JPH05209893A

JPH05209893A - 温度補償装置

Info

Publication number: JPH05209893A
Application number: JP4202567A
Authority: JP
Inventors: William F Lee; ウィリアム・エフ・リー
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1993-08-20
Also published as: US5220831A

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、トルクコイルの温度が低下して
も、出力電流を一定（或る加速度）にし続けることを可
能にした温度補償装置を得る。【構成】力平衡加速度計８′に対する温度補償装置は
フィードバックループ内に配置される。直列抵抗器８２
はトルクコイル３０に直列に接続される。トルクコイル
及び直列抵抗器に並列に接続されるのは正の抵抗温度係
数を有する並列抵抗器８４である。直列抵抗器及び並列
抵抗器は、トルクコイルと上側ステータ１０、下側ステ
ータ１２及び永久磁石１４を含む磁気回路とに対して良
好な熱伝達関係に位置される。加速度計の温度が上昇す
るにつれて、並列抵抗器に流れる電流が減少し且つトル
クコイル３０に流れる電流が増大し、これによりトルク
コイルの減衰したトルク定数を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、概して力平衡サーボ
加速度計に関し、特にそのような装置の温度補償を行う
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】典型的な力平衡加速度計は、磁気回路の
上側ステータと下側ステータとの間の載置装置から吊さ
れたリードを含む試験質量組立体を備えている。そのよ
うな従来の加速度計の一例は、米国特許第3,702,073号明
細書に記載されており、ここでは従来技術として図１に
示されている。この加速度計において、可動のリード26
は、このリード26を環状支持リング20に接続するために
用いられた曲折要素34を含む単一の溶着された水晶構造
の一部である。リード26の上面及び下面28は、金メッキ
されて２つのコンデンサ板を形成している。又、上側ス
テータ10及び下側ステータ12の内側対向面は、対応する
コンデンサ板として役立ち、リード26の近接したメッキ
面28と共に、２対のコンデンサを構成する。加速度検知
軸に沿った方向の加速度による上側ステータ10及び下側
ステータ12に対するリード26の運動は、リード26を偏向
させ、従って、これらの２つのコンデンサのキャパシタ
ンスを変化させる。

【０００３】又、リード26の上面及び下面28は、それぞ
れトルクコイル30を含む。トルクコイル30はリード26の
反対面上に位置決めされており、それらの中心は、各面
28に対して概して垂直で且つ加速度計の加速度検知軸に
一致する。上側ステータ10及び下側ステータ12は、それ
ぞれ、トルクコイル30の円筒状の穴32内に延びる永久磁
石14を含む。トルクコイル30を通して流れる電流は、永
久磁石14と相互作用し、リード26をその曲折要素34の回
りに旋回させるトルクを発生する。

【０００４】加速度検知軸に沿って作用する加速度は、
上側ステータ10及び下側ステータ12に対して、リード26
及びトルクコイル30を振動回転させる。サーボフィード
バック回路(図示せず)は、リード26と上側ステータ10及
び下側ステータ12との間のキャパシタンスの変化を検知
し、リード26を上側ステータ10及び下側ステータ12間の
中間位置に戻すためにトルクコイル30に供給される電流
を生成する。従って、この電流の大きさは、最初にリー
ド26を変位させた、加速度検知軸に沿った加速度の大き
さに直接的に対応する。

【０００５】各力平衡加速度計の設計は、加速度計の電
流係数を決定する特徴的なトルク定数を有する。上側ス
テータ10及び下側ステータ12の透磁性並びに永久磁石14
の磁力は、トルク定数に大幅に影響し、又、熱変動の影
響を非常に受け易い。電流係数に影響して100〜200ppm/
℃の範囲の誤差を引き起こす正の温度係数を磁気回路組
立体が有することは、異常なことではない。従って、加
速度計測において、温度変動に起因する磁気回路組立体
の透磁性及び磁力の変化により、重大な誤差が生じ得
る。

