JPH0432777A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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JPH0432777A
JPH0432777A JP14074590A JP14074590A JPH0432777A JP H0432777 A JPH0432777 A JP H0432777A JP 14074590 A JP14074590 A JP 14074590A JP 14074590 A JP14074590 A JP 14074590A JP H0432777 A JPH0432777 A JP H0432777A
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electrode
fixed
pair
neutral point
acceleration sensor
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Atsushi Komura
小村 敦
Masaaki Takagi
正明 高木
Shigekazu Nakamura
中村 繁和
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Abstract

PURPOSE:To stably adjust the balance of neutral-point capacity by composing at least one fixed electrode of a conductive pattern which is formed on a fixed substrate and adjustable in electrode area. CONSTITUTION:A couple of fixed substrates 1 and 2 are arranged opposite each other across a specific gap, one fixed electrode is formed on the internal surface of the upper substrate 1, and the other fixed electrode is formed on the internal surface of the lower substrate 2. A conductive plate member 3 is interposed between the couple of fixed electrodes and has a center part and a peripheral part which is coupled flexibly with the center part to constitute a movable electrode. Each fixed electrode is formed at the peripheral part of the internal surface of each fixed substrate opposite the movable electrode. Then at least one fixed electrode is composed of the conductive pattern which is formed on the fixed substrate and adjustable in electrode area so that a couple of neutral point capacity values are balanced with each other. This adjustment is made by what is called a trimming system, so the neutral point capacity values can be balanced after adjusting operation is repeated plural times.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は数10Hz以下の帯域における数G以下の低加
速度を精度良く検出する為の静電容量型加速度センサに
関する。この種の加速度センサは例えば自動車等に搭載
され駆動機構若しくは制動機構の自動制御に利用される
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a capacitive acceleration sensor for accurately detecting low accelerations of several G or less in a frequency band of several tens of Hz or less. This type of acceleration sensor is mounted on, for example, an automobile and used for automatic control of a drive mechanism or a braking mechanism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

静電容量検出型加速度センサは、一般に所定の間隙を介
して対向配置された一対の固定電極と、該一対の固定電
極の間で中立し且つ各固定電極に対向して配置される可
動電極とから構成される装る。この可動電極はその表面
及び裏面に対して各々対応する固定電極の電極面積に応
じた一対の中立点容量を形成するとともに、外部加速度
に応答して中立点から固定電極方向に変位する。この変
位に応じて一対の中立点容量の均衡が崩れ外部加速度を
検出する様になっている。
A capacitance detection type acceleration sensor generally includes a pair of fixed electrodes that are arranged opposite to each other with a predetermined gap therebetween, and a movable electrode that is neutral between the pair of fixed electrodes and is arranged opposite to each fixed electrode. A guise consisting of. This movable electrode forms a pair of neutral point capacitances on its front and back surfaces, each corresponding to the electrode area of the corresponding fixed electrode, and is displaced from the neutral point toward the fixed electrode in response to external acceleration. In response to this displacement, the balance between the pair of neutral point capacitances is disrupted and external acceleration is detected.

かかる構成を有する加速度センサは一般に積層構造を有
している。第6図に従来の積層構造を示す。積層構造の
最上部には上側の固定基板44が配置されており、最下
部には下側の固定基板52が配置されている。図示する
様に、下側固定基板52の表面周辺部には層間接続用の
電気パタン52が形成されており、その中央部には分離
体56によって分離された下側固定電極58が形成され
ている。図示しないか、同様に上側固定基板44の中央
部にも上側固定電極が形成されている。積層構造の中間
には導電性板部材48か配置されている。この導電性板
部材48は支持固定部を形成する周辺部6Bと可動型1
464を構成する中央部とから構成されている。
Acceleration sensors having such a configuration generally have a laminated structure. FIG. 6 shows a conventional laminated structure. An upper fixed substrate 44 is placed at the top of the laminated structure, and a lower fixed substrate 52 is placed at the bottom. As shown in the figure, an electrical pattern 52 for interlayer connection is formed around the surface of the lower fixed substrate 52, and a lower fixed electrode 58 separated by a separator 56 is formed in the center thereof. There is. Although not shown, an upper fixed electrode is similarly formed at the center of the upper fixed substrate 44. A conductive plate member 48 is arranged in the middle of the laminated structure. This conductive plate member 48 is connected to a peripheral portion 6B forming a supporting fixed portion and a movable mold 1.
464.

