JPH05164779A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

Info

Publication number
JPH05164779A
JPH05164779A JP35483291A JP35483291A JPH05164779A JP H05164779 A JPH05164779 A JP H05164779A JP 35483291 A JP35483291 A JP 35483291A JP 35483291 A JP35483291 A JP 35483291A JP H05164779 A JPH05164779 A JP H05164779A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass portion
electrode
acceleration sensor
displacement
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35483291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Hosoya
克己 細谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP35483291A priority Critical patent/JPH05164779A/en
Publication of JPH05164779A publication Critical patent/JPH05164779A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an acceleration sensor with which fault diagnoses or calibration can be performed without applying acceleration or vibration to the sensor from the outside. CONSTITUTION:A mass section 2 is provided at the center of a frame 1 having a frame-like shape and the section 2 is supported from both sides by the frame 1. Covers 4 and 5 are respectively stuck to the upper and lower surfaces of the frame 1. Recessed parts 4a and 5a are respectively provided on the internal surfaces of the covers 4 and 5 so that the section 2 can be displaced and a displacement detecting electrode 6 for detecting the displacement of the section 2 is provided on the bottom of the part 4a. In addition, a driving electrode 7 which vibrates the section 2 by acting an electrostatically attracting force on the section 2 by means of an AC voltage is provided on the bottom of the part 5a.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサに関す
る。具体的には、加速度や振動によって生じるマス部の
変位を静電容量変化として電気的に検出する加速度セン
サに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acceleration sensor. Specifically, the present invention relates to an acceleration sensor that electrically detects displacement of a mass portion caused by acceleration or vibration as a capacitance change.

【0002】[0002]

【背景技術】図4に従来の加速度センサ30の断面図を
示す。この加速度センサ30にあっては、角枠状をした
フレーム31の中央にマス部32が配設されており、マ
ス部32は弾性を有する4本のビーム33によってフレ
ーム31に両持ち状に支持されている。そして、マス部
32は、ビーム33の弾性変形によってマス部32の厚
さ方向(図4中のX方向)に自由に微小変位できるよう
になっている。なお、当該フレーム31とマス部32と
ビーム33とは、金属等の導電体により形成されてい
る。
BACKGROUND ART FIG. 4 shows a sectional view of a conventional acceleration sensor 30. In this acceleration sensor 30, a mass portion 32 is arranged in the center of a frame 31 having a rectangular frame shape, and the mass portion 32 is supported on the frame 31 in a cantilevered manner by four elastic beams 33. Has been done. The mass portion 32 can be freely displaced minutely in the thickness direction (X direction in FIG. 4) of the mass portion 32 by elastic deformation of the beam 33. The frame 31, the mass portion 32, and the beam 33 are made of a conductor such as metal.

【0003】また、フレーム31の上面及び下面には絶
縁体で形成されたカバー34,35が重ねられ、接着剤
等によって周辺部をフレーム31に接着されている。カ
バー34,35の内面にはマス部32が変位できるよう
に窪み34a,35aが形成されている。上面側のカバ
ー34の窪み34aの底には変位検出用電極36が設け
られており、マス部32の電極面32aと変位検出用電
極36とによってコンデンサが構成されている。この変
位検出用電極36とマス部32の電極面32aの間に
は、マス部32の変位に伴って生じる変位検出用電極3
6と電極面32aの間の静電容量の変化を検出し、これ
を電圧の変化に変換して電圧信号として出力する検出回
路38が接続されている。
Covers 34 and 35 made of an insulating material are superposed on the upper surface and the lower surface of the frame 31, and peripheral portions thereof are bonded to the frame 31 with an adhesive or the like. Recesses 34a, 35a are formed on the inner surfaces of the covers 34, 35 so that the mass portion 32 can be displaced. A displacement detecting electrode 36 is provided on the bottom of the recess 34a of the cover 34 on the upper surface side, and the electrode surface 32a of the mass portion 32 and the displacement detecting electrode 36 constitute a capacitor. Between the displacement detecting electrode 36 and the electrode surface 32a of the mass portion 32, the displacement detecting electrode 3 generated due to the displacement of the mass portion 32 is formed.
A detection circuit 38 that detects a change in capacitance between the electrode 6 and the electrode surface 32a, converts the change into a change in voltage, and outputs the change as a voltage signal is connected.

