JP3354727B2 - Capacitive acceleration sensor - Google Patents

Capacitive acceleration sensor

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JP3354727B2
JP3354727B2 JP25923994A JP25923994A JP3354727B2 JP 3354727 B2 JP3354727 B2 JP 3354727B2 JP 25923994 A JP25923994 A JP 25923994A JP 25923994 A JP25923994 A JP 25923994A JP 3354727 B2 JP3354727 B2 JP 3354727B2
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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】本発明は加速度センサに関する。
特に、直列容量型の加速度センサで、可動電極を中心位
置に拘束させる力によって加速度を検出するようにし
て、ダイナミックレンジ及び直線性を向上させた加速度
センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor.
In particular, the present invention relates to a series capacitance type acceleration sensor that detects acceleration by a force that restrains a movable electrode at a center position, thereby improving a dynamic range and linearity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、シリコン基板の微細加工により加
速度を受けて変位するウエイトをカンチレバーで支持
し、ウエイトの両面に形成された可動電極とその可動電
極に対して微小間隙を隔てて形成された固定電極とで直
列接続の静電容量を形成した静電容量型加速度センサが
知られている(特開平1−253657号公報)。そし
て、そのセンサでは、直列接続の静電容量の変化を検出
して、その変化に応じた電圧を可動電極に印加すること
で、加速度による外力と、印加電圧により充電された電
荷による可動電極と固定電極との間に発生する静電力と
を釣り合わせて、可動電極を中間位置に保持した状態
で、加速度を検出するようにしている。この可動電極を
中間位置に保持するために印加される電圧は、検出され
た容量の変化に応じてパルス幅変調された電圧である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a weight, which is displaced by receiving an acceleration due to fine processing of a silicon substrate, is supported by a cantilever, and a movable electrode formed on both sides of the weight and a small gap is formed with respect to the movable electrode. 2. Description of the Related Art A capacitance type acceleration sensor in which a capacitance connected in series with a fixed electrode is formed is known (Japanese Patent Laid-Open No. 1-253657). Then, the sensor detects a change in the capacitance of the series connection and applies a voltage corresponding to the change to the movable electrode, so that the external force due to acceleration and the movable electrode due to the electric charge charged by the applied voltage are applied to the movable electrode. The acceleration is detected while the movable electrode is held at the intermediate position by balancing the electrostatic force generated between the movable electrode and the fixed electrode. The voltage applied to hold the movable electrode at the intermediate position is a voltage that has been pulse width modulated in accordance with the detected change in capacitance.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしこのセンサは、
印加している方形波のデューティ比を変化させる回路が
必要であること、容量変化を検出するための回路が高速
応答性を必要とすることのために、回路構成が複雑にな
るという問題がある。本発明は上記の課題を解決するた
めに成されたものであり、その目的は、回路構成を簡単
にして、直線性を向上させ、感度及びダイナミックレン
ジを大きくすることである。
However, this sensor,
There is a problem that a circuit for changing the duty ratio of the applied square wave is required, and a circuit for detecting a change in capacitance requires high-speed response, so that the circuit configuration is complicated. . The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to simplify a circuit configuration, improve linearity, and increase sensitivity and a dynamic range.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の構成は、直列接続容量型で可動電極を中央に
位置するように電圧フィードバックを行い、この電圧値
によって加速度を検出するようにした加速度センサにお
いて、直列接続の静電容量を等化抵抗に変換する直列接
続のスイッチ回路で構成したことを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a configuration of the present invention is to provide a series-connected capacitive type in which voltage feedback is performed so that a movable electrode is located at the center, and acceleration is detected based on the voltage value. The acceleration sensor described above is characterized in that the acceleration sensor is constituted by a series-connected switch circuit for converting a series-connected capacitance into an equalizing resistance.

