JP3332280B2 - Heat wire type acceleration detector - Google Patents

Heat wire type acceleration detector

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JP3332280B2
JP3332280B2 JP00581194A JP581194A JP3332280B2 JP 3332280 B2 JP3332280 B2 JP 3332280B2 JP 00581194 A JP00581194 A JP 00581194A JP 581194 A JP581194 A JP 581194A JP 3332280 B2 JP3332280 B2 JP 3332280B2
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瑞穂 土肥
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    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/006Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は一対の発熱型感温手段
または二対の発熱型感温手段を備えたブリッジ回路を有
し、作用する加速度に対応した検出出力が精度よく得ら
れるヒートワイヤ型加速度検出器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat wire having a bridge circuit provided with a pair of heat-generating temperature sensing means or two pairs of heat-generating temperature sensing means, and capable of accurately obtaining a detection output corresponding to an acting acceleration. A type acceleration detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の加速度センサは、特開平3―17
6669号公報に開示されているように、ケース内にヒ
ータ用薄膜抵抗温度センサを設け、このヒータ用薄膜抵
抗温度センサに電流を流して加熱し、加熱されたヒータ
用薄膜抵抗温度センサの温度に対応した抵抗値を検出し
ておき、この状態で加速度が作用した場合、ケース内に
気流が発生し、気流に伴いヒータ用薄膜抵抗温度センサ
の熱が奪われてヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値が
変化する。
2. Description of the Related Art A conventional acceleration sensor is disclosed in
As disclosed in Japanese Patent No. 6669, a thin-film resistance temperature sensor for a heater is provided in a case, and a current is supplied to the thin-film resistance temperature sensor for a heater to heat the thin-film resistance temperature sensor for a heater. If the corresponding resistance value is detected and acceleration is applied in this state, an air current is generated in the case, and the heat of the heater thin-film resistance temperature sensor is taken away by the air flow, and the resistance of the heater thin-film resistance temperature sensor is reduced. The value changes.

【0003】ヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値変化
は、作用する加速度に対応するので、抵抗値変化を検出
することにより加速度が検出されるとするものである。
Since the change in the resistance of the heater thin-film resistance temperature sensor corresponds to the applied acceleration, the acceleration is detected by detecting the change in the resistance.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサ
は、ケース内部の気体を加熱する発熱体と、加速度の作
用に伴う温度変化を検出する感温体とを兼用したヒータ
用薄膜抵抗温度センサを用いているため、加速度の絶対
値は検出できるが加速度の作用する方向は検出できない
課題がある。
A conventional acceleration sensor is a thin-film resistance temperature sensor for a heater which serves both as a heating element for heating a gas inside a case and a temperature sensing element for detecting a temperature change accompanying the action of acceleration. Because of this, there is a problem that the absolute value of the acceleration can be detected but the direction in which the acceleration acts cannot be detected.

【0005】また、従来の加速度センサは、ヒータ用薄
膜抵抗温度センサ1個で構成されるため、加速度の作用
に伴うヒータ用薄膜抵抗温度センサの温度変化が充分で
ないため加速度の検出精度を高くできない課題がある。
Further, since the conventional acceleration sensor is composed of one thin-film resistance temperature sensor for heater, the temperature change of the thin-film resistance temperature sensor for heater due to the action of acceleration is not sufficient, so that acceleration detection accuracy cannot be increased. There are issues.

【0006】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は作用する加速度の方向と絶
対値を精度よく検出できるヒートワイヤ型加速度検出器
を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a heat wire type acceleration detector capable of accurately detecting the direction and absolute value of an acting acceleration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、気体流
路を有しない密閉された空間を形成するケースと、ケー
の空間内に封入された気体と、ケース内に設け、気体
を加熱して空間内に温度分布を形成するとともに、加速
度の作用による空間内での気体の移動に伴って生ずる温
度変化を検出する一対の発熱型感温手段と、一対の発熱
型感温手段とブリッジ回路を形成する一対の基準抵抗と
を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a heat wire type acceleration detector according to the present invention comprises a gas flow sensor.
A case for forming a sealed no road space, and a gas enclosed in the space of the case, provided in the case, to form a temperature distribution in the space and heating the gas space by the action of an acceleration A pair of heating type temperature sensing means for detecting a temperature change caused by the movement of gas in the inside, and a pair of reference resistances forming a pair of heating type temperature sensing means and a bridge circuit. .

