JP3139282B2 - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JP3139282B2 JP3139282B2 JP06131839A JP13183994A JP3139282B2 JP 3139282 B2 JP3139282 B2 JP 3139282B2 JP 06131839 A JP06131839 A JP 06131839A JP 13183994 A JP13183994 A JP 13183994A JP 3139282 B2 JP3139282 B2 JP 3139282B2
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- Japan
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- circuit
- acceleration
- acceleration sensor
- piezoelectric ceramic
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電体素子を用いて構
成されたうえで車載用エアバッグ装置などに組み込んで
使用される加速度センサに係り、詳しくは、その共振特
性に関する。
成されたうえで車載用エアバッグ装置などに組み込んで
使用される加速度センサに係り、詳しくは、その共振特
性に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、この種の加速度センサとして
は、図４の電気回路図で示すように、加速度の作用を検
出する圧電体セラミック素子１と、この圧電体セラミッ
ク素子１から出力された信号を処理する信号処理回路と
を備えたものがあり、この信号処理回路の前段には圧電
体セラミック素子１からの出力信号をインピーダンス変
換するためのインピーダンス変換回路２が設けられてい
る。そして、図示していないが、信号処理回路の後段に
は出力信号のフィルタ回路や増幅回路などが設けられて
おり、フィルタ回路ではインピーダンス変換された出力
信号中の不要成分が除去されるとともに、増幅回路にお
いては不要成分が除去された出力信号の増幅が行われる
ようになっている。すなわち、この加速度センサは、圧
電体セラミック素子１の出力インピーダンスが高くなる
ため、インピーダンス変換したうえでの信号処理を行う
回路構成とされている。
は、図４の電気回路図で示すように、加速度の作用を検
出する圧電体セラミック素子１と、この圧電体セラミッ
ク素子１から出力された信号を処理する信号処理回路と
を備えたものがあり、この信号処理回路の前段には圧電
体セラミック素子１からの出力信号をインピーダンス変
換するためのインピーダンス変換回路２が設けられてい
る。そして、図示していないが、信号処理回路の後段に
は出力信号のフィルタ回路や増幅回路などが設けられて
おり、フィルタ回路ではインピーダンス変換された出力
信号中の不要成分が除去されるとともに、増幅回路にお
いては不要成分が除去された出力信号の増幅が行われる
ようになっている。すなわち、この加速度センサは、圧
電体セラミック素子１の出力インピーダンスが高くなる
ため、インピーダンス変換したうえでの信号処理を行う
回路構成とされている。
【０００３】ところで、加速度センサの圧電体セラミッ
ク素子１からは加速度に基づく電圧Ｖ0が出力されるこ
とになり、出力された電圧Ｖ0はインピーダンス変換回
路２に対して入力されている。すなわち、ここで、圧電
体素子１に作用した加速度が電圧Ｖ0 に変換される原理
は、以下の通りである。
ク素子１からは加速度に基づく電圧Ｖ0が出力されるこ
とになり、出力された電圧Ｖ0はインピーダンス変換回
路２に対して入力されている。すなわち、ここで、圧電
体素子１に作用した加速度が電圧Ｖ0 に変換される原理
は、以下の通りである。
【０００４】まず、この加速度センサにおける加速度検
出構造が図５で例示するような周知のカンチレバー型と
して構成されている場合、導電性を有し、かつ、一端が
固定支持されたシム板３の自由端に取り付けられた重り
４に加速度Ｇが作用すると、シム板３は加速度の作用に
伴って撓むこととなり、このシム板３上に対面接合され
ていた分極処理済みの圧電体セラミック素子１にはシム
