JPH02278160A - パルス駆動型加速度計 - Google Patents
パルス駆動型加速度計Info
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- JPH02278160A JPH02278160A JP2049166A JP4916690A JPH02278160A JP H02278160 A JPH02278160 A JP H02278160A JP 2049166 A JP2049166 A JP 2049166A JP 4916690 A JP4916690 A JP 4916690A JP H02278160 A JPH02278160 A JP H02278160A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 13
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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
- G01P15/125—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 capacitive pick-up
-
- 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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- G01P15/08—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
- G01P15/131—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 electrostatic counterbalancing means
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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］
この発明は、加速度計に係り、特に、パルス列により駆
動される容量型加速度計に関する。
動される容量型加速度計に関する。
［従来の技術］
従来より、種々の容量型加速度計が知られており、これ
らの容量型加速度計においては、通常、ドープ処理され
た非常に薄いシリカプレートが２つの容量プレート間に
弾性的に配されている。このシリカプレートは、負荷さ
れる加速力に応じてその無負荷位置から変位し、この変
位により、容量プレートとシリカプレート間の静電容量
、従って、電界が変化し、この結果、容量プレート及び
シリカプレートの電位が変化することとなる。また、こ
のシリカプレートの電位変化により、シリカプレートに
電流が流れ、この電流を測定することにより無負荷位置
からのシリカプレートの変位量及び変位方向が決定され
、負荷された加速力が測定されることとなる。
らの容量型加速度計においては、通常、ドープ処理され
た非常に薄いシリカプレートが２つの容量プレート間に
弾性的に配されている。このシリカプレートは、負荷さ
れる加速力に応じてその無負荷位置から変位し、この変
位により、容量プレートとシリカプレート間の静電容量
、従って、電界が変化し、この結果、容量プレート及び
シリカプレートの電位が変化することとなる。また、こ
のシリカプレートの電位変化により、シリカプレートに
電流が流れ、この電流を測定することにより無負荷位置
からのシリカプレートの変位量及び変位方向が決定され
、負荷された加速力が測定されることとなる。
しかしながら、シリカプレートを流れる上記電流値は、
複雑で、且つ、予測し得ない変数を有する関数であるた
め、正確な測定値を得ることは困難である。このことは
、シリカプレートの電位変化が変位量に対して線形関数
とならないこと、容量プレート間の電位差を常時一定に
保持することが殆ど不可能であること、さらに、シリカ
プレートの変位自体が負荷される加速力に対して線形関
数とならないことに起因している。尚、ソリカプレート
の変位自体が加速力に対して線形関数とならない要因と
しては、シリカプレートを弾性的に保持するヒンジ部等
の保持手段の加速力に対する応答性が線形でないこと、
上記保持手段の老化、及び温度による機械的特性、寸法
等の変化等が挙げられる。
複雑で、且つ、予測し得ない変数を有する関数であるた
め、正確な測定値を得ることは困難である。このことは
、シリカプレートの電位変化が変位量に対して線形関数
とならないこと、容量プレート間の電位差を常時一定に
保持することが殆ど不可能であること、さらに、シリカ
プレートの変位自体が負荷される加速力に対して線形関
数とならないことに起因している。尚、ソリカプレート
の変位自体が加速力に対して線形関数とならない要因と
しては、シリカプレートを弾性的に保持するヒンジ部等
の保持手段の加速力に対する応答性が線形でないこと、
上記保持手段の老化、及び温度による機械的特性、寸法
等の変化等が挙げられる。
［発明が解決しようとする課題］
そこで、本発明の目的は、従来技術における１−記問題
点を解消して、信頼性の高い測定値を得ることのできる
加速度計を提供することにある。
点を解消して、信頼性の高い測定値を得ることのできる
加速度計を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
上記及びＬ：記以外の目的を達成するために、本発明の
第１の構成によれば、 相互に所定距離離間して１Ｆ行に配される第１及び第２
の面を存する第１及び第２の容量プレートと、充電可能
なダイヤフラムと、前記所定距離内に前記ダイヤフラム
を弾性的に、且つ、前記第１及び第２の面にＮＩＺ行に
配するとともに、前記ダイヤフラムに負荷される加速力
の大きさ及び方向に応答して前記ダイヤフラムがその無
負荷位置から１１４記第１又は第２の面方向に変位可能
に支持する第１の手段と、を有する少なくともＩっの加
速度センサと、 前記第１及び第２の容量プレート間に電位差を形成し、
これにより、前記第１プレートと前記ダイヤフラム間及
び前記第２プレートと前記ダイヤフラムＵ旧こそれぞれ
