JP3097464B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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Description
どに組み込んで用いられる加速度センサにかかり、詳し
くは、その回路構成に関する。
示すように、自動車の衝突などに伴って加わる加速度を
検出するための圧電セラミック素子1と、この圧電セラ
ミック素子1からの出力信号を処理する信号処理回路2
と、これら間に並列接続された温度補償用コンデンサ3
及びリーク抵抗4と、圧電セラミック素子1に対して自
己診断用信号を出力する自己故障診断回路5とを備えた
ものがある。そして、これら圧電セラミック素子1、温
度補償用コンデンサ3及びリーク抵抗4それぞれの一端
側は互いに直列接続される一方、これらの他端側それぞ
れは基準電圧Vrに対して接続されている。なお、この
基準電圧Vrはグランド電圧、例えば、電源電圧Vccに
基づいて設定されたリファレンス電圧の意味である。ま
た、ここでの信号処理回路2は、圧電セラミック素子1
からの出力信号をインピーダンス変換するインピーダン
ス変換回路6と、出力信号中の不要成分を除去するフィ
ルタ回路7と、必要成分のみを増幅する増幅回路8とか
ら構成されており、この増幅回路8にはセンサ出力を出
力する外部出力端子9が設けられている。
インピーダンス変換回路6側にはフィルタ用抵抗10が
直列接続されており、圧電セラミック素子1の容量と、
温度補償用コンデンサ3及びフィルタ用抵抗10とによ
ってバンドパスフィルタが構成されている。なお、これ
らの温度補償用コンデンサ3及びフィルタ用抵抗10
は、圧電セラミック素子1の共振周波数に見合う加速度
が加わった際に発生する非常に大きな出力信号が入力す
ることによってインピーダンス変換回路6の出力飽和や
誤動作などが生じることを防止すべく圧電セラミック素
子1からの出力信号を低減させるために設けられたもの
である。また、リーク抵抗4は、圧電セラミック素子1
に蓄積した電荷をリークさせるものである。
に生じた故障を早期発見するために設けられたものであ
り、外部入力端子11を通じてベースB側に入力される
タイミングパルス信号に同期したパルス状の自己診断用
信号を圧電セラミック素子1に対して出力するスイッチ
ング素子としてのPNP型トランジスタ12を具備して
いる。そして、このPNP型トランジスタ12のエミッ
タE側は直流5Vの電源電圧Vccに対して直列接続され
る一方、コレクタC側には第1及び第2の分圧抵抗1
3,14が直列接続されており、第1の分圧抵抗13は
基準電圧Vrに対して接続されている。
士の接続点と圧電セラミック素子1の一端側との間には
接続用コンデンサ15が介装されており、PNP型トラ
ンジスタ12から出力された自己診断用信号は接続用コ
ンデンサ15を介したうえで圧電セラミック素子1に印
加されるようになっている。なお、この接続用コンデン
サ15は自己診断用信号中の直流成分カット用として機
能するとともに、リーク抵抗4の有する抵抗値が大きく
て第1の分圧抵抗13の抵抗値が小さいことに基づく悪
影響が生じるのを防止するために設けられたものであ
る。すなわち、以上のような回路構成とされた加速度セ
ンサにおいては、自己故障診断回路5から出力された自
己診断用信号を圧電セラミック素子1に対して与えた際
に信号処理回路2及び外部出力端子9を通じて得られる
センサ出力を検出し、検出されたセンサ出力の変化に基
づいて圧電セラミック素子1や他の部品における故障の
有無を判定することが行われる。
回路構成とされた加速度センサにおいては、電源電圧V
ccと圧電セラミック素子1との間にPNP型トランジス
タ12を介装しているため、電源投入時にも圧電セラミ
ック素子1に対して電源電圧Vccが瞬時に印加されるこ
とは起こり得ず、加速度センサの立ち上がり特性を安定
化することが可能となる。また、動作中の電源からノイ
ズが混入してくることもなくなり、ノイズの混入によっ
て圧電セラミック素子1が不安定な挙動を示すことも起
こらなくなる結果、加速度センサの誤動作や故障の発生
を有効に防止することができるという利点も得られる。
しかしながら、部品点数が少ないほど加速度センサに対
する信頼性が増すことになり、また、同時に、コストダ
ウンも可能となるから、回路構成のさらなる簡素化を図
ることが要望されている。
のであって、より一層簡素化された回路構成を有する加
速度センサの提供を目的としている。
速度センサは、加速度を検出する圧電セラミック素子
と、圧電セラミック素子からの出力信号を処理する信号
処理回路と、圧電セラミック素子及び信号処理回路間に
並列接続された温度補償用コンデンサ及びリーク抵抗
と、圧電セラミック素子に対して自己診断用信号を出力
する自己故障診断回路とを備えており、この自己故障診
断回路は、エミッタ側が電源電圧に接続され、かつ、ベ
ース側から入力されるタイミングパルス信号と同期した
