a gap is formed in which the contact portion does not contact the vibration beam when the child is not vibrating.

静止状態(非振動時)では音叉振動子の一方の振動ビームと、質量体の接触部とを所定
の間隔を隔し、励振時(振動時)には一方の振動ビームと接触部とが接触するように構成
してあるので、質量体に音叉振動子の方向の力が印加されると、質量体が音叉振動子の方
向へ可撓部より撓むことにより接触部が一方の振動ビームにより強く接触するので、音叉
振動子のQは低下する。
また、質量体に音叉振動子と逆の方向の力が印加されると、接触部の一方の振動ビーム
に接触する力が弱まるので、音叉振動子のQは大きくなる。この音叉振動子のQの変化を
利用して力の大きさと方向とを検出できるという効果がある。
また、基準の周波数源を必要とせず、平面基板上に構成できるので製造が容易であり、
小型化が可能であるという効果もある。
In a stationary state (non-vibration), one vibration beam of the tuning fork vibrator and the contact portion of the mass body are separated from each other by a predetermined distance, and during excitation (vibration), one vibration beam and the contact portion are in contact with each other. Therefore, when a force in the direction of the tuning fork vibrator is applied to the mass body, the mass body bends in the direction of the tuning fork vibrator from the flexible portion, so that the contact portion is caused by one vibration beam. Since the contact is strong, the Q of the tuning fork vibrator decreases.
Further, when a force in the direction opposite to that of the tuning fork vibrator is applied to the mass body, the force that makes contact with one vibration beam at the contact portion is weakened, and thus the Q of the tuning fork vibrator increases. There is an effect that the magnitude and direction of the force can be detected by using the change in Q of the tuning fork vibrator.
In addition, it is easy to manufacture because it can be constructed on a flat substrate without the need for a reference frequency source.
There is also an effect that miniaturization is possible.

[適用例2]前記接触部が突起により形成されていることを特徴とする適用例1に記載
の力センサー素子である。
Application Example 2 The force sensor element according to Application Example 1, wherein the contact portion is formed by a protrusion.

接触部を突起とすることで、音叉振動子の一方の振動ビームと、突起との間隔を精度よ
く構成できるのと、突起が音叉振動子に接触する接触位置を一定にでき、且つ突起の接触
による音叉振動子のQの変化量のバラツキを小さくすることができるという効果がある。
By making the contact part a protrusion, the distance between one vibration beam of the tuning fork vibrator and the protrusion can be configured with high accuracy, the contact position where the protrusion contacts the tuning fork vibrator can be made constant, and the contact of the protrusion The variation in the amount of change in Q of the tuning fork vibrator can be reduced.

[適用例3]前記質量体として、前記音叉振動子の一方の振動ビームと接触可能な第1
の接触部を有する第1の質量体と前記音叉振動子の他方の振動ビームと接触可能な第2の
接触部を有する第2の質量体とを有し、前記第1の質量体と前記基部との間に形成された
第1の可撓部を介して前記第1の質量体と前記基部とを結ぶ第1仮想線と、前記第2の質
量体と前記基部との間に形成された前記第2の可撓部を介して前記第2の質量体と前記基
部とを結ぶ第2仮想線とが、直交するように、前記第1の質量体と前記第2の質量体が前
記基部に支持されていることを特徴とする適用例1又は2に記載の力センサー素子である
Application Example 3 As the mass body, a first that can come into contact with one vibration beam of the tuning fork vibrator.
A first mass body having a contact portion and a second mass body having a second contact portion capable of contacting the other vibration beam of the tuning fork vibrator, the first mass body and the base portion A first imaginary line connecting the first mass body and the base portion via a first flexible portion formed between the second mass body and the base portion. The first mass body and the second mass body are the base portion so that a second imaginary line connecting the second mass body and the base portion via the second flexible portion is orthogonal to each other. The force sensor element according to Application Example 1 or 2, wherein

一対の振動ビームの基部に、第1の質量体と基部とを結ぶ第1仮想線と、第2の質量体
と基部とを結ぶ第2仮想線とが直交するように、第1及び第2の質量体を設けることによ
り、一対の振動ビームのQ値の変化から、2軸(X軸、Y軸)方向の力Fx、Fyの大き
さと、方向とを同時に検出できるという効果がある。
The first and second imaginary lines connecting the first mass body and the base and the second imaginary line connecting the second mass and the base are orthogonal to the base of the pair of vibration beams. By providing this mass body, it is possible to simultaneously detect the magnitudes and directions of the forces Fx and Fy in the two-axis (X-axis and Y-axis) directions from the change in the Q value of the pair of vibration beams.

[適用例4]適用例1に記載の力センサー素子と、前記力センサー素子の前記振動ビー
ムから出力される出力信号を増幅する発振回路と、を備え、前記振動ビームから前記発振
回路へ出力される出力信号の一部を検出出力としたことを特徴とする力センサー装置であ
る。
Application Example 4 The force sensor element according to Application Example 1 and an oscillation circuit that amplifies an output signal output from the vibration beam of the force sensor element are output from the vibration beam to the oscillation circuit. A force sensor device characterized in that a part of the output signal is detected output.