電界を形成し、前記無負荷位置からの前記ダイヤフラム
の前記変位の大きさ及び方向に応じて前記ダイヤフラム
の電位を変化させる、第２の手段と、 １ｉｒｉ記ダイヤフラムの前記電位変化量を評価し、該
電位変化量に比例する第１の電位を前記ダイヤフラムに
形成するための制御信号を前記ダイヤフラムに供給する
第３の手段と、から成り、前記第１の電位において、前
記第１の容１プレートとｉｉ′ｉ′Ｊ記ダイヤフラム間
及び前記第２の容量プレートと前記ダイヤフラム間に形
成される静電力によって、前記ダイヤフラムが前記加速
力に抗して前記無負荷位置に復帰する一方、前記第３の
手段は、少なくとも２つの電圧レベル間において交互に
変化するパルス列を有する前記制御信号を形成する第４
の手段を有しており、前記パルスの持続時間及び方向は
、前記パルスの時間平均値が前記第１の電位を実質的に
形成するように決定される、ことを特徴とする加速度計
が提供される。
第１の構成によれば、 相互に所定距離離間して１Ｆ行に配される第１及び第２
の面を存する第１及び第２の容量プレートと、充電可能
なダイヤフラムと、前記所定距離内に前記ダイヤフラム
を弾性的に、且つ、前記第１及び第２の面にＮＩＺ行に
配するとともに、前記ダイヤフラムに負荷される加速力
の大きさ及び方向に応答して前記ダイヤフラムがその無
負荷位置から１１４記第１又は第２の面方向に変位可能
に支持する第１の手段と、を有する少なくともＩっの加
速度センサと、 前記第１及び第２の容量プレート間に電位差を形成し、
これにより、前記第１プレートと前記ダイヤフラム間及
び前記第２プレートと前記ダイヤフラムＵ旧こそれぞれ
電界を形成し、前記無負荷位置からの前記ダイヤフラム
の前記変位の大きさ及び方向に応じて前記ダイヤフラム
の電位を変化させる、第２の手段と、 １ｉｒｉ記ダイヤフラムの前記電位変化量を評価し、該
電位変化量に比例する第１の電位を前記ダイヤフラムに
形成するための制御信号を前記ダイヤフラムに供給する
第３の手段と、から成り、前記第１の電位において、前
記第１の容１プレートとｉｉ′ｉ′Ｊ記ダイヤフラム間
及び前記第２の容量プレートと前記ダイヤフラム間に形
成される静電力によって、前記ダイヤフラムが前記加速
力に抗して前記無負荷位置に復帰する一方、前記第３の
手段は、少なくとも２つの電圧レベル間において交互に
変化するパルス列を有する前記制御信号を形成する第４
の手段を有しており、前記パルスの持続時間及び方向は
、前記パルスの時間平均値が前記第１の電位を実質的に
形成するように決定される、ことを特徴とする加速度計
が提供される。
また、本発明の第２の構成によれば、
相互に所定距離離間して平行に配される第１及び第２の
面を有する第１及び第２の容量プレートと、前記所定距
離内において前記第１及び第２の而に平行に、且つ、弾
性的に配されるとともに、負荷される加速力の大きさ及
び方向に応答してその無負荷位置から前記第１又は第２
の面方向に変位可能に支持される充電可能なダイヤフラ
ムと、を有する少なくとも１つの加速度センナを作動さ
せる装置であって、 前記第１及び第２の容量プレート間に電位差を形成し、
これにより、前記第１プレートと前記ダイヤフラム間及
び前記第２プレートと前記ダイヤフラム間にそれぞれ電
界を形成し、前記無負荷位置からの前記ダイヤフラムの
前記変位の大きさ及び方向に応じて前記ダイヤフラムの
電位を変化させる、第１の手段と、 前記ダイヤフラムの前記電位変化量を評価し、該電位変
化１に比例する第１の電位を前記ダイヤフラムに形成す
るための制御信号を前記ダイヤフラムに供給する第２の
手段と、から成り、前記第１の電位において、前記第１
の容量プレートと前記ダイヤフラム間及び前記第２の容
ｌプレートと前記ダイヤフラム間に形成される静電力に
よって、前記ダイヤフラムが前記加速力に抗して前記無
負荷位置に復帰する一方、前記第２の手段は、少なくと
も２つの電圧レベル間において交互に変化するパルス列
を有する前記制御信号を形成する第３の手段を有してお
り、前記パルスの持続時間及び方向は、前記パルスの時
間平均値が前記第１の電位を実質的に形成するように決
定される、ことを特徴とする装置が提供される。
面を有する第１及び第２の容量プレートと、前記所定距
離内において前記第１及び第２の而に平行に、且つ、弾
性的に配されるとともに、負荷される加速力の大きさ及
び方向に応答してその無負荷位置から前記第１又は第２
の面方向に変位可能に支持される充電可能なダイヤフラ
ムと、を有する少なくとも１つの加速度センナを作動さ
せる装置であって、 前記第１及び第２の容量プレート間に電位差を形成し、
これにより、前記第１プレートと前記ダイヤフラム間及
び前記第２プレートと前記ダイヤフラム間にそれぞれ電
界を形成し、前記無負荷位置からの前記ダイヤフラムの
前記変位の大きさ及び方向に応じて前記ダイヤフラムの
電位を変化させる、第１の手段と、 前記ダイヤフラムの前記電位変化量を評価し、該電位変
化１に比例する第１の電位を前記ダイヤフラムに形成す
るための制御信号を前記ダイヤフラムに供給する第２の
手段と、から成り、前記第１の電位において、前記第１
の容量プレートと前記ダイヤフラム間及び前記第２の容
ｌプレートと前記ダイヤフラム間に形成される静電力に
よって、前記ダイヤフラムが前記加速力に抗して前記無
負荷位置に復帰する一方、前記第２の手段は、少なくと
も２つの電圧レベル間において交互に変化するパルス列
を有する前記制御信号を形成する第３の手段を有してお
り、前記パルスの持続時間及び方向は、前記パルスの時
間平均値が前記第１の電位を実質的に形成するように決
定される、ことを特徴とする装置が提供される。
［作 用］
本発明においては、容量プレート間に弾性的に介挿され
たダイヤフラムが加速力によりその無負荷位置から変位
し、この変位により、ダイヤフラムの電位が変化する。
たダイヤフラムが加速力によりその無負荷位置から変位
し、この変位により、ダイヤフラムの電位が変化する。
ここで、この電位変化量に比例する電位をダイヤフラム
に形成するための制御信号がダイヤフラムに供給され、
ダイヤフラムをその無負荷位置に復帰させる一方、この
ときの制御信号に基づいて負荷された加速力が決定され
る。