自己診断用信号をコレクタ側から出力するPNP型トラ
ンジスタと、圧電セラミック素子の基準電圧側に直列接
続された第1の分圧抵抗と、圧電セラミック素子及び第
1の分圧抵抗間とPNP型トランジスタのコレクタ側と
の間に直列接続された第2の分圧抵抗とを具備している
ことを特徴とする。
障診断回路は、エミッタ側が電源電圧に接続され、か
つ、ベース側から入力されるタイミングパルス信号と同
期した自己診断用信号をコレクタ側から出力するPNP
型トランジスタと、圧電セラミック素子の基準電圧側に
直列接続された第3及び第4の分圧抵抗と、第3及び第
4の分圧抵抗間とPNP型トランジスタのコレクタ側と
の間に直列接続された第2の分圧抵抗とを具備している
ことを特徴とするものである。
れていたフィルタ用抵抗と接続用コンデンサとの機能を
第1の分圧抵抗もしくは第3及び第4の分圧抵抗と圧電
セラミック素子自体とが果たすことになり、接続用コン
デンサ及びフィルタ用抵抗の削減を図ることが可能とな
る。
する。
体構成を簡略化して示す回路ブロック図、図2は変形例
にかかる加速度センサの全体構成を示す回路ブロック図
である。なお、加速度センサの全体構成は従来例と基本
的に異ならないから、図1及び図2において図3と互い
に同一もしくは相当する部品については同一符号を付
し、ここでの詳しい説明は省略する。
示すように、加速度を検出する圧電セラミック素子1
と、この圧電セラミック素子1からの出力信号を処理す
る信号処理回路2と、圧電セラミック素子1及び信号処
理回路2間に並列接続された温度補償用コンデンサ3及
びリーク抵抗4と、圧電セラミック素子1に対して自己
診断用信号を出力する自己故障診断回路20とを備えて
いる。そして、この自己故障診断回路20は、エミッタ
E側が直流5Vの電源電圧Vccに接続され、かつ、ベー
スB側から入力される任意のタイミングパルス信号と同
期したパルス状の自己診断用信号をコレクタC側から出
力するPNP型トランジスタ12と、圧電セラミック素
子1の基準電圧Vr側に直列接続された第1の分圧抵抗
21と、圧電セラミック素子1及び第1の分圧抵抗21
間とPNP型トランジスタ12のコレクタC側との間に
直列接続された第2の分圧抵抗22とを具備している。
21は数MΩの抵抗値を有したうえ、従来例のような接
続用コンデンサ15を介することなく、圧電セラミック
素子1の基準電圧Vr側に対して直接的に接続されたも
のとなっており、一端側が温度補償用コンデンサ3及び
リーク抵抗4と直列接続された圧電セラミック素子1の
他端側は第1の分圧抵抗21を介したうえで基準電圧V
rに対して接続されている。また、この回路構成では、
従来例におけるフィルタ用抵抗10が設けられておら
ず、圧電セラミック素子1の容量と、温度補償用コンデ
ンサ3及び第1の分圧抵抗21とによって圧電セラミッ
ク素子1からの出力信号を低減させるためのローパスフ
ィルタが構成される一方で、圧電セラミック素子1の容
量と、温度補償用コンデンサ3及びリーク抵抗4とによ
ってハイパスフィルタが構成されている。
された加速度センサにあっては、フィルタ用抵抗10及
び接続用コンデンサ15それぞれの機能を第1の分圧抵
抗21及び圧電セラミック素子1自体が果たしているこ
とになり、タイミングパルス信号の入力に伴って自己故
障診断回路20を構成するPNP型トランジスタ12の
コレクタC側から出力されたパルス状の自己診断用信号
は予め抵抗値が設定された第1及び第2の分圧抵抗2
1,22によって分圧されたうえで圧電セラミック素子
1に対して印加されることになる。そして、この圧電セ
ラミック素子1からの出力信号は信号処理回路2によっ
て処理されたうえで外部出力端子9を通じてセンサ出力
として検出されるから、検出されたセンサ出力の変化に
基づいて圧電セラミック素子1や他の部品における故障
の有無が判定される。すなわち、圧電セラミック素子1
などの故障が生じている場合には、センサ出力の電圧波
形が正常時とは異なる変化をするので、故障と判定され
ることになる。
抗値を有する第1の分圧抵抗21を単一個のみ設けるこ
ととしているが、図2で示すように、圧電セラミック素
子1の基準電圧Vr側には第3及び第4の分圧抵抗21
a,21bを直列接続したうえ、これら第3及び第4の
分圧抵抗21a,21b間とPNP型トランジスタ12
のコレクタC側との間に第2の分圧抵抗22を直列接続
してもよい。そして、このような構成とした場合には、
PNP型トランジスタ12から出力された自己診断用信
号のパルス高さ、すなわち、電圧の上昇を微調整し得る
ことになる。なお、これら第3及び第4の分圧抵抗21
a,21bは第1の分圧抵抗21に代えて設けられたも
のであり、両分圧抵抗21a,21bにおける抵抗値の
合計が第1の分圧抵抗21と同等の数MΩとなっていれ
ばよく、ここでは、第3の分圧抵抗21aの有する抵抗
値を数MΩ、第4の分圧抵抗21bの有する抵抗値を数
10KΩと設定している。
速度センサによれば、従来例では必要とされていたフィ
