JP6309113B2 - Acceleration sensor system - Google Patents
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Description
本発明は、加速度センサ技術に関する。また、本発明は、静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムに関する。 The present invention relates to acceleration sensor technology. The present invention also relates to a capacitance type and servo type acceleration sensor system.
センサを用いて対象の加速度を検出し、加速度を用いて所定の分析処理により有用情報を出力する加速度センサシステムがある。加速度センサシステムは、多岐の用途及び製品に利用される。用途の一例としては、地震計測検知装置、自動車のエアバッグ装置、自動車部品の異常や故障の検知装置、石油や鉱脈等の資源探査システム、携帯機器やゲーム機器、等が挙げられる。例えば、地震計測検知の場合、加速度センサシステムは、振動の加速度から地震兆候等を検知し、有用情報としてその地震兆候検知情報を出力する。 There is an acceleration sensor system that detects a target acceleration using a sensor and outputs useful information by a predetermined analysis process using the acceleration. The acceleration sensor system is used for various applications and products. Examples of applications include earthquake measurement and detection devices, automobile airbag devices, abnormality detection and failure detection devices for automobile parts, resource exploration systems such as petroleum and veins, portable devices and game devices. For example, in the case of earthquake measurement detection, the acceleration sensor system detects an earthquake sign or the like from the acceleration of vibration and outputs the earthquake sign detection information as useful information.
加速度センサシステムとして、高感度、即ち高精度な加速度の検出を実現するための構成としては、静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムがある。以下の説明は、主に静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムを対象とする。 As an acceleration sensor system, there are a capacitance type and a servo type acceleration sensor system as a configuration for realizing high-sensitivity, that is, high-accuracy acceleration detection. The following description is mainly directed to capacitance type and servo type acceleration sensor systems.
静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムに係わる先行技術例として、特開平4−337468号(特許文献1)が挙げられる。特許文献1には、加速度センサとして、以下の旨が記載されている。この加速度センサは、可動電極及び固定電極を持つ加速度検出素子と、電極間の静電容量差を検出する容量検出手段と、検出に基づいて可動電極が基準位置に戻れるような静電気力を電極間に発生させる静電気力発生手段とを備える。静電気力発生手段は、所定の繰り返し周期で電極にパルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)による矩形波電圧を印加し、静電容量差に応じて電圧印加時間の割合及び繰り返し周期を変化させる。
Japanese Patent Laid-Open No. 4-337468 (Patent Document 1) is given as an example of prior art related to a capacitance type and servo type acceleration sensor system.
加速度センサシステムは、装置性能向上に伴い、更なる高感度及び低消費電力の実現に対する要求が高まっている。 Acceleration sensor systems are increasingly required to achieve higher sensitivity and lower power consumption as device performance improves.
静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムは、加速度センサである加速度検出素子の電極に静電気力を印加して当該電極を平衡状態にする、いわゆるサーボ制御により、高感度を実現する。この加速度センサシステムは、加速度検出素子から検出された加速度に応じて、静電気力を発生させるための電気信号であるサーボ信号を、加速度検出素子の例えば固定電極に印加する。この静電気力は、加速度により可動電極に加わる力、言い換えると変位、を相殺するための静電気力である。 Capacitance type and servo type acceleration sensor systems realize high sensitivity by so-called servo control in which an electrostatic force is applied to an electrode of an acceleration detection element that is an acceleration sensor to bring the electrode into an equilibrium state. In this acceleration sensor system, a servo signal, which is an electrical signal for generating an electrostatic force, is applied to, for example, a fixed electrode of the acceleration detection element in accordance with the acceleration detected from the acceleration detection element. This electrostatic force is an electrostatic force for canceling out the force applied to the movable electrode by acceleration, in other words, displacement.
サーボ信号として、PWMによる電圧信号を用いてサーボ制御を行う方式がある。このサーボ式の加速度センサシステムでは、検出された静電容量差または加速度に応じて、サーボ信号であるPWM電圧信号のパルス密度を調整する。パルス密度は、言い換えると、繰り返し周期における矩形波パルスの切り替え回数や電圧印加時間の割合に対応する。この方式では、加速度が大きい場合には、大きい静電気力を与えるために、PWM電圧信号のパルス密度を、低密度にし、加速度が小さい場合には、小さい静電気力を与えるために、高密度になるように調整する。 There is a method of performing servo control using a voltage signal by PWM as the servo signal. In this servo-type acceleration sensor system, the pulse density of the PWM voltage signal, which is a servo signal, is adjusted according to the detected capacitance difference or acceleration. In other words, the pulse density corresponds to the number of switching of the rectangular wave pulse in the repetition period and the ratio of the voltage application time. In this method, when the acceleration is large, the pulse density of the PWM voltage signal is set to a low density to give a large electrostatic force, and when the acceleration is small, the pulse density becomes a high density to give a small electrostatic force. Adjust as follows.
従来の静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムでは、予め、PWM電圧信号のレベル、言い換えるとパルスの振幅、が一定値に設定されている。この一定値は、最大入力加速度に対応して可動電極を平衡状態に維持可能な静電気力を発生できる値に相当する。PWM電圧信号による消費電力(Wとする)は、PWM電圧信号のレベル(Vとする)と、センサの電極間の静電容量(Cとする)と、1秒あたりのPWM電圧信号のパルスの切り替え回数(Nとする)とを用いて計算できる。消費電力(W)は、静電容量(C)、レベル(V)の二乗、及び切り替え回数(N)、のそれぞれに比例して大きくなる。従来のサーボ制御では、PWM電圧信号のレベルを一定値としたまま、加速度が小さい場合には、切り替え回数(N)が多くなる。よって、消費電力(W)は、加速度が小さい場合には、加速度が大きい場合に対して相対的に大きくなる。 In the conventional capacitance type and servo type acceleration sensor systems, the level of the PWM voltage signal, in other words, the amplitude of the pulse is set to a constant value in advance. This constant value corresponds to a value capable of generating an electrostatic force that can maintain the movable electrode in an equilibrium state corresponding to the maximum input acceleration. The power consumption (W) by the PWM voltage signal is the level of the PWM voltage signal (V), the capacitance between the sensor electrodes (C), and the pulse of the PWM voltage signal per second. It can be calculated using the number of times of switching (assuming N). The power consumption (W) increases in proportion to the capacitance (C), the square of the level (V), and the number of switching times (N). In the conventional servo control, the number of times of switching (N) increases when the acceleration is small while the level of the PWM voltage signal is kept constant. Therefore, the power consumption (W) is relatively large when the acceleration is small compared to when the acceleration is large.
このため、従来の加速度センサシステムを各種の用途に適用する場合、消費電力の点で効率的ではない場合がある。例えば、地震計測検知の場合、加速度の時間変化の典型例として、平常時には加速度が定常的で微小であり、地震による振動初期には加速度が大きく、振動初期後に時間が経過すると共に加速度が小さくなる。この場合、振動初期には大きなPWM電圧信号レベルにより効率的に制御できるが、平常時や時間経過後には、加速度が小さく必要な静電気力が小さいのに対して不必要にPWM電圧信号レベルが大きい。即ち、加速度が小さい時間が長い用途ほど、総合的な消費電力が大きい。 For this reason, when the conventional acceleration sensor system is applied to various uses, it may not be efficient in terms of power consumption. For example, in the case of seismic measurement detection, as a typical example of the time change of acceleration, the acceleration is steady and minute in normal times, the acceleration is large at the beginning of the vibration due to the earthquake, and the acceleration decreases as time passes after the initial vibration. . In this case, although it can be controlled efficiently with a large PWM voltage signal level at the beginning of vibration, the PWM voltage signal level is unnecessarily high while the acceleration is small and the required electrostatic force is small after normal or after a lapse of time. . In other words, the longer the time during which the acceleration is low, the greater the overall power consumption.
本発明の目的は、加速度センサシステムに関して、高感度を確保しつつ、低消費電力を実現できる技術を提供することである。 The objective of this invention is providing the technique which can implement | achieve low power consumption, ensuring high sensitivity regarding an acceleration sensor system.
本発明のうち代表的な実施の形態は、加速度を検出する加速度センサシステムであって、以下に示す構成を有することを特徴とする。 A typical embodiment of the present invention is an acceleration sensor system that detects acceleration, and has the following configuration.
一実施の形態の加速度センサシステムは、加速度に応じて静電容量変化を表す信号を出力するセンサと、前記信号を入力して検出信号として検出する信号検出部と、前記信号を得るための検出用信号を生成し前記センサに印加する検出用信号生成部と、前記検出信号に基づいて、サーボ制御のためのサーボ信号としてPWM電圧信号を生成し前記センサに印加するサーボ信号生成部と、前記検出信号に基づいて、加速度を含む情報を出力する出力部と、を備え、前記サーボ信号生成部は、前記静電容量変化の大きさに応じて、前記PWM電圧信号のレベルを、第1のレベルと前記第1のレベルよりも低い第2のレベルとを含む少なくとも2つのレベルで切り替えて調整する。 An acceleration sensor system according to an embodiment includes a sensor that outputs a signal representing a change in capacitance according to acceleration, a signal detection unit that receives the signal and detects it as a detection signal, and a detection for obtaining the signal A detection signal generator that generates a signal for application and applies it to the sensor; a servo signal generator that generates a PWM voltage signal as a servo signal for servo control based on the detection signal; An output unit that outputs information including acceleration based on the detection signal, wherein the servo signal generation unit sets the level of the PWM voltage signal to a first level according to the magnitude of the capacitance change. The adjustment is performed by switching between at least two levels including a level and a second level lower than the first level.