に形成するための制御信号がダイヤフラムに供給され、
ダイヤフラムをその無負荷位置に復帰させる一方、この
ときの制御信号に基づいて負荷された加速力が決定され
る。
［実 施 例コ
以下に、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。
。
第１図は、加速度センサｌＯを示す断面図である。第１
図において、加速度センサｌＯは、容量プレート１１及
び１２を有している。容量プレート１１，１２はそれぞ
れ作動部１３及び１４を有しており、これら作動面１３
．１４は、相互に対向して平行に配されるとともに、相
互に所定距離離間してその間に容重ギャップを画成して
いる。
図において、加速度センサｌＯは、容量プレート１１及
び１２を有している。容量プレート１１，１２はそれぞ
れ作動部１３及び１４を有しており、これら作動面１３
．１４は、相互に対向して平行に配されるとともに、相
互に所定距離離間してその間に容重ギャップを画成して
いる。
尚、本実施例においては、容１プレートｔｌ、１２は薄
板形状として示されているが、上記作動面１３、Ｉ４を
存する限りにおいて他のいかなる形状を存することも可
能である。また、作動部Ｉ３．１４は、その全域におい
てオーバーラツプするように構成することが好ましい。
板形状として示されているが、上記作動面１３、Ｉ４を
存する限りにおいて他のいかなる形状を存することも可
能である。また、作動部Ｉ３．１４は、その全域におい
てオーバーラツプするように構成することが好ましい。
ダイヤフラムＩ５が容置プレート１１，１２間に介挿さ
れている。ダイヤフラムＩ５は、その周縁部において周
方向に連続した連結部■６又は周方向に分割して複数配
される連結部１６を有している。ダイヤフラム１５はま
た、可撓性又は弾性のヒンジ部１７及び該ヒンジ部１７
を介して連結部１６により弾性的に保持される作動部１
８を有している。尚、ヒンジ部１７は周方向において一
体に構成してもよいし、周方向に分割して配してもよい
。
れている。ダイヤフラムＩ５は、その周縁部において周
方向に連続した連結部■６又は周方向に分割して複数配
される連結部１６を有している。ダイヤフラム１５はま
た、可撓性又は弾性のヒンジ部１７及び該ヒンジ部１７
を介して連結部１６により弾性的に保持される作動部１
８を有している。尚、ヒンジ部１７は周方向において一
体に構成してもよいし、周方向に分割して配してもよい
。
容量プレートＩｔ、１２及びダイヤフラム１５は、それ
ぞれシリカから形成することが好ましく、また、少なく
ともその一部をドープ処理することにより該ドープ処理
部を導電性とする。ダイヤフラム１５は、ダイヤフラム
１５の連結部１６及び容量プレート１１の対応する部位
間に配されたスペーサ■９、並びに、ダイヤフラム■５
の連結部１Ｇ及び容量プレート１２の対応する部位間に
配されたスペーサ２０により、好ましくは電気的に絶縁
された状態にて容量プレート１１．＋２と連結されてい
る。
ぞれシリカから形成することが好ましく、また、少なく
ともその一部をドープ処理することにより該ドープ処理
部を導電性とする。ダイヤフラム１５は、ダイヤフラム
１５の連結部１６及び容量プレート１１の対応する部位
間に配されたスペーサ■９、並びに、ダイヤフラム■５
の連結部１Ｇ及び容量プレート１２の対応する部位間に
配されたスペーサ２０により、好ましくは電気的に絶縁
された状態にて容量プレート１１．＋２と連結されてい
る。
加速度センサ１０に外部からの加速力が負荷されていな
いとき、ヒンジｆｌ１７に支持された作動部１８の位置
（無負荷位置）は第１図に示す通りであり、このとき、
作動部１８は容量プレート１１．１２の作動部１３．１
４と平行に配され、且つ、作動部１３．１４から実質的
に当距離に位置する。一方、少なくとも作動面１３．１
４に対して直角方向の成分を持つ加速力が加速度センサ
ｌＯ１即ち、ダイヤフラム１５に負荷されると、ダイヤ
フラム１５の作動部１８はヒンジ部Ｉ７の変形変位によ
りその無負荷位置から作動面１３又は１４方向に変位す
る。この作動部Ｉ８の変位方向は、負荷された加速力の
方向に依存する。ここで、ヒンジ部１７は、作動部１８
がその平面形状を維持した状態にて変位するように、即
ち、作動部１８が作動面Ｉ３、Ｉ４に対して平行状態を
維持したまま変位するように構成されている。
いとき、ヒンジｆｌ１７に支持された作動部１８の位置
（無負荷位置）は第１図に示す通りであり、このとき、
作動部１８は容量プレート１１．１２の作動部１３．１
４と平行に配され、且つ、作動部１３．１４から実質的
に当距離に位置する。一方、少なくとも作動面１３．１
４に対して直角方向の成分を持つ加速力が加速度センサ
ｌＯ１即ち、ダイヤフラム１５に負荷されると、ダイヤ
フラム１５の作動部１８はヒンジ部Ｉ７の変形変位によ
りその無負荷位置から作動面１３又は１４方向に変位す
る。この作動部Ｉ８の変位方向は、負荷された加速力の
方向に依存する。ここで、ヒンジ部１７は、作動部１８
がその平面形状を維持した状態にて変位するように、即
ち、作動部１８が作動面Ｉ３、Ｉ４に対して平行状態を
維持したまま変位するように構成されている。
容量プレート１１．１２及びダイヤフラム１５は、それ
ぞれ端子２１，２２及び２３を有している。第１図に示
すように、端子２２が接地されており、且つ、端子２１
に電圧ｖＴが印加されると、作動面１３．１４間に電界
が形成され、ダイヤフラム１８の電位はＶｐとなる。こ
の電位ｖ、、の値は、作動面１４．１３からの距＃！Ｄ
、及びり、に依存する。また、この電位Ｖｌ−の値は、
端子２３に定常状態にて現れ、この値により、容量プレ
ート１１．１２に対する作動＠１８の位置が決定される
。
ぞれ端子２１，２２及び２３を有している。第１図に示
すように、端子２２が接地されており、且つ、端子２１
に電圧ｖＴが印加されると、作動面１３．１４間に電界
が形成され、ダイヤフラム１８の電位はＶｐとなる。こ
の電位ｖ、、の値は、作動面１４．１３からの距＃！Ｄ
、及びり、に依存する。また、この電位Ｖｌ−の値は、
端子２３に定常状態にて現れ、この値により、容量プレ
ート１１．１２に対する作動＠１８の位置が決定される
。
しかしながら、前述のように、この電位Ｖｐの値は多数
の変数を有する複雑な関数であり、従って、作動部１８
