JPH05157647A - 振動式センサ - Google Patents
振動式センサInfo
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- JPH05157647A JPH05157647A JP32582691A JP32582691A JPH05157647A JP H05157647 A JPH05157647 A JP H05157647A JP 32582691 A JP32582691 A JP 32582691A JP 32582691 A JP32582691 A JP 32582691A JP H05157647 A JPH05157647 A JP H05157647A
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- frequency
- vibrator
- diaphragm
- control signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ノイズに強く安定で高精度が維持できるよう
に改良された振動式センサを提供するにある。 【構成】 シリコン基板の一部に形成されたダイアフラ
ムに振動子が設けられこのダイアフラムに生じる歪に対
応して変化する共振周波数を検出しこれを先の振動子に
正帰還して自励発振を継続する振動式センサにおいて、
先の振動子に形成されたピエゾ抵抗部と、所定の基準周
波数を出力する基準周波数発生手段と、この基準周波数
と先のピエゾ抵抗部に生じる測定周波数との偏差を演算
してこの偏差に対応する制御信号を出力する周波数比較
手段と、先の制御信号に対応する直流電流を先のピエゾ
抵抗部に流す電流制御手段とを具備し、先の共振周波数
が先の基準周波数に一致するように先の制御信号により
制御してこの制御信号を先の歪に対応する出力信号とす
るようにしたものである。
に改良された振動式センサを提供するにある。 【構成】 シリコン基板の一部に形成されたダイアフラ
ムに振動子が設けられこのダイアフラムに生じる歪に対
応して変化する共振周波数を検出しこれを先の振動子に
正帰還して自励発振を継続する振動式センサにおいて、
先の振動子に形成されたピエゾ抵抗部と、所定の基準周
波数を出力する基準周波数発生手段と、この基準周波数
と先のピエゾ抵抗部に生じる測定周波数との偏差を演算
してこの偏差に対応する制御信号を出力する周波数比較
手段と、先の制御信号に対応する直流電流を先のピエゾ
抵抗部に流す電流制御手段とを具備し、先の共振周波数
が先の基準周波数に一致するように先の制御信号により
制御してこの制御信号を先の歪に対応する出力信号とす
るようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン基板の一部に
形成されたダイアフラムに振動子が設けられこのダイア
フラムに生じる歪に対応して変化する共振周波数を検出
しこれを振動子に正帰還して自励発振を継続する振動式
センサに係り、特にノイズに強く安定で高精度が維持で
きるように改良された振動式センサに関する。
形成されたダイアフラムに振動子が設けられこのダイア
フラムに生じる歪に対応して変化する共振周波数を検出
しこれを振動子に正帰還して自励発振を継続する振動式
センサに係り、特にノイズに強く安定で高精度が維持で
きるように改良された振動式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の振動式センサにおける検出
部の構成を示す構成図である。図６はこの検出部の振動
子に接続される変換部を含むシステム構成図である。図
５において、１０はｎ形のシリコンの単結晶をベースと
して構成されたシリコン基板を示し、このシリコン基板
１０の中央はエッチングされて凹部とされここにダイア
フラム１１が形成されている。凹部には測定圧力Ｐｍが
印加され、これによりダイアフラム１１に測定圧力Ｐｍ
に対応する歪が発生される。
部の構成を示す構成図である。図６はこの検出部の振動
子に接続される変換部を含むシステム構成図である。図
５において、１０はｎ形のシリコンの単結晶をベースと
