JPH04309866A - 振動式加速度計 - Google Patents
振動式加速度計Info
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- JPH04309866A JPH04309866A JP3073058A JP7305891A JPH04309866A JP H04309866 A JPH04309866 A JP H04309866A JP 3073058 A JP3073058 A JP 3073058A JP 7305891 A JP7305891 A JP 7305891A JP H04309866 A JPH04309866 A JP H04309866A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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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
- G01P15/097—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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Gyroscopes (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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、慣性空間における物
体の加速度を検出する加速度計のうち、特にその検出の
ために振動子を用いる振動式加速度計に関する。
体の加速度を検出する加速度計のうち、特にその検出の
ために振動子を用いる振動式加速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動式加速度計を図３に示す。固
定部１１に振子１２の一端が片持状に保持され、その振
子１２の支持端近傍が薄肉ヒンジ１４とされ、その薄肉
ヒンジ１４により振子１２が回動自在とされ、そこに回
転軸１３（紙面に垂直）が設けられたと等価な状態とさ
れている。振子１２の他端の自由端部には、振子１２及
び回転軸１３とほぼ垂直に両側に延長された１対の水晶
振動子１５、１６の各一端が固定されている。水晶振動
子１５、１６の各他端は固定部１１に固定されている。 水晶振動子１５、１６は、各々前記延長方向のスリット
１７を有し、それぞれその固有周波数で励振されている
。
定部１１に振子１２の一端が片持状に保持され、その振
子１２の支持端近傍が薄肉ヒンジ１４とされ、その薄肉
ヒンジ１４により振子１２が回動自在とされ、そこに回
転軸１３（紙面に垂直）が設けられたと等価な状態とさ
れている。振子１２の他端の自由端部には、振子１２及
び回転軸１３とほぼ垂直に両側に延長された１対の水晶
振動子１５、１６の各一端が固定されている。水晶振動
子１５、１６の各他端は固定部１１に固定されている。 水晶振動子１５、１６は、各々前記延長方向のスリット
１７を有し、それぞれその固有周波数で励振されている
。
【０００３】このような従来の振動式加速度計による加
速度の検出は次のようになされる。即ち、振子１２を支
持している固定部１１に振子１２の延長方向及び回転軸
１３の両者に直角な方向、つまり振動子１５、１６の延
長方向の加速度α（図では例えば上向き）１８が加わる
と、振子１２は加速度αと逆向きの慣性反作用（図では
下向き）を受け、振子１２にはαと逆向きでαに比例す
る大きさの力が加わり振子１２が回転軸１３を中心に図
では時計方向に回動しようとして、一方の（上側の）振
動子１５は引張力を受け、他方の（下側の）振動子１６
は圧縮力を受ける。すると振動子１５、１６の長さが、
一方は長く、他方は短かくなり、これに対応して振動子
１５、１６の各固有周波数が一方は低くなり他方は高く
なり、差動的に変化する。従ってその変化の大きさを検
出して入力加速度αの大きさ及び方向を検知できる。
速度の検出は次のようになされる。即ち、振子１２を支
持している固定部１１に振子１２の延長方向及び回転軸
１３の両者に直角な方向、つまり振動子１５、１６の延
長方向の加速度α（図では例えば上向き）１８が加わる
と、振子１２は加速度αと逆向きの慣性反作用（図では
下向き）を受け、振子１２にはαと逆向きでαに比例す
る大きさの力が加わり振子１２が回転軸１３を中心に図
では時計方向に回動しようとして、一方の（上側の）振
動子１５は引張力を受け、他方の（下側の）振動子１６
は圧縮力を受ける。すると振動子１５、１６の長さが、
一方は長く、他方は短かくなり、これに対応して振動子
１５、１６の各固有周波数が一方は低くなり他方は高く
なり、差動的に変化する。従ってその変化の大きさを検
出して入力加速度αの大きさ及び方向を検知できる。
【０００４】ここで振動子を２つ用いることにより検出
感度を向上でき、かつ、温度変動などによる振動子の固
有周波数のずれを打消し、影響を受けないようにするこ
とができる。
感度を向上でき、かつ、温度変動などによる振動子の固
有周波数のずれを打消し、影響を受けないようにするこ
とができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
従来の振動式加速度計では、振子１２の自由端部の両側
にこれと垂直に一対の振動子１５、１６が固定されるの
で、この加速度計の振動子延長方向の長さが２本の振動
子分の長さとなり、小型化が難しい。また、これら２つ
の振動子１５、１６は振子１２を挟んで近接しているの
