JPH06160429A - 半導体加速度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速度センサInfo
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- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P2015/0805—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 判断が容易かつ確実に行える半導体加速度セ
ンサの自己診断装置を提供すること 【構成】 加速度センサ１５の可動電極１２に対し、積
分器２３の出力（ランプ電圧）を印加する。そして可動
電極が固定電極１３に接触した時のセンサの出力電圧Ｖ
１′の値を判定回路２６にて判断し、所定の範囲以下の
場合には、出力Ｖ７がＨとなり、ＯＲ素子２７から異常
信号Ｈが発する。所定の範囲内であれば出力Ｖ６がＨと
なり、信号変換処理回路１７に動作開始信号を送り、通
常の加速度検知状態に移る。所定の範囲を越えても両電
極が接触しない時には、比較器２８の出力がＨとなり、
ＯＲ素子から異常信号が発する。このように、ある電圧
印加時に両電極が導通したか否かにより、センサの診断
が行え、診断終了後は、スイッチ２４が開きセンサへの
電圧印加が解除され、両電極は離反する。
ンサの自己診断装置を提供すること 【構成】 加速度センサ１５の可動電極１２に対し、積
分器２３の出力（ランプ電圧）を印加する。そして可動
電極が固定電極１３に接触した時のセンサの出力電圧Ｖ
１′の値を判定回路２６にて判断し、所定の範囲以下の
場合には、出力Ｖ７がＨとなり、ＯＲ素子２７から異常
信号Ｈが発する。所定の範囲内であれば出力Ｖ６がＨと
なり、信号変換処理回路１７に動作開始信号を送り、通
常の加速度検知状態に移る。所定の範囲を越えても両電
極が接触しない時には、比較器２８の出力がＨとなり、
ＯＲ素子から異常信号が発する。このように、ある電圧
印加時に両電極が導通したか否かにより、センサの診断
が行え、診断終了後は、スイッチ２４が開きセンサへの
電圧印加が解除され、両電極は離反する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサの
自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加
速度センサに関するものである。
自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加
速度センサに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】自動車のアクティブサスペンションやエ
アバックシステム等においては、加速度センサは重要な
部品の一つであり、加速度センサが正常に動作すること
が必須となり、仮に故障などが生じた場合には速やかに
交換する必要がある。そこで、係る加速度センサの異常
の有無を検出する必要があり、かかる診断機構を付与し
た半導体加速度センサの開発が要求されている。
アバックシステム等においては、加速度センサは重要な
部品の一つであり、加速度センサが正常に動作すること
が必須となり、仮に故障などが生じた場合には速やかに
交換する必要がある。そこで、係る加速度センサの異常
の有無を検出する必要があり、かかる診断機構を付与し
た半導体加速度センサの開発が要求されている。
【０００３】ここで、係る自己診断機能付の半導体セン
サの一例を示すと、図５に示すように半導体基板である
シリコン板１の中央に梁部２を介して重り体３を一体的
に形成し、またシリコン板１の上下両面にガラス板４を
配置する。この時、重り体３の上下両面と、ガラス板４
の対向面との間には、所定の空隙が形成され、重り体３