板３の撓み量に比例した応力Ｆが作用する。そこで、圧
電体セラミック素子１では応力Ｆに対応した電荷が発生
することになり、電荷が時間的に変化することで得られ
る電流Ｉと、圧電体セラミック素子１の有する容量Ｃ0
と、インピーダンス変換回路２における入力インピーダ
ンスＲLとの相互作用によって電圧Ｖ0が発生するのであ
る。
出構造が図５で例示するような周知のカンチレバー型と
して構成されている場合、導電性を有し、かつ、一端が
固定支持されたシム板３の自由端に取り付けられた重り
４に加速度Ｇが作用すると、シム板３は加速度の作用に
伴って撓むこととなり、このシム板３上に対面接合され
ていた分極処理済みの圧電体セラミック素子１にはシム
板３の撓み量に比例した応力Ｆが作用する。そこで、圧
電体セラミック素子１では応力Ｆに対応した電荷が発生
することになり、電荷が時間的に変化することで得られ
る電流Ｉと、圧電体セラミック素子１の有する容量Ｃ0
と、インピーダンス変換回路２における入力インピーダ
ンスＲLとの相互作用によって電圧Ｖ0が発生するのであ
る。
【０００５】そして、この加速度検出構造におけるシム
板３と重り４とは２次の共振系を構成していることにな
り、以上説明した加速度センサの動作手順は、図６で示
すような３つの構成部分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からなるブロ
ック図として表現されることになる。すなわち、［（α
・Ｗｎ2）／（ｓ2＋２・ζ・Ｗｎ・ｓ＋Ｗｎ2）］とい
う式で表されて加速度Ｇ（ｓ）を応力Ｆ（ｓ）に変換す
るＢ１部分と、［ｓ・ｄ31］と表されて応力Ｆ（ｓ）を
電流Ｉ（ｓ）に変換するＢ２部分と、［ＲL／（１＋ｓ
・Ｃ0・ＲL）］と表されて電流Ｉ（ｓ）を電圧Ｖ
0（ｓ）に変換するＢ３部分とが連続してなるブロック
図である。なお、これら式中におけるαは加速度から応
力への変換定数（Ｎ／Ｇ）、Ｗｎは共振角周波数（ｒａ
ｄ／ｓ）、ｓはラプラス演算子、ζは減衰比、ｄ31は圧
電体セラミック素子１の圧電歪定数（ｍ／ｖ）、Ｃ0は
圧電体セラミック素子１の有する容量（Ｆ）、ＲLはイ
ンピーダンス変換回路２の入力インピーダンス（Ω）を
それぞれ表している。また、この際の圧電体セラミック
素子１における共振周波数ｆr は［Ｗｎ／（２・
π）］、そして、Ｑは［１／（２・ζ）］という式で表
されることになる。
板３と重り４とは２次の共振系を構成していることにな
り、以上説明した加速度センサの動作手順は、図６で示
すような３つの構成部分Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３からなるブロ
ック図として表現されることになる。すなわち、［（α
・Ｗｎ2）／（ｓ2＋２・ζ・Ｗｎ・ｓ＋Ｗｎ2）］とい
う式で表されて加速度Ｇ（ｓ）を応力Ｆ（ｓ）に変換す
るＢ１部分と、［ｓ・ｄ31］と表されて応力Ｆ（ｓ）を
電流Ｉ（ｓ）に変換するＢ２部分と、［ＲL／（１＋ｓ
・Ｃ0・ＲL）］と表されて電流Ｉ（ｓ）を電圧Ｖ
0（ｓ）に変換するＢ３部分とが連続してなるブロック
図である。なお、これら式中におけるαは加速度から応
力への変換定数（Ｎ／Ｇ）、Ｗｎは共振角周波数（ｒａ
ｄ／ｓ）、ｓはラプラス演算子、ζは減衰比、ｄ31は圧
電体セラミック素子１の圧電歪定数（ｍ／ｖ）、Ｃ0は
圧電体セラミック素子１の有する容量（Ｆ）、ＲLはイ
ンピーダンス変換回路２の入力インピーダンス（Ω）を
それぞれ表している。また、この際の圧電体セラミック
素子１における共振周波数ｆr は［Ｗｎ／（２・
π）］、そして、Ｑは［１／（２・ζ）］という式で表
されることになる。
【０００６】さらに、上記式中のラプラス演算子ｓに対
してｊ・ωを代入したうえでの演算を行うと、図７のよ
うな線図をもって表される周波数特性が得られることに
なり、この図７から明らかなように、共振周波数ｆrに
見合う加速度が作用した際の圧電体セラミック素子１か
ら出力される電圧Ｖ0は非共振時の４０〜５０倍という
ような高い値を示すことになる。なお、上記ｊは虚数単
位、ωは角周波数であり、また、図７中のｆcLは、圧電
体セラミック素子１の容量Ｃ0と、インピーダンス変換
回路２の入力インピーダンスＲLとに基づいて定まるフ
ィルタのカットオフ周波数であって［１／（２・π・Ｃ
0・ＲL）］という式で表されることになる。さらにま
