JPH0384467A - 湾曲振動ビームのある加速度計センサー - Google Patents
湾曲振動ビームのある加速度計センサーInfo
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- JPH0384467A JPH0384467A JP2208313A JP20831390A JPH0384467A JP H0384467 A JPH0384467 A JP H0384467A JP 2208313 A JP2208313 A JP 2208313A JP 20831390 A JP20831390 A JP 20831390A JP H0384467 A JPH0384467 A JP H0384467A
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- 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
- G01P15/097—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 vibratory elements
-
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- G01P2015/0822—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Pressure Sensors (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording 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、ミサイルや衛星を誘導するために、これらの
内部に加速度計として設置され、あるいは沿岸ポーリン
グターミナルのクリノメータとして、設置される湾曲振
動ビームのある加速度計センサーに関する。
内部に加速度計として設置され、あるいは沿岸ポーリン
グターミナルのクリノメータとして、設置される湾曲振
動ビームのある加速度計センサーに関する。
［従来の技術］
二重共鳴器カンチレバーセンサーと呼ばれるセンサーは
、アメリカ特許Ｎｏ、４４７９３８５で開示されている
。マス部は、一つが、基部に取り付けられたマス舗床か
らなる。ビームは、適当な極を支持する長方形のクォー
ツ板で、マス舗床から完全に独立している。これらのビ
ームは、マス舗床間に補強材を形成する。各ビームは、
舗床の共面側に別々に設置された平な両端を有する。
、アメリカ特許Ｎｏ、４４７９３８５で開示されている
。マス部は、一つが、基部に取り付けられたマス舗床か
らなる。ビームは、適当な極を支持する長方形のクォー
ツ板で、マス舗床から完全に独立している。これらのビ
ームは、マス舗床間に補強材を形成する。各ビームは、
舗床の共面側に別々に設置された平な両端を有する。
アメリカ特許Ｎｏ、４４７９３８５でのセンサーには、
三個の欠点がある。
三個の欠点がある。
一番目の欠点は、加速度感知性が、低いことである。即
ち自然振動数４０ｋＨ，の共鳴器ビームに対して、通常
最大ｌＯＯから３００Ｈ，の振動数である。それ故、最
大相対周波数変化は、Δｆ／ｆ＝２００／４０．０ＯＯ
＝０．５％の範囲にある。
ち自然振動数４０ｋＨ，の共鳴器ビームに対して、通常
最大ｌＯＯから３００Ｈ，の振動数である。それ故、最
大相対周波数変化は、Δｆ／ｆ＝２００／４０．０ＯＯ
＝０．５％の範囲にある。
この欠点は、可動部だけが、強度のそれ程強くない湾曲
強度の二個のビームにより、固定部に締め付けられてい
ることによる。それ故、可動部のマスは、加速度計では
、２０００Ｈ２以上のセンサー自然振動数に対し、小さ
な値に制限されなければならない。更に、ビームは、相
対的に強度が小さいので、ねじれ易い。
強度の二個のビームにより、固定部に締め付けられてい
ることによる。それ故、可動部のマスは、加速度計では
、２０００Ｈ２以上のセンサー自然振動数に対し、小さ
な値に制限されなければならない。更に、ビームは、相
対的に強度が小さいので、ねじれ易い。
このセンサーの二番目の欠点は、可動マスの強度が小さ
いことから、振動ビームが、互いに独立して振動できる
ように振動ビームの振動を緩和する必要があることであ
る。各ビームは、両端が、同形の音叉型共鳴器で構成さ
れることが望ましい。
いことから、振動ビームが、互いに独立して振動できる
ように振動ビームの振動を緩和する必要があることであ
る。各ビームは、両端が、同形の音叉型共鳴器で構成さ
れることが望ましい。
このセンサーの三番目の欠点は、異なる要素、マス舗床
、振動ビーム、変換器ビームの組み立てに関するもので
ある。この組み立ては、品質の結果としてのセンサーの
性能と同様に、センサーの費用面でも大きな位置を占め
るものである。
、振動ビーム、変換器ビームの組み立てに関するもので
ある。この組み立ては、品質の結果としてのセンサーの