して構成されたシリコン基板を示し、このシリコン基板
１０の中央はエッチングされて凹部とされここにダイア
フラム１１が形成されている。凹部には測定圧力Ｐｍが
印加され、これによりダイアフラム１１に測定圧力Ｐｍ
に対応する歪が発生される。
【０００３】また、ダイアフラム１１の周囲には凹部を
形成することにより厚肉部１２が形成され、この厚肉部
１２の底面でシリコン基板１０が固定される。ダイアフ
ラム１１の上の厚肉部１２の近傍には、振動子１３、１
４がその底部と側面部とがアンダーエッチにより切り込
まれてそれぞれ両端が固定された梁として形成されてい
る。振動子１４は、振動子１３よりダイアフラム１１の
中央部側に配置されている。
形成することにより厚肉部１２が形成され、この厚肉部
１２の底面でシリコン基板１０が固定される。ダイアフ
ラム１１の上の厚肉部１２の近傍には、振動子１３、１
４がその底部と側面部とがアンダーエッチにより切り込
まれてそれぞれ両端が固定された梁として形成されてい
る。振動子１４は、振動子１３よりダイアフラム１１の
中央部側に配置されている。
【０００４】振動子１３には接続端１５、１６が設けら
れている。接続端１５には振幅測定回路１７の入力端が
接続され、その出力端はＡＧＣ回路（自動利得制御回
路）１８の入力端に接続されている。ＡＧＣ回路１８の
出力端は、励振回路１９を介して接続端１６に接続され
ている。これ等の振動子１３、振幅測定回路１７、ＡＧ
Ｃ回路１８、および励振回路１９で構成されるループは
正帰還が掛かるように接続されている。
れている。接続端１５には振幅測定回路１７の入力端が
接続され、その出力端はＡＧＣ回路（自動利得制御回
路）１８の入力端に接続されている。ＡＧＣ回路１８の
出力端は、励振回路１９を介して接続端１６に接続され
ている。これ等の振動子１３、振幅測定回路１７、ＡＧ
Ｃ回路１８、および励振回路１９で構成されるループは
正帰還が掛かるように接続されている。
【０００５】したがって、このループは振動子１３の固
有振動数に対応する共振周波数ｆPで自励発振する。こ
の共振周波数ｆPは、基準クロック発生器２０から出力
される基準クロックｆKが印加された周波数カウンタ２
１により検出されて出力端２２に測定周波数ｆｍとして
出力される。
有振動数に対応する共振周波数ｆPで自励発振する。こ
の共振周波数ｆPは、基準クロック発生器２０から出力
される基準クロックｆKが印加された周波数カウンタ２
１により検出されて出力端２２に測定周波数ｆｍとして
出力される。
【０００６】測定圧力Ｐｍがダイアフラム１１に印加さ
れると、ダイアフラム１１が歪み、これに伴って振動子
１３にこの歪が伝達されて振動子１３の固有振動数が変
化し共振周波数ｆPが変化する。従って、この共振周波
数ｆPに対応する測定周波数ｆｍの変化から測定圧力Ｐ
ｍを知ることができる。
れると、ダイアフラム１１が歪み、これに伴って振動子
１３にこの歪が伝達されて振動子１３の固有振動数が変
化し共振周波数ｆPが変化する。従って、この共振周波
数ｆPに対応する測定周波数ｆｍの変化から測定圧力Ｐ
ｍを知ることができる。
【０００７】以上の説明では、振動子１３についてのみ
説明したが、実際には、振動子１４についても同様なル
ープ構成とされている。ただし、振動子１３と１５とは
測定圧力Ｐｍに対して互いに反対方向に歪が発生するの
で、これ等の振動子１３、１４の共振周波数は互いに逆
方向に変化し、このためこれ等の測定周波数の差として
差動的に測定信号を取り出すことができる。
説明したが、実際には、振動子１４についても同様なル
ープ構成とされている。ただし、振動子１３と１５とは
測定圧力Ｐｍに対して互いに反対方向に歪が発生するの
で、これ等の振動子１３、１４の共振周波数は互いに逆
方向に変化し、このためこれ等の測定周波数の差として
差動的に測定信号を取り出すことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような振動式センサは、測定圧力により振動子の共振周
波数が大幅に変化するので以下に説明するような問題が
ある。 （イ）振動子が歪に対して変化する広い帯域でのゲイン