が負荷加速力によりその無負荷位置から変位した状態に
おいてこの電位Ｖｐの値により決定できるのは、作動部
１３．１４に対して直角な軸線に沿って作用する加速力
成分の方向だすであり、この加速力成分の大きさに関し
ては、せいぜいその近似値を得ることしかできない。
の変数を有する複雑な関数であり、従って、作動部１８
が負荷加速力によりその無負荷位置から変位した状態に
おいてこの電位Ｖｐの値により決定できるのは、作動部
１３．１４に対して直角な軸線に沿って作用する加速力
成分の方向だすであり、この加速力成分の大きさに関し
ては、せいぜいその近似値を得ることしかできない。
この問題を解決するために、本実施例においては、電位
Ｖｐの値を、ダイヤフラム１５の作動部１８と容量プレ
ー）１１．１２間の静電力により作動部１８が負荷加速
力に抗してその無負荷位置に復帰し得る値に設定する方
法が採られる。この方法は、以下の認識に基づくもので
ある。即ち、加速度センサの製造公差、温度変化及び／
又はヒンジ部１７の可撓性の老化等は、加速力負荷時に
おけるダイヤフラム１５の作動ＷＪ１８の変位量を決定
するに際して極めて重要な要素であるが、方、作動部１
８がその無負荷位置にあるときは、作動部１８の無負荷
位１４からの変位量は当然ゼロであるため、上記要素は
無視することができる。
Ｖｐの値を、ダイヤフラム１５の作動部１８と容量プレ
ー）１１．１２間の静電力により作動部１８が負荷加速
力に抗してその無負荷位置に復帰し得る値に設定する方
法が採られる。この方法は、以下の認識に基づくもので
ある。即ち、加速度センサの製造公差、温度変化及び／
又はヒンジ部１７の可撓性の老化等は、加速力負荷時に
おけるダイヤフラム１５の作動ＷＪ１８の変位量を決定
するに際して極めて重要な要素であるが、方、作動部１
８がその無負荷位置にあるときは、作動部１８の無負荷
位１４からの変位量は当然ゼロであるため、上記要素は
無視することができる。
この結果、電位Ｖｐの値を、無負荷位置において作動部
１８に作用する全静電力、即ち、作動部１８と容量プレ
ート１１，１２間に作用する静電力のベクトル合計値が
、無負荷位置において上記軸線に沿って作動部１８に作
用する加速力の合計値と大きさが等しく方向が反対とな
るように設定すれば足ることとなる。
１８に作用する全静電力、即ち、作動部１８と容量プレ
ート１１，１２間に作用する静電力のベクトル合計値が
、無負荷位置において上記軸線に沿って作動部１８に作
用する加速力の合計値と大きさが等しく方向が反対とな
るように設定すれば足ることとなる。
ここで、ダイヤフラム１５の作動ｆｆ１１８と一方の容
量プレート１１，１２間の静電力Ｆ、！は以下の式によ
って与えられる。
量プレート１１，１２間の静電力Ｆ、！は以下の式によ
って与えられる。
Ｆｇ−らＡＶ”／２Ｄ”
ここで、Ａは、一方の容量プレートの有効面積であり、
ε。は、比誘電率であり、■は、作動部１８と一方の容
量プレート間の電位差であり、Ｄは、作動部Ｉ８と一方
の容量プレート間の距離である。
ε。は、比誘電率であり、■は、作動部１８と一方の容
量プレート間の電位差であり、Ｄは、作動部Ｉ８と一方
の容量プレート間の距離である。
作動部１８がその無負荷位置にあるとき、即ち、両プレ
ート１１，１２間の中央に位置するとき、全静電力ＦＥ
は加速力Ｆ、（質ｆｆ１ｍと加速度ｇの積）と等しく、
且つ、静電力のベクトル合計値（作動部１８と容量プレ
ート１２間の静電力Ｆ□と、作動部１８と容量プレート
１１間の静電力Ｆｏとの差）に等しい。また、静電力Ｆ
□は、作動部ｌ８と容量プレート１２間の電圧Ｖ、に比
例し、静電力Ｆ□は、作動部１８と容量プレートｌ１間
の電圧Ｖ、に比例する。さらに、Ｖ 、” Ｖ ”
Ｖ ＋であるので、本実施例におけるように、Ａ、＝Ａ
ｔであり、Ｄ ＋ ＝ Ｄ ｔであるならば、以下の式
が得られる。
ート１１，１２間の中央に位置するとき、全静電力ＦＥ
は加速力Ｆ、（質ｆｆ１ｍと加速度ｇの積）と等しく、
且つ、静電力のベクトル合計値（作動部１８と容量プレ
ート１２間の静電力Ｆ□と、作動部１８と容量プレート
１１間の静電力Ｆｏとの差）に等しい。また、静電力Ｆ
□は、作動部ｌ８と容量プレート１２間の電圧Ｖ、に比
例し、静電力Ｆ□は、作動部１８と容量プレートｌ１間
の電圧Ｖ、に比例する。さらに、Ｖ 、” Ｖ ”
Ｖ ＋であるので、本実施例におけるように、Ａ、＝Ａ
ｔであり、Ｄ ＋ ＝ Ｄ ｔであるならば、以下の式
が得られる。
−εａＡ （Ｖ＋ （Ｖ” Ｖ＋）”）２
Ｄ” −と、Ａ （Ｖ、−（Ｖ”）”＋２Ｖ”Ｖ、”）２
Ｄ” ｇ ＝ ε。Ａ （２Ｖ”Ｖ、−（ＶＴ）”
）２ ｍ Ｄ ” 上記式より導かれるように、加速度ｇは、作動部１８の
電位■２に対して線形関係となるため、電位ＶＰの値か
ら加速度ｇを容易に決定することが可能となる。
Ｄ” −と、Ａ （Ｖ、−（Ｖ”）”＋２Ｖ”Ｖ、”）２
Ｄ” ｇ ＝ ε。Ａ （２Ｖ”Ｖ、−（ＶＴ）”
）２ ｍ Ｄ ” 上記式より導かれるように、加速度ｇは、作動部１８の
電位■２に対して線形関係となるため、電位ＶＰの値か
ら加速度ｇを容易に決定することが可能となる。
尚、上記加速度センサを用いた加速度計において、作動
部１８に印加する直流電圧を制御する制御信号を直接用
いて上記制御を行い、この制御信号をデジタル信号に変
換した場合、その誤差が最も重要性の低いデータビット
に対応する程度のものであっても、加速度計により得ら
れる測定値には極めて重大な誤差が含まれることとなる
。
部１８に印加する直流電圧を制御する制御信号を直接用
いて上記制御を行い、この制御信号をデジタル信号に変
換した場合、その誤差が最も重要性の低いデータビット
に対応する程度のものであっても、加速度計により得ら
れる測定値には極めて重大な誤差が含まれることとなる
。
第２図は、上記問題点を考慮した加速度計の加速度セン
サ駆動回路の一例を示している。図において、第１図に
示す要素と対応する要素は同一符号にて示されている。
サ駆動回路の一例を示している。図において、第１図に
示す要素と対応する要素は同一符号にて示されている。
駆動回路３０は、オシレータ３１を有しており、該オシ
レータ３１は、所定周波数の交流電流を発生させる。オ
シレータ３１の出力は、トランス３２及びコンデンサ３