性能と同様に、センサーの費用面でも大きな位置を占め
るものである。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その
主目的とするところは、先行の技術の欠点を改善する湾
曲振動ビームのある加速度計センサーの提供であり、従
たる目的としては、湾曲振動ビームのある加速度計セン
サーのセバーレーツ部品の組立を排除することにある。
主目的とするところは、先行の技術の欠点を改善する湾
曲振動ビームのある加速度計センサーの提供であり、従
たる目的としては、湾曲振動ビームのある加速度計セン
サーのセバーレーツ部品の組立を排除することにある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するための本発明の湾曲振動ビームの
ある加速度計センサーは、 ａ、固定マス部と、可動マス部と、両端がマス部とそれ
ぞれ一体となった２個の湾曲振動ビームとからなり、前
記マス部と、前記ビームは、均一な厚さの同一素材プレ
ートで加工された単一部品を構成することを特徴とする
。
ある加速度計センサーは、 ａ、固定マス部と、可動マス部と、両端がマス部とそれ
ぞれ一体となった２個の湾曲振動ビームとからなり、前
記マス部と、前記ビームは、均一な厚さの同一素材プレ
ートで加工された単一部品を構成することを特徴とする
。
ｂ、前記マス部が、前記振動ビームが、延長する両端で
、その厚さで共通の中央面を持ち、その中央面に対し対
角線上の平面に位置する平行な縦軸を有することが良い
。
、その厚さで共通の中央面を持ち、その中央面に対し対
角線上の平面に位置する平行な縦軸を有することが良い
。
ｃ、ｉｉ′ｉＩ記単一本体が、前記マス部と一体となっ
た両端を持つ２個の第二ビームで構成され、前記振動ビ
ームの両側に設置されることがより効果的である。
た両端を持つ２個の第二ビームで構成され、前記振動ビ
ームの両側に設置されることがより効果的である。
ｄ、その他の手段については、実施例に詳記したとおり
である。
である。
［作 用］
上記ａについては、単一部品センサーを、堅固な弾性素
材のプレート、即ちクォーツのようなピエゾ電気素材で
、化学加工することができ、加工時間と、センサー価格
、センサーの大きさを削減できる。
材のプレート、即ちクォーツのようなピエゾ電気素材で
、化学加工することができ、加工時間と、センサー価格
、センサーの大きさを削減できる。
上記すについては、センサー本体の単一部品の特徴は、
センサーの色々な部品平面の兄事な仕上げであり、それ
により、更に価格の引き下げ、センサーの性能改善に貢
献できることである。
センサーの色々な部品平面の兄事な仕上げであり、それ
により、更に価格の引き下げ、センサーの性能改善に貢
献できることである。
上記Ｃについては、センサーの単一部品本体が、それぞ
れマス部と一体となり、振動ビーム又は、変換器ビーム
の両サイド上に位置した両端を有する２個の第二ビーム
で構成されていることであり、第二ビームの湾曲強度は
、振動ビームの湾曲強度よりも大きい。これらの条件下
で、可動部は、単一振動ビームのマスの１０００倍の範
囲のマスを有し、ビームの振動間で、機械的な分離が、
しっかりと確保される。実際に、相対振動数は、１００
Ｇの加速度に対し、５％の範囲にあり、センサーは、５
０００Ｈ２の自然振動数を持つ。この相対振動数は、そ
れ故、アメリカ特許Ｎｏ、４４７９３８５のセンサーの
１０倍の振動数となる。
れマス部と一体となり、振動ビーム又は、変換器ビーム
の両サイド上に位置した両端を有する２個の第二ビーム
で構成されていることであり、第二ビームの湾曲強度は
、振動ビームの湾曲強度よりも大きい。これらの条件下
で、可動部は、単一振動ビームのマスの１０００倍の範
囲のマスを有し、ビームの振動間で、機械的な分離が、
しっかりと確保される。実際に、相対振動数は、１００
Ｇの加速度に対し、５％の範囲にあり、センサーは、５
０００Ｈ２の自然振動数を持つ。この相対振動数は、そ
れ故、アメリカ特許Ｎｏ、４４７９３８５のセンサーの
１０倍の振動数となる。
［実施例］
第１図に示すように、本発明を具体化したセンサーＣＡ
の本体は、クォーツのようなピエゾ電気素材プレートを
化学的に加工し、均一な厚さＥを有する。センサーＣＡ
の本体は、それ故、単一部品である。
の本体は、クォーツのようなピエゾ電気素材プレートを
化学的に加工し、均一な厚さＥを有する。センサーＣＡ
の本体は、それ故、単一部品である。
第１図から第３図に示された実施例で、センサーＣＡの
本体は、通常平行パイプ形態で、これは、この例では、
中央縦軸Ｚ′Ｚにより具体化される縦方向に垂直に延長
する。この軸Ｚ′ Ｚは、その両側に平行なプレートの
中央平面ＰＭに含まれる。
本体は、通常平行パイプ形態で、これは、この例では、
中央縦軸Ｚ′Ｚにより具体化される縦方向に垂直に延長
する。この軸Ｚ′ Ｚは、その両側に平行なプレートの
中央平面ＰＭに含まれる。
