JPH02112766A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH02112766A JPH02112766A JP21313089A JP21313089A JPH02112766A JP H02112766 A JPH02112766 A JP H02112766A JP 21313089 A JP21313089 A JP 21313089A JP 21313089 A JP21313089 A JP 21313089A JP H02112766 A JPH02112766 A JP H02112766A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
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- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/13—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
- G01P15/132—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electromagnetic counterbalancing means
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
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。
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
本発明は、請求項１の上位概念に記載の加速度センサに
関する。
関する。
従来の技術
公知の加速度センサでは板ばねに、発生する加速度の大
きさおよび方向に応じて多かれ少なかれ変位する震動質
量体が設けられている。震動質量体に固定されているホ
ール素子を用いて、加速度に比例する測定信号が発生さ
れる。震動質量体の運動は曲げばねの自由端部に取り付
けられている渦電流ブレーキによってダンピングされる
。
きさおよび方向に応じて多かれ少なかれ変位する震動質
量体が設けられている。震動質量体に固定されているホ
ール素子を用いて、加速度に比例する測定信号が発生さ
れる。震動質量体の運動は曲げばねの自由端部に取り付
けられている渦電流ブレーキによってダンピングされる
。
発明が解決しようとする問題点
しかしこの加速度センサは、制限されたダンピング（ｍ
動の減衰）しか可能でないという欠点を有する。このダ
ンピングは、殊に共振周波数が比較的高い場合に、個別
に与えられた条件に整合できない。
動の減衰）しか可能でないという欠点を有する。このダ
ンピングは、殊に共振周波数が比較的高い場合に、個別
に与えられた条件に整合できない。
問題点を解決するだめの手段、および発明の効果
これに対して請求項１の特徴部分に記載の構成を有する
本発明の加速度センサは、非常に大きくかつ非常に種々
のダンピング値を実現可能であるという利点を有する。
本発明の加速度センサは、非常に大きくかつ非常に種々
のダンピング値を実現可能であるという利点を有する。
加速度センサは個別に与えられた条件に容易に整合可能
であるので、それは常に相対的に最適な共振周波数領域
において測定する。その際センサの帯域幅を、比較的低
い周波数に対する感度を損なうことなく実現可能である
。可動コイルのドライバとして電流源を使用することに
よって、可動コイルの抵抗変化の補償、従ってダンピン
グの相対的に申し分ない温度安定性が可能になる。この
ダンピングの温度安定性は更に、温度に依存する抵抗を
用いて高めることができる。周波数および位相特性は筒
単に平滑化することができる。
であるので、それは常に相対的に最適な共振周波数領域
において測定する。その際センサの帯域幅を、比較的低
い周波数に対する感度を損なうことなく実現可能である
。可動コイルのドライバとして電流源を使用することに
よって、可動コイルの抵抗変化の補償、従ってダンピン
グの相対的に申し分ない温度安定性が可能になる。この
ダンピングの温度安定性は更に、温度に依存する抵抗を
用いて高めることができる。周波数および位相特性は筒
単に平滑化することができる。
加速度センサそれ自体の所要スペースは僅かである。
その他の請求項に記載の構成によって請求項１に記載の
加速度センサの有利な実施態様が可能である。
加速度センサの有利な実施態様が可能である。
実施例
次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。
明する。
第１図において１０で加速度センサが示されている。こ
の加速度センサの曲げばね１１は一端がウェブ１２に固
定されている。曲げばねｌｌの自由端１１ａに震動質量
体として金属ブロック１３が取り付けられている。更に
曲げばね１１にその可とう領域において、第４図に詳し
く図示されているように、ホイートストーンブリッジ回
路に接続されている伸長に感応する４つのセンサ抵抗１
４が設けられている。その際２つのセンサ抵抗が曲げば
ね１１の軸線に平行に配置されておりかつ２つのセンサ
抵抗がこに軸線に対して直角に配置されている。曲げば
ね１１の下面に、震動質量体１３の領域において、横断
面がＵ字形の保持体１５が固定されていて、この保持体
の脚１６にコイル１７が巻回されている。保持体１５は