【0005】即ち、特徴部分は、容量検出回路を、電源
に対して、直列接続された第1スイッチ、第2スイッ
チ、第3スイッチ及び第4スイッチと、第1スイッチ及
び第4スイッチの組と、第2スイッチ及び第3スイッチ
の組とを交互にオンオフさせる制御回路とを有し、固定
電極の一方は第1スイッチと第2スイッチとの接続点に
接続され、固定電極の他方は第3スイッチと第4スイッ
チとの接続点に接続され、第1スイッチ及び第4スイッ
チをオン、第2スイッチ及び第3スイッチをオフするこ
とで静電容量を充電させ、第1スイッチ及び第4スイッ
チをオフ、第2スイッチ及び第3スイッチをオンするこ
とで静電容量を放電させて、第2スイッチと第3スイッ
チとの接続点の電位の変化によって静電容量の容量変化
を検出する回路で構成し、帰還回路を、第2スイッチと
第3スイッチとの接続点の電位の基準電位に対する変化
量に応じて、可動電極に帰還電圧を印加する回路で構成
したことである。
[0005] That is, the characteristic part is that the capacitance detection circuit includes a first switch, a second switch, a third switch, and a fourth switch, and a set of the first switch and the fourth switch, which are connected in series to a power supply. , A control circuit for alternately turning on and off a set of a second switch and a third switch, wherein one of the fixed electrodes is connected to a connection point between the first switch and the second switch, and the other of the fixed electrodes is a third switch. The first switch and the fourth switch are connected to a connection point between the switch and the fourth switch, and the first switch and the fourth switch are turned on, and the second switch and the third switch are turned off to charge the capacitance. A circuit configured to discharge the capacitance by turning off and turning on the second switch and the third switch, and to detect a change in capacitance of the capacitance based on a change in potential at a connection point between the second switch and the third switch. And, a feedback circuit, in accordance with the change amount with respect to the reference potential of the potential at the connection point between the second switch and the third switch, which is formed of the circuit for applying a feedback voltage to the movable electrode.

【0006】[0006]

【作用】第3スイッチと第4スイッチとの接続点の電位
の基準電位に対する偏差に応じた電圧が可動電極に印加
される。この印加電圧は可動電極に対して電荷を充電
(又は放電)することになり、この充電電荷により加速
度によってウエイトが受ける外力につり合う静電力が発
生し、可動電極の固定電極間の中央位置からの変移が抑
制される。そして、この可動電極に印加される電圧の大
きさが可動電極の中央への拘束力、即ち、検出される加
速度に比例した値となる。
The voltage corresponding to the deviation of the potential of the connection point between the third switch and the fourth switch from the reference potential is applied to the movable electrode. This applied voltage charges (or discharges) electric charges to the movable electrode, and the charged electric charges generate an electrostatic force that balances the external force received by the weight due to the acceleration. Transition is suppressed. The magnitude of the voltage applied to the movable electrode is a value proportional to the restraining force at the center of the movable electrode, that is, the detected acceleration.

【0007】上記のように、可動電極に電圧が負帰還さ
れた回路で、第1スイッチと第4スイッチの組と、第2
スイッチと第3スイッチの組とが交互にオンオフする。
よって、第1、第4スイッチのオン、第2、第3スイッ
チのオフにより、一対の静電容量は充電され、第1、第
4スイッチのオフ、第2、第3スイッチのオンにより、
一対の静電容量は放電される。これらのオンオフが高周
波信号で実行される。この時、第1、第2スイッチの直
列接続は、その接続点に固定電極が接続されている側の
静電容量とスイッチング周波数との積に比例した抵抗、
第3、第4スイッチの直列接続は、その接続点に固定電
極が接続されている側の静電容量とスイッチング周波数
との積に比例した抵抗と等化となる。よって、第2スイ
ッチと第3スイッチとの接続点の電位は、直列接続の静
電容量の変化に応じて変化する。よって、容量変化が第
2スイッチと第3スイッチとの接続点の電位として検出
されたことになり、その電位の変化量に応じて、可動電
極に対して負帰還電圧が印加される。この電圧は外力と
釣り合う静電力に比例した電圧であるため、この電圧に
より加速度が検出される。
As described above, in the circuit in which the voltage is negatively fed back to the movable electrode, a set of the first switch and the fourth switch,
The switch and the third set of switches are turned on and off alternately.
Therefore, a pair of capacitances are charged by turning on the first and fourth switches and turning off the second and third switches, and by turning off the first and fourth switches and turning on the second and third switches.
The pair of capacitances is discharged. These on / off operations are performed with a high-frequency signal. At this time, the first and second switches are connected in series by a resistance proportional to the product of the capacitance and the switching frequency on the side where the fixed electrode is connected to the connection point;
The series connection of the third and fourth switches is equivalent to a resistance proportional to the product of the capacitance on the side where the fixed electrode is connected to the connection point and the switching frequency. Therefore, the potential of the connection point between the second switch and the third switch changes according to the change in the capacitance of the series connection. Therefore, the change in capacitance is detected as the potential at the connection point between the second switch and the third switch, and a negative feedback voltage is applied to the movable electrode according to the amount of change in the potential. Since this voltage is a voltage proportional to the electrostatic force balanced with the external force, the acceleration is detected based on this voltage.