図示された実施例では、Ｚ′ Ｚは、センサーの対称軸
である。
である。
センサーＣＡは、固定マス部ｌと、センサー本体の縦軸
両端に位置する平行バイブ舗床により形成されたマス部
２とからなるので、本体Ｅと氾に等しい厚さと幅を持つ
。パーツ１．２の高さＨｌ、Ｈ２は一般に異なり、Ｈ１
，＜ ８２であることが望ましい。固定ブロック１は、
ケース基部ＢＡを介し、エンジン、ミサイル、衛星機構
にしっかりと取り付けられる。固定ブロック１は、例え
ば、にかわ接合により、基部ＢＡに取り付けられる。パ
ーツ２は、センサーの保証マスを構成する。エンジンの
加速度変化又は、地上の重力場での位置は、センサーＣ
Ａにより測定されるが、センサーＣＡを加速度計か、ク
リノメータとして使用するかで異なる。
両端に位置する平行バイブ舗床により形成されたマス部
２とからなるので、本体Ｅと氾に等しい厚さと幅を持つ
。パーツ１．２の高さＨｌ、Ｈ２は一般に異なり、Ｈ１
，＜ ８２であることが望ましい。固定ブロック１は、
ケース基部ＢＡを介し、エンジン、ミサイル、衛星機構
にしっかりと取り付けられる。固定ブロック１は、例え
ば、にかわ接合により、基部ＢＡに取り付けられる。パ
ーツ２は、センサーの保証マスを構成する。エンジンの
加速度変化又は、地上の重力場での位置は、センサーＣ
Ａにより測定されるが、センサーＣＡを加速度計か、ク
リノメータとして使用するかで異なる。
センサーＣＡの本体は、更に２個の等しい第１振動ビー
ム３０．３□と、第１ビームより大きな断面の２個の等
しい第２振動ビーム４Ｉ、４□とからなり、第１パーツ
ｌと２を接続する。ビーム３１．３２と４１．４□は、
横方向に設置され、軸ｚ’ ｚに平行に延長する。
ム３０．３□と、第１ビームより大きな断面の２個の等
しい第２振動ビーム４Ｉ、４□とからなり、第１パーツ
ｌと２を接続する。ビーム３１．３２と４１．４□は、
横方向に設置され、軸ｚ’ ｚに平行に延長する。
第１ビーム３２．３□は、センサー本体の幅２と厚さＥ
によりｅ３、幅℃３に決められた、小さく水平な横方向
の長方形断面を持つ。第１ビームの幅２３は、Ｅ／２よ
りも小さく、本体から外部に突き出たビーム３８．３□
の縦方向エツジは、センサーの舗床１．２の主サイドと
、即ち構成要素のプレートと共面にある。更に、本体が
、化学加工されると、第１湾曲ビーム（第１ビーム）３
、．３．は、少しのδ分だけ互いに直線上からずれる。
によりｅ３、幅℃３に決められた、小さく水平な横方向
の長方形断面を持つ。第１ビームの幅２３は、Ｅ／２よ
りも小さく、本体から外部に突き出たビーム３８．３□
の縦方向エツジは、センサーの舗床１．２の主サイドと
、即ち構成要素のプレートと共面にある。更に、本体が
、化学加工されると、第１湾曲ビーム（第１ビーム）３
、．３．は、少しのδ分だけ互いに直線上からずれる。
即ち、第１ビームの軸ｚ’ 、、ｚ、、ｚ’ ２．Ｉ２
は、平面ＰＭに対し、対角線上にある。第３図の断面で
図示された第１ビーム３Ｉ、３□の横方向の断面は、平
面ＰＭに垂直な平面からδ／２ｉすれ、軸ｚ’ ｚを通
過する。
は、平面ＰＭに対し、対角線上にある。第３図の断面で
図示された第１ビーム３Ｉ、３□の横方向の断面は、平
面ＰＭに垂直な平面からδ／２ｉすれ、軸ｚ’ ｚを通
過する。
第１ビーム３１，３２の振動は、第１図に示すように、
２個の従来の電子振動回路５８．５□により、自然共鳴
に保持される。各プレートの電気励起、例えば、第１ビ
ーム３１の電気励起は、第１ビームの縦方向中央面に対
し対称で、固定部ｌを接続する第１ビームの外部縦方向
エツジの端に位置する２個の極３１．と３１．により得
られる。固定部１の対応側で、第１ビーム３１の極３ｉ
＋と３１□は、この場合、２枚の四角形ブレード３２．
．３２□で終結し、ブレード３２３．３２□の上部には
、振動子回路５．の適当な端子に連結された２本の導線
３３．．３３□が、それぞれ溶接される。
２個の従来の電子振動回路５８．５□により、自然共鳴
に保持される。各プレートの電気励起、例えば、第１ビ
ーム３１の電気励起は、第１ビームの縦方向中央面に対
し対称で、固定部ｌを接続する第１ビームの外部縦方向
エツジの端に位置する２個の極３１．と３１．により得
られる。固定部１の対応側で、第１ビーム３１の極３ｉ
＋と３１□は、この場合、２枚の四角形ブレード３２．
．３２□で終結し、ブレード３２３．３２□の上部には
、振動子回路５．の適当な端子に連結された２本の導線
３３．．３３□が、それぞれ溶接される。
第１ビーム３１．３２はこのように、平面ＰＭの湾曲自
在に平行である。しかし、極の別の位置では、極は、平
面ＰＭに直角に振動することがある。
在に平行である。しかし、極の別の位置では、極は、平
面ＰＭに直角に振動することがある。
回路５８．５□は、それぞれ２個の振動数信号ｆ、、ｆ
、を、振動機７により測定された作動振動数ｆ ＝ｆ
ｌｆ ｚを持つ信号を供給する従来の減法回路６の入力
に伝送する。
、を、振動機７により測定された作動振動数ｆ ＝ｆ