中央部の可動電極64は3個の板バネ片63を介して周
辺部66により可撓的に支持されている。従って、可動
電極64は外部の加速度に応答して積層構造の厚み方向
に変位する事か可能である。周辺部66は一対のスペー
サ46及び50によって上下から挟持され一対の固定基
板44及び52の間で支持固定される。
The central movable electrode 64 is flexibly supported by the peripheral portion 66 via three leaf spring pieces 63. Therefore, the movable electrode 64 can be displaced in the thickness direction of the laminated structure in response to external acceleration. The peripheral portion 66 is sandwiched from above and below by a pair of spacers 46 and 50, and is supported and fixed between a pair of fixed substrates 44 and 52.

各スペーサの中央部には可動電極64の変位空間を形成
する為の開口か設けられている。
An opening for forming a displacement space for the movable electrode 64 is provided in the center of each spacer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

第6図に示す従来例において上側固定電極と可動電極6
4は第1の可変容量を形成する。
In the conventional example shown in FIG. 6, the upper fixed electrode and the movable electrode 6
4 forms a first variable capacitor.

可動電極64が中立点にある場合の中立点容量は側固定
電極の面積、dlは中立点にある可動電極64と上側固
定電極の間の距離及びεは媒質空気の誘電率である。他
方、下側固定電極58と可動電極64は第2の可変容量
を形成する。その中立点容量はC2−ε    て表わ
される。たたし、S2は下側固定電極58の面積及びd
2は中立点にある可動電極64と下側固定電極58の間
の距離である。
The neutral point capacitance when the movable electrode 64 is at the neutral point is the area of the side fixed electrode, dl is the distance between the movable electrode 64 at the neutral point and the upper fixed electrode, and ε is the dielectric constant of the medium air. On the other hand, the lower fixed electrode 58 and the movable electrode 64 form a second variable capacitor. Its neutral point capacitance is expressed as C2-ε. However, S2 is the area of the lower fixed electrode 58 and d
2 is the distance between the movable electrode 64 and the lower fixed electrode 58 at the neutral point.

一般に、電極間距離d1及びd2は数10μmに設定さ
れるが、スペーサの厚みの精度や可動電極及び固定電極
の平坦性に敷部程度のバラツキがあるので、中立点容1
Thc1及びC2はそれぞれ数%ないし10数%の範囲
で設定値から実際には変動する。
Generally, the distances d1 and d2 between the electrodes are set to several tens of μm, but since there are variations in the accuracy of the spacer thickness and the flatness of the movable and fixed electrodes, the neutral point volume 1
Thc1 and C2 actually fluctuate from their set values within a range of several percent to ten-odd percent, respectively.

従って、何らの調整手段を講じない場合には、個々の加
速度センサにおいて一対の中立点容量の均衡を保つ事は
極めて困難である。従って、従来においては上述した変
動を除き中立点容量のバランスを維持する為に電気回路
的な処理が施されていた。即ち中立点容量の差を打消す
様に電気的なオフセットを与えて調整していた。しがし
ながら、電気的な調整では使用温度範囲の全域に渡って
中立点容量のアンバランスを除く事が困難であり温度変
化に基づく誘電率εの変動や電気回路の温度ドリフト等
による誤差を含めて調整する事が極めて困難であるとい
う問題点があった。又、電気回路的な調整では加速度検
出特性の直線性を全出力範囲に渡って維持する事が難し
いという問題点もあった。
Therefore, if no adjustment means are taken, it is extremely difficult to maintain a balance between the pair of neutral point capacitances in each acceleration sensor. Therefore, conventionally, electric circuit processing has been performed in order to eliminate the above-mentioned fluctuations and maintain the balance of the neutral point capacitance. That is, adjustments were made by applying an electrical offset to cancel out the difference in neutral point capacitance. However, with electrical adjustment, it is difficult to eliminate the unbalance of the neutral point capacitance over the entire operating temperature range, and errors due to fluctuations in the dielectric constant ε due to temperature changes, temperature drift of the electric circuit, etc. There was a problem in that it was extremely difficult to make adjustments including this. Another problem is that it is difficult to maintain the linearity of the acceleration detection characteristics over the entire output range by adjusting the electrical circuit.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

上述した従来の問題点に鑑み、本発明は安定した中立点
容量のバランス調整を行なう事ができる構造を有する静
電容量検出型加速度センサを提供する事を目的とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a capacitance detection type acceleration sensor having a structure capable of stably adjusting the balance of the neutral point capacitance.

