JPH03276072A - Signal processing circuit for acceleration detecting device - Google Patents

Signal processing circuit for acceleration detecting device

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JPH03276072A
JPH03276072A JP2077397A JP7739790A JPH03276072A JP H03276072 A JPH03276072 A JP H03276072A JP 2077397 A JP2077397 A JP 2077397A JP 7739790 A JP7739790 A JP 7739790A JP H03276072 A JPH03276072 A JP H03276072A
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JP
Japan
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external force
signal processing
detection device
acceleration
circuit
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Kazuhiro Okada
和廣 岡田
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Wako KK
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Wako KK
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Abstract

PURPOSE:To obtain a correct measured value by finding the reverse matrix of a characteristic matrix showing the state of interference caused between axial components in advance and carrying out correction arithmetic operation using this reverse matrix by an analog arithmetic circuit. CONSTITUTION:Such coefficients K11 - K13, K21 - K23, and K31 - K33 that Ax=K11Vx+K12Vy+K13Vz, Ay=K21Vx+K22Vy+K23Vz, and Az=K31Vx+ K32Vy+K33Vz are hold are found, where Ax, Ay, and Az are the X-axial component, Y-axial component, and Z-axial component of an external force operating on an operation point and Vx, Vy, and Vz are voltage values obtained according to a bridge circuit consisting of plural resistance elements. Then the values of the terms in the right members of the relational expressions are calculated by using analog multipliers 101 - 109 and the right members are added by using analog adders 111 - 113 to obtain the detected values Ax, Ay, and Az from the arithmetic results.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加速度検出装置用信号処理回路、特にピエゾ抵
抗効果を示す抵抗素子を用いて、二次元あるいは三次元
方向の加速度を検出する加速度検出装置に適した信号処
理回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a signal processing circuit for an acceleration detection device, particularly an acceleration detection device that detects acceleration in two-dimensional or three-dimensional directions using a resistance element exhibiting a piezoresistive effect. The present invention relates to a signal processing circuit suitable for devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

産業機器の自動化のためには、種々のセンサの開発が重
要である。このようなセンサのひとつとして、ピエゾ抵
抗効果を示す抵抗素子を用いて二次元あるいは三次元方
向の力を検出する力検出装置が提案されている。この力
検出装置では、単結晶基板上に形成された抵抗素子の抵
抗値の変化から、所定の作用点に加えられた外力の方向
と大きさとを検出することができる。この作用点に重錘
体を形成しておけば、重錘体に作用した加速度を力とし
て検出することもできるため、加速度検出装置として応
用することも可能である。また、作用点に磁性体を形成
しておけば、磁性体に作用した磁気を力として検出する
こともできるため、磁気検出装置として応用することも
可能である。たとえば、特開平1−263576号公報
には、このような力検出装置を応用した磁気検出装置お
よび加速度検出装置が開示されている。
The development of various sensors is important for the automation of industrial equipment. As one such sensor, a force detection device has been proposed that detects force in a two-dimensional or three-dimensional direction using a resistance element exhibiting a piezoresistance effect. This force detection device can detect the direction and magnitude of an external force applied to a predetermined point of action from a change in the resistance value of a resistance element formed on a single crystal substrate. If a weight body is formed at this point of action, the acceleration acting on the weight body can be detected as a force, so that it can also be applied as an acceleration detection device. Furthermore, if a magnetic material is formed at the point of action, the magnetism acting on the magnetic material can be detected as a force, and therefore it can also be applied as a magnetic detection device. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-263576 discloses a magnetic detection device and an acceleration detection device to which such a force detection device is applied.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、従来の加速度検出装置(あるいは同じ原
理に基づく力検出装置、磁気検出装置)には、二次元あ
るいは三次元の各軸方向についての出力特性に干渉が生
じるという問題がある。たとえば、三次元の加速度検出
装置では、所定の作用点に作用する加速度のX軸方向成
分、Y軸方向成分、Z軸方向成分、のそれぞれが独立し
て検出されなければならない。ところが、従来の検出装
置では、これらの各軸方向成分が互いに干渉しあい、あ
る1軸方向成分の検出値が他軸方向成分の検出値に多少
なりとも影響されてしまっていた。
However, conventional acceleration detection devices (or force detection devices and magnetic detection devices based on the same principle) have a problem in that interference occurs in output characteristics in two-dimensional or three-dimensional axial directions. For example, in a three-dimensional acceleration detection device, each of the X-axis direction component, Y-axis direction component, and Z-axis direction component of acceleration acting on a predetermined point of action must be detected independently. However, in conventional detection devices, these axial components interfere with each other, and the detected value of one axial component is influenced to some extent by the detected value of the other axial component.

このような干渉は、測定値の信頼性を低下させるため好
ましくない。
Such interference is undesirable because it reduces the reliability of measured values.

そこで本発明は、他軸方向成分の干渉を受けない正確な
検出値を得ることのできる加速度検出装置用信号処理回
路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a signal processing circuit for an acceleration detection device that can obtain accurate detection values that are free from interference from components in other axis directions.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

(L)  本願箱1の発明は、機械的変形によって電気
抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を示す複数の抵抗素子を
単結晶基板上に配置し、XYZ三次元座標系における所
定の作用点に加速度に起因する外力が作用したとき、こ
の外力によって単結晶基板に機械的変形が生じるように
し、作用点に作用した外力のX軸方向成分Ax、Y軸方
向成分Ay、Z軸方向成分Azを、複数の抵抗素子によ
って構成されるブリッジ回路に基づいて得られる電圧値
VxSVy、Vzに基づいて検出する加速度検出装置用
信号処理回路において、 Ax、Ay、AzとVx、Vy、Vzとの間に、Ax 
−KlIVx +に12Vy +に13VzAy =K
21Vx +に22Vy +に23VzAz =K31
Vx +に32Vy +に33Vzなる関係式が成り立
つような係数Kll、 K12゜K13.  K21.
  K22.  K23.  K31.  K32  
K33を求め、アナログ乗算器を用いて関係式の右辺の
項の値を演算し、アナログ加算器を用いて関係式の右辺
の加算を行い、これらの演算結果から検出値AX SA
y 、Azを得るように構成したものである。
(L) The invention in Box 1 arranges a plurality of resistance elements exhibiting a piezoresistance effect in which electrical resistance changes due to mechanical deformation on a single crystal substrate, and applies acceleration to a predetermined point of action in an XYZ three-dimensional coordinate system. When an external force is applied, this external force causes mechanical deformation on the single crystal substrate, and the X-axis direction component Ax, Y-axis direction component Ay, and Z-axis direction component Az of the external force acting on the point of application are In a signal processing circuit for an acceleration detection device that detects voltage values VxSVy, Vz obtained based on a bridge circuit configured of resistive elements, there is a
-KlIVx + to 12Vy + to 13VzAy =K
21Vx + to 22Vy + 23VzAz = K31
Coefficients Kll, K12°K13. such that the relational expression of 32Vy + 33Vz holds true for Vx +. K21.
K22. K23. K31. K32
Find K33, calculate the value of the term on the right side of the relational expression using an analog multiplier, add the right side of the relational expression using an analog adder, and calculate the detected value AX SA from these calculation results.
It is configured to obtain y and Az.