ｌｆ ｚを持つ信号を供給する従来の減法回路６の入力
に伝送する。
第２湾曲ビーム（第２ビーム）４＋ 、４２は、更に、
軸Ｚ′Ｚに平行に延長するが、平面ＰＭに平行な中央面
を備え、第１図から第３図では、平面ＰＭと現れる。第
２ビームの幅氾４は、（Ｉ２−（２，ｅ３＋δ））Ｉ２
よりも小さい。第２ビームの厚さｅ４は、Ｅ以下である
ことが、望ましい。第１、第２、第３、第４図において
、第１ビーム３３．３□の長さＬ３は、第２ビーム４１
．４□の長さＬ４に等しく、これらの長さは、この場合
、舗床高さＨ，、Ｈ２の方向に垂直にとられる。
軸Ｚ′Ｚに平行に延長するが、平面ＰＭに平行な中央面
を備え、第１図から第３図では、平面ＰＭと現れる。第
２ビームの幅氾４は、（Ｉ２−（２，ｅ３＋δ））Ｉ２
よりも小さい。第２ビームの厚さｅ４は、Ｅ以下である
ことが、望ましい。第１、第２、第３、第４図において
、第１ビーム３３．３□の長さＬ３は、第２ビーム４１
．４□の長さＬ４に等しく、これらの長さは、この場合
、舗床高さＨ，、Ｈ２の方向に垂直にとられる。
事実、別の実施例では、２個のパーツ１と２の一つ、あ
るいは、両方が、Ｌ ３ ＜ Ｌ ４に対し、Ｔ型の前
面外形かあるいは、Ｌ３＞Ｌ４に対し、Ｕ型の前面外形
を持つ。第２ビーム４１．４□は、センサーＣＡが、横
方向の感知方向ＤＳで、加速度を受ける時、厚さ方向に
曲げ縫目を構成する。
るいは、両方が、Ｌ ３ ＜ Ｌ ４に対し、Ｔ型の前
面外形かあるいは、Ｌ３＞Ｌ４に対し、Ｕ型の前面外形
を持つ。第２ビーム４１．４□は、センサーＣＡが、横
方向の感知方向ＤＳで、加速度を受ける時、厚さ方向に
曲げ縫目を構成する。
本発明を具体化するセンサーは、平面ＰＭに垂直な感知
方向ＤＳに沿って、単軸センサーを構成する。
方向ＤＳに沿って、単軸センサーを構成する。
センサーの作動は、第２図を参照に実行されるが、第２
図では、センサーＣＡが、感知方向に沿ってかけられた
加速度γを受ける時の、第１ビーム３１．３２と第２ビ
ーム４９．４□上に可動マス２により及ぼされた主圧力
が、示されている。
図では、センサーＣＡが、感知方向に沿ってかけられた
加速度γを受ける時の、第１ビーム３１．３２と第２ビ
ーム４９．４□上に可動マス２により及ぼされた主圧力
が、示されている。
ブレードの一つである第１ビーム３．は、張力を受け、
別のブレードである第１ビーム３□は、圧縮力を受ける
。これらの二つの力は、２個の第１ビーム３Ｉ、３□が
、等しい時には、同一の強度Ｔとなる。計算を簡単にす
るために発明を具体化したセンサーは、２個の異なる第
１ビーム、即ち異なる厚さ及び／又は幅の第１ビームで
作動するが、２ （１ｉｉ１の第１ビームは、等しいと
仮定する。
別のブレードである第１ビーム３□は、圧縮力を受ける
。これらの二つの力は、２個の第１ビーム３Ｉ、３□が
、等しい時には、同一の強度Ｔとなる。計算を簡単にす
るために発明を具体化したセンサーは、２個の異なる第
１ビーム、即ち異なる厚さ及び／又は幅の第１ビームで
作動するが、２ （１ｉｉ１の第１ビームは、等しいと
仮定する。
第２ビーム４１．４□は、一方では、曲げＣのモーメン
トを、片方ではＭγに等しい横方向の力を受けるが、Ｍ
は、可動部のマスである。第１ビーム３６．３□の曲げ
強度は、第２ビーム４３．４２の曲げ強度よりも、かな
り小さいので、第１ビーム上にかかる曲げモーメントと
横方向の力は、無視できる。
トを、片方ではＭγに等しい横方向の力を受けるが、Ｍ
は、可動部のマスである。第１ビーム３６．３□の曲げ
強度は、第２ビーム４３．４２の曲げ強度よりも、かな
り小さいので、第１ビーム上にかかる曲げモーメントと
横方向の力は、無視できる。
力Ｔは、第１ビームと第２ビームの機械行動と同様に可
動部の平衡を伝達する方程式の手順を解いて得られる。
動部の平衡を伝達する方程式の手順を解いて得られる。
Ｔ＝ｘＭγ
Ｘは、Ｍの乗法係数を表わす。
ｘ＝ ［（Ｈ２＋Ｌ）／２ｄｌ
［１／２１ａ ／ｓ ｄ” ］
この式で、Ｌ＝Ｌ３＝Ｌ４ ｄ＝Ｅ−１３である。
ｌａは、２個の第２ビーム４２．４□の慣性の断面モー
メントの総計である。
メントの総計である。
５＝１３・ｅ３は、第１ビーム３．．３２の断面である
。
。
第１ビームは、それ故、ＭγのＸ倍の強度を持つ力Ｔを
受ける。乗法係数Ｘは、第１ビームよりもはるかに堅固
な第２ビームがあっても幾つかの装置に簡単に到達する
。
受ける。乗法係数Ｘは、第１ビームよりもはるかに堅固
な第２ビームがあっても幾つかの装置に簡単に到達する
。
第１ビーム３．．３Ｈにかかる張力並びに圧縮力は、２
個の第１ビームに反対の振動変化をもたらす。
個の第１ビームに反対の振動変化をもたらす。
△ｆ ＋ ＝ ＋ ｋ Ｔ
Δｆ２＝−ｋＴ
上式で、ｋは、第１ビームの断面と、ピエゾ電気素材の
特性によって、変化する係数である。２個の第１ビーム
３１．３□の共鳴振動数は、加速度γの関数として記載
される。
特性によって、変化する係数である。２個の第１ビーム
３１．３□の共鳴振動数は、加速度γの関数として記載
