JPH0535337Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は力学量検出器に係り、特に力学量
（加速度、圧力等）を検出する素子（所謂力学量
センサ）の故障を自己検知できるものに関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の力学量検出器としては、例えば
第６図に示すようなものがある。この力学量検出
器は、被検出物（例えば、自動車の車体）に取り
付けられ、該被検出物に加えられる加速度を検出
するものである。

９は加速度の大小を電気抵抗に変換する加速度
センサであり、本図はその垂直断面図を示す。こ
の加速度センサ９の構造を説明する。

１２は片持ち梁であり、ケース１１の内側面に
その一端が固着されている。また、この片持ち梁
１２の先端部には重錘１４が取り付けられてい
る。更に、片持ち梁１２の根元の上下側面上に
は、歪ゲージ１５が貼付けられ、これにより片持
ち梁１２の振幅と歪とを検出している。この歪ゲ
ージ１５は金属抵抗線を有し、張力が加わること
によりその長さが長くなると同時に断面図が小さ
くなり、その電気抵抗が増加する原理を応用して
いる。そして、加速度がこの加速度センサ９に作
用すると、重錘１４が加速度の方向に移動し、そ
の結果、片持ち梁１２が歪むこととなる。そこ
で、歪ゲージ１５が片持ち梁１２の歪により張力
が加わり、電気抵抗の変化を出力することとな
る。２３はセンスアンプであり、上記歪ゲージ１
５からの電気抵抗の変化を端子１６とリード線２
２を介して入力し、例えば、内部の差動増幅回路
で電気信号に変換すると共に、該電気信号を増幅
して出力信号Ｓとして出力する。センスアンプ２
３からの出力信号Ｓは、そのレベルの大小に応じ
て加速度信号として使用される。

一方、３２は比較器であり、前記センスアンプ
２３の出力信号Ｓの値が予め定めたレベル以上に
逸脱していないかどうかを常時比較している。そ
して、前記センスアンプ２３からの出力信号Ｓの
値が予め定められたレベルから逸脱した時に加速
度センサ９に何等かの原因による異常が発生した
とみなして故障信号Ｆを出力するようになつてい
る。

このような加速度検出器を使用すれば、加速度
センサ９に異常が発生すると、加速度検出器自身
が該故障を自己検知して故障信号Ｆを出力するか
ら、この故障信号Ｆを監視することにより加速度
センサ９が正常又は故障であるかを認識できる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の加速度検出器
にあつては、加速度センサの出力信号が予め定め
たレベル以上に逸脱した時に故障信号を出力する
構成となつていたため、加速度センサの感度が悪
化したとき、または、加速度センサが完全に故障
し、信号を全く出力しなくなつたときは、予め定
めたレベルから逸脱しないため、このような加速
度検出器の異常や故障を自己検知できないという
問題点があつた。

この考案は、上記問題点に着目し、自己検知の
能力を向上させた力学量検出器を提供することを
その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、上記技術的課題を解決するため
に、力学量検出手段を所定の周波数で強制的に振
動させ、この振動に基づく信号を分離して取出
し、該信号のレベルが所定の範囲内かどうかを判
別することにより力学量検出手段の感度の悪化並
びに完全な故障をも検知できるようにした。

〔作用〕

本考案の作用を第１図の原理ブロツク図に基づ
いて説明する。

振動手段３は所定の周波数にて力学量検出手段
１を振動させる。そこで、被検出物に力学量が加
えられると力学量検出手段１は被検出物に加えら
れた力学量を電気的な量に変換する。このとき、
力学量検出手段１は振動手段３にて所定の周波数
にて振動させられているから、力学量検出手段１
からの電気的な量は本来検出すべき力学量に対応
する電気的な量に振動手段３による所定の周波数
に対応する電気的な量が重なつたものとなる。

すると、第１のフイルタ手段４は上記力学量検
出手段１からの電気的な量のうち上記所定の周波
数に対応する電気的な量以外の電気的な量を通過
させる。また、第２のフイルタ手段５は上記力学
量検出手段１からの電気的な量のうち上記所定の
周波数に対応する電気的な量を通過させると共に
該電気的な量を上記判別手段２に出力する。する
と、判別手段２は上記力学量検出手段１からの電
気的な量が所定の範囲内かどうかを判別する。所
定の範囲内でなければ、故障信号を出力する。

即ち、力学量検出手段１の感度が悪化した場合
は、第２のフイルタ手段５から出力される電気的
な量が低下するから、判別手段２はこの異常を検
知する。また、力学量検出手段１が完全に故障し
てしまつた場合は、第２のフイルタ手段５から出
力される電気的な量は無くなるから、判別手段２
はこの故障を検知する。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。第２図はこの考案の一実施例における加速
度検出器の構成図である。

