JP3119542B2 - 半導体加速度センサおよび製造方法 - Google Patents

半導体加速度センサおよび製造方法

Info

Publication number
JP3119542B2
JP3119542B2 JP05122356A JP12235693A JP3119542B2 JP 3119542 B2 JP3119542 B2 JP 3119542B2 JP 05122356 A JP05122356 A JP 05122356A JP 12235693 A JP12235693 A JP 12235693A JP 3119542 B2 JP3119542 B2 JP 3119542B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration sensor
sensor
semiconductor acceleration
semiconductor
acceleration
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05122356A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06331647A (ja
Inventor
恵三 山田
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=14833883&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3119542(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP05122356A priority Critical patent/JP3119542B2/ja
Publication of JPH06331647A publication Critical patent/JPH06331647A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3119542B2 publication Critical patent/JP3119542B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、半導体加速度センサは、大量に生
産され、実用に供されている。半導体加速度センサは、
アナログ出力を発生する機能を有したデバイスであり、
入力された加速度に比例した大きさの電圧を発生する。
通常、半導体加速度センサは、振動のセンサとして使用
されているが、その出力感度は、できあがったデバイス
毎に異なっているため、実際の加速度に対応させるため
には、何等かの較正をする必要があった。
【0003】従来、加速度センサは、ピエゾ圧電方式な
どに代表されるように、ACの出力のみを出力するセン
サが利用されていたため、加速度の出力を較正するため
には、実際にセンサを加振器で加振して感度を測定し、
その感度に基づいて出力感度を補正している。図5は、
加速度センサパッケージ104に納められた従来の半導
体加速度センサを示している。一般に、感度補正は、半
導体加速度センサ素子101に併設して設けられた演算
増幅器102の増幅度を変化させることによって行われ
ている。通常は、演算増幅器102に併設されたフィー
ドバック抵抗103をレーザートリマーで焼き切って抵
抗値を合わせる手法、あるいはSAEpaper910
274に見られるように、ゼナーダイオードを利用した
小規模抵抗アレーを利用して抵抗値を設定することが行
われている。図中、105はセンサ出力を示している。
【0004】図6に、SAE paper910274
に見られるようにゼナーダイオードを利用した小規模抵
抗アレーを利用して抵抗値を設定する例を示した。加速
度検出素子(加速度センサチップ)111から出力され
た信号は、併設された検出回路112およびトリミング
回路113を含む別の半導体チップに導かれる。全体は
センサパッケージ114に納められている。なお図中、
115はパッドを示している。
【0005】従来は、使用状態にある半導体センサを個
別に管理するという概念はなく、破壊が起こって初めて
それに対する処置がとられていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサ感
度較正手法では、加速度センサに振動を与えることが必
要で、非常に手間がかかるという問題があった。較正デ
ータを抵抗値で記録しているため、加速度センサの較正
はアナログ的になり、安定性を欠くという問題があっ
た。ゼナーザッパを利用した場合には、較正そのものは
デジタル的に行われるが、本質的にはアナログ技術であ
り、ゼナーを介して抵抗がぶら下がっているため、ゼナ
ーの温度特性やリーク電流などが変動し、設定誤差にな
る。
【0007】また、一般に、従来の加速度センサの較正
は、センサ素子の内部のみで行われており、システムに
載せた後に再度較正を必要とすることを考えると、二度
手間となり、パーフォーマンスが劣るという問題があっ
た。
【0008】更に、センサの較正情報を外に取り出すこ
とができないので、外部で高度な演算を施してセンサの
特性を向上させるなどの手段を採用することができない
問題があった。
【0009】センサの電源は、センサを動作させるため
に必要であるが、従来は電線でつなぐ必要があり、セン
サからの出力線が多くなり、かつ電源にノイズが乗る
と、そのノイズがセンサの特性を悪化させるなどの問題
があった。
【0010】加速度センサは、長期的に利用されるた
め、その性能を管理する必要があるが、現在の加速度セ
ンサでは、管理性能は十分でないという問題があった。