【0008】[0008]

【発明の効果】上記のように、直列接続された4つのス
イッチのオンオフにより、可動電極と固定電極とで形成
される静電容量の大きさを検出することができるため、
センサの回路構成が極めて簡単となる。又、可動電極は
一対の固定電極間の中央位置になるようにフィードバッ
ク制御されているので、検出感度、直線性が向上し、ダ
イナミックレンジが拡大する。
As described above, the magnitude of the capacitance formed by the movable electrode and the fixed electrode can be detected by turning on and off the four switches connected in series.
The circuit configuration of the sensor becomes extremely simple. Further, since the movable electrode is feedback-controlled so as to be located at the center between the pair of fixed electrodes, the detection sensitivity and linearity are improved, and the dynamic range is expanded.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図1は加速度センサ1の構成を示した断面図で
あり、図2はその平面図である。2は上部ガラス基板、
3は下部ガラス基板であり、微細加工されたシリコン基
板4がそれらのガラス基板2、3に接合されている。シ
リコン基板4には、微細加工により十字状に形成された
4本の梁5と、それによって支持され、梁5の周囲に形
成されたウエイト6とが形成されている。このウエイト
6の両面には可動電極7a、7bが形成されている。こ
の可動電極7a、7bは導電性のあるシリコン基板4の
表面が兼ねている。又、その可動電極7a、7bに対す
る配線もシリコン基板4が兼ねている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to specific embodiments. FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of the acceleration sensor 1, and FIG. 2 is a plan view thereof. 2 is an upper glass substrate,
Reference numeral 3 denotes a lower glass substrate, and a finely processed silicon substrate 4 is bonded to the glass substrates 2 and 3. On the silicon substrate 4, four beams 5 formed in a cross shape by micromachining and weights 6 supported by the beams and formed around the beams 5 are formed. The movable electrodes 7a and 7b are formed on both surfaces of the weight 6. The surfaces of the conductive silicon substrate 4 also serve as the movable electrodes 7a and 7b. The wiring for the movable electrodes 7a and 7b also serves as the silicon substrate 4.

【0010】ウエイト6の両面に形成された可動電極7
a、7bは、それぞれ、微小ギャップ8a、8bを隔て
て、上部ガラス基板2に形成された上部固定電極9a、
下部ガラス基板3に形成された下部固定電極9bと対面
している。この可動電極7aと上部固定電極9aとで第
1の静電容量C1が、可動電極7bと下部固定電極9b
とで第2の静電容量C2とが、それぞれ、構成される。
尚、42a,42bは、それぞれ、可動電極7a,7b
が上部固定電極9a、下部固定電極9bに接続しないよ
うにするための絶縁ストッパーである。
Movable electrodes 7 formed on both sides of weight 6
a and 7b are upper fixed electrodes 9a formed on the upper glass substrate 2 with the minute gaps 8a and 8b interposed therebetween, respectively.
It faces the lower fixed electrode 9b formed on the lower glass substrate 3. A first capacitance C1 is formed between the movable electrode 7a and the upper fixed electrode 9a.
, And a second capacitance C2 is formed.
42a and 42b are movable electrodes 7a and 7b, respectively.
Is an insulating stopper for preventing connection to the upper fixed electrode 9a and the lower fixed electrode 9b.

【0011】上部固定電極9aと下部固定電極9bと
は、それぞれ、上部ガラス基板2で覆われていないシリ
コン基板4の上面4aにシリコン基板4に対して絶縁し
て形成されたパッド10a、10bに接続されている。
又、可動電極7a、7bはシリコン基板4を介して導通
していると共に上部ガラス基板2で覆われていないシリ
コン基板4の上面4aに形成されたパッド11に電気的
に接続されている。
The upper fixed electrode 9a and the lower fixed electrode 9b are respectively connected to pads 10a and 10b formed on the upper surface 4a of the silicon substrate 4 not covered with the upper glass substrate 2 and insulated from the silicon substrate 4. It is connected.
The movable electrodes 7 a and 7 b are electrically connected to each other via the silicon substrate 4 and are electrically connected to pads 11 formed on the upper surface 4 a of the silicon substrate 4 which is not covered with the upper glass substrate 2.