適用例1の力センサー素子と、この力センサー素子の音叉振動子を励振する発振回路と
を備えた力センサー装置を構成すると、発振回路の増幅器の入力側から得られる出力は正
弦波であり、且つその正弦波の電圧は音叉振動子のQ値に関係している。正弦波の電圧を
整流して直流化することにより、直流電圧の大きさから力センサー素子に質量体に加わる
力の大きさと方向とを検出することができるという効果がある。なお、基準周波数源を必
要としないという利点もある。
When a force sensor device including the force sensor element of Application Example 1 and an oscillation circuit that excites the tuning fork vibrator of the force sensor element is configured, the output obtained from the input side of the amplifier of the oscillation circuit is a sine wave, The voltage of the sine wave is related to the Q value of the tuning fork vibrator. By rectifying the sine wave voltage into a direct current, the magnitude and direction of the force applied to the force sensor element on the mass body can be detected from the magnitude of the direct current voltage. There is also an advantage that a reference frequency source is not required.

[適用例5]適用例3に記載の力センサー素子と、前記力センサー素子の前記第1の振
動ビームから出力される第1の出力信号を増幅する第1の発振回路と、前記力センサー素
子の前記第2の振動ビームから出力される第2の出力信号を増幅する第2の発振回路と、
を備え、前記第1及び第2の振動ビームから前記第1及び第2の発振回路へそれぞれ出力
される第1及び第2の出力信号の一部を検出出力としたことを特徴とする力センサー装置
である。
Application Example 5 The force sensor element according to Application Example 3, the first oscillation circuit that amplifies the first output signal output from the first vibration beam of the force sensor element, and the force sensor element A second oscillation circuit for amplifying a second output signal output from the second vibration beam;
A force sensor, wherein a part of the first and second output signals output from the first and second vibration beams to the first and second oscillation circuits, respectively, is detected output. Device.

力センサー装置は、適用例3に記載した力センサー素子と、この力センサー素子の第1
及び第2の振動ビームを励振する発振回路とを備えており、発振回路の第1及び第2の出
力電圧の変化から、2軸(X軸、Y軸)方向の力の大きさと、加わる力の方向を検出でき
るという効果がある。また、基準周波数源を必要としないという利点もある。
The force sensor device includes a force sensor element described in Application Example 3 and a first of the force sensor elements.
And an oscillation circuit for exciting the second oscillation beam, and the magnitude of the force in the two-axis (X-axis and Y-axis) directions and the applied force from the changes in the first and second output voltages of the oscillation circuit It is possible to detect the direction of. There is also an advantage that a reference frequency source is not required.

本発明に係る力センサー素子の構造を示した概略図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is the schematic which showed the structure of the force sensor element which concerns on this invention, (a) is a top view, (b) is a side view. 音叉振動子を説明する図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is a figure explaining a tuning fork vibrator, (a) is a top view and (b) is a sectional view. (a)及び(b)は第1の力センサー装置の構成を示す回路図である。(A) And (b) is a circuit diagram which shows the structure of a 1st force sensor apparatus. 第2の力センサー素子の構造を示した概略図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。It is the schematic which showed the structure of the 2nd force sensor element, (a) is a top view, (b) is a side view. 第2の力センサー装置の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of a 2nd force sensor apparatus. 従来の加速度センサー素子の構成を示した図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。It is the figure which showed the structure of the conventional acceleration sensor element, (a) is a top view, (b) is sectional drawing.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る力センサー素子1の構成を示す概略図であり、同図
(a)は平面図、同図(b)は側面図である。
力センサー素子1は、一対の振動ビーム5a、5bと振動ビーム5a、5bに接続され
た基部7とを有する音叉振動子5と、振動ビーム5a、5bとが並ぶ面と同一面(音叉振
動子5と同一面上)に形成され、可撓部8を介して基部7に支持されると共に、音叉振動
子5の何れか一方の振動ビーム、図1(a)の実施例の場合は5bと接触可能な接触部1
2を有する質量体10と、を備えている。
接触部12と音叉振動子5の一方の振動ビーム5bとは、音叉振動子5を励振しない状
態、即ち非振動時には、接触部12と振動ビーム5bとの間は、例えば数μmのギャップ
Gが形成され、接触しない構造になっている。
一方、音叉振動子5を励振した状態、即ち振動時には、音叉振動子5の振動ビーム5b
が屈曲振動をするので、振動ビーム5bが接触部12にわずかに接触するようにギャップ
Gが形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a force sensor element 1 according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1 (a) is a plan view and FIG. 1 (b) is a side view.
The force sensor element 1 includes a tuning fork vibrator 5 having a pair of vibration beams 5a and 5b and a base 7 connected to the vibration beams 5a and 5b, and the same surface as the surface where the vibration beams 5a and 5b are arranged (tuning fork vibrator). 1 and is supported by the base portion 7 through the flexible portion 8 and is provided with either one of the vibration beams of the tuning fork vibrator 5, or 5b in the case of the embodiment of FIG. Contact part 1 that can be contacted
2 having a mass body 10.
The contact portion 12 and one vibration beam 5b of the tuning fork vibrator 5 are in a state where the tuning fork vibrator 5 is not excited, that is, when there is no vibration, a gap G of, for example, several μm is formed between the contact portion 12 and the vibration beam 5b. It is formed and has a structure that does not contact.
On the other hand, when the tuning fork vibrator 5 is excited, that is, when vibrating, the vibrating beam 5b of the tuning fork vibrator 5 is used.
, The gap G is formed so that the vibration beam 5 b slightly contacts the contact portion 12.