【０００６】磁気回路組立体の温度係数の影響を最小に
するため、いくつかのステップが取られ得る。更に明ら
かな解決方法の１つは、加速度計を温度制御された環境
内、例えば温度制御されたオーブン内に載置し、温度変
化をほとんど無くすことである。代わりに、もし、加速
度計により発生された出力信号がコンピュータに供給さ
れる場合、加速度計測に及ぼす温度の影響は、加速度計
の温度を測定し、温度の関数として電流係数を作ること
によって展開された適切な修正係数を供給することによ
り補償され得る。他の方法では、磁気回路組立体の抵抗
温度係数とはほぼ反対の温度係数を有するように選択さ
れた温度依存形の負荷抵抗器を加速時計の出力側に接続
することにより、温度影響を補償した。後者の方法は、
電圧係数(即ち、温度補償負荷抵抗器の両端に発生する
電圧を加速度のｇで除算した値)への温度変動の影響を
軽減するが、基本電流係数に対してはほとんど影響しな
い。従って、温度補償負荷抵抗器又は他の補償負荷回路
は、もし電圧係数が変化した場合は、変化されなければ
ならない。

【０００７】米国特許第4,144,764号明細書は、電気的に
減衰された加速度計のための温度補償されたサーボ増幅
器を開示している。その文献は、温度補償の性質に関す
る詳細を何も開示していないが、温度補償は、装置のサ
ーボフィードバックループ内の増幅器の非反転入力端子
でグランドに接続された抵抗器と並列に行われる。従っ
て、この温度補償は、フィードバックループの係数に適
用される。サーボフィードバックループ内の増幅器は、
装置の出力インピーダンスを比較的低くさせ、これによ
り、変化している電流出力に対抗するように加速度と共
に変化する電圧出力を提供する。その結果、電圧係数の
選択は制限される。

【０００８】温度補償の問題に対する更に複雑な解決方
法は、米国特許第4,128,010号明細書に開示されている。
この文献は、磁石上の非誘導温度検知巻線を含む温度補
償された力平衡加速度計を開示している。その巻線は、
ブリッジ入力回路内で補助巻線内に電流を流す増幅器に
接続されている。補助巻線に流れる電流は、永久磁石に
よって発生された磁界を増大させ、温度が変化するにつ
れて、トルクコイルに対して一定の磁界強度を維持する
ようになる。従って、この方法は、補助巻線によって生
成される磁束を加えることにより、温度上昇で磁石の透
磁性が減少することによる永久磁石の発生磁界強度の減
衰を補償する。しかし、力平衡加速度計の更に普通の設
計には相当な複雑さが付加され、又、補助巻線に用いら
れる導体のワイヤ絶縁の薄片からの粒子混成に対する電
位源は、この加速度計の設計に導入される。

【０００９】温度補償問題に対する上記解決方法の各々
は、加速度計のコストと加速度モニタ装置の複雑さとの
少なくとも一方を加えることになる。現存する加速度計
設計を用い且つ重大な後処理を必要としない簡潔な方法
は、更に望ましい。従って、加速度計のサーボループ内
の電流係数の温度補償は、磁気回路組立体への温度の影
響を模擬すること、温度を制御すること、又は温度依存
形の負荷を提供すること、を必要とせずに達成されるべ
きである。この発明のこれら及び他の目的並びに利点
は、添付した図面及び以下の好適な実施例の説明から明
らかであろう。

【００１０】

【発明の概要】この発明によれば、負荷依存形の温度補
償装置が、加速度に応答して出力信号を発生する力平衡
加速度計と共に用いられるために提供される。加速度計
は、トルク回路、磁気回路組立体及びサーボフィードバ
ックループを含む。加速度計と共に用いられる温度補償
装置は、トルク回路に対して所定のインピーダンス及び
所定の抵抗温度係数を提供する提供手段を含む。又、磁
気回路組立体及びトルク回路の両方に対して良好な熱伝
達関係に配置され、トルク回路に並列に接続された並列
抵抗器を含む。並列抵抗器は、トルク回路の所定のイン
ピーダンスよりも実質的に大きい特性インピーダンス
と、トルク回路の所定の抵抗温度係数よりも大きい特徴
的な抵抗温度係数とを有する。並列抵抗器の磁気回路組
立体及びトルク回路に対する良好な熱伝達は、並列抵抗
器が磁気回路組立体及びトルク回路と実質的に同一の温
度にあることを確実にして、並列抵抗器のインピーダン
ス及びトルク回路の所定のインピーダンスを磁気回路組
立体の温度に応答して逆方向に変化させる。この結果、
加速度計の出力信号に及ぶ温度の影響は最小になる。