【0012】これらのパッド10a、10b、11に図
3に示す回路が接続されている。図3に示す回路はIC
化されている。図3において、C1、C2は上記の第1
の静電容量、第2の静電容量である。電圧源VDDとアー
スとの間には、第1スイッチ21、第2スイッチ22、
第3スイッチ23、第4スイッチ24の直列接続回路が
配設されている。これらのスイッチはトランジスタを用
いたアナログゲートで構成されている。そして、第1ス
イッチと第2スイッチとの接続点aは、第1の静電容量
C1の上部固定電極9aに接続され、第3スイッチと第
4スイッチとの接続点cは、第2の静電容量C2の下部
固定電極9bに接続されている。
The circuit shown in FIG. 3 is connected to these pads 10a, 10b and 11. The circuit shown in FIG. 3 is an IC
Has been In FIG. 3, C1 and C2 correspond to the first
And the second capacitance. A first switch 21, a second switch 22, and a second switch 22 are provided between the voltage source V DD and the ground.
A series connection circuit of the third switch 23 and the fourth switch 24 is provided. These switches are constituted by analog gates using transistors. The connection point a between the first switch and the second switch is connected to the upper fixed electrode 9a of the first capacitance C1, and the connection point c between the third switch and the fourth switch is connected to the second static switch. It is connected to the lower fixed electrode 9b of the capacitance C2.

【0013】又、第2スイッチ22と第3スイッチ23
との接続点bは演算増幅器31の非反転入力端子に接続
され、演算増幅器31の反転入力端子は抵抗を介して基
準電位VDD/2が印加されている。この基準電位VDD
2はウエイト6に加速度が印加されていない状態での接
続点bの電位にほぼ等しい。演算増幅器31の出力は積
分回路33を介して、演算増幅器32の非反転入力端子
に接続されており、演算増幅器32の反転入力端子には
抵抗を介して基準電位V0 が印加されている。この演算
増幅器32の出力はウエイト6の可動電極7a、7bに
接続されている。この演算増幅器32の増幅率は大きく
設計されている。
The second switch 22 and the third switch 23
Is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 31, and the reference potential V DD / 2 is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 31 via a resistor. This reference potential V DD /
2 is substantially equal to the potential of the connection point b when no acceleration is applied to the weight 6. The output of the operational amplifier 31 is connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier 32 via an integrating circuit 33, and a reference potential V 0 is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier 32 via a resistor. The output of the operational amplifier 32 is connected to the movable electrodes 7a and 7b of the weight 6. The amplification factor of the operational amplifier 32 is designed to be large.

【0014】又、第1スイッチ21〜第4スイッチ24
は発振器41を有した制御回路40により高い周波数f
でオンオフ制御される。この制御において、第1スイッ
チ21と第4スイッチ24とがオンで第2スイッチ22
と第3スイッチ23がオフの時、電圧源VDDから第1の
静電容量C1と第2の静電容量C2は充電される。又、
第1スイッチ21と第4スイッチ24とがオフで第2ス
イッチ22と第3スイッチ23がオンの時、第1の静電
容量C1と第2の静電容量C2は放電される。
The first switch 21 to the fourth switch 24
Is higher frequency f by the control circuit 40 having the oscillator 41.
Is turned on and off. In this control, the first switch 21 and the fourth switch 24 are turned on and the second switch 22
When the third switch 23 is off, the first capacitance C1 and the second capacitance C2 are charged from the voltage source VDD . or,
When the first switch 21 and the fourth switch 24 are off and the second switch 22 and the third switch 23 are on, the first capacitance C1 and the second capacitance C2 are discharged.