た、以上説明した加速度センサではカンチレバー型の加
速度検出構造を用いているが、これに限定されるもので
はなく、カンチレバー型以外の構成とされたものであっ
てもよいことは勿論である。
してｊ・ωを代入したうえでの演算を行うと、図７のよ
うな線図をもって表される周波数特性が得られることに
なり、この図７から明らかなように、共振周波数ｆrに
見合う加速度が作用した際の圧電体セラミック素子１か
ら出力される電圧Ｖ0は非共振時の４０〜５０倍という
ような高い値を示すことになる。なお、上記ｊは虚数単
位、ωは角周波数であり、また、図７中のｆcLは、圧電
体セラミック素子１の容量Ｃ0と、インピーダンス変換
回路２の入力インピーダンスＲLとに基づいて定まるフ
ィルタのカットオフ周波数であって［１／（２・π・Ｃ
0・ＲL）］という式で表されることになる。さらにま
た、以上説明した加速度センサではカンチレバー型の加
速度検出構造を用いているが、これに限定されるもので
はなく、カンチレバー型以外の構成とされたものであっ
てもよいことは勿論である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上説明し
たように、従来構成とされた加速度センサの圧電体セラ
ミック素子１に対して共振周波数ｆrに見合う加速度Ｇ
が作用した際には、圧電体セラミック素子１から非常に
高い電圧Ｖ0が出力されることになり、この電圧Ｖ0がそ
のままインピーダンス変換回路２に対して入力される。
そして、非常に高い電圧Ｖ0が入力したインピーダンス
変換回路２においては、これからの出力が飽和してしま
ったり、誤動作や故障が発生したりすることが起こると
いう不都合が生じることになってしまう。
たように、従来構成とされた加速度センサの圧電体セラ
ミック素子１に対して共振周波数ｆrに見合う加速度Ｇ
が作用した際には、圧電体セラミック素子１から非常に
高い電圧Ｖ0が出力されることになり、この電圧Ｖ0がそ
のままインピーダンス変換回路２に対して入力される。
そして、非常に高い電圧Ｖ0が入力したインピーダンス
変換回路２においては、これからの出力が飽和してしま
ったり、誤動作や故障が発生したりすることが起こると
いう不都合が生じることになってしまう。
【０００８】なお、インピーダンス変換回路２からの出
力が飽和するのを防止するためは、圧電体セラミック素
子１のダンピングを行ったり、Ｑを小さくしたりする手
立てが採られるのであるが、このようにした場合には、
加速度検出構造が複雑化することになるばかりか、ダン
ピング材に起因する性能劣化を招くことになる。また、
誤動作や故障が発生するのを防止するためには、電源電
圧を高くしてダイナミックレンジを大きくすることが考
えられるのであるが、近年においては低電圧化が強く求
められているのであるから、電源電圧を高くするという
手立てを採用したのでは別異の不都合が生じることにな
ってしまう。
力が飽和するのを防止するためは、圧電体セラミック素
子１のダンピングを行ったり、Ｑを小さくしたりする手
立てが採られるのであるが、このようにした場合には、
加速度検出構造が複雑化することになるばかりか、ダン
ピング材に起因する性能劣化を招くことになる。また、
誤動作や故障が発生するのを防止するためには、電源電
圧を高くしてダイナミックレンジを大きくすることが考
えられるのであるが、近年においては低電圧化が強く求
められているのであるから、電源電圧を高くするという
手立てを採用したのでは別異の不都合が生じることにな
ってしまう。
【０００９】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、共振周波数に見合う加速度が作用
した際においても圧電体素子から出力される電圧が高く
なることを防止できる回路構成とされた加速度センサの
提供を目的としている。
されたものであって、共振周波数に見合う加速度が作用
した際においても圧電体素子から出力される電圧が高く
なることを防止できる回路構成とされた加速度センサの
提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、加速度を検出する圧電体素子と、
この圧電体素子からの出力信号を処理する信号処理回路
とを備えており、この信号処理回路の前段にはインピー
ダンス変換回路が配設された加速度センサであって、圧