【0011】本発明の目的は、このような問題を解決し
た半導体加速度センサおよび製造方法を提供することに
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体加速度セ
ンサは、入力加速度をデジタル信号に変換する手段と、
前記デジタル信号に演算を施してセンサの感度を補正す
る手段と、少なくともテーブルの上に測定対象となる半
導体加速度センサを乗せて加速度センサの感度軸が地球
の重力の中心に向かって0度、90度、および180度
の角度をなす際に前記半導体加速度センサの発生する出
力データをデジタル記録する手段を有することを特徴と
する。
【0013】また本発明の半導体加速度センサの製造方
法は、加速度を検出可能なセンサ装置を製造する最小限
の工程を終えた後に、少なくとも加速度センサをテーブ
ルの上に乗せて加速度センサの感度軸が地球の重力の中
心に向かって0度、90度、および180度の角度をな
す際に前記半導体加速度センサの発生する出力電圧の電
圧値を、センサに設けられた記憶素子にデジタル記録す
る工程を含むことを特徴とする。
【0014】さらに本発明の半導体加速度センサは、半
導体加速度センサ内に記録された基準加速度に対する比
感度情報に基づいて、半導体加速度センサの感度を補償
可能な手段を有することを特徴とする。
【0015】
【作用】半導体加速度センサの感度は、通常アナログ電
圧で出力されているが、その出力をAD変換することに
より、デジタル信号に変換することが可能である。
【0016】また、発振器形式のセンサでは、出力が周
波数に比例するので、適当な波形整形器を通すことで、
デジタル化された信号を得ることができる。デジタル信
号は、コンピュータで任意に処理可能であり、半導体加
速度センサの有する感度を逆演算を行うことで真の値を
示すように補正するような演算を施すことが可能であ
る。従って、従来の感度補正方法に見られるように、半
導体加速度センサ内部にある演算増幅器のフィードバッ
ク抵抗の値を直接変化させなくても、感度を補正するこ
とができる。
【0017】特に、発生が容易でかつ非常に優れた安定
性をもつ地球重力を利用して加速度センサに1G、−1
Gあるいは0Gに対する加速度を加え、そのときに加速
度センサが発生する出力電圧値あるいは相対的な感度を
記録すれば、任意の半導体加速度センサの出力をこの値
で割り算を行う等規格化することによって真の値を求め
ることができる。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0019】(実施例1) 図1は、本発明の第1の実施例を示した図である。図
中、1は信号処理回路、2はセンサ較正データ記録領
域、3は加速度検出領域、4はリム、5は加速度センサ
チップ、6はセンサ出力、7はデジタルデータバスであ
る。
【0020】この半導体加速度センサは、内部にEEP
ROMを有し、較正データが蓄えられるようになってい
る。ここには1G、−1Gあるいは0Gに対応する感度
が記録されている。このデータは、半導体加速度センサ
システム内にあるコンピュータに導かれて、半導体加速
度センサの較正演算に利用される。記録されるデータ
は、特定の基準条件におけるセンサの出力である。
【0021】本実施例では、従来の較正法のように、回
路の定数を直接変更する手続であるような、演算増幅器
のフィードバック抵抗の値を変更したりしないので、較
正は、半導体加速度センサの初期電気特性に影響を全く
与えることなく実施可能である。また、EEPROMな
ど書き換え可能なROMを利用しているので、較正デー
タをいつでも必要な時に書き換えることが可能である。
【0022】加速度センサの感度補正データとしては、
単位加速度当たりに生じる半導体加速度センサの出力電
圧の他に、特定の半導体加速度センサ応用システムにお
ける基準出力電圧に対する比率を記録しておいてもよ
い。この基準値と実際に測定された値の間には一定の関
係があるので、その関係を用いてデジタル演算を施すこ
とで、検出電圧を標準状態における加速度センサの出力
に変換することができる。
【0023】(実施例2) 図2は、半導体加速度センサの電気特性情報を、半導体
加速度センサシステム内に持った場合について示した図
である。図中、21は信号処理回路、22はセンサ較正
データ記録領域、23は加速度センサ、24は電源回
路、25は制御回路(マイクロコンピュータ)を示す。
【0024】もともと、半導体加速度センサシステム
は、EEPROM領域を有するマイクロコンピュータ2
5を外部装置の制御を行うために有していることが多い
ので、このEEPROMを利用した形態を示している。
【0025】(実施例3) 図3は、本発明の第3の実施例を示した図である。この
実施例は、半導体加速度センサの特性データを近似式で
展開し、その係数を記録するようにしたものである。図
中、31はセンサ特性展開係数記録領域、32は加速度
検出領域、33は展開係数補正演算回路、34はA/D
変換器、35はセンサ出力を示している。
【0026】このようにすれば、半導体加速度センサの
特性を比較的小さな記憶容量で正確に記録できるので、
コンピュータを利用して半導体加速度センサを高度に補
正することができる。当然この場合には、コンピュータ
の内部には、近似式をプログラムしてあり、この近似式
に記憶装置からの値を代入することで、センサの特性が
再現される仕組みが備わっている。特に、近似式がベキ
展開された多項式であれば、必要とされる精度に合わせ
て、多項式の項数を識別する番号と共に、係数を配置す
れば可変精度の補正も実施できる。
【0027】(実施例4) 図4は、半導体加速度センサに較正データを記録させる