(2)  本願箱2の発明は、機械的変形によって電気
抵抗が変化するピエゾ抵抗効果を示す複数の抵抗素子を
単結晶基板上に配置し、所定の作用点に加速度に起因す
る外力が作用したとき、この外力によって単結晶基板に
機械的変形が生じるようにし、作用点に作用した外力の
X軸方向成分Axと、これに直交するY軸方向成分AV
とを、複数の抵抗素子によって構成される2組のブリッ
ジ回路のそれぞれのブリッジ電圧値VxとVyとに基づ
いて検出する加速度検出装置用信号処理回路において、 Ax、AyとVx、Vyとの間に、 AX =K11Vx +に12Vy Ay =に21Vx +に22V)’ なる関係式が成り立つような係数Kll、 KL2゜K
21. K22を求め、アナログ乗算器を用いて関係式
の右辺の項の値を演算し、アナログ加算器を用いて関呼
式の右辺の加算を行い、これらの演算結果から検出値A
xおよびAyを得るように構成したものである。
(2) The invention in Box 2 arranges a plurality of resistance elements exhibiting a piezoresistance effect in which electrical resistance changes due to mechanical deformation on a single crystal substrate, and applies an external force due to acceleration to a predetermined point of application. Then, this external force causes mechanical deformation in the single crystal substrate, and the X-axis direction component Ax of the external force acting on the point of application and the Y-axis direction component AV orthogonal to this are
between Ax, Ay and Vx, Vy in a signal processing circuit for an acceleration detection device that detects the voltage based on the respective bridge voltage values Vx and Vy of two sets of bridge circuits constituted by a plurality of resistance elements. AX = K11Vx + 12Vy Ay = 21Vx + 22V)' Coefficients Kll, KL2゜K
21. Find K22, calculate the value of the term on the right side of the relational expression using an analog multiplier, add the right side of the relational expression using an analog adder, and calculate the detected value A from these calculation results.
It is configured to obtain x and Ay.

〔作 用〕[For production]

本発明の加速度検出装置用信号処理回路によれば、各軸
方向成分間に生じる干渉の様子を示す特性行列とその逆
行列である逆特性行列が予め求められる。そして、この
逆特性行列を用いた補正演算を行うことにより、干渉の
影響を相殺することができる。しかも、この補正演算は
すべてアナログ演算回路で行われるため、回路構成は単
純になり、低コストで補正回路を実現することができる
According to the signal processing circuit for an acceleration detection device of the present invention, a characteristic matrix indicating the state of interference occurring between each axial component and an inverse characteristic matrix, which is the inverse matrix thereof, are obtained in advance. Then, by performing a correction calculation using this inverse characteristic matrix, the influence of interference can be canceled out. Furthermore, since all of this correction calculation is performed by an analog calculation circuit, the circuit configuration is simple and the correction circuit can be realized at low cost.

また、アナログ演算であるため、演算速度も高速となり
、瞬時の現象を測定する場合にも支障は生じない。
Furthermore, since it is an analog calculation, the calculation speed is high, and there is no problem when measuring instantaneous phenomena.

〔実施例〕〔Example〕

力検出装置の構造 本願発明に係る信号処理回路を説明する前に、この信号
処理回路の適用対象となる加速度検出装置の構造につい
て説明をしておく。第1図は、この加速度検出装置の側
断面図、第2図は、この装置を切断線A−Aに沿って切
った上断面図である。
Structure of Force Detection Device Before explaining the signal processing circuit according to the present invention, the structure of the acceleration detection device to which this signal processing circuit is applied will be explained. FIG. 1 is a side sectional view of this acceleration detection device, and FIG. 2 is a top sectional view of this device taken along cutting line A-A.

この検出装置の中枢機能を果たす部分が、単結晶基板1
0である。この実施例では、シリコンの単結晶基板が用
いられている。単結晶基板10は、第2図に示すように
円盤状をしており、この明細書では、中央部分を作用部
11、その周囲を可撓部12、更にその周囲の外周部分
を固定部13、と呼ぶことにする。基板下面には筒状の
溝が形成されており、可撓部12はこの溝の上部に位置
する部分となる。溝が形成されているため、可撓部12
は肉厚が薄い部分となり可撓性をもつことになる。固定
部13の下方には、円筒状の台座20が接続され、作用
部11の下方には、円柱状の重錘体30が接続される。
The part that performs the central function of this detection device is the single crystal substrate 1.
It is 0. In this embodiment, a silicon single crystal substrate is used. The single crystal substrate 10 has a disk shape as shown in FIG. 2, and in this specification, the central portion is an acting portion 11, the periphery thereof is a flexible portion 12, and the outer peripheral portion thereof is a fixed portion 13. , I will call it. A cylindrical groove is formed on the lower surface of the substrate, and the flexible portion 12 is a portion located above this groove. Since the groove is formed, the flexible portion 12
is a thin part and has flexibility. A cylindrical pedestal 20 is connected below the fixed part 13, and a cylindrical weight body 30 is connected below the action part 11.

この実施例では、重錘体30にはガラス材が用いられて
いる。単結晶基板10としてシリコン基板を用いたので
、重錘体30としてはシリコンと為膨脂係数が近いパイ
レックス等の硼硅酸ガラスを用いるのが好ましい。台座
20の下面は、ケース40の底面に固着され、ケース4
0の上部には蓋41が被せられる。
In this embodiment, the weight body 30 is made of glass. Since a silicon substrate is used as the single-crystal substrate 10, it is preferable to use a borosilicate glass such as Pyrex, which has a fat expansion coefficient similar to that of silicon, as the weight body 30. The lower surface of the pedestal 20 is fixed to the bottom surface of the case 40.
0 is covered with a lid 41.