される。
１ ＝ｆｏ ＋ｋｘγＭ
’ｆ＋ ＝ｆｏ ＋ｋＸ ｙＭ
上式で、ｆｏは、加速度の無い時の第ｉビームの共鳴振
動数である。
動数である。
振動数ｆは、次のように表わされる。
ｆ＝ｆｌ −ｆ２ ＝２ｋＸγＭ
振動数ｆの変化は、それ故、感知方向ＤＳで、センサー
にかけられた加速度の変化を表わす。振動数ｆ＋、ｆｚ
の差に基づく測定は、一方では、主に温度のように見か
け上の入力量の影響が、特に少なく、他方では、加速度
センサーの感度が、２個の第１ビームの感度総計になる
点においてである。
にかけられた加速度の変化を表わす。振動数ｆ＋、ｆｚ
の差に基づく測定は、一方では、主に温度のように見か
け上の入力量の影響が、特に少なく、他方では、加速度
センサーの感度が、２個の第１ビームの感度総計になる
点においてである。
第１図から第３図に図示されたセンサーＣＡの図面は、
優先的な平面図であり、その長所は、以下に示す通り、
本発明のセンサー別の実施例に比較して述べられる。
優先的な平面図であり、その長所は、以下に示す通り、
本発明のセンサー別の実施例に比較して述べられる。
第２ビーム４１．４□の各中央面は、軸Ｚ。
Ｚｏに平行な加速度の影響を消去できるように平面の中
央プレートと一致することが望ましい。事実、感知軸Ｄ
Ｓに直角に加速度を受ける場合、第１ビーム３□、３□
は、同一の残留張力と圧縮力を受け、振動数変化Δｆ、
Δｆ２の係数と記号は、２個の第１ビームに対し同一
である。それ故、作動振動数ｆは、横方向の加速度に対
し、いかなる変化をも示さない。
央プレートと一致することが望ましい。事実、感知軸Ｄ
Ｓに直角に加速度を受ける場合、第１ビーム３□、３□
は、同一の残留張力と圧縮力を受け、振動数変化Δｆ、
Δｆ２の係数と記号は、２個の第１ビームに対し同一
である。それ故、作動振動数ｆは、横方向の加速度に対
し、いかなる変化をも示さない。
第２ビーム４１．４２の曲げ強度は、第１ビーム３２．
３□の曲げ強度よりもはるかに大きいことが望ましい。
３□の曲げ強度よりもはるかに大きいことが望ましい。
可動マス２は、このようにうまく支持され、かなりの可
動マスにもかかわらずセンサーは、加速度計の自然振動
数２０００Ｈ，以下の構造共鳴振動数に関する一般仕様
を備える。
動マスにもかかわらずセンサーは、加速度計の自然振動
数２０００Ｈ，以下の構造共鳴振動数に関する一般仕様
を備える。
第２ビーム４１．４□が、大きな可動マス２を選択でき
、第１ビームの感度が、最高に発揮できるように大きな
強度を備えることは、注目に値する。一般には、前記可
動パーツ２のマスは、単一の第１ビーム３１．３□のお
よそ１０００倍である。このように自然振動数５０００
Ｈ，のセンサーを製造でき、それぞれの第１ビーム３１
．３□は、１００Ｇの加速度がかかると、５％の相対振
動数変化を有す。
、第１ビームの感度が、最高に発揮できるように大きな
強度を備えることは、注目に値する。一般には、前記可
動パーツ２のマスは、単一の第１ビーム３１．３□のお
よそ１０００倍である。このように自然振動数５０００
Ｈ，のセンサーを製造でき、それぞれの第１ビーム３１
．３□は、１００Ｇの加速度がかかると、５％の相対振
動数変化を有す。
第１図、第２図に図示された実施例では、第１ビーム３
． ３□の軸２．，２．° Ｚ２、Ｚ２は、平面ＰＭに
垂直ではない。２個の第１ビーム３のギャップδにより
、センサー本体の化学処理が、可能になり、第２ビーム
４Ｉ、４□の存在によるセンサーの機能を損なうことは
無い。
． ３□の軸２．，２．° Ｚ２、Ｚ２は、平面ＰＭに
垂直ではない。２個の第１ビーム３のギャップδにより
、センサー本体の化学処理が、可能になり、第２ビーム
４Ｉ、４□の存在によるセンサーの機能を損なうことは
無い。
本発明を具体化するセンサーＣＡ、の別の実施例は、第
４図と第５図に示される。センサーＣＡ、は、クォーツ
の単一本体からなり、写真平板処理を使用する化学加工
により、その中央面が、結晶軸Ｚに直交するクォーツプ
レートから得られる。
４図と第５図に示される。センサーＣＡ、は、クォーツ
の単一本体からなり、写真平板処理を使用する化学加工
により、その中央面が、結晶軸Ｚに直交するクォーツプ
レートから得られる。
センサーＣＡ、はセンサーＣＡと同様に、円盤状で、固
定部１１、可動部２１、ブレード３．３．３、□が、縫
目４１．４゜２からなる。
定部１１、可動部２１、ブレード３．３．３、□が、縫
目４１．４゜２からなる。
センサーＣＡと比較すると、固定部ｉ、は、可動部２１
、縫目４１．４ｏの縦方向エツジに沿って、円盤状の形
態で、可動マス２．の端に向かって延長する２個の補強
材１０−＋、 １０ −２を備える。
、縫目４１．４ｏの縦方向エツジに沿って、円盤状の形
態で、可動マス２．の端に向かって延長する２個の補強
材１０−＋、 １０ −２を備える。
このように、狭いスリット１１．４．１１．２により、
固定部補強材１０．１．１０．２と、可動部２、の縦方
向エツジが分割される。センサーのケース基部からの密