と位相変化が小さい振動子の励振回路、周波数カウン
タ、および増幅器とが必要となる。 （ロ）振動子の共振周波数が広い範囲で変化するので、
広い周波数の範囲で外部ノイズのノイズ除去が必要とな
る。つまり、広い周波数範囲で大きなコモンモード除去
比を確保する必要がある。 （ハ）２個の振動子の共振周波数の差を演算して出力す
る場合は、これ等の共振周波数が一致する測定圧力が存
在し、この際に各振動子の共振周波数の付近で共振周波
数の引き込み現象が生じて共振周波数のロックが発生す
る。 （ニ）振動子の振幅が歪の変化に応じて変化するので、
振動子の振幅を制御するＡＧＣ回路を必要とする。
ような振動式センサは、測定圧力により振動子の共振周
波数が大幅に変化するので以下に説明するような問題が
ある。 （イ）振動子が歪に対して変化する広い帯域でのゲイン
と位相変化が小さい振動子の励振回路、周波数カウン
タ、および増幅器とが必要となる。 （ロ）振動子の共振周波数が広い範囲で変化するので、
広い周波数の範囲で外部ノイズのノイズ除去が必要とな
る。つまり、広い周波数範囲で大きなコモンモード除去
比を確保する必要がある。 （ハ）２個の振動子の共振周波数の差を演算して出力す
る場合は、これ等の共振周波数が一致する測定圧力が存
在し、この際に各振動子の共振周波数の付近で共振周波
数の引き込み現象が生じて共振周波数のロックが発生す
る。 （ニ）振動子の振幅が歪の変化に応じて変化するので、
振動子の振幅を制御するＡＧＣ回路を必要とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、シリコン基板の一部に形成
されたダイアフラムに振動子が設けられこのダイアフラ
ムに生じる歪に対応して変化する共振周波数を検出しこ
れを先の振動子に正帰還して自励発振を継続する振動式
センサにおいて、先の振動子に形成されたピエゾ抵抗部
と、所定の基準周波数を出力する基準周波数発生手段
と、この基準周波数と先のピエゾ抵抗部に生じる測定周
波数との偏差を演算してこの偏差に対応する制御信号を
出力する周波数比較手段と、先の制御信号に対応する直
流電流を先のピエゾ抵抗部に流す電流制御手段とを具備
し、先の共振周波数が先の基準周波数に一致するように
先の制御信号により制御してこの制御信号を先の歪に対
応する出力信号とするようにしたものである。
解決するための構成として、シリコン基板の一部に形成
されたダイアフラムに振動子が設けられこのダイアフラ
ムに生じる歪に対応して変化する共振周波数を検出しこ
れを先の振動子に正帰還して自励発振を継続する振動式
センサにおいて、先の振動子に形成されたピエゾ抵抗部
と、所定の基準周波数を出力する基準周波数発生手段
と、この基準周波数と先のピエゾ抵抗部に生じる測定周
波数との偏差を演算してこの偏差に対応する制御信号を
出力する周波数比較手段と、先の制御信号に対応する直
流電流を先のピエゾ抵抗部に流す電流制御手段とを具備
し、先の共振周波数が先の基準周波数に一致するように
先の制御信号により制御してこの制御信号を先の歪に対
応する出力信号とするようにしたものである。
【００１０】
【作 用】シリコン基板の一部に形成されたダイアフラ
ムに振動子を設けこのダイアフラムに生じる歪に対応し
て変化する共振周波数を検出しこれを先の振動子に正帰
還して自励発振を継続させているときに、周波数比較手
段は基準周波数発生手段から出力される基準周波数と振
動子に形成されたピエゾ抵抗部に生じる測定周波数との
偏差を演算してこの偏差に対応する制御信号を出力す
る。
ムに振動子を設けこのダイアフラムに生じる歪に対応し
て変化する共振周波数を検出しこれを先の振動子に正帰
還して自励発振を継続させているときに、周波数比較手
段は基準周波数発生手段から出力される基準周波数と振
動子に形成されたピエゾ抵抗部に生じる測定周波数との
偏差を演算してこの偏差に対応する制御信号を出力す
る。
【００１１】一方、電流制御手段はこの制御信号に対応
する直流電流を先のピエゾ抵抗部に流してピエゾ抵抗素
子を発熱させて歪を生じさせて発振周波数を変更させ、
先の偏差がゼロになるように制御してこの制御信号を先
の歪に対応する出力信号として出力する。