力センサー素子1の一例としては、Zカット水晶基板にフォトリソグラフィ技法とエッ
チング手法を用いて、図1に示す音叉振動子5の基板と、質量体10とを有する水晶基板
を形成し、該基板に励振電極とリード電極とを蒸着法、あるいはスパッタ法で形成し、力
センサー素子1を構成する。なお、質量体10と基部7との間に形成された可撓部8を介
して質量体10と基部7とを結ぶ仮想線をCyとする。仮想線Cyは振動ビーム5a、5
bと平行であると共に、Y軸とも平行である。質量体10の仮想線Cyより図中上部の質
量と、仮想線Cyより図中下部の質量とをほぼ等しくすることが望ましい。これは質量体
10に力Fが作用する際に可撓部8に捻じれ等を生じさせないためである。
As an example of the force sensor element 1, a quartz substrate having a tuning fork vibrator 5 substrate and a mass body 10 shown in FIG. 1 is formed on a Z-cut quartz substrate using a photolithography technique and an etching technique. The force sensor element 1 is configured by forming an excitation electrode and a lead electrode by vapor deposition or sputtering. Note that an imaginary line connecting the mass body 10 and the base portion 7 via the flexible portion 8 formed between the mass body 10 and the base portion 7 is defined as Cy. The imaginary line Cy is the vibration beam 5a, 5
It is parallel to b and also to the Y axis. It is desirable that the mass of the mass body 10 in the figure from the imaginary line Cy and the mass in the figure below the imaginary line Cy are substantially equal. This is because when the force F acts on the mass body 10, the flexible portion 8 is not twisted.

図2は、一般的な音叉振動子の構成を示す図であり、同図(a)は平面図、(b)は断
面図である。
図2(b)に示すように振動ビーム5a、5bの夫々対応する面に異符号の電圧を印加
することにより、振動ビーム5a、5bの夫々内部に、互いに逆方向の電界が生じさせ、
図2(a)の曲線で示すように音叉振動子の中心線Ccに対して対称な屈曲振動を励起さ
せることができる。
振動ビーム5a、5bの振動振幅は、音叉振動子5の基部7より振動ビーム5a、5b
の先端部(図中右)に行くにつれて大きくなる。そこで、質量体10に設ける接触部12
と、振動ビーム5bとの接触位置について、該位置を少しずつ変えて、音叉振動子5のQ
値の変化を調べた。振動ビームの先端部に近い位置に接触部12を設けると、音叉振動子
5のQ値は著しく減少する。基部7に近いところに接触位置を設けるとQ値の変化が少な
く、音叉振動子5を持続的に励振することが可能である。
しかし、基部7に近い程、振動振幅が小さくなるので、静的状態(非振動時)における
接触部12と、振動ビーム5bとのギャップGの幅は狭くなり、ギャップGの加工精度を
上げる必要がある。
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a general tuning fork vibrator. FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view.
As shown in FIG. 2B, by applying voltages having different signs to the corresponding surfaces of the vibrating beams 5a and 5b, electric fields in opposite directions are generated in the vibrating beams 5a and 5b, respectively.
As shown by the curve in FIG. 2A, a bending vibration symmetric with respect to the center line Cc of the tuning fork vibrator can be excited.
The vibration amplitude of the vibration beams 5a and 5b is changed from the base 7 of the tuning fork vibrator 5 to the vibration beams 5a and 5b.
It becomes larger as it goes to the tip (right side in the figure). Therefore, the contact portion 12 provided in the mass body 10
And the position of contact with the vibration beam 5b, the position of the tuning fork vibrator 5 is changed little by little.
The change in value was examined. When the contact portion 12 is provided at a position near the tip of the vibration beam, the Q value of the tuning fork vibrator 5 is significantly reduced. If a contact position is provided near the base 7, the Q value hardly changes, and the tuning fork vibrator 5 can be continuously excited.
However, the closer to the base 7, the smaller the vibration amplitude, so the width of the gap G between the contact portion 12 and the vibration beam 5b in the static state (non-vibration) becomes narrow, and the machining accuracy of the gap G needs to be increased. There is.