【００１１】トルク回路は、トルクコイル含む。この発
明の１つの実施例において、提供手段は、トルクコイル
に直列に接続された直列抵抗器を含む。従って、並列抵
抗器は、直列抵抗器及びトルクコイルの両方に並列に接
続され、直列抵抗器は実質的に０に等しい抵抗温度係数
を有する。

【００１２】他の実施例において、トルクコイルに直列
に接続された直列抵抗器は、温度の関数として、非線形
に変化する抵抗温度係数を有する。この第２の実施例に
おいて、直列抵抗器は、並列に接続された第１及び第２
の抵抗器を含む。第１の抵抗器は、温度に応じて非線形
に変化する抵抗温度係数を有し、第２の抵抗器は、実質
的に０に等しい抵抗温度係数を有する。好ましくは、第
１の抵抗器は、磁気回路組立体及びトルクコイルと熱伝
達するように配置されたサーミスタを含む。

【００１３】又、好ましくは、加速度計は、磁気回路組
立体及びトルク回路を収納載置する外側ケースを含む。
そして、並列抵抗器は、磁気回路組立体と外側ケースと
の間の磁気回路組立体上に配置される。

【００１４】直列抵抗器は、トルク回路の抵抗温度係数
を調整するのに十分なインピーダンスを持つように選択
され、トルク回路の抵抗温度係数を並列抵抗器の抵抗温
度係数よりも小さくする。

【００１５】この発明の他の形態において、提供手段
は、トルクコイルを形成するために用いられる物質を含
む。この物質は、その特徴的な抵抗温度係数の性質に対
して選択され、トルク回路の所定の抵抗温度係数を並列
抵抗器の抵抗温度係数よりも小さくする。

【００１６】トルク回路、磁気回路組立体及びサーボフ
ィードバックループを含む力平衡加速度計の出力信号を
温度補償する方法は、上述した温度補償装置の要素によ
り提供される機能に概して対応するステップからなる。

【００１７】

【実施例】図２は図１の従来の加速度計における伝達関
数及びその相互連結関係を示す制御ループ図である。こ
の従来技術の装置において、入力加速度aiは、センサの
質量不平衡(pendulosity）を表わすブロック55に作用
し、入力トルクＴinを生成する。出力電流Ｉoは、ブロ
ック70で示すトルクコイル及びトルク定数Ｋ₂を介して
作用し、復帰トルクＴfbを生成する。復帰トルクＴfb
は、入力トルクＴinから減算されて誤差トルクＴｅを生
成する。フィードフォワード伝達ブロック65は、誤差ト
ルクＴｅに作用して出力電流Ｉｏを生成する。制御装置
の閉ループ伝達関数(印加された加速度aiに対する出力
電流Ｉｏの比率)は、以下のように式(１)で与えられ
る。

【００１８】Ｉo／ai＝(ml／Ｋ₂)[Ｇ₂(s)／{Ｇp(s)／Ｋ₁Ｋ₂＋Ｇ₂(s)}] …(１)