１０は加速度センサであり、特許請求の範囲に
記載した力学量検出手段１に相当する。この加速
度センサ１０には従来同様の片持ち梁１２がケー
ス１１の内側面に固着されている。また、この片
持ち梁１２には歪ゲージ１５が貼り付けられ、こ
れにより片持ち梁１２の歪に対応する金属抵抗の
変化を端子１６とリード線２２とを介してセンス
アンプ２３に出力している。但し、この片持ち梁
１２の先端部には磁性体材料でなる重錘３４を固
着している。そして、重錘３４の上方には所定の
空間を隔てて電磁石１３をケース１１の上部内周
面に固定している。２１は発振器であり、リード
線２０と端子１７を介して電磁石１３を所定の周
波数と振幅にて駆動するようになつている。電磁
石１３は発振器２１によつて駆動されると、上記
重錘３４を電磁力によつて上下方向に振動させる
こととなる。発振器２１の発振周波数は、前記片
持ち梁１２が有する共振周波数と同じものとする
と、効率的に重錘３４を振動させることができ
る。また、その振幅は予め決められた大きさに安
定に保つようにする。この発振器２１と電磁石１
３は特許請求の範囲に記載した振動手段３に相当
する。尚、上記センスアンプ２３の回路は差動増
幅型を用いている。２６はセンスアンプ２３の出
力信号のうち発振器２１の発振周波数と同じ周波
数成分を吸収して出力信号Ｓを出力するフイルタ
である。このフイルタ２６は特許請求の範囲に記
載した第１のフイルタ手段４に相当する。２４も
フイルタであるが、このフイルタ２４は発振器２
１の発振周波数と同じ周波数成分のみを通過さ
せ、後述する整流平滑回路３１に出力するように
なつている。このフイルタ２４は特許請求の範囲
に記載した第２のフイルタ手段５に相当する。３
１は前記整流平滑回路であり、フイルタ２４から
の信号をその振幅に応じた直流信号に変換する。
３２は比較器であり、整流平滑回路３１からの直
流信号が、予め定めた範囲内に入つているか否か
を判別し、予め定めた範囲内に入つていない場合
は故障信号Ｆを出力する。この比較器３２は特許
請求の範囲に記載した判別手段２に相当する。こ
の加速度検出器を構成する各部の出力信号の波形
を第３図に示す。そして、以上説明した構成にあ
つては、加速度センサ１０が適正な感度を有して
いる限り、整流平滑回路３１の出力信号は、第３
図のように予め定めた２本の破線の範囲内にて安
定している。従つて、比較器３２の出力信号Ｆは
OFF状態である。

しかしながら、加速度センサ１０の感度が悪化
すると、第４図に示すように、センスアンプ２３
の出力信号には所定の周波数の信号が重畳されな
くなる。すると、フイルタ２４の出力信号の成分
の振幅も減衰し、平滑整流回路３１の出力信号が
予め定めた範囲から逸脱した時点t₁で比較器３２
は故障検知信号ＦをON状態とする。

一方、加速度センサ１０の感度が敏感になり過
ぎると、第５図に示すように、センスアンプ２３
の出力信号には所定の周波数の信号が大きく重畳
される。すると、フイルタ２４の出力信号の振幅
も増大し、平滑整流回路３１の出力信号が予め定
めた範囲から逸脱した時点t₂で比較器３２は故障
検知信号ＦをON状態とする。

以上説明したように本実施例によれば加速度検
出器の感度が何らかの原因で敏感になり過ぎたと
しても、この異常を検知できる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案によれば、
その構成を振動手段により加速度センサを所定の
周波数にて強制的に振動させ、その出力信号から
上記所定の周波数の信号を分離して取り出し、そ
の大きさが所定の範囲内かどうかを調べる構成と
したため、感度が悪化したり、完全に信号を出さ
ないといつた異常や故障を検出できることとなる
から、自己検知の能力を向上させた力学量検出器
を提供できる。その結果、このような力学量検出
器を使用した装置に悪影響を与えることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理ブツク図、第２図は本考
案の一実施例における加速度検出器の構成図、第
３図は第２図に示す加速度センサが正常であると
きの各部の出力信号の波形、第４図及び第５図は
第２図に示す加速度センサが異常であるときの各
部の出力信号の波形、第６図は従来技術における
加速度検出器の構成図である。 １……力学量検出手段、２……判別手段、３…
…振動手段、４……第１のフイルタ手段、５……
第２のフイルタ手段、１０……加速度センサ、１
３……電磁石、２１……発振器、２４，２６……
フイルタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 力学量を電気的な量に変換する力学量検出手段
   １と、上記力学量検出手段１からの電気的な量が
   所定の範囲内かどうかを判別し、所定の範囲内で
   なければ故障信号を出力する判別手段２とを備え
   る力学量検出器において 所定の周波数にて上記力学量検出手段１を振動
   させる振動手段３と、上記力学量検出手段１から
   の電気的な量のうち上記所定の周波数に対応する
   電気的な量以外の電気的な量を通過させる第１の
   フイルタ手段４と、上記力学量検出手段１からの
   電気的な量のうち上記所定の周波数に対応する電
   気的な量を通過させると共に該電気的な量を上記
   判別手段２に出力する第２のフイルタ手段５と、
   を備えたことを特徴とする力学量検出器。