、その脚１６が、永久磁石から成る、横断面がＷ字形の
っぽ形磁石１８の脚の間に入り込んでいる。つぼ形磁石
１８の外側の２つの脚１９はＳ極を有しており、方真ん
中の極２０はＮ極を有している。勿論極性を相応に反対
にすること、すなわち外側をＮ極に、内側をＳ極にする
ことも可能である。更につぼ形磁石を永久磁石を備えた
軟鉄から形成することもできる。
の加速度センサの曲げばね１１は一端がウェブ１２に固
定されている。曲げばねｌｌの自由端１１ａに震動質量
体として金属ブロック１３が取り付けられている。更に
曲げばね１１にその可とう領域において、第４図に詳し
く図示されているように、ホイートストーンブリッジ回
路に接続されている伸長に感応する４つのセンサ抵抗１
４が設けられている。その際２つのセンサ抵抗が曲げば
ね１１の軸線に平行に配置されておりかつ２つのセンサ
抵抗がこに軸線に対して直角に配置されている。曲げば
ね１１の下面に、震動質量体１３の領域において、横断
面がＵ字形の保持体１５が固定されていて、この保持体
の脚１６にコイル１７が巻回されている。保持体１５は
、その脚１６が、永久磁石から成る、横断面がＷ字形の
っぽ形磁石１８の脚の間に入り込んでいる。つぼ形磁石
１８の外側の２つの脚１９はＳ極を有しており、方真ん
中の極２０はＮ極を有している。勿論極性を相応に反対
にすること、すなわち外側をＮ極に、内側をＳ極にする
ことも可能である。更につぼ形磁石を永久磁石を備えた
軟鉄から形成することもできる。
第４図において、センサ抵抗１４および可動コイル１７
が接続されている閉ループ電気回路が図示されている。
が接続されている閉ループ電気回路が図示されている。
抵抗１４のホイートストーンブリッジ回路の中間タップ
２２．２３はブリッジ増幅器２４に接続されている。そ
こから測定信号は高域通過特性を有する能動フィルタ２
５に供給される。ブリッジ増幅器２４とこの高域フィル
タ２５との間において測定信号は電気並列分岐２６を介
して加算器２７に供給される。高域フィルタ２５は導体
２８を介して可動コイル１７の電圧制御される電流源２
９に接続されている。更に高域フィルタ２５の後の分岐
点３０から加算器２７に向けて導体３１が導かれている
。加算器２７においてブリッジ増幅器２４の信号と高域
フィルタ２５の信号との簡単な、重み付けされた加算が
行われ、その結果曲げばね一質量体系の機械的な共振周
波数ｆＱまで、位相回転が僅かな場合（く２０°）滑ら
かな周波数特性の経過（±１ｄＢ）が可能である。
２２．２３はブリッジ増幅器２４に接続されている。そ
こから測定信号は高域通過特性を有する能動フィルタ２
５に供給される。ブリッジ増幅器２４とこの高域フィル
タ２５との間において測定信号は電気並列分岐２６を介
して加算器２７に供給される。高域フィルタ２５は導体
２８を介して可動コイル１７の電圧制御される電流源２
９に接続されている。更に高域フィルタ２５の後の分岐
点３０から加算器２７に向けて導体３１が導かれている
。加算器２７においてブリッジ増幅器２４の信号と高域
フィルタ２５の信号との簡単な、重み付けされた加算が
行われ、その結果曲げばね一質量体系の機械的な共振周
波数ｆＱまで、位相回転が僅かな場合（く２０°）滑ら
かな周波数特性の経過（±１ｄＢ）が可能である。
加算器２７から測定信号は、例えばベルト緊張装置、エ
アバック、ロールバー、警報点滅装置、中央鎖錠装置等
の、車両の乗員保護装置を制御する図示されていないト
リガ装置に供給される。また、ブレーキ装置に対するロ
ック防止装置や走行機構を調整することもできる。
アバック、ロールバー、警報点滅装置、中央鎖錠装置等
の、車両の乗員保護装置を制御する図示されていないト
リガ装置に供給される。また、ブレーキ装置に対するロ
ック防止装置や走行機構を調整することもできる。
高域フィルタ２５は前置て決められた遮断周波数ｆＨを
有している。曲げばね１１の励振周波数が小さい領域、
すなわちｔ ＜ ｒ Ｈでは高域フィルタ２５は、ブリ
ッジ増幅器２４の、震動質量体１３の振れに比例する信
号の微分器として作用する。これにより電圧制御される
電流源２９およびソレノイドコイル１７を介する負帰還
に基づいて、震動質量体１３の速度に比例する力、すな
わち粘性のダンピングに相応する力が得られる。
有している。曲げばね１１の励振周波数が小さい領域、
すなわちｔ ＜ ｒ Ｈでは高域フィルタ２５は、ブリ
ッジ増幅器２４の、震動質量体１３の振れに比例する信
号の微分器として作用する。これにより電圧制御される
電流源２９およびソレノイドコイル１７を介する負帰還
に基づいて、震動質量体１３の速度に比例する力、すな
わち粘性のダンピングに相応する力が得られる。
これに対して高域フィルタｆＨの上側、すなわち周波数
ｒ ＞ ｒ Ｈの領域において、震動質量体１３の振れ
に比例する力は、ソレノイドコイル１７から震動質量体
１３に作用する。これにより間接的に曲げばね１１の実
効こわさが高められて、このために質量体１３／ばねｔ
ｉ系の一層高い共振周波数が生じることになる。加速度
センサ１０の能動ダンピングの最適な構成に対して、能
動高域フィルタ２５の遮断周波数ｒＨおよび導体、電流
源２９およびソレノイドコイル１７の特性および品質に
よって左右される帰還係数を相互に調整することができ
る。
ｒ ＞ ｒ Ｈの領域において、震動質量体１３の振れ
に比例する力は、ソレノイドコイル１７から震動質量体
１３に作用する。これにより間接的に曲げばね１１の実
効こわさが高められて、このために質量体１３／ばねｔ