【００１９】式(１)において、Ｇz(s)は伝達関数のフィ
ードフォワード零点を示し、Ｇp(s)は伝達関数のフィー
ドフォワード極を表わす。Ｋ₁はフィードフォワード伝達
関数のゲイン定数である。[]内に含まれるものは、装置
の周波数依存形の応答にのみ有効であり、従って、装置
の温度依存を決定することに関係しない。図２に示した
制御装置の問題は、トルク定数Ｋ₂(これはフィードバッ
クゲイン定数、即ち、図１のリード26を中間位置に戻す
ための一定の電流により生成されるトルク量である）
が、加速度計の温度が上昇するにつれて減少することで
ある。従って、温度が上昇するにつれて、トルクコイル
内に同量のトルクを生成するために、更に多くの電流が
必要になる。式(１)から分かるように、もしＫ₂が減少
すれば、伝達関数の大きさは大きくなるだろう。出力電
流Ｉｏが大きくなると、加速度計が実際の場合よりも更
に大きい加速度を受けたかのように見せさせる。従っ
て、必要なことは、複雑なハードウェア又はコンピュー
タモデルに頼ることなく、減少中のトルクコイル定数Ｋ
₂を補償する方法である。

【００２０】図３は、温度依存形のトルク定数Ｋ₂による
誤差を修正するために用いられる温度補償回路86の実施
例１を示す回路図である。図１内のトルクコイル30は、
直列接続されたインダクタＬtc80a及び抵抗器Ｒtc80bと
して、破線80内に電気的に表わされる。抵抗器Ｒｓ82
は、インダクタＬtc80a及び抵抗器Ｒtc80bに直列に接続
される。これら抵抗器のこの直列結合は、トルク回路抵
抗器を構成する。抵抗器Ｒp84は、インダクタＬtc80a、抵
抗器Ｒtc80b及び抵抗器Ｒs82(トルク回路抵抗器)の直列
結合に並列に接続される。抵抗器Ｒtcと結合関係にある
抵抗器Ｒp及びＲsは、この発明に従って温度補償を行
う。加速度計の出力増幅器(図示せず)から導出される出
力電流Ｉｏは、２つの経路に分かれ、トルク回路抵抗器
を介して流れる電流Ｉtcと、並列抵抗器Ｒｐ84を介して
トルク回路抵抗器の回りに流れる電流Ｉrpとを含む。ト
ルク回路抵抗器を介して流れる電流Ｉtcの総合出力電流
Ｉｏに対する比率は、以下の式により与えられる。

【００２１】Ｉtc/Ｉo＝Ｒp/(Ｒtc+Ｒs+Ｒp)[１/{sＬtc/(Ｒtc+Ｒs+Ｒp)+１}]…(２)

【００２２】式(２)の場合も、[]内に含まれるものは、
伝達関数の周波数依存部分にのみ有効であり、従って、
装置の温度依存に関係しない。もし、並列抵抗器Ｒp84が
正の抵抗温度係数(ＲＴＣ)を持つように選択され、トル
ク回路抵抗器の抵抗温度係数を超過した場合は、装置の
温度が上昇するにつれて、並列抵抗器Ｒp84を介して流れ
る電流が少なくなり、トルク回路抵抗器を介して流れる
電流が更に多くなる。抵抗器Ｒs82は零点ＲＴＣを有す
る。(抵抗器Ｒsの)抵抗値、並びに、並列抵抗器Ｒp84の
抵抗値及びＲＴＣを正しく選択することにより、温度上
昇の結果としての並列抵抗器Ｒｐ84の抵抗値が増大する
と、トルクコイルに更に多い電流を流すことによってト
ルク定数Ｋ₂は減少する。従って、図３に示した温度補償
装置は、トルクコイル80及び並列抵抗器Rp84への電流分
配を温度の関数として制御する。

【００２３】並列抵抗器Ｒp84、トルクコイル30及び磁気
回路の間の良好な熱伝達は、温度補償回路86が適切に温
度変化する定数K₂を追従することを確実にするために欠
くことができない。負荷抵抗器Ｒl88はノード90に接続
され、そこで、直列抵抗器Ｒs82は、並列抵抗器Ｒｐ84
とグランドとを結合する。式(２)で与えられる電流Ｉtc
及びＩoの比率の伝達関数が負荷抵抗器Ｒl88に依存しな
いため、温度補償回路86は、負荷抵抗器の抵抗値により
影響されない温度補償を行う。