第2図に示されているように、単結晶基板10の上面に
は、複数の抵抗素子R(Rxl〜Rx4゜Ryl 〜R
y4. Rzl 〜Rz4)が形成されている。これら
の抵抗素子Rは、機械的変形によって電気抵抗が変化す
るピエゾ抵抗効果をもった抵抗素子であり、可撓部12
の上面に所定の向きで配置されている。ケース40側面
の配線孔を通るようにして、外部配線用電極50が、ケ
ース内部から外部へと導出されている。この外部配線用
電極50の内部端は、ボンディングワイヤ51によって
、単結晶基板10の固定部13上に設けられたポンディ
ングパッド520M1図では図示省略)に接続される。
As shown in FIG. 2, a plurality of resistance elements R (Rxl~Rx4°Ryl~R
y4. Rzl to Rz4) are formed. These resistance elements R are resistance elements having a piezoresistance effect in which electrical resistance changes by mechanical deformation, and the flexible portion 12
is placed in a predetermined direction on the top surface of the An external wiring electrode 50 is led out from the inside of the case to the outside so as to pass through a wiring hole on the side surface of the case 40. The internal end of this external wiring electrode 50 is connected to a bonding pad 520M1 (not shown in the figure) provided on the fixed portion 13 of the single crystal substrate 10 by a bonding wire 51.

このポンディングパッド52は、図示しない配線パター
ンによって抵抗素子Rに接続されている。したがって、
外部配線用電極50を外部の制御装置(図示省略)と電
気的に接続すれば、抵抗素子Rの抵抗値の変化を外部の
制御装置によって測定することができる。
This bonding pad 52 is connected to the resistance element R by a wiring pattern not shown. therefore,
If the external wiring electrode 50 is electrically connected to an external control device (not shown), a change in the resistance value of the resistance element R can be measured by the external control device.

いま、第2図の右方向にX軸を、上方向にY軸を、紙面
に対し垂直な方向(第1図における図の上方向)にZ軸
を、それぞれとり、XYZ三次元座標系を定義する。こ
の座標系において、4つの抵抗素′子RXL−Rx4は
X軸上に配され、X軸方向の加速度成分の検出に用いら
れ、4つの抵抗素子RyL−Ry4はY軸上に配され、
Y軸方向の加速度成分の検出に用いられ、4つの抵抗素
子Rzl〜Rz4はX軸に平行で、その近傍にある軸上
に配され、Z軸方向の加速度成分の検出に用いられる。
Now, take the X-axis to the right in Figure 2, the Y-axis to the top, and the Z-axis to the perpendicular direction to the paper (top of the diagram in Figure 1) to form an XYZ three-dimensional coordinate system. Define. In this coordinate system, four resistance elements RXL-Rx4 are arranged on the X-axis and are used to detect the acceleration component in the X-axis direction, and four resistance elements RyL-Ry4 are arranged on the Y-axis.
It is used to detect the acceleration component in the Y-axis direction, and the four resistance elements Rzl to Rz4 are arranged on an axis parallel to and in the vicinity of the X-axis, and are used to detect the acceleration component in the Z-axis direction.

前述のように、これら各抵抗素子Rは、外部配線用電極
50を通して外部の制御装置に電気的に接続されている
。この制御装置内では、各抵抗素子Rについて、第3図
に示すようなブリッジ回路が組まれている。すなわち、
抵抗素子Rx1.−Rx4については同図(a)に示す
ようなブリッジ回路が組まれ、抵抗素子Ry1〜Ry4
については同図(b)に示すようなブリッジ回路が組ま
れ、抵抗素子RzL〜Rz4については同図(C)に示
すようなブリッジ回路が組まれる。各ブリッジ回路には
、電源60から所定の電圧あるいは電流が供給され、各
ブリッジ電圧が電流計61.62.63によって測定さ
れる。
As described above, each of these resistance elements R is electrically connected to an external control device through the external wiring electrode 50. In this control device, a bridge circuit as shown in FIG. 3 is constructed for each resistance element R. That is,
Resistance element Rx1. - For Rx4, a bridge circuit as shown in the same figure (a) is constructed, and resistor elements Ry1 to Ry4
For the resistor elements RzL to Rz4, a bridge circuit as shown in FIG. 5(b) is constructed, and for the resistive elements RzL to Rz4, a bridge circuit as shown in FIG. 2(c) is constructed. Each bridge circuit is supplied with a predetermined voltage or current from a power source 60, and each bridge voltage is measured by an ammeter 61, 62, 63.

第1図に示されているように、重錘体30は、円筒状の
台座20の中央部空間に宙吊りの状態となっている。ケ
ース40に加速度が加わると、この加速度に起因して重
錘体30に外力が作用し、重錘体30が定位置から変位
する。したがって、この重錘体30に接続された作用部
11も定位置から変°位し、この変位によって生じた機
械的歪みは可撓部12の機械的変形によって吸収される
As shown in FIG. 1, the weight body 30 is suspended in the central space of the cylindrical base 20. As shown in FIG. When acceleration is applied to the case 40, an external force acts on the weight body 30 due to this acceleration, and the weight body 30 is displaced from its home position. Therefore, the acting part 11 connected to the weight body 30 is also displaced from its normal position, and the mechanical strain caused by this displacement is absorbed by the mechanical deformation of the flexible part 12.

可撓部12に機械的変形が生じると、この上に形成され
た抵抗素子Rの電気抵抗が変化する。その結果、第3図
に示すブリッジ回路の平衡条件がくずれて電圧計61.
62.63の針が振れることになる。これが、この装置
による加速度検出の基本原理である。
When mechanical deformation occurs in the flexible portion 12, the electrical resistance of the resistance element R formed thereon changes. As a result, the equilibrium condition of the bridge circuit shown in FIG. 3 is disrupted, and the voltmeter 61.
The needle of 62.63 will swing. This is the basic principle of acceleration detection by this device.

さて、抵抗素子Rを第2図に示すように配置すると、第
3図のブリッジ回路において、電圧計61によりX軸方
向の加速度成分が、電圧計62によりY軸方向の加速度
成分が、電圧計63によりX軸方向の加速度成分が、そ
れぞれ検出できる。
Now, if the resistance element R is arranged as shown in Fig. 2, in the bridge circuit shown in Fig. 3, the voltmeter 61 detects the acceleration component in the 63, acceleration components in the X-axis direction can be detected.