閉電気の横断通路として、補強材に４個のホール１２．
が、開けられる。固定部１、は、ホール１２．の域で、
即ち振動ブレード３１．３ｏから十分に離れて、振動の
質を変えることのないように、基部に締め付けられる。
固定部補強材１０．１．１０．２と、可動部２、の縦方
向エツジが分割される。センサーのケース基部からの密
閉電気の横断通路として、補強材に４個のホール１２．
が、開けられる。固定部１、は、ホール１２．の域で、
即ち振動ブレード３１．３ｏから十分に離れて、振動の
質を変えることのないように、基部に締め付けられる。
センサーＣＡ２本体の回路外形は、コンパクトな筒状に
本体を一体化できる大きさである。
本体を一体化できる大きさである。
［発明の効果］
本発明の湾曲振動ビームのある加速度計センサーは、前
記した如く固定マスと、可動マスと、両端が、マスに接
続された２個の湾曲振動ビームとからなる装置である。
記した如く固定マスと、可動マスと、両端が、マスに接
続された２個の湾曲振動ビームとからなる装置である。
本発明では、マスとビームは、均一の厚さの同一の素材
プレート、すなわち、クォーツのようなピエゾ電気素材
で加工された単一部品で構成される。単一部品は、両端
が、マスと一体になり、振動ビーム（第１ビーム）の両
側に設置された２個の第２ビームを備えることが望まし
い。第２ビームの湾曲強度は、振動ビームの湾曲強度よ
り大きい。
プレート、すなわち、クォーツのようなピエゾ電気素材
で加工された単一部品で構成される。単一部品は、両端
が、マスと一体になり、振動ビーム（第１ビーム）の両
側に設置された２個の第２ビームを備えることが望まし
い。第２ビームの湾曲強度は、振動ビームの湾曲強度よ
り大きい。
更に専門的には、センサーは湾曲して作用し、固定部マ
スと、可動部マスと、両端が、マス部にしっかりと締め
付けられた２個の振動ビーム、又はブレードからなる。
スと、可動部マスと、両端が、マス部にしっかりと締め
付けられた２個の振動ビーム、又はブレードからなる。
このようなセンサーは、可動マス部が、横加速度を受け
る時に、ビームに縦方向に働く圧縮力又は張力を受ける
条件下にあって、湾曲振動ビームの振動数の好感度性を
利用している。センサーを出た信号は、２個のビームの
作動振動数の関数であり、これを使って、飛行機のバン
キング値や、加速度値を地上の重力場と比較することで
、簡単に差し引くことができる。
る時に、ビームに縦方向に働く圧縮力又は張力を受ける
条件下にあって、湾曲振動ビームの振動数の好感度性を
利用している。センサーを出た信号は、２個のビームの
作動振動数の関数であり、これを使って、飛行機のバン
キング値や、加速度値を地上の重力場と比較することで
、簡単に差し引くことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の実施例の図であって、第１図は、湾曲
振動ビームのある加速度計センサーの本体の斜視図、第
２図は、第１図の側面図、第３図は、第１図のＩＩＩ−
ＩＩＩ線の断面図、第４図は、他の実施例の湾曲振動ビ
ームのある加速度計センサー本体の斜視図、第５図は、
第４図の湾曲振動ビームのある加速度計センサー本体の
正面図である。 ＣＡ ・ ・湾曲振動ビームのある加速度計セン サーの本体 ・固定マス部 ・可動マス部 ３゜ ２ ・第１湾曲振動ビーム （第１ビーム） １ ４□ ・第２湾曲ビーム （第２ビーム）
振動ビームのある加速度計センサーの本体の斜視図、第
２図は、第１図の側面図、第３図は、第１図のＩＩＩ−
ＩＩＩ線の断面図、第４図は、他の実施例の湾曲振動ビ
ームのある加速度計センサー本体の斜視図、第５図は、
第４図の湾曲振動ビームのある加速度計センサー本体の
正面図である。 ＣＡ ・ ・湾曲振動ビームのある加速度計セン サーの本体 ・固定マス部 ・可動マス部 ３゜ ２ ・第１湾曲振動ビーム （第１ビーム） １ ４□ ・第２湾曲ビーム （第２ビーム）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）固定マス部と、可動マス部と、両端がマス部とそ
れぞれ一体となった２個の湾曲振動ビームとからなり、
前記マス部と、前記ビームは、均一な厚さの同一素材の
プレートで加工された単一部品を構成することを特徴と
する湾曲振動ビームのある加速度計センサー。 （２）前記マス部が、前記振動ビームが、延長する両端
で、その厚さで共通の中央面を持つ、請求項１に記載の
湾曲振動ビームのある加速度計センサ（３）前記ビーム
が、それぞれ前記マス部の２．５倍の厚さ間に含まれる
幅を有する請求項２に記載の湾曲振動ビームのある加速
度計センサー。 （４）前記ビームが、前記マス部の中央面に対し対角線
上の平面に位置する平行な縦軸を有する請求項２に記載
の湾曲振動ビームのある加速度計センサー。 （５）前記ビームは、同一のものである請求項１に記載
の湾曲振動ビームのある加速度計センサー。 （６）前記ビームと前記固定部が、２対２の共通側面を