【0008】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の一対の発熱型感温手段は、加速度の作用する
方向に所定の距離を離して配置することを特徴とする。
Further, the pair of heat generating type temperature sensing means of the heat wire type acceleration detector according to the present invention is characterized by being arranged at a predetermined distance in a direction in which acceleration acts.

【0009】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器のケースに封入する気体は、窒素ガスあるい
はアルゴンガスからなる熱伝導性の低い、加圧したガス
であることを特徴とする。
The gas sealed in the case of the heat wire type acceleration detector according to the present invention may be nitrogen gas or gas.
Is a pressurized gas made of argon gas having low thermal conductivity.

【0010】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、加速度の作用方向に配置し、一対の発熱型
感温手段のそれぞれ両側に位置するよう複数の発熱体を
設けたことを特徴とする。
Further, the heat wire type acceleration detector according to the present invention is characterized in that a plurality of heat generating elements are arranged in the direction of action of acceleration, and provided on both sides of a pair of heat generating type temperature sensing means. I do.

【0011】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器は、一対の基準抵抗を発熱型感温手段で形成
し、一対の発熱型感温手段とともにケース内に設け、ブ
リッジ回路を構成することを特徴とする。
Further, in the heat wire type acceleration detector according to the present invention, a bridge circuit is formed by forming a pair of reference resistors by a heat generating type temperature sensing means and providing the reference resistance together with the pair of heat generating type temperature sensing means in a case. It is characterized by.

【0012】[0012]

【作用】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器
は、ケース内に封入された気体を加熱して空間内に温度
分布を形成するとともに、加速度の作用による気体の移
動に伴って生ずる温度変化を検出する一対の発熱型感温
手段と、一対の発熱型感温手段とブリッジ回路を形成す
る一対の基準抵抗とを備え、加速度が作用した場合に一
対の発熱型感温手段が検出する温度変化に対応したブリ
ッジ出力で検出するので、加速度の絶対値を検出するこ
とができる。
The heat wire type acceleration detector according to the present invention heats the gas sealed in the case to form a temperature distribution in the space, and detects a temperature change caused by the movement of the gas due to the action of the acceleration. A pair of heating type temperature sensing means for detecting, a pair of reference resistances forming a pair of heating type temperature sensing means and a bridge circuit, and a temperature change detected by the pair of heating type temperature sensing means when acceleration is applied. , The absolute value of the acceleration can be detected.

【0013】また、一対の発熱型感温手段を加速度が作
用する方向に所定の距離で配置したので、加速度の作用
する方向を検出することができる。
Further, since the pair of heat-generating temperature sensing means are arranged at a predetermined distance in the direction in which the acceleration acts, it is possible to detect the direction in which the acceleration acts.

【0014】さらに、ケース内に封入する気体に熱伝導
性が低く、加圧したガスを用い、ケース内の温度勾配を
大きく設定することができるので、検出温度の感度を高
くして作用する加速度を精度よく検出することができ
る。
Furthermore, since the gas to be sealed in the case has low thermal conductivity, and a pressurized gas can be used to set a large temperature gradient in the case, the acceleration that acts by increasing the sensitivity of the detected temperature Can be accurately detected.

【0015】また、複数の発熱体を加速度の作用する方
向にある一対の発熱型感温手段のそれぞれ両側に配置
し、加速度が作用する場合に一対の発熱型感温手段のそ
れぞれが検出する温度変化を大きくできるので、ヒート
ワイヤ型加速度検出器の検出する感度を高くすることが
できる。
Further, a plurality of heating elements are arranged on both sides of a pair of heating type temperature sensing means in a direction in which acceleration acts, and a temperature detected by each of the pair of heating type temperature sensing means when acceleration acts. Since the change can be increased, the detection sensitivity of the heat wire type acceleration detector can be increased.

【0016】さらに、ブリッジを構成する一対の基準抵
抗も発熱体で構成して一対の発熱型感温手段とともにケ
ース内に設け、加速度が作用する場合にブリッジを構成
する各発熱型感温手段のそれぞれが検出する温度変化を
大きくできるので、ヒートワイヤ型加速度検出器の検出
する感度を高くすることができる。
Further, a pair of reference resistors constituting a bridge are also formed of a heating element and provided in a case together with a pair of heating type temperature sensing means, and each of the heating type temperature sensing means constituting the bridge when acceleration acts. Since the temperature change detected by each can be increased, the detection sensitivity of the heat wire type acceleration detector can be increased.