かかる目的を達成する為に、本発明による加速度センサ
はその基本的構成要素古して所定の間隙を介して対向配
置された一対の固定電極と、該一対の固定電極の間で中
立配置された可動電極とから構成されている。この可動
電極は各固定電極に対向して各電極面積に応した一対の
中立点容量を形成するとともに外部加速度に応答して中
立点から変位する様機能する。本発明の特徴的構成要件
として、少くとも一方の固定電極は固定基板の上に形成
された電極面積調整「】J能な導電性パタンから構成さ
れている。そして、該電極面積は一対の中立点容量か互
いに均衡する様に調整設定する事か可能である。
In order to achieve this object, the acceleration sensor according to the present invention has two basic components: a pair of fixed electrodes facing each other with a predetermined gap therebetween; and a sensor disposed neutrally between the pair of fixed electrodes. It consists of a movable electrode. This movable electrode forms a pair of neutral point capacitances corresponding to the area of each electrode in opposition to each fixed electrode, and functions to be displaced from the neutral point in response to external acceleration. As a characteristic feature of the present invention, at least one of the fixed electrodes is composed of a conductive pattern formed on a fixed substrate and capable of adjusting the electrode area. It is possible to adjust and set the point capacitances so that they are balanced with each other.

好ましくは該導電性パタンは一定の電極面積を有する主
パタン部と、該主パタン部に対して選択的に切断aT能
な分割パタン部とから構成される装る。
Preferably, the conductive pattern is composed of a main pattern portion having a constant electrode area and a divided pattern portion that can be selectively cut at the main pattern portion.

さらに好ましくは、一対の固定電極の間に介在する導電
性板部材が具備されている。この導電性板部材は一対の
固定電極の間に固定支持される中央部と、該中央部に対
して可撓的に連結し可動電極を構成する周辺部とを有し
ている。加えて、各固定電極は可動電極に対向して対応
する固定基板の周辺部に形成されている。
More preferably, a conductive plate member interposed between the pair of fixed electrodes is provided. This conductive plate member has a central portion that is fixedly supported between a pair of fixed electrodes, and a peripheral portion that is flexibly connected to the central portion and constitutes a movable electrode. In addition, each fixed electrode is formed on the periphery of the corresponding fixed substrate, facing the movable electrode.

〔作  用〕[For production]

本発明によれば、少くとも一方の固定電極は固定基板の
上に形成された電極面積調整可能な導電性パタンから構
成されている。その電極面積は一対の中立点容量か互い
に均衡する様に調整可能である。即ち、加速度センサを
組立てた後、外部加速度か印加されていない状態で、先
ず一方の固定された値を有する中立点容量を測定する。
According to the present invention, at least one fixed electrode is composed of a conductive pattern formed on a fixed substrate and whose electrode area can be adjusted. The electrode area can be adjusted to balance the pair of neutral point capacitances with each other. That is, after assembling the acceleration sensor, one of the neutral point capacitances having a fixed value is first measured in a state where no external acceleration is applied.

次に、他の中立点容量を測定する。測定された数値の差
に基づいて該導電性パタンの電極面積を調整する。
Next, measure the other neutral point capacitances. The electrode area of the conductive pattern is adjusted based on the difference in the measured values.

この調整は所謂トリミング方式により行なわれるので数
回の調整作業を繰返した後中立点容量のバランスをとる
事ができる。例えば、該導電性パタンは一定の電極面積
を有する主パタン部と、該主パタン部に対して選択的に
切断可能な複数の細分化された分割パタン部とから構成
されており、一対の中立点容量の差に応じて個々の分割
パタンを切断すれば良い。ところで、静電容量は電極面
積の減少に比例して小さくなる。従って、該導電性パタ
ンの全電極面積は、対向する他の固定電極の面積よりも
予め大きく設定しておき、調整前の段階においては、常
に対向する他の固定電極によって形成される中立点容量
より大きくする事により確実な調整作業を行なう事がで
きる。
Since this adjustment is performed by a so-called trimming method, the neutral point capacitance can be balanced after repeating the adjustment several times. For example, the conductive pattern is composed of a main pattern portion having a fixed electrode area, a plurality of subdivided pattern portions that can be selectively cut from the main pattern portion, and a pair of neutral pattern portions. It is sufficient to cut each division pattern according to the difference in point capacitance. Incidentally, the capacitance decreases in proportion to the decrease in electrode area. Therefore, the total electrode area of the conductive pattern is set in advance to be larger than the area of other opposing fixed electrodes, and the neutral point capacitance formed by the other opposing fixed electrodes is always set before adjustment. By making the size larger, reliable adjustment work can be performed.

本発明の実施態様によれば、一対の固定電極の間に介在
する導電性板部材か具備されている。該導電性板部材の
中央部は一対の固定基板によって支持固定されており、
その周辺部は該中央部に対して可撓的に連結され可動電
極を構成している。
According to an embodiment of the present invention, a conductive plate member interposed between a pair of fixed electrodes is provided. A central portion of the conductive plate member is supported and fixed by a pair of fixed substrates,
The peripheral portion is flexibly connected to the central portion to constitute a movable electrode.