本発明のうち代表的な実施の形態によれば、加速度センサシステムに関して、高感度を確保しつつ、低消費電力を実現できる。 According to a typical embodiment of the present invention, low power consumption can be realized while ensuring high sensitivity for an acceleration sensor system.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。各実施の形態の加速度センサシステムは、静電容量型及びサーボ式の加速度センサシステムである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. The acceleration sensor system of each embodiment is a capacitance type and servo type acceleration sensor system.
(実施の形態1)
図1〜図8を用いて本発明の実施の形態1の加速度センサシステムについて説明する。(Embodiment 1)
The acceleration sensor system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[加速度センサシステム]
図1は、実施の形態1の加速度センサシステムの構成を示す。実施の形態1の加速度センサシステムは、センサ101と、検出用信号生成部110と、信号検出部102と、サーボ信号生成部120と、出力部130と、動作モード切替部111と、を含む。[Acceleration sensor system]
FIG. 1 shows the configuration of the acceleration sensor system of the first embodiment. The acceleration sensor system according to the first embodiment includes a
センサ101は、対象の加速度を静電容量の変化を表す電気信号として出力及び検出する、静電容量型の加速度検出素子であり、後述の図2のように、主に電極構造物により構成される。
The
検出用信号生成部110は、検出用信号S8を生成及び出力する。検出用信号S8は、加速度の検出のためにセンサ101に印加する電気信号であり、センサ101で静電容量変化を電気信号として検出するための信号である。実施の形態1では、検出用信号S8は、電圧信号であり、センサ101の2つの固定電極に印加される。この検出用信号S8は、2つの信号から成り、一方の固定電極に印加する第1検出用信号は、矩形波パルスの繰り返しによる信号であり、他方の固定電極に印加する第2検出用信号は、第1検出用信号に対して反転した矩形波パルスの繰り返しによる信号である。
The detection
信号検出部102は、センサ101の可動電極からのセンサ出力信号S1を入力し、センサ出力信号S1が示す静電容量変化を電圧に変換して増幅し、その電圧信号であるアナログ信号を、検出信号S2として検出及び出力する。
The
サーボ信号生成部120は、信号検出部102からの検出信号S2を入力し、サーボ信号S7としてPWM電圧信号を生成し出力する。サーボ信号生成部120は、加速度に対応した静電容量変化の大きさに応じて、パルス密度及びレベルの両方を調整したPWM電圧信号を生成する。サーボ信号生成部120は、詳しい構成として、ADC103と、PID制御部104と、マルチレベルサーボ信号生成部105と、PWM電圧レベル切替部106と、比較器107と、を含む。
The servo
ADC103は、アナログ・ディジタル変換器であり、信号検出部102からのアナログ信号である検出信号S2を入力して、所定のサンプリングによりディジタル信号S3に変換し、そのディジタル信号S3を出力する。ADC103は、検出加速度帯域よりも高いサンプリングレートで、ディジタル信号S3への変換を行う。検出加速度帯域とは、検出信号S2自体の帯域に対応する。このサンプリングレートは、望ましくは、検出加速度帯域の100倍以上のサンプリングレートである。
The
PID制御部104は、ADC103からのディジタル信号S3を入力し、ディジタル信号S3を信号処理することによりPID制御信号S4を生成し出力する。PID制御(Proportional-Integral-Derivative Control)は、フィードバック制御の一種であり、入力値の制御を、出力値と目標値との偏差、その積分及び微分によって行う方式である。PID制御部104は、ディジタル信号S3を用いて、センサ101の可動電極を平衡状態に維持するために必要な静電気力に相当する電圧やディジタル値等の値を導出する機能を有する。PID制御部104は、導出した値により、PID制御信号S4を生成する。
The
PID制御信号S4は、比較器107及びPWM電圧レベル切替部106に入力され、比較器107でサーボ切替信号S6に変換されると共に、PWM電圧レベル切替部106でPWMレベル切替信号S7に変換される。
The PID control signal S4 is input to the
比較器107は、PID制御部104からのPID制御信号S4を、基準信号との比較に基づいて、2値のサーボ切替信号S6に変換し出力する。サーボ切替信号S6は、サーボ制御としてパルス密度の調整を行うための信号である。実施の形態1では、サーボ切替信号S6は、2値の電圧信号であり、2値における一方の値は、パルスの高側電圧を選択するための値であり、他方の値は、パルスの低側電圧を選択するための値である。サーボ切替信号S6は、PID制御信号S4に従い、2値の印加時間が調整されており、これにより、パルス密度が少なくとも2段階で調整されている。
The
PWM電圧レベル切替部106は、PID制御部104からのPID制御信号S4に応じて、演算処理により、PWM電圧レベル切替信号S5を生成し出力する。PWM電圧レベル切替信号S5は、PWM電圧信号のレベルであるパルスの振幅を切り替えるための信号である。実施の形態1では、PWM電圧レベル切替信号S5は、2値の電圧信号であり、2値における一方の値は、相対的に高レベル、大きい振幅にするための値であり、他方の値は、相対的に低レベル、小さい振幅にするための値である。
The PWM voltage
マルチレベルサーボ信号生成部105は、PWM電圧レベル切替部106からのPWM電圧レベル切替信号S5と、比較器107からのサーボ切替信号S6とを入力し、それら2種類の信号に応じて、マルチレベルのサーボ信号S7であるPWM電圧信号を生成し出力する。マルチレベルのサーボ信号S7は、検出された加速度に応じた2種類の信号に応じて、PWM電圧信号のレベル及びパルス密度の両方が調整された信号である。実施の形態1では、マルチレベルサーボ信号生成部105は、PWM電圧信号のレベルを、少なくとも2段階のレベルで切り替える機能を有する。
The multi-level servo
動作モード切替部111は、マルチレベルサーボ信号生成部105からのサーボ信号S7であるPWM電圧信号と、検出用信号生成部110からの検出用信号S8とを入力する。動作モード切替部111は、それら2種類の信号を、動作モードに応じて時分割で切り替えて、動作モードに応じた信号S9として出力し、センサ101の一対の固定電極に印加する。実施の形態1では、2つの動作モードとして、サーボ制御モードと、検出モードとがある。サーボ制御モードは、サーボ制御を行うモードであり、検出モードは、加速度を検出するモードである。動作モードに応じた信号S9は、動作モードがサーボ制御モードの時にはサーボ信号S7であり、動作モードが検出モードの時には検出用信号S8である。動作モード切替部111における動作モードの時分割の制御は、予め規定されており、自動的に実行される。
The operation
出力部130は、加速度出力部131と、分析部132と、を含む。出力部130は、PWM電圧レベル切替部106からのPWM電圧レベル切替信号S5と、比較器107からのサーボ切替信号S6とを入力する。
The
加速度出力部131は、PWM電圧レベル切替信号S5とサーボ切替信号S6とを用いて、加速度を計算し、その加速度を含む加速度情報S10を外部のユーザに対して出力する。
The
分析部132は、加速度出力部131で計算及び出力される加速度を用いて、用途に応じた所定の分析処理を行い、その分析結果として所定の有用情報S11を抽出し、外部のユーザに対して出力する。なお、加速度S10や有用情報S11の出力は、画面表示やデータ出力等、各種の形態が可能である。
The
[センサ]
図2は、実施の形態1におけるセンサ101の構造を示す。なお、説明上の方向として、X方向、Z方向を示す。X方向は、図2の左右方向、電極の主面が延在する方向に対応し、Z方向は、図2の上下方向、電極同士が距離を置いて重なる方向に対応する。[Sensor]
FIG. 2 shows the structure of the
センサ101は、一対の2つの固定電極である固定電極201,202と、1つの可動電極203とで構成されている。固定電極201は第1固定電極であり、固定電極202は第2固定電極である。2つの固定電極は、信号線を通じて、動作モード切替部111に接続されている。可動電極203は、信号線を通じて、信号検出部102に接続されている。
The
可動電極203は、主面としてX方向で広い面を有する。可動電極203の主面に対して、Z方向の両側に所定の距離を置いて、可動電極203を挟むように対向して、所定位置に、固定電極201,202が配置されている。一対の固定電極は、可動電極203に静電気力を発生させるために、可動電極203の主面に対してZ方向で平面視した場合に重なる面領域を含む。
The
固定電極201,202の信号線は、動作モードに応じた信号S9として、サーボ制御モードの時にはサーボ信号S7を伝送し、検出モードの時には検出用信号S8を伝送する。サーボ信号S7は、詳しくは、固定電極201に印加される第1サーボ信号211と、固定電極202に印加される第2サーボ信号212とから成る。第2サーボ信号212は、第1サーボ信号211に対して反転された電圧信号である。検出用信号S8は、詳しくは、固定電極201に印加される第1検出用信号221と、固定電極202に印加される第2検出用信号222とから成る。第2検出用信号222は、第1検出用信号221に対して反転された電圧信号である。
The signal lines of the fixed
可動電極203の信号線は、センサ出力信号S1を伝送する。センサ101は、加速度に応じて可動電極203がZ方向で変位し、これにより、2つの固定電極と可動電極203との間の静電容量が変化する。固定電極201と可動電極203との間の静電容量をC1、固定電極202と可動電極203との間の静電容量をC2とする。それらの静電容量における静電容量差をΔCとする(ΔC=C1−C2)。可動電極203から信号線を通じて出力されるセンサ出力信号S1は、静電容量差ΔCを含む、静電容量変化を表す電圧信号である。ある時点のセンサ出力信号S1は、変位の状態に応じた静電容量差ΔCを表している。時間経過に応じた2つの時点のセンサ出力信号S1は、静電容量差ΔCの時間変化を表している。
The signal line of the
[マルチレベルサーボ信号生成部]
図3は、実施の形態1におけるマルチレベルサーボ信号生成部105の回路構成を示す。このマルチレベルサーボ信号生成部105は、PWMレベル電圧源301,302と、ローレベル電圧源303と、レベル切替器304と、サーボ切替器305と、を有する。レベル切替器304の入力にはPWMレベル電圧源301,302が接続されており、出力にはサーボ切替器305が接続されている。サーボ切替器305の入力には、レベル切替器304の出力と、ローレベル電圧源303とが接続されている。[Multi-level servo signal generator]
FIG. 3 shows a circuit configuration of the multilevel servo
PWMレベル電圧源301,302は、PWM電圧信号における2つの高側電圧、ハイレベルを生成するための電圧源である。PWMレベル電圧源301は、第1のレベルに対応した第1高側電圧を生成する第1高側電圧源である。PWMレベル電圧源302は、第2のレベルに対応した第2高側電圧を生成する第2高側電圧源である。PWMレベル電圧源301の第1高側電圧は、PWMレベル電圧源302の第2高側電圧よりも高い電圧に設定されている。ローレベル電圧源303は、PWM電圧信号における1つの低側電圧、ローレベルを生成するための電圧源である。