【0017】[0017]

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1は請求項1〜請求項3に係るヒートワ
イヤ型加速度検出器の構成図である。図1において、ヒ
ートワイヤ型加速度検出器1は、上ケース2と、開口部
3Aを有する下ケース3と、開口部3Aの空間内に設け
た一対の発熱型感温手段4A、4Bと、開口部3Aの空
間に封入する気体6と、外部から発熱型感温手段4A、
4Bと接続してブリッジ回路7を形成する一対の基準抵
抗5A、5Bとから構成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a heat wire type acceleration detector according to claims 1 to 3. In FIG. 1, a heat wire type acceleration detector 1 includes an upper case 2, a lower case 3 having an opening 3A, a pair of heat generating type temperature sensing means 4A and 4B provided in the space of the opening 3A, and an opening. A gas 6 to be sealed in the space of the part 3A, and a heat-generating type temperature sensing means 4A from the outside,
4B and a pair of reference resistors 5A and 5B forming a bridge circuit 7.

【0018】一対の発熱型感温手段4A、4Bは白金や
タングステン等の抵抗体で形成し、加速度(G)の作用
方向に所定の距離Dを離して配置し、気体6は窒素ガス
やアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧したガスを用
い、下ケース3と上ケース2とを密着させて接着して封
入する。また、一対の発熱型感温手段4A(抵抗値R
1)、4B(抵抗値R2)は、リード線で接続し、リー
ド線をケース外に取出し、ケース外に設けた基準抵抗5
A(抵抗値r1)、5B(抵抗値r2)と接続して
(b)図のような端子a〜dを備え、4個の抵抗からな
るブリッジ回路7を構成する。
The pair of heat-generating temperature sensing means 4A and 4B are formed of a resistor such as platinum or tungsten, and are arranged at a predetermined distance D in the direction of action of the acceleration (G). The lower case 3 and the upper case 2 are closely adhered and sealed by using a pressurized gas having a low thermal conductivity, such as a gas. Further, a pair of heating type temperature sensing means 4A (resistance value R
1) 4B (resistance value R2) is connected by a lead wire, the lead wire is taken out of the case, and a reference resistor 5 provided outside the case is used.
A (b) is connected to A (resistance value r1) and 5B (resistance value r2), and has terminals a to d as shown in FIG.

【0019】なお、ヒートワイヤ型加速度検出器1は、
上ケース2、下ケース3、発熱型感温手段4A、4Bの
おのおのを個別(ディスクリート)部品で構成しても、
半導体製造プロセスを用いてシリコンチップ上に蒸着し
て発熱型感温手段4A、4Bを設け、エッチングで下ケ
ース3に開口部3Aを設けるよう構成してもよい。
Note that the heat wire type acceleration detector 1
Even if each of the upper case 2, the lower case 3, and the heat generating type temperature sensing means 4A, 4B is constituted by individual (discrete) parts,
The heat generating type temperature sensing means 4A, 4B may be provided by vapor deposition on a silicon chip using a semiconductor manufacturing process, and the opening 3A may be provided in the lower case 3 by etching.

【0020】端子a―b間に電源(例えば電圧源VI
を印加すると、発熱型感温手段4A、4Bは消費電力に
対応した熱を発生し、周囲温度より充分高い熱源として
開口部3Aの空間内に発熱型感温手段4A、4Bからの
距離に対応した温度分布を形成する。また、この状態
で、発熱型感温手段4A、4Bはそれぞれ抵抗値R1、
R2となるので、端子cには抵抗値R1、R2で分圧さ
れた電圧VXが発生する。
Power supply (eg, voltage source V I ) between terminals a and b
Is applied, the heat-generating temperature sensing means 4A and 4B generate heat corresponding to the power consumption, and correspond to the distance from the heat-generating temperature sensing means 4A and 4B in the space of the opening 3A as a heat source sufficiently higher than the ambient temperature. A temperature distribution is formed. In this state, the heat-generating temperature sensing means 4A and 4B have resistance values R1 and R1, respectively.
Because the R2, the terminal c divided voltage V X by the resistance R1, R2 are generated.

【0021】一方、端子dには電圧源VIを基準抵抗5
A、5Bの抵抗値r1、r2で分圧した電圧VYが発生
し、加速度(G)が作用してない状態ではブリッジ回路
7の出力(電位差VX−VY)が平衡状態(出力電圧=0
V)となるよう抵抗値R1、R2、r1、r2を設定
(R1=R2、r1=r2)する。
Meanwhile, the reference resistor 5 a voltage source V I to the terminal d
A, divided voltage V Y in the resistance value r1, r2 occurs in 5B, the acceleration output of the bridge circuit 7 is in a state of (G) does not act (the potential difference V X -V Y) equilibrium state (output voltage = 0
V), the resistance values R1, R2, r1, and r2 are set (R1 = R2, r1 = r2).