する直流電流を先のピエゾ抵抗部に流してピエゾ抵抗素
子を発熱させて歪を生じさせて発振周波数を変更させ、
先の偏差がゼロになるように制御してこの制御信号を先
の歪に対応する出力信号として出力する。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の全体構成を示すシステム構成
図、図２は図１に示す振動子を搭載するシリコン基板の
断面を示す断面図、図３は図２に示す振動子部分を上面
から見た部分上面図である。
明する。図１は本発明の全体構成を示すシステム構成
図、図２は図１に示す振動子を搭載するシリコン基板の
断面を示す断面図、図３は図２に示す振動子部分を上面
から見た部分上面図である。
【００１３】２３は振動子であり、この振動子２３の両
端は接続端１５、１６に接続されている。接続端１５と
１６の間には、振幅測定回路２４、増幅器２５、および
励振回路２６がそれぞれ直列に接続されて、これらは正
帰還接続され、振動子２３の固有周波数で自励発振を起
こしている。
端は接続端１５、１６に接続されている。接続端１５と
１６の間には、振幅測定回路２４、増幅器２５、および
励振回路２６がそれぞれ直列に接続されて、これらは正
帰還接続され、振動子２３の固有周波数で自励発振を起
こしている。
【００１４】２７は基準周波数発振器であり、基準周波
数発振器２７は予め決められた基準周波数ｆRを周波数
比較回路２８の入力の一端に出力する。さらに、周波数
比較回路２８の入力の他端には接続端１５から振動子２
３の発振周波数ｆmが入力されている。
数発振器２７は予め決められた基準周波数ｆRを周波数
比較回路２８の入力の一端に出力する。さらに、周波数
比較回路２８の入力の他端には接続端１５から振動子２
３の発振周波数ｆmが入力されている。
【００１５】周波数比較回路２８は、発振周波数ｆmが
基準周波数ｆRと異なるときにはこれ等の偏差を演算し
て制御信号Ｓを出力端２２と共に電流制御回路２９にも
出力する。
基準周波数ｆRと異なるときにはこれ等の偏差を演算し
て制御信号Ｓを出力端２２と共に電流制御回路２９にも
出力する。
【００１６】電流制御回路２９は、この制御信号Ｓに基
づき、直流電流ＩCを振動子２３に出力する。振動子２
３はこの直流電流ＩCにより発熱し、振動子２３に歪を
発生させ、共振周波数を変化させるが、制御信号Ｓは発
振周波数ｆmの変化を打ち消して常に基準周波数ｆRに一
致するように変化させる。
づき、直流電流ＩCを振動子２３に出力する。振動子２
３はこの直流電流ＩCにより発熱し、振動子２３に歪を
発生させ、共振周波数を変化させるが、制御信号Ｓは発
振周波数ｆmの変化を打ち消して常に基準周波数ｆRに一
致するように変化させる。
【００１７】次に、図２、図３を用いてこのような動作
をする振動子２３の構成について説明する。シリコン基
板３０の中央はエッチングされて凹部とされここにダイ
アフラム３１が形成されている。凹部には測定圧力Ｐｍ
が印加され、これによりダイアフラム３１に測定圧力Ｐ
ｍに対応する歪が発生される。
をする振動子２３の構成について説明する。シリコン基
板３０の中央はエッチングされて凹部とされここにダイ
アフラム３１が形成されている。凹部には測定圧力Ｐｍ
が印加され、これによりダイアフラム３１に測定圧力Ｐ
ｍに対応する歪が発生される。
【００１８】また、ダイアフラム３１の周囲には凹部を
形成することにより厚肉部３２が形成され、この厚肉部
３２の底面でシリコン基板３０が固定される。ダイアフ
ラム３１の上の厚肉部３２の近傍には、振動子２３がそ
の底部と側面部とがアンダーエッチにより切り込まれて
それぞれ両端が固定された梁として形成されている。
形成することにより厚肉部３２が形成され、この厚肉部
３２の底面でシリコン基板３０が固定される。ダイアフ
ラム３１の上の厚肉部３２の近傍には、振動子２３がそ
の底部と側面部とがアンダーエッチにより切り込まれて
それぞれ両端が固定された梁として形成されている。
【００１９】図３において、ｎ-の高抵抗を有するシリ
コンのダイアフラム３１の上には梁状の振動子２３が形
成されているが、この振動子２３を梁状に形成するため
に、その底部と側面は接続端１５、１６側の固定端を除
