JP3148937B2 - 加速度センサー - Google Patents
加速度センサーInfo
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- JP3148937B2 JP3148937B2 JP00551192A JP551192A JP3148937B2 JP 3148937 B2 JP3148937 B2 JP 3148937B2 JP 00551192 A JP00551192 A JP 00551192A JP 551192 A JP551192 A JP 551192A JP 3148937 B2 JP3148937 B2 JP 3148937B2
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- electrode
- acceleration
- strip
- acceleration sensor
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加速度センサーに関し、
特に、自動車の衝突時に使用されるエアバッグの起動又
は乗り心地改善のために用いられる加速度センサーに関
する。
特に、自動車の衝突時に使用されるエアバッグの起動又
は乗り心地改善のために用いられる加速度センサーに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、この種の加速度センサーとし
て圧電体を用いた加速度センサー（以下単に加速度セン
サーという）が知られており、この加速度センサーは構
造が簡単でしかも高温での使用が可能である点で、各種
機械の振動検出及び自動車エンジンのノッキング検出等
に広く用いられている。
て圧電体を用いた加速度センサー（以下単に加速度セン
サーという）が知られており、この加速度センサーは構
造が簡単でしかも高温での使用が可能である点で、各種
機械の振動検出及び自動車エンジンのノッキング検出等
に広く用いられている。
【０００３】ここで、図５を参照して、従来の加速度セ
ンサーについて概説する。
ンサーについて概説する。
【０００４】圧電セラミックス体１１は板体であり、そ
の両面にはそれぞれ電極１２及び１３が形成されてい
る。この圧電セラミックス体１１は厚さ方向に分極され
ている。そして、この圧電セラミックス体１１の一端を
ベース１４に取り付けることによって加速度センサーが
構成される。
の両面にはそれぞれ電極１２及び１３が形成されてい
る。この圧電セラミックス体１１は厚さ方向に分極され
ている。そして、この圧電セラミックス体１１の一端を
ベース１４に取り付けることによって加速度センサーが
構成される。
【０００５】図５において、圧電セラミックス体１１が
厚さ方向に振動すると、電極１２及び１３間に電圧が発
生する。この電圧は振動数、つまり、加速度に比例する
から、この電圧を検出することによって加速度を測定す
ることができる。
厚さ方向に振動すると、電極１２及び１３間に電圧が発
生する。この電圧は振動数、つまり、加速度に比例する
から、この電圧を検出することによって加速度を測定す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の加速
度センサーでは一対の電極を備えているだけであるか
ら、つまり、加速度センサーから一つの出力信号が取出
されるだけであるから、この出力信号に重畳する同相ノ
イズを除去することが難しく、その結果、精度よく加速
度を測定できないという問題点がある。
度センサーでは一対の電極を備えているだけであるか
ら、つまり、加速度センサーから一つの出力信号が取出
されるだけであるから、この出力信号に重畳する同相ノ
イズを除去することが難しく、その結果、精度よく加速
度を測定できないという問題点がある。
【０００７】本発明の目的は精度よく加速度を測定する
ことのできる加速度センサーを提供することにある。
ことのできる加速度センサーを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１及
び第２の主面を備え所定の方向に延びる圧電体と、前記
所定の方向に平行な中心軸線に対して対称な状態で前記
第１の主面上に形成された複数の帯状電極と、前記第２
の主面上全面に亘って形成された電極と、前記圧電体の
一端部を前記所定の方向において支持するベースとを有
し、前記圧電体は互いに隣合う前記帯状電極において分
極方向が逆向きとなるように前記第１及び前記第２の主
面間で分極処理が施されており、前記電極は接地され、
前記圧電体に前記第１及び前記第２の主面間で規定され
る方向に加速度が加わった際前記複数の帯状電極からの
出力電圧に基づいて前記加速度を検出するようにしたこ
とを特徴とする加速度センサーが得られる。この場合、
前記分極の向きが同一方向である帯状電極をそれぞれ第
１及び第２の電極として該第１及び第２の電極からの出
力電圧を受け差動増幅して、この差動増幅電圧に基づい
て前記加速度を検出される。
び第２の主面を備え所定の方向に延びる圧電体と、前記
所定の方向に平行な中心軸線に対して対称な状態で前記