The PWM
レベル切替器304は、スイッチを含み、入力される制御信号であるPWM電圧レベル切替信号S5に従い、PWMレベル電圧源301とPWMレベル電圧源302とを切り替える。レベル切替器304は、PWM電圧レベル切替信号S5が、第1の値である場合には、PWMレベル電圧源301の第1高側電圧を選択し、第2の値である場合には、PWMレベル電圧源302の第2高側電圧を選択する。
The
マルチレベルサーボ信号生成部105と、その前段のPWM電圧レベル切替部106及びPID制御部104とを含むサーボ信号生成部120は、以下のように、PWM電圧のレベル及び振幅に関する制御のためにレベル切替器304を制御する。即ち、サーボ信号生成部120は、検出信号S2に基づいて、加速度が大きく、PWM電圧信号のレベルを高くする必要がある場合には、第1高側電圧を選択し、加速度が小さく、PWM電圧信号のレベルが低くてもよい場合には、第2高側電圧を選択するように、レベル切替器304を切り替える。
The servo
サーボ切替器305は、スイッチを含み、入力される制御信号であるサーボ切替信号S6に従い、ローレベル電圧源303とレベル切替器304の出力とを切り替える。サーボ切替器305は、サーボ切替信号S6が、第1の値である場合には、ローレベル電圧源303の低側電圧を選択し、第2の値である場合には、レベル切替器304の出力電圧である第1高側電圧または第2高側電圧を選択する。サーボ切替器305の出力端子306は、サーボ信号S7を出力する。この出力端子306に接続される信号線は、前述の動作モード切替部111を通じて、センサ101の一対の固定電極に接続される。
The
マルチレベルサーボ信号生成部105は、上記2種類の信号であるサーボ切替信号S6及びPWM電圧レベル切替信号S5に従い、パルス密度及びレベルの両方を調整したPWM電圧信号を生成し、マルチレベルのサーボ信号S7として出力する。実施の形態1では、マルチレベルサーボ信号生成部105は、サーボ切替信号S6に応じてパルス密度を調整したPWM電圧信号と、PWM電圧レベル切替信号S5に応じてパルスのレベル及び振幅を調整したPWM電圧信号と、を合成した信号を、サーボ信号S7として出力する。
The multi-level servo
[サーボ制御(1)_パルス密度切り替え]
実施の形態1の加速度センサシステムは、従来の加速度センサシステムがPWM電圧信号のパルス密度のみを調整する構成であるのに対し、PWM電圧信号のパルス密度及びレベルの両方を調整する構成である。実施の形態1の加速度センサシステムは、PWM電圧信号のレベルを調整するための構成要素として、PWM電圧レベル切替部106及びマルチレベルサーボ信号生成部107を含む。実施の形態1の加速度センサシステムは、機能としては、PWM電圧信号のパルス密度のみの調整と、PWM電圧信号のレベルのみの調整と、パルス密度及びレベルの両方の調整と、のいずれも可能である。[Servo control (1) _Pulse density switching]
The acceleration sensor system according to the first embodiment is configured to adjust both the pulse density and the level of the PWM voltage signal, whereas the conventional acceleration sensor system is configured to adjust only the pulse density of the PWM voltage signal. The acceleration sensor system of the first embodiment includes a PWM voltage
実施の形態1の加速度センサシステムは、まず、従来のサーボ制御と同様にPWM電圧信号のパルス密度のみを調整する場合、以下の第1のサーボ制御で示す構成及び動作である。この第1のサーボ制御は、図1のサーボ信号生成部120内でPWM電圧信号のレベルの調整を行わない場合に対応する。その場合、PWM電圧レベル切替信号S5については、切り替え無しを表す一定値である。
The acceleration sensor system according to the first embodiment has the configuration and operation shown in the following first servo control when only adjusting the pulse density of the PWM voltage signal as in the conventional servo control. This first servo control corresponds to the case where the level of the PWM voltage signal is not adjusted in the servo
図4は、実施の形態1の加速度センサシステムにおける、第1のサーボ制御の動作として、PWM電圧信号のパルス密度のみを切り替える場合の動作、時間波形を示す。図4の(a)は、センサ101に働く加速度[m/s2]を示す。図4の(b)は、センサ101の可動電極203の位置を示す。この位置は、図2のZ方向の変位に対応した位置を示す。図4の(c)は、検出用電圧S8の電圧[V]の時間波形を示す。この検出用電圧S8は、一定の周期における一定の印加時間及びレベルを持つ矩形波パルスの繰り返しによる電圧である。図4の(d)は、2値のサーボ切替信号S6に基づいた、サーボ信号S7であるPWM電圧信号の電圧[V]の時間波形を示す。サーボ切替信号S6の値が第1の値の場合には、PWM電圧信号が低側電圧となり、第2の値の場合には高側電圧となる。FIG. 4 shows an operation and time waveform when only the pulse density of the PWM voltage signal is switched as the operation of the first servo control in the acceleration sensor system of the first embodiment. FIG. 4A shows the acceleration [m / s 2 ] acting on the
センサ101に図4の(a)のような加速度が加わった場合、図4の(b)のように、センサ101の可動電極203の位置が僅かに変化する。検出モードの時には、検出用信号生成部110から、図4の(c)のような検出用信号S8である電圧信号が、センサ101の固定電極201,202に印加される。これにより、センサ101の電極間静電容量と、検出用信号S8とに比例した電圧信号が、センサ出力信号S1として、信号検出部102へ出力される。
When acceleration as shown in FIG. 4A is applied to the
ここでいう電極間静電容量とは、図2の可動電極203と固定電極201及び固定電極202との間の静電容量である。詳しく言えば、この電極間静電容量は、可動電極203と固定電極201との間の静電容量C1と、可動電極203と固定電極202との間の静電容量C2と、の差分である静電容量差ΔC、を表す静電容量である。この電極間静電容量は、加速度の変化に応じて時間軸上で変化する。即ち、センサ出力信号S1及び検出信号S2は、ある時点の電圧値と別の時点の電圧値とで変化する。センサ101は、このように加速度を電極間静電容量の変化として検出するための検出素子であり、この電極間静電容量の変化を表す電圧信号をセンサ出力信号S1として出力する。信号検出部102は、そのセンサ出力信号S1から、電極間静電容量の変化を、検出信号S2として検出する。
The interelectrode capacitance here is an electrostatic capacitance between the
第1のサーボ制御では、図4の(a)のようにセンサ101から検出される加速度及びそれに対応した静電容量変化の大きさに応じて、図4の(d)のようにサーボ信号S7であるPWM電圧信号のパルス密度を少なくとも2段階で変化するように切り替えて調整している。この第1のサーボ制御では、加速度が相対的に大きい場合には、パルス密度を相対的に小さくし、加速度が相対的に小さい場合にはパルス密度を相対的に大きくする。
In the first servo control, a servo signal S7 as shown in (d) of FIG. 4 according to the acceleration detected from the
図4の(a)の期間401は、加速度が大きい期間の例を示す。その期間401に対応して、サーボ切替信号S6は、一定時間における高側電圧と低側電圧との切り替えが少ない信号が生成される。これに対応して、図4の(d)のサーボ信号S7のように、パルス密度が小さくなる。図4の(a)の期間402は、加速度が小さい期間の例を示す。その期間402に対応して、サーボ切替信号S6は、一定時間における高側電圧と低側電圧との切り替えが多い信号が生成される。これに対応して、図4の(d)のサーボ信号S7のように、パルス密度が大きくなる。
A
サーボ制御モードの時には、サーボ信号生成部120は、加速度に応じてセンサ101の可動電極203に加わる力を相殺するような静電気力を与えるためのサーボ信号S7を生成する。そのために、サーボ信号生成部120は、検出モードの際に取得した信号である、加速度に応じた電極間静電容量変化を表す信号に基づいて、パルス密度を調整するためのサーボ切替信号S6を生成する。サーボ信号生成部120は、サーボ切替信号S6に基づいて、図4の(d)のように、パルス密度を調整したPWM電圧信号を生成し、サーボ信号S7として出力する。
In the servo control mode, the
このサーボ信号S7が、サーボ制御モードの時に、センサ101の固定電極201,202に印加される。これにより、センサ101の可動電極203は、固定電極201,202を通じて、静電気力が与えられ、平衡状態を維持する。即ち、可動電極203は、所定の基準位置へ戻される。
This servo signal S7 is applied to the fixed
第1のサーボ制御では、図4の(d)のPWM電圧信号のように、パルスの高側電圧に対応したレベル411、低側電圧に対応したレベル412、及び振幅420は、一定値である。この一定値は、前述のように、検出可能とする最大入力加速度に対応して十分な静電気力を発生できることを考慮して予め決定されている。
In the first servo control, the
ここで、加速度により可動電極201に加わる力をFaとする。加速度をAとする。可動電極201の質量をMとする。力Faは、下記の式1で表される。なお、「・」は乗算を示す。
可動電極201に加わる静電気力をFeとする。固定電極201,202と可動電極203との間の静電容量である前述の電極間静電容量をCとする。固定電極201と可動電極203との電極間電位差をVpとする。このpは正極を示す。固定電極202と可動電極203との電極間電位差をVnとする。このnは負極を示す。
Let the electrostatic force applied to the
静電気力Feは、静電容量C、電極間電位差Vp,Vnを用いて、下記の式2で表される。
効率よく静電気力を誘起させる場合、一方の電極間電位差、例えばVp、を与えた場合に他方の電極間電位差、例えばVn、をゼロとする。この場合、可動電極203を平衡状態に維持するためには、加速度Aの平方根に比例した電極間電位差VpまたはVnを印加する必要がある。
When the electrostatic force is efficiently induced, when one electrode potential difference, for example, Vp, is given, the other electrode potential difference, for example, Vn, is set to zero. In this case, in order to maintain the
PWM電圧信号を用いたサーボ制御では、式1及び式2に基づいて、最大入力加速度で、可動電極203を平衡状態に維持可能な静電気力を発生できるような値に、PWM電圧信号のレベルが設定される。このレベルに対応した電圧値をVmaxとする。