即ち、可動電極は中央部によって自由端支持されている
ので、熱膨張等によって生ずる中央部の歪みの影響を殆
ど受けない。従って、可動電極に熱的な反りか生じない
ので中立点の変動は小さい。
That is, since the free end of the movable electrode is supported by the central portion, it is hardly affected by distortions in the central portion caused by thermal expansion or the like. Therefore, since only thermal warping occurs in the movable electrode, fluctuations in the neutral point are small.

従って、調整作業も効率化される。これに対して、第6
図に示す従来構造においては、可動電極が導電性板部材
の中央部分によって構成されており、周辺部分によって
可撓的に支持されている構造であるので周辺部分に生ず
る歪みの影響を受は易く応力変形を生じ中立点が大きく
変動する。従って、調整作業自体も大幅なものとならざ
るを得ない。
Therefore, the adjustment work is also made more efficient. On the other hand, the sixth
In the conventional structure shown in the figure, the movable electrode is constituted by the central part of the conductive plate member and is flexibly supported by the peripheral part, so it is easily affected by distortion occurring in the peripheral part. Stress deformation occurs and the neutral point fluctuates greatly. Therefore, the adjustment work itself must be extensive.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明
する。第1図は本発明にががる静電容量検出型加速度セ
ンサの構造を示す模式的一部破断断面図である。図示す
る様に、本加速度センサは所定の間隙を介して対向配置
された一対の固定基板1及び2を有する。上側固定基板
1の内表面には一方の固定電極が形成されており、同様
に下側固定基板2の内表面にも固定電極が形成されてい
る。かかる一対の固定電極の間には導電性板部材3が介
在している。該導電性板部材3は一対の固定基板1及び
2の間で支持固定される中央部と、該中央部に対して可
撓的に連結し可動電極を構成する周辺部とを有している
。又、前述した各固定電極は該可動電極に対向して各固
定基板内表面の周辺部に形成されている。かかる構造に
より、可動電極は一対の固定電極の間で中立し且つ各固
定電極に対向して各電極面積に応じた一対の中立点容量
を形成する。さらに、外部加速度に応答して中立点から
変位し静電容量変化に基づく外部加速度検出を行なう。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic partially cutaway sectional view showing the structure of a capacitance detection type acceleration sensor according to the present invention. As shown in the figure, this acceleration sensor has a pair of fixed substrates 1 and 2 that are placed opposite to each other with a predetermined gap in between. One fixed electrode is formed on the inner surface of the upper fixed substrate 1, and a fixed electrode is similarly formed on the inner surface of the lower fixed substrate 2. A conductive plate member 3 is interposed between the pair of fixed electrodes. The conductive plate member 3 has a central portion that is supported and fixed between a pair of fixed substrates 1 and 2, and a peripheral portion that is flexibly connected to the central portion and forms a movable electrode. . Further, each of the fixed electrodes described above is formed at the periphery of the inner surface of each fixed substrate, facing the movable electrode. With this structure, the movable electrode is neutral between the pair of fixed electrodes, and forms a pair of neutral point capacitors corresponding to the area of each electrode, facing each fixed electrode. Further, in response to external acceleration, it is displaced from the neutral point and external acceleration is detected based on a change in capacitance.

本実施例においては、導電性板部材3の中央部は一対の
導電性スペーサ4及び5により上下から挟持されている
。これらスペーサは導電性である為、可動電極を固定基
板側に導通させ電極取出しを行なう機能を有する。
In this embodiment, the center portion of the conductive plate member 3 is sandwiched between a pair of conductive spacers 4 and 5 from above and below. Since these spacers are conductive, they have the function of connecting the movable electrode to the fixed substrate side and taking out the electrode.

上述した上側固定基板1、スペーサ4、導電性板部材3
、スペーサ5及び下側固定基板2からなる積層構造は連
結基板6を介して回路基板7の上に搭載される。これら
積層構造は回路基板7に搭載されたままケース8の内部
に収納されカバー9によって略完全に覆われる。ケース
8及びカバー9は導電性材料からなり外部接地されてシ
−ルドを形成する。ケース8から突出した回路基板7の
端部には外部接続用の端子10が搭載されている。この
端子lOと固定電極及び可動電極との結線は各基板の表
面及び裏面に形成された金属パタン及びスルーホールを
介して層間面接触により行なわれる。
The above-described upper fixed substrate 1, spacer 4, and conductive plate member 3
, a laminated structure consisting of the spacer 5 and the lower fixed substrate 2 is mounted on the circuit board 7 via the connection substrate 6. These laminated structures are housed inside the case 8 while being mounted on the circuit board 7 and are almost completely covered by the cover 9. The case 8 and cover 9 are made of conductive material and are externally grounded to form a shield. A terminal 10 for external connection is mounted on the end of the circuit board 7 protruding from the case 8. The terminal IO is connected to the fixed electrode and the movable electrode by interlayer surface contact via metal patterns and through holes formed on the front and back surfaces of each substrate.