電体素子及びインピーダンス変換回路の間には、抵抗と
コンデンサとを設けており、このコンデンサは圧電体素
子と並列接続され、抵抗は圧電体素子とコンデンサ間に
直列接続されてフィルタ回路が構成され、このフィルタ
回路は高域カットオフ周波数を圧電体素子の共振周波数
より低い周波数に設定されたものであることを特徴とし
ている。
的を達成するために、加速度を検出する圧電体素子と、
この圧電体素子からの出力信号を処理する信号処理回路
とを備えており、この信号処理回路の前段にはインピー
ダンス変換回路が配設された加速度センサであって、圧
電体素子及びインピーダンス変換回路の間には、抵抗と
コンデンサとを設けており、このコンデンサは圧電体素
子と並列接続され、抵抗は圧電体素子とコンデンサ間に
直列接続されてフィルタ回路が構成され、このフィルタ
回路は高域カットオフ周波数を圧電体素子の共振周波数
より低い周波数に設定されたものであることを特徴とし
ている。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１２】図１は本実施例に係る加速度センサの回路
構成を示す電気回路図、図２はその動作手順を示すブロ
ック図であり、図３は加速度センサの周波数特性を示す
線図である。なお、これらの図１ないし図３において、
従来例を示す図４ないし図７と互いに同一もしくは相当
する部品、部分には同一符号を付すこととし、以下の式
中における各種の記号も従来例と同一内容を示すものと
している。
構成を示す電気回路図、図２はその動作手順を示すブロ
ック図であり、図３は加速度センサの周波数特性を示す
線図である。なお、これらの図１ないし図３において、
従来例を示す図４ないし図７と互いに同一もしくは相当
する部品、部分には同一符号を付すこととし、以下の式
中における各種の記号も従来例と同一内容を示すものと
している。
【００１３】本実施例に係る加速度センサは、加速度の
作用を検出するＰＺＴなどの圧電体セラミック素子１
と、この圧電体セラミック素子１から出力された信号を
処理する信号処理回路とを備えており、この信号処理回
路の前段にはインピーダンス変換回路２が配設されてい
る。そして、圧電体セラミック素子１及びインピーダン
ス変換回路２の間には、図１で示すように、フィルタ回
路を構成する抵抗１０及びコンデンサ１１が設けられて
おり、抵抗１０は圧電体セラミック素子１及びインピー
ダンス変換回路２と直列接続される一方、コンデンサ１
１は圧電体セラミック素子１と並列接続されたものとな
っている。なお、このフィルタ回路を構成する抵抗１０
は、圧電体セラミック素子１の基準電圧（グランド）側
に設けられていても、あるいは、コンデンサ１１の基準
電圧側に設けられたものであってもよい。また、図示し
ていないが、信号処理回路の後段に出力信号のフィルタ
回路や増幅回路などが設けられていることは従来例と同
様である。
作用を検出するＰＺＴなどの圧電体セラミック素子１
と、この圧電体セラミック素子１から出力された信号を
処理する信号処理回路とを備えており、この信号処理回
路の前段にはインピーダンス変換回路２が配設されてい
る。そして、圧電体セラミック素子１及びインピーダン
ス変換回路２の間には、図１で示すように、フィルタ回
路を構成する抵抗１０及びコンデンサ１１が設けられて
おり、抵抗１０は圧電体セラミック素子１及びインピー
ダンス変換回路２と直列接続される一方、コンデンサ１
１は圧電体セラミック素子１と並列接続されたものとな
っている。なお、このフィルタ回路を構成する抵抗１０
は、圧電体セラミック素子１の基準電圧（グランド）側
に設けられていても、あるいは、コンデンサ１１の基準
電圧側に設けられたものであってもよい。また、図示し
ていないが、信号処理回路の後段に出力信号のフィルタ
回路や増幅回路などが設けられていることは従来例と同
様である。
【００１４】ところで、従来例で説明した加速度と電圧
との変換原理に基づき、この加速度センサにおける圧電
体セラミック素子１からも作用した加速度に基づく電圧
Ｖが出力されたうえでインピーダンス変換回路２に対し
て入力されることになる。そして、加速度を電圧Ｖに変
換する際における加速度センサの動作手順は、図２で示
すように、加速度Ｇ（ｓ）を応力Ｆ（ｓ）に変換するＢ
１部分と、応力Ｆ（ｓ）を電流Ｉ（ｓ）に変換するＢ２
