JPH032569A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
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- JPH032569A JPH032569A JP13675589A JP13675589A JPH032569A JP H032569 A JPH032569 A JP H032569A JP 13675589 A JP13675589 A JP 13675589A JP 13675589 A JP13675589 A JP 13675589A JP H032569 A JPH032569 A JP H032569A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 7
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
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- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
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Landscapes
- Pressure Sensors (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、センサ本体に単結晶基板を用いて広範囲に渡
る加速度の測定を行う加速度センサに関する。
る加速度の測定を行う加速度センサに関する。
従来の技術
従来における加速度センサの第一の従来例として、実開
昭６４−１０６６６号公報に開示されているものがある
。これは、まず、第４図に示すように、センサ本体とな
る基板１に肉厚の薄い片持梁２を形成し、さらにこの先
端部分におもり３を形成する。そして、これら片持梁２
とおもり３の形成された基板１の上下方向から変位規制
板４により取り囲んで密閉した形にする。このように構
成することによって、加速度を測定する際には、おもり
３が上下方向に振動することによって片持梁２の表面に
形成された歪検出素子５に応力が加わり、これによりそ
の加速度の大きさを知ることかできるようになっている
。
昭６４−１０６６６号公報に開示されているものがある
。これは、まず、第４図に示すように、センサ本体とな
る基板１に肉厚の薄い片持梁２を形成し、さらにこの先
端部分におもり３を形成する。そして、これら片持梁２
とおもり３の形成された基板１の上下方向から変位規制
板４により取り囲んで密閉した形にする。このように構
成することによって、加速度を測定する際には、おもり
３が上下方向に振動することによって片持梁２の表面に
形成された歪検出素子５に応力が加わり、これによりそ
の加速度の大きさを知ることかできるようになっている
。
乙の場合、過大な加速度に対して片持梁２の破損を防止
するために、変位規制板４によりその振動を抑制するよ
うにしている。しかし、このような構成では、第５図に
示すように、おもり３が振動により変位規制板４に当接
しその動きが規制された際、片持梁２のＡ部分に大きな
応力が発生し破損を招く恐れがある。
するために、変位規制板４によりその振動を抑制するよ
うにしている。しかし、このような構成では、第５図に
示すように、おもり３が振動により変位規制板４に当接
しその動きが規制された際、片持梁２のＡ部分に大きな
応力が発生し破損を招く恐れがある。
そこで、このような問題点を取り除くために、本従来例
では、第６図に示すように、おもり３の中央付近に貫通
孔６を形成し、これによりセンサ全体を粘性流体７で満
たすことに上り大きな減衰効果を得て破損を防止しよう
としている。
では、第６図に示すように、おもり３の中央付近に貫通
孔６を形成し、これによりセンサ全体を粘性流体７で満
たすことに上り大きな減衰効果を得て破損を防止しよう
としている。
また、第二の従来例として、特開昭６４−１６９６６号
公報に開示されているものがある。これは、」二連した
第一の従来例（第５図参照）て述べたような過大な加速
度に対する片持梁２のＡ部分における破損を防止するた
めに発案されたものである。すなわち、第７図に示すよ
うに、おもり３の重心Ｂに位置する箇所のみが変位規制
部４］８の先端の角部Ｃに当接するように設けることに
よって、その当接の際に片持梁２に作用する応力の軽減
を図り、これにより破損を防止しようとしたものである
。
公報に開示されているものがある。これは、」二連した
第一の従来例（第５図参照）て述べたような過大な加速
度に対する片持梁２のＡ部分における破損を防止するた
めに発案されたものである。すなわち、第７図に示すよ
うに、おもり３の重心Ｂに位置する箇所のみが変位規制
部４］８の先端の角部Ｃに当接するように設けることに
よって、その当接の際に片持梁２に作用する応力の軽減
を図り、これにより破損を防止しようとしたものである
。
発明が解決しようとする課題
しかし、第一の従来例の場合、粘性流体７を用いている
ため、非常に微小な振動、加速度を測定することができ
ないという問題がある。また、第二の従来例の場合、変
位規制部組８が別部洞でありその接合や微小な位置決め
が難しく、しかも、角部Ｃを割れや欠け、丸みが生じな
いように直角（鋭利状）に形成する二とが難しいという
問題がある。さらに、第−及び第二の従来例共に、片持
梁２の肉厚を薄くして剛性を小さくすることにより高感
度のセンサを得て、しかも、高加速度の範囲まで計測を
行おうとすると、その片持梁２の破損も懸念して、変位