【0015】第1の静電容量C1と第2の静電容量C2
の容量が等しい時は、接続点bの電位Vは基準電位VDD
/2に等しくなり、第1の静電容量C1が第2の静電容
量C2よりも大きい時は、接続点bの電位Vは基準電位
DD/2よりも大きくなり、第1の静電容量C1が第2
の静電容量C2よりも小さい時は、接続点bの電位Vは
基準電位VDD/2よりも小さくなる。この回路では、接
続点bの電位Vと基準電位VDD/2との偏差が増幅され
て、この増幅値が基準電位V0 からの偏差となる電位V
S が可動電極7a,7bに印加される。この電位VS
より可動電極7a,7bが充電されて、第1の静電容量
C1と第2の静電容量C2とが等しくなる方向に可動電
極7a,7bは静電力を受ける。第1の静電容量C1と
第2の静電容量C2とが等しくなろうとすると、接続点
bの電位Vは基準電位VDD/2に接近し、可動電極7
a,7bに印加される電位VS も基準電位V0 に接近
し、静電力による可動電極7a,7bの受ける向心力も
減少する。尚、基準電位V0 は、加速度が0の時に可動
電極7a,7bを中心に保持するために必要な電位に設
定される。
A first capacitance C1 and a second capacitance C2
Is equal to the reference potential V DD
/ 2, and when the first capacitance C1 is larger than the second capacitance C2, the potential V at the connection point b becomes larger than the reference potential V DD / 2, The capacity C1 is the second
Is smaller than the capacitance C2, the potential V at the connection point b becomes smaller than the reference potential V DD / 2. In this circuit, a deviation between the potential V at the connection point b and the reference potential V DD / 2 is amplified, and the amplified value is a potential V which is a deviation from the reference potential V 0.
S is applied to the movable electrodes 7a and 7b. Movable electrodes 7a This potential V S, 7b is charged, a first capacitance C1 and the second capacitance C2 and is equal direction to the movable electrode 7a, 7b are subjected to electrostatic forces. When the first capacitance C1 and the second capacitance C2 try to be equal, the potential V at the connection point b approaches the reference potential V DD / 2, and the movable electrode 7
a, the potential V S applied to 7b also close to the reference potential V 0, the movable electrodes 7a by electrostatic force, centripetal force experienced by the 7b is also reduced. Note that the reference potential V 0 is set to a potential necessary to hold the movable electrodes 7a and 7b at the center when the acceleration is 0.

【0016】このようにして、上記の回路により、可動
電極7a,7bは、常時、中心位置に保持されるように
フィードバック制御が行われる。この状態で、可動電極
7a,7bに印加される電位VS の基準電位V0 に対す
る偏差ΔVS は、加速度によるウエイト6にかかる力に
釣り合った静電力に比例するので、その偏差ΔVS は測
定される加速度に比例することになる。
In this manner, feedback control is performed by the above-described circuit so that the movable electrodes 7a and 7b are always kept at the center position. In this state, the deviation [Delta] V S with respect to the reference potential V 0 potential V S applied movable electrode 7a, and 7b is proportional to the electrostatic force commensurate with the force exerted on the weight 6 by the acceleration, the deviation [Delta] V S is measured Will be proportional to the acceleration.

【0017】このように、本発明では、4つの直列接続
のスイッチ回路により、静電容量を測定するようにして
いるので、回路構成が極めて簡単となる。又、印加され
る加速度の大きさにかかわらずウエイト6を常に中心位
置に保持した状態で加速度を測定しているので、測定感
度、直線性が向上し、且つ、ダイナミックレンジが拡大
する。
As described above, in the present invention, the capacitance is measured by the four series-connected switch circuits, so that the circuit configuration is extremely simple. Also, since the acceleration is measured while the weight 6 is always held at the center position regardless of the magnitude of the applied acceleration, the measurement sensitivity and linearity are improved, and the dynamic range is expanded.

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

【図1】本発明の具体的な一実施例にかかる容量型加速
度センサの構成を示した側面断面図。
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a capacitive acceleration sensor according to a specific embodiment of the present invention.

【図2】同実施例にかかる容量型加速度センサの構成を
示した平面図。
FIG. 2 is an exemplary plan view showing the configuration of the capacitive acceleration sensor according to the embodiment;