の揺動を許容している。そして重り体３の上下両面をそ
れぞれ診断用可動電極５，検出用可動電極６とし、この
両可動電極５，６に対向するガラス板４の内面所定位置
にアルミ蒸着等により診断用固定電極７，検出用固定電
極８を形成する。
サの一例を示すと、図５に示すように半導体基板である
シリコン板１の中央に梁部２を介して重り体３を一体的
に形成し、またシリコン板１の上下両面にガラス板４を
配置する。この時、重り体３の上下両面と、ガラス板４
の対向面との間には、所定の空隙が形成され、重り体３
の揺動を許容している。そして重り体３の上下両面をそ
れぞれ診断用可動電極５，検出用可動電極６とし、この
両可動電極５，６に対向するガラス板４の内面所定位置
にアルミ蒸着等により診断用固定電極７，検出用固定電
極８を形成する。
【０００４】ところで、このセンサに加速度が加わると
梁部２が撓み、対向する両電極６，８間の距離が変化
し、この距離の変化により両電極６，８間に生じている
静電容量も変動するのであるが、このように加速度が加
わる都度梁部２に撓みが生じてストレスが加わるため、
特にこの梁部２にクラックを生じたり、さらには切断・
破損してしまうおそれがある。係る場合には、梁部２の
強度（弾性力）が変化し、ある所定の加速度が加わった
時に生じる重り体３の変動距離が異なり、正確に加速度
を検出することができなくなる。
梁部２が撓み、対向する両電極６，８間の距離が変化
し、この距離の変化により両電極６，８間に生じている
静電容量も変動するのであるが、このように加速度が加
わる都度梁部２に撓みが生じてストレスが加わるため、
特にこの梁部２にクラックを生じたり、さらには切断・
破損してしまうおそれがある。係る場合には、梁部２の
強度（弾性力）が変化し、ある所定の加速度が加わった
時に生じる重り体３の変動距離が異なり、正確に加速度
を検出することができなくなる。
【０００５】そこで、上記構成の診断用可動，固定電極
５，７間に図示省略の電源から所定の電圧を印加し、吸
引力を発生させ重り体３を上昇させる。この上昇時に検
出用可動，固定電極６，８間に生じる静電容量の変化を
検出し、正常か否かを判断するようにしている。
５，７間に図示省略の電源から所定の電圧を印加し、吸
引力を発生させ重り体３を上昇させる。この上昇時に検
出用可動，固定電極６，８間に生じる静電容量の変化を
検出し、正常か否かを判断するようにしている。
【０００６】しかし、係る構成のものでは、変化の状況
を検出することにより正常か否かを判断していたため、
その判断が煩雑となり、正確に行えない。しかも、上下
両ガラス板４，４に固定電極７，８を設ける必要があ
り、作成プロセスが複雑化する。しかも、診断用の可動
電極５並びに固定電極７は、通常の加速度検出時には使
用しないため、診断専用の部品（電極）を必要とし、利
用効率も悪い。
を検出することにより正常か否かを判断していたため、
その判断が煩雑となり、正確に行えない。しかも、上下
両ガラス板４，４に固定電極７，８を設ける必要があ
り、作成プロセスが複雑化する。しかも、診断用の可動
電極５並びに固定電極７は、通常の加速度検出時には使
用しないため、診断専用の部品（電極）を必要とし、利
用効率も悪い。
【０００７】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、判断（診断）が容易
かつ確実に行え、しかも作成プロセスが簡単で、自己診
断専用の電極を必要とせず利用効率の良い半導体加速度
センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる
半導体加速度センサを提供することにある。
もので、その目的とするところは、判断（診断）が容易
かつ確実に行え、しかも作成プロセスが簡単で、自己診
断専用の電極を必要とせず利用効率の良い半導体加速度
センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる
半導体加速度センサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る半導体加速度センサの自己診断方
法では、静電容量型の半導体加速度センサの可動電極と
固定電極との間に所定の電圧を印加し、両電極間に静電
引力を発生させ、両電極が接触して導通したか否かを検
出することにより正常に動作するか否かを判断するよう
にした。
ために、本発明に係る半導体加速度センサの自己診断方
法では、静電容量型の半導体加速度センサの可動電極と
固定電極との間に所定の電圧を印加し、両電極間に静電
引力を発生させ、両電極が接触して導通したか否かを検
出することにより正常に動作するか否かを判断するよう
にした。
【０００９】また、係る方法を実施するための診断装置
としては、半導体加速度センサの可動電極と固定電極間
に電圧を印加する手段と、前記可動電極と固定電極とが
導通状態にあるか否かを検知するとともに、前記印加す
る手段より与えられる出力信号から、前記半導体加速度
センサが正常に動作しているか否かを判断する手段とを
備えた。
としては、半導体加速度センサの可動電極と固定電極間
に電圧を印加する手段と、前記可動電極と固定電極とが
導通状態にあるか否かを検知するとともに、前記印加す
る手段より与えられる出力信号から、前記半導体加速度
センサが正常に動作しているか否かを判断する手段とを
備えた。
【００１０】さらに、係る自己診断方法並びに装置に適
用される半導体加速度センサとしては例えば、前記可動
電極または前記固定電極の少なくとも一方に突起部を形
成し、その突起部を介して前記導通状態を得るようにす
ることである。
用される半導体加速度センサとしては例えば、前記可動
電極または前記固定電極の少なくとも一方に突起部を形
成し、その突起部を介して前記導通状態を得るようにす
ることである。
【００１１】
【作用】半導体加速度センサの可動電極と固定電極との
間に所定の電圧を印加する。すると、両電極間に発生す
る静電引力により、可動電極が固定電極側に引き寄せら
れる。そして、その電圧値がある一定以上を越えると、
両電極が接触し、導通状態となる。したがって、導通し
たときの電圧値が所定の範囲内にあるか否かを判断し、
範囲内におさまっていれば、正常であると判断される。
すなわち、導通したか否か検出するだけで判断が行える
ので、機械による自動検査により簡単かつ確実に行われ
る。
間に所定の電圧を印加する。すると、両電極間に発生す
る静電引力により、可動電極が固定電極側に引き寄せら
れる。そして、その電圧値がある一定以上を越えると、
両電極が接触し、導通状態となる。したがって、導通し
たときの電圧値が所定の範囲内にあるか否かを判断し、
範囲内におさまっていれば、正常であると判断される。
すなわち、導通したか否か検出するだけで判断が行える
ので、機械による自動検査により簡単かつ確実に行われ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る半導体加速度センサの自
己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速
度センサの好適な実施例を添付図面を参照にして詳述す
る。図１は、本発明に用いられる半導体センサの一例の
要部を示している。すなわち、この例では半導体基板で
構成され図示省略の枠体に梁部１０を介して揺動自在に
片持ち支持状に一体に連結された重り部１１の下面が可
動電極１２となり、その可動電極１２に対向して図示省
略のガラス板上にアルミ蒸着などにより配置された固定
電極１３とを有している。そして、ガラス板と半導体基
板が層状に配置され一体化される。