で、双方の振動子の振動が干渉し合って加速度計の特性
を低下させる。
従来の振動式加速度計では、振子１２の自由端部の両側
にこれと垂直に一対の振動子１５、１６が固定されるの
で、この加速度計の振動子延長方向の長さが２本の振動
子分の長さとなり、小型化が難しい。また、これら２つ
の振動子１５、１６は振子１２を挟んで近接しているの
で、双方の振動子の振動が干渉し合って加速度計の特性
を低下させる。
【０００６】この発明は上記課題を解決し、小型化が可
能で、２つの振動子の振動の干渉を少なくして特性を向
上させた振動式加速度計を提供することを目的とする。
能で、２つの振動子の振動の干渉を少なくして特性を向
上させた振動式加速度計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の振動式加速度計では、振子の回転軸は振子の中
心付近に設けられ、この回転軸によって振子は固定部に
保持され、振子の重心はその回転軸に対して一方側にず
らされている。振子にはその回転軸の両側部と上記固定
部との間に、それぞれ、振子及びその回転軸とほぼ垂直
に、同一側に延長して、振動子が取付けられる。
の発明の振動式加速度計では、振子の回転軸は振子の中
心付近に設けられ、この回転軸によって振子は固定部に
保持され、振子の重心はその回転軸に対して一方側にず
らされている。振子にはその回転軸の両側部と上記固定
部との間に、それぞれ、振子及びその回転軸とほぼ垂直
に、同一側に延長して、振動子が取付けられる。
【０００８】
【作用】このように構成された振動式加速度計において
、固定部に対して振子及び回転軸の両者と直角な方向、
つまり振動子の延長方向の加速度が印加されると、振子
にはその加速度と反対方向の慣性反作用が働き、振子の
重心がその回転軸の一方側にずらされているから、その
一方側の振子部分の方が他方側よりも大きな力を受け、
振子は回転軸の回りに回転変位しようとする。この結果
一方の振動子は引張られ、他方の振動子は圧縮され、そ
の固有周波数が一方は低くなり他方は高くなり、この差
動的変化を検出することにより、入力加速度の大きさ及
び方向を検知することができる。
、固定部に対して振子及び回転軸の両者と直角な方向、
つまり振動子の延長方向の加速度が印加されると、振子
にはその加速度と反対方向の慣性反作用が働き、振子の
重心がその回転軸の一方側にずらされているから、その
一方側の振子部分の方が他方側よりも大きな力を受け、
振子は回転軸の回りに回転変位しようとする。この結果
一方の振動子は引張られ、他方の振動子は圧縮され、そ
の固有周波数が一方は低くなり他方は高くなり、この差
動的変化を検出することにより、入力加速度の大きさ及
び方向を検知することができる。
【０００９】
【実施例】図１にこの発明の振動式加速度計の実施例を
示し、図２にそれを図３と対照させて示した説明図を示
す。振子１２がその中心付近に設けた回転軸１３により
回動自在に固定部１１に保持される。固定部１１はこの
例では方形枠体で構成された場合で枠体１１の内側の空
所に振子１２がその枠体１１とほぼ同一面内で配置され
る。振子１２は枠体１１よりもひとまわり小さい矩形板
状をなし、振子１２の各辺が枠体１１の４辺と各々ほぼ
平行とされている。枠体１１の両長辺の内面中心付近に
支持部１１ａ、１１ｂが一体に突出され、また振子１２
の両長辺の中心から同一側にずらされた位置からも各々
外方に支持部１２ａ、１２ｂが一体に突出される。これ
ら対向する支持部１１ａ、１２ａ間、１１ｂ、１２ｂ間
がそれぞれ薄肉ヒンジ１４ａ、１４ｂで一体に連結され
る。薄肉ヒンジ１４ａ、１４ｂの各回動軸心は、振子１
２の長手方向と直角な同一の直線上にあり、薄肉ヒンジ
１４ａ、１４ｂが回転軸１３を構成している。このよう
にして振子１２が、枠体１１に対して、回転軸１３によ
り回動自在に保持される。
示し、図２にそれを図３と対照させて示した説明図を示
す。振子１２がその中心付近に設けた回転軸１３により
回動自在に固定部１１に保持される。固定部１１はこの
例では方形枠体で構成された場合で枠体１１の内側の空
所に振子１２がその枠体１１とほぼ同一面内で配置され
る。振子１２は枠体１１よりもひとまわり小さい矩形板
状をなし、振子１２の各辺が枠体１１の４辺と各々ほぼ
平行とされている。枠体１１の両長辺の内面中心付近に
支持部１１ａ、１１ｂが一体に突出され、また振子１２
の両長辺の中心から同一側にずらされた位置からも各々
外方に支持部１２ａ、１２ｂが一体に突出される。これ
ら対向する支持部１１ａ、１２ａ間、１１ｂ、１２ｂ間
がそれぞれ薄肉ヒンジ１４ａ、１４ｂで一体に連結され
る。薄肉ヒンジ１４ａ、１４ｂの各回動軸心は、振子１
２の長手方向と直角な同一の直線上にあり、薄肉ヒンジ
１４ａ、１４ｂが回転軸１３を構成している。このよう
にして振子１２が、枠体１１に対して、回転軸１３によ
り回動自在に保持される。
【００１０】振子１２の重心Ｇは回転軸１３に対して一
方側（図１では手前側）にずらされる。即ち、この例で
は振子１２を厚み均一の矩形状として回転軸１３の両側
の質量を等しくし、回転軸１３の一方側の部分に支持部
１２ａ、１２ｂを付属させたことにより、その分だけ質
量を他方側より大きくさせて、重心Ｇを回転軸１３の一
方側にずらしている。
方側（図１では手前側）にずらされる。即ち、この例で
は振子１２を厚み均一の矩形状として回転軸１３の両側
の質量を等しくし、回転軸１３の一方側の部分に支持部
１２ａ、１２ｂを付属させたことにより、その分だけ質
量を他方側より大きくさせて、重心Ｇを回転軸１３の一
方側にずらしている。
【００１１】振子１２の回転軸１３の両側部と固定部１