力センサー素子1は、静止状態(非振動時)では音叉振動子5の一方の振動ビーム5b
と、質量体10の接触部12とを所定の間隔を隔し、励振時(振動時)には一方の振動ビ
ーム5bと接触部12とが接触するように構成してある。力センサー素子1の音叉振動子
5を発振回路に接続して励振させておく。
質量体10に音叉振動子の方向(+X軸方向)の力を加えると、質量体10が可撓部8
を中心として音叉振動子5の方向(+X軸方向)へ撓むことにより、接触部12が一方の
振動ビーム5bにより強く接触するので、音叉振動子5のQは低下する。
また、質量体10に音叉振動子と逆の方向(−X軸方向)の力が印加されると、接触部
12の一方の振動ビーム5bに接触する力が弱まるので、音叉振動子5のQは大きくなる
。この音叉振動子5のQの変化を利用して力の大きさと、その方向とを検出できるという
効果がある。また、力センサー素子1は、平面薄板を用いて構成できるので製造が容易で
あり、小型化が可能であるという効果もある。
また、接触部12を突起とすることで、音叉振動子5の一方の振動ビーム5bと、突起
との間隔を精度よく構成できるのと、突起が音叉振動子5に接触する接触位置を一定にで
き、且つ突起の接触による音叉振動子のQの変化量のバラツキを小さくすることができる
という効果がある。
The force sensor element 1 is one vibration beam 5b of the tuning fork vibrator 5 in a stationary state (when not vibrating).
And the contact portion 12 of the mass body 10 are spaced apart from each other by a predetermined distance so that one vibration beam 5b and the contact portion 12 are in contact with each other during excitation (during vibration). The tuning fork vibrator 5 of the force sensor element 1 is connected to an oscillation circuit and excited.
When a force in the direction of the tuning fork vibrator (+ X axis direction) is applied to the mass body 10, the mass body 10 becomes the flexible portion 8.
Is bent in the direction of the tuning fork vibrator 5 (+ X-axis direction), the contact portion 12 is more strongly brought into contact with one vibration beam 5b, so that the Q of the tuning fork vibrator 5 is lowered.
Further, when a force in the direction opposite to the tuning fork vibrator (−X axis direction) is applied to the mass body 10, the force that makes contact with one vibration beam 5 b of the contact portion 12 is weakened. Will grow. There is an effect that the magnitude and direction of the force can be detected by using the change in Q of the tuning fork vibrator 5. Moreover, since the force sensor element 1 can be configured using a flat thin plate, it is easy to manufacture and has an effect that it can be miniaturized.
Further, by making the contact portion 12 a protrusion, the distance between one vibration beam 5b of the tuning fork vibrator 5 and the protrusion can be configured with high accuracy, and the contact position where the protrusion contacts the tuning fork vibrator 5 is made constant. And the variation in the amount of change in Q of the tuning fork vibrator due to the contact of the protrusions can be reduced.

図3(a)は、第1の力センサー装置2の構成を示す回路図である。
第1の力センサー装置2は、図1(a)に示す第1の力センサー素子1と、該第1の力
センサー素子1の音叉振動子5の振動ビーム5a、5bから出力される出力信号を増幅し
、発振させる発振回路30と、を備えている。
発振回路30の一例としては、図3(a)の破線で示すように増幅器Ampと抵抗R1
とを並列接続し、その両接続部と接地間に夫々容量C1、C2で接続して構成した発振回
路である。
第1の力センサー素子1は、増幅器Ampの入力と出力との間に並列接続する。増幅器
Ampの出力側は音叉振動子5の共振周波数が矩形波として出力されるが、増幅器Amp
の入力側の出力端子OUTは、同じ周波数の正弦波が得られる。
力センサー素子1を図3(a)に示す発振回路30に接続し、音叉振動子5を励振する
と、音叉振動子5の振動ビーム5a、5bは屈曲振動モードで励振され、振動ビーム5b
は質量体10の接触部12に、叉振動子5の共振周波数で接触を繰り返す。このとき発振
回路30の出力端子OUTから得られる出力電圧波形Vは、図3(b)に示す曲線P1と
なる。
図1(a)に示す力センサー素子1の質量体10に+X軸方向の力Fが加わると、該力
Fにより可撓部8を中心として質量体10は+X軸方向に撓み、振動ビーム5bは質量体
10の接触部12とより強く接触するため、音叉振動子5のQ値は低下し、発振回路30
の出力端子OUTの出力電圧波形Vは曲線P3のように小さくなる。
FIG. 3A is a circuit diagram showing a configuration of the first force sensor device 2.
The first force sensor device 2 includes output signals output from the first force sensor element 1 shown in FIG. 1A and the vibration beams 5a and 5b of the tuning fork vibrator 5 of the first force sensor element 1. And an oscillation circuit 30 that amplifies and oscillates.
As an example of the oscillation circuit 30, an amplifier Amp and a resistor R1 as shown by a broken line in FIG.
Are connected in parallel, and are connected by connecting capacitors C1 and C2 between the two connecting portions and the ground, respectively.
The first force sensor element 1 is connected in parallel between the input and the output of the amplifier Amp. On the output side of the amplifier Amp, the resonance frequency of the tuning fork vibrator 5 is output as a rectangular wave.
A sine wave having the same frequency is obtained at the output terminal OUT on the input side.
When the force sensor element 1 is connected to the oscillation circuit 30 shown in FIG. 3A and the tuning fork vibrator 5 is excited, the vibration beams 5a and 5b of the tuning fork vibrator 5 are excited in the bending vibration mode and the vibration beam 5b.
Repeats contact with the contact portion 12 of the mass body 10 at the resonance frequency of the fork vibrator 5. At this time, the output voltage waveform V obtained from the output terminal OUT of the oscillation circuit 30 is a curve P1 shown in FIG.
When a force F in the + X-axis direction is applied to the mass body 10 of the force sensor element 1 shown in FIG. 1A, the mass body 10 bends in the + X-axis direction around the flexible portion 8 by the force F, and the vibration beam 5b. Is more strongly in contact with the contact portion 12 of the mass body 10, the Q value of the tuning fork vibrator 5 decreases, and the oscillation circuit 30
The output voltage waveform V of the output terminal OUT becomes smaller as shown by the curve P3.