規制板４ （変位規制部利８）どおもり３との間のギャ
ップを厳格にコントロールする必要があり、これが非常
に難しく手間がかかる作業となっている。
ため、非常に微小な振動、加速度を測定することができ
ないという問題がある。また、第二の従来例の場合、変
位規制部組８が別部洞でありその接合や微小な位置決め
が難しく、しかも、角部Ｃを割れや欠け、丸みが生じな
いように直角（鋭利状）に形成する二とが難しいという
問題がある。さらに、第−及び第二の従来例共に、片持
梁２の肉厚を薄くして剛性を小さくすることにより高感
度のセンサを得て、しかも、高加速度の範囲まで計測を
行おうとすると、その片持梁２の破損も懸念して、変位
規制板４ （変位規制部利８）どおもり３との間のギャ
ップを厳格にコントロールする必要があり、これが非常
に難しく手間がかかる作業となっている。
課題を解決するための手段
そこで、このような問題点を解決するために、本発明は
、基板を選択的に除去して形成された少なくとも２本の
第一片持梁の先端に第一おもり部を備え前記第一片持梁
の表面に歪検出素子の形成された第一センサを設け、前
記第一片持梁間に位置してこの第一片持梁の肉厚よりも
薄く形成された第二片持梁の先端に第二おもり部を備え
前記第二片持梁の表面に歪検出素子の形成された第二セ
ンサを設け、前記第二おもり部を挟む上下方向の位置に
形成された変位規制部を設け、加速度の状態に応じて前
記第一センサ及び前記第二センサのセンサ出ツノを選択
し演算処理を行う加速度演算処理部を設けた。
、基板を選択的に除去して形成された少なくとも２本の
第一片持梁の先端に第一おもり部を備え前記第一片持梁
の表面に歪検出素子の形成された第一センサを設け、前
記第一片持梁間に位置してこの第一片持梁の肉厚よりも
薄く形成された第二片持梁の先端に第二おもり部を備え
前記第二片持梁の表面に歪検出素子の形成された第二セ
ンサを設け、前記第二おもり部を挟む上下方向の位置に
形成された変位規制部を設け、加速度の状態に応じて前
記第一センサ及び前記第二センサのセンサ出ツノを選択
し演算処理を行う加速度演算処理部を設けた。
作用
これにより、加速度演算処理部により予め設定した加速
度検出レベルに基づいて、低加速度高感度のときと高加
速度のときとにおける第一センサ及び第二センサを適宜
使い分けることにより、広範囲に渡って加速度の測定を
行うことができる。
度検出レベルに基づいて、低加速度高感度のときと高加
速度のときとにおける第一センサ及び第二センサを適宜
使い分けることにより、広範囲に渡って加速度の測定を
行うことができる。
実施例
本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明す
る。まず、第一センサ９には、センサ本体であるシリコ
ンよりなる基板１０を選択的にエツチングして形成する
ことにより２本の第一片持梁１１が形成されており、そ
の先端には第一おもり部１２が形成されている。前記第
一片持梁］１の表面には歪検出素子１３が形成されてい
る。
る。まず、第一センサ９には、センサ本体であるシリコ
ンよりなる基板１０を選択的にエツチングして形成する
ことにより２本の第一片持梁１１が形成されており、そ
の先端には第一おもり部１２が形成されている。前記第
一片持梁］１の表面には歪検出素子１３が形成されてい
る。
また、第二センサ１４は、前記基板１ｏのエツチングを
行うことにより前記第一センサ９の前記第一片持梁１１
間に位置して設けられている。この場合、第二片持梁］
５は、前記第一片持梁１１の肉厚よりも１１４常に薄く
形成されており、この先端には第二おもり部１６が形成
されており、さらに、前記第二片持梁１５の表面には歪
検出素子１７が形成されている。
行うことにより前記第一センサ９の前記第一片持梁１１
間に位置して設けられている。この場合、第二片持梁］
５は、前記第一片持梁１１の肉厚よりも１１４常に薄く
形成されており、この先端には第二おもり部１６が形成
されており、さらに、前記第二片持梁１５の表面には歪
検出素子１７が形成されている。
そして、これら第一センサ９及び第二センサ１４の形成
されたセンサ本体を構成する基板］０の上下方向には変
位規制板］８が取（＝Ｊけられており、特に、その変位
規制板１８の前記第二おもり部１６を挟む上下方向の位
置には凸形状をなす変位規制部１９か形成されている。
されたセンサ本体を構成する基板］０の上下方向には変
位規制板］８が取（＝Ｊけられており、特に、その変位
規制板１８の前記第二おもり部１６を挟む上下方向の位
置には凸形状をなす変位規制部１９か形成されている。
また、この加速度センサの外部には、前記第一センサ９
及び前記第二センサ１−４にそれぞれ設けられた歪検出
素子１３゜］７と接続された配線パターン２０が、パッ
ド２］を介して接続された図示しない加速度演算処理部
が設けられている。
及び前記第二センサ１−４にそれぞれ設けられた歪検出
素子１３゜］７と接続された配線パターン２０が、パッ
ド２］を介して接続された図示しない加速度演算処理部
が設けられている。
このような構成において、実際に加速度の測定を行うと
きには、第一センサ９と第二センサ１４とを加速度の領
域により選択してその測定を行う。
きには、第一センサ９と第二センサ１４とを加速度の領
域により選択してその測定を行う。
具体的には、低加速度レベルで高感度のときには、肉厚
の薄く形成された第二片持梁１５を有する小型の第二セ
ンサ］４を用いて測定を行い、また、高加速度レベルで
は大型の第一センサ９を用いて測定を行う。このように
加速度領域にょリセンサの選別を行う手段としては、加
速度演算処理部を用いて行う。第３図は、その加速度演
算処理部による演算処理の様子をフローチャートにより