部分と、電流Ｉ（ｓ）を電圧Ｖ（ｓ）に変換するＢ３部
分とが連続したブロック図で表現されることになり、Ｂ
１部分及びＢ２部分のそれぞれは、従来例同様、［（α
・Ｗｎ2）／（ｓ2＋２・ζ・Ｗｎ・ｓ＋Ｗｎ2）］及び
［ｓ・ｄ31］という式で表される。
との変換原理に基づき、この加速度センサにおける圧電
体セラミック素子１からも作用した加速度に基づく電圧
Ｖが出力されたうえでインピーダンス変換回路２に対し
て入力されることになる。そして、加速度を電圧Ｖに変
換する際における加速度センサの動作手順は、図２で示
すように、加速度Ｇ（ｓ）を応力Ｆ（ｓ）に変換するＢ
１部分と、応力Ｆ（ｓ）を電流Ｉ（ｓ）に変換するＢ２
部分と、電流Ｉ（ｓ）を電圧Ｖ（ｓ）に変換するＢ３部
分とが連続したブロック図で表現されることになり、Ｂ
１部分及びＢ２部分のそれぞれは、従来例同様、［（α
・Ｗｎ2）／（ｓ2＋２・ζ・Ｗｎ・ｓ＋Ｗｎ2）］及び
［ｓ・ｄ31］という式で表される。
【００１５】しかしながら、この際におけるＢ３部分
は、上記抵抗１０及びコンデンサ１１を設けたことに基
づき、従来例とは異なる［ＲL／〔ｓ2（Ｃ0・Ｃ1・Ｒ1
・ＲL）＋ｓ｛（Ｃ0（Ｒ1＋ＲL）＋Ｃ1・ＲL｝＋１〕］
という式で表される。そこで、従来例同様の手順に従
い、式中のラプラス演算子ｓに対してｊ・ωを代入した
うえでの演算を行うと、図３で示すような線図をもって
表される加速度センサの周波数特性が得られることにな
り、この周波数特性中の共振周波数ｆrよりも低域側位
置には高域周波数の減衰が大きくなり始める周波数ｆch
が現れてくる。そして、この周波数ｆchは［１／｛（２
・π・Ｃ0・Ｃ1・Ｒ1）／（Ｃ0＋Ｃ1）］という式で表
されることになり、この周波数ｆchよりも高域側におい
ては、２０（ｄＢ／ｄｅｃ）減衰、すなわち、周波数が
１０倍になると２０ｄＢ（＝１／１０）減衰するという
現象が生じることになる。
は、上記抵抗１０及びコンデンサ１１を設けたことに基
づき、従来例とは異なる［ＲL／〔ｓ2（Ｃ0・Ｃ1・Ｒ1
・ＲL）＋ｓ｛（Ｃ0（Ｒ1＋ＲL）＋Ｃ1・ＲL｝＋１〕］
という式で表される。そこで、従来例同様の手順に従
い、式中のラプラス演算子ｓに対してｊ・ωを代入した
うえでの演算を行うと、図３で示すような線図をもって
表される加速度センサの周波数特性が得られることにな
り、この周波数特性中の共振周波数ｆrよりも低域側位
置には高域周波数の減衰が大きくなり始める周波数ｆch
が現れてくる。そして、この周波数ｆchは［１／｛（２
・π・Ｃ0・Ｃ1・Ｒ1）／（Ｃ0＋Ｃ1）］という式で表
されることになり、この周波数ｆchよりも高域側におい
ては、２０（ｄＢ／ｄｅｃ）減衰、すなわち、周波数が
１０倍になると２０ｄＢ（＝１／１０）減衰するという
現象が生じることになる。
【００１６】その結果、図３で示すように、加速度セン
サを構成する圧電体セラミック素子１に対して共振周波
数ｆrに見合う加速度が作用した場合であっても、この
圧電体セラミック素子１からインピーダンス変換回路２
に対して出力される電圧Ｖは大きく低減することにな
る。なお、この際におけるフィルタのカットオフ周波数
ｆcL′は［１／｛２・π・ＲL（Ｃ0＋Ｃ1）｝］で表さ
れることになり、このカットオフ周波数ｆcL′は従来例
よりも低域側に移動している。
サを構成する圧電体セラミック素子１に対して共振周波
数ｆrに見合う加速度が作用した場合であっても、この
圧電体セラミック素子１からインピーダンス変換回路２
に対して出力される電圧Ｖは大きく低減することにな
る。なお、この際におけるフィルタのカットオフ周波数
ｆcL′は［１／｛２・π・ＲL（Ｃ0＋Ｃ1）｝］で表さ
れることになり、このカットオフ周波数ｆcL′は従来例
よりも低域側に移動している。
【００１７】さらにまた、本発明においては、抵抗１０
及びコンデンサ１１を設けることによって共振時の圧電
体セラミック素子１から出力される電圧Ｖを低減させる
としているが、圧電体セラミック素子１に対してコンデ
ンサ１１を並列接続したことにより、この圧電体セラミ
ック素子１から出力される電圧Ｖに対する温度補償をも
行い得ることになる。すなわち、一般的な加速度センサ
では、圧電体セラミック素子１の有する容量Ｃ0及び圧
電歪定数ｄ31それぞれの温度による変化率が互いに異な
るから、周囲温度の影響による電圧Ｖの変化率ΔＶ／Ｖ
を零とすることができず、適正な温度補償を行うことが