己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速
度センサの好適な実施例を添付図面を参照にして詳述す
る。図１は、本発明に用いられる半導体センサの一例の
要部を示している。すなわち、この例では半導体基板で
構成され図示省略の枠体に梁部１０を介して揺動自在に
片持ち支持状に一体に連結された重り部１１の下面が可
動電極１２となり、その可動電極１２に対向して図示省
略のガラス板上にアルミ蒸着などにより配置された固定
電極１３とを有している。そして、ガラス板と半導体基
板が層状に配置され一体化される。
【００１３】ここで本発明では、重り部１１の下面先
端、すなわち可動電極１２の先端側に、下側に突出する
一条の突出部１４を形成している。これにより、後述す
る自己診断時に、可動電極１２と固定電極１３とが接触
しやすく、かつそれが確実に行えるようにしている。な
お、具体的な図示は省略するが、固定電極１３側に上記
のような突出部１４を設けてももちろん良く、その形状
ならびに設置位置は任意で、両側に設けてももちろん良
い。
端、すなわち可動電極１２の先端側に、下側に突出する
一条の突出部１４を形成している。これにより、後述す
る自己診断時に、可動電極１２と固定電極１３とが接触
しやすく、かつそれが確実に行えるようにしている。な
お、具体的な図示は省略するが、固定電極１３側に上記
のような突出部１４を設けてももちろん良く、その形状
ならびに設置位置は任意で、両側に設けてももちろん良
い。
【００１４】そして、上記構成の半導体加速度センサ１
５は、図２に示すように、その両電極１２，１３が、信
号変換処理回路１７に接続され、両電極１２，１３間に
生じる静電容量を電圧に変換して出力するようになって
いる。
５は、図２に示すように、その両電極１２，１３が、信
号変換処理回路１７に接続され、両電極１２，１３間に
生じる静電容量を電圧に変換して出力するようになって
いる。
【００１５】さらに、その半導体加速度センサ１５に、
本発明に係る自己診断装置２０が接続されている。この
本実施例における自己診断装置２０は、両電極１２，１
３に対してランプ状に上昇する直流電圧を印加し、両電
極１２，１３が接触（導通）した時の電圧値Ｖ１が所定
の範囲内（Ｖth2 ＜Ｖ１≦Ｖth1 ）であるか否かを検出
することにより、正常か否かを判断するようにし、さら
に本例では、正常であれば、信号変換処理回路１７に対
して作動命令を発し、加速度検知を行えるようにしてい
る。そして、具体的な構成は、下記の通りである。
本発明に係る自己診断装置２０が接続されている。この
本実施例における自己診断装置２０は、両電極１２，１
３に対してランプ状に上昇する直流電圧を印加し、両電
極１２，１３が接触（導通）した時の電圧値Ｖ１が所定
の範囲内（Ｖth2 ＜Ｖ１≦Ｖth1 ）であるか否かを検出
することにより、正常か否かを判断するようにし、さら
に本例では、正常であれば、信号変換処理回路１７に対
して作動命令を発し、加速度検知を行えるようにしてい
る。そして、具体的な構成は、下記の通りである。
【００１６】まず、電圧印加手段としては、第１のＮＯ
Ｒ素子２２の出力を積分器２３に入力することにより構
成される。すなわち、電源投入時は、後述するごとく第
１のＮＯＲ素子２２の２つの入力はともにＬであるた
め、その出力はＨとなる。よって積分器２３の出力は、
ランプ状に上昇していく。そして、その出力電圧が、ス
イッチ２４を介して、半導体加速度センサ１５の可動電
極１２に印加される。なお、上記のスイッチ２４は、第
２のＮＯＲ素子２５の出力により開閉制御され、その出
力がＨの時に閉状態となる。そして電源投入時は、第２
のＮＯＲ素子２５の２つの入力がともにＬであるため、
出力はＨとなり、スイッチ２４が閉状態となる。
Ｒ素子２２の出力を積分器２３に入力することにより構