ｉ系の一層高い共振周波数が生じることになる。加速度
センサ１０の能動ダンピングの最適な構成に対して、能
動高域フィルタ２５の遮断周波数ｒＨおよび導体、電流
源２９およびソレノイドコイル１７の特性および品質に
よって左右される帰還係数を相互に調整することができ
る。
第２図には、第１図とは異なって２重の、５字に成形さ
れた曲げばね３５を有する加速度センサｌＯａが図示さ
れている。曲げばね３５は２つの平行に配置された曲げ
ばね３５ａおよび３５ｂから成っている。これら曲げば
ねはブロンク３６を用いて固定されておりかつこれら曲
げばねの間において自由端に震動質量体１３が取り付け
られている。センサ抵抗１４は２つの曲げばね３５ａ、
３５ｂの１つ被着されている。曲げばね３５のＳ字形構
造によって震動質量体１３は振れの期間中実質的に垂直
方向の運動を実施する。これにより可動コイルはっは形
磁石１８によって発生される磁界にほぼ垂直方向に運動
し、これにより一層大きくかつ正確な信号を得ることが
できる。これとは異なって第１図の震動質量体１３は容
易に回転し、従って質量体１３は中心点としての曲げば
ね１１の懸架点を中心に延びた軌道上を運動することに
なる第３図には第１図の加速度センサ１０の別の実施例
が図示されている。震動質量体１３は、曲げばね１１の
下面に取り付けられている永久磁石３８から成っている
。ソレノイドコイル１７は定置の保持体１５ａに固定さ
れている。更に、第２図のＳ字形の２重の曲げばねを第
３図の形態に使用することもできる。
れた曲げばね３５を有する加速度センサｌＯａが図示さ
れている。曲げばね３５は２つの平行に配置された曲げ
ばね３５ａおよび３５ｂから成っている。これら曲げば
ねはブロンク３６を用いて固定されておりかつこれら曲
げばねの間において自由端に震動質量体１３が取り付け
られている。センサ抵抗１４は２つの曲げばね３５ａ、
３５ｂの１つ被着されている。曲げばね３５のＳ字形構
造によって震動質量体１３は振れの期間中実質的に垂直
方向の運動を実施する。これにより可動コイルはっは形
磁石１８によって発生される磁界にほぼ垂直方向に運動
し、これにより一層大きくかつ正確な信号を得ることが
できる。これとは異なって第１図の震動質量体１３は容
易に回転し、従って質量体１３は中心点としての曲げば
ね１１の懸架点を中心に延びた軌道上を運動することに
なる第３図には第１図の加速度センサ１０の別の実施例
が図示されている。震動質量体１３は、曲げばね１１の
下面に取り付けられている永久磁石３８から成っている
。ソレノイドコイル１７は定置の保持体１５ａに固定さ
れている。更に、第２図のＳ字形の２重の曲げばねを第
３図の形態に使用することもできる。
高域フィルタに供給される測定信号は容量的に取り出す
こともでき、その際ブリッジ増幅器は不要である。
こともでき、その際ブリッジ増幅器は不要である。
第１図ないし第３図はそれぞれ、本発明の加速度センサ
の実施例の機械部分の縦断面略図であり、第４図は、加
速度センサの能動ダンピング回路装置のブロック線図で
ある。 １０．１Ｏａ−加速度センサ、１１．３５ａ３５ｂ・・
・曲げばね、１３・・・震動質量体、１４・・・センサ
抵抗、１５．１５ａ・・・保持体、１７・・・可動コイ
ル、１８・・・つぼ形磁石、２４・・・ブリッジ回路、
２５・・・能動フィルタ、２７・・・加算器、２９・・
・電流源、３８・・・永久磁石化 理 人 弁理
＋ 午 野 敏、、霧旦
の実施例の機械部分の縦断面略図であり、第４図は、加
速度センサの能動ダンピング回路装置のブロック線図で
ある。 １０．１Ｏａ−加速度センサ、１１．３５ａ３５ｂ・・
・曲げばね、１３・・・震動質量体、１４・・・センサ
抵抗、１５．１５ａ・・・保持体、１７・・・可動コイ
ル、１８・・・つぼ形磁石、２４・・・ブリッジ回路、
２５・・・能動フィルタ、２７・・・加算器、２９・・
・電流源、３８・・・永久磁石化 理 人 弁理
＋ 午 野 敏、、霧旦
Claims (7)
- １．安全装置を作動させるかまたは調整するための、車
両に対するばね（１１）−質量体（１３）系と該ばね−
質量体系に対するダンピング装置とを備えた加速度セン
サ（１０）において、 前記ダンピング装置は、微分器として作用する高域フ
ィルタ（２５）を有する、能動電子回路と動電形駆動装
置（１７，１８）とから成る能動ダンピング装置である
ことを特徴とする加速度センサ。 - ２．ばね（１１）−質量体（１３）系の測定信号および
高域フィルタ（２５）の出力信号は加算のための能動ま
たは受動回路網（２７）に供給され、かつ生じた信号は
評価回路において評価されることを特徴とする請求項１
記載の加速度センサ。 - ３．高域フィルタ（２５）と駆動装置（１７，１８）と
の間の回路に電圧制御される電流源（２９）が介挿され
ていること特徴とする請求項１または２記載の加速度セ
ンサ。 - ４．測定信号は曲げばね（１１）上に取り付けされてい
る伸長に感応する抵抗（１４）を用いて取り出されかつ
ブリッジ増幅器（２４）に供給されることを特徴とする
請求項１から３までのいずれか１項記載の加速度センサ
。 - ５．駆動装置は、可動コイル（１７）を有するつぼ形磁
石（１８）である請求項１から４までのいずれか１項記
載の加速度センサ。 - ６．駆動装置は、少なくとも部分的に震動形質量体であ
る永久磁石（３８）と定置のコイル（１７）とから成る
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記
載の加速度センサ。 - ７．ばねは、２つの平行に配設されたばねアーム（３５