In the servo control using the PWM voltage signal, the level of the PWM voltage signal is set to a value that can generate an electrostatic force that can maintain the
PWM電圧信号による消費電力をWとし、PWM電圧信号の1秒あたりのパルスの切り替え回数をNとする。消費電力Wは、静電容量Cと、切り替え回数Nと、電圧値Vmaxとを用いて、下記の式3で表される。
即ち、消費電力Wは、静電容量C、切り替え回数N、電圧値Vmaxの二乗、のそれぞれに比例して大きくなる。 That is, the power consumption W increases in proportion to the capacitance C, the number N of switching times, and the square of the voltage value Vmax.
従来のパルス密度のみを調整するサーボ制御では、PWM電圧信号について、電圧値Vmaxを一定値としたまま、加速度が大きい場合、静電気力を大きくするために、パルス密度を低密度にする。また、このサーボ制御では、加速度が小さい場合、静電気力を小さくするために、パルス密度を高密度にする。パルス密度が低い場合、切り替え回数Nが少なく、パルス密度が高い場合、切り替え回数Nが多い。即ち、加速度が小さい場合には、加速度が大きい場合に対し、相対的に消費電力が大きくなる。 In the conventional servo control that adjusts only the pulse density, when the acceleration is large with the voltage value Vmax kept constant for the PWM voltage signal, the pulse density is lowered to increase the electrostatic force. In this servo control, when the acceleration is small, the pulse density is increased in order to reduce the electrostatic force. When the pulse density is low, the switching frequency N is small, and when the pulse density is high, the switching frequency N is large. That is, when the acceleration is small, the power consumption is relatively larger than when the acceleration is large.
加速度センサシステムの用途として、例えば地震計測検知等の用途では、前述のように、加速度が小さい期間が長い場合には、総合的に消費電力が大きくなる。この用途では、定常時や振動初期から時間経過した時の加速度を測定する際には、対象の加速度は相対的に小さい。この期間では、PWM電圧信号のレベルは、必要なレベルに対し不必要に大きい電圧値Vmax、及び振幅となっており、切り替え回数Nが多い。よって、この期間では、電圧値Vmaxや切り替え回数Nに比例して、消費電力が大きくなる。 As an application of the acceleration sensor system, for example, in an application such as seismic measurement detection, as described above, when the period during which the acceleration is low is long, the power consumption increases overall. In this application, the target acceleration is relatively small when measuring the acceleration at the steady state or when the time has elapsed from the beginning of vibration. During this period, the level of the PWM voltage signal has an unnecessarily large voltage value Vmax and amplitude with respect to the necessary level, and the number of times of switching N is large. Therefore, during this period, power consumption increases in proportion to the voltage value Vmax and the number of switching times N.
[サーボ制御(2)_レベル切り替え]
図5は、実施の形態1の加速度センサシステムにおける、第2のサーボ制御の動作として、PWM電圧信号のレベルを切り替える動作、時間波形を示す。図5の(a)は、検出信号S2に基づいてサーボ信号生成部120のADC103によりサンプリングされたディジタル信号S3を示す。サンプリングのタイミングをn1等で示す。サンプリングのタイミングに応じたディジタル信号S3の値をDnで示す。図5の(b)は、PWM電圧信号のレベルを2段階で切り替えるためのPWM電圧レベル切替信号S5を示す。ここでは、PWM電圧レベル切替信号S5の電圧をVsとし、その高側電圧をVH、低側電圧をVLで示す。なお、図示しないが、第2のサーボ制御の際の検出用信号S8は、図4の(c)の検出用信号S8と同様である。[Servo control (2) _Level switching]
FIG. 5 shows an operation and time waveform for switching the level of the PWM voltage signal as the second servo control operation in the acceleration sensor system of the first embodiment. FIG. 5A shows a digital signal S3 sampled by the
第2のサーボ制御では、サーボ信号生成部120は、検出信号S2に基づいたディジタル信号S3の値Dnを、所定の閾値と比較判定し、その判定結果に応じて、PWM電圧信号のレベルを2段階で切り替える。図5の(a)で、閾値をDthとする。PID制御部104は、サンプリングのタイミング毎に、ディジタル信号S3の値Dnを判別し、その値Dnと閾値Dthとを比較し、その値Dnが閾値Dthを越えるか否かを判定する。PWM電圧レベル切替部105は、値Dnが閾値Dthを超えた場合(Dn>Dth)には、図5の(b)のように、PWM電圧レベル切替信号S5の電圧Vsのレベルを、高側電圧VHに設定し、値Dnが閾値Dth以下である場合(Dn≦Dth)には、低側電圧VHに設定する。例えば、タイミングn2〜n4の期間501では、値Dnが閾値Dthを超えるので、高側電圧VHになり、タイミングn5〜n8の期間502では、値Dnが閾値Dth以下なので、低側電圧VHになる。
In the second servo control, the servo
マルチレベルサーボ信号生成部106は、図5の(b)のPWM電圧レベル切替信号S5に従い、マルチレベルのサーボ信号S7として、レベルを2段階で調整したPWM電圧信号を生成する。即ち、マルチレベルサーボ信号生成部106は、PWM電圧レベル切替信号S5が、高側電圧VHの時には、図3のPWMレベル電圧源301の選択により、第1のレベル511及び第1の振幅521を持つパルスを発生させる。マルチレベルサーボ信号生成部106は、PWM電圧レベル切替信号S5が、低側電圧VLの時には、図3のPWMレベル電圧源302の選択により、第2のレベル512及び第2の振幅522を持つパルスを発生させる。第1のレベル511は第2のレベル512よりも高く、第1の振幅521は第2の振幅522よりも大きい。
The multilevel servo
上記のように、第2のサーボ制御では、閾値Dthによる区分に基づいた、加速度に対応した静電容量変化の大小に応じて、PWM電圧信号のパルスのレベル及び振幅を2段階で切り替えたサーボ信号S7を生成する。第2のサーボ制御では、加速度が相対的に小さい期間では、センサ101の固定電極に印加されるPWM電圧信号のレベル及び振幅を、第2のレベル512のように小さくし、加速度が相対的に大きい期間では、第1のレベル511のように大きくする。第2のサーボ制御では、加速度が小さい期間に応じて、レベルに対応する電圧値Vmaxを小さくし、これにより、前述の計算式に基づいて、消費電力Wを低減することができる。
As described above, in the second servo control, the pulse level and amplitude of the PWM voltage signal are switched in two steps according to the magnitude of the capacitance change corresponding to the acceleration based on the division by the threshold value Dth. A signal S7 is generated. In the second servo control, during a period in which the acceleration is relatively small, the level and amplitude of the PWM voltage signal applied to the fixed electrode of the
なお、第2のサーボ制御のみを実行する場合、サーボ信号生成部120は、比較器107を休止させ、サーボ切替信号S6としては、パルス密度を一定にすることを表す信号を出力する。そして、マルチレベルサーボ信号生成部105は、PWM電圧レベル切替信号S5に基づいて、レベルを切り替えたサーボ信号S7を生成する。
When only the second servo control is executed, the servo
[サーボ制御(3)_パルス密度及びレベル切り替え]
図6は、図4及び図5に続き、実施の形態1における、第3のサーボ制御の動作として、PWM電圧信号のパルス密度及びレベルの両方を切り替える動作、時間波形を示す。図6の(a)は、図4の(a)と同様に加速度を示す。図6の(b)は、図4の(b)と同様にセンサ101の可動電極203の位置、変位を示す。図6の(c)は、マルチレベルのサーボ信号S7であるPWM電圧信号の時間波形を示す。なお、図示しないが、第3のサーボ制御の検出用信号S8は、図4の(c)の検出用信号S8と同様である。[Servo control (3) _Pulse density and level switching]
FIG. 6 shows the operation and time waveform for switching both the pulse density and the level of the PWM voltage signal as the operation of the third servo control in the first embodiment, following FIGS. 4 and 5. FIG. 6A shows acceleration in the same manner as FIG. 4A. 6B shows the position and displacement of the
サーボ信号生成部120は、図4のPWM電圧信号のパルス密度を調整する第1のサーボ制御と、図5のPWM電圧信号のレベルを調整する第2のサーボ制御とを同時に実行することにより、図6のPWM電圧信号のパルス密度及びレベルの両方を調整する第3のサーボ制御を行う。即ち、第3のサーボ制御における図6の(c)のサーボ信号S7は、図4の(d)のサーボ信号S7と、図5の(c)のサーボ信号S7との合成によるPWM電圧信号である。