この理由を以下に説明する。第4図は、第1図に示す装
置において、重錘体30にX軸方向の力Fxが作用した
ときの、各抵抗素子Rにかかる応力歪みを示す模式図で
ある。同図(a)は抵抗素子Rxl〜Rx4に沿った断
面における応力分布を示し、同図(b)は抵抗素子Ry
1〜Ry4に沿った断面における応力分布を示し、同図
(C)は抵抗素子Rzl−Rz4に沿った断面における
応力分布を示す。
The reason for this will be explained below. FIG. 4 is a schematic diagram showing the stress strain applied to each resistance element R when a force Fx in the X-axis direction is applied to the weight body 30 in the apparatus shown in FIG. The figure (a) shows the stress distribution in the cross section along the resistance elements Rxl to Rx4, and the figure (b) shows the stress distribution in the cross section along the resistance elements Rxl to Rx4.
1 to Ry4, and FIG. 1C shows the stress distribution in a cross section along the resistance element Rzl-Rz4.

応力分布は、伸びる方向を符号十、縮む方向を符号−で
示しである。たとえば、第4図(a)は、重錘体30に
X方向の力Fxが作用したときの抵抗素子Rxl〜RX
4に沿った断面における応力分布を示している。重錘体
30に作用した力Fxは、単結晶基板10の表面におい
てはモーメント力として作用し、抵抗素子RXIおよび
Rx3に対しては縮む方向の機械的変形が生じ、抵抗素
子Rx2およびRx4に対しては伸びる方向の機械的変
形が生じる。
In the stress distribution, the direction of expansion is indicated by the symbol 10, and the direction of contraction is indicated by the symbol -. For example, FIG. 4(a) shows the resistance elements Rxl to RX when the force Fx in the X direction is applied to the weight body 30.
4 shows the stress distribution in the cross section along 4. The force Fx acting on the weight body 30 acts as a moment force on the surface of the single crystal substrate 10, mechanically deforming the resistance elements RXI and Rx3 in the direction of shrinkage, and causing resistance elements Rx2 and Rx4 to undergo mechanical deformation in the direction of contraction. mechanical deformation occurs in the elongation direction.

これに対し、抵抗素子Ry1〜Ry4については、第4
図(b)に示すように、応力は変化しない。これは、抵
抗素子RyL−Ry4の配置方向(Y軸方向)が力Fx
の方向に直交しているためである。抵抗素子Rzl〜R
z4については、第4図(C)に示すように、抵抗素子
Rxl〜Rx4と同じ変化が生じる。
On the other hand, for the resistance elements Ry1 to Ry4, the fourth
As shown in Figure (b), the stress does not change. This means that the direction in which the resistance elements RyL-Ry4 are arranged (Y-axis direction) is the force Fx.
This is because it is perpendicular to the direction of. Resistance element Rzl~R
Regarding z4, as shown in FIG. 4(C), the same change occurs as in the resistance elements Rxl to Rx4.

同様に、Y軸方向の力Fyが作用した場合の各抵抗素子
Rに生じる応力分布を第5図(a)〜(c)に、X軸方
向の力Fzが作用した場合の各抵抗素子Rに生じる応力
分布を第6図(a)〜(C)に示す。ここで、伸びる方
向の機械的変形に対して抵抗値が増え、縮む方向の機械
的変形に対して抵抗値が減るような性質をもった抵抗素
子を用いたとすれば、重錘体30に作用した力Fx、F
y、Fzと各抵抗素子Rの抵抗値の変化との関係は、次
の表1のようになる。ここで、符号十は抵抗値の増加、
符号−は抵抗値の減少を示し、Oは抵抗値に変化のない
ことを示す。
Similarly, FIGS. 5(a) to (c) show the stress distribution generated in each resistance element R when a force Fy in the Y-axis direction is applied, and the stress distribution in each resistance element R when a force Fz in the X-axis direction is applied. The stress distributions occurring in this case are shown in FIGS. 6(a) to 6(C). Here, if a resistance element is used that has a property that its resistance value increases against mechanical deformation in the direction of extension and decreases against mechanical deformation in the direction of contraction, the effect on the weight body 30 The force Fx, F
The relationship between y, Fz and the change in resistance value of each resistance element R is as shown in Table 1 below. Here, the sign 10 is the increase in resistance value,
The sign - indicates a decrease in resistance value, and O indicates no change in resistance value.

く表 1〉 この表1と、第3図のブリッジ回路とを参照すれば、電
圧計61によって力Fxが検出され、電圧計62によっ
て力Fyが検出され、電圧計63によって力Fzが検出
されることが理解できょう。
Table 1> Referring to Table 1 and the bridge circuit in FIG. 3, the voltmeter 61 detects the force Fx, the voltmeter 62 detects the force Fy, and the voltmeter 63 detects the force Fz. You can understand that.

たとえば、力FXが作用した場合、第3図(a)のブリ
ッジ回路では、一方の対辺の抵抗値はともに増加、他方
の対辺の抵抗値はともに減少するため、電圧計61の針
は振れることになる。ところが、第3図(b)のブリッ
ジ回路では、いずれの抵抗値にも変化がないため電圧計
62の針は振れず、第3図(C)のブリッジ回路では、
各対辺を構成する抵抗の一方は抵抗値増加、他方は抵抗
値減少となり、結局相互に相殺しあって、電圧計63の
針は振れない。こうして、この装置本体に作用した加速
度の各方向成分が、電圧計61〜63の針の振れとして
検出される。
For example, when force FX is applied, in the bridge circuit shown in FIG. 3(a), the resistance value on one opposite side increases, and the resistance value on the other opposite side decreases, so that the needle of the voltmeter 61 swings. become. However, in the bridge circuit of FIG. 3(b), there is no change in any of the resistance values, so the needle of the voltmeter 62 does not swing, and in the bridge circuit of FIG. 3(C),
One of the resistors forming each opposite side increases in resistance value, and the other side decreases in resistance value, and eventually they cancel each other out, so that the needle of the voltmeter 63 does not swing. In this way, each direction component of the acceleration acting on the main body of the device is detected as the deflection of the needles of the voltmeters 61 to 63.