１との間に、それぞれ振動子１５、１６が取付けられる
。ここで、振動子１５、１６は、振子１２とほぼ垂直か
つ回転軸１３とほぼ垂直に、しかも振子１２の同一側に
延長して取付けられる。この例では振子１２の両端面の
中心部に振動子１５、１６の各一体が固定され、これら
振動子１５、１６は枠体１１の枠面に対し、同一側に突
出され、これら振動子１５、１６とそれぞれ対向して、
枠体１１の短辺に一対の腕部１１ｃ、１１ｄが一体に形
成される。腕部１１ｃ、１１ｄは先端部が互いに内側へ
折れ曲がり、その折れ曲り端面にそれぞれ振動子１５、
１６の他端が取付けられる。
１との間に、それぞれ振動子１５、１６が取付けられる
。ここで、振動子１５、１６は、振子１２とほぼ垂直か
つ回転軸１３とほぼ垂直に、しかも振子１２の同一側に
延長して取付けられる。この例では振子１２の両端面の
中心部に振動子１５、１６の各一体が固定され、これら
振動子１５、１６は枠体１１の枠面に対し、同一側に突
出され、これら振動子１５、１６とそれぞれ対向して、
枠体１１の短辺に一対の腕部１１ｃ、１１ｄが一体に形
成される。腕部１１ｃ、１１ｄは先端部が互いに内側へ
折れ曲がり、その折れ曲り端面にそれぞれ振動子１５、
１６の他端が取付けられる。
【００１２】振動子１５、１６は従来のものでよい。即
ち、それらは例えば水晶振動子であり、その延長方向に
沿ってスリット１７が形成されている。振動子１５、１
６を同形同寸、同材質とすることが好ましい。振動子１
５、１６は図示していない励振手段によりそれぞれの固
有周波数で励振している。また図に示していないが加速
度印加により固有周波数が変化したときにそれを検出で
きるように、固有振動周波数検出手段が設けられている
。
ち、それらは例えば水晶振動子であり、その延長方向に
沿ってスリット１７が形成されている。振動子１５、１
６を同形同寸、同材質とすることが好ましい。振動子１
５、１６は図示していない励振手段によりそれぞれの固
有周波数で励振している。また図に示していないが加速
度印加により固有周波数が変化したときにそれを検出で
きるように、固有振動周波数検出手段が設けられている
。
【００１３】この構成において、枠体１１にその枠面と
直角な加速度αが入力されると、その反作用で振子１２
が加速度αと反対方向に枠体１１に対し、移動しようと
し、振子１２の重心が回転軸１３に対してずれているた
め、振子１２が回転軸１３を中心に回動するように作用
し、つまり重心のある側が加速度αと反対方向に、重心
のない側が加速度αと同一方向に回動しようとし、この
例では一方の振動子１５が伸び、他方の振動子１６が縮
むように作用する。よってこれら振動子１５、１６の固
有振動周波数の差を検出することにより、入力加速度α
の大きさと方向とを検出することができる。
直角な加速度αが入力されると、その反作用で振子１２
が加速度αと反対方向に枠体１１に対し、移動しようと
し、振子１２の重心が回転軸１３に対してずれているた
め、振子１２が回転軸１３を中心に回動するように作用
し、つまり重心のある側が加速度αと反対方向に、重心
のない側が加速度αと同一方向に回動しようとし、この
例では一方の振動子１５が伸び、他方の振動子１６が縮
むように作用する。よってこれら振動子１５、１６の固
有振動周波数の差を検出することにより、入力加速度α
の大きさと方向とを検出することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明の振動式加速
度計では、２つの振動子は振子の同一側に取付けられる
から、加速度計の振動子延長方向寸法を１つの振動子の
長さ分に近ずけることができ、この方向の寸法を従来の
ものの約２分の１近くとすることが可能になる。また振
動子１５、１６は、振子の両端部の近くに取付けられ、
互いにかなり離れているため、両振動子の振動は相互干
渉が少なく、干渉による加速度計の特性低下が防止され
、それだけ従来のものより特性が向上する。
度計では、２つの振動子は振子の同一側に取付けられる
から、加速度計の振動子延長方向寸法を１つの振動子の
長さ分に近ずけることができ、この方向の寸法を従来の
ものの約２分の１近くとすることが可能になる。また振
動子１５、１６は、振子の両端部の近くに取付けられ、
互いにかなり離れているため、両振動子の振動は相互干
渉が少なく、干渉による加速度計の特性低下が防止され
、それだけ従来のものより特性が向上する。
【図１】この発明の振動式加速度計の実施例を示す斜視
図。
図。
【図２】図１の振動式加速度計の原理図。
【図３】従来の振動式加速度計を示す原理図。
Claims (1)
- 【請求項１】 振子の中心付近に設けた回転軸により
回動自在にその振子が固定部に保持され、その振子はそ
の重心が上記回転軸に対して一方にずらされており、上
記振子の上記回転軸の両側と上記固定部との間に、それ
ぞれ、その振子及びその回転軸とほぼ垂直にその振子の
同一側に延長された振動子が取付けられている振動式加
速度計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073058A JPH04309866A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 振動式加速度計 |
| CA002064923A CA2064923A1 (en) | 1991-04-05 | 1992-04-02 | Oscillator supporting structure for an oscillating type accelerometer |