第１の主面上に形成された複数の帯状電極と、前記第２
の主面上全面に亘って形成された電極と、前記圧電体の
一端部を前記所定の方向において支持するベースとを有
し、前記圧電体は互いに隣合う前記帯状電極において分
極方向が逆向きとなるように前記第１及び前記第２の主
面間で分極処理が施されており、前記電極は接地され、
前記圧電体に前記第１及び前記第２の主面間で規定され
る方向に加速度が加わった際前記複数の帯状電極からの
出力電圧に基づいて前記加速度を検出するようにしたこ
とを特徴とする加速度センサーが得られる。この場合、
前記分極の向きが同一方向である帯状電極をそれぞれ第
１及び第２の電極として該第１及び第２の電極からの出
力電圧を受け差動増幅して、この差動増幅電圧に基づい
て前記加速度を検出される。
【０００９】
【作用】本発明では、複数の帯状電極からの出力電圧に
基づいて加速度を検出しているから、特に、分極の向き
が同一方向である帯状電極をそれぞれ第１及び第２の電
極として第１及び第２の電極からの出力電圧を受け差動
増幅して、この差動増幅電圧に基づいて加速度を検出し
ているから、出力電圧に重畳された同相ノイズを除去す
ることが可能となる。
基づいて加速度を検出しているから、特に、分極の向き
が同一方向である帯状電極をそれぞれ第１及び第２の電
極として第１及び第２の電極からの出力電圧を受け差動
増幅して、この差動増幅電圧に基づいて加速度を検出し
ているから、出力電圧に重畳された同相ノイズを除去す
ることが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
る。
【００１１】図１を参照して、図示の加速度センサーは
圧電体２１を備えており、この圧電体２１は、例えば、
セラミックスで形成されている（以下この圧電体を圧電
セラミックス体という）。圧電セラミックス体２１は板
状であり、第１の主面（図中上側の面）及び第２の主面
（図中下側の面）を備えている。第１の主面には帯状電
極２２及び２３が形成されており、これら帯状電極２２
及び２３は図示のように所定の間隔（空隙）をおいて配
置されている。つまり、帯状電極２２及び２３は圧電セ
ラミックス体２１の長手方向に平行な中心軸線に対して
対称な状態で配置されている。一方、第２の主面にはそ
の全面に亘って電極２４が形成されている。そして、圧
電セラミックス体２１はその長手方向一端においてベー
ス２５に支持されている。
圧電体２１を備えており、この圧電体２１は、例えば、
セラミックスで形成されている（以下この圧電体を圧電
セラミックス体という）。圧電セラミックス体２１は板
状であり、第１の主面（図中上側の面）及び第２の主面
（図中下側の面）を備えている。第１の主面には帯状電
極２２及び２３が形成されており、これら帯状電極２２
及び２３は図示のように所定の間隔（空隙）をおいて配
置されている。つまり、帯状電極２２及び２３は圧電セ
ラミックス体２１の長手方向に平行な中心軸線に対して
対称な状態で配置されている。一方、第２の主面にはそ
の全面に亘って電極２４が形成されている。そして、圧
電セラミックス体２１はその長手方向一端においてベー
ス２５に支持されている。
【００１２】図１において、帯状電極２２及び２３は出
力電極として用いられ、一方、電極２４は共通アース電
極として用いられる。そして、帯状電極２２と電極２４
との間、帯状電極２３と電極２４との間にはそれぞれ分
極処理が施されており、その分極方向は互いに逆方向に
なっている。例えば、帯状電極２２と電極２４との間で
は電極２４から帯状電極２２の方向へ分極処理が施さ
れ、帯状電極２３と電極２４との間では帯状電極２２か
ら電極２４の方向へ分極処理が施されている。
力電極として用いられ、一方、電極２４は共通アース電
極として用いられる。そして、帯状電極２２と電極２４
との間、帯状電極２３と電極２４との間にはそれぞれ分
極処理が施されており、その分極方向は互いに逆方向に
なっている。例えば、帯状電極２２と電極２４との間で
は電極２４から帯状電極２２の方向へ分極処理が施さ
れ、帯状電極２３と電極２４との間では帯状電極２２か
ら電極２４の方向へ分極処理が施されている。
【００１３】ここで、図２を参照して、上記の加速度セ
ンサーは電極２４で接地されており、帯状電極２２及び
２３はそれぞれ差動増幅器２６の反転端子（−端子）及
び非反転端子（＋端子）に接続される。加速度センサ
ー、つまり、圧電セラミックス体２１の厚み方向に太線
矢印２７で示すように振動的な加速度が加わると、圧電
セラミックス体２１には厚み方向に応力が作用すること
になる。
ンサーは電極２４で接地されており、帯状電極２２及び
２３はそれぞれ差動増幅器２６の反転端子（−端子）及
び非反転端子（＋端子）に接続される。加速度センサ
ー、つまり、圧電セラミックス体２１の厚み方向に太線
矢印２７で示すように振動的な加速度が加わると、圧電
セラミックス体２１には厚み方向に応力が作用すること
になる。
【００１４】前述のように帯状電極２２と電極２４との
間には破線矢印２８で示す方向に分極処理が施されてお
り、帯状電極２３と電極２４との間には破線矢印２９で
示す方向に分極処理が施されているから、帯状電極２２