いてエッチングにより溝３３、３４が形成されている。
コンのダイアフラム３１の上には梁状の振動子２３が形
成されているが、この振動子２３を梁状に形成するため
に、その底部と側面は接続端１５、１６側の固定端を除
いてエッチングにより溝３３、３４が形成されている。
【００２０】振動子２３の上部には、ひ素或いは燐など
の不純物が低濃度でイオン注入され高抵抗を有する高抵
抗部３５が形成され、さらに振動子２３の中央には高濃
度に不純物がイオン注入されて低抵抗部３６とされ、こ
れらによりピエゾ抵抗部３７が形成されている。
の不純物が低濃度でイオン注入され高抵抗を有する高抵
抗部３５が形成され、さらに振動子２３の中央には高濃
度に不純物がイオン注入されて低抵抗部３６とされ、こ
れらによりピエゾ抵抗部３７が形成されている。
【００２１】このように、梁状の振動子２３に形成され
たピエゾ抵抗部３７の中央に高抵抗部３５を、この両側
に低抵抗部３６を形成するのは、ダイアフラム３１に測
定圧力Ｐｍが印加されたときに生じるピエゾ抵抗部３７
の歪が梁の中央部とこの両側とでは歪の極性が反対にな
り、ピエゾ抵抗部３７全体として歪よる抵抗変化がキャ
ンセルされるのを防止するためである。
たピエゾ抵抗部３７の中央に高抵抗部３５を、この両側
に低抵抗部３６を形成するのは、ダイアフラム３１に測
定圧力Ｐｍが印加されたときに生じるピエゾ抵抗部３７
の歪が梁の中央部とこの両側とでは歪の極性が反対にな
り、ピエゾ抵抗部３７全体として歪よる抵抗変化がキャ
ンセルされるのを防止するためである。
【００２２】次に、以上のように構成された実施例の動
作について数式を用いて以下に説明する。まず、振動子
２３、振幅測定回路２４、増幅器２５、および励振回路
２６がそれぞれ直列に接続されて、振動子２３の固有周
波数である発振周波数ｆmで自励発振している。
作について数式を用いて以下に説明する。まず、振動子
２３、振幅測定回路２４、増幅器２５、および励振回路
２６がそれぞれ直列に接続されて、振動子２３の固有周
波数である発振周波数ｆmで自励発振している。
【００２３】この状態において、ダイアフラム３１に測
定圧力Ｐｍが印加されて振動子２３に歪ε1が発生する
と、これにより生じる発振周波数ｆm1は、Ｋ1、Ｋ2を定数
とすれば、 ｆm1＝Ｋ1｛１＋Ｋ2ε1｝1/2 となる。
定圧力Ｐｍが印加されて振動子２３に歪ε1が発生する
と、これにより生じる発振周波数ｆm1は、Ｋ1、Ｋ2を定数
とすれば、 ｆm1＝Ｋ1｛１＋Ｋ2ε1｝1/2 となる。
【００２４】一方、電流制御回路２９から直流電流ＩC
を振動子２３のピエゾ抵抗部３７に流すと、ピエゾ抵抗
部３７はこの直流電流ＩCにより温度変化を引き起こし
その温度係数に対応する歪ε2を発生させる。αを線膨
張係数とし、Ｋ3を定数とすると、 ε2＝αＫ3ＩC 2 となる。
を振動子２３のピエゾ抵抗部３７に流すと、ピエゾ抵抗
部３７はこの直流電流ＩCにより温度変化を引き起こし
その温度係数に対応する歪ε2を発生させる。αを線膨
張係数とし、Ｋ3を定数とすると、 ε2＝αＫ3ＩC 2 となる。
【００２５】従って、ピエゾ抵抗部３７を含む振動子２
３の持つ初期歪をε0とすると次のように示すことがで
きる。 ｆm1＝Ｋ1｛１＋Ｋ2（ε0＋ε1＋ε2）｝1/2
３の持つ初期歪をε0とすると次のように示すことがで
きる。 ｆm1＝Ｋ1｛１＋Ｋ2（ε0＋ε1＋ε2）｝1/2
【００２６】ここで、電流制御回路２９は周波数比較回
路２８における偏差がゼロになるように制御信号Ｓに基
づいて直流電流ＩCを制御して、測定圧力Ｐｍによる歪
ε1を歪ε2でキャンセルするので、結果としてこの制御
信号Ｓは測定圧力Ｐｍに対応する信号となる。しかも、
この制御信号Ｓは基準周波数ｆRからの偏差として出力
されるので、測定圧力Ｐｍに対応する周波数の変化幅は
小さい。
路２８における偏差がゼロになるように制御信号Ｓに基
づいて直流電流ＩCを制御して、測定圧力Ｐｍによる歪
ε1を歪ε2でキャンセルするので、結果としてこの制御
信号Ｓは測定圧力Ｐｍに対応する信号となる。しかも、
この制御信号Ｓは基準周波数ｆRからの偏差として出力
されるので、測定圧力Ｐｍに対応する周波数の変化幅は
小さい。
【００２７】図４は振動子の他の構成を示す斜視図であ
る。この場合は振動子３８の両端の近傍でＵ字形に折り
返した構成のピエゾ抵抗部３９、４０を形成したもので
ある。このような構成にすると、図３に示すように中央
部と端部での歪のキャンセルがないので、ピエゾ抵抗部
でイオン注入の濃度を変えて高抵抗部と低抵抗部とを作
る必要がない。
る。この場合は振動子３８の両端の近傍でＵ字形に折り
返した構成のピエゾ抵抗部３９、４０を形成したもので
ある。このような構成にすると、図３に示すように中央
部と端部での歪のキャンセルがないので、ピエゾ抵抗部
でイオン注入の濃度を変えて高抵抗部と低抵抗部とを作
る必要がない。
【００２８】ピエゾ抵抗素子としては、その伝導形（Ｐ
形或いはＮ形など）や材質（ポリシリコンなど）などの
制限なく採用できる。また、振動子の形状も例えばＨ形
とするなど他の形状でもよい。この他、振動子の駆動と
しては、例えば静電駆動、電磁駆動など他の駆動方式を
採用することができる。更に、共振周波数のモニタ回路
などもその構成に制限はない。
形或いはＮ形など）や材質（ポリシリコンなど）などの
制限なく採用できる。また、振動子の形状も例えばＨ形
とするなど他の形状でもよい。この他、振動子の駆動と
しては、例えば静電駆動、電磁駆動など他の駆動方式を
採用することができる。更に、共振周波数のモニタ回路
などもその構成に制限はない。
【００２９】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、下記のような各種の効果が生じ
る。 （イ）共振周波数の近傍の周波数のみを検出すれば良い
ので広帯域の検出回路が不要となり、また信号の帯域幅
が狭いので狭帯域のバンドパスフイルタを用いることが
でき外来ノイズに対して強くなる。 （ロ）更に、振動子の歪を常に一定に制御する構成であ
るので、振動子の振幅が一定となり、振幅制限回路を省
略することができ、これにより検出回路の構成がシンプ
ルになりコスト低減に寄与する。 （ハ）振動子をダイアフラム上に複数個配置した場合
に、これらの各振動子間の共振周波数のロック現象がな
くなるので、圧力に対する振動子の歪利用範囲の幅が広
がり、設計が容易になると共に安定な動作が可能とな
る。
うに本発明によれば、下記のような各種の効果が生じ
る。 （イ）共振周波数の近傍の周波数のみを検出すれば良い
ので広帯域の検出回路が不要となり、また信号の帯域幅
が狭いので狭帯域のバンドパスフイルタを用いることが
でき外来ノイズに対して強くなる。 （ロ）更に、振動子の歪を常に一定に制御する構成であ
るので、振動子の振幅が一定となり、振幅制限回路を省
略することができ、これにより検出回路の構成がシンプ
ルになりコスト低減に寄与する。 （ハ）振動子をダイアフラム上に複数個配置した場合
に、これらの各振動子間の共振周波数のロック現象がな
くなるので、圧力に対する振動子の歪利用範囲の幅が広
がり、設計が容易になると共に安定な動作が可能とな
る。
【図１】本発明の１実施例の構成を示すシステム構成図
である。
である。
【図２】図１に示す振動子を搭載するシリコン基板の断
面を示す断面図である。
面を示す断面図である。
【図３】図２に示す振動子部分を上面から見た部分上面
図である。
図である。
【図４】図３に示す振動子の他の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】従来の振動式センサにおける検出部の構成を示
す構成図である。
す構成図である。
【図６】図５に示す検出部の振動子に接続される変換部
を含むシステム構成図である。
を含むシステム構成図である。
１０、３０ シリコン基板 １１、３１ ダイアフラム １３、１４、２３ 振動子 １７、２４ 振幅測定回路 １８ ＡＧＣ回路 １９、２６ 励振回路 ２０ 基準クロック発生器 ２１ 周波数カウンタ ２５ 増幅器 ２７ 基準周波数発振器 ２８ 周波数比較回路 ２９ 電流制御回路 ３７、３９、４０ ピエゾ抵抗部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 恭一 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン基板の一部に形成されたダイアフ