【００２４】好適な実施例１において、直列抵抗器Ｒｓ
82は、好ましくは、金属フィルム抵抗器であり、その抵
抗値は温度に対して変化せず、トルク回路の全てのＲＴ
Ｃを約1900ppm／℃まで減衰するためのみに機能する。
並列抵抗器Ｒp84は、好ましくは、望ましい修正係数に
よりトルク回路のＲＴＣよりも大きいＲＴＣを持つよう
に選択された物質を用いたワイヤが巻かれた抵抗器であ
る。

【００２５】表１Ｌtc ＝1.5mh(代表的値) Ｒtc ＝80Ω、ＲＴＣ＝3900ppm／℃ (好適な実施例における銅ワイヤ) Ｒs ＝84Ω、ＲＴＣ＝０(薄膜金属抵抗器) Ｒp ＝2460Ω、ＲＴＣ＝3500ppm／℃ (ＦＥＮＩＣＵＬＬＯＹワイヤ) Ｒtotal ＝153Ω(＠26℃)

【００２６】表１は、Ｌtc、Ｒtc及びＲＴＣで示した特
性を有するトルクコイル30を用いたK₂の温度係数を補償
するためのこの発明の好適な実施例１に用いられる温度
補償抵抗器Ｒs82及びＲp84の典型的な仕様を示してい
る。

【００２７】図４は温度補償回路86を含む力平衡加速度
計の変形された伝達関数を示す。ブロック100におい
て、加速度aiは質量非平衡(pendulosity)mlに作用し、
トルク入力Ｔinを生成する。加速度及びトルクフィード
バックＴfbによりリード26に作用するトルクの偏差は、
トルク誤差Ｔｅの生成としてブロック102内に表わされ
る。ブロック104において、伝達関数は、トルク誤差Ｔe
に作用し、出力電流Ｉoを発生する。温度補償回路ブロ
ック106は、出力電流Ｉoに作用し、ブロック108内のＫ₂
により作用される電流を生成し、これによりトルクフィ
ードバック信号Ｔfbを導出する。図４に示す制御装置の
伝達関数は、以下の式(３)により与えられる。

【００２８】Ｉo／ai＝(ml／Ｋ₂){１＋(Ｒtc＋Ｒs)／Ｒp} ×[Ｇz(s)／{Ｇp(s)(Ｒp＋Ｒtc＋Ｒs)／Ｋ₁Ｋ₂Ｒp＋Ｇz(s)}]…(３)

【００２９】式(３)の[]内に含まれるものは制御装置の
温度応答に影響しないので、その部分の伝達関数は無視
できる。図４のフィードバック経路内に温度補償回路ブ
ロック106を置くことにより、式(３)における(温度上昇
により)Ｋ₂を減少させる効果は、(Ｒtc＋Ｒs)／Ｒpによ
りオフセットされる。

【００３０】図５は加速度計の断面図であり、温度補償
回路86を含む。図１の従来技術の加速度計と同様に、図
５内の加速度計は、環状の支持リング20内に配置された
可動のリード26を含む。同様に、リード26の上面及び下
面は金メッキされ、上側ステータ10及び下側ステータ12
のそれぞれ内側に対向する面40a及び40bと関連して、コ
ンデンサを形成している。上側ステータ10及び下側ステ
ータ12の上面40ａ及び下面40ｂに対するリード26の運動
は、コンデンサの容量値を変化させ、加速度によるリー
ド26の変位を検知するために用いられる。円筒状のトル
クコイル30は、その中央部内に延びた永久磁石14の回り
に配置される。トルクコイル30を通して流れる電流は、
永久磁石14と相互作用して、曲折部(図５では見えない)
の回りにリード26を旋回させるトルクを生成する。