成される。すなわち、電源投入時は、後述するごとく第
１のＮＯＲ素子２２の２つの入力はともにＬであるた
め、その出力はＨとなる。よって積分器２３の出力は、
ランプ状に上昇していく。そして、その出力電圧が、ス
イッチ２４を介して、半導体加速度センサ１５の可動電
極１２に印加される。なお、上記のスイッチ２４は、第
２のＮＯＲ素子２５の出力により開閉制御され、その出
力がＨの時に閉状態となる。そして電源投入時は、第２
のＮＯＲ素子２５の２つの入力がともにＬであるため、
出力はＨとなり、スイッチ２４が閉状態となる。
【００１７】そして、その電圧値が大きくなるほど、両
電極１２，１３間に生じる静電引力が上昇し、可動電極
１２が固定電極１３側に引き寄せられて両者間の距離が
徐々に狭まり、ついには接触して導通、すなわち、積分
器２３の出力が、固定電極１３、さらには、その固定電
極１３に接続された判定回路２６にその電圧が印加され
るようになる。なお、導通状態の半導体加速度センサ１
５では、所定の電圧降下があるため、導通後に判定回路
２６に印加される電圧Ｖ１′は、積分器２３の出力電圧
Ｖ１よりも低い値となっている。
電極１２，１３間に生じる静電引力が上昇し、可動電極
１２が固定電極１３側に引き寄せられて両者間の距離が
徐々に狭まり、ついには接触して導通、すなわち、積分
器２３の出力が、固定電極１３、さらには、その固定電
極１３に接続された判定回路２６にその電圧が印加され
るようになる。なお、導通状態の半導体加速度センサ１
５では、所定の電圧降下があるため、導通後に判定回路
２６に印加される電圧Ｖ１′は、積分器２３の出力電圧
Ｖ１よりも低い値となっている。
【００１８】ここで、判定回路２６の具体的な回路構成
は、図３に示すように、第１〜第４の比較器２６ａ〜２
６ｄと、第１，第２のＡＮＤ素子２６ｅ，２６ｆとが適
宜接続されることにより構成されている。
は、図３に示すように、第１〜第４の比較器２６ａ〜２
６ｄと、第１，第２のＡＮＤ素子２６ｅ，２６ｆとが適
宜接続されることにより構成されている。
【００１９】すなわち、第１の比較器２６ａの反転入力
端子に、電圧印加手段たる積分器２３からの出力信号で
ある上記の半導体加速度センサ１５からの出力電圧Ｖ
１′（なお、両電極１２，１３が非導通状態では０
［Ｖ］となる）が入力され、また、その非反転入力端子
には、第１の基準電圧Ｖth1 ′（上記正常範囲の上限電
圧Ｖth1 から、半導体加速度センサ１５等における電圧
降下分を減じた電圧）が入力される。
端子に、電圧印加手段たる積分器２３からの出力信号で
ある上記の半導体加速度センサ１５からの出力電圧Ｖ
１′（なお、両電極１２，１３が非導通状態では０
［Ｖ］となる）が入力され、また、その非反転入力端子
には、第１の基準電圧Ｖth1 ′（上記正常範囲の上限電
圧Ｖth1 から、半導体加速度センサ１５等における電圧
降下分を減じた電圧）が入力される。
【００２０】また、第２の比較器２６ｂの非反転入力端
子並びに第３の比較器２６ｃの反転入力端子にも、上記
出力電圧Ｖ１′が入力され、さらに両比較器２６ｂ，２
６ｃの他の入力端子には、第２の基準電圧Ｖth2 ′（上
記正常範囲の下限電圧Ｖth2から、半導体加速度センサ
１５等における電圧降下分を減じた電圧）が入力され
る。さらに、第４の比較器２６ｄの非反転入力端子に、
出力電圧Ｖth1 ′が入力されるとともに、反転入力端子
はアースに接続されている。
子並びに第３の比較器２６ｃの反転入力端子にも、上記
出力電圧Ｖ１′が入力され、さらに両比較器２６ｂ，２
６ｃの他の入力端子には、第２の基準電圧Ｖth2 ′（上
記正常範囲の下限電圧Ｖth2から、半導体加速度センサ
１５等における電圧降下分を減じた電圧）が入力され
る。さらに、第４の比較器２６ｄの非反転入力端子に、
出力電圧Ｖth1 ′が入力されるとともに、反転入力端子