なお、この実施例では、XYzの3軸すべての加速度方
向成分を検出する三次元加速度検出装置として説明した
が、XYSYZ、あるいはXZめ2軸についての加速度
方向成分を検出する二次元加速度検出装置も同様に構成
することができる。
Although this embodiment has been described as a three-dimensional acceleration detection device that detects acceleration direction components of all three axes of XYZ, a two-dimensional acceleration detection device that detects acceleration direction components of two axes such as XYSYZ or XZ may also be used. It can be configured similarly.

この場合、抵抗素子やブリッジ回路は2軸分についての
み用意すればよい。また、ここでは3組のブリッジを用
いて3軸方向のそれぞれの加速度成分を検出する例を示
したが、2組のブリッジを用いて3軸方向のそれぞれの
加速度成分を検出する装置(たとえば、米国特許第47
45812号)に対しても本発明を適用することができ
る。また、ここでは、加速度検出装置を例にとって説明
したが、重錘体30の代わりに磁性体を用いれば、この
装置は磁性体に作用する磁気を検出する磁気検出装置と
なり、重錘体30に直接外力が作用するような構造にす
れば力検出装置となる。
In this case, resistance elements and bridge circuits need only be prepared for two axes. In addition, although an example was shown in which three sets of bridges are used to detect acceleration components in each of the three axial directions, a device that uses two sets of bridges to detect acceleration components in each of the three axial directions (for example, US Patent No. 47
No. 45812), the present invention can also be applied to. In addition, although the acceleration detection device has been explained here as an example, if a magnetic body is used instead of the weight body 30, this device becomes a magnetic detection device that detects the magnetism acting on the magnetic body, and the weight body 30 If the structure is such that an external force acts directly on it, it becomes a force detection device.

信号処理回路 続いて、本発明に係る信号処理回路についての説明を行
う。前述のように、検出対象となる力(あるいは、加速
度や磁気)は、第3図に示すブリッジ回路において、そ
のX軸方向成分は電圧計61における電圧値Vxにより
、Y軸方向成分は電圧計62における電圧値Vyにより
、Z軸方向成分は電圧計63における電圧値Vzにより
、それぞれ検出される。なお、2組のブリッジを用いて
3軸方向酸分を検出する装置では、ブリッジ電圧そのも
のではなく、ブリッジ電圧に基づいて演算を行って得ら
れた電圧値をVx、Vy、Vzとして用いることになる
。各抵抗素子Rを第2図に示すように配置し、これら各
抵抗素子がすべて同じ抵抗値をもち、すべて同じ温度特
性を有し、しかも歪による抵抗変化がすべて等しいとい
う条件下ては、理論的には、こうして検出される各軸方
向成分は全く独立した検出値として得られ、干渉は生じ
ない。しかしながら、実際に各抵抗素子を形成する場合
、このような理想的な条件は得られないため、各検出値
間には干渉が生じてしまう。この干渉の様子は、実測す
ることができる。すなわち、既知の大きさをもった力(
あるいは、加速度や磁気)を、所定の方向に作用させ、
そのときに得られる検出値(各電圧計の読み)を実測す
るのである。その結果、次のような特性行列が得られる
ことが知られている。
Signal Processing Circuit Next, the signal processing circuit according to the present invention will be explained. As mentioned above, the force to be detected (or acceleration or magnetism) is detected in the bridge circuit shown in FIG. The Z-axis direction component is detected by the voltage value Vy at 62 and the voltage value Vz at the voltmeter 63, respectively. Note that in a device that detects acid content in three axial directions using two sets of bridges, the voltage values obtained by performing calculations based on the bridge voltages are used as Vx, Vy, and Vz, rather than the bridge voltage itself. Become. Theoretically, if each resistance element R is arranged as shown in Figure 2, and each resistance element has the same resistance value, all has the same temperature characteristics, and all resistance changes due to strain are equal, Specifically, each of the axial components detected in this way is obtained as a completely independent detection value, and no interference occurs. However, when actually forming each resistance element, such ideal conditions cannot be obtained, and thus interference occurs between each detected value. The state of this interference can be actually measured. That is, a force of known magnitude (
Or, by applying acceleration or magnetism) in a predetermined direction,
The detected value (reading of each voltmeter) obtained at that time is actually measured. As a result, it is known that the following characteristic matrix is obtained.

ここで、VX、Vy、’VZは、それぞれ電圧計61.
62.63の読みであり、Ax、Ay、Azは、実際に
作用させた力(あるいは、加速度や磁気)の各方向成分
値である。また、PIL−P33は特性行列を構成する
係数である。この行列式は、ここで、係数Kll〜に3
3を用いた行列は、係数Pa1−P33を用いた行列の
逆行列である。この行列式を一般式で書くと、 Ax  =K11Vx  +に12Vy  +に13V
zAy  =K21Vx  +に22Vy  +に23
VzAz =K31Vx  +に32Vy  +に33
Vzとなる。したがって、電圧計61〜63で得られた
電圧値VX、Vy、Vzに対して、係数Kll〜に33
を用いた上式の演算を行えば、干渉のない正しい検出値
Ax、Ay、Azが得られることになる。
Here, VX, Vy, 'VZ are the voltmeters 61.
62.63, and Ax, Ay, and Az are the component values in each direction of the actually applied force (or acceleration or magnetism). Moreover, PIL-P33 is a coefficient that constitutes a characteristic matrix. This determinant now has a coefficient Kll~ of 3
The matrix using 3 is the inverse matrix of the matrix using coefficients Pa1-P33. If we write this determinant as a general formula, Ax = K11Vx + 12Vy + 13V
zAy = K21Vx +22Vy +23
VzAz =K31Vx +32Vy +33
It becomes Vz. Therefore, for the voltage values VX, Vy, and Vz obtained by the voltmeters 61 to 63, the coefficient Kll~ is 33.
If the above equation is calculated using , correct detection values Ax, Ay, and Az without interference will be obtained.

本発明の信号処理回路は、この演算をアナログ回路で行
うようにしたものである。第7図にこの回路のブロック
図を示す。ここて、Vx、Vy。
The signal processing circuit of the present invention performs this calculation using an analog circuit. FIG. 7 shows a block diagram of this circuit. Here, Vx, Vy.

Vzはそれぞれ電圧計61〜63で得られるアナログ電
圧である。係数に11=K33が表示されたブロック1
01〜109は、それぞれの係数値を乗するアナログ乗
算器であり、“十″記号で示したブロック111〜11
3はアナログ加算器である。
Vz is an analog voltage obtained by voltmeters 61 to 63, respectively. Block 1 with 11=K33 displayed in the coefficient
01 to 109 are analog multipliers that multiply the respective coefficient values, and blocks 111 to 11 indicated by "10" symbols
3 is an analog adder.