【００３１】図９に示すように、加速度計の頂面15には
プレート110が配置され、その上に並列の温度補償抵抗器
Ｒp84が載置されている。リード83、ストリップ89及びリ
ード87は、並列の温度補償抵抗器84を支柱81に電気的に
接続する。プレート110は、粘着的に又は他の方法で適切
に上側ステータ10の外表面に直接接触して固定され、ト
ルクコイル30と、温度補償抵抗器82及び84と、上側ステ
ータ10及び下側ステータ12並びに永久磁石14を含む磁気
回路との間の良好な熱伝導を確実にしている。上側ステ
ータ10へのプレート110の取付は、例えば、デルタボン
ド（ＤＥＬＴＡＢＯＮＤ）等の熱伝導接着剤を用いて行
われ得る。直列の温度補償抵抗器Ｒｓ82は、好ましく
は、金属フィルム、即ち支柱81ａでトルクコイル30に直
列に接続されたチップ抵抗器である。並列抵抗器Ｒｐ84
は、加速度計のケース42と磁気回路との間に配置され、
支柱81ａ及び81ｂの間に外部で接続される。従って、並
列抵抗器は、トルクコイル30及び直列抵抗器Ｒｓ82の直
列接続に対して並列に接続される。

【００３２】図6は基本的な加速度計及び温度補償回路8
6の熱を図式的に示す説明図である。加速度計のケース
は、ブロック120で示した周囲温度Ｔambを受け、加速度
計を取り囲む温度に依存する。トルクコイル30と磁気回
路との間の熱抵抗値はθtc−mcであり、磁気回路と加速
度計のケース42との間の熱抵抗値はθmc−caseである。
トルクコイル30及び磁気回路（上側ステータ10及び下側
ステータ12並びに永久磁石14）は、もしトルクコイル30
自身で消費される電力が無い場合には、ケース42と同一
温度であろう。図６において、トルクコイル30内で消費
される電力Ptcは、ブロック122で示される。もしＰtcが
０に近いと、トルクコイル30と磁気回路との間の温度偏
差(θtc−mc)×Ｐtcは、磁気回路と加速度計のケース42
との間の温度偏差(θmc−case)×Ｐtcと同様に、無視で
きるだろう。図６から理解できるように、もしトルクコ
イル30で電力がほとんど消費されなければ、磁気回路に
対して良好な熱伝達関係に配置された、又は、上側ステ
ータ10及び下側ステータ12上に位置した温度補償抵抗器
は、トルクコイル30自身とほぼ同一温度であり、これに
より、温度補償抵抗器と、トルクコイル30と磁気回路と
の間の良好な熱追従を確実にするだろう。トルクコイル
30で消費された電力により引き起こされる温度偏差は、
典型的に20[℃/ワット]よりも小さい。しかし、(温度補
償されない)加速度計は、比較的低い電流係数、例えば
１[mＡ／g]より小さい値を有する。従って、80ΩのＲtc
を有するトルクコイル30で消費される総合電力Ｐtcは非
常に低く、磁気回路とトルクコイル30との間でほぼ０の
偏差温度を生成する。

【００３３】直列の温度補償抵抗器Ｒsは、トルク回路
のＲＴＣが並列の温度補償抵抗器ＲpのＲＴＣよりも小
さくなるように、トルク回路のＲＴＣを減少させるため
に用いられることは明らかであろう。しかし、又、この
発明は、トルクコイル30を巻くために用いられるワイヤ
が、その特徴的なＲＴＣのために選択されて、トルクコ
イル３０のＲＴＣのみが並列抵抗器のＲＴＣよりも小さ
くなるようにする実施例(別途には示さない)を含む。こ
の実施例は、直列の温度補償抵抗器Ｒｓを必要としな
い。トルクコイルを形成するためのワイヤに用いられる
物質は、並列の温度補償抵抗器で用いられるＲＴＣによ
って強いられる必要性に依存するその物質のＲＴＣの属
性に対して選択されなければならない。

【００３４】表２Ｌtc ＝1.5mh Ｒtc ＝80Ω、ＲＴＣ＝3900ppm／℃ (銅ワイヤ) Ｒs₁ ＝60Ω、ＲＴＣ＝０Ｒs₂ ＝2000exp[β{(1/Ｔ)−(1/299)}]Ω、β＝4000 (サーミスタビード) Ｒ₂ ＝2100Ω、ＲＴＣ＝3200ppm／℃ (ＦＥＮＩＣＵＬＬＯＹワイヤ) Ｒtotal ＝129.7Ω＠26℃