【0022】この場合、発熱型感温手段4A、4Bの発
熱源による開口部3A空間内の温度分布も平衡状態にあ
る。また、気体6に窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導
性の低い、加圧したガスを採用することにより、空間内
には発熱型感温手段4A、4Bからの距離に対応した温
度勾配の大きい温度分布が形成される。
In this case, the temperature distribution in the space of the opening 3A due to the heat sources of the heat generating type temperature sensing means 4A, 4B is also in an equilibrium state. Further, by using a pressurized gas having low thermal conductivity, such as nitrogen gas or argon gas, as the gas 6, a large temperature gradient in the space corresponding to the distance from the heat generating type temperature sensing means 4A, 4B. A temperature distribution is formed.

【0023】平衡状態から、加速度(G)が(b)図の
ように作用すると、気体6がP方向に移動し、発熱型感
温手段4Aから発熱型感温手段4Bに熱の移動が行なわ
れる。熱移動(P方向)が発生すると開口部3A空間内
の熱平衡が崩れ、発熱型感温手段4Aの温度が低下し、
発熱型感温手段4Bの温度が上昇することにより、発熱
型感温手段4Aの抵抗値R1が減少し、発熱型感温手段
4Bの抵抗値R2が増加する。
When the acceleration (G) acts from the equilibrium state as shown in FIG. 3 (b), the gas 6 moves in the P direction, and heat is transferred from the heating type temperature sensing means 4A to the heating type temperature sensing means 4B. It is. When the heat transfer (P direction) occurs, the thermal equilibrium in the space of the opening 3A is broken, and the temperature of the heat generating type temperature sensing means 4A decreases,
As the temperature of the heating type temperature sensing means 4B rises, the resistance value R1 of the heating type temperature sensing means 4A decreases and the resistance value R2 of the heating type temperature sensing means 4B increases.

【0024】加速度(G)の作用により、抵抗値R2が
増加し、抵抗値R1が減少すると、ブリッジ回路7の出
力も不平衡となり、電位差VX−VYは加速度(G)に対
応した正の値(VX−VY>0)を検出する。一方、加速
度(G)が(b)図と反対方向に作用する場合には逆の
現象を示し、抵抗値R1が増加し、抵抗値R2が減少し
てブリッジ回路7の出力は、加速度(G)に対応した負
の電位差(VX−VY<0)を検出する。
[0024] by the action of acceleration (G), the resistance value R2 increases, the resistance value R1 decreases, the output of the bridge circuit 7 also becomes unbalanced, the potential difference V X -V Y is positive corresponding to the acceleration (G) detecting the value (V X -V Y> 0) . On the other hand, when the acceleration (G) acts in the direction opposite to the direction shown in FIG. 2B, the opposite phenomenon occurs. The resistance value R1 increases and the resistance value R2 decreases, and the output of the bridge circuit 7 becomes the acceleration (G ) Is detected (V X −V Y <0).

【0025】このように、ヒートワイヤ型加速度検出器
1は、ブリッジ回路7の出力(電位差VX−VY)の絶対
値により作用する加速度(G)の大きさを検出し、出力
の符号(電位差VX−VYの正、負)により加速度(G)
の作用する方向を検出する。
As described above, the heat wire type acceleration detector 1 detects the magnitude of the acceleration (G) acting on the basis of the absolute value of the output (potential difference V X -V Y ) of the bridge circuit 7, and signifies the output ( Acceleration (G) due to potential difference V X -V Y positive or negative)
Detects the direction in which

【0026】次に、ブリッジ回路7の出力(電位差VX
−VY)について説明する。図2はこの発明に係るヒー
トワイヤ型加速度検出器のブリッジ回路図である。図2
において、ブリッジ回路7は(a)図のように、発熱型
感温手段4A、4Bの抵抗値R1、R2、および基準抵
抗の抵抗値r1、r2から構成され、端子a―b間には
電源(例えば、電圧源VI)を接続し、端子c―d間を
出力とする。
Next, the output of the bridge circuit 7 (potential difference V X
-V Y ) will be described. FIG. 2 is a bridge circuit diagram of the heat wire type acceleration detector according to the present invention. FIG.
The bridge circuit 7 comprises resistance values R1 and R2 of the heat generating type temperature sensing means 4A and 4B and resistance values r1 and r2 of the reference resistance as shown in FIG. (For example, a voltage source V I ) and output between terminals cd.