有する請求項１に記載の湾曲振動ビームのある加速度計
センサー。 （７）前期単一本体が、前記マス部と一体となった両端
を持つ２個の第二ビームで構成され、前記振動ビームの
両側に設置される請求項１に記載の湾曲振動ビームのあ
る加速度計センサー。 （８）前記第二ビームが、前記振動ビームよりも大きい
曲げ強度を持つ請求項１に記載の湾曲振動ビームのある
加速度計センサー。 （９）前記第二ビームの断面が、前記振動ビームの断面
よりも大きい請求項７に記載の湾曲振動ビームのある加
速度計センサー。 （１０）前記振動ビームが、互いに平行で、前記第二ビ
ームの主縦方向サイドに垂直な主縦方向サイドを有する
請求項７に記載の湾曲振動ビームのある加速度計センサ
ー。 （１１）前記第二ビームは、同一である請求項７に記載
の湾曲振動ビームのある加速度計センサー。 （１２）前記単一部品本体が、前記マス部と一体となっ
た両端を持ち、前記振動ビームの両側に設置され、前記
マス部の中央平面と一致する縦方向の同一中央面を有す
る２個の第二ビームで構成される請求項２に記載の湾曲
振動ビームのある加速度計センサー。 （１３）前記第二ビームは、前記マス部の半分の厚さ以
下に含まれる幅を有する請求項１２に記載の湾曲振動ビ
ームのある加速度計センサー。 （１４）前記固定部が、前記第二ビームと前記可動部の
縦方向のエッジに沿って、延長する補強材で構成される
請求項７に記載の湾曲振動ビームのある加速度計センサ
ー。 （１５）前記プレートの素材は、ピエゾ電気素材である
請求項１に記載の湾曲振動ビームのある加速度計センサ
ー。 （１６）前記単一部品本体が、前記プレートを化学加工
して得られる請求項１に記載の湾曲振動ビームのある加
速度計センサー。 （１７）基部に設置された固定マス部と、可動マス部と
、それぞれマス部と一体となった両端を有する２個の湾
曲振動ビームと、マス部と一体となり、前記振動ビーム
の両側に設置された両端を備え、前記振動ビームより大
きい曲げ強度を備える２個の第二ビームと前記振動ビー
ムと前記固定部の共面側で延長する２対の電極片と均一
な厚さの同一のピエゾ電気素材プレートで加工された単
一部品を構成する前記固定、可動マス部、前記振動、第
二ビームとからなる湾曲振動ビームのある加速度計セン
サー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8910662A FR2650895B1 (fr) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | Capteur accelerometrique a poutres vibrant en flexion |
| FR89/10662 | 1989-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384467A true JPH0384467A (ja) | 1991-04-10 |
Family
ID=9384569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208313A Pending JPH0384467A (ja) | 1989-08-08 | 1990-08-08 | 湾曲振動ビームのある加速度計センサー |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5170665A (ja) |
| EP (1) | EP0414588B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0384467A (ja) |
| CA (1) | CA2022745C (ja) |
| DE (1) | DE69000479T2 (ja) |
| ES (1) | ES2035728T3 (ja) |
| FR (1) | FR2650895B1 (ja) |
| GR (1) | GR3006345T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236899A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honeywell Internatl Inc | 振動環境における性能が改善された振動梁加速度計 |
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|---|---|---|---|---|
| FR2685964B1 (fr) * | 1992-01-06 | 1996-06-07 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Capteur accelerometrique miniature a lames vibrant en flexion. |