はアースに接続されている。
【００２１】そして、上記第１，第２の比較器２６ａ，
２６ｂの出力が第１のＡＮＤ素子２６ｅに入力され、そ
の第１のＡＮＤ素子２６ｅの出力が、上記第１のＮＯＲ
素子２２の一方の入力端子並びに、信号変換処理回路１
７に接続されている。そして、第１のＮＯＲ素子２２の
出力がＨとなった時に信号変換処理回路１７が動作開始
するようになる。さらには、第１のＡＮＤ素子２６ｅの
出力は、上記した第２のＮＯＲ素子２５の入力端子にも
接続している。
２６ｂの出力が第１のＡＮＤ素子２６ｅに入力され、そ
の第１のＡＮＤ素子２６ｅの出力が、上記第１のＮＯＲ
素子２２の一方の入力端子並びに、信号変換処理回路１
７に接続されている。そして、第１のＮＯＲ素子２２の
出力がＨとなった時に信号変換処理回路１７が動作開始
するようになる。さらには、第１のＡＮＤ素子２６ｅの
出力は、上記した第２のＮＯＲ素子２５の入力端子にも
接続している。
【００２２】また、第３，第４の比較器２６ｃ，２６ｄ
の出力は、第２のＡＮＤ素子２６ｆに入力され、その第
２のＡＮＤ素子２６の出力が上記第１のＮＯＲ素子２２
の他方の入力端子に接続されている。さらに、その出力
は、異常信号を発生するためのＯＲ素子２７に入力され
ている。
の出力は、第２のＡＮＤ素子２６ｆに入力され、その第
２のＡＮＤ素子２６の出力が上記第１のＮＯＲ素子２２
の他方の入力端子に接続されている。さらに、その出力
は、異常信号を発生するためのＯＲ素子２７に入力され
ている。
【００２３】さらにまた、上記したランプ状の電圧を発
生させるための積分器２３の出力は、比較器２８の非反
転入力端子にも入力され、比較器２８の反転入力端子に
入力された第１の基準電圧Ｖth1 と比較し、その比較結
果を上記ＯＲ素子２７の他方の入力端子に入力するよう
になっている。そして、ＯＲ素子２７の出力は、通常は
Ｌで、自己診断した結果、半導体加速度センサ１５が異
常・故障を生じていた場合にＨとなり、それが図外の警
報装置などに接続され使用者等に知らせるようになって
いる。すなわち本例では判定回路２６や比較器２８等が
判断をする手段を構成している。
生させるための積分器２３の出力は、比較器２８の非反
転入力端子にも入力され、比較器２８の反転入力端子に
入力された第１の基準電圧Ｖth1 と比較し、その比較結
果を上記ＯＲ素子２７の他方の入力端子に入力するよう
になっている。そして、ＯＲ素子２７の出力は、通常は
Ｌで、自己診断した結果、半導体加速度センサ１５が異
常・故障を生じていた場合にＨとなり、それが図外の警
報装置などに接続され使用者等に知らせるようになって
いる。すなわち本例では判定回路２６や比較器２８等が
判断をする手段を構成している。
【００２４】次に上記した実施例の動作、すなわち、自
己診断方法の発明の一実施例について説明する。上記し
たごとく積分器２３の出力電圧を半導体加速度センサ１
５の両電極１２，１３に印加する。そして、両電極１
２，１３が接触する前（非導通状態）の判定回路２６へ
の入力電圧は０［Ｖ］であるため、判定回路２６からの
２つの出力はともにＬとなる（図４参照）。よって、第
１のＮＯＲ素子２２の出力はＨとなり、積分器２３の出
力電圧は徐々に上昇していくとともに、スイッチ２４も
閉状態を維持する。これにより、両電極１２，１３間に
印加される電圧、すなわち、発生する静電引力が上昇し
両者間の距離が狭くなる。
己診断方法の発明の一実施例について説明する。上記し
たごとく積分器２３の出力電圧を半導体加速度センサ１
５の両電極１２，１３に印加する。そして、両電極１
２，１３が接触する前（非導通状態）の判定回路２６へ
の入力電圧は０［Ｖ］であるため、判定回路２６からの
２つの出力はともにＬとなる（図４参照）。よって、第
１のＮＯＲ素子２２の出力はＨとなり、積分器２３の出