【0027】接地(GND)に対して、端子cの電圧V
Xおよび端子dの電圧VYは、それぞれ数1で演算され
る。
With respect to the ground (GND), the voltage V at the terminal c is
X and the voltage V Y at the terminal d are each calculated by Equation 1.

【0028】[0028]

【数1】 (Equation 1)

【0029】また、数1からブリッジ回路7の出力電位
差Vo(=VX−VY)は、数2のように表わされる。
From equation (1), the output potential difference Vo (= V X -V Y ) of the bridge circuit 7 is expressed as equation (2).

【0030】[0030]

【数2】 (Equation 2)

【0031】数2において、R1=R2、r1=r2に
設定することにより、加速度(G)が作用しない平衡状
態では出力電位差Vo=0が得られる。
In equation 2, by setting R1 = R2 and r1 = r2, an output potential difference Vo = 0 can be obtained in an equilibrium state where no acceleration (G) acts.

【0032】平衡状態から、図1に示す加速度(G)が
作用し、熱移動(P方向)により抵抗値R1がΔR減少
し、抵抗値R2がΔR増加すると、出力電位差Vo(=
X−VY)は数3で示す値となる。
When the acceleration (G) shown in FIG. 1 acts from the equilibrium state, the resistance value R1 decreases by ΔR and the resistance value R2 increases by ΔR due to heat transfer (P direction), and the output potential difference Vo (=
V X -V Y ) is a value represented by Expression 3.

【0033】[0033]

【数3】 (Equation 3)

【0034】このように、出力電位差Voは加速度
(G)に対応した抵抗値の変化量ΔRに比例した値が得
られる。一方、加速度(G)が図1と反対方向に作用す
る場合には、出力電位差Voは数3と符号が逆の値(−
ΔR*VI/2R)が得られる。
As described above, the output potential difference Vo has a value proportional to the resistance change amount ΔR corresponding to the acceleration (G). On the other hand, when the acceleration (G) acts in the direction opposite to that in FIG. 1, the output potential difference Vo has a value (−
ΔR * V I / 2R) is obtained.

【0035】図3は請求項4に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構成図である。図3において、ヒートワイヤ
型加速度検出器11は、下ケース13の開口部13A内
に発熱型感温手段14A、14Bを所定距離Dで配置
し、発熱型感温手段14Aおよび14Bの両側に複数の
発熱体16(Ra1〜Ran、Rb1〜Rbn、Rc1
〜Rcn)を設けた点が図1と異なる。また、図1と同
様に、発熱型感温手段14A、14Bおよび基準抵抗1
5A、15Bで図2に示すブリッジ回路7を構成する。
FIG. 3 is a block diagram of a heat wire type acceleration detector according to a fourth aspect. In FIG. 3, the heat wire type acceleration detector 11 has heating type temperature sensing means 14A and 14B arranged at a predetermined distance D in an opening 13A of the lower case 13 and a plurality of heating type temperature sensing means 14A and 14B on both sides. Heating elements 16 (Ra1 to Ran, Rb1 to Rbn, Rc1
To Rcn) is different from FIG. Further, similarly to FIG. 1, the exothermic type temperature sensing means 14A, 14B and the reference resistance 1
5A and 15B constitute the bridge circuit 7 shown in FIG.

【0036】発熱体16(Ra1〜Ran、Rb1〜R
bn、Rc1〜Rcn)は、例えば、各素子を直列に接
続し、端子e―f間に電源を接続して発熱させる。また
ブリッジ回路7の端子a―b間に電圧源VIを接続し、
発熱型感温手段14A、14Bを発熱する。
The heating elements 16 (Ra1 to Ran, Rb1 to Rb)
bn, Rc1 to Rcn), for example, connect each element in series, and connect a power supply between the terminals ef to generate heat. Also connected to voltage source V I across terminals a-b of the bridge circuit 7,
The heat generating type temperature sensing means 14A and 14B generate heat.

【0037】発熱型感温手段14A、14B、および発
熱体16(Ra1〜Ran、Rb1〜Rbn、Rc1〜
Rcn)の発熱による開口部13A空間内の温度分布が
平衡になった状態の発熱型感温手段14A、14Bの抵
抗値をR1、R2とし、標準抵抗15A、15Bの抵抗
値r1、r2と抵抗値をR1、R2とで形成したブリッ
ジ回路7のブリッジ出力(出力電位差Vo)が平衡(V
X−VY=0)となるよう設定する。
The heating type temperature sensing means 14A, 14B and the heating element 16 (Ra1 to Ran, Rb1 to Rbn, Rc1 to Rc1)
Rcn), the resistance values of the heat generating type temperature sensing means 14A and 14B in a state where the temperature distribution in the space of the opening 13A due to the heat generation is balanced are R1 and R2, and the resistance values r1 and r2 of the standard resistances 15A and 15B and the resistance. The bridge output (output potential difference Vo) of the bridge circuit 7 formed by the values R1 and R2 is balanced (V
X− V Y = 0).