| FI920754A0 (fi) * | 1992-02-21 | 1992-02-21 | Novatron | Foerfarande foer att definiera laeget av ett laongstraeckt stycke. |
| JP3114006B2 (ja) * | 1994-08-29 | 2000-12-04 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 半導体装置、及び、その製造方法 |
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| JP2800112B2 (ja) * | 1996-02-28 | 1998-09-21 | 株式会社エスアイアイ・アールディセンター | 半導体装置 |
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| US6826960B2 (en) | 2002-08-07 | 2004-12-07 | Quartz Sensors, Inc. | Triaxial acceleration sensor |
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| CN100405011C (zh) * | 2007-07-09 | 2008-07-23 | 北京信息工程学院 | 新型压电石英水平姿态传感器 |
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| CN103760381A (zh) * | 2014-01-24 | 2014-04-30 | 东南大学 | 一种一体式的石英振梁加速度计 |
| CN108398575B (zh) * | 2018-03-19 | 2024-02-27 | 重庆科技学院 | 一种静电谐振式加速度计及加速度测量方法 |
| US11474126B2 (en) | 2020-03-05 | 2022-10-18 | Quartz Seismic Sensors, Inc. | High precision rotation sensor and method |
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| SU794546A1 (ru) * | 1978-03-31 | 1981-01-07 | Предприятие П/Я Х-5332 | Пьезоакселерометр с частотнымВыХОдОМ |
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-
1989
- 1989-08-08 FR FR8910662A patent/FR2650895B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-01 US US07/561,020 patent/US5170665A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-03 EP EP90402229A patent/EP0414588B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-03 ES ES199090402229T patent/ES2035728T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-03 DE DE9090402229T patent/DE69000479T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-07 CA CA002022745A patent/CA2022745C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-08 JP JP2208313A patent/JPH0384467A/ja active Pending
-
1992
- 1992-11-26 GR GR920402703T patent/GR3006345T3/el unknown
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|---|---|---|---|---|
| JP2009236899A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honeywell Internatl Inc | 振動環境における性能が改善された振動梁加速度計 |
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| CA2022745C (en) | 1994-11-08 |
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