一方、質量体10に−X軸方向の力Fが加わると、該力Fにより可撓部8を中心として
質量体10は−X軸方向に撓み、振動ビーム5bと質量体10の接触部12との接触は弱
まり、音叉振動子5のQ値は増大し、発振回路30の出力端子OUTの出力電圧波形Vは
曲線P2のように大きくなる。出力端子OUTの出力電圧Vを整流して直流電圧Vfとす
ることにより、該電圧Vfの大きさから質量体10に加わる力Fの大きさと、方向を検出
することができる。
力の大きさをより正確に検出するには、力Fと出力電圧Vfとの対応表を力センサー装
置1のメモリに格納して置き、この対応表を参照して力の大きさを求めるようにするとよ
い。
図1に示す力センサー素子1と、該力センサー素子1の音叉振動子5を励振する発振回
路30とを備えた力センサー装置2を構成すると、発振回路30の増幅器Ampの入力側
から得られる出力は正弦波であり、且つその正弦波の電圧Vは音叉振動子のQ値に関係し
ている。この正弦波の電圧Vを整流して直流化することにより、直流電圧の大きさから力
センサー素子1の質量体10に加わる力の大きさと、その方向とを検出することができる
という効果がある。
On the other hand, when a force F in the −X-axis direction is applied to the mass body 10, the mass body 10 is bent in the −X-axis direction around the flexible portion 8 by the force F, and the contact portion 12 between the vibration beam 5 b and the mass body 10. , The Q value of the tuning fork vibrator 5 increases, and the output voltage waveform V at the output terminal OUT of the oscillation circuit 30 increases as shown by the curve P2. By rectifying the output voltage V of the output terminal OUT to obtain the DC voltage Vf, the magnitude and direction of the force F applied to the mass body 10 can be detected from the magnitude of the voltage Vf.
In order to detect the magnitude of the force more accurately, a correspondence table between the force F and the output voltage Vf is stored in the memory of the force sensor device 1, and the magnitude of the force is obtained with reference to the correspondence table. It is good to.
When the force sensor device 2 including the force sensor element 1 shown in FIG. 1 and the oscillation circuit 30 for exciting the tuning fork vibrator 5 of the force sensor element 1 is configured, the force sensor device 2 is obtained from the input side of the amplifier Amp of the oscillation circuit 30. The output is a sine wave, and the voltage V of the sine wave is related to the Q value of the tuning fork vibrator. By rectifying the sine wave voltage V and converting it to DC, there is an effect that the magnitude of the force applied to the mass body 10 of the force sensor element 1 and its direction can be detected from the magnitude of the DC voltage. .

また、図3の力センサー装置1は、加速センサー装置として用いることもできる。図1
(a)に示す力センサー素子1の質量体10に−X軸方向の加速度αが加わると、慣性力
により質量体10には+X軸方向の力F(=α×m、mは質量体10の質量)が作用する
。力Fが作用した後の動作については説明した通りである。力Fを質量体10の質量mで
除することにより、力センサー装置1を用いて加速度の大きさと、加速度の方向とを検出
することができる。ただ、図1(a)に示す力センサー素子1の質量体10は質量が小さ
いので、加速センサー装置として用いる場合には、質量体10に付加質量を貼り付け、検
出感度を適宜調整するとよい。
Moreover, the force sensor device 1 of FIG. 3 can also be used as an acceleration sensor device. FIG.
When acceleration α in the −X-axis direction is applied to the mass body 10 of the force sensor element 1 shown in FIG. 5A, a force F in the + X-axis direction (= α × m, m is the mass body 10 due to inertial force. Mass). The operation after the force F is applied is as described above. By dividing the force F by the mass m of the mass body 10, the force sensor device 1 can be used to detect the magnitude of acceleration and the direction of acceleration. However, since the mass body 10 of the force sensor element 1 shown in FIG. 1A has a small mass, when used as an acceleration sensor device, an additional mass may be attached to the mass body 10 to appropriately adjust the detection sensitivity.

図4(a)は、第2の実施形態の力センサー素子3の構成を示す概略図であり、同図(
a)は平面図、同図(b)は側面図である。
第2の実施形態の力センサー素子3は、第1及び第2の振動ビーム6a、6bと第1及
び第2の振動ビーム6a、6bに接続された基部7と、第1の振動ビーム6aと第2の振
動ビーム6bとが並ぶ面と同一面(第1及び第2の振動ビーム6a、6bと同一面上)に
形成され、第1の可撓部8aを介して基部7に支持されると共に、第1の振動ビーム6a
と接触可能な第1の接触部12aを有する第1の質量体10aと、を備えている。
更に、第1の振動ビーム6aと第2の振動ビーム6bとが並ぶ面と同一面(第1及び第
2の振動ビーム6a、6bと同一面上)に形成され、第2の可撓部8bを介して基部7に
支持されると共に、第2の振動ビーム6bと接触可能な第2の接触部12bを有する第2
の質量体10bと、を備えている。
第1及び第2の振動ビーム6a、6bは、ほぼ同一の周波数を有するが、夫々独立した
屈曲振動モードで励振されるように、夫々励振電極とリード電極が第1及び第2振動ビー
ム6a、6bに形成されている。
FIG. 4A is a schematic diagram illustrating the configuration of the force sensor element 3 according to the second embodiment.
a) is a plan view, and FIG.
The force sensor element 3 of the second embodiment includes a first vibration beam 6a, 6b, a base 7 connected to the first and second vibration beams 6a, 6b, a first vibration beam 6a, It is formed on the same plane (on the same plane as the first and second vibrating beams 6a and 6b) with the second vibrating beam 6b, and is supported by the base 7 via the first flexible portion 8a. Along with the first vibration beam 6a
And a first mass body 10a having a first contact portion 12a that can come into contact with the first mass body 10a.
Further, the first vibration beam 6a and the second vibration beam 6b are formed on the same plane (on the same plane as the first and second vibration beams 6a and 6b), and the second flexible portion 8b. And a second contact portion 12b that is supported by the base portion 7 via the first contact portion 12b and can contact the second vibration beam 6b.
Mass body 10b.
The first and second oscillating beams 6a and 6b have substantially the same frequency, but the excitation electrode and the lead electrode have the first and second oscillating beams 6a, 6a, 6b, respectively, so that they are excited in independent bending vibration modes. 6b.