【0038】加速度(G)が図の方向に作用して開口部
13A空間内にP方向の熱移動が発生すると、図1で説
明したように発熱型感温手段14Aから発熱型感温手段
14Bに熱が移動して抵抗値R1が減少し、抵抗値R2
が増加する。抵抗値R1の減少、および抵抗値R2の増
加は、発熱体16(Ra1〜Ran、Rb1〜Rbn、
Rc1〜Rcn)の熱移動により、図1の変化より大き
な値(例えば、k*ΔR)となるため、ブリッジ出力V
o(VX−VY)は数1〜数3の関係からk*ΔR*VI
/2Rとなる。
When the acceleration (G) acts in the direction shown in the drawing to cause heat transfer in the P direction in the space of the opening 13A, as described with reference to FIG. Heat is transferred to the resistor R1, the resistance R1 decreases, and the resistance R2
Increase. The decrease in the resistance value R1 and the increase in the resistance value R2 are caused by the heating elements 16 (Ra1 to Ran, Rb1 to Rbn,
Rc1 to Rcn) have a larger value (for example, k * ΔR) than the change in FIG.
o (V X −V Y ) is k * ΔR * V I from the relation of the equations (1) to (3).
/ 2R.

【0039】このように、発熱体16を設けたので、熱
の移動量(温度変化)が大きく設定でき、図1の構成に
較べて同じ加速度(G)に対して大きなブリッジ出力が
得られるため、ヒートワイヤ型加速度検出器11の検出
感度を高くできる。
As described above, since the heating element 16 is provided, the amount of heat transfer (temperature change) can be set large, and a large bridge output can be obtained for the same acceleration (G) as compared with the configuration of FIG. The detection sensitivity of the heat wire type acceleration detector 11 can be increased.

【0040】一方、加速度(G)の作用する方向を反対
にした場合、−k*ΔR*VI/2Rのブリッジ出力V
oが得られる。なお、気体6に窒素ガスやアルゴンガス
等の熱伝導性の低い、加圧したガスを採用する点は図1
の構成と同様である。
On the other hand, when the direction in which the acceleration (G) acts is reversed, the bridge output V of -k * ΔR * V I / 2R
o is obtained. It should be noted that pressurized gas having low thermal conductivity, such as nitrogen gas or argon gas, is adopted as the gas 6 in FIG.
The configuration is the same as that described above.

【0041】図4は請求項5に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構成図である。図4において、ヒートワイヤ
型加速度検出器21は、下ケース23の開口部23A空
間内に発熱型感温手段24A、24Bとともに、図1の
標準抵抗r1、r2に対応する発熱型感温手段25B、
25Aを設け、発熱型感温手段24A、24B、25A
および25Bでブリッジ回路7を構成した点が図1の構
成と異なる。
FIG. 4 is a block diagram of a heat wire type acceleration detector according to a fifth aspect. In FIG. 4, the heat wire type acceleration detector 21 includes heat generating type temperature sensing means 24A, 24B in an opening 23A space of the lower case 23 and heat generating type temperature sensing means 25B corresponding to the standard resistors r1, r2 of FIG. ,
25A, and heat-generating type temperature sensing means 24A, 24B, 25A.
1 and 25B are different from the configuration of FIG.

【0042】端子a―b間に電源VIを接続し、発熱型
感温手段24A、24B、25Aおよび25Bを発熱さ
せ、開口部23A空間内の熱平衡が取れた状態のブリッ
ジ回路7出力Vo(端子c―d間)が平衡(VX−VY
0)となるよう抵抗値R1、R2、r2、r1を設定す
る。
[0042] Connect the power V I across terminals a-b, exothermic temperature sensitive means 24A, 24B, exothermed 25A and 25B, in a state where thermal equilibrium of the opening 23A in the space is taken bridge circuit 7 outputs Vo ( Balance between terminals cd) (V X -V Y =
0) are set as the resistance values R1, R2, r2, and r1.