ルタ用抵抗と接続用コンデンサとの機能を第1の分圧抵
抗もしくは第3及び第4の分圧抵抗と圧電セラミック素
子自体が果たすことになり、接続用コンデンサ及びフィ
ルタ用抵抗の削減を図ることが可能となる。その結果、
機能の低下を招くことなく、加速度センサの回路構成を
より一層簡素化することができ、加速度センサにおける
信頼性の向上及びコストダウン、小型化を実現すること
ができるという効果が得られる。
略化して示す回路ブロック図である。
ブロック図である。
化して示す回路ブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 加速度を検出する圧電セラミック素子
(1)と、圧電セラミック素子(1)からの出力信号を
処理する信号処理回路(2)と、圧電セラミック素子
(1)及び信号処理回路(2)間に並列接続された温度
補償用コンデンサ(3)及びリーク抵抗(4)と、圧電
セラミック素子(1)に対して自己診断用信号を出力す
る自己故障診断回路(20)とを備えており、 この自己故障診断回路(20)は、エミッタ(E)側が
電源電圧(Vcc)に接続され、かつ、ベース(B)側か
ら入力されるタイミングパルス信号と同期した自己診断
用信号をコレクタ(C)側から出力するPNP型トラン
ジスタ(12)と、圧電セラミック素子(1)の基準電
圧(Vr)側に直列接続された第1の分圧抵抗(21)
と、圧電セラミック素子(1)及び第1の分圧抵抗(2
1)間とPNP型トランジスタ(12)のコレクタ
(C)側との間に直列接続された第2の分圧抵抗(2
2)とを具備していることを特徴とする加速度センサ。 - 【請求項2】 加速度を検出する圧電セラミック素子
(1)と、圧電セラミック素子(1)からの出力信号を
処理する信号処理回路(2)と、圧電セラミック素子
(1)及び信号処理回路(2)間に並列接続された温度
補償用コンデンサ(3)及びリーク抵抗(4)と、圧電
セラミック素子(1)に対して自己診断用信号を出力す
る自己故障診断回路(20)とを備えており、 この自己故障診断回路(20)は、エミッタ(E)側が
電源電圧(Vcc)に接続され、かつ、ベース(B)側か
ら入力されるタイミングパルス信号と同期した自己診断
用信号をコレクタ(C)側から出力するPNP型トラン
ジスタ(12)と、圧電セラミック素子(1)の基準電
圧(Vr)側に直列接続された第3及び第4の分圧抵抗
(21a,21b)と、第3及び第4の分圧抵抗(21
a,21b)間とPNP型トランジスタ(12)のコレ
クタ(C)側との間に直列接続された第2の分圧抵抗
(22)とを具備していることを特徴とする加速度セン
サ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06229318A JP3097464B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06229318A JP3097464B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 加速度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0894664A JPH0894664A (ja) | 1996-04-12 |
JP3097464B2 true JP3097464B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=16890266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06229318A Expired - Lifetime JP3097464B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 加速度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3097464B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4066916B2 (ja) | 2003-09-08 | 2008-03-26 | 株式会社村田製作所 | 力学量センサ |
CN109222243A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-18 | 广东奥迪威传感科技股份有限公司 | 一种电子烟 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP06229318A patent/JP3097464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0894664A (ja) | 1996-04-12 |
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