【0004】しかして、ビーム33によって支持された
マス部32がX方向に加速度を受けて弾性変位した場
合、マス部32の変位量に応じてマス部32と変位検出
用電極36の間のギャップ量が変化して静電容量が変わ
る。この静電容量の変化は検出回路38により検出さ
れ、加速度の大きさを示す電圧信号に変換されて出力さ
れる。
However, when the mass portion 32 supported by the beam 33 is subjected to elastic displacement due to acceleration in the X direction, the gap between the mass portion 32 and the displacement detection electrode 36 depends on the displacement amount of the mass portion 32. The capacitance changes as the amount changes. This change in capacitance is detected by the detection circuit 38, converted into a voltage signal indicating the magnitude of acceleration, and output.

【0005】例えば、このセンサ30を窓ガラスや扉に
取り付ければ防犯用センサとして用いることができ、ま
た、車載用のエアバックシステムに用いれば、衝突時の
衝撃を検出できる。
For example, if the sensor 30 is attached to a window glass or a door, it can be used as a crime prevention sensor, and if it is used in an in-vehicle airbag system, the impact at the time of collision can be detected.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような加速度セン
サにおいては、ビームはマス部に比べて非常に薄く、外
部からの衝撃によって間単に破損するので、出荷時のみ
ならず、エアバックシステム等の装置にセットした後に
も、加速度センサが破損していないか、チェックする必
要がある。
In such an acceleration sensor, the beam is very thin compared to the mass portion and is easily damaged by an external impact, so that the beam is not only used at the time of shipment but also in an airbag system or the like. It is necessary to check whether the acceleration sensor is damaged even after being set in the device.

【0007】また、加速度センサの出荷時には、計測値
が正確に調整されているか、どうか検査する必要があ
る。さらには、例えば使用環境温度が異なると例えばビ
ームが熱膨張あるいは収縮し、マス部の変位量等にズレ
が生じることもあり、加速度センサを使用しているうち
に計測値にズレが発生する恐れもある。このような場合
には、マス部の変位量のズレや加速度センサの計測値を
キャリブレーション(較正)する必要がある。
Further, when the acceleration sensor is shipped, it is necessary to inspect whether or not the measured value is accurately adjusted. Furthermore, for example, when the operating environment temperature is different, the beam may be thermally expanded or contracted, for example, and the displacement amount of the mass portion may be displaced. Therefore, the measured value may be displaced while the acceleration sensor is used. There is also. In such a case, it is necessary to calibrate the displacement of the mass portion and the measurement value of the acceleration sensor.

【0008】しかしながら、従来の加速度センサにあっ
ては、外部から加速度もしくは振動を加えなければ検出
値を得ることができないので、加速度センサを検査装置
に取り付けて外部から加速度もしくは振動を加えなけれ
ば故障診断や計測値の調整ないしキャリブレーションを
行なうことができず、検査に時間と手間がかかってい
た。特に、加速度センサをエアバッグシステム等に取り
付けた後では、加速度センサを一旦取り外さなければな
らず、その故障診断やキャリブレーション等の作業は困
難であった。
However, in the conventional acceleration sensor, the detected value cannot be obtained unless acceleration or vibration is applied from the outside. Therefore, if the acceleration sensor is attached to the inspection device and the acceleration or vibration is not applied from the outside, failure occurs. The diagnosis and adjustment of measured values or calibration could not be performed, and the inspection took time and effort. In particular, after the acceleration sensor has been attached to an airbag system or the like, the acceleration sensor must be removed once, and work such as failure diagnosis and calibration has been difficult.

【0009】また、上述のようにビームはマス部に比べ
て薄く、破損し易いにも拘らず、衝撃等による破損から
ビームを保護する機能もなかった。
Further, as described above, the beam is thinner than the mass portion and is easily damaged, but it has no function of protecting the beam from damage due to impact or the like.

【0010】本発明は叙上の従来例の問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、検査装置
等を必要とすることなく、加速度センサ独自で故障診断
や計測値の調整、キャリブレーション等を行なえるよう
にし、さらに、衝撃等からビームを保護する機能を付与
することにある。
The present invention has been made in view of the problems of the above-mentioned conventional examples, and an object of the present invention is not to require an inspection device or the like, but to perform failure diagnosis and measurement value measurement independently by the acceleration sensor. The purpose is to make adjustments and calibrations possible, and to add a function to protect the beam from impacts and the like.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサ
は、弾性を有するビームにより支持体にマス部を揺動自
在に支持させ、当該マス部の変位を静電容量変化として
電気的に検出する加速度センサにおいて、前記マス部の
電極面に対向させてマス部の変位を検出するための変位
検出用電極を配置し、当該マス部の電極面に対向させて
マス部に静電引力を及ぼして変位させるための駆動用電
極を配置したことを特徴としている。
In the acceleration sensor of the present invention, a mass portion is swingably supported by a support by an elastic beam, and the displacement of the mass portion is electrically detected as a capacitance change. In the acceleration sensor, a displacement detection electrode for detecting displacement of the mass portion is arranged so as to face the electrode surface of the mass portion, and an electrostatic attractive force is applied to the mass portion so as to face the electrode surface of the mass portion. It is characterized in that a driving electrode for displacing is arranged.

【0012】[0012]

【作用】本発明の加速度センサにあっては、マス部の電
極面に対向させてマス部の変位量を検出するための変位
検出用電極を有しているので、変位検出用電極から出力
される電気的信号によりマス部の変位量を知れば、加速
度センサに加わっている加速度ないし振動の大きさを検
知することができる。
The acceleration sensor of the present invention has the displacement detecting electrode for detecting the displacement amount of the mass portion facing the electrode surface of the mass portion. If the displacement amount of the mass portion is known from the electric signal, the magnitude of acceleration or vibration applied to the acceleration sensor can be detected.

【0013】一方、この加速度センサは、マス部の電極
面に対向させてマス部に静電引力を及ぼして変位させる
ための駆動用電極を有しているので、駆動用電極とマス
部の電極面との間に直流電圧もしくは交流電圧を印加す
ることにより、マス部に静電引力を及ぼしてマス部を変
位もしくは振動させることができる。
On the other hand, since this acceleration sensor has a driving electrode facing the electrode surface of the mass portion to displace the mass portion by applying an electrostatic attractive force, the driving electrode and the electrode of the mass portion By applying a DC voltage or an AC voltage to the surface, an electrostatic attractive force can be applied to the mass portion to displace or vibrate the mass portion.

【0014】従って、駆動用電極に電圧を印加してマス
部を変位もしくは振動させると同時に、疑似的に発生し
た加速度ないし振動を変位検出用電極によって検出する
ことによりビーム破損によるマス部の異常動作等の故障
診断を行なうことができる。また、正常な加速度センサ
に関する駆動用電極への入力信号と変位検出用電極の検
出信号との関係を予め測定してあれば、駆動電極への入
力信号と検出信号とが正常な関係となるように出荷時に
計測値の調整を行なうことができる。また、使用状態に
おいても、計測値の誤差をモニターして誤差を無くすよ
うに加速度センサをキャリブレーションすることもでき
る。
Therefore, a voltage is applied to the driving electrode to displace or vibrate the mass portion, and at the same time, a pseudo acceleration or vibration is detected by the displacement detecting electrode to cause abnormal operation of the mass portion due to beam damage. It is possible to carry out a failure diagnosis such as. Further, if the relationship between the input signal to the drive electrode and the detection signal of the displacement detection electrode related to the normal acceleration sensor is measured in advance, the input signal to the drive electrode and the detection signal will have a normal relationship. The measurement values can be adjusted at the time of shipment. Further, even in the use state, the acceleration sensor can be calibrated so as to eliminate the error by monitoring the error of the measurement value.

【0015】また、マス部が大きく変位し、変位検出用
電極等に衝突する恐れのある場合には、駆動用電極とマ
ス部の電極面の間に適度の静電引力を与えれば、マス部
の動きをダンピングして過剰変位を防止することがで
き、マス部と変位検出用電極等との衝突によるビームの
破損を防止することができる。さらに、大きな衝撃が加
わる場合には、駆動用電極とマス部の電極面との間に大
きな静電引力を発生させてマス部を吸着固定させれば、
ビームの破損を防止することができる。
Further, when the mass portion is largely displaced and may collide with the displacement detecting electrode or the like, if a proper electrostatic attractive force is applied between the driving electrode and the electrode surface of the mass portion, the mass portion It is possible to prevent the excessive displacement by damping the movement of the beam, and it is possible to prevent the beam from being damaged due to the collision between the mass portion and the displacement detecting electrode or the like. Further, when a large impact is applied, if a large electrostatic attraction is generated between the driving electrode and the electrode surface of the mass portion to fix the mass portion by suction,
It is possible to prevent the beam from being damaged.

【0016】[0016]

【実施例】図1及び図2は本発明の一実施例による加速
度センサ10の断面図及び一部破断した斜視図を示す。
この加速度センサ10にあっては、角枠状をしたフレー
ム1の中央にマス部2が配設され、弾性を有する4本の
ビーム3によってマス部2がフレーム1に両持ち状に支
持されている。従って、マス部2はビーム3を弾性的に
撓ませることによって、その厚さ方向(図1及び図2中
のX方向)に自由に微小変位できる。なお、フレーム1
とビーム3とマス部2は、結晶シリコンウエハを半導体
製造プロセスを用いて一体に形成されており、全体が導
電性を有している。
1 and 2 are a sectional view and a partially cutaway perspective view of an acceleration sensor 10 according to an embodiment of the present invention.
In this acceleration sensor 10, a mass portion 2 is disposed at the center of a frame 1 having a rectangular frame shape, and the mass portion 2 is supported by the frame 1 in a cantilevered manner by four elastic beams 3. There is. Therefore, the mass portion 2 can be freely minutely displaced in the thickness direction (X direction in FIGS. 1 and 2) by elastically bending the beam 3. In addition, frame 1
The beam 3 and the mass portion 2 are integrally formed of a crystalline silicon wafer by using a semiconductor manufacturing process, and are entirely conductive.

【0017】フレーム1の上面及び下面にはパイレック
スガラス製のカバー4,5が重ねられ、接着剤等によっ
てカバー4,5の周辺部がフレーム1に接着されてい
る。カバー4,5の内面にはマス部2が変位できるよう
に窪み4a,5aが形成されており、カバー4の窪み4
aの底にはマス部2の変位を検出するための変位検出用
電極6が配設されており、カバー5の窪み5aの底には
マス部2に静電引力を作用させてマス部2を変位もしく
は振動させるための駆動用電極7が配設されている。
Covers 4 and 5 made of Pyrex glass are superposed on the upper and lower surfaces of the frame 1, and peripheral portions of the covers 4 and 5 are adhered to the frame 1 with an adhesive or the like. Recesses 4a and 5a are formed on the inner surfaces of the covers 4 and 5 so that the mass portion 2 can be displaced.
A displacement detection electrode 6 for detecting the displacement of the mass portion 2 is provided at the bottom of the mass a, and an electrostatic attractive force is applied to the mass portion 2 at the bottom of the recess 5 a of the cover 5 to allow the mass portion 2 to move. A driving electrode 7 for displacing or oscillating is disposed.

【0018】マス部2の上面側の電極面2aと変位検出
用電極6によって構成されるコンデンサには、ビーム3
及びフレーム1を通して、当該コンデンサの静電容量の
変化を検出し、さらに当該静電容量の変化を電圧の変化
に変換して出力する検出回路8が接続されている。ま
た、マス部2の下面側の電極面2bと駆動用電極7によ
って構成されるコンデンサには、フレーム1及びビーム
3を通して、電極面2bと駆動用電極7の間に静電引力
を作用させてマス部2を振動させるための交流電圧を印
加する駆動回路9が接続されている。
The beam 3 is formed in the capacitor composed of the electrode surface 2a on the upper surface side of the mass portion 2 and the displacement detecting electrode 6.
Also, a detection circuit 8 that detects a change in the capacitance of the capacitor through the frame 1 and that converts the change in the capacitance into a change in the voltage and outputs the change is connected. Further, an electrostatic attractive force is applied between the electrode surface 2b and the driving electrode 7 through the frame 1 and the beam 3 to the capacitor composed of the electrode surface 2b on the lower surface side of the mass portion 2 and the driving electrode 7. A drive circuit 9 for applying an AC voltage for vibrating the mass portion 2 is connected.

【0019】しかして、加速度センサ10に加速度が加
わると、慣性力によってマス部2がビーム3を弾性的に
撓ませながら変位し、慣性力とビーム3の弾性復帰力の
釣り合った位置で静止する。あるいは、加速度センサ1
0に振動が加わると、振動に応じてマス部2も振動す
る。このとき、マス部2の変位量に応じてマス部2と変
位検出用電極6の間のギャップ量が変化し、マス部2の
電極面2aと変位検出用電極6の間の静電容量が変化す
る。この静電容量の変化は検出回路8により検出され、
加速度の大きさに対応した電圧信号に変換して出力され
るので、加速度を知ることができる。
However, when acceleration is applied to the acceleration sensor 10, the mass portion 2 is displaced by the inertial force while elastically bending the beam 3, and the mass portion 2 is stopped at a position where the inertial force and the elastic restoring force of the beam 3 are balanced. .. Alternatively, the acceleration sensor 1
When vibration is applied to 0, the mass portion 2 also vibrates in accordance with the vibration. At this time, the gap amount between the mass portion 2 and the displacement detection electrode 6 changes according to the displacement amount of the mass portion 2, and the electrostatic capacitance between the electrode surface 2a of the mass portion 2 and the displacement detection electrode 6 changes. Change. This change in capacitance is detected by the detection circuit 8,
Since the voltage signal corresponding to the magnitude of the acceleration is converted and output, the acceleration can be known.

【0020】また、この加速度センサ10は自己診断用
の駆動用電極7を有しており、駆動回路9からマス部2
の電極面2bと駆動用電極7の間に交流電圧を印加する
と、マス部2に変動する静電引力が及ぶので、マス部2
が振動する。従って、この駆動用電極7と駆動回路9を
用いれば、加速度センサ10に電気的に疑似的振動を発
生させることができる。
Further, the acceleration sensor 10 has a drive electrode 7 for self-diagnosis, and the drive circuit 9 to the mass portion 2 are provided.
When an AC voltage is applied between the electrode surface 2b of the above and the driving electrode 7, a varying electrostatic attractive force is exerted on the mass portion 2, so that the mass portion 2
Vibrates. Therefore, by using the driving electrode 7 and the driving circuit 9, it is possible to electrically generate pseudo vibration in the acceleration sensor 10.

【0021】よって、駆動回路9から駆動用電極7に交
流電圧を印加させ、マス部2を強制的に振動させると同
時に、変位検出用電極6及び検出回路8によってマス部
2の変位量もしくは等価な加速度を検出することにより
故障診断を行なうことができる。すなわち、ビーム3が
破損していれば、駆動用電極7に交流電圧を印加しても
マス部2が正常に変位しないので、変位検出用電極6に
よってマス部2の変位をモニターすれば、検査装置等に
よって外部から機械的な振動を加えることなく、エアバ
ックシステム等の装置に取り付けたままで、ビーム破損
等による故障を簡単に自己診断させることができるので
ある。
Therefore, an AC voltage is applied from the drive circuit 9 to the drive electrode 7 to forcibly vibrate the mass portion 2 and, at the same time, the displacement detection electrode 6 and the detection circuit 8 displace the mass amount of the mass portion 2 or equivalent. Fault diagnosis can be performed by detecting various accelerations. That is, if the beam 3 is damaged, the mass portion 2 will not be displaced normally even if an AC voltage is applied to the drive electrode 7. Therefore, if the displacement detection electrode 6 monitors the displacement of the mass portion 2, the inspection can be performed. It is possible to easily self-diagnose a failure due to beam breakage or the like while being attached to a device such as an airbag system without applying mechanical vibration from the outside by the device or the like.

【0022】特に、駆動回路9と検出回路8を一体化す
れば、加速度センサ10を立ち上げると同時にマス部2
を強制的に振動させてその変位を検出し、加速度センサ
10が正常か異常かのチェックを行なった後、正常であ
れば加速度センサ10を動作状態にするようにしてセル
フチェック機能を持たせることもできる。
Particularly, if the drive circuit 9 and the detection circuit 8 are integrated, the acceleration sensor 10 is started up and at the same time the mass portion 2
After forcibly oscillating and detecting the displacement and checking whether the acceleration sensor 10 is normal or abnormal, if it is normal, the acceleration sensor 10 is put into an operating state to have a self-check function. You can also

【0023】また、駆動回路9から所定の入力信号を駆
動用電極7に印加した時の検出回路8からの正常な出力
信号を予め測定しておけば、出荷時に簡単に計測値の調
整を行なうことができる。また、経年的な調整誤差も補
正することができる。さらに、駆動回路9から印加する
入力信号と検出回路8で検出される正常な出力信号との
関係を検出回路8等に記憶させておけば、環境温度の変
化等による計測値の誤差ないしズレを自動的に補正させ
るセルフキャリブレーション機能を付加することもでき
る。
If a normal output signal from the detection circuit 8 when a predetermined input signal is applied to the drive electrode 7 from the drive circuit 9 is measured in advance, the measured value can be easily adjusted at the time of shipment. be able to. In addition, it is possible to correct an adjustment error with the passage of time. Further, if the relationship between the input signal applied from the drive circuit 9 and the normal output signal detected by the detection circuit 8 is stored in the detection circuit 8 or the like, an error or deviation of the measured value due to a change in environmental temperature or the like will occur. It is also possible to add a self-calibration function that automatically corrects.

【0024】さらに、この駆動用電極7の静電引力はビ
ーム保護用にも用いることができる。例えば、加速度セ
ンサ10に過大な振動が加わり、マス部2が変位検出用
電極6やカバー4,5に衝突する恐れがある場合には、
検出回路8の検出信号と同期させてマス部2が変位検出
用電極6側へ向けて変位するタイミングに合わせ、駆動
回路9から駆動電極7に一定電圧を印加する。これによ
り、駆動電極7とマス部2との間に静電引力が発生し、
マス部2の変位がダンピングされてマス部2とカバー
4,5等との衝突を防止でき、ビーム3の破損を防止す
ることができる。あるいは、より大きな衝撃が加速度セ
ンサ10に加わり、ビーム3が破損する恐れがある場合
には、駆動回路9から駆動電極7に大きな直流電圧を印
加し、マス部2を駆動電極7に吸着固定させ、ビーム3
の破損を防止することもできる。
Further, the electrostatic attractive force of the driving electrode 7 can be used also for beam protection. For example, when excessive vibration is applied to the acceleration sensor 10 and the mass portion 2 may collide with the displacement detection electrode 6 or the covers 4 and 5,
A constant voltage is applied from the drive circuit 9 to the drive electrode 7 in synchronization with the detection signal of the detection circuit 8 at the timing when the mass portion 2 is displaced toward the displacement detection electrode 6 side. As a result, an electrostatic attractive force is generated between the drive electrode 7 and the mass portion 2,
The displacement of the mass portion 2 is damped, and the collision of the mass portion 2 with the covers 4, 5 and the like can be prevented, and the damage of the beam 3 can be prevented. Alternatively, when a larger impact is applied to the acceleration sensor 10 and the beam 3 may be damaged, a large DC voltage is applied from the drive circuit 9 to the drive electrode 7 to fix the mass portion 2 to the drive electrode 7 by suction. , Beam 3
It is also possible to prevent damage to.

【0025】図3は本発明の別な実施例による加速度セ
ンサ20を示す断面図である。この加速度センサ20に
あっては、上面側のカバー4の窪み4aの底面に、マス
部2の上面側の電極面2aと対向させるようにして変位
検出用電極6と駆動用電極7を設けてあり、変位検出用
電極6と電極面2aとの間に検出回路8を接続し、駆動
用電極7と電極面2aとの間に駆動回路9を接続してあ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing an acceleration sensor 20 according to another embodiment of the present invention. In the acceleration sensor 20, the displacement detecting electrode 6 and the driving electrode 7 are provided on the bottom surface of the recess 4a of the cover 4 on the upper surface side so as to face the electrode surface 2a on the upper surface side of the mass portion 2. Yes, the detection circuit 8 is connected between the displacement detection electrode 6 and the electrode surface 2a, and the drive circuit 9 is connected between the drive electrode 7 and the electrode surface 2a.

【0026】従って、この加速度センサ20にあって
も、駆動回路9によって駆動用電極7とマス部2の電極
面2aとの間に交流電圧を印加することによってマス部
2を強制的に振動させることができる。よって、この加
速度センサ20も、図1の加速度センサ10と同じく、
故障の自己診断機能、計測値の調整作用、セルフチェッ
ク機能、セルフキャリブレーション機能、マス部のダン
ピング機能、マス部の吸着固定機能等を奏し得るもので
ある。もっとも、マス部2のダンピングを行なう際に
は、マス部2が変位検出用電極6から遠ざかるタイミン
グに同期させて駆動電極7に静電引力を発生させる必要
がある。
Therefore, even in the acceleration sensor 20, the mass circuit 2 is forcibly vibrated by applying an AC voltage between the driving electrode 7 and the electrode surface 2a of the mass circuit 2 by the driving circuit 9. be able to. Therefore, the acceleration sensor 20 is also similar to the acceleration sensor 10 of FIG.
The function of self-diagnosis of failure, adjustment of measured value, self-check function, self-calibration function, damping function of mass part, suction-fixing function of mass part, etc. can be achieved. However, when damping the mass portion 2, it is necessary to generate an electrostatic attractive force on the drive electrode 7 in synchronization with the timing at which the mass portion 2 moves away from the displacement detection electrode 6.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、駆動用電極を用いて疑
似的に加速度ないし振動を発生させ、この加速度ないし
振動を変位検出用電極で検出することによりマス部の異
常動作等を故障診断することができる。すなわち、エア
バックシステム等の装置に取り付けたままで、検査装置
等を用いることなく、加速度センサ独自で自己診断が可
能になる。
According to the present invention, the acceleration or vibration is artificially generated by using the drive electrode, and the acceleration or vibration is detected by the displacement detection electrode to diagnose the malfunction of the mass portion or the like. can do. That is, the acceleration sensor can perform its own self-diagnosis without using an inspection device or the like while being attached to a device such as an airbag system.

【0028】また、駆動用電極へ所定の入力信号を印加
してマス部を変位もしくは振動させながら、変位検出用
電極で加速度ないし振動のレベルを検出することによ
り、加速度センサの計測値の調整を行なうことができ、
計測値の初期誤差や経年的な誤差等を較正することがで
きる。
Further, by applying a predetermined input signal to the driving electrode to displace or vibrate the mass portion, the displacement detecting electrode detects the level of acceleration or vibration to adjust the measurement value of the acceleration sensor. Can be done,
It is possible to calibrate the initial error of measurement values and the error over time.

【0029】さらに、駆動用電極とマス部の電極面の間
に静電引力を与えることによりマス部の動きをダンピン
グしたり、マス部を駆動用電極側へ吸着固定させること
ができるので、大きな衝撃等によってマス部が変位検出
用電極等に衝突し、ビームが破損するのを防止すること
ができる。
Further, by applying an electrostatic attractive force between the driving electrode and the electrode surface of the mass portion, the movement of the mass portion can be damped or the mass portion can be adsorbed and fixed to the driving electrode side. It is possible to prevent the beam from being damaged due to the collision of the mass portion with the displacement detecting electrode or the like due to an impact or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による加速度センサを示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上の実施例の一部破断した斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the above embodiment.

【図3】本発明の別な実施例による加速度センサを示す
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an acceleration sensor according to another embodiment of the present invention.

【図4】従来例による加速度センサの断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 マス部 3 ビーム 6 変位検出用電極 7 駆動用電極 8 検出回路 9 駆動回路 2 Mass part 3 Beam 6 Displacement detecting electrode 7 Driving electrode 8 Detection circuit 9 Driving circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性を有するビームにより支持体にマス
部を揺動自在に支持させ、当該マス部の変位を静電容量
変化として電気的に検出する加速度センサにおいて、 前記マス部の電極面に対向させてマス部の変位を検出す
るための変位検出用電極を配置し、当該マス部の電極面
に対向させてマス部に静電引力を及ぼして変位させるた
めの駆動用電極を配置したことを特徴とする加速度セン
サ。
1. An acceleration sensor in which a mass portion is swingably supported by a support by a beam having elasticity, and a displacement of the mass portion is electrically detected as a change in capacitance. Displacement detection electrodes are arranged facing each other to detect displacement of the mass portion, and drive electrodes are arranged so as to be opposed to the electrode surface of the mass portion and apply electrostatic attraction to the mass portion to displace the mass portion. Acceleration sensor characterized by.
JP35483291A 1991-12-18 1991-12-18 Acceleration sensor Pending JPH05164779A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35483291A JPH05164779A (en) 1991-12-18 1991-12-18 Acceleration sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35483291A JPH05164779A (en) 1991-12-18 1991-12-18 Acceleration sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05164779A true JPH05164779A (en) 1993-06-29

Family

ID=18440208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35483291A Pending JPH05164779A (en) 1991-12-18 1991-12-18 Acceleration sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05164779A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002162413A (en) * 2000-11-22 2002-06-07 Yamatake Corp Seismic detector
JP2013235002A (en) * 2012-05-10 2013-11-21 Rosemount Aerospace Inc Separation mode capacitor for sensor
CN108469535A (en) * 2018-03-26 2018-08-31 温州大学 Micro-acceleration gauge based on Electrostatic Absorption effect

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002162413A (en) * 2000-11-22 2002-06-07 Yamatake Corp Seismic detector
JP2013235002A (en) * 2012-05-10 2013-11-21 Rosemount Aerospace Inc Separation mode capacitor for sensor
CN108469535A (en) * 2018-03-26 2018-08-31 温州大学 Micro-acceleration gauge based on Electrostatic Absorption effect
CN108469535B (en) * 2018-03-26 2020-04-24 温州大学 Micro-accelerometer based on electrostatic adsorption effect

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5233874A (en) Active microaccelerometer
EP0833127B2 (en) Angular-velocity detection apparatus
JP5214984B2 (en) Z-axis microelectromechanical device with improved stopper structure
US9190937B2 (en) Stiction resistant mems device and method of operation
US9476897B2 (en) Physical quantity sensor
US20090031809A1 (en) Symmetrical differential capacitive sensor and method of making same
EP3598146B1 (en) Microelectromechanical device for out-of-plane motion detection
CN107003333B (en) MEMS sensor and semiconductor packages
JP2010517014A (en) Differential capacitance type sensor and manufacturing method thereof
KR20070095987A (en) Z-axis accelerometer with at least two gap sizes and travel stops disposed outside an active capacitor area
US20140373626A1 (en) Inertial force sensor
US6761070B2 (en) Microfabricated linear accelerometer
JPH09113534A (en) Acceleration sensor
JP2018505410A (en) Acceleration sensor with spring force compensation
US9927459B2 (en) Accelerometer with offset compensation
US10393523B2 (en) Physical quantity sensor
US5461918A (en) Vibrating beam accelerometer
JPH05164779A (en) Acceleration sensor
GB2280307A (en) Semiconductor acceleration sensor and testing method thereof
CN111610344B (en) Sensor module, sensor system, and method for determining abnormality of inertial sensor
CN105388323B (en) Vibrating sensor device
JP2005114440A (en) Acceleration sensor of capacitance detection type capable of diagnosing malfunction
CN111239439B (en) Vibration type sensor device
EP1408336A2 (en) Accelerometer with mass support springs having predetermined vibration modes
JPH06265569A (en) Acceleration sensor unit