【0043】加速度(G)が図の方向に作用して開口部
23A空間内にP方向の熱移動が発生すると、発熱型感
温手段24A、25Aから発熱型感温手段24B、25
Bに熱が移動して抵抗値R1、r2が減少し、抵抗値R
2、r1が増加する。
When the acceleration (G) acts in the direction shown in the drawing to cause heat transfer in the P direction in the space of the opening 23A, the heat-generating temperature sensing means 24A, 25A is changed from the heat-generating temperature sensing means 24B, 25B.
B transfers heat and the resistances R1 and r2 decrease, and the resistance R
2, r1 increases.

【0044】抵抗値R1、r2の減少を−ΔR、−Δr
とし、抵抗値R2、r1の増加をΔR、Δrとすると、
ブリッジ出力Vo(VX−VY)は数4で表わされる。
The resistance values R1 and r2 are reduced by -ΔR and -Δr.
And the increase in the resistance values R2, r1 is ΔR, Δr,
Bridge output Vo (V X -V Y) is represented by the number 4.

【0045】[0045]

【数4】 (Equation 4)

【0046】このように、発熱型感温手段25A(r
2)、25B(r1)を設けたので、熱の移動量(温度
変化)が大きく設定でき、図1の構成に較べて同じ加速
度(G)に対して大きなブリッジ出力が得られるため、
ヒートワイヤ型加速度検出器21の検出感度を高くでき
る。
As described above, the heating type temperature sensing means 25A (r
2) Since 25B (r1) is provided, the amount of heat transfer (temperature change) can be set large, and a large bridge output can be obtained for the same acceleration (G) as compared with the configuration of FIG.
The detection sensitivity of the heat wire type acceleration detector 21 can be increased.

【0047】なお、気体6に窒素ガスやアルゴンガス等
の熱伝導性の低い、加圧したガスを採用する点、および
発熱型感温手段24A、24Bの相対距離Dに設定する
点は図1の構成と同様である。
The point that a pressurized gas having low thermal conductivity such as nitrogen gas or argon gas is used as the gas 6 and that the relative distance D between the heat-generating type temperature sensing means 24A and 24B is set in FIG. The configuration is the same as

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したように請求項1〜請求項3
に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、熱伝導性が低
く、加圧したガスを封入したケース内に一対の発熱型感
温手段を所定の距離を保って配置し、一対の発熱型感温
手段と一対の外付け基準抵抗とでブリッジ回路を構成し
たので、加速度の作用により発生するケース内の熱移動
を一対の発熱型感温手段の抵抗値変化で検出でき、ブリ
ッジの出力電圧と符号に基づいて加速度の絶対値を高感
度に検出できるとともに、加速度の作用方向も検出する
ことができる。
As described above, claims 1 to 3 are described.
The heat wire type acceleration detector according to the above has a low thermal conductivity, a pair of heat generating type temperature sensing means are arranged at a predetermined distance in a case in which pressurized gas is sealed, and a pair of heat generating type temperature sensing means And a pair of external reference resistors constitute a bridge circuit, so that heat transfer in the case caused by the action of acceleration can be detected by a change in the resistance value of the pair of heat-generating temperature sensing means. Based on this, the absolute value of the acceleration can be detected with high sensitivity, and the direction in which the acceleration acts can be detected.

【0049】また、請求項4に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、ケース内に一対の発熱型感温手段ととも
に、複数の発熱体を設け、ケース内の熱移動量(温度変
化)を大きくすることができるので、加速度の絶対値を
より高感度に検出することができる。
In the heat wire type acceleration detector according to the present invention, a plurality of heat generating elements are provided in the case together with a pair of heat generating type temperature sensing means to increase the amount of heat transfer (temperature change) in the case. Therefore, the absolute value of the acceleration can be detected with higher sensitivity.

【0050】さらに、請求項5に係るヒートワイヤ型加
速度検出器は、ケース内に二対の発熱型感温手段を設
け、4個の発熱型感温手段でブリッジ回路を構成したの
で、加速度の絶対値をより高感度に検出することができ
る。
Further, in the heat wire type acceleration detector according to the fifth aspect, two pairs of heat generating type temperature sensing means are provided in the case, and a bridge circuit is constituted by four heat generating type temperature sensing means. The absolute value can be detected with higher sensitivity.

【0051】よって、加速度の作用方向と絶対値を検出
できる、高感度のヒートワイヤ型加速度検出器を提供す
ることができる。
Therefore, it is possible to provide a high-sensitivity heat wire type acceleration detector capable of detecting the action direction and the absolute value of the acceleration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1〜請求項3に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a heat wire type acceleration detector according to claims 1 to 3;

【図2】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
ブリッジ回路図
FIG. 2 is a bridge circuit diagram of the heat wire type acceleration detector according to the present invention.