図4(a)に示すように、第1の質量体10aと基部7との間に形成された第1の可撓
部8aを介して、第1の質量体10aと基部7とを結ぶ第1仮想線をCyとする。そして
、第2の質量体10bと基部7との間に形成された第2の可撓部8bを介して、第2の質
量体10bと基部7とを結ぶ第2仮想線をCxとする。第1仮想線Cyと第2仮想線Cx
とが互いに直交するように、第1の質量体10aと第2の質量体10bとが、基部7に連
設されるように第2の力センサー素子3を構成する。
第1の接触部12a(第2の接触部12b)と第1の振動ビーム6a(第2の振動ビー
ム6b)との間は、第1及び第2の振動ビーム6a、6bを励振しない状態、即ち非振動
時には、例えば数μmのギャップGが形成され、接触しない構造になっている。
第1及び第2の振動ビーム6a、6bを励振した状態、即ち振動時には、第1の振動ビ
ーム6a(第2の振動ビーム6b)は屈曲振動モードで励振されるので、第1の接触部1
2a(第2の接触部12b)にわずかに接触するようにギャップGが形成されている。
また、第1の質量体10a(第2の質量体10b)の仮想線Cy(Cx)より図中上部
(左部)の質量と、仮想線Cy(Cx)より図中下部(右部)の質量とを、ほぼ等しくす
ることが望ましい。これは第1の質量体10a(第2の質量体10b)にX方向の力Fx
(Y方向の力Fy)が作用する際に、第1の可撓部8a(第2の可撓部8b)に捻じれ等
を生じさせないためである。
As shown in FIG. 4A, the first mass body 10a and the base portion 7 are connected via the first flexible portion 8a formed between the first mass body 10a and the base portion 7. Let 1 virtual line be Cy. A second imaginary line connecting the second mass body 10b and the base portion 7 through the second flexible portion 8b formed between the second mass body 10b and the base portion 7 is defined as Cx. First virtual line Cy and second virtual line Cx
The second force sensor element 3 is configured such that the first mass body 10 a and the second mass body 10 b are connected to the base portion 7 so as to be orthogonal to each other.
Between the first contact portion 12a (second contact portion 12b) and the first vibration beam 6a (second vibration beam 6b), the first and second vibration beams 6a and 6b are not excited, That is, when there is no vibration, a gap G of, for example, several μm is formed and has a structure that does not contact.
When the first and second vibrating beams 6a and 6b are excited, that is, when vibrating, the first vibrating beam 6a (second vibrating beam 6b) is excited in the bending vibration mode.
A gap G is formed so as to slightly contact 2a (second contact portion 12b).
Further, the mass of the upper part (left part) in the figure from the imaginary line Cy (Cx) of the first mass body 10a (second mass body 10b) and the lower part (right part) of the figure from the imaginary line Cy (Cx). It is desirable to make the mass approximately equal. This is the force Fx in the X direction applied to the first mass body 10a (second mass body 10b).
This is because when the (Y-direction force Fy) acts, the first flexible portion 8a (second flexible portion 8b) is not twisted.

図4(a)に示す第1の質量体10a(第2の質量体10b)に+X軸方向(+Y軸方
向)の力Fx(Fy)が加えられたとき、第2の力センサー素子3の動作については、図
1(a)の力センサー素子1の動作と同様である。ただ、図1(a)に示した力センサー
素子1と異なる点は、力センサー素子1では、一対の振動ビーム5a、5bは音叉振動モ
ードで励振されているが、第2の実施形態の力センサー素子3では、第1及び第2の振動
ビーム6a、6bは夫々独立した屈曲モードで励振されている点と、基部7には更に第2
の可撓部8bが連設され、該可撓部8bにより第2の質量体10bが支持されている点で
ある。
第1の振動ビーム6a(第2の振動ビーム6b)を励振すると、第1の振動ビーム6a
(第2の振動ビーム6b)は屈曲振動をするため、第1の振動ビーム6a(第2の振動ビ
ーム6b)は、第1の接触部12a(第2の接触部12b)に接触し、第1の振動ビーム
6a(第2の振動ビーム6b)の共振周波数で接触を繰り返し、振動を持続する。第1の
質量体10a(第2の質量体10b)に力Fx(Fy)を加えると、力Fx(Fy)の大
きさとその方向により、振動ビーム6a(6b)のQ値は変化する。第1の振動ビーム6
a(第2の振動ビーム6b)のQ値の変化から、第1の振動ビーム6a(第2の振動ビー
ム6b)に加わる力の大きさとその方向を検出することができる。
第2の力センサー素子3の特徴は、X軸、Y軸の2方向の力Fx、Fyの大きさと方向
を同時に検出できるように構成されている点である。また、基準周波数源を必要としない
という利点もある。
When a force Fx (Fy) in the + X-axis direction (+ Y-axis direction) is applied to the first mass body 10a (second mass body 10b) shown in FIG. 4A, the second force sensor element 3 About operation | movement, it is the same as that of the operation | movement of the force sensor element 1 of Fig.1 (a). However, the difference from the force sensor element 1 shown in FIG. 1A is that, in the force sensor element 1, the pair of vibration beams 5a and 5b are excited in the tuning fork vibration mode, but the force of the second embodiment is different. In the sensor element 3, the first and second vibrating beams 6 a and 6 b are excited in independent bending modes, and the base 7 further includes a second
The flexible portion 8b is continuously provided, and the second mass body 10b is supported by the flexible portion 8b.
When the first vibration beam 6a (second vibration beam 6b) is excited, the first vibration beam 6a is excited.
Since the (second vibration beam 6b) bends and vibrates, the first vibration beam 6a (second vibration beam 6b) contacts the first contact portion 12a (second contact portion 12b), The contact is repeated at the resonance frequency of the first vibration beam 6a (second vibration beam 6b) and the vibration is continued. When a force Fx (Fy) is applied to the first mass body 10a (second mass body 10b), the Q value of the vibration beam 6a (6b) changes depending on the magnitude and direction of the force Fx (Fy). First vibrating beam 6
The magnitude and direction of the force applied to the first vibration beam 6a (second vibration beam 6b) can be detected from the change in the Q value of a (second vibration beam 6b).
A feature of the second force sensor element 3 is that it is configured so that the magnitudes and directions of the forces Fx and Fy in the two directions of the X axis and the Y axis can be detected simultaneously. There is also an advantage that a reference frequency source is not required.