３．３４を介してそれぞれ容量プレート１１．１２の端
子２１，２２に接続される。また、端子２１．２２は、
それぞれ抵抗Ｒ２、Ｒ１を介して接地されている一方、
電圧ＶＴが端子２１、従って容量プレート１１に印加さ
れている。 ダイヤフラム１５の作動部１８と電気的に
接続された端子２３は、増幅器３５に接続されている。
レータ３１は、所定周波数の交流電流を発生させる。オ
シレータ３１の出力は、トランス３２及びコンデンサ３
３．３４を介してそれぞれ容量プレート１１．１２の端
子２１，２２に接続される。また、端子２１．２２は、
それぞれ抵抗Ｒ２、Ｒ１を介して接地されている一方、
電圧ＶＴが端子２１、従って容量プレート１１に印加さ
れている。 ダイヤフラム１５の作動部１８と電気的に
接続された端子２３は、増幅器３５に接続されている。
尚、この増幅器３５は、トランスインピーダンス増幅器
として構成してもよい。増幅器３５は、作動部Ｉ８に流
入流出する電流（容量プレート１１．１２内を流れる交
流電流の作用により発生する）の変化を電圧変化に変換
して電圧ＶＮとして出力する。この電圧Ｖｓは、復調器
３６に供給され、ライン３７を介して復調器３６に供給
されるオシレータ３Ｉの発信出力である交流電流により
復調される。増幅器３５及び復調器３６は、公知の方法
により、復調器３６からの出力信号、即ら、直流電圧Ｖ
Ｎが、負荷された加速力に抗して作動部Ｉ８をその無負
荷位置に復帰させるのに必要なレベルとなるように調整
される。
として構成してもよい。増幅器３５は、作動部Ｉ８に流
入流出する電流（容量プレート１１．１２内を流れる交
流電流の作用により発生する）の変化を電圧変化に変換
して電圧ＶＮとして出力する。この電圧Ｖｓは、復調器
３６に供給され、ライン３７を介して復調器３６に供給
されるオシレータ３Ｉの発信出力である交流電流により
復調される。増幅器３５及び復調器３６は、公知の方法
により、復調器３６からの出力信号、即ら、直流電圧Ｖ
Ｎが、負荷された加速力に抗して作動部Ｉ８をその無負
荷位置に復帰させるのに必要なレベルとなるように調整
される。
復調器３６からの出力信号は、ライン３８、ローパスフ
ィルタ３９、量子化器４０及び抵抗４１を介して量子化
制御され、作動部１８の端子２３へと供給される。尚、
量子化制御された１１子化器４０からの出力４２は、公
知の表示装置等に供給され、量子化制御された出力信号
の値、即ち、加速度ｇの値が所望の態様において表示さ
れることとなる。
ィルタ３９、量子化器４０及び抵抗４１を介して量子化
制御され、作動部１８の端子２３へと供給される。尚、
量子化制御された１１子化器４０からの出力４２は、公
知の表示装置等に供給され、量子化制御された出力信号
の値、即ち、加速度ｇの値が所望の態様において表示さ
れることとなる。
第３図は、第２図に示す量子化器４０の具体的構成の一
例を示している。復調器３６からの出力電圧Ｖ工が、比
較器５０の一方の入力端子に供給されており、一方、カ
ウンタ５２及びデコーダ５３によりその作動を制御され
るランプジェネレータ５夏により生起されるランプ電圧
が比較器５０の他方の入力端子に供給されている。比較
５５０は、復調器３６からの出力電圧ＶＮと正確に制御
された周期を有するランプ電圧波形とを比較し、パルス
幅が変調されたパルス信号（以下、Ｉ）ＷＭ倍信号称す
る）を出力する。このパルス信号は、Ｄ−フリップフロ
ップ型の量子化器５４により、カウンタ５２及びデコー
ダ５３を作動させるクロックと同期される。尚、量子化
器５４は、デコーダ５３によりその動作を制御される。
例を示している。復調器３６からの出力電圧Ｖ工が、比
較器５０の一方の入力端子に供給されており、一方、カ
ウンタ５２及びデコーダ５３によりその作動を制御され
るランプジェネレータ５夏により生起されるランプ電圧
が比較器５０の他方の入力端子に供給されている。比較
５５０は、復調器３６からの出力電圧ＶＮと正確に制御
された周期を有するランプ電圧波形とを比較し、パルス
幅が変調されたパルス信号（以下、Ｉ）ＷＭ倍信号称す
る）を出力する。このパルス信号は、Ｄ−フリップフロ
ップ型の量子化器５４により、カウンタ５２及びデコー
ダ５３を作動させるクロックと同期される。尚、量子化
器５４は、デコーダ５３によりその動作を制御される。
この同期信号Ｖ９は、ダイヤフラム１５の作動部１８を
その無負荷位置に復帰させるための復帰電圧を得るため
に用いられるとともに、デコーダ５３によりその動作を
制御されるアップダウンカウンタ５５の制御信号として
用いられる。
その無負荷位置に復帰させるための復帰電圧を得るため
に用いられるとともに、デコーダ５３によりその動作を
制御されるアップダウンカウンタ５５の制御信号として
用いられる。
」二足量子化器４０の動作を以下に説明する。
ランプジェネレータ５１はのこぎり波を出力し、その最
小値は、復調器３６のマイナス側の最大値に設定されて
おり、その最大値は、復調器３６のプラス側の最大値に
設定されている。従って、ＰＷＭ信号のデユーティサイ
クルは、復調器３６の出力信号に比例することとなる。
小値は、復調器３６のマイナス側の最大値に設定されて
おり、その最大値は、復調器３６のプラス側の最大値に
設定されている。従って、ＰＷＭ信号のデユーティサイ
クルは、復調器３６の出力信号に比例することとなる。
また、アップダウンカウンタ５５は、同期ＰＷＭ信号に
より制御されるので、その出力信号（データアウト信号
）の周波数は、復帰信号Ｖ％のデユーティサイクルに比
例することとなる。復帰信号Ｖ＋ｉは、ローパスフィル
タを介して作動部１８の端子２３に供給してもよいし、
フィルタを介さずに直接端子２３に供給してもよい。い
ずれの場合においても、復帰信号又は復帰電圧の実効値
は、負荷された加速力情報を含むこととなる。ここで、
復帰信号の実効値はそのデユーティサイクルに比例する
ので、アップダウンカウンタ５５からのデータアウト信
号の周波数は測定された加速力に比例することとなる。
より制御されるので、その出力信号（データアウト信号
）の周波数は、復帰信号Ｖ％のデユーティサイクルに比
例することとなる。復帰信号Ｖ＋ｉは、ローパスフィル
タを介して作動部１８の端子２３に供給してもよいし、
フィルタを介さずに直接端子２３に供給してもよい。い