このような構成の回路を用いれば、正しい検出値Ax、
Ay、Azが、加算器111〜113の出力電圧として
得られる。これは、この回路が上述の演算式に対応して
いることから容易に理解できよう。
If a circuit with such a configuration is used, the correct detection value Ax,
Ay and Az are obtained as output voltages of adders 111 to 113. This can be easily understood since this circuit corresponds to the above-mentioned arithmetic expression.

以上は三次元の検出装置についての回路であるが、二次
元の検出装置については、 Ax −KllVx +に12Vy AV =K21Vx +に22Vy なる演算を行うことができればよいので、第8図のブロ
ック図に示す回路を用いればよい。ブロック201〜2
04は、それぞれの係数値を乗するアナログ演算器であ
り、加算器211.212の出力電圧として、正しい検
出値Ax、Ayが得られる。
The above is a circuit for a three-dimensional detection device, but for a two-dimensional detection device, it is only necessary to perform the calculation 12Vy for Ax −KllVx + AV = 22Vy for K21Vx +, so the block diagram in FIG. 8 is used. The circuit shown in can be used. Blocks 201-2
04 is an analog arithmetic unit that multiplies the respective coefficient values, and correct detected values Ax and Ay are obtained as the output voltages of the adders 211 and 212.

なお、三次元の検出装置では9つの係数、二次元の検出
装置では4つの係数を用いることになるが、係数値が零
の場合はこれについての乗算器は不要になる。
Note that a three-dimensional detection device uses nine coefficients and a two-dimensional detection device uses four coefficients, but if the coefficient value is zero, a multiplier for this is not necessary.

続いて、第7図および第8図のブロック図中に示された
乗算器および加算器の具体的な回路構成例を説明する。
Next, specific examples of circuit configurations of the multipliers and adders shown in the block diagrams of FIGS. 7 and 8 will be explained.

第9図は乗算器の一構成例を示す回路図である。演算増
幅器OPIの入力端に電圧Vinを与えると、出力側に
電圧V outが得られる。
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a multiplier. When voltage Vin is applied to the input end of operational amplifier OPI, voltage V out is obtained at the output side.

ここで、R3−R1//R2としておくと(//は2つ
の抵抗を並列接続したときの抵抗値を示す)、Vout
 = −(R2/R1) ・Vinとなる。したがって
、係数−(R2/R1)を乗する乗算器として機能する
。一方、第10図は加算器の一構成例を示す回路図であ
る。抵抗Rはすべて同じ抵抗値のものを用いればよい。
Here, if we set R3-R1//R2 (// indicates the resistance value when two resistors are connected in parallel), Vout
= −(R2/R1) ・Vin. Therefore, it functions as a multiplier that multiplies the coefficient -(R2/R1). On the other hand, FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of the configuration of an adder. All resistors R may have the same resistance value.

演算増幅器OP2の入力側に電圧Vinl 、 Vin
2 、 Vin3を与えると、出力側に電圧V Out
が得られる。ここで、 Vout −(Vinl +V1n2 +Vin3 )
  ・2/3となる。したがって、入力電圧の加算を行
うことができる。第11図に、乗算器と加算器との両方
の機能をもった回路を示す。演算増幅器OP3の入力端
に電圧V1nl 、 Vin2 、 Vin3を与える
と、出力側に電圧V outが得られる。ここで、Vo
ut −−((R4/R1) ・Vinl+ (R4/
R2) ・Vin2 + (R4/R?l ) ・Vin3 )となる。すな
わち、この回路は、乗算器と加算器とを兼ねた機能を果
たすことになる。
The voltages Vinl and Vin are applied to the input side of the operational amplifier OP2.
2. When Vin3 is given, the voltage V Out on the output side
is obtained. Here, Vout −(Vinl +V1n2 +Vin3)
・It becomes 2/3. Therefore, input voltages can be added. FIG. 11 shows a circuit that functions as both a multiplier and an adder. When voltages V1nl, Vin2, and Vin3 are applied to the input terminal of the operational amplifier OP3, a voltage V out is obtained at the output side. Here, Vo
ut --((R4/R1) ・Vinl+ (R4/
R2) ・Vin2 + (R4/R?l) ・Vin3). In other words, this circuit functions as both a multiplier and an adder.

第12図は、第9図に示す乗算器と第10図に示す加算
器とを用いて、 Ax −(KIIVX 十に12Vy +に18Vz)
 ・273なる演算を行う具体的な回路を示す図である
。ここでは、Kll>01に12<O,に13>0の場
合の回路構成例を示す。電圧VX 、Vy 、Vzは、
それぞれ第3図の電圧計61〜63に現れる電圧をその
まま与えたものであり、演算増幅器OP4゜OF5.0
P6によって、それぞれ=K11倍、=K12倍、=K
13倍に増幅される。そのためには、Rl&−R11/
/R12、R23−R22/R2L、R33−R31/
/R82とし、更に、l Kll I −R12/R1
1、K12 + −R22/R2L、  l KlB 
1−R32/R31となるように各抵抗値を設定してお
けばよい。なお、この増幅演算により符号が反転するこ
とになる。
Figure 12 shows Ax - (KIIVX 12Vy + 18Vz) using the multiplier shown in Figure 9 and the adder shown in Figure 10.
- It is a diagram showing a specific circuit that performs the calculation 273. Here, an example of a circuit configuration in the case where Kll>01, 12<O, and 13>0 is shown. The voltages VX, Vy, and Vz are
The voltages appearing on the voltmeters 61 to 63 in Fig. 3 are applied as they are to the operational amplifiers OP4゜OF5.0
By P6, =K11 times, =K12 times, =K respectively
It is amplified 13 times. For that purpose, Rl&-R11/
/R12, R23-R22/R2L, R33-R31/
/R82, and further, l Kll I -R12/R1
1, K12 + -R22/R2L, l KlB
Each resistance value may be set so as to be 1-R32/R31. Note that this amplification operation causes the sign to be inverted.