図5は、第2のセンサー装置の構成を示す回路図である。
第2のセンサー装置4は、図4(a)に示す第2の力センサー素子3と、破線で示す発
振回路25と、を備えている。発振回路25は、第1の発振回路と、第2の発振回路とか
ら成る。
第1の発振回路は、増幅器A1と抵抗R1の並列接続回路と、増幅器A2と抵抗R2の
並列接続回路と、増幅器A3と抵抗R3の並列接続回路と、を夫々直列接続して得られた
回路の両端と、接地間に夫々容量C1、C2を接続し、増幅器A1の入力側と容量C1と
の接続点と、増幅器B1の入力側を接続し、増幅器B1の出力側を出力端子OUT1とし
た回路である。第2の力センサー素子3の第1の振動ビーム6aの2端子(リード電極)
は、増幅器A3の出力側と増幅器A1の入力側とに接続する。
第2の発振回路は、増幅器A4と抵抗R4の並列回路と、増幅器A5と抵抗R4の並列
回路と、を直列接続して得られた回路の増幅器A5の出力側を、第1の発振回路の増幅器
A3の入力側に接続し、増幅器A4の入力側と接地間とに、容量C3を接続し、該接続点
に増幅器B2の入力側を接続し、増幅器B2の出力側を出力端子OUT2とした回路であ
る。第2の力センサー素子3の第2の振動ビーム6bの2端子(リード電極)は、増幅器
A3の出力側と増幅器A4の入力側とに接続する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the second sensor device.
The second sensor device 4 includes a second force sensor element 3 shown in FIG. 4A and an oscillation circuit 25 indicated by a broken line. The oscillation circuit 25 includes a first oscillation circuit and a second oscillation circuit.
The first oscillation circuit is a circuit obtained by serially connecting a parallel connection circuit of the amplifier A1 and the resistor R1, a parallel connection circuit of the amplifier A2 and the resistor R2, and a parallel connection circuit of the amplifier A3 and the resistor R3. Capacitors C1 and C2 are respectively connected between both ends of the capacitor and the ground, a connection point between the input side of the amplifier A1 and the capacitor C1 is connected to an input side of the amplifier B1, and an output side of the amplifier B1 is defined as an output terminal OUT1. Circuit. Two terminals (lead electrodes) of the first vibration beam 6a of the second force sensor element 3
Are connected to the output side of the amplifier A3 and the input side of the amplifier A1.
The second oscillation circuit is configured such that the output side of the amplifier A5 of the circuit obtained by connecting the parallel circuit of the amplifier A4 and the resistor R4 and the parallel circuit of the amplifier A5 and the resistor R4 is connected to the first oscillation circuit. Connected to the input side of the amplifier A3, a capacitor C3 is connected between the input side of the amplifier A4 and the ground, the input side of the amplifier B2 is connected to the connection point, and the output side of the amplifier B2 is used as the output terminal OUT2. Circuit. Two terminals (lead electrodes) of the second vibration beam 6b of the second force sensor element 3 are connected to the output side of the amplifier A3 and the input side of the amplifier A4.

第2のセンサー素子3の第1及び第2の振動ビーム6a、6bの夫々Q値は、印加され
るX軸方向の力Fx、Y軸方向の力Fyにより変化するので、第2のセンサー装置4の出
力端子OUT1、OUT2は出力電圧(正弦波)は、夫々図3(b)の曲線P1〜P3よ
うに変化する。この出力波形を整流し、直流に変換することで、直流電圧の大きさより、
印加される力Fx、Fyの大きさと、方向とを検出することができる。
第2のセンサー装置4の特徴は2軸(X軸、Y軸)方向の力の大きさと、加わる力の方
向を検出できる点と、従来の力センサー装置のように、基準の周波数源を必要としない点
である。
Since the Q values of the first and second vibrating beams 6a and 6b of the second sensor element 3 change according to the applied force Fx in the X-axis direction and the force Fy in the Y-axis direction, the second sensor device 4, the output voltages (sine waves) of the output terminals OUT1 and OUT2 change as shown by curves P1 to P3 in FIG. By rectifying this output waveform and converting it to direct current, from the magnitude of the direct current voltage,
The magnitude and direction of the applied forces Fx and Fy can be detected.
The feature of the second sensor device 4 is that it can detect the magnitude of the force in the two-axis (X-axis, Y-axis) direction, the direction of the applied force, and a reference frequency source like the conventional force sensor device. It is a point that does not.