ときに利用するテーブルを示した図である。図中、41
は加速度センサ、42はテーブル、43はモーターを示
している。
【0028】このテーブルは、モーターを利用した自動
傾斜機能のあるテーブルであり、外部から制御信号を加
えることにより、地球の重力中心に向かって0度,90
度,180度の角度を自動的にとるものである。このテ
ーブルを利用すると、半導体加速度センサに地球の重力
加速度1Gおよび−1Gおよび0Gの加速度を正確に加
えることができる。特に、テーブル回転時に、振動を起
こさないように防振加工を施すと良い結果が得られる。
【0029】以上、説明した実施例では、センサ情報の
記録媒体にEEPROMを利用することが述べられてい
るが、記録を行うのみであれば、単なるROM、CDあ
るいは磁気記録、光磁気記録、静電容量による手段が利
用可能であり、これらも本発明に含まれるの当然であ
る。
【0030】重力を加速度印加に利用した場合、テーブ
ルの回転速度を滑らかに変化させることで最大加速度の
大きさが精密にプラスマイナス1Gである任意の周波数
の加速度を半導体加速度センサに印加することができ
る。このような加速度印加テーブルとしても本発明に係
る加速度印加テーブルは利用できる。
【0031】また、実施例では半導体加速度センサに対
してのみ応用を示しているが、以上挙げた較正方法、デ
ータ蓄積方法、あるいは加速度印加テーブルが、圧電
型、電磁型など半導体加速度センサ以外の他の加速度セ
ンサにも同様に適用可能であることは言うまでもない。
【0032】
【発明の効果】本発明を利用すると、従来の時間のかか
るレーザートリミングに比較して、非常に短時間で較正
を完了できる。非常に安定な重力加速度を加速度標準と
して利用しているので、非常に高精度な較正が可能であ
る。重力加速度は広い範囲の場所にわたって一定である
ので、並列に機械を置くことで、大量にセンサを較正で
きる。測定基準加速度を生じさせるために余分にエネル
ギーを消費しない。
【0033】また本発明を用いると、較正を行うために
利用していた演算増幅器のフィードバック抵抗をレーザ
ートリミングする操作が入らなくなるため、半導体加速
度センサの感度較正と半導体加速度センサの出力電圧が
相互干渉することがないという利点が生じる。
【0034】半導体加速度センサの電気的特性を全て記
録しているので、その情報を取り出して補正を行い、半
導体加速度センサの特性の向上を図ることができる。こ
れらの較正情報は、EEPROMなどの書き換え可能な
媒体に記録されるので、必要に応じてその内容を変更す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示した図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示した図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示した図である。
【図4】本発明の第4の実施例を示した図である。
【図5】従来例を示した図である。
【図6】従来例の半導体素子内部を示した図である。
【符号の説明】
1,21 信号処理回路 2,22 センサ較正データ記録領域 3,32 加速度検出領域 23,41,101 加速度センサ 24 電源回路 25 制御回路 31 センサ特性展開係数記録領域 33 展開係数補正演算回路 34 A/D変換器 42 テーブル 43 モーター 102 演算増幅器 103 フィードバック抵抗 111 加速度検出素子 112 検出回路 113 トリミング回路 114 TO3パッケージ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力加速度をデジタル信号に変換する手段
    と、前記デジタル信号に演算を施してセンサの感度を補
    正する手段と、少なくともテーブルの上に測定対象とな
    る半導体加速度センサを乗せて加速度センサの感度軸が
    地球の重力の中心に向かって0度、90度、および18
    0度の角度をなす際に前記半導体加速度センサの発生す
    る出力データをデジタル記録する手段を有することを特
    徴とする半導体加速度センサ。
  2. 【請求項2】加速度を検出可能なセンサ装置を製造する
    最小限の工程を終えた後に、少なくとも加速度センサを
    テーブルの上に乗せて加速度センサの感度軸が地球の重
    力の中心に向かって0度、90度、および180度の角
    度をなす際に前記半導体加速度センサの発生する出力電
    圧の電圧値を、センサに設けられた記憶素子にデジタル
    記録する工程を含むことを特徴とする半導体加速度セン
    サの製造方法。
JP05122356A 1993-05-25 1993-05-25 半導体加速度センサおよび製造方法 Expired - Fee Related JP3119542B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05122356A JP3119542B2 (ja) 1993-05-25 1993-05-25 半導体加速度センサおよび製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05122356A JP3119542B2 (ja) 1993-05-25 1993-05-25 半導体加速度センサおよび製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06331647A JPH06331647A (ja) 1994-12-02
JP3119542B2 true JP3119542B2 (ja) 2000-12-25