力電圧は徐々に上昇していくとともに、スイッチ２４も
閉状態を維持する。これにより、両電極１２，１３間に
印加される電圧、すなわち、発生する静電引力が上昇し
両者間の距離が狭くなる。
【００２５】そして、半導体加速度センサ１５に印加さ
せる電圧値がある一定以上となり両電極１２，１３が接
触（導通）すると、その積分器２３の出力電圧がセンサ
１５にて所定の電圧降下した後、判定回路２６にその時
の電圧値Ｖ１′が入力される。そして、その電圧値Ｖ
１′に対する判定回路２６を構成する各素子の出力電圧
をＶ２〜Ｖ７の状態を図４に示し、その図等を参考に判
定処理の内容を説明する。
せる電圧値がある一定以上となり両電極１２，１３が接
触（導通）すると、その積分器２３の出力電圧がセンサ
１５にて所定の電圧降下した後、判定回路２６にその時
の電圧値Ｖ１′が入力される。そして、その電圧値Ｖ
１′に対する判定回路２６を構成する各素子の出力電圧
をＶ２〜Ｖ７の状態を図４に示し、その図等を参考に判
定処理の内容を説明する。
【００２６】まず、Ｖ１′が所定の電圧以下（０＜Ｖ
１′≦Ｖth2 ′）の場合は、第１のＡＮＤ素子２６ｅの
出力Ｖ６はＬであるが、第２のＡＮＤ素子２６ｆの出力
Ｖ７がＨとなるため、ＯＲ素子２７の一方の入力がＨと
なり、その出力Ｖ８もＨに変わり、異常を知らせる。そ
して、ＯＲ素子２７の出力Ｖ８がＨになることから第２
のＮＯＲ素子２５の一方の入力がＨ（他方の入力は判定
回路２６からの出力Ｖ６のＬ）となり、その第２のＮＯ
Ｒ素子２５の出力Ｖ１０がＬに変わりスイッチ２４が開
き、半導体加速度センサ１５への入力を停止する。な
お、それと同時に、第１のＮＯＲ素子２２の一方の入力
端子がＨになり、その出力Ｖ９はＬに変わる。これによ
り、積分器２３の出力は徐々に減少する。これにより、
自己診断が終了する。
１′≦Ｖth2 ′）の場合は、第１のＡＮＤ素子２６ｅの
出力Ｖ６はＬであるが、第２のＡＮＤ素子２６ｆの出力
Ｖ７がＨとなるため、ＯＲ素子２７の一方の入力がＨと
なり、その出力Ｖ８もＨに変わり、異常を知らせる。そ
して、ＯＲ素子２７の出力Ｖ８がＨになることから第２
のＮＯＲ素子２５の一方の入力がＨ（他方の入力は判定
回路２６からの出力Ｖ６のＬ）となり、その第２のＮＯ
Ｒ素子２５の出力Ｖ１０がＬに変わりスイッチ２４が開
き、半導体加速度センサ１５への入力を停止する。な
お、それと同時に、第１のＮＯＲ素子２２の一方の入力
端子がＨになり、その出力Ｖ９はＬに変わる。これによ
り、積分器２３の出力は徐々に減少する。これにより、
自己診断が終了する。
【００２７】また、両電極１２，１３が導通した時の電
圧Ｖ１′が正常電圧範囲（Ｖth2 ′＜Ｖ１′≦Ｖth1
′）の場合は、第１のＡＮＤ素子２６ｅの出力Ｖ６が
Ｈとなり、信号変換処理回路１７に、動作開始命令を送
る。また、第２のＮＯＲ素子２５の一方の入力である判
定回路２６側からの出力Ｖ６がＨとなるため、やはりそ
の第２のＮＯＲ素子２５の出力Ｖ１０がＬに変わりスイ
ッチ２４が開き、半導体加速度センサ１５への入力を停
止する。これにより、両電極１２，１３は離反し、定常
状態に復帰する。さらに、それと同時に、第１のＮＯＲ
素子２２の一方の入力端子がＨになり、その出力Ｖ９は
Ｌに変わる。これにより、積分器２３の出力は徐々に減
少する。これにより、自己診断が終了し、通常の加速度
検知に移る。すなわち、本例では、電源投入後自動的に
自己診断が行われ、半導体加速度センサ１５が正常であ
ることが確認されたなら、自動的に通常の加速度検出モ
ードに移行することができる。
圧Ｖ１′が正常電圧範囲（Ｖth2 ′＜Ｖ１′≦Ｖth1
′）の場合は、第１のＡＮＤ素子２６ｅの出力Ｖ６が
Ｈとなり、信号変換処理回路１７に、動作開始命令を送
る。また、第２のＮＯＲ素子２５の一方の入力である判
定回路２６側からの出力Ｖ６がＨとなるため、やはりそ