ラムに振動子が設けられこのダイアフラムに生じる歪に
対応して変化する共振周波数を検出しこれを前記振動子
に正帰還して自励発振を継続する振動式センサにおい
て、前記振動子に形成されたピエゾ抵抗部と、所定の基
準周波数を出力する基準周波数発生手段と、この基準周
波数と前記ピエゾ抵抗部に生じる測定周波数との偏差を
演算してこの偏差に対応する制御信号を出力する周波数
比較手段と、前記制御信号に対応する直流電流を前記ピ
エゾ抵抗部に流す電流制御手段とを具備し、前記共振周
波数が前記基準周波数に一致するように前記制御信号に
より制御してこの制御信号を前記歪に対応する出力信号
とすることを特徴とする振動式センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32582691A JPH05157647A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 振動式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32582691A JPH05157647A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 振動式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157647A true JPH05157647A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18181037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32582691A Pending JPH05157647A (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 振動式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157647A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6979995B2 (en) | 2002-10-22 | 2005-12-27 | Yokogawa Electric Corporation | Frequency measuring circuit and resonant pressure sensor type differential pressure/pressure transmitter using the frequency measuring unit |
| JP2011164042A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Panasonic Corp | 物理量センサ |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP32582691A patent/JPH05157647A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6979995B2 (en) | 2002-10-22 | 2005-12-27 | Yokogawa Electric Corporation | Frequency measuring circuit and resonant pressure sensor type differential pressure/pressure transmitter using the frequency measuring unit |
| JP2011164042A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Panasonic Corp | 物理量センサ |
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