上述した積層構造はその中心部を貫通する結合ネジII
によって互いに結合され回路基板7ごとケース8に固着
される。結合ネジ11の頂部下面と上側固定基板1の上
面の間には板バネ12及びワ・ソシャ13が介在してお
り各層を互いに圧着している。
The above-mentioned laminated structure has a coupling screw II passing through its center.
are connected to each other and fixed together with the circuit board 7 to the case 8. A leaf spring 12 and a spring 13 are interposed between the lower surface of the top of the coupling screw 11 and the upper surface of the upper fixed substrate 1, and press each layer to each other.

又、上側固定基板1と下側固定基板2の間には複数の平
行ビン14が挿通しており、両基板1及び2の平行度を
保つ様にしている。
Further, a plurality of parallel pins 14 are inserted between the upper fixed board 1 and the lower fixed board 2 to maintain the parallelism of both boards 1 and 2.

次に第2図ないし第4図を参照して本加速度センサに用
いられる主要構成部品を詳細に説明する。第2図Aは上
側固定基板1の内表面即ち裏面を示す平面図である。基
板1の裏面には環状の固定電極15が形成されている。
Next, the main components used in this acceleration sensor will be explained in detail with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2A is a plan view showing the inner surface, that is, the back surface, of the upper fixed substrate 1. FIG. An annular fixed electrode 15 is formed on the back surface of the substrate 1 .

この固定電極15はトリミングにより電極面積:A整可
能な導電性1<タンから構成されている。即ち、導電性
パタンは一定の電極面積を有する主パタン部16と該主
パタン部16に対して選択的に切断可能な複数の分割パ
タン部17とからなる。個々の分割パタン部17はスル
ーホールを介して基板1の表面側に形成された共通パタ
ン18に連結している。そして、共通パタン18の一端
は逆にスルーホールを介して基板1の裏面側に形成され
ている主パタン部16に導通l、ている。
This fixed electrode 15 is made of conductive material whose electrode area: A can be adjusted by trimming. That is, the conductive pattern consists of a main pattern portion 16 having a constant electrode area and a plurality of divided pattern portions 17 that can be selectively cut from the main pattern portion 16. Each divided pattern portion 17 is connected to a common pattern 18 formed on the front surface side of the substrate 1 via a through hole. One end of the common pattern 18 is electrically connected to the main pattern portion 16 formed on the back side of the substrate 1 via a through hole.

従って、個々の分割パタン部17はレーザビーム照射等
により共通パタン18から選択的に切断する事が可能で
ある。この切断作業は上側固定基板1の表面側から行な
う事ができるので極めて作業性に優れている。基板1の
裏面中央部にはダミー電極19が形成されており、その
中心には結合ネジ11と螺合するネジ穴20が形成され
ている。又、基板1の四隅には平行ビン14を挿通ずる
為の4個の貫通孔21が形成されている。
Therefore, each divided pattern portion 17 can be selectively cut from the common pattern 18 by laser beam irradiation or the like. This cutting operation can be performed from the surface side of the upper fixed substrate 1, so that the workability is extremely excellent. A dummy electrode 19 is formed at the center of the back surface of the substrate 1, and a screw hole 20 into which the coupling screw 11 is screwed is formed at the center of the dummy electrode 19. Furthermore, four through holes 21 are formed at the four corners of the substrate 1, into which the parallel bottles 14 are inserted.

なお上述した実施例においては、分割パタン部17を選
択的に切断する事により固定電極面積の調整を行なって
いるがこれに限られるものではない。
In the above embodiment, the area of the fixed electrode is adjusted by selectively cutting the divided pattern portions 17, but the invention is not limited to this.

例えば、予め分離された複数の固定電極17を選択的に
主パタン部1Bに接続する事により調整作業を行なう構
造としても良い。
For example, a structure may be adopted in which adjustment work is performed by selectively connecting a plurality of fixed electrodes 17 separated in advance to the main pattern portion 1B.

第2図Bは下側固定基板の内表面を示す平面図である。FIG. 2B is a plan view showing the inner surface of the lower fixed substrate.