【００３５】図７はこの発明の温度補償装置の実施例２
を示す。この場合も、トルクコイル30は、直列結合のイ
ンダクタＬtc80a及び抵抗器Ｒtc80bとして、ブロック80
内に電気的に表わされている。抵抗器Ｒtc80bに直列接
続されているのは、並列結合の温度補償抵抗器Ｒs₁82′
及びRs₂85である。トルクコイル30並びに抵抗器Rs₁82′
及びＲs₂85の並列結合に対して並列接続されているの
は、並列抵抗器Ｒｐ84である。この発明の実施例２は、
上記実施例１と同様の態様で作用する温度補償回路86′
を有し、従って、温度補償抵抗器Ｒs₂85及びＲｐ84は、
同様に、トルクコイル30と上側ステータ10、下側ステー
タ12及び永久磁石14を含む磁気回路とに対して良好に熱
結合されなければならない。

【００３６】表２は、表示パラメータを有するトルクコ
イル30と共に用いられる温度補償抵抗器Ｒs₁82′、Ｒs₂
85及びＲｐ84の仕様を示す。抵抗器Ｒs₂85は、好ましく
は、温度に依存する非線形の負のＲＴＣを有するサーミ
スタビード又は他の抵抗器である。表２は１つの好適な
実施例に用いられる温度補償抵抗器の仕様を示すが、当
業者は、異なるパラメータを有するトルクコイル30を温
度補償するために他の温度補償抵抗器が選択され得るこ
とを理解するだろう。特別に設計された一群の加速度計
に用いられる磁気回路及びトルクコイル30が典型的に同
様な抵抗特性及び熱効果Ｋ₂を有するので、群全体に同一
の温度補償抵抗器が用いらて、各加速度計に対して異な
る温度補償回路86又は86′を選択する必要性を除去する
ことができる。

【００３７】図８は、この発明による温度補償装置を用
いる加速度計の温度(℃)に対する電流係数誤差(ppm)を
示す特性図である。線Ａは、従来技術の(温度補償され
ない）加速度計８の電流係数誤差のグラフである。この
グラフから理解できるように、加速度計８の電流係数誤
差は、-60℃〜100℃の範囲にわたって温度と共に大きく
変化する。線Ｂは、温度補償回路86を用いた加速度計
８′の電流係数誤差のグラフである。加速度計８′の電
流係数誤差は大きく減少されており、−20℃〜60℃の典
型的な商用動作範囲にわたってほぼ０である。線Ｃは、
温度補償回路86′を用いた加速度計８′の電流係数誤差
のグラフである。理解できるように、温度補償抵抗器Ｒ
s₂85の非線形のＲＴＣにより、電流係数誤差は更に減少
され、−60℃〜100℃の範囲にわたって更に０に近づけ
ている。

【００３８】この発明は好適な実施例について説明され
てきたが、当業者は、この発明の形式及び精神から逸脱
することなく変更がなされ得ることを理解するだろう。
従って、この発明の範囲は、請求項のみによって限定さ
れることを意とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用され得る従来の力平衡加速度計
を示す分解斜視図である。

【図２】図１の従来の加速度計で実施される閉ループサ
ーボ平衡機能の制御ループを図式的に示すブロック図で
ある。

【図３】この発明の温度補償装置の実施例１を図式的に
示す回路図である。

【図４】力平衡加速度計のサーボフィーバックループに
おける電流係数温度補償装置を適用したときの制御ルー
プを示すブロック図である。

【図５】この発明の温度補償装置と共に力平衡加速度計
を示す断面図である。

【図６】この発明による温度補償装置に対する熱を図式
的に示す説明図である。

【図７】この発明による温度補償装置の実施例２を示す
回路図である。

【図８】温度補償されない力平衡加速度計、実施例１に
より温度補償される力平衡加速時計、及び、実施例２に
より温度補償される力平衡加速時計の温度(℃)の関数と
しての電流係数誤差(ppm)を示す特性図である。