示したものである。これにより、予め、センサの切り替
えを行う規定出力値を求めこれを入力してメモリ部に記
憶させておく。そして、まず、低加速度レベルの検出を
行う第二センサ１４がら得られたセンサ出力の値を規定
出力値と比較し、その規定範囲内にあるときにはそのま
ま低加速度の演算処理を行い、その演算結果を外部に表
示する。一方、その第二センサＪ４のセンサ出力値が規
定出力値を超え高加速度の領域に達したときには、その
出力読取り先を第二センサ１４がら第一センサ９に切り
替えた後、高加速度の演算処理を行い、その演算結果を
外部に表示する。
の薄く形成された第二片持梁１５を有する小型の第二セ
ンサ］４を用いて測定を行い、また、高加速度レベルで
は大型の第一センサ９を用いて測定を行う。このように
加速度領域にょリセンサの選別を行う手段としては、加
速度演算処理部を用いて行う。第３図は、その加速度演
算処理部による演算処理の様子をフローチャートにより
示したものである。これにより、予め、センサの切り替
えを行う規定出力値を求めこれを入力してメモリ部に記
憶させておく。そして、まず、低加速度レベルの検出を
行う第二センサ１４がら得られたセンサ出力の値を規定
出力値と比較し、その規定範囲内にあるときにはそのま
ま低加速度の演算処理を行い、その演算結果を外部に表
示する。一方、その第二センサＪ４のセンサ出力値が規
定出力値を超え高加速度の領域に達したときには、その
出力読取り先を第二センサ１４がら第一センサ９に切り
替えた後、高加速度の演算処理を行い、その演算結果を
外部に表示する。
上述したように、加速度演算処理部を用い、加速度の状
態に応じてセンサの選択を行い測定を行うことによって
、広範囲に渡って加速度の測定を精度良く行うことがで
きる。また、第二センサ１４の第二おもり部１６と変位
規制部１９との」二下方向の間のギャップｇを非常に狭
くとっであるため、たとえ過大な加速度が生じたとして
も肉厚の薄い第二片持梁１５が従来（第５図参照）のよ
うに折損してしまうようなことがなくなる。さらに、セ
ンサ本体を形成する基板１０の平面内に２つのセンサを
形成したことにより、スペースを有効に活用することが
でき、これにより装置全体の構成を小型化することがで
きる。
態に応じてセンサの選択を行い測定を行うことによって
、広範囲に渡って加速度の測定を精度良く行うことがで
きる。また、第二センサ１４の第二おもり部１６と変位
規制部１９との」二下方向の間のギャップｇを非常に狭
くとっであるため、たとえ過大な加速度が生じたとして
も肉厚の薄い第二片持梁１５が従来（第５図参照）のよ
うに折損してしまうようなことがなくなる。さらに、セ
ンサ本体を形成する基板１０の平面内に２つのセンサを
形成したことにより、スペースを有効に活用することが
でき、これにより装置全体の構成を小型化することがで
きる。
発明の効果
本発明は、基板をエツチングして大型の第一センサと小
型の第二センサとを同一平面内に形成したので、センサ
本体の構成を一段と小型化することができるものである
。また、加速度演算処理部を用いてそれら第一センサと
第二センサとを加速度の領域に応じて使い分けるように
したので、広範囲に渡って加速度の測定を精度良く行う
ことができるものである。さらに、肉厚が薄く形成され
た第二片持梁を有する第二センサの第二おもり部に非常
に近接した位置に変位規制部を形成しその間のギャップ
を非常に狭くとったので、これによりたとえ過大な加速
度が加わってもその第二片持梁が破損するようなことが
なくなり、また、これにより従来のようなおもりとこれ
に対向して設けられた変位規制板との間のギャップ調整
の煩わしさもなくすことができるものである。
型の第二センサとを同一平面内に形成したので、センサ
本体の構成を一段と小型化することができるものである
。また、加速度演算処理部を用いてそれら第一センサと
第二センサとを加速度の領域に応じて使い分けるように
したので、広範囲に渡って加速度の測定を精度良く行う
ことができるものである。さらに、肉厚が薄く形成され
た第二片持梁を有する第二センサの第二おもり部に非常
に近接した位置に変位規制部を形成しその間のギャップ
を非常に狭くとったので、これによりたとえ過大な加速
度が加わってもその第二片持梁が破損するようなことが
なくなり、また、これにより従来のようなおもりとこれ
に対向して設けられた変位規制板との間のギャップ調整
の煩わしさもなくすことができるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図はその
Ａ−Ａ断面図、第３図は加速度演算処理部により演算処
理される様子を示すフローチャー＝１０ ト、第４図は第一の従来例を示す縦断側面図、第５図は
その片持梁が折損している様子を示す縦断側面図、第６
図は第４図のセンサ本体の周囲空間部に粘性流体を満た
した状態はを示す縦断側面図、第７図は第二の従来例を
示す機側面図である。 ９・・・第一センサ、１０・・基板、１１・・第一片持
梁、１−２ ・第一おもり部、１３・・・歪検出素子、
１４・・・第二センサ、１５ ・第二片持梁、１６・・
第二おもり部、】７・・歪検出素子、１９・・・変位規
制部用 願 人 株式会社 リ コ 寅１
Ａ−Ａ断面図、第３図は加速度演算処理部により演算処
理される様子を示すフローチャー＝１０ ト、第４図は第一の従来例を示す縦断側面図、第５図は
その片持梁が折損している様子を示す縦断側面図、第６
図は第４図のセンサ本体の周囲空間部に粘性流体を満た
した状態はを示す縦断側面図、第７図は第二の従来例を
示す機側面図である。 ９・・・第一センサ、１０・・基板、１１・・第一片持
梁、１−２ ・第一おもり部、１３・・・歪検出素子、
１４・・・第二センサ、１５ ・第二片持梁、１６・・