図示する様に、下側固定基板2の内表面周辺部には下側
固定電極22が形成されている。この下側固定電極22
の電極面積は予め前述した導電性パタン全電極面積に比
べて小さくなる様に設定している。例えば、本実施例に
おいては環状の下側固定電極22の内径が同じく環状形
状を有する上側固定電極15の内径よりも若干大きく設
定されている。作用の項で説明した様に、静電容量は電
極面積に比例しているので、本実施例においては上側固
定電極15によって形成される静電容量は下側固定電極
22によって形成される静電容量に比べて初期段階にお
いて常に大きく設定されている。それ故、各分割パタン
部17の選択的切断による静電容量調整を常に有効に行
なう事が可能となる。なお、下側固定基板2の内表面中
央部には接続電極23が形成されており、その中心には
結合ネジ11と螺合するネジ穴24が形成されている。
As shown in the figure, a lower fixed electrode 22 is formed around the inner surface of the lower fixed substrate 2. This lower fixed electrode 22
The electrode area is set in advance to be smaller than the total electrode area of the conductive pattern described above. For example, in this embodiment, the inner diameter of the annular lower fixed electrode 22 is set to be slightly larger than the inner diameter of the upper fixed electrode 15, which also has an annular shape. As explained in the operation section, capacitance is proportional to the electrode area, so in this example, the capacitance formed by the upper fixed electrode 15 is equal to the capacitance formed by the lower fixed electrode 22. It is always set large at the initial stage compared to the capacity. Therefore, it is possible to always effectively adjust the capacitance by selectively cutting each divided pattern portion 17. Note that a connection electrode 23 is formed at the center of the inner surface of the lower fixed substrate 2, and a screw hole 24 into which the coupling screw 11 is screwed is formed at the center of the connection electrode 23.

又、基板2の四隅には平行ビン14を係止する貫通孔2
5が形成されている。
In addition, there are through holes 2 at the four corners of the board 2 for locking the parallel bottles 14.
5 is formed.

第3図は導電性板部材3の平面形状を示す。該板部材3
はステンレススチール等の導電性弾性部材から構成され
ており、中央部26と環形状の周辺部27を有する。中
央部26の中心には開口28か形成されており、結合ネ
ジ11を挿通して一対の固定基板1及び2の間で固定さ
れる。周辺部27は板ノ1ネ片29により可撓的に支持
されており、可動電極を構成する。即ち、可動電極27
は中央部26により板バネ片29を介して自由端支持さ
れており外部加速度に応答して垂線方向に変位する。第
6図に示す従来構造と異なり、可動電極27は自由端支
持である為中央部26に生ずる熱的ストレス等による歪
みの影響を受ける事がなく反りが生じない上安定的に中
立点に保持される。従って、一対の中立点容量のバラン
スの調整も小さな範囲で済む。
FIG. 3 shows the planar shape of the conductive plate member 3. FIG. The plate member 3
is made of a conductive elastic member such as stainless steel, and has a central portion 26 and an annular peripheral portion 27. An opening 28 is formed in the center of the central portion 26, through which the coupling screw 11 is inserted and fixed between the pair of fixed substrates 1 and 2. The peripheral portion 27 is flexibly supported by a plate piece 29 and constitutes a movable electrode. That is, the movable electrode 27
is supported at its free end by the central portion 26 via a leaf spring piece 29, and is displaced in the perpendicular direction in response to external acceleration. Unlike the conventional structure shown in FIG. 6, the movable electrode 27 is supported at the free end, so it is not affected by distortion due to thermal stress etc. generated in the central portion 26, does not warp, and is stably held at the neutral point. be done. Therefore, adjustment of the balance between the pair of neutral point capacitances can be done within a small range.

第4図はスペーサ4の平面形状を示す。図示する様に、
スペーサ4は円板形状を何しその外径は第2図Bに示す
下側基板2の内表面に形成された接続電極23の外径に
略等しく、同様に第3図に示す導電性板部材3の中央部
26の外径とも略等しい。
FIG. 4 shows the planar shape of the spacer 4. As shown,
The spacer 4 has a disk shape, and its outer diameter is approximately equal to the outer diameter of the connection electrode 23 formed on the inner surface of the lower substrate 2 shown in FIG. The outer diameter of the central portion 26 of the member 3 is also approximately equal.

スペーサ5も同様の形状を有する。一対のスペーサ4及
び5は導電性板部材3の中央部26を両側から挟持する
とともに一対の固定基板1及び2によって固定される。
Spacer 5 also has a similar shape. The pair of spacers 4 and 5 sandwich the center portion 26 of the conductive plate member 3 from both sides and are fixed by the pair of fixed substrates 1 and 2.

特に、導電性板部材3の中央部26と下側固定基板の内
表面に形成された接続電極23は導電性のスペーサ5を
介して互いに導通がとられる。
In particular, the central portion 26 of the conductive plate member 3 and the connection electrode 23 formed on the inner surface of the lower fixed substrate are electrically connected to each other via the conductive spacer 5.