できないことになっている。なお、ΔＶは電圧Ｖの温度
変化に伴う変化分を示している。
及びコンデンサ１１を設けることによって共振時の圧電
体セラミック素子１から出力される電圧Ｖを低減させる
としているが、圧電体セラミック素子１に対してコンデ
ンサ１１を並列接続したことにより、この圧電体セラミ
ック素子１から出力される電圧Ｖに対する温度補償をも
行い得ることになる。すなわち、一般的な加速度センサ
では、圧電体セラミック素子１の有する容量Ｃ0及び圧
電歪定数ｄ31それぞれの温度による変化率が互いに異な
るから、周囲温度の影響による電圧Ｖの変化率ΔＶ／Ｖ
を零とすることができず、適正な温度補償を行うことが
できないことになっている。なお、ΔＶは電圧Ｖの温度
変化に伴う変化分を示している。
【００１８】しかしながら、本発明のように、圧電体セ
ラミック素子１に対してコンデンサ１１を並列接続した
際には、これらからなる並列回路が構成されることにな
り、このコンデンサ１１の有する容量Ｃ1を適宜に選択
することによって並列回路を構成する圧電体セラミック
素子１における容量及び圧電歪定数それぞれの変化率を
ほぼ等しいものとすることが可能となる。そして、これ
らの変化率がほぼ等しくなると、圧電体セラミック素子
１から出力される電圧Ｖの変化率ΔＶ／Ｖが零に近づく
ことになる結果、電圧Ｖに対する適正な温度補償が行え
ることになるのである。なお、本実施例においては、圧
電体素子が圧電体セラミック素子１であるものとして説
明したが、これに限定されることはなく、水晶やＬiＴa
Ｏ3、ＬiＮbＯ3などの圧電単結晶からなるものであって
もよいことは勿論である。
ラミック素子１に対してコンデンサ１１を並列接続した
際には、これらからなる並列回路が構成されることにな
り、このコンデンサ１１の有する容量Ｃ1を適宜に選択
することによって並列回路を構成する圧電体セラミック
素子１における容量及び圧電歪定数それぞれの変化率を
ほぼ等しいものとすることが可能となる。そして、これ
らの変化率がほぼ等しくなると、圧電体セラミック素子
１から出力される電圧Ｖの変化率ΔＶ／Ｖが零に近づく
ことになる結果、電圧Ｖに対する適正な温度補償が行え
ることになるのである。なお、本実施例においては、圧
電体素子が圧電体セラミック素子１であるものとして説
明したが、これに限定されることはなく、水晶やＬiＴa
Ｏ3、ＬiＮbＯ3などの圧電単結晶からなるものであって
もよいことは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る加速
度センサにおいては、圧電体素子及びインピーダンス変
換回路の間に、フィルタ回路を構成する抵抗とコンデン
サとを設けたので、圧電体素子に対して共振周波数に見
合う加速度が作用した場合であっても、圧電体素子から
インピーダンス変換回路に対して従来例のような高い電
圧が出力されることはなくなり、この際に出力される電
圧は従来例に比べて大きく低減された値を有するものと
なる。その結果、インピーダンス変換回路からの出力が
飽和したり、このインピーダンス変換回路が誤動作や故
障することは起こり得ないことになる。
度センサにおいては、圧電体素子及びインピーダンス変
換回路の間に、フィルタ回路を構成する抵抗とコンデン
サとを設けたので、圧電体素子に対して共振周波数に見
合う加速度が作用した場合であっても、圧電体素子から
インピーダンス変換回路に対して従来例のような高い電
圧が出力されることはなくなり、この際に出力される電
圧は従来例に比べて大きく低減された値を有するものと
なる。その結果、インピーダンス変換回路からの出力が
飽和したり、このインピーダンス変換回路が誤動作や故
障することは起こり得ないことになる。
【００２０】また、コンデンサを圧電体素子と並列接続
して設けたことにより、圧電体素子から出力される電圧
の温度補償を行い得るという別異の優れた効果も得られ
ることになる。
して設けたことにより、圧電体素子から出力される電圧
の温度補償を行い得るという別異の優れた効果も得られ
ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る加速度センサの回路構成を示す
電気回路図である。
電気回路図である。
【図２】その動作手順を示すブロック図である。
【図３】本実施例に係る加速度センサの周波数特性を示