1、3…力センサー素子、2、4…力センサー装置、5…音叉振動子、5a、5b…振
動ビーム、6a…第1の振動ビーム、6b…第2の振動ビーム、7…基部、8…可撓部、
8a…第1の可撓部、8b…第2の可撓部、10…質量体、10a…第1の質量体、10
b…第2の質量体、12…接触部、12a…第1の接触部、12b…第2の接触部、20
、25…発振回路、Amp、A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2…増幅器、R1
、R3、R4、R5…抵抗、C1、C2、C3…容量、OUT、OUT1、OUT2…出
力端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 3 ... Force sensor element 2, 2, 4 ... Force sensor apparatus, 5 ... Tuning fork vibrator, 5a, 5b ... Vibration beam, 6a ... First vibration beam, 6b ... Second vibration beam, 7 ... Base part, 8 ... flexible part,
8a ... first flexible part, 8b ... second flexible part, 10 ... mass body, 10a ... first mass body, 10
b ... 2nd mass body, 12 ... contact part, 12a ... 1st contact part, 12b ... 2nd contact part, 20
25, oscillation circuit, Amp, A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2 ... amplifier, R1
, R3, R4, R5 ... resistors, C1, C2, C3 ... capacitance, OUT, OUT1, OUT2 ... output terminals

Claims (5)

一対の振動ビームと該振動ビームに接続された基部とを有する音叉振動子と、
可撓部を介して前記基部に支持されると共に、前記音叉振動子の何れか一方の振動ビー
ムと接触可能な接触部を有する質量体と、を備え、
前記接触部と前記振動ビームとの間に、前記音叉振動子が振動時は前記接触部が前記振
動ビームに接触し、前記音叉振動子が非振動時は前記接触部が前記振動ビームに接触しな
いギャップを形成したことを特徴とする力センサー素子。
A tuning fork vibrator having a pair of vibration beams and a base connected to the vibration beams;
A mass body supported by the base via a flexible portion and having a contact portion capable of contacting any one of the vibration beams of the tuning fork vibrator;
When the tuning fork vibrator vibrates between the contact portion and the vibration beam, the contact portion contacts the vibration beam, and when the tuning fork vibrator does not vibrate, the contact portion does not contact the vibration beam. A force sensor element characterized by forming a gap.
前記接触部が突起により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の力センサー
素子。
The force sensor element according to claim 1, wherein the contact portion is formed by a protrusion.
前記質量体として、前記音叉振動子の一方の振動ビームと接触可能な第1の接触部を有
する第1の質量体と前記音叉振動子の他方の振動ビームと接触可能な第2の接触部を有す
る第2の質量体とを有し、
前記第1の質量体と前記基部との間に形成された第1の可撓部を介して前記第1の質量
体と前記基部とを結ぶ第1仮想線と、前記第2の質量体と前記基部との間に形成された前
記第2の可撓部を介して前記第2の質量体と前記基部とを結ぶ第2仮想線とが、直交する
ように、前記第1の質量体と前記第2の質量体が前記基部に支持されていることを特徴と
する請求項1又は2に記載の力センサー素子。
As the mass body, a first mass body having a first contact portion that can come into contact with one vibration beam of the tuning fork vibrator and a second contact portion that can come into contact with the other vibration beam of the tuning fork vibrator. A second mass body having
A first imaginary line connecting the first mass body and the base portion via a first flexible portion formed between the first mass body and the base portion; and the second mass body; The first mass body so that a second imaginary line connecting the second mass body and the base portion via the second flexible portion formed between the base portion and the base portion is orthogonal to each other. The force sensor element according to claim 1, wherein the second mass body is supported by the base portion.
請求項1に記載の力センサー素子と、前記力センサー素子の前記振動ビームから出力さ
れる出力信号を増幅する発振回路と、を備え、前記振動ビームから前記発振回路へ出力さ
れる出力信号の一部を検出出力としたことを特徴とする力センサー装置。
A force sensor element according to claim 1 and an oscillation circuit for amplifying an output signal output from the vibration beam of the force sensor element, wherein one of output signals output from the vibration beam to the oscillation circuit A force sensor device characterized in that a part is used as a detection output.
請求項3に記載の力センサー素子と、前記力センサー素子の前記第1の振動ビームから
出力される第1の出力信号を増幅する第1の発振回路と、前記力センサー素子の前記第2
の振動ビームから出力される第2の出力信号を増幅する第2の発振回路と、を備え、前記
第1及び第2の振動ビームから前記第1及び第2の発振回路へそれぞれ出力される第1及
び第2の出力信号の一部を検出出力としたことを特徴とする力センサー装置。
4. The force sensor element according to claim 3, a first oscillation circuit for amplifying a first output signal output from the first vibration beam of the force sensor element, and the second of the force sensor element.
And a second oscillation circuit for amplifying a second output signal output from the first oscillation beam, and the second oscillation signal output from the first and second oscillation beams to the first and second oscillation circuits, respectively. A force sensor device characterized in that a part of the first and second output signals is used as a detection output.
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