Vyについては、K12<Oであるので符号が反転した
ままでよいが、VxおよびVzについては、KIL>0
、KlB>0であるため、再び符号を反転させて符号を
元に戻す必要がある。そこで、演算増幅器OP7および
OF2によって、この符号反転を行っている。ここで、
R14−R15−2・RlB、R34−R35−2・R
3B、とすれば、演算増幅器OP7およびOF2は、増
幅倍率が1となり、単に符号を反転するだけの機能を果
たすことになる。
For Vy, since K12<O, the sign may remain inverted, but for Vx and Vz, KIL>0
, KlB>0, so it is necessary to invert the sign again to restore the original sign. Therefore, this sign inversion is performed by operational amplifiers OP7 and OF2. here,
R14-R15-2・RlB, R34-R35-2・R
3B, the operational amplifiers OP7 and OF2 have an amplification factor of 1 and function simply to invert the sign.

かくして、K11Vx 5に12Vy 、K13Vz 
、の6値が求まり、これらの値に相当する電圧が演算増
幅器OP9に与えられる。ここで、R4L−R42−R
43−R44−R45としておけば、演算増幅器op9
は加算器として機能し、 Vout =(KlIVx +に18Vz +に13V
z) @ 2/3め(出力される。この出力電圧V o
utが求める検出値Axに相当する。
Thus, K11Vx 5 to 12Vy, K13Vz
, and voltages corresponding to these values are applied to the operational amplifier OP9. Here, R4L-R42-R
43-R44-R45, operational amplifier op9
functions as an adder, Vout = (18Vz to KlIVx + 13V to KlIVx +
z) @ 2/3rd (outputted. This output voltage V o
ut corresponds to the detected value Ax.

以上、本発明による力検出装置用信号処理回路の一例を
第12図に基づいて説明したが、この他にも種々の回路
を用いて本発明を実現できる。本発明における乗算器お
よび加算器は、乗算および加算をアナログ処理すること
のできる回路であれば、どのような回路を用いてもかま
わない。また、乗算器および加算器をそれぞれ別々の回
路素子で構成する必要もない。たとえば、第11図に示
すような回路を用いれば、1つの演算増幅器OP3によ
って、乗算器と加算器とを兼ねることができ、部品点数
を減らすことができる点て有利である。
An example of the signal processing circuit for a force detection device according to the present invention has been described above based on FIG. 12, but the present invention can be implemented using various other circuits. The multiplier and adder in the present invention may be any circuit as long as it can perform analog processing of multiplication and addition. Further, there is no need to configure the multiplier and the adder with separate circuit elements. For example, if a circuit as shown in FIG. 11 is used, one operational amplifier OP3 can serve as both a multiplier and an adder, which is advantageous in that the number of parts can be reduced.

ただし、この回路を利用する場合には、係数にの符号を
考慮し、入力電圧Vinl 、 Vin2 、 Vin
3に符号をもたせておくようにする必要がある。いずれ
にしても、このようなアナログ回路によって補正演算を
行うようにすると、デジタル回路による補正演算を行う
場合に比べ、コストダウンが図れるとともに、高速で演
算が完了するため、瞬時の現象を測定するような場合に
有利である。特に、加速度検出装置では、衝突時のシヨ
・ツクを検出するような用途もあるが、本発明を適用す
れば正しい測定値を瞬時に得ることができるようになる
However, when using this circuit, consider the signs of the coefficients and set the input voltages Vinl, Vin2, Vin
It is necessary to make sure that 3 has a sign. In any case, performing correction calculations using analog circuits like this reduces costs and completes calculations quickly compared to correction calculations using digital circuits, making it possible to measure instantaneous phenomena. This is advantageous in such cases. In particular, acceleration detection devices are used to detect shocks during collisions, and by applying the present invention, correct measured values can be obtained instantaneously.

このように、本発明による信号処理回路は、力検出装置
を母体とする加速度検出装置や磁気検出装置などに広く
適用しつるものであり、本願実施例では加速度検出装置
について説明したが、本発明は力検出装置や磁気検出装
置にも広く適用可能である。
As described above, the signal processing circuit according to the present invention is widely applicable to acceleration detecting devices, magnetic detecting devices, etc. that use force detecting devices as a base, and although the acceleration detecting device has been described in the embodiments of the present application, the signal processing circuit according to the present invention It can also be widely applied to force detection devices and magnetic detection devices.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のとおり、本発明の加速度検出装置用信号処理回路
によれば、各軸方向成分間に生じる干渉の様子を示す特
性行列の逆行列を予め求めておき、この逆行列を用いた
補正演算をアナログ演算回路によって行うようにしたた
め、低コストの回路で、干渉の影響を相殺17た正しい
測定値を瞬時に得ることができるようになる。
As described above, according to the signal processing circuit for an acceleration detection device of the present invention, the inverse matrix of the characteristic matrix indicating the state of interference occurring between each axial component is obtained in advance, and the correction calculation using this inverse matrix is performed. Since this is carried out using an analog calculation circuit, it becomes possible to instantly obtain accurate measured values that cancel out the influence of interference17 using a low-cost circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の適用対象となる加速度検出装置の一例
の側断面図、第2図は第1図に示す装置を切断線A−A
に沿って切断した上断面図、第3図は第1図に示す装置
内の抵抗素子によって形成されたブリッジ回路の回路図
、第4図は第1図に示す装置にX軸方向の力Fxが作用
したときの応力分布図、第5図は第1図に示す装置にY
軸方向の力Fyが作用したときの応力分布図、第6図は
第1図に示す装置に2軸方向の力Fzが作用したときの
応力分布図、第7図は本願筒1の発明による加速度検出
装置用信号処理回路のブロック図、第8図は本願筒2の
発明による加速度検出装置用信号処理回路のブロック図
、第9図は本願の信号処理回路に用いる乗算器の具体的
な回路図、第10図は本願の信号処理回路に用いる加算
器の具体的な回路図、第11図は本願の信号処理回路に
用いる乗算器および加算器を兼ねた具体的な回路の回路
図、第12図は本願筒1の発明による加速度検出装置用
信号処理回路の具体的な部分回路図である。 10・・・単結晶基板、11・・・作用部、12・・・
可撓部、13・・・固定部、20・・・台座、30・・
・重錘体、40・・・ケース、41・・・蓋、50・・
・外部配線用電極、51・・・ボンディングワイヤ、5
2・・・ポンディングパッド、53・・・外部配線用電
極、60・・・電源、61〜63・・・電圧計、101
〜109・・・乗算器、111〜113・・・加算器、
201〜204・・・乗算器、211,212・・・加
算器、OFI〜OP9・−・演算増幅器。 第4図 第7図 始8図 第9図 第1O図 第1 図
FIG. 1 is a side sectional view of an example of an acceleration detection device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the device shown in FIG.
3 is a circuit diagram of a bridge circuit formed by a resistive element in the device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a top sectional view cut along the device shown in FIG. Figure 5 is a stress distribution diagram when Y is applied to the device shown in Figure 1.
FIG. 6 is a stress distribution diagram when an axial force Fy is applied, FIG. 6 is a stress distribution diagram when a biaxial force Fz is applied to the device shown in FIG. A block diagram of a signal processing circuit for an acceleration detection device, FIG. 8 is a block diagram of a signal processing circuit for an acceleration detection device according to the invention of Part 2 of the present application, and FIG. 9 is a specific circuit of a multiplier used in the signal processing circuit of the present application. 10 is a specific circuit diagram of an adder used in the signal processing circuit of the present application, and FIG. 11 is a circuit diagram of a specific circuit that also serves as a multiplier and an adder used in the signal processing circuit of the present application. FIG. 12 is a specific partial circuit diagram of the signal processing circuit for an acceleration detection device according to the invention of Part 1 of the present application. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10...Single crystal substrate, 11...Action part, 12...
Flexible part, 13... Fixed part, 20... Pedestal, 30...
- Weight body, 40... Case, 41... Lid, 50...
-External wiring electrode, 51...bonding wire, 5
2... Bonding pad, 53... External wiring electrode, 60... Power supply, 61-63... Voltmeter, 101
~109... Multiplier, 111-113... Adder,
201-204... Multiplier, 211, 212... Adder, OFI-OP9... Operational amplifier. Figure 4 Figure 7 Start 8 Figure 9 Figure 1O Figure 1