ａ，３５ｂ）を有するＳ字形に形成された曲げばね（３
５）であること特徴とする請求項１から６までのいずれ
か１項記載の加速度センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883828307 DE3828307A1 (de) | 1988-08-20 | 1988-08-20 | Beschleunigungssensor |
| DE3828307.7 | 1988-08-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112766A true JPH02112766A (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=6361245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21313089A Pending JPH02112766A (ja) | 1988-08-20 | 1989-08-21 | 加速度センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02112766A (ja) |
| DE (1) | DE3828307A1 (ja) |
| FR (1) | FR2635588A1 (ja) |
| GB (1) | GB2222684B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4234277A1 (de) * | 1992-10-10 | 1994-04-14 | Steingroever Magnet Physik | Magnetischer Beschleunigungs- und Verzögerungssensor |
| RU2539826C2 (ru) * | 2013-02-25 | 2015-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Компенсационный акселерометр |
| CN111323614A (zh) * | 2020-03-21 | 2020-06-23 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于动圈反馈机构的闭环盘式光纤加速度计 |
| RU2738877C1 (ru) * | 2020-05-12 | 2020-12-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Компенсационный акселерометр |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB783104A (en) * | 1955-01-13 | 1957-09-18 | Mini Of Supply | Improvements in accelerometers |
| US4186324A (en) * | 1978-05-11 | 1980-01-29 | Schaevitz Engineering | Linear accelerometer with piezoelectric suspension |
| GB2052047B (en) * | 1979-03-20 | 1983-04-27 | Secr Defence | Accelerometer |
| US4498342A (en) * | 1983-04-18 | 1985-02-12 | Honeywell Inc. | Integrated silicon accelerometer with stress-free rebalancing |
| JPS6468662A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-14 | Japan Aviation Electron | Temperature compensating circuit for accelerometer |
-
1988
- 1988-08-20 DE DE19883828307 patent/DE3828307A1/de not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-08-18 FR FR8911039A patent/FR2635588A1/fr not_active Withdrawn
- 1989-08-18 GB GB8918889A patent/GB2222684B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-21 JP JP21313089A patent/JPH02112766A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3828307A1 (de) | 1990-03-01 |
| GB8918889D0 (en) | 1989-09-27 |
| GB2222684B (en) | 1992-06-10 |
| FR2635588A1 (fr) | 1990-02-23 |
| GB2222684A (en) | 1990-03-14 |
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