最後に第5図は本加速度センサの電気的結線を示す模式
的ブロック図である。図示する様に、破線で囲まれた部
分が加速度センサ本体を示し、破線から外にある部分が
外部駆動回路を示す。加速度センサ本体と外部駆動回路
は第1図に示す接続用端子10を介して互いに結線され
る。接続用端子10は実際には、出力端子OUT、第1
の入力端子INI、第2の入力端子IN2、及び一対の
接地端子GNDI、2とを有している。上側の固定電極
15は第コの入力端子INIに接続されており、下側の
固定電極22は第2の入力端子IN2に接続されており
、可動電極27は出力端子OUTに接続されている。又
、ケース8及びカバー9は一対の接地端子GND1及び
2を介して外部接地されている。
Finally, FIG. 5 is a schematic block diagram showing the electrical connections of this acceleration sensor. As shown in the figure, the portion surrounded by the broken line represents the acceleration sensor body, and the portion outside the broken line represents the external drive circuit. The acceleration sensor body and the external drive circuit are connected to each other via a connection terminal 10 shown in FIG. The connection terminal 10 is actually the output terminal OUT, the first
It has an input terminal INI, a second input terminal IN2, and a pair of ground terminals GNDI, 2. The upper fixed electrode 15 is connected to the input terminal INI, the lower fixed electrode 22 is connected to the second input terminal IN2, and the movable electrode 27 is connected to the output terminal OUT. Further, the case 8 and the cover 9 are externally grounded via a pair of ground terminals GND1 and GND2.

第5図を参照して先ず中立点容量調整作業を説明する。First, the neutral point capacity adjustment work will be explained with reference to FIG.

組立てた状態においては、通常、固定電極15と可動電
極27の間に形成される第1の中立点容量の方が、固定
電極22と可動電極27の間に形成される第2の中立点
容量に比べて大きい。初めに、無加速度状態において、
第2の入力端子IN2と出力端子OUTとの間の静電容
量を計測する。次に、第1の入力端子INIと共通の出
力端子OUTとの間の静電容量を計測する。その違いに
応じて、上側固定電極15の電極面積を調整し最終的に
画電極容量か均衡した時点で作業を終了する。
In the assembled state, the first neutral point capacitance formed between the fixed electrode 15 and the movable electrode 27 is usually larger than the second neutral point capacitance formed between the fixed electrode 22 and the movable electrode 27. larger than. First, in a no-acceleration state,
The capacitance between the second input terminal IN2 and the output terminal OUT is measured. Next, the capacitance between the first input terminal INI and the common output terminal OUT is measured. The electrode area of the upper fixed electrode 15 is adjusted according to the difference, and the work is finished when the picture electrode capacity is finally balanced.

次に、本加速度センサの動作を説明する。一対の入力端
子INI及びIN2の間には例えば交流電源30を用い
て互いに逆相で且つ等しい振幅を有するパルスを入力す
る。この時、可動電極27が中立点にあれば一対の容量
間に差がないので出力端子OUTには零レベルの電圧が
現われる。これに対して、外部加速度に応答して可動電
極27が変位した場合には一対の容量の均衡が崩れるの
で出力端子OUTには検出パルスが現われる。検出パル
スの位相は加速度の方向によって定まり且つ振幅は加速
度の大きさ即ち可動電極27の変位量によって定まる。
Next, the operation of this acceleration sensor will be explained. Pulses having mutually opposite phases and equal amplitude are input between the pair of input terminals INI and IN2 using, for example, an AC power supply 30. At this time, if the movable electrode 27 is at the neutral point, there is no difference between the pair of capacitances, so a zero level voltage appears at the output terminal OUT. On the other hand, if the movable electrode 27 is displaced in response to external acceleration, the pair of capacitances will be unbalanced, and a detection pulse will appear at the output terminal OUT. The phase of the detection pulse is determined by the direction of the acceleration, and the amplitude is determined by the magnitude of the acceleration, that is, the amount of displacement of the movable electrode 27.

かかる検出パルスを分析する事により外部加速度を測定
するものである。
External acceleration is measured by analyzing such detection pulses.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述した様に、本発明によれば少くとも一方の固定電極
は固定基板の上に形成された電極面積調整可能な導電性
パタンから構成されており、その電極面積は一対の中立
点容量が互いに均衡する様に調整可能となっている。か
かる構成により、静電容量検出型加速度センサはその動
作中立点を安定的に設定する事が可能となり温度変化等
に対しても変動の少ない中立点設定を行なう事ができる
という効果がある。特に、導電性の弾性板部材の中央部
を固定し周辺部を可動電極とした構成により中立点変動
幅の小さな加速度センサを構成できるという効果かある
As described above, according to the present invention, at least one of the fixed electrodes is composed of a conductive pattern formed on a fixed substrate and whose electrode area can be adjusted, and the electrode area is set so that a pair of neutral point capacitances are equal to each other. It can be adjusted to balance. With this configuration, the capacitance detection type acceleration sensor can stably set its operating neutral point, and has the effect that the neutral point can be set with little fluctuation even with temperature changes. Particularly, by configuring the conductive elastic plate member in which the central portion is fixed and the peripheral portion is made into a movable electrode, an acceleration sensor with a small neutral point fluctuation range can be constructed.