ずれの場合においても、復帰信号又は復帰電圧の実効値
は、負荷された加速力情報を含むこととなる。ここで、
復帰信号の実効値はそのデユーティサイクルに比例する
ので、アップダウンカウンタ５５からのデータアウト信
号の周波数は測定された加速力に比例することとなる。
尚、復帰信号及びデータアウト信号を得るための上記構
成は、加速度計全体の閉ループシステムの一部を構成す
るものであるので、実際においては、ランプジェネレー
タの出力レベル及び復調器の出力レベルは精密に制御さ
れる必要はない。即ち、全体の閉ループシステムにおい
て、所定の負荷加速力に対して作動部１８をその無負荷
位置に復帰させるのに必要なパルス幅は、自動的に調整
される。また、作動部１８に印加される電圧に誤差があ
ると、この誤差は復調器３６の出力ＶＮに現れるので、
システムにはメモリが組み込まれており、作動部１８が
無負荷位置に正確に復帰しない場合には、量子化器５４
により復帰信号のデユーティサイクルを調整するように
構成されている。
成は、加速度計全体の閉ループシステムの一部を構成す
るものであるので、実際においては、ランプジェネレー
タの出力レベル及び復調器の出力レベルは精密に制御さ
れる必要はない。即ち、全体の閉ループシステムにおい
て、所定の負荷加速力に対して作動部１８をその無負荷
位置に復帰させるのに必要なパルス幅は、自動的に調整
される。また、作動部１８に印加される電圧に誤差があ
ると、この誤差は復調器３６の出力ＶＮに現れるので、
システムにはメモリが組み込まれており、作動部１８が
無負荷位置に正確に復帰しない場合には、量子化器５４
により復帰信号のデユーティサイクルを調整するように
構成されている。
第４図は、本発明の他の実施例に係る加速度計の加速度
センサ駆動回路を示している。この実施例においては、
作動Ｎ５１８に供給される復帰信号電圧及び位置検出電
圧が結合されて１つの信号が形成される。直流電力源６
０より必要な電力が、スイッチ６２．６３．６４及び６
５から構成されるスイッチユニット６１に供給される。
センサ駆動回路を示している。この実施例においては、
作動Ｎ５１８に供給される復帰信号電圧及び位置検出電
圧が結合されて１つの信号が形成される。直流電力源６
０より必要な電力が、スイッチ６２．６３．６４及び６
５から構成されるスイッチユニット６１に供給される。
スイッチ６２乃至６５は、それぞれ対応する抵抗Ｒと並
列に接続されており、後述する態様においてスイッチコ
ントローラ６６により制御される。
列に接続されており、後述する態様においてスイッチコ
ントローラ６６により制御される。
スイッチユニット６１からのパルス出力６７は作動部１
８に供給され、一方、基準電圧ＶＲＩＩＦ及び接地電圧
はそれぞれ対応する容量プレート１２．１１に変圧器６
８の対応する１次巻線を介して印加されている。また、
変圧器６８の２次巻線は増幅器６９に接続されており、
増幅器６９の出力端子は復調器７０の一方の入力端子に
接続されている。一方、ライン７１を介してスイッチユ
ニット６１のパルス出力６７が復調器７０の他方の入力
端子に人力されている。復調器７０の出力は、スイッチ
コントローラ６６に入力されており、コントローラ６６
は、復調器７０の出力に基づいて、且つ、所定のプロＩ
・フルに従ってスイッチ６２乃至６５を制御する。
８に供給され、一方、基準電圧ＶＲＩＩＦ及び接地電圧
はそれぞれ対応する容量プレート１２．１１に変圧器６
８の対応する１次巻線を介して印加されている。また、
変圧器６８の２次巻線は増幅器６９に接続されており、
増幅器６９の出力端子は復調器７０の一方の入力端子に
接続されている。一方、ライン７１を介してスイッチユ
ニット６１のパルス出力６７が復調器７０の他方の入力
端子に人力されている。復調器７０の出力は、スイッチ
コントローラ６６に入力されており、コントローラ６６
は、復調器７０の出力に基づいて、且つ、所定のプロＩ
・フルに従ってスイッチ６２乃至６５を制御する。
以下に、上記構成に係る駆動回路の動作を説明する。
上記駆動回路を有する加速度計の作動時において、パル
ス出力信号６７の平均値は、加速力が負荷されていない
無負荷時にはＶＲｇＦ／２となる。
ス出力信号６７の平均値は、加速力が負荷されていない
無負荷時にはＶＲｇＦ／２となる。
これは、パルス出力波形がＶ ＲＫＦ／ ２に関して対
称となるからである。従って、このとき作動部Ｉ８に負
荷される全静電力（ベクトル合計値）はゼロとなる。一
方、作動部１８に加速力が負荷されると、復調器７０に
より、作動部１８と容量プレートｉｔ間及び作動部１８
と容量プレート１２間の静電容量の不均衡、即ち、エラ
ーが検出され、パルス出力６７の位相切換が実行される
とともに、この位相切換が行われたパルス出力６７は作
動部１８に供給される。この結果、負荷された加速力の
方向に応じて電圧レベルＶ□、／２に対してプラス側又
はマイナス側に少なくとも１つのパルスが追加されるこ
ととなり、この追加パルスの持続時間に応じた静電力（
ベクトル合計値）が作動部１８に作用することとなる。
称となるからである。従って、このとき作動部Ｉ８に負
荷される全静電力（ベクトル合計値）はゼロとなる。一
方、作動部１８に加速力が負荷されると、復調器７０に
より、作動部１８と容量プレートｉｔ間及び作動部１８
と容量プレート１２間の静電容量の不均衡、即ち、エラ
ーが検出され、パルス出力６７の位相切換が実行される
とともに、この位相切換が行われたパルス出力６７は作
動部１８に供給される。この結果、負荷された加速力の
方向に応じて電圧レベルＶ□、／２に対してプラス側又
はマイナス側に少なくとも１つのパルスが追加されるこ
ととなり、この追加パルスの持続時間に応じた静電力（
ベクトル合計値）が作動部１８に作用することとなる。
作動部１８に入力されるパルス出力６７、即ち、エラー
信号は、復調器７０にも人力されるので、このエラー信
号の極性は復Ｒ器７０において保持される。尚、位相切
換が行われたパルス出力（エラー信号）は、端子Ａを介
して駆動回路外部へ出力される。
信号は、復調器７０にも人力されるので、このエラー信
号の極性は復Ｒ器７０において保持される。尚、位相切
換が行われたパルス出力（エラー信号）は、端子Ａを介
して駆動回路外部へ出力される。