【図3】同実施例にかかる容量型加速度センサの加速度
を測定するための回路構成を示した回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration for measuring the acceleration of the capacitive acceleration sensor according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C1…第1の静電容量 C2…第2の静電容量 2…上部ガラス基板 3…下部ガラス基板 4…シリコン基板 5…梁 6…ウエイト 7a,7b…可動電極 8a,8b…微小ギャップ 9a,9b…固定電極 21…第1スイッチ(容量検出回路) 22…第2スイッチ(容量検出回路) 23…第3スイッチ(容量検出回路) 24…第4スイッチ(容量検出回路) 40…制御回路(容量検出回路) 31,32…演算増幅器(帰還回路) 32…積分回路(帰還回路) C1: first capacitance C2: second capacitance 2: upper glass substrate 3: lower glass substrate 4: silicon substrate 5: beam 6: weight 7a, 7b: movable electrode 8a, 8b: minute gap 9a, 9b ... fixed electrode 21 ... 1st switch (capacitance detection circuit) 22 ... 2nd switch (capacitance detection circuit) 23 ... 3rd switch (capacity detection circuit) 24 ... 4th switch (capacitance detection circuit) 40 ... control circuit (capacitance) Detection circuit) 31, 32 ... operational amplifier (feedback circuit) 32 ... integration circuit (feedback circuit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01R 15/00 G01R 15/10 F 15/08 (72)発明者 桜井 止水城 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 江刺 正喜 宮城県仙台市太白区八木山南1丁目11番 地9 (56)参考文献 特開 平2−110383(JP,A) 特開 平4−337468(JP,A) 特開 平5−340958(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01P 15/125 G01D 3/02 G01D 3/06 G01D 5/24 G01H 11/06 G01R 15/00 G01R 15/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G01R 15/00 G01R 15/10 F 15/08 (72) Inventor Sakurai Tosuijo 1-1-1, Asahimachi, Kariya-shi, Aichi Pref. (72) Inventor Masayoshi Esashi 1-11-11, Yagiyama-Minami, Taihaku-ku, Sendai, Miyagi Prefecture 9 (56) References JP-A-2-110383 (JP, A) JP-A-4-337468 (JP, A) JP-A-5-340958 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01P 15/125 G01D 3/02 G01D 3/06 G01D 5/24 G01H 11/06 G01R 15/00 G01R 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板の微細加工により形成され加速
度に応じて変位可能に配設されたウエイトと、そのウエ
イトの両面に形成された可動電極と、前記可動電極に対
して微小間隙を隔てて設けられた一対の固定電極と、前
記可動電極と前記一対の固定電極とで形成される直列接
続の一対の静電容量の変化を検出する容量検出回路と、
前記容量検出回路により検出される容量の印加される前
記加速度に対する変化が抑制されるように、前記可動電
極と前記固定電極間に帰還電圧を印加する帰還回路とを
有し、前記帰還電圧を検出される加速度に対応した信号
として出力する容量型加速度センサにおいて、 前記容量検出回路は、 電源に対して、直列接続された第1スイッチ、第2スイ
ッチ、第3スイッチ及び第4スイッチと、 前記第1スイッチ及び前記第4スイッチの組と、前記第
2スイッチ及び前記第3スイッチの組とを交互にオンオ
フさせる制御回路とを有し、 前記固定電極の一方は前記第1スイッチと第2スイッチ
との接続点に接続され、前記固定電極の他方は前記第3
スイッチと第4スイッチとの接続点に接続され、前記第
1スイッチ及び第4スイッチをオン、前記第2スイッチ
及び前記第3スイッチをオフすることで前記静電容量を
充電させ、前記第1スイッチ及び第4スイッチをオフ、
前記第2スイッチ及び前記第3スイッチをオンすること
で前記静電容量を放電させて、前記第2スイッチと前記
第3スイッチとの接続点の電位の変化によって前記静電
容量の容量変化を検出する回路であり、 前記帰還回路は、 前記第2スイッチと前記第3スイッチとの接続点の電位
の基準電位に対する変化量に応じて、前記可動電極に帰
還電圧を印加する回路であることを特徴とする容量型加
速度センサ。
1. A weight formed by fine processing of a semiconductor substrate and displaceable according to acceleration, a movable electrode formed on both sides of the weight, and a small gap from the movable electrode. A pair of fixed electrodes provided, a capacitance detection circuit for detecting a change in a pair of capacitances connected in series formed by the movable electrode and the pair of fixed electrodes,
A feedback circuit that applies a feedback voltage between the movable electrode and the fixed electrode so that a change in the capacitance detected by the capacitance detection circuit with respect to the applied acceleration is suppressed, and the feedback voltage is detected. A capacitive acceleration sensor that outputs a signal corresponding to the acceleration to be applied, wherein the capacitance detection circuit includes a first switch, a second switch, a third switch, and a fourth switch connected in series to a power supply; A control circuit that alternately turns on and off a set of one switch and the fourth switch, and a set of the second switch and the third switch, wherein one of the fixed electrodes includes the first switch and the second switch; And the other of the fixed electrodes is connected to the third
The first switch is connected to a connection point between a switch and a fourth switch, and the first switch and the fourth switch are turned on, and the second switch and the third switch are turned off to charge the capacitance. And turn off the fourth switch,
The capacitance is discharged by turning on the second switch and the third switch, and a capacitance change of the capacitance is detected by a change in potential at a connection point between the second switch and the third switch. Wherein the feedback circuit is a circuit that applies a feedback voltage to the movable electrode in accordance with an amount of change in a potential at a connection point between the second switch and the third switch with respect to a reference potential. Capacitive acceleration sensor.
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