【図９】図５の加速度計の平断面図である。

【符号の説明】

８′ 加速度計１０上側ステータ（磁気回路）１２下側ステータ（磁気回路）１４永久磁石（磁気回路）３０トルクコイル８２直列抵抗器８４並列抵抗器８６、８６′ 温度補償回路８２′、８５温度補償抵抗器Ｉo 出力電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気回路組立体、サーボフィードバック
ループ及びトルク回路を含み且つ加速度に応答して出力
信号を発生する力平衡加速度計と共に用いるための負荷
依存形の温度補償装置であって、前記トルク回路に対して所定のインピーダンス及び所定
の抵抗温度係数を提供する提供手段と、前記磁気回路組立体及び前記トルク回路の両方に対して
良好な熱伝達関係に配置され、前記トルク回路に並列に
接続された並列抵抗器と、を備え、前記並列抵抗器は、前記トルク回路の所定のインピーダ
ンスよりも実質的に大きい特性インピーダンスと、前記
トルク回路の所定の抵抗温度係数よりも大きい特徴的な
抵抗温度係数とを有し、前記並列抵抗器の前記磁気回路
組立体及び前記トルク回路に対する良好な熱伝達は、前
記並列抵抗器が前記磁気回路組立体及び前記トルク回路
と実質的に同一の温度にあることを確実にして、前記並
列抵抗器のインピーダンス及び前記トルク回路の所定の
インピーダンスを前記磁気回路組立体の温度に応答して
逆方向に変化させ、これにより前記加速度計の出力信号
への温度の影響を最小にする温度補償装置。
【請求項２】前記トルク回路はトルクコイルを含み、
前記提供手段は、前記トルクコイルに直列に接続された
直列抵抗器を含み、前記並列抵抗器は、前記直列抵抗器
及び前記トルクコイルの両方に並列に接続され、前記直
列抵抗器は、実質的に０に等しい抵抗温度係数を有する
請求項１の温度補償装置。
【請求項３】前記トルク回路はトルクコイルを含み、
前記提供手段は、前記トルクコイルに直列に接続された
直列抵抗器を含み、前記並列抵抗器は、前記直列抵抗器
及び前記トルクコイルの両方に並列に接続され、前記直
列抵抗器の抵抗温度係数は、温度の関数として非線形に
変化する請求項１の温度補償装置。
【請求項４】前記直列抵抗器は、並列に接続された第
１及び第２の抵抗器を含み、前記第１の抵抗器は、温度
に対し非線形に変化する抵抗温度係数を有し、前記第２
の抵抗器は、実質的に０に等しい抵抗温度係数を有する
請求項３の温度補償装置。
【請求項５】前記第１の抵抗器は、前記磁気回路組立
体及び前記トルクコイルに対し熱伝達関係に配置された
サーミスタを含む請求項４の温度補償装置。
【請求項６】前記加速度計は、前記磁気回路組立体及
び前記トルク回路を収納載置する外側ケースを含み、前
記並列抵抗器は、前記磁気回路組立体と前記外側ケース
との間で、前記磁気回路組立体上に配置された請求項１
の温度補償装置。
【請求項７】前記直列抵抗器は、前記トルク回路の抵
抗温度係数を調整するのに十分なインピーダンスを持つ
ように選択され、前記トルク回路の抵抗温度係数を、前
記並列抵抗器の抵抗温度係数よりも小さくする請求項３
の温度補償装置。
【請求項８】前記トルク回路はトルクコイルを含み、
前記提供手段は、前記トルクコイルを形成するために用
いられる物質を含み、前記物質はその特徴的な抵抗温度
係数の属性に対して選択され、前記トルク回路の所定の
抵抗温度係数を前記並列抵抗器の抵抗温度係数よりも小
さくする請求項１の温度補償装置。