第５図は、プラス側及びマイナス側への加速力が負荷さ
れたときのエラー信号６７の一例を示している。しかし
ながら、第６Ａ図、第６Ｂ図及び第６Ｃ図に示す出力波
形を用いることがより好ましい。即ち、第６Ａ図乃至第
６Ｃ図に示す出力波形を用いることにより、スイッチユ
ニット６１及びスイッチコントローラ６６の構成及び動
作を著しく簡素化することが可能となるものである。こ
こで、第６Ａ図は、加速力が負荷されていないときの出
力波形を示しており、第６Ｂ図は、プラス側に加速力が
負荷されているときの出力波形を示しており、第６Ｃ図
は、マイナス側に加速力が負荷されているときの出力波
形を示している。尚、第６Ａ図乃至第６Ｃ図に示す出力
波形により、スイッチコントローラ６６の構成及び動作
態様は明らかであるので、その具体的説明は省略する。
れたときのエラー信号６７の一例を示している。しかし
ながら、第６Ａ図、第６Ｂ図及び第６Ｃ図に示す出力波
形を用いることがより好ましい。即ち、第６Ａ図乃至第
６Ｃ図に示す出力波形を用いることにより、スイッチユ
ニット６１及びスイッチコントローラ６６の構成及び動
作を著しく簡素化することが可能となるものである。こ
こで、第６Ａ図は、加速力が負荷されていないときの出
力波形を示しており、第６Ｂ図は、プラス側に加速力が
負荷されているときの出力波形を示しており、第６Ｃ図
は、マイナス側に加速力が負荷されているときの出力波
形を示している。尚、第６Ａ図乃至第６Ｃ図に示す出力
波形により、スイッチコントローラ６６の構成及び動作
態様は明らかであるので、その具体的説明は省略する。
尚、作動部１８をその無負荷位置に復帰させるための電
位は、作動部１８に供給されるパルス出力６７（エラー
信号）のパルス列の時間平均値により与えられることと
なる。
位は、作動部１８に供給されるパルス出力６７（エラー
信号）のパルス列の時間平均値により与えられることと
なる。
以上、本発明を実施例に基づいて説明してきたが、本発
明は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲に含まれる全ての変形、変更を含むも
のであり、従って、特許請求の範囲に記載した要件を満
足する全ての構成は本発明に含まれるものである。
明は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲に含まれる全ての変形、変更を含むも
のであり、従って、特許請求の範囲に記載した要件を満
足する全ての構成は本発明に含まれるものである。
例えば、実施例は、特定の構成を有する加速度センナ及
びその駆動回路から成る加速度計に関して説明されてい
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
びその駆動回路から成る加速度計に関して説明されてい
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
［効 果］
本発明においては、容量プレート間に弾性的に介挿され
たダイヤフラムが加速力によりその無負荷位置から変位
し、この変位により、ダイヤフラムの電位か変化する。
たダイヤフラムが加速力によりその無負荷位置から変位
し、この変位により、ダイヤフラムの電位か変化する。
ここで、この電位変化量に比例する電位をダイヤフラム
に形成するための制御信号がダイヤフラムに供給され、
ダイヤフラムをその無負荷位置に復帰させる一方、この
ときの制御信号に基づいて負荷された加速力が決定され
るので、信頼性の高い測定値を得ることが可能となる。
に形成するための制御信号がダイヤフラムに供給され、
ダイヤフラムをその無負荷位置に復帰させる一方、この
ときの制御信号に基づいて負荷された加速力が決定され
るので、信頼性の高い測定値を得ることが可能となる。
第１図は、本発明の実施例に係る加速度計に用いられる
加速度センサを示す断面図であり、第２図は、第１図に
示す加速度センサを作動させる−の実施例に係る駆動回
路を示す回路図であり、第３図は、第２図に示す駆動回
路に用いられる量子化器の構成を示すブロック図であり
、第４図は、第１図に示す加速度センサを作動させる他
の実施例に係る駆動回路を示す回路図であり、第５Ａ図
及び第５Ｂ図は、それぞれ第４図に示す駆動回路に用い
られるエラー信号を示す波形図であり、第６Ａ図、第６
Ｂ図及び第６Ｃ図は、それぞれ第４図に示す駆動回路に
用いられるエラー信号を示す波形図である。 １１．１２ １８、、。 ３１、、。 ３５、、。 ３６、、。 ４０、、。 ６１、、。 ６６、、。 ７０、 、。 容１プレート 作動部 発振器 増幅器 復調器 量子化器 スイッチユニット スイッチコントローラ 復調器 代理人 弁理士 志 賀 富 士 弥 （外１名） ７ｔ：／
加速度センサを示す断面図であり、第２図は、第１図に
示す加速度センサを作動させる−の実施例に係る駆動回
路を示す回路図であり、第３図は、第２図に示す駆動回
路に用いられる量子化器の構成を示すブロック図であり
、第４図は、第１図に示す加速度センサを作動させる他
の実施例に係る駆動回路を示す回路図であり、第５Ａ図
及び第５Ｂ図は、それぞれ第４図に示す駆動回路に用い
られるエラー信号を示す波形図であり、第６Ａ図、第６
Ｂ図及び第６Ｃ図は、それぞれ第４図に示す駆動回路に
用いられるエラー信号を示す波形図である。 １１．１２ １８、、。 ３１、、。 ３５、、。 ３６、、。 ４０、、。 ６１、、。 ６６、、。 ７０、 、。 容１プレート 作動部 発振器 増幅器 復調器 量子化器 スイッチユニット スイッチコントローラ 復調器 代理人 弁理士 志 賀 富 士 弥 （外１名） ７ｔ：／
Claims (8)
- （１）相互に所定距離離間して平行に配される第１及び
第２の面を有する第１及び第２の容量プレートと、充電
可能なダイヤフラムと、前記所定距離内に前記ダイヤフ
ラムを弾性的に、且つ、前記第１及び第２の面に平行に
配するとともに、前記ダイヤフラムに負荷される加速力
の大きさ及び方向に応答して前記ダイヤフラムがその無
負荷位置から前記第１又は第２の面方向に変位可能に支
持する第１の手段と、を有する少なくとも１つの加速度
センサと、 前記第１及び第２の容量プレート間に電位差を形成し
、これにより、前記第１プレートと前記ダイヤフラム間