す線図である。
す線図である。
【図４】従来例に係る加速度センサの回路構成を示す電
気回路図である。
気回路図である。
【図５】カンチレバー型の加速度検出構造を示す説明図
である。
である。
【図６】その動作手順を示すブロック図である。
【図７】従来例に係る加速度センサの周波数特性を示す
線図である。
線図である。
１ 圧電体セラミック素子（圧電体素子） ２ インピーダンス変換回路 １０ 抵抗 １１ コンデンサ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/09
Claims (1)
- 【請求項１】 加速度を検出する圧電体素子（１）と、
この圧電体素子（１）からの出力信号を処理する信号処
理回路とを備えており、この信号処理回路の前段にはイ
ンピーダンス変換回路（２）が配設された加速度センサ
であって、 圧電体素子（１）及びインピーダンス変換回路（２）の
間には、抵抗（１０）とコンデンサ（１１）とを設けて
おり、このコンデンサ（１１）は圧電体素子（１）と並
列接続され、抵抗（１０）は圧電体素子（１）とコンデ
ンサ間に直列接続されてフィルタ回路が構成され、この
フィルタ回路は高域カットオフ周波数（ｆ ch ）を圧電体
素子（１）の共振周波数（ｆ r ）より低い周波数に設定
されたものであ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 |
|---|---|---|---|
| JP06131839A JP3139282B2 (ja) | 1993-08-26 | 1994-06-14 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-211511 | 1993-08-26 | ||
| JP21151193 | 1993-08-26 | ||
| JP06131839A JP3139282B2 (ja) | 1993-08-26 | 1994-06-14 | 加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113816A JPH07113816A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3139282B2 true JP3139282B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=26466562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06131839A Expired - Lifetime JP3139282B2 (ja) | 1993-08-26 | 1994-06-14 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3139282B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3301405B2 (ja) * | 1999-03-17 | 2002-07-15 | 株式会社村田製作所 | 圧電式加速度センサ用増幅回路 |
| JP6596310B2 (ja) * | 2015-11-11 | 2019-10-23 | ローム株式会社 | 圧電センサ、センサシステム、および圧電素子 |
| CN113366320A (zh) | 2019-02-04 | 2021-09-07 | Asml荷兰有限公司 | 电子系统、加速度计、校准方法、光刻设备和器件制造方法 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP06131839A patent/JP3139282B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本電子材料工業会編、「圧電セラミックス新技術」、第１版、株式会社オーム社、平成３年、ｐ．９２−１０１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07113816A (ja) | 1995-05-02 |
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