The servo
図6の(a)のような加速度がセンサ101に加わると、図6の(b)のように、センサ101の可動電極203の位置が、平衡状態から僅かに変化する。即ち、可動電極203は、図2の基準位置からZ方向に僅かに変位する。サーボ信号生成部120は、この加速度に応じた変化量及び静電容量変化に対応した検出信号S2に応じて、センサ101の可動電極203が平衡状態となるように静電気力を発生させる第3のサーボ制御を行う。
When acceleration as shown in FIG. 6A is applied to the
サーボ信号生成部120は、検出信号S2に応じて、第1のサーボ制御及び図4と同様に、PWM電圧信号のパルス密度を調整するためのサーボ切替信号S6を生成すると共に、第2のサーボ制御及び図5と同様に、PWM電圧信号のレベルを調整するためのPWM電圧レベル切替信号S5を生成する。マルチレベルサーボ信号生成部105は、サーボ切替信号S6と、PWM電圧レベル切替信号S5とに基づいて、図6の(c)のように、パルス密度及びレベルの両方を調整したPWM電圧信号を生成し、マルチレベルのサーボ信号S7として出力する。出力されたサーボ信号S7は、サーボ制御モードの時に、センサ101の固定電極201,202に印加される。
The servo
前述の図5の閾値Dthによる区分に基づいて、加速度が相対的に大きい期間の場合、図6の(c)の期間601の例のように、レベル及び振幅が大きい第1のPWM電圧信号が出力される。この期間601では、PWM電圧信号のレベルが、第1高側電圧に対応した第1のレベル611となり、対応して第1の振幅621となる。加速度が相対的に小さい期間の場合、図6の(c)の期間602の例のように、レベル及び振幅が小さい第2のPWM電圧信号が出力される。この期間602では、PWM電圧信号のレベルが、第2高側電圧に対応した第2のレベル612となり、対応して第1の振幅622となる。
On the basis of the division by the threshold value Dth in FIG. 5 described above, when the acceleration is a relatively large period, the first PWM voltage signal having a large level and amplitude, as in the example of the
また、期間601の第1のPWM電圧信号、及び期間602の第2のPWM電圧信号では、それぞれ、図示するように、当該期間内の加速度の大小に応じてパルス密度の大小が図4の(d)と同様に調整されている。
Further, in the first PWM voltage signal in the
上記のように、実施の形態1の加速度センサシステムは、第3のサーボ制御により、加速度に対応する静電容量変化の大きさに応じて、PWM電圧信号のレベル及びパルス密度の両方を調整する。第3のサーボ制御では、加速度が相対的に小さい期間では、PWM電圧信号のレベル及び振幅を小さくして電圧値Vmaxを小さくし、かつ、加速度に応じてパルス密度を高くして切り替え回数Nを多くする。これにより、この期間では、前述の計算式に基づいて、電圧値Vmaxや切り替え回数Nに比例して増えてしまう消費電力(W)を、従来よりも低減できる。 As described above, the acceleration sensor system according to the first embodiment adjusts both the level of the PWM voltage signal and the pulse density according to the magnitude of the capacitance change corresponding to the acceleration by the third servo control. . In the third servo control, in a period in which the acceleration is relatively small, the level and amplitude of the PWM voltage signal are reduced to reduce the voltage value Vmax, and the pulse density is increased in accordance with the acceleration to set the switching frequency N. Do more. Thereby, during this period, the power consumption (W) that increases in proportion to the voltage value Vmax and the number of times of switching N can be reduced based on the above-described calculation formula.
[加速度出力部]
図7は、出力部130の詳細として、加速度検出部131の回路構成例を示す。図7の加速度検出部131は、ディジタルフィルタ部131Aと、可変ゲイン部131Bとを含む。この加速度検出部131は、PWM電圧レベル切替信号S5とサーボ切替信号S6とから、公知の加速度算出処理により、加速度を算出する。ディジタルフィルタ部131Aには、PWM電圧レベル切替信号S5が入力される。可変ゲイン部131Bには、ディジタルフィルタ131Aの出力信号が入力され、サーボ切替信号S6が制御信号として入力される。[Acceleration output section]
FIG. 7 shows a circuit configuration example of the
ディジタルフィルタ部131Aは、ローパスフィルタ特性を持つ。ディジタルフィルタ部131Aは、PWM電圧レベル切替信号S5の加速度信号帯域の周波数成分を通過させる周波数特性を持つように設計されている。
The
可変ゲイン部131Bは、サーボ切替信号S6に応じてゲインを切り替える。可変ゲイン部131Bでは、サーボ切替信号S6に応じて増幅率を切り替えて、ディジタルフィルタ部131Aの出力信号を増幅し、加速度信号として出力する。この加速度信号が前述の加速度情報S10に相当する。
The
[効果等]
以上説明したように、実施の形態1の加速度センサシステムによれば、静電容量型及びサーボ式の構成により高感度を確保しつつ、かつ、加速度の大きさに応じてPWM電圧信号のレベル及びパルス密度を調整する第3のサーボ制御を行う。これにより、実施の形態1の加速度センサシステムによれば、PWM電圧信号のレベルを調整していない従来の加速度センサシステムよりも、低消費電力を実現できる。特に、実施の形態1の加速度センサシステムによれば、レベルの調整により、加速度が小さい期間における消費電力を低減できる。実施の形態1の加速度センサシステムによれば、用途に応じて加速度が小さい期間が長い場合にも、総合的に消費電力を低減でき、加速度センサシステム全体の省電力が実現できる。[Effects]
As described above, according to the acceleration sensor system of the first embodiment, the high-sensitivity is ensured by the capacitance type and servo type configurations, and the level of the PWM voltage signal and the level according to the magnitude of the acceleration. A third servo control for adjusting the pulse density is performed. Thereby, according to the acceleration sensor system of
図8は、実施の形態1の加速度センサシステムの用途の例として、自動車部品故障検知に適用した例を示す。実施の形態1の加速度センサシステムは、前述の地震計測検知の用途に限らず、自動車部品故障検知等の各種の用途にも適用可能である。 FIG. 8 shows an example in which the acceleration sensor system according to the first embodiment is applied to automobile component failure detection. The acceleration sensor system according to the first embodiment is applicable not only to the above-described seismic measurement detection but also to various uses such as automobile part failure detection.
自動車700内には、モータ701の近辺に加速度センサシステム704が設置され、車軸702,703の近辺に加速度センサシステム705,706が設置されている。これらの加速度センサシステムは、それぞれ、対応する部位の加速度をその経時変化を含めて検出する。加速度センサシステムは、検出した加速度を用いて、図1の分析部132により用途に応じた分析処理を行い、これにより用途に応じた有用情報S11を出力する。
In the
この用途の場合、分析部132は、モータ701や車軸702,703の故障や故障予兆を検知する。例えば、加速度センサシステム704は、モータ701の振動の加速度を検出し、分析部132は、その加速度の分析処理により、モータ701に関する故障や故障予兆を検知し、その検知情報を含む有用情報S11を出力する。自動車やそのシステムは、加速度センサシステムにより出力される加速度及び有用情報を有効活用することができ、例えば従来のシステムよりも安全性や燃費の向上に寄与できる。実施の形態1の加速度センサシステムによれば、高感度の加速度を用いて、地震計測検知や自動車部品故障検知等の各種の用途における分析の精度を向上でき、有用情報の精度や効果を高めることができる。
In the case of this application, the
加速度センサシステムの用途が例えば地震計測検知である場合には以下である。この加速度センサシステムは、計測対象に応じて1つ以上の箇所に設置される。なお、加速度センサシステムは、複数のセンサ101を備えてもよく、1つの出力部130に複数のセンサ101からの複数のデータを入力して、加速度や有用情報を算出する形態でもよい。
When the use of the acceleration sensor system is, for example, seismic measurement detection, it is as follows. This acceleration sensor system is installed in one or more places according to a measurement object. Note that the acceleration sensor system may include a plurality of
地震計測検知の場合、分析部132では、例えば複数の箇所に設置されたセンサ101からのデータを入力し、当該データの分析処理に基づいて、地震波の到来方向や加速度の減衰率等を算出し、震源地や地震強度を同定し、有用情報S11として出力する。
In the case of seismic measurement detection, for example, the
分析部132は、用途に応じて例えば以下のような分析処理を行ってもよい。分析部132は、加速度の値やその時間波形を、所定の閾値範囲や時間波形パターンと比較する。分析部132は、その閾値範囲や時間波形パターンに該当する場合には、その閾値範囲や時間波形パターンに関連付けられた所定の出力値に決定する。
The
[変形例]
実施の形態1の加速度センサシステムの変形例として、以下が可能である。[Modification]
The following is possible as a modification of the acceleration sensor system of the first embodiment.
(1) 実施の形態1では、図5等に示したように、サーボ制御としてPWM電圧信号のレベル及び振幅を2段階で切り替える方式とした。これに限らず、PWM電圧信号のレベル及び振幅を、3段階以上の複数段階で切り替える方式も同様に可能である。例えば、3段階で切り替える形態は、以下のようになる。 (1) In the first embodiment, as shown in FIG. 5 and the like, the method of switching the level and amplitude of the PWM voltage signal in two stages is used as servo control. However, the present invention is not limited to this, and a method of switching the level and amplitude of the PWM voltage signal in a plurality of stages of three or more stages is also possible. For example, the form of switching in three stages is as follows.
図1のサーボ信号生成部120は、図5のディジタル信号S3の比較判定の際、2つの閾値として、第1閾値Dth1、及び第2閾値Dth2(Dth1>Dth2)を用いる。PID制御部104及びPWM電圧レベル切替部106は、ディジタル信号S3の値Dnが、第1閾値Dth1を越える場合には第1のレベル、第1閾値Dth1以下で第2閾値Dth2を越える範囲内の場合には第2のレベル、第2閾値Dth2以下の場合には第3のレベルとなるように、PWM電圧レベル切替信号S5を生成する。マルチレベルサーボ信号生成部105の回路は、上記3段階のレベルに対応したPWMレベル電圧源を含み、PWM電圧レベル切替信号S5に応じてそれらの電圧源から選択する。この変形例の加速度センサシステムの構成は、実施の形態1の構成に対して、少し回路増加になるが、その代わり、PWM電圧信号のレベルをより細かく調整でき、より低消費電力を実現できる。
The servo
(2) 実施の形態1は、ユーザ設定に応じて第1、第2、第3のサーボ制御から選択したサーボ制御の方式を利用可能である形態とした。これに限らず、第2のサーボ制御のみ、または第3のサーボ制御のみを実行する形態も勿論可能である。更に、他の変形例では、サーボ信号生成部120は、加速度等に応じて、第1のサーボ制御を実行するモード、第2のサーボ制御を実行するモード、第3のサーボ制御を実行するモード、を使い分けてもよい。
(2) In the first embodiment, the servo control method selected from the first, second, and third servo controls according to the user setting can be used. Not limited to this, it is of course possible to execute only the second servo control or only the third servo control. Furthermore, in another modified example, the servo
(3) センサ101からのセンサ出力信号S1及び検出信号S2は、電圧信号に限らず、電流信号も可能である。また、サーボ信号生成部120の詳しい構成は、図1以外の構成も可能である。例えば、図3のマルチレベルサーボ信号生成部105のようなアナログ回路に限らず、ディジタル信号処理回路も可能であり、また、CPU等によりソフトウェアプログラム処理を行う構成も可能である。
(3) The sensor output signal S1 and the detection signal S2 from the
(4) 第2のサーボ制御に係わる変形例として以下も可能であり、同様の効果が得られる。サーボ信号生成部120は、ディジタル信号S3のサンプリングのタイミング間の差分値を用いて、所定の閾値との比較判定に応じて、PWM電圧信号のレベルを切り替えてもよい。即ち、サーボ信号生成部120は、あるタイミングniの値Dniと、その1つ前のタイミングni-1の値Dni-1との差分値を、所定の閾値と比較し、その差分値が閾値を超えるか否かによって、レベルを2段階で切り替える。
(4) The following is also possible as a modified example related to the second servo control, and the same effect can be obtained. The servo
また、サーボ信号生成部120は、ディジタル信号S3の複数のタイミングの値Dnから、平均値等の統計値を計算し、その統計値を用いて、所定の閾値との比較判定に応じて、PWM電圧信号のレベルを切り替えてもよい。サーボ信号生成部120は、例えば、連続する所定回数のタイミングnの値Dnの平均値を計算し、その平均値と閾値とを比較し、その平均値が閾値を超えるか否かによって、レベルを2段階で切り替える。また、上記の各方式を組み合わせて構成される方式も可能である。
The servo
(実施の形態2)
図9、図10を用いて本発明の実施の形態2の加速度センサシステムについて説明する。実施の形態2の加速度センサシステムの基本的な構成は、実施の形態1の加速度センサシステムの構成と同様であり、異なる構成部分として、サーボ制御におけるPWM電圧信号のレベル切り替え制御の方式を更に工夫している。(Embodiment 2)
The acceleration sensor system according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The basic configuration of the acceleration sensor system according to the second embodiment is the same as the configuration of the acceleration sensor system according to the first embodiment, and the PWM voltage signal level switching control method in servo control is further devised as a different component. doing.
前述の実施の形態1の図5及び図6のようなレベル切り替え制御の方式でも、低消費電力を実現できるが、加速度の状況によっては、効率的ではない場合もある。例えば、検出された加速度に対応する、ADC103のディジタル信号S3の値Dnとして、図5の閾値Dth付近の値が多い場合、PWM電圧信号のレベルの切り替えが頻繁に起こる場合がある。その場合、レベルの頻繁な切り替えによって、消費電力の増大が生じ、また、システム動作が不安定になる可能性がある。そこで、実施の形態2の加速度センサシステムでは、サーボ制御の方式として、PWM電圧信号のレベルの切り替えの頻度を削減することにより、低消費電力及び高安定性を実現する方式を示す。
The level switching control method as shown in FIGS. 5 and 6 of the first embodiment can achieve low power consumption, but may not be efficient depending on the acceleration situation. For example, when the value Dn of the digital signal S3 of the
[サーボ制御]
図9は、実施の形態2の加速度センサシステムにおける、サーボ制御の動作及び時間波形を示す。図9の(a)は、ADC104でのサンプリングによるディジタル信号S3を、図5の(a)と同様に示す。図9の(b)は、ディジタル信号S3の値Dnに応じたカウンタ値を示す。カウンタ値をCnとする。「n」はサンプリングタイミングに対応する。カウンタ値Cnに関する所定の閾値を、Cthとする。図9の(c)は、PWM電圧レベル切替信号S5の電圧Vsの時間波形を示す。[Servo control]
FIG. 9 shows servo control operations and time waveforms in the acceleration sensor system of the second embodiment. FIG. 9A shows a digital signal S3 obtained by sampling in the
実施の形態2では、サーボ信号生成部120は、ディジタル信号S3の値Dnを閾値Dthと比較判定し、値Dnが閾値Dthを越える場合には、PWM電圧信号のレベルを、第1高側電圧に対応した第1のレベルに切り替える。また、サーボ信号生成部120は、値Dnが閾値Dth以下である状態が続く場合には、カウンタ値Cnをカウントし続け、カウンタ値Cnが閾値Cth以下である場合には、PWM電圧信号のレベルを、第1のレベルに維持し、カウンタ値Cnが閾値Cthを越える場合には、より低い第2高側電圧に対応した第2のレベルに切り替える。このサーボ制御では、値Dnが閾値Dth以下になっても、すぐに第1のレベルから第2のレベルへ切り替えるのではなく、その状態がある程度続く場合に、第2のレベルへ切り替える。
In the second embodiment, the servo
図10は、実施の形態2のサーボ信号生成部120における、図9の動作に対応したPWM電圧レベルの切り替え制御方式の処理フローを示す。以下、図10のステップS901〜S911を説明する。
FIG. 10 shows a processing flow of the PWM voltage level switching control method corresponding to the operation of FIG. 9 in the servo
S901で、サーボ信号生成部120は、サーボ制御の処理を開始する。S902で、サーボ信号生成部120は、ディジタル信号S3の値Dnを取得する。サーボ信号生成部120は、S902で取得したディジタル信号の値Dnを、S903で、所定の比較値Dthと比較し、判定する。この比較値Dthは、実施の形態1の閾値Dthと同様に、レベルを2段階で切り替えるための閾値であり、実施の形態1と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。
In S901, the servo
サーボ信号生成部120は、値Dnと比較値Dthとの比較の結果、値Dnが比較値Dth以下である場合(S903−Y)、S904で、カウンタ値Cnをカウントする。即ち、サーボ信号生成部120は、カウンタ値Cnの値に、1つ前のサンプリングのタイミング(n-1)のカウンタ値C(n-1)に1をプラスした値を代入する。また、サーボ信号生成部120は、値Dnが比較値Dthを超える場合(S903−N)、S905で、カウンタ値Cnを0にする。
When the value Dn is equal to or smaller than the comparison value Dth as a result of the comparison between the value Dn and the comparison value Dth (S903-Y), the servo
次に、S906で、サーボ信号生成部120は、PWM電圧信号に対応したPWM電圧レベル切替信号S5の電圧Vs(n)が、高側電圧VHであるかを評価する。電圧Vs(n)は、タイミングnにおける電圧値を示す。電圧Vs(n)が高側電圧VHである場合(S906−Y)、S907へ進む。S907で、サーボ信号生成部120は、カウンタ値Cnがカウンタ閾値Cthを超えるかを評価する。カウンタ値Cnがカウンタ閾値Cthを超える場合(S907−Y)、S908へ進む。S908で、サーボ信号生成部120は、次のタイミング(n+1)のPWM電圧レベル切替信号S5の電圧Vs(n+1)を、高側電圧VHから低側電圧VLへ切り替える。カウンタ値Cnがカウンタ閾値Cth以下である場合(S907−N)には、S911へ進み、高側電圧VHが維持される。
Next, in S906, the servo
一方、S906で、電圧Vs(n)が高側電圧VHではない場合、即ち低側電圧VLである場合(S906−N)、S909へ進む。S909で、サーボ信号生成部120は、カウンタ値Cnが0であるかを評価する。カウンタ値Cnが0である場合(S909−Y)、S910へ進み、S910で、サーボ信号生成部120は、次のタイミング(n+1)のPWM電圧レベル切替信号S5の電圧Vs(n+1)を、低側電圧VLから高側電圧VHへ切り替える。カウンタ値Cnが0ではない場合(S910−N)には、S911へ進み、低側電圧VLが維持される。
On the other hand, if the voltage Vs (n) is not the high side voltage VH in S906, that is, if it is the low side voltage VL (S906-N), the process proceeds to S909. In S909, the servo
上記S910までの処理が終わると、S911で、サーボ信号生成部120は、タイミングnを1増加し、即ちnに(n+1)を代入し、AのようにS902へ戻り、以降のタイミングnについても同様にループ処理を繰り返す。
When the processing up to S910 is completed, in S911, the servo
図10の処理により、図9の例のような動作が実現される。図9で、最初、PWM電圧信号は、高側電圧VHに対応した第1のレベルである。例えばタイミングn5では、値Dnが閾値Dthを越えたので、カウンタ値Cnが0になっている。期間801は、値Dnが閾値Dth以下である期間の例を示す。期間802では、値Dnが閾値Dth以下である状態が連続し、カウンタ値Cnがカウントアップされている。タイミングn10では、カウンタ値Cnがカウンタ閾値Cthを超えている。これにより、PWM電圧信号は、低側電圧VLに対応した第2のレベルに切り替えられている。期間803では、更にカウンタ値Cnがカウントアップされている。そして、タイミングn14で、値Dnが閾値Dthを越えている。これにより、カウンタ値Cnが0に戻され、PWM電圧信号は、高側電圧VHに対応した第1のレベルに切り替えられている。期間803では、再びカウントアップされている。
By the processing in FIG. 10, the operation as in the example in FIG. 9 is realized. In FIG. 9, the PWM voltage signal is first at a first level corresponding to the high side voltage VH. For example, at the timing n5, the value Dn exceeds the threshold value Dth, so the counter value Cn is 0. A
上記のように、実施の形態2のサーボ制御の方式では、加速度に応じて、ディジタル信号S3における閾値Dth以下の値Dnが、カウント閾値Cthに対応した所定回数連続でカウントされた場合のみ、PWM電圧信号のレベルが、高側電圧VHから低側電圧VLへ切り替えられる。一方、値Dnが閾値Dthを超えた場合、即座にPWM電圧信号のレベルが低側電圧VLから高側電圧VHへ切り替えられる。 As described above, in the servo control system according to the second embodiment, only when the value Dn equal to or less than the threshold value Dth in the digital signal S3 is continuously counted a predetermined number of times corresponding to the count threshold value Cth according to the acceleration, the PWM is performed. The level of the voltage signal is switched from the high side voltage VH to the low side voltage VL. On the other hand, when the value Dn exceeds the threshold value Dth, the level of the PWM voltage signal is immediately switched from the low side voltage VL to the high side voltage VH.
よって、実施の形態2の加速度センサシステムによれば、値Dnが閾値Dth付近で変動する場合であっても、PWM電圧信号のレベルの頻繁な切り替えをせず、切り替え回数を低減できる。これにより、実施の形態2によれば、省電力と高安定性を実現できる。
Therefore, according to the acceleration sensor system of the second embodiment, even when the value Dn fluctuates in the vicinity of the threshold value Dth, the switching frequency can be reduced without frequently switching the level of the PWM voltage signal. Thereby, according to
(実施の形態3)
図11〜図12を用いて本発明の実施の形態3の加速度センサシステムについて説明する。(Embodiment 3)
The acceleration sensor system according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[加速度センサシステム]
図11は、実施の形態3の加速度センサシステムの構成を示す。実施の形態3の構成は、図1の実施の形態1の構成に対して、異なる構成部分として、センサ101Cを有し、動作モード切替部111を有さない。[Acceleration sensor system]
FIG. 11 shows the configuration of the acceleration sensor system of the third embodiment. The configuration of the third embodiment has a sensor 101C as a different component from the configuration of the first embodiment in FIG. 1, and does not have the operation
センサ101Cは、実施の形態1のセンサ101と同様に、加速度検出素子であるが、電極構造が異なる。センサ101Cは、検出用信号S8とサーボ信号S7とを同時に印加可能な電極構造として、一対の固定電極に関し、分離型の構造を有する。
The sensor 101C is an acceleration detection element as in the
実施の形態3の加速度センサシステムは、センサ101Cに対して、動作モードに応じた時分割制御を行わない。検出用信号S8とサーボ信号S7は、同時にセンサ101の固定電極に印加される。検出用信号生成部110からの検出用信号S8は、直接、センサ101の固定電極のうちの第1の一対の固定電極に印加される。また、サーボ信号生成部120からのサーボ信号S7は、直接、センサ101の固定電極のうちの第2の一対の固定電極に印加される。
The acceleration sensor system of the third embodiment does not perform time-sharing control according to the operation mode for the sensor 101C. The detection signal S8 and the servo signal S7 are simultaneously applied to the fixed electrode of the
信号検出部102は、実施の形態1と同様に、センサ101の可動電極からのセンサ出力信号S1を検出信号S2として検出する。サーボ信号生成部120は、実施の形態1と同様に、検出信号S2で示す加速度に応じて、レベル及びパルス密度の両方を調整したPWM電圧信号を生成し、サーボ信号S7として出力する。
Similarly to the first embodiment, the
[センサ]
図12は、実施の形態3の加速度センサシステムにおけるセンサ101Cの電極構造を示す。センサ101Cは、可動電極203と、固定電極201A,201B,202A,202Bとを有する。4つの固定電極は、二組に分離されており、第1の一対の固定電極230である固定電極201A及び固定電極202Aと、第2の一対の固定電極240である固定電極201B及び固定電極202Bとから成る。実施の形態3では、実施の形態1の固定電極201は、固定電極201Aと固定電極201Bとに分離されており、実施の形態1の固定電極202は、固定電極202Aと固定電極202Bとに分離されている。[Sensor]
FIG. 12 shows an electrode structure of the sensor 101C in the acceleration sensor system of the third embodiment. The sensor 101C includes a
X方向において、可動電極203の中心に対し、左寄りの位置に、第1の一対の固定電極230である固定電極201A及び固定電極202Aが、Z方向で可動電極203を挟んで対向するように配置されており、右寄りの位置に、第2の一対の固定電極240である固定電極201B及び固定電極202Bが同様に配置されている。それぞれの固定電極は、可動電極203の主面に対してZ方向で平面視した場合に重なる面領域を含む。
In the X direction, the fixed
センサ101Cの可動電極203は、実施の形態1と同様に、信号線を通じて、信号検出部102に接続されており、加速度に応じた電極間静電容量の変化をセンサ出力信号S1として出力する。なお、可動電極203の詳しい構造は各種可能であり、例えば可動電極をZ方向で上下両側からバネ等によって保持する構造も可能である。
The
第1の一対の固定電極230は、信号線を通じて、検出用信号生成部110に接続されており、検出用信号S8が印加される。詳しくは、検出用信号S1における第1検出用信号221が固定電極201Aに印加され、反転信号である第2検出用信号222が固定電極202Aに印加される。
The first pair of fixed
第2の一対の固定電極240は、信号線を通じて、サーボ信号生成部120に接続されており、サーボ信号S7が印加される。詳しくは、サーボ信号S7における第1サーボ信号211が固定電極201Bに印加され、反転信号である第2サーボ信号212が固定電極202Bに印加される。
The second pair of fixed
上記のように、実施の形態3によれば、実施の形態1と同様に、高感度を確保しつつ、従来の加速度センサシステムよりも低消費電力を実現できる。実施の形態3のセンサ101Cは、分離型の構造を有するので、検出用信号S8及びサーボ信号S7の印加に関する時分割制御が不要であり、同時印加が可能である。よって、実施の形態3では、センサ101C以外の構成として、動作モード切替部111等を無くし、実施の形態1の回路構成よりも簡便な構成にできる。また、実施の形態3では、実施の形態1で検出用信号S8とサーボ信号S7とを時分割で切り替える際に生じるスイッチングノイズ及びスイッチング電流についても低減でき、その分、消費電力を低減できる。
As described above, according to the third embodiment, as in the first embodiment, it is possible to achieve lower power consumption than a conventional acceleration sensor system while ensuring high sensitivity. Since the sensor 101C of the third embodiment has a separation type structure, time-division control relating to the application of the detection signal S8 and the servo signal S7 is unnecessary, and simultaneous application is possible. Therefore, in the third embodiment, as the configuration other than the sensor 101C, the operation
以上、本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
101…センサ、102…信号検出部、103…ADC、104…PID制御部、105…マルチレベルサーボ信号生成部、106… PWM電圧レベル切替部、107…比較器、110…検出用信号生成部、111…動作モード切替部、120…サーボ信号生成部、130…出力部、131…加速度出力部、132…分析部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記加速度に応じて静電容量変化を表す信号を出力するセンサと、
前記信号を入力して検出信号として検出する信号検出部と、
前記信号を得るための検出用信号を生成し前記センサに印加する検出用信号生成部と、
前記検出信号に基づいて、サーボ制御のためのサーボ信号としてPWM電圧信号を生成し前記センサに印加するサーボ信号生成部と、
前記検出信号に基づいて、加速度を含む情報を出力する出力部と、
を備え、
前記サーボ信号生成部は、前記静電容量変化の大きさに応じて、前記PWM電圧信号のレベルを、第1のレベルと前記第1のレベルよりも低い第2のレベルとを含む少なくとも2つのレベルで切り替えて調整する、
加速度センサシステム。 An acceleration sensor system for detecting acceleration,
A sensor that outputs a signal representing a change in capacitance according to the acceleration;
A signal detector that inputs the signal and detects it as a detection signal;
A detection signal generation unit that generates a detection signal for obtaining the signal and applies the detection signal to the sensor;
A servo signal generator for generating a PWM voltage signal as a servo signal for servo control based on the detection signal and applying the PWM voltage signal to the sensor;
An output unit that outputs information including acceleration based on the detection signal;
With
The servo signal generation unit includes at least two levels of the PWM voltage signal including a first level and a second level lower than the first level according to the magnitude of the capacitance change. Switch and adjust by level,
Acceleration sensor system.