Family

ID=14833883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05122356A Expired - Fee Related JP3119542B2 (ja) 1993-05-25 1993-05-25 半導体加速度センサおよび製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3119542B2 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3131099B2 (ja) * 1994-08-22 2001-01-31 日野自動車株式会社 加速度情報の演算回路
JPH08304448A (ja) * 1995-05-11 1996-11-22 Nikon Corp 力学量検出器および力学量検出方法
JPH08327657A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Nikon Corp 力学量センサ
JPH09159691A (ja) * 1995-12-06 1997-06-20 Nissan Motor Co Ltd 加速度センサ
JPH09311140A (ja) * 1996-05-24 1997-12-02 Hino Motors Ltd 加速度検出回路
DE19962938A1 (de) * 1999-12-24 2001-07-19 Perkinelmer Optoelectronics Verfahren zum Korrigieren des Ausgangssignals eines Infrarotstrahlungsmehrelementsensors, Infrarotstrahlungsmehrelementsensor und Infrarotstrahlungsmehrelementsensorsystem
JP3440075B2 (ja) * 2000-11-22 2003-08-25 株式会社山武 地震検出装置
US7644602B2 (en) 2004-03-31 2010-01-12 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method of measuring transverse sensitivity of sensor for detecting acceleration and acceleration measuring method
CN101031803B (zh) 2004-08-12 2012-09-05 旭化成电子材料元件株式会社 加速度计测装置
JP2006208031A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Hitachi Ulsi Systems Co Ltd 半導体センサ装置とその製造方法と補正方法
JP2006275929A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Fujitsu Ten Ltd 部品劣化度評価装置及び部品劣化度評価方法
WO2007077859A1 (ja) * 2006-01-05 2007-07-12 Asahi Kasei Emd Corporation 加速度計速装置
KR100755588B1 (ko) * 2006-02-21 2007-09-06 삼성전기주식회사 센서 복합 모듈의 초기 보정값 설정방법
JP4560016B2 (ja) * 2006-07-31 2010-10-13 アキム株式会社 電子部品の調整検査装置
US7487661B2 (en) * 2006-10-11 2009-02-10 Freescale Semiconductor, Inc. Sensor having free fall self-test capability and method therefor
JP2010119417A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Panasonic Corp 洗濯機
EP2214030B1 (en) * 2009-01-30 2017-11-01 BlackBerry Limited A Method for Calibrating an Accelerometer of an Electronic Device, an Accelerometer, and an Electronic Device having an Accelerometer with Improved Calibration Features
US8459094B2 (en) 2009-01-30 2013-06-11 Research In Motion Limited Method for calibrating an accelerometer of an electronic device, an accelerometer, and an electronic device having an accelerometer with improved calibration features
US8156264B2 (en) * 2009-04-03 2012-04-10 Analog Devices, Inc. Digital output sensor FIFO buffer with single port memory
JP2016145709A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 多摩川精機株式会社 慣性センサ使用システムの温度補正構造、慣性センサ、慣性センサ使用システム、および慣性センサ使用システムの温度補正方法
JP6661937B2 (ja) * 2015-09-28 2020-03-11 富士電機株式会社 加速度補正データ算出装置及び加速度センサの製造方法