| EP92105823A EP0507338A1 (en) | 1991-04-05 | 1992-04-03 | Support structure for an accelerometer of the oscillating type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073058A JPH04309866A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 振動式加速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04309866A true JPH04309866A (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=13507382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3073058A Withdrawn JPH04309866A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 振動式加速度計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0507338A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04309866A (ja) |
| CA (1) | CA2064923A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022445A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-23 | Yoshiro Tomikawa | 運動センサ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69509312T2 (de) * | 1994-06-29 | 1999-11-04 | New Sd Inc | Beschleunigungsmesser sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| WO2002057799A2 (en) * | 2001-01-17 | 2002-07-25 | Honeywell International Inc. | Accelerometer whose seismic mass is shaped as whiffletree |
| FR2874257B1 (fr) * | 2004-08-13 | 2006-10-13 | Commissariat Energie Atomique | Micro gyrometre a detection frenquentielle |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4699006A (en) * | 1984-03-19 | 1987-10-13 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Vibratory digital integrating accelerometer |
| US4736629A (en) * | 1985-12-20 | 1988-04-12 | Silicon Designs, Inc. | Micro-miniature accelerometer |
| US4881408A (en) * | 1989-02-16 | 1989-11-21 | Sundstrand Data Control, Inc. | Low profile accelerometer |
| US5005413A (en) * | 1989-02-27 | 1991-04-09 | Sundstrand Data Control, Inc. | Accelerometer with coplanar push-pull force transducers |
| US4879914A (en) * | 1989-02-27 | 1989-11-14 | Sundstrand Data Control, Inc. | Unitary push-pull force transducer |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP3073058A patent/JPH04309866A/ja not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-04-02 CA CA002064923A patent/CA2064923A1/en not_active Abandoned
- 1992-04-03 EP EP92105823A patent/EP0507338A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022445A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-23 | Yoshiro Tomikawa | 運動センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2064923A1 (en) | 1992-10-06 |
| EP0507338A1 (en) | 1992-10-07 |
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