前記サーボ信号生成部は、前記静電容量変化の大きさに応じて、前記PWM電圧信号のパルス密度を、少なくとも2つのパルス密度で切り替えて調整する、
加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 1,
The servo signal generation unit adjusts the pulse density of the PWM voltage signal by switching between at least two pulse densities according to the magnitude of the capacitance change.
Acceleration sensor system.
前記信号検出部は、前記信号を電圧に変換し増幅したアナログ信号を前記検出信号として出力し、
前記サーボ信号生成部は、
前記検出信号であるアナログ信号をディジタル信号に変換するADCと、
前記ディジタル信号を信号処理してPID制御信号を出力するPID制御部と、
前記PID制御信号に応じて、前記PWM電圧信号のパルス密度を切り替えるためのサーボ切替信号を生成する比較器と、
前記PID制御信号に応じて、前記PWM電圧信号のレベルを切り替えるためのPWM電圧レベル切替信号を生成するPWM電圧レベル切替部と、
前記PWM電圧レベル切替信号及び前記サーボ切替信号に基づいて、前記レベル及び前記パルス密度を調整した前記PWM電圧信号を生成するマルチレベルサーボ信号生成部と、
を含む、加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 2,
The signal detection unit converts the signal into a voltage and outputs an amplified analog signal as the detection signal,
The servo signal generator is
An ADC that converts an analog signal as the detection signal into a digital signal;
A PID controller that processes the digital signal and outputs a PID control signal;
A comparator that generates a servo switching signal for switching the pulse density of the PWM voltage signal in response to the PID control signal;
A PWM voltage level switching unit that generates a PWM voltage level switching signal for switching the level of the PWM voltage signal according to the PID control signal;
A multi-level servo signal generation unit that generates the PWM voltage signal in which the level and the pulse density are adjusted based on the PWM voltage level switching signal and the servo switching signal;
Including an acceleration sensor system.
前記サーボ信号と前記検出用信号とを時分割で切り替えて前記センサに印加する動作モード切替部を備える、
加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 1,
An operation mode switching unit that switches between the servo signal and the detection signal in a time-sharing manner and applies the sensor;
Acceleration sensor system.
前記出力部は、
前記PWM電圧レベル切替信号と前記サーボ切替信号とを用いて前記加速度を計算し、前記加速度を含む情報を出力する加速度出力部と、
前記加速度を用いて、用途に応じた分析処理を行うことにより、有用情報を出力する分析部と、
を含む、加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 3 , wherein
The output unit is
An acceleration output unit that calculates the acceleration using the PWM voltage level switching signal and the servo switching signal and outputs information including the acceleration;
An analysis unit that outputs useful information by performing an analysis process according to the application using the acceleration, and
Including an acceleration sensor system.
前記サーボ信号生成部は、
前記PWM電圧信号における前記第1のレベル及び前記第2のレベルを設定するための電圧源として第1高側電圧源及び第2高側電圧源と、
前記PWM電圧信号における低側電圧を設定するための低側電圧源と、
前記PWM電圧レベル切替信号に従い、前記第1高側電圧源と前記第2高側電圧源とを切り替えて出力するレベル切替器と、
前記サーボ切替信号に従い、前記低側電圧源と、前記レベル切替器の出力とを切り替えて出力するサーボ切替器と、
を有する、加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 3 , wherein
The servo signal generator is
A first high-side voltage source and a second high-side voltage source as voltage sources for setting the first level and the second level in the PWM voltage signal;
A low-side voltage source for setting a low-side voltage in the PWM voltage signal;
A level switch for switching and outputting the first high-side voltage source and the second high-side voltage source according to the PWM voltage level switching signal;
In accordance with the servo switch signal, the low-side voltage source and a servo switch that switches and outputs the output of the level switch;
An acceleration sensor system.
前記サーボ信号生成部は、
前記検出信号であるアナログ信号をディジタル信号に変換するADCを含み、
前記ADCの前記ディジタル信号のサンプリングのタイミング毎に、前記ディジタル信号の値と、閾値とを比較し、当該値が当該閾値を超える場合には、前記PWM電圧信号を前記第1のレベルに設定し、当該値が当該閾値以下である場合には、前記PWM電圧信号を前記第2のレベルに設定する、
加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 1,
The servo signal generator is
An ADC that converts the detection signal analog signal into a digital signal;
At each sampling timing of the digital signal of the ADC, the value of the digital signal is compared with a threshold value, and if the value exceeds the threshold value, the PWM voltage signal is set to the first level. If the value is less than or equal to the threshold, the PWM voltage signal is set to the second level;
Acceleration sensor system.
前記サーボ信号生成部は、
前記検出信号であるアナログ信号をディジタル信号に変換するADCを含み、
前記ADCの前記ディジタル信号のサンプリングのタイミング毎に、前記ディジタル信号の値を取得し、当該値と比較値とを比較し、
前記値が前記比較値以下である場合には、カウンタ値を1増加し、前記値が前記比較値を超える場合には、前記カウンタ値を0にし、
前記PWM電圧信号が前記第1のレベルであり、かつ、前記カウンタ値がカウンタ閾値を超える場合には、前記PWM電圧信号を前記第2のレベルに切り替え、
前記PWM電圧信号が前記第2のレベルであり、かつ、前記カウンタ値が0である場合には、前記PWM電圧信号を前記第1のレベルに切り替える、
加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 1,
The servo signal generator is
An ADC that converts the detection signal analog signal into a digital signal;
For each sampling timing of the digital signal of the ADC, obtain the value of the digital signal, compare the value with a comparison value,
When the value is less than or equal to the comparison value, the counter value is increased by 1. When the value exceeds the comparison value, the counter value is set to 0.
If the PWM voltage signal is at the first level and the counter value exceeds a counter threshold, the PWM voltage signal is switched to the second level;
When the PWM voltage signal is at the second level and the counter value is 0, the PWM voltage signal is switched to the first level;
Acceleration sensor system.
前記センサは、
前記加速度に応じて第1方向で変位し、前記信号を出力する可動電極と、
前記可動電極を挟むように前記第1方向で両側に距離を置いて配置され、前記検出用信号及び前記サーボ信号が印加される一対の固定電極と、
を含む、加速度センサシステム。 The acceleration sensor system according to claim 1,
The sensor is
A movable electrode that is displaced in a first direction according to the acceleration and outputs the signal;
A pair of fixed electrodes disposed on both sides in the first direction so as to sandwich the movable electrode, to which the detection signal and the servo signal are applied;
Including an acceleration sensor system.
前記センサは、
前記加速度に応じて第1方向で変位し、前記信号を出力する可動電極と、
前記可動電極を挟むように前記第1方向で両側に距離を置いて配置され、第2方向で分離されて配置される、前記検出用信号が印加される第1の一対の固定電極、及び、前記サーボ信号が印加される第2の一対の固定電極と、
を含む、加速度センサシステム。
The acceleration sensor system according to claim 1,
The sensor is
A movable electrode that is displaced in a first direction according to the acceleration and outputs the signal;
A first pair of fixed electrodes to which the detection signal is applied, arranged at a distance on both sides in the first direction so as to sandwich the movable electrode, and separated in a second direction; and A second pair of fixed electrodes to which the servo signal is applied;
Including an acceleration sensor system.
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