JP6886846B2 (ja) * 2017-03-23 2021-06-16 戸田建設株式会社 擬似加振装置
JP7458035B2 (ja) * 2021-03-10 2024-03-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 モジュール検査方法、及び、慣性センサ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6197543A (ja) * 1984-10-19 1986-05-16 Fujikura Ltd 半導体圧力センサの補償回路
JPS61112938A (ja) * 1984-11-08 1986-05-30 Fujikura Ltd 半導体圧力センサの補償回路
US4679434A (en) * 1985-07-25 1987-07-14 Litton Systems, Inc. Integrated force balanced accelerometer
JPH0275963A (ja) * 1988-09-12 1990-03-15 Honda Motor Co Ltd 半導体センサ
JP2503676B2 (ja) * 1989-08-17 1996-06-05 日本電気株式会社 温度計測デ―タ変換装置
JPH04175626A (ja) * 1990-11-08 1992-06-23 Kubota Corp トルクセンサの特性補償方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06331647A (ja) 1994-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3119542B2 (ja) 半導体加速度センサおよび製造方法
US6283628B1 (en) Intelligent input/output temperature sensor and calibration method therefor
US7006938B2 (en) Reactive sensor modules using Pade' Approximant based compensation and providing module-sourced excitation
US4443117A (en) Measuring apparatus, method of manufacture thereof, and method of writing data into same
US4669052A (en) Apparatus and method for calibrating a sensor
US7378858B2 (en) Padé approximant based compensation for integrated sensor modules and the like
US7944214B2 (en) Padé approximant based compensation for integrated sensor modules and the like
JPH0697169B2 (ja) センサ信号の温度補償方法
US7707885B2 (en) Method for temperature-compensated gyrometric measurement and gyrometric measurement device using same
US6446019B1 (en) Method and apparatus for calibrating analog sensor measurement
JP2882786B1 (ja) センサの信号処理回路
EP0470853A2 (en) Method of measuring pressures using a tuning fork crystal oscillator
JP4559805B2 (ja) 物理量センサ
US6329817B1 (en) Electronic sensor apparatus
US5477471A (en) Method of compensating for power supply variation in a sensor output
KR100347008B1 (ko) 진동온도복합센서를 구비한 진동인디케이터
JP2001174304A (ja) 演算装置内蔵センサ
US5798692A (en) Digital compensation circuit for calibration of sensors
JP2000241202A (ja) センサ装置
JP2869910B2 (ja) 磁気センサ装置
JP2569924B2 (ja) 温度センサ感度可変回路
US7623309B2 (en) Apparatus and method for use in transferring information relative to a storage medium
JPH0755837A (ja) 振動センサの校正装置
JPH07162295A (ja) ディジタル温度補償発振器およびそのディジタル温度補償方法
JP2006258757A (ja) データ記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D02

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101013

Year of fee payment: 10

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111013

Year of fee payment: 11

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121013

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees