JPH05203512A - 面圧分布センサ - Google Patents
面圧分布センサInfo
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- JPH05203512A JPH05203512A JP4038755A JP3875592A JPH05203512A JP H05203512 A JPH05203512 A JP H05203512A JP 4038755 A JP4038755 A JP 4038755A JP 3875592 A JP3875592 A JP 3875592A JP H05203512 A JPH05203512 A JP H05203512A
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- JP
- Japan
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- pressure
- resonance
- sensitive element
- circuit
- pressure sensitive
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチを全廃して、より簡易な構成を実現
するとともに高い信頼性で面圧を測定する。 【構成】 受圧面に沿う複数位置に受圧力に応じて抵抗
値が変化する感圧素子１を設け、各感圧素子１は異なる
共振周波数の共振回路２を内蔵している。これら感圧素
子を並列に交流出力回路３に接続し、共振周波数を含む
周波数範囲で交流出力の周波数を掃引する。共振強度検
出回路４は共振時の回路電流を検出し、演算回路５は、
共振周波数より感圧素子を特定するとともに共振電流値
より当該感圧素子１における受圧力を算出する。
するとともに高い信頼性で面圧を測定する。 【構成】 受圧面に沿う複数位置に受圧力に応じて抵抗
値が変化する感圧素子１を設け、各感圧素子１は異なる
共振周波数の共振回路２を内蔵している。これら感圧素
子を並列に交流出力回路３に接続し、共振周波数を含む
周波数範囲で交流出力の周波数を掃引する。共振強度検
出回路４は共振時の回路電流を検出し、演算回路５は、
共振周波数より感圧素子を特定するとともに共振電流値
より当該感圧素子１における受圧力を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は面圧分布センサに関し、
特に簡素な構成で信頼性の高い面圧測定が可能な面圧分
布センサに関する。
特に簡素な構成で信頼性の高い面圧測定が可能な面圧分
布センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】面圧分布センサは、例えば車両シート面
の圧力分布を測定して乗員の座面圧を適正に制御する等
の用途に使用される。従来この種のセンサとしては、例
えば特開平１−２８８２３４号公報に示される如く、受
圧力に応じて静電容量が変化する弾性誘電体片よりなる
感圧素子を受圧面に沿って多数配設し、これら感圧素子
を縦横の電極帯板によりマトリクス状に接続したものが
知られている。これによれば、電極帯板の一対をスイッ
チで選択することにより、これらの交点に位置する感圧
素子の静電容量を順次知ることができ、スイッチの設置
数を減らすことができる。
の圧力分布を測定して乗員の座面圧を適正に制御する等
の用途に使用される。従来この種のセンサとしては、例
えば特開平１−２８８２３４号公報に示される如く、受
圧力に応じて静電容量が変化する弾性誘電体片よりなる
感圧素子を受圧面に沿って多数配設し、これら感圧素子
を縦横の電極帯板によりマトリクス状に接続したものが
知られている。これによれば、電極帯板の一対をスイッ
チで選択することにより、これらの交点に位置する感圧
素子の静電容量を順次知ることができ、スイッチの設置
数を減らすことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造では、スイッチ設置数を低減してセンサ構造の
ある程度の簡素化を実現できるものの、感圧素子に共通
に使用される電極帯板が途中で断線するとこれ以降の感
圧素子の出力信号を得ることが不可能であり、また、ス
イッチは故障の蓋然性が比較的高いことから、センサの
信頼性に劣るという問題がある。
来の構造では、スイッチ設置数を低減してセンサ構造の
ある程度の簡素化を実現できるものの、感圧素子に共通
に使用される電極帯板が途中で断線するとこれ以降の感
圧素子の出力信号を得ることが不可能であり、また、ス
イッチは故障の蓋然性が比較的高いことから、センサの
信頼性に劣るという問題がある。
【０００４】本発明はかかる課題を解決するもので、ス
イッチを全廃して、より簡易な構成を実現するとともに
高い信頼性で面圧を測定することが可能な面圧分布セン
サを提供することを目的とする。
イッチを全廃して、より簡易な構成を実現するとともに
高い信頼性で面圧を測定することが可能な面圧分布セン
サを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、面圧分布センサは、受圧面６ａに沿う複数位置に設
けられ受圧力に応じて抵抗値が変化する感圧素子１と、
各感圧素子１にそれぞれ接続され、互いに異なる共振周
波数を有する共振回路２と、各共振回路２および感圧素
子１の対が並列に接続され、少なくとも各共振回路２の
共振周波数を含む周波数範囲で交流出力の周波数を掃引
する交流出力回路３と、各共振周波数における上記交流
出力回路３の共振強度を検出する共振強度検出回路４
と、共振時の共振周波数により感圧素子を特定するとと
もに共振強度より当該感圧素子１における受圧力を算出
する演算手段５とを具備している。
と、面圧分布センサは、受圧面６ａに沿う複数位置に設
けられ受圧力に応じて抵抗値が変化する感圧素子１と、
各感圧素子１にそれぞれ接続され、互いに異なる共振周
波数を有する共振回路２と、各共振回路２および感圧素
子１の対が並列に接続され、少なくとも各共振回路２の
共振周波数を含む周波数範囲で交流出力の周波数を掃引
する交流出力回路３と、各共振周波数における上記交流
出力回路３の共振強度を検出する共振強度検出回路４
と、共振時の共振周波数により感圧素子を特定するとと
もに共振強度より当該感圧素子１における受圧力を算出
する演算手段５とを具備している。
【０００６】
【作用】上記構成において、交流出力回路３はその出力
周波数がいずれかの共振回路２の共振周波数に一致した
時に共振状態となる。各共振周波数を充分な間隔で設定
しておけば、ある共振周波数下での共振強度は当該共振
回路２に対応する感圧素子１の抵抗値、すなわち、感圧
素子１が受ける圧力によってのみ変化する。したがっ
て、共振時の共振周波数により感圧素子１が特定され、
共振時の共振強度より当該感圧素子１の受圧力が算出さ
れる。
周波数がいずれかの共振回路２の共振周波数に一致した
時に共振状態となる。各共振周波数を充分な間隔で設定
しておけば、ある共振周波数下での共振強度は当該共振
回路２に対応する感圧素子１の抵抗値、すなわち、感圧
素子１が受ける圧力によってのみ変化する。したがっ
て、共振時の共振周波数により感圧素子１が特定され、
共振時の共振強度より当該感圧素子１の受圧力が算出さ
れる。
【０００７】かくして、感圧素子１の選択に全くスイッ
チを使用しないから、センサ構成が簡素化されるととも
に信頼性が向上する。また、感圧素子１は交流出力回路
３に並列に接続されているから、ある感圧素子１内で断
線等を生じても他の感圧素子１の機能が損なわれること
はない。
チを使用しないから、センサ構成が簡素化されるととも
に信頼性が向上する。また、感圧素子１は交流出力回路
３に並列に接続されているから、ある感圧素子１内で断
線等を生じても他の感圧素子１の機能が損なわれること
はない。
【０００８】
【実施例１】図１において、受圧面たる車両シート６の
着座面６ａには、構造を後述する多数の感圧素子１が面
に沿って埋設してあり、これら感圧素子１は、交流出力
回路３より発して共振強度検出回路４を経て戻る給電線
７中に互いに並列に接続されている。交流出力回路３は
ＰＬＬ（フェース ロックト ループ）回路等を内蔵
し、演算回路４より入力する指令信号５ａに応じた周波
数の交流出力を発する。
着座面６ａには、構造を後述する多数の感圧素子１が面
に沿って埋設してあり、これら感圧素子１は、交流出力
回路３より発して共振強度検出回路４を経て戻る給電線
７中に互いに並列に接続されている。交流出力回路３は
ＰＬＬ（フェース ロックト ループ）回路等を内蔵
し、演算回路４より入力する指令信号５ａに応じた周波
数の交流出力を発する。
【０００９】その電気結線図を図２に示し、各感圧素子
１は共振回路２を内蔵し、可変抵抗部１１を有してい
る。共振回路２は例えばコイルとコンデンサを直列接続
して構成され、その共振周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn は
互いに所定周波数だけ異ならしめてある。
１は共振回路２を内蔵し、可変抵抗部１１を有してい
る。共振回路２は例えばコイルとコンデンサを直列接続
して構成され、その共振周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn は
互いに所定周波数だけ異ならしめてある。
【００１０】感圧素子１の可変抵抗部１１の構造を図３
に示し、円形偏平の素子容器ケース１２内には底面全面
に電極板１３が設けられ、該電極板１３上に一定厚の感
圧導電ゴム１５が接合してある。この感圧導電ゴム１５
は一定以上圧縮変形せしめられると抵抗値がステップ状
に急減するものである。上記導電ゴム１５の上方には、
ケース１２開口を閉鎖しケース内壁に案内されて上下動
自在に可動電極板１４が設けてあり、その中心には空気
抜き孔１４１が形成されるとともに下面は外周より中心
へ段付きに凹状となっている。可動電極板１４の外周縁
はケース１２外壁の上端部に止着したキャップ１６によ
り覆ってあり、また、ケース１２外へ上記各電極板１
３，１４のリード線１７が延びている。
に示し、円形偏平の素子容器ケース１２内には底面全面
に電極板１３が設けられ、該電極板１３上に一定厚の感
圧導電ゴム１５が接合してある。この感圧導電ゴム１５
は一定以上圧縮変形せしめられると抵抗値がステップ状
に急減するものである。上記導電ゴム１５の上方には、
ケース１２開口を閉鎖しケース内壁に案内されて上下動
自在に可動電極板１４が設けてあり、その中心には空気
抜き孔１４１が形成されるとともに下面は外周より中心
へ段付きに凹状となっている。可動電極板１４の外周縁
はケース１２外壁の上端部に止着したキャップ１６によ
り覆ってあり、また、ケース１２外へ上記各電極板１
３，１４のリード線１７が延びている。
【００１１】しかして、感圧素子１の受圧力が零である
図示の状態では、感圧導電ゴム１５の上面には可動電極
板１４の外周部のみが接し、導電ゴム１５は殆ど圧縮変
形していないから、可変抵抗部１１の電極板１３，１４
間の抵抗値は大きい。感圧素子１の受圧力が大きくなる
と、可動電極板１４は受圧力に応じて下方へ移動し導電
ゴム１５を圧縮する。しかして、この圧縮変形は、可動
電極板１４が近接する外周部より段階的になされ、この
結果、可変抵抗部１１の抵抗値は、図４に示す如く、受
圧力の増大に応じて段階的に小さくなる。可動電極板１
４の上下移動はケース内壁に案内されるから、横方向の
力を受けて可動電極板１４が誤変位することはない。
図示の状態では、感圧導電ゴム１５の上面には可動電極
板１４の外周部のみが接し、導電ゴム１５は殆ど圧縮変
形していないから、可変抵抗部１１の電極板１３，１４
間の抵抗値は大きい。感圧素子１の受圧力が大きくなる
と、可動電極板１４は受圧力に応じて下方へ移動し導電
ゴム１５を圧縮する。しかして、この圧縮変形は、可動
電極板１４が近接する外周部より段階的になされ、この
結果、可変抵抗部１１の抵抗値は、図４に示す如く、受
圧力の増大に応じて段階的に小さくなる。可動電極板１
４の上下移動はケース内壁に案内されるから、横方向の
力を受けて可動電極板１４が誤変位することはない。
【００１２】交流出力回路３の出力周波数を変化せしめ
ると、共振回路２の共振周波数と一致した時に出力電流
は極大値を示す。例えば共振回路２の共振周波数ｆ1 に
一致した場合には、交流出力回路３の出力電流は実質的
に上記共振回路２に直列接続された可変抵抗部１１の抵
抗値で決まる。共振強度検出回路４は、図５に示す如
く、交流出力回路中に設けた抵抗４１により出力電流を
電圧に変換する。共振強度検出回路４に得られる電圧を
図６に示す。
ると、共振回路２の共振周波数と一致した時に出力電流
は極大値を示す。例えば共振回路２の共振周波数ｆ1 に
一致した場合には、交流出力回路３の出力電流は実質的
に上記共振回路２に直列接続された可変抵抗部１１の抵
抗値で決まる。共振強度検出回路４は、図５に示す如
く、交流出力回路中に設けた抵抗４１により出力電流を
電圧に変換する。共振強度検出回路４に得られる電圧を
図６に示す。
【００１３】検出電圧は各共振回路２の共振周波数ｆ1
，ｆ2 ，…，ｆn でピーク値を示すとともに、そのピ
ーク値は感圧素子１の可変抵抗部１１の抵抗値変化に応
じてＶ1 〜Ｖ2 の間で変化する。
，ｆ2 ，…，ｆn でピーク値を示すとともに、そのピ
ーク値は感圧素子１の可変抵抗部１１の抵抗値変化に応
じてＶ1 〜Ｖ2 の間で変化する。
【００１４】演算回路５は、その指令信号５ａにより交
流出力回路３の出力周波数を各共振周波数ｆ1 ，ｆ2 ，
…，ｆn に合致するようにステップ的あるいは連続的に
変更し、各共振周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn に基づいて
感圧素子を特定するとともに、共振強度検出回路４に得
られる電圧値に基づいて当該感圧素子１における受圧力
を演算する。
流出力回路３の出力周波数を各共振周波数ｆ1 ，ｆ2 ，
…，ｆn に合致するようにステップ的あるいは連続的に
変更し、各共振周波数ｆ1 ，ｆ2 ，…，ｆn に基づいて
感圧素子を特定するとともに、共振強度検出回路４に得
られる電圧値に基づいて当該感圧素子１における受圧力
を演算する。
【００１５】かくして、スイッチを全く使用することな
く周波数走査で感圧素子を切り換えて、高い信頼性で面
圧分布の測定をなすことができる。また、感圧素子１の
一つで断線等を生じても、残る感圧素子１における受圧
力検出には支障がない。
く周波数走査で感圧素子を切り換えて、高い信頼性で面
圧分布の測定をなすことができる。また、感圧素子１の
一つで断線等を生じても、残る感圧素子１における受圧
力検出には支障がない。
【００１６】
【実施例２】感圧素子１の可変抵抗部１１の他の例を図
７に示す。図において、可動電極板１４の下面は平面と
してあり、その最外周をバネ１９により支持せしめてあ
る。最外周に位置するバネ１９の内側には、互いに隣接
して高さが順次低くなるバネ１９が内方へ設けてあり、
これらバネ１９の先端には電気接点１８が設けてある。
各電気接点１８には図８に示す如く、それぞれ抵抗１８
１が接続してあり、これらは互いに並列に設けられて、
共振回路２（図５参照）に接続されている。
７に示す。図において、可動電極板１４の下面は平面と
してあり、その最外周をバネ１９により支持せしめてあ
る。最外周に位置するバネ１９の内側には、互いに隣接
して高さが順次低くなるバネ１９が内方へ設けてあり、
これらバネ１９の先端には電気接点１８が設けてある。
各電気接点１８には図８に示す如く、それぞれ抵抗１８
１が接続してあり、これらは互いに並列に設けられて、
共振回路２（図５参照）に接続されている。
【００１７】感圧素子１に圧力が印加されると可動電極
板１４が下方へ移動し、下方移動に伴って外方の電気接
点１８より順次内方のものが可動電極板１４に接触導通
する。しかして、受圧力に応じて抵抗１８１が順次並列
に投入接続され、可変抵抗部１１の抵抗値が変化する。
これを図９に示す。
板１４が下方へ移動し、下方移動に伴って外方の電気接
点１８より順次内方のものが可動電極板１４に接触導通
する。しかして、受圧力に応じて抵抗１８１が順次並列
に投入接続され、可変抵抗部１１の抵抗値が変化する。
これを図９に示す。
【００１８】かかる構造によっても、上記実施例１と同
様の効果がある。
様の効果がある。
【００１９】なお、本発明は車両シートの座面圧分布の
測定に限らず、シート背面圧その他の面圧分布測定に広
く適用することができる。
測定に限らず、シート背面圧その他の面圧分布測定に広
く適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上の如く、本発明の面圧分布センサに
よれば、各感圧素子の切換接続にスイッチを使用しない
から、センサの小型化が可能となり、配線接続も簡素な
ものとなる上に、信頼性も向上する。また、感圧素子が
互いに並列に接続されているから、感圧素子の一つが断
線等を生じても他の感圧素子の検出機能が損なわれるこ
とはなく、高い信頼性が維持される。
よれば、各感圧素子の切換接続にスイッチを使用しない
から、センサの小型化が可能となり、配線接続も簡素な
ものとなる上に、信頼性も向上する。また、感圧素子が
互いに並列に接続されているから、感圧素子の一つが断
線等を生じても他の感圧素子の検出機能が損なわれるこ
とはなく、高い信頼性が維持される。
【図１】面圧分布センサを設けた車両シートの斜視図で
ある。
ある。
【図２】面圧分布センサの電気結線図である。
【図３】感圧素子の可変抵抗部の断面図である。
【図４】感圧素子の可変抵抗部の出力特性図である。
【図５】面圧分布センサの一系統の電気結線図である。
【図６】共振検出回路の出力特性図である。
【図７】本発明の他の実施例における感圧素子の可変抵
抗部の断面図である。
抗部の断面図である。
【図８】感圧素子の可変抵抗部の電気結線図である。
【図９】感圧素子の可変抵抗部の出力特性図である。
１ 感圧素子 １１ 可変抵抗部 ２ 共振回路 ３ 交流出力回路 ４ 共振強度検出回路 ５ 演算回路 ６ 車両シート ６ａ 受圧面
Claims (1)
- 【請求項１】 受圧面に沿う複数位置に設けられ、受圧
力に応じて抵抗値が変化する感圧素子と、各感圧素子に
それぞれ接続され、互いに異なる共振周波数を有する共
振回路と、各共振回路および感圧素子の対が並列に接続
され、少なくとも各共振回路の共振周波数を含む周波数
範囲で交流出力の周波数を掃引する交流出力回路と、各
共振周波数における上記交流出力回路の共振強度を検出
する共振強度検出回路と、共振時の共振周波数により感
圧素子を特定するとともに共振強度より当該感圧素子に
おける受圧力を算出する演算手段とを具備する面圧分布
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4038755A JPH05203512A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 面圧分布センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4038755A JPH05203512A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 面圧分布センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203512A true JPH05203512A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=12534112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4038755A Pending JPH05203512A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 面圧分布センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203512A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2128586A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-02 | BAE Systems PLC | Damage Sensors and Processing Arrangements Therefor |
| WO2009144490A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Bae Systems Plc | Damage sensors and processing arrangements therefor |
| US7719413B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-05-18 | Denso Corporation | Occupant detection system and occupant protection system |
| WO2020148827A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 | 検出装置、状態特定装置、および測定方法 |
| CN113031770A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 联想(北京)有限公司 | 一种处理方法及电子设备 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4038755A patent/JPH05203512A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719413B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-05-18 | Denso Corporation | Occupant detection system and occupant protection system |
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| AU2009252934B2 (en) * | 2008-05-27 | 2013-09-19 | Bae Systems Plc | Damage sensors and processing arrangements therefor |
| WO2020148827A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 | 検出装置、状態特定装置、および測定方法 |
| JPWO2020148827A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2021-12-02 | Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 | 検出装置、状態特定装置、および測定方法 |
| CN113031770A (zh) * | 2021-03-22 | 2021-06-25 | 联想(北京)有限公司 | 一种处理方法及电子设备 |
| CN113031770B (zh) * | 2021-03-22 | 2024-02-27 | 联想(北京)有限公司 | 一种处理方法及电子设备 |
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