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

第1図は本発明にかかる加速度センサの構造を示す模式
的部分破断断面図、第2図Aは上側固定基板の内側平面
図、第2図Bは下側固定基板の内側平面図、第3図は導
電性板部材の平面図、第4図はスペーサの平面図、第5
図は本発明にかかる加速度センサの電気的結線を示す回
路図、及び第6図は従来の加速度センサの構成を示す分
解斜視図である。 1・・・上側固定基板 3・・・導電性板部材 5・・・スペーサ 8・・・ケース 10・・・接続用端子 15・・・上側固定電極 17・・・分割パタン部 22・・・下側固定電極 2・・・下側固定基板 4・・・スペーサ 7・・・回路基板 9・・・カバー 11・・・結合ネジ 16・・・主パタン部 18・・・共通パタン 23・・・接続電極 26・・・中央部 27・・・可動電極 29・・・板バネ片 出 願 人 株式会社 コ ル 第5 「− 図 ] 第6 図
FIG. 1 is a schematic partially cutaway sectional view showing the structure of the acceleration sensor according to the present invention, FIG. 2A is an inside plan view of the upper fixed substrate, FIG. 2B is an inside plan view of the lower fixed substrate, and FIG. The figure is a plan view of the conductive plate member, Fig. 4 is a plan view of the spacer, and Fig. 5 is a plan view of the conductive plate member.
FIG. 6 is a circuit diagram showing electrical connections of an acceleration sensor according to the present invention, and FIG. 6 is an exploded perspective view showing the configuration of a conventional acceleration sensor. 1... Upper fixed substrate 3... Conductive plate member 5... Spacer 8... Case 10... Connection terminal 15... Upper fixed electrode 17... Divided pattern portion 22... Lower fixed electrode 2...Lower fixed board 4...Spacer 7...Circuit board 9...Cover 11...Coupling screw 16...Main pattern portion 18...Common pattern 23...・Connection electrode 26...Central part 27...Movable electrode 29...Plate spring piece Applicant: Cor No. 5, Co., Ltd. "-Figure" Figure 6

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.所定の間隙を介して対向配置された一対の固定電極
と、該一対の固定電極の間で中立し且つ各固定電極に対
向して各電極面積に応じた一対の中立点容量を形成する
とともに外部加速度に応答して中立点から変位する可動
電極とを有する静電容量検出型の加速度センサにおいて
、 少くとも一方の固定電極は固定基板の上に形成された電
極面積調整可能な導電性パタンから構成されている事を
特徴とする加速度センサ。
1. A pair of fixed electrodes are arranged opposite to each other with a predetermined gap between them, and a pair of neutral point capacitors are formed between the pair of fixed electrodes and opposite to each fixed electrode according to the area of each electrode, and an external In a capacitance detection type acceleration sensor that has a movable electrode that is displaced from a neutral point in response to acceleration, at least one fixed electrode is composed of a conductive pattern formed on a fixed substrate and whose electrode area can be adjusted. An acceleration sensor characterized by:
2.該導電性パタンは一定の電極面積を有する主パタン
部と、該主パタン部に対して選択的に切断可能な分割パ
タン部とからなる事を特徴とする請求項1に記載の加速
度センサ。
2. 2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the conductive pattern includes a main pattern portion having a constant electrode area and a divided pattern portion that can be selectively cut from the main pattern portion.
3.該導電性パタンの全電極面積は、対向する他の固定
電極の面積よりも大きく設定されている事を特徴とする
請求項2に記載の加速度センサ。
3. 3. The acceleration sensor according to claim 2, wherein the total electrode area of the conductive pattern is set larger than the area of other opposing fixed electrodes.
4.一対の固定電極の間に介在する導電性板部材を具備
しており、該導電性板部材は固定支持される中央部と該
中央部に対して可撓的に連結し可動電極を構成する周辺
部とを有しているとともに、該固定電極は可動電極に対
向して該固定基板の周辺部に形成されている事を特徴と
する請求項1に記載の加速度センサ。
4. A conductive plate member is provided between a pair of fixed electrodes, and the conductive plate member includes a central portion that is fixedly supported and a peripheral portion that is flexibly connected to the central portion and constitutes a movable electrode. 2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the fixed electrode is formed on the periphery of the fixed substrate so as to face the movable electrode.
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