に関しては分極２８と同一の方向に破線矢印３０で示す
応力が生じ、一方、帯状電極２３に関しては分極２９と
逆方向に破線矢印３１で示す応力が生じることになる。
この結果、帯状電極２２と電極２４との間にはプラス
（＋）電圧が発生し、帯状電極２３と電極２４との間に
は逆極性であるマイナス（−）電圧が発生することにな
る。これらプラス電圧（第１の出力信号）及びマイナス
電圧（第２の出力信号）はそれぞれ差動増幅器２６の反
転端子及び非反転端子に加えられることになるから、差
動増幅器２６から出力される差動出力電圧は圧電セラミ
ックス体２１に加えられた加速度の大きさにほぼ比例す
ることになる。しかも、第１及び第２の出力信号に同相
ノイズが重畳されていても、前述のようにこれら第１及
び第２の出力信号は差動増幅器２６に与えられるのであ
るから、差動出力電圧においては同相ノイズが除去され
ることになる。
間には破線矢印２８で示す方向に分極処理が施されてお
り、帯状電極２３と電極２４との間には破線矢印２９で
示す方向に分極処理が施されているから、帯状電極２２
に関しては分極２８と同一の方向に破線矢印３０で示す
応力が生じ、一方、帯状電極２３に関しては分極２９と
逆方向に破線矢印３１で示す応力が生じることになる。
この結果、帯状電極２２と電極２４との間にはプラス
（＋）電圧が発生し、帯状電極２３と電極２４との間に
は逆極性であるマイナス（−）電圧が発生することにな
る。これらプラス電圧（第１の出力信号）及びマイナス
電圧（第２の出力信号）はそれぞれ差動増幅器２６の反
転端子及び非反転端子に加えられることになるから、差
動増幅器２６から出力される差動出力電圧は圧電セラミ
ックス体２１に加えられた加速度の大きさにほぼ比例す
ることになる。しかも、第１及び第２の出力信号に同相
ノイズが重畳されていても、前述のようにこれら第１及
び第２の出力信号は差動増幅器２６に与えられるのであ
るから、差動出力電圧においては同相ノイズが除去され
ることになる。
【００１５】ここで、図３に本発明による加速度センサ
ーの他の実施例を示す。
ーの他の実施例を示す。
【００１６】図３を参照して、ここでは圧電セラミック
ス体２１の第１の主面には４個の帯状電極３２乃至３５
が形成され、これら帯状電極３２乃至３５は予め定めら
れた間隔（空隙）をもって配列されている。つまり、帯
状電極３２乃至３５は圧電セラミックス体２１の長手方
向に平行な中心軸線に対して対称な状態で配置されてい
る。帯状電極３２乃至３５と電極２４との間ではそれぞ
れ図３に破線矢印で示す方向に分極処理が施されてお
り、帯状電極３２及び３４は差動増幅器２６の反転端子
に接続され、帯状電極３３及び３５は差動増幅器２６の
反転端子に接続される。つまり、同一の分極方向に対応
する帯状電極同士が同一の端子に接続されることにな
る。
ス体２１の第１の主面には４個の帯状電極３２乃至３５
が形成され、これら帯状電極３２乃至３５は予め定めら
れた間隔（空隙）をもって配列されている。つまり、帯
状電極３２乃至３５は圧電セラミックス体２１の長手方
向に平行な中心軸線に対して対称な状態で配置されてい
る。帯状電極３２乃至３５と電極２４との間ではそれぞ
れ図３に破線矢印で示す方向に分極処理が施されてお
り、帯状電極３２及び３４は差動増幅器２６の反転端子
に接続され、帯状電極３３及び３５は差動増幅器２６の
反転端子に接続される。つまり、同一の分極方向に対応
する帯状電極同士が同一の端子に接続されることにな
る。
【００１７】このようにして、帯状電極３２乃至３５を
差動増幅器２６に接続することによって、差動増幅器２
５から得られる差動出力電圧は圧電セラミックス体２１
に加えられた加速度の大きさにほぼ比例し、しかも、同
相ノイズが除去されることになる。
差動増幅器２６に接続することによって、差動増幅器２
５から得られる差動出力電圧は圧電セラミックス体２１
に加えられた加速度の大きさにほぼ比例し、しかも、同
相ノイズが除去されることになる。
【００１８】ところで、検出すべき加速度の振動周波数
が低い場合には、図４に示すように、圧電セラミックス
体２１の他端に重り３６を設けることによって、圧電セ
ラミックス体２１の加速度に対する応答を良好にするこ
とができ、その結果、出力感度を増大することができ
る。
が低い場合には、図４に示すように、圧電セラミックス
体２１の他端に重り３６を設けることによって、圧電セ
ラミックス体２１の加速度に対する応答を良好にするこ
とができ、その結果、出力感度を増大することができ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では板状の
圧電セラミックス体の一面に複数（偶数個）の帯状電極
を設けるとともに他面にアース用電極を設けて、しかも
互いに隣接する帯状電極間において分極方向を逆向きと
したから、出力電圧に重畳された同相ノイズを除去する
ことができる。
圧電セラミックス体の一面に複数（偶数個）の帯状電極
を設けるとともに他面にアース用電極を設けて、しかも
互いに隣接する帯状電極間において分極方向を逆向きと
したから、出力電圧に重畳された同相ノイズを除去する
ことができる。
【図１】本発明による加速度センサーに用いられる圧電