及び前記第２プレートと前記ダイヤフラム間にそれぞれ
電界を形成し、前記無負荷位置からの前記ダイヤフラム
の前記変位の大きさ及び方向に応じて前記ダイヤフラム
の電位を変化させる、第２の手段と、 前記ダイヤフラムの前記電位変化量を評価し、該電位
変化量に比例する第１の電位を前記ダイヤフラムに形成
するための制御信号を前記ダイヤフラムに供給する第３
の手段と、から成り、 前記第１の電位において、前記第１の容量プレートと
前記ダイヤフラム間及び前記第２の容量プレートと前記
ダイヤフラム間に形成される静電力によって、前記ダイ
ヤフラムが前記加速力に抗して前記無負荷位置に復帰す
る一方、前記第３の手段は、少なくとも２つの電圧レベ
ル間において交互に変化するパルス列を有する前記制御
信号を形成する第４の手段を有しており、前記パルスの
持続時間及び方向は、前記パルスの時間平均値が前記第
１の電位を実質的に形成するように決定される、ことを
特徴とする加速度計。 - （２）前記第２の手段は、前記第１及び第２の容量プレ
ートに両容量プレート間の電位差が実質的に一定となる
ように直流電圧を印加するとともに所定の同一周波数を
有し位相が反対の第１及び第２の交流電圧を印加する第
５の手段を有しており、一方、前記第４の手段は、前記
電位変化に応答して前記ダイヤフラムに流入及び／又は
前記ダイヤフラムから流出する交流電流を前記パルス列
に変換する第６の手段を有していることを特徴とする請
求項（１）に記載の加速度計。 - （３）前記第６の手段は、前記交流電流を第３の交流電
圧に変換する増幅器と、前記第３の交流電圧を前記第１
又は第２の交流電圧により復調してエラー信号を出力す
る第７の手段と、前記エラー信号を前記パルス列に量子
化する第８の手段とを有することを特徴とする請求項（
２）に記載の加速度計。 - （４）前記第３の手段は、前記第１及び第２の容量プレ
ートに両容量プレート間の電位差が実質的に一定となる
ように直流電圧を印加する第９の手段を有しており、前
記第４の手段は、直流電圧源と、該直流電圧源に接続さ
れるとともにその出力が前記ダイヤフラムに供給される
スイッチ手段と、該スイッチ手段を制御し、前記スイッ
チ手段の前記出力において前記パルス列を形成する第１
０の手段とを有しており、前記第３の手段は、前記パル
ス列が前記第１及び第２の容量プレートの電位に与える
影響を検出するとともに、この影響を示す信号を出力す
る第１１の手段と、該第１１の手段から出力される前記
信号を前記パルス列により復調する第１２の手段と、こ
の復調された信号を前記第１０の手段に供給する第１３
の手段とを有しており、前記第１０の手段が前記復調さ
れた信号の値に基づいて前記パルス列の波形を制御する
ように構成したことを特徴とする請求項（１）に記載の
加速度計。 - （５）相互に所定距離離間して平行に配される第１及び
第２の面を有する第１及び第２の容量プレートと、前記
所定距離内において前記第１及び第２の面に平行に、且
つ、弾性的に配されるとともに、負荷される加速力の大
きさ及び方向に応答してその無負荷位置から前記第１又
は第２の面方向に変位可能に支持される充電可能なダイ
ヤフラムと、を有する少なくとも１つの加速度センサを
作動させる装置であって、 前記第１及び第２の容量プレート間に電位差を形成し
、これにより、前記第１プレートと前記ダイヤフラム間
及び前記第２プレートと前記ダイヤフラム間にそれぞれ
電界を形成し、前記無負荷位置からの前記ダイヤフラム
の前記変位の大きさ及び方向に応じて前記ダイヤフラム
の電位を変化させる、第１の手段と、 前記ダイヤフラムの前記電位変化量を評価し、該電位
変化量に比例する第１の電位を前記ダイヤフラムに形成
するための制御信号を前記ダイヤフラムに供給する第２
の手段と、から成り、 前記第１の電位において、前記第１の容量プレートと
前記ダイヤフラム間及び前記第２の容量プレートと前記
ダイヤフラム間に形成される静電力によって、前記ダイ
ヤフラムが前記加速力に抗して前記無負荷位置に復帰す
る一方、前記第２の手段は、少なくとも２つの電圧レベ
ル間において交互に変化するパルス列を有する前記制御
信号を形成する第３の手段を有しており、前記パルスの
持続時間及び方向は、前記パルスの時間平均値が前記第
１の電位を実質的に形成するように決定される、ことを
特徴とする装置。 - （６）前記第１の手段は、前記第１及び第２の容量プレ
ートに両容量プレート間の電位差が実質的に一定となる
ように直流電圧を印加するとともに所定の同一周波数を
有し位相が反対の第１及び第２の交流電圧を印加する第
４の手段を有しており、一方、前記第３の手段は、前記
電位変化に応答して前記ダイヤフラムに流入及び／又は
前記ダイヤフラムから流出する交流電流を前記パルス列
に変換する第５の手段を有していることを特徴とする請
求項（５）に記載の装置。 - （７）前記第５の手段は、前記交流電流を第３の交流電
圧に変換する増幅器と、前記第３の交流電圧を前記第１
又は第２の交流電圧により復調してエラー信号を出力す
る第６の手段と、前記エラー信号を前記パルス列に量子
化する第７の手段とを有することを特徴とする請求項（
６）に記載の装置。 - （８）前記第２の手段は、前記第１及び第２の容量プレ
ートに両容量プレート間の電位差が実質的に一定となる
ように直流電圧を印加する第８の手段を有しており、前
記第３の手段は、直流電圧源と、該直流電圧源に接続さ
れるとともにその出力が前記ダイヤフラムに供給される
スイッチ手段と、該スイッチ手段を制御し、前記スイッ
チ手段の前記出力において前記パルス列を形成する第９
の手段とを有しており、前記第２の手段は、前記パルス
列が前記第１及び第２の容量プレートの電位に与える影
響を検出するとともに、この影響を示す信号を出力する
第１０の手段と、該第１０の手段から出力される前記信
号を前記パルス列により復調する第１１の手段と、この
復調された信号を前記第９の手段に供給する第１２の手
段とを有しており、前記第９の手段が前記復調された信
号の値に基づいて前記パルス列の波形を制御するように
構成したことを特徴とする請求項（５）に記載の装置。
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