【図3】請求項4に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
構成図
FIG. 3 is a configuration diagram of a heat wire type acceleration detector according to claim 4.

【図4】請求項5に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
構成図
FIG. 4 is a configuration diagram of a heat wire type acceleration detector according to claim 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,21…ヒートワイヤ型加速度検出器、2,1
2,22…上ケース、3,13,23…下ケース、3
A,13A,23A…開口部、4A,4B,14A,1
4B,24A,24B,25A,25B…発熱型感温手
段、5A,5B,15A,15B…基準抵抗、6…気
体、7…ブリッジ回路、16…発熱体、a,b,c,
d,e,f…端子、R1,R2,r1,r2…ブリッジ
抵抗値、VI…電圧源、VX…端子cの電圧、VY…端子
dの電圧、Vo…ブリッジ出力(VX−VY)。
1,11,21 ... heat wire type acceleration detector, 2,1
2,22 ... upper case, 3, 13, 23 ... lower case, 3
A, 13A, 23A ... opening, 4A, 4B, 14A, 1
4B, 24A, 24B, 25A, 25B: Exothermic type temperature sensing means, 5A, 5B, 15A, 15B: Reference resistance, 6: Gas, 7: Bridge circuit, 16: Heating element, a, b, c,
d, e, f ... terminal, R1, R2, r1, r2 ... bridge resistance value, V I ... voltage source, V X ... voltage of the terminal c, V Y ... voltage terminal d, Vo ... bridge output (V X - V Y ).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−240573(JP,A) 特開 平4−369481(JP,A) 特開 平4−369482(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/12 G01P 15/02 - 15/03 G01P 9/00 G01C 19/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-240573 (JP, A) JP-A-4-369481 (JP, A) JP-A-4-369482 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01P 15/12 G01P 15/02-15/03 G01P 9/00 G01C 19/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 気体流路を有しない密閉された空間を形
成するケースと、このケースの前記空間内に封入された
気体と、前記ケース内に設け、前記気体を加熱して前記
空間内に温度分布を形成するとともに、加速度の作用に
よる前記空間内での前記気体の移動に伴って生ずる温度
変化を検出する一対の発熱型感温手段と、この一対の発
熱型感温手段とブリッジ回路を形成する一対の基準抵抗
とを備えたことを特徴とするヒートワイヤ型加速度検出
器。
And 1. A case of forming a sealed space having no gas passage, and the gas sealed in the space of the case, provided in the casing, into the space and heating the gas A pair of exothermic type temperature sensing means for forming a temperature distribution and detecting a temperature change caused by the movement of the gas in the space due to the action of acceleration, and a pair of the exothermic type temperature sensing means and a bridge circuit. A heat wire type acceleration detector, comprising: a pair of reference resistors to be formed.
【請求項2】 前記一対の発熱型感温手段は、加速度の
作用する方向に所定の距離を離して配置することを特徴
とする請求項1記載のヒートワイヤ型加速度検出器。
2. The heat wire type acceleration detector according to claim 1, wherein said pair of heat generating type temperature sensing means are arranged at a predetermined distance in a direction in which acceleration acts.
【請求項3】 前記ケースに封入する前記気体は、窒素
ガスあるいはアルゴンガスからなる熱伝導性の低い、加
圧したガスであることを特徴とする請求項1記載のヒー
トワイヤ型加速度検出器。
3. The gas sealed in the case is nitrogen.
2. The heat wire type acceleration detector according to claim 1, wherein the pressurized gas is a gas or an argon gas having a low thermal conductivity and a pressurized gas.
【請求項4】 前記加速度の作用方向に配置し、前記一
対の発熱型感温手段のそれぞれ両側に位置するよう複数
の発熱体を設けたことを特徴とする請求項1記載のヒー
トワイヤ型加速度検出器。
4. A heat wire type acceleration according to claim 1, wherein a plurality of heating elements are provided so as to be located in both sides of said pair of heat generating type temperature sensing means in the direction of action of said acceleration. Detector.
【請求項5】 前記一対の基準抵抗を発熱型感温手段で
形成し、前記一対の発熱型感温手段とともに前記ケース
内に設け、ブリッジ回路を構成することを特徴とする請
求項1記載のヒートワイヤ型加速度検出器。
5. The bridge circuit according to claim 1, wherein said pair of reference resistors are formed by heat-generating temperature-sensitive means and provided in said case together with said pair of heat-generating temperature-sensitive means. Heat wire type acceleration detector.
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