セラミックス体を電極とともに示す斜視図である。
セラミックス体を電極とともに示す斜視図である。
【図２】本発明による加速度センサーの一実施例を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】本発明による加速度センサーの他の実施例を説
明するための図である。
明するための図である。
【図４】本発明による加速度センサーにおいて圧電セラ
ミックス体の他の構造例を示す図である。
ミックス体の他の構造例を示す図である。
【図５】従来の加速度センサーの一例を説明するための
斜視図である。
斜視図である。
２１ 圧電セラミックス体 ２２，２３ 帯状電極 ２４ 電極 ２５ ベース ２６ 差動増幅器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−125244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−12516（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−195573（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−56275（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/09
Claims (2)
- 【請求項１】 第１及び第２の主面を備え所定の方向に
延びる圧電体と、前記所定の方向に平行な中心軸線に対
して対称な状態で前記第１の主面上に形成された複数の
帯状電極と、前記第２の主面上全面に亘って形成された
電極と、前記圧電体の一端部を前記所定の方向において
支持するベースとを有し、前記圧電体は互いに隣合う前
記帯状電極において分極方向が逆向きとなるように前記
第１及び前記第２の主面間で分極処理が施されており、
前記電極は接地され、前記圧電体に前記第１及び前記第
２の主面間で規定される方向に加速度が加わった際前記
複数の帯状電極からの出力電圧に基づいて前記加速度を
検出するようにしたことを特徴とする加速度センサー。 - 【請求項２】 請求項１に記載された加速度センサーに
おいて、前記分極の向きが同一方向である帯状電極をそ
れぞれ第１及び第２の電極として該第１及び第２の電極
からの出力電圧を受け差動増幅して差動増幅電圧を出力
する差動増幅手段をさらに備え、該差動増幅電圧に応じ
て前記加速度を検出するようにしたことを特徴とする加
速度センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00551192A JP3148937B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 加速度センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00551192A JP3148937B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 加速度センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188081A JPH05188081A (ja) | 1993-07-27 |
| JP3148937B2 true JP3148937B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=11613219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00551192A Expired - Fee Related JP3148937B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | 加速度センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148937B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3664041B2 (ja) | 2000-05-17 | 2005-06-22 | 株式会社村田製作所 | 電荷型センサ用増幅回路 |
| WO2013027736A1 (ja) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | 日本電気株式会社 | 圧電振動センサ |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP00551192A patent/JP3148937B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05188081A (ja) | 1993-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001213 |
|
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