JPH01197663A - 加速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、工業計測、自動車および航空機等各種の分
野において用いられる加速度センサに係り、特に市販さ
れている圧力センサを利用して容易に作成できるように
した加速度センサに関する。

［従来技術］ 現在、開発されている加速度センサは、半導体や光ファ
イバなどを用いたものがあり、例えば、半導体を用いた
ものとしては第４図に示すような形状を成している。こ
の図において、符号ｌは単結晶シリコン基板、２は同基
板ｌの周縁部に沿ってエツチングにより形成された空隙
部、ｌａは空隙部２によって薄く、細く形成された片持
梁部、ｌｂは片持梁部の先端に形成された重り部、３は
片持梁部１ａに形成された歪ゲージである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した半導体や光ファイバを用いた加速度
センサにあっては、例えば、上述した半導体を用いたも
ののように、片持梁構造とするためのエツチング処理が
必要であったり、また、ケーシング内にセンサを取り付
ける際に壊わしてしまう恐れがあったりするなど、作成
が難しいという問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、容
易に作成することができる加速度センサを提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を実現するためにこの発明によれば、中空の容
器と、面記容器内に検出面を対向させて設けられる第１
．第２の圧力センサと、前記容器内に充填される流体と
を具備したことを特徴とする。

［作用コ 上記構成によれば、圧力センサの対向する方向に加速度
が加わると、容器内の流体に加わった加速度の大きさに
応じた慣性力が働いて、該加速度の作用方向に対向する
側の圧力センサには押す圧力が加わり、反対側の圧力セ
ンサには引っ張りの圧力が加わる。この結果、各圧力セ
ンサの出力が変化する。したがって、各圧力センサの出
力の差分と、流体の質量とから加わった加速度の大きさ
を求めることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図である
。

この図において、　　ｌａは圧力センサ用ケーシング（
以下、ケーシングという）であり、小径の圧力導入口Ｐ
ａを有する円筒状に形成されている。なお、この実施例
において使用される圧力センサは、市販されているもの
である。上記ケーシングｌａ内の底面にはダイヤフラム
部Ｄａの上面を圧力導入口Ｐａへ向けて拡散型圧力セン
サチップ（以下、圧力センサチップという）２ａが取り
付けられている。上述したケーシングｌａと圧力センサ
チップ２ａは圧力センサＳａを構成する。ｌｂは圧力セ
ンサ用ケーシングであり、図示のごとく上述したケーシ
ングｌａと同様に形成されており、その内部には圧力セ
ンサチップ２ｂが取り付けられている。

また、ケーシングＩｂと圧力センサチップ２ｂは圧力セ
ンサｓｂを構成する。上述した圧力センサＳａ。

ｓｂは共に諸特性（定格出力、温度特性等）が揃ったも
のを使用するのが望ましく、揃っていない場合は補償し
て動特性として使用する。３は両端が開口した円筒形状
の容器であり、各開口端の径がその内径よりも小さく形
成され、軸方向へ突出している。容器３の各端には上記
した圧力センサＳａ、Ｓｂの圧力導入口Ｐ　ａ、Ｐ　ｂ
（Ｐ　ｂに関しては図示参照）が挿入されている。４は
容器３内と、圧カセンサＳａ、Ｓｂ内に充填された流体
（例えば、シリコンオイル）である。

このように構成された加速度センサにおいて、圧力セン
サの軸方向（図面圧または右方向）から加速度が加わる
と、容器３内の流体４に加わった加速度の大きさに応じ
た慣性力が働いて、該加速度の作用方向に対向する側の
圧力センサチップには押す圧力が加わり、反対側の圧力
センサチップに・は引っ張りの圧力が加わる。この結果
、各圧力センサチップの出力が変化する。そして、各セ
ンサの出力の差分と、流体４の質量とから加わった加速
度の大きさが求まる。

ここで、圧力センサを２個設けたのは、温度変化による
圧力の変化が生じても、各圧力センサチップの出力の差
分をとることにより、その変化分（ΔＰ）を相殺するこ
とができるからである。したがって、温度変化が生じて
も正確な加速度の大きさを求めることができる。

上記した加速度センサの感度の調整は、各圧力センサチ
ップ２　ａ、　２　ｂ自体の感度を調整したり、容器３
内に充填する流体を比重の異なるものを用いたりして行
う。この場合、比重の大きな流体を用いると、慣性力が
大きくなって圧力センサチップに加わる圧力が大きくな
る。この結果、検出感度が増す。また、比重の小さなも
のを用いると、慣性力が小さくなって圧力センサチップ
に加わる圧力が小さくなる。この結果、検出感度が低下
する。

次に、第２図に、上述した実施例の第１の応用例を示す
。この応用例では、容器３の両端部各々にこれらを閉口
する薄膜５　ａ、　５　ｂが設けられている。これら薄
膜５　ａ、　５　ｂを設けたのは以下の理由による。す
なわち、使用する流体の種類によって圧力センサチップ
を劣化させる恐れのあるものがあるからである。そこで
、各圧力センサチップ２ａ、２ｂ間に薄膜５　ａ、　５
　ｂを設けることによって流体の影響を受けることがな
くなる。この場合、薄膜５ａ、５ｂによって仕切られた
部分以外には、圧力センサチップ２　ａ、　２　ｂを劣
化させることのない気体や液体を充填すれば良い。

次に、第３図に、上述した実施例の第２の応用例を示す
。この応用例では、容器３内を移動自在とした円柱形状
の重り６が設けられている。重り６を設けることにより
、て、流体４のみかけ上の重さが増して慣性力が大きく
なり、検出感度が向上するという利点が得られる。

このように、市販の圧力センサＳａ、Ｓｂを使用し、こ
れらの圧力導入口Ｐａ、Ｐｂを中空の容器３の両端に接
続して容器３および圧カセンサＳａ、Ｓｂ内に流体を充
填するだけで加速度センサを構成することができる。し
たがって、容易に作成することができる。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、中空の容器と、
前記容器内に検出面を対向させて設けられる第１．第２
の圧力センサと、前記容器内に充填される流体とを具備
したので、現行の圧力センサを流用することができるの
で、新たにセンサ素子を開発する場合に比較して容易に
作成することができる。しかも、容器内の流体の比重ま
たは重さと、圧力センサの出力とにより比較的容易に加
速度を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図は同実施例の第１の応用例の構成を示す断面図、第３
図は同実施例の第２の応用例の構成を示す断面図、第４
図は半導体加速度センサの構成を示す斜視図である。 Ｓａ、Ｓｂ・・・・・・圧力センサ、 ３・・・・・・容器、 ４・・・・・・流体（シリコングリス、空気等）、５　
ａ、　５　ｂ・・・・・・薄膜、 ６・・・・・・重り。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空の容器と、前記容器内に検出面を対向させて
   設けられる第１，第２の圧力センサと、前記容器内に充
   填される流体とを具備したことを特徴とする加速度セン
   サ。
2. （２）前記第１の圧力センサと前記第２の圧力センサと
   の間を３つに仕切る第１，第２の薄膜を前記容器内に各
   々設け、かつ、前記第１の薄膜と前記第２の薄膜との間
   に前記流体を充填したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の加速度センサ。
3. （３）移動自在の重りを前記容器内に設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項項記載の加速度センサ。