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)機械的変形によって電気抵抗が変化するピエゾ抵
抗効果を示す複数の抵抗素子を単結晶基板上に配置し、
XYZ三次元座標系における所定の作用点に加速度に起
因する外力が作用したとき、この外力によって前記単結
晶基板に機械的変形が生じるようにし、前記作用点に作
用した外力のX軸方向成分Ax、Y軸方向成分Ay、Z
軸方向成分Azを、前記複数の抵抗素子によって構成さ
れるブリッジ回路に基づいて得られる電圧値Vx、Vy
、Vzに基づいて検出する加速度検出装置用信号処理回
路において、 前記Ax、Ay、Azと前記Vx、Vy、Vzとの間に
、 Ax=K11Vx+K12Vy+K13VzAy=K2
1Vx+K22Vy+K23VzAz=K31Vx+K
32Vy+K33Vzなる関係式が成り立つような係数
K11、K12、K13、K21、K22、K23、K
31、K32、K33を求め、アナログ乗算器を用いて
前記関係式の右辺の項の値を演算し、アナログ加算器を
用いて前記関係式の右辺の加算を行い、これらの演算結
果から、検出値Ax、Ay、Azを得るように構成した
ことを特徴とする加速度検出装置用信号処理回路。
(1) A plurality of resistance elements exhibiting a piezoresistance effect in which electrical resistance changes due to mechanical deformation are arranged on a single crystal substrate,
When an external force due to acceleration acts on a predetermined point of action in the XYZ three-dimensional coordinate system, the single crystal substrate is mechanically deformed by this external force, and the X-axis direction component Ax of the external force applied to the point of action is , Y-axis direction component Ay, Z
The axial component Az is converted into voltage values Vx, Vy obtained based on the bridge circuit constituted by the plurality of resistance elements.
, Vz, and between the Ax, Ay, Az and the Vx, Vy, Vz, Ax=K11Vx+K12Vy+K13VzAy=K2.
1Vx+K22Vy+K23VzAz=K31Vx+K
Coefficients K11, K12, K13, K21, K22, K23, K that satisfy the relational expression 32Vy+K33Vz
31, K32, and K33, calculate the value of the term on the right side of the above relational expression using an analog multiplier, add the right side of the above relational expression using an analog adder, and from these calculation results, detect A signal processing circuit for an acceleration detection device, characterized in that it is configured to obtain values Ax, Ay, and Az.
(2)機械的変形によって電気抵抗が変化するピエゾ抵
抗効果を示す複数の抵抗素子を単結晶基板上に配置し、
所定の作用点に加速度に起因する外力が作用したとき、
この外力によって前記単結晶基板に機械的変形が生じる
ようにし、前記作用点に作用した外力のX軸方向成分A
xと、これに直交するY軸方向成分Ayとを、前記複数
の抵抗素子によって構成される2組のブリッジ回路のそ
れぞれのブリッジ電圧値VxとVyとに基づいて検出す
る加速度検出装置用信号処理回路において、前記Ax、
Ayと前記Vx、Vyとの間に、Ax=K11Vx+K
12Vy Ay=K21Vx+K22Vy なる関係式が成り立つような係数K11、K12、K2
1、K22を求め、アナログ乗算器を用いて前記関係式
の右辺の項の値を演算し、アナログ加算器を用いて前記
関係式の右辺の加算を行い、これらの演算結果から検出
値AxおよびAyを得るように構成したことを特徴とす
る加速度検出装置用信号処理回路。
(2) A plurality of resistance elements exhibiting a piezoresistance effect in which electrical resistance changes due to mechanical deformation are arranged on a single crystal substrate,
When an external force due to acceleration acts on a predetermined point of action,
This external force causes mechanical deformation in the single crystal substrate, and the X-axis direction component A of the external force acting on the point of application
Signal processing for an acceleration detection device that detects x and a Y-axis direction component Ay orthogonal thereto based on respective bridge voltage values Vx and Vy of two sets of bridge circuits constituted by the plurality of resistive elements. In the circuit, the Ax,
Between Ay and the above Vx and Vy, Ax=K11Vx+K
12Vy Ay=K21Vx+K22Vy Coefficients K11, K12, K2 that satisfy the following relational expression
1, K22 is calculated, the value of the term on the right side of the above relational expression is calculated using an analog multiplier, the right side of the above relational expression is added using an analog adder, and the detected value Ax and A signal processing circuit for an acceleration detection device, characterized in that it is configured to obtain Ay.
JP2077397A 1989-12-28 1990-03-27 Signal processing circuit for acceleration detecting device Pending JPH03276072A (en)

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JP2077397A JPH03276072A (en) 1990-03-27 1990-03-27 Signal processing circuit for acceleration detecting device
DE69019343T DE69019343T2 (en) 1989-12-28 1990-12-26 Acceleration sensors.
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