第二おもり部、】７・・歪検出素子、１９・・・変位規
制部用 願 人 株式会社 リ コ 寅１
Claims (1)
- 基板を選択的に除去して形成された少なくとも２本の
第一片持梁の先端に第一おもり部を備え前記第一片持梁
の表面に歪検出素子の形成された第一センサと、前記第
一片持梁間に位置してこの第一片持梁の肉厚よりも薄く
形成された第二片持梁の先端に第二おもり部を備え前記
第二片持梁の表面に歪検出素子の形成された第二センサ
と、前記第二おもり部を挟む上下方向の位置に形成され
た変位規制部と、加速度の状態に応じて前記第一センサ
及び前記第二センサのセンサ出力を選択し演算処理を行
う加速度演算処理部とよりなることを特徴とする加速度
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13675589A JPH032569A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13675589A JPH032569A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032569A true JPH032569A (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=15182742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13675589A Pending JPH032569A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH032569A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438859A (en) * | 1991-09-24 | 1995-08-08 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Acceleration sensor having fault diagnosing device |
| US5626779A (en) * | 1993-06-07 | 1997-05-06 | Nec Corporation | Micromachine transducer with cantilevered movable portion |
| US5665914A (en) * | 1995-05-02 | 1997-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor acceleration sensor and its fabrication method |
| JP2008039664A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Metals Ltd | マルチレンジ加速度センサー |
| US7584662B2 (en) | 2003-03-03 | 2009-09-08 | Yamaha Corporation | Electrostatic-capacity-type acceleration sensor and acceleration measuring device therewith |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP13675589A patent/JPH032569A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438859A (en) * | 1991-09-24 | 1995-08-08 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Acceleration sensor having fault diagnosing device |
| US5517845A (en) * | 1991-09-24 | 1996-05-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acceleration sensor having fault diagnosing device |
| US5626779A (en) * | 1993-06-07 | 1997-05-06 | Nec Corporation | Micromachine transducer with cantilevered movable portion |
| US5665914A (en) * | 1995-05-02 | 1997-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor acceleration sensor and its fabrication method |
| US7584662B2 (en) | 2003-03-03 | 2009-09-08 | Yamaha Corporation | Electrostatic-capacity-type acceleration sensor and acceleration measuring device therewith |
| JP2008039664A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Hitachi Metals Ltd | マルチレンジ加速度センサー |
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