の第２のＮＯＲ素子２５の出力Ｖ１０がＬに変わりスイ
ッチ２４が開き、半導体加速度センサ１５への入力を停
止する。これにより、両電極１２，１３は離反し、定常
状態に復帰する。さらに、それと同時に、第１のＮＯＲ
素子２２の一方の入力端子がＨになり、その出力Ｖ９は
Ｌに変わる。これにより、積分器２３の出力は徐々に減
少する。これにより、自己診断が終了し、通常の加速度
検知に移る。すなわち、本例では、電源投入後自動的に
自己診断が行われ、半導体加速度センサ１５が正常であ
ることが確認されたなら、自動的に通常の加速度検出モ
ードに移行することができる。
【００２８】なお、積分器２３の出力はＶth1 よりも小
さいため、比較器２８の出力Ｖ１１はＬのままとなり、
さらに上記したごとく判定回路２６の第２のＡＮＤ素子
２６ｆの出力Ｖ７もＬのため、異常信号であるＯＲ素子
２７の出力Ｖ８はＬのままとなり、異常信号を発するこ
ともない。
さいため、比較器２８の出力Ｖ１１はＬのままとなり、
さらに上記したごとく判定回路２６の第２のＡＮＤ素子
２６ｆの出力Ｖ７もＬのため、異常信号であるＯＲ素子
２７の出力Ｖ８はＬのままとなり、異常信号を発するこ
ともない。
【００２９】さらに、積分器２３の出力Ｖ１がＶth1 を
越えた場合には、比較器２８の出力Ｖ１１がＨとなり、
ＯＲ素子２７の出力Ｖ８もＨとなり異常信号を発する。
またこの出力Ｖ８が第２のＮＯＲ素子２５に入力される
ことによりスイッチ２４も閉状態となる。これにより自
己診断処理が終了する。
越えた場合には、比較器２８の出力Ｖ１１がＨとなり、
ＯＲ素子２７の出力Ｖ８もＨとなり異常信号を発する。
またこの出力Ｖ８が第２のＮＯＲ素子２５に入力される
ことによりスイッチ２４も閉状態となる。これにより自
己診断処理が終了する。
【００３０】このように本例では、発見の困難な梁部１
０のひびや、可動電極１２と固定電極１３との間等に混
入した異物による異常等を容易に発見できる。しかも、
正常範囲を決定する第１，第２の基準電圧を適宜設定す
ることにより、梁部１０の弾性係数や、両電極１２，１
３間の間隔が許容範囲内にあるかを容易に判定でき、要
求にあったセンサの選定が容易に行え、品質の均一化を
図ることができる。しかも、実際の加速度検出に用いる
電極間に電圧を印加するようにしたため、自己診断用の
電極が不要で、構成が簡易となる。
０のひびや、可動電極１２と固定電極１３との間等に混
入した異物による異常等を容易に発見できる。しかも、
正常範囲を決定する第１，第２の基準電圧を適宜設定す
ることにより、梁部１０の弾性係数や、両電極１２，１
３間の間隔が許容範囲内にあるかを容易に判定でき、要
求にあったセンサの選定が容易に行え、品質の均一化を
図ることができる。しかも、実際の加速度検出に用いる
電極間に電圧を印加するようにしたため、自己診断用の
電極が不要で、構成が簡易となる。
【００３１】なお、自己診断装置の回路構成は、上記し
た実施例に限らないのはいうまでもなく、要は、所定の
電圧を印加した時に可動電極と固定電極とが導通するか
否かを検出（或いは、所望の電圧以外で導通しないかど
うかを検出）できるようになっていれば良い。
た実施例に限らないのはいうまでもなく、要は、所定の
電圧を印加した時に可動電極と固定電極とが導通するか
否かを検出（或いは、所望の電圧以外で導通しないかど
うかを検出）できるようになっていれば良い。
【００３２】さらに、本発明に係る自己診断方法並びに
装置が適用される半導体加速度センサとしては、上記し
た実施例のように、少なくとも一方の電極に突出部を形
成すること無く、通常の平坦な電極を有するものなど、
その半導体加速度センサの構造は任意である。
装置が適用される半導体加速度センサとしては、上記し
た実施例のように、少なくとも一方の電極に突出部を形
成すること無く、通常の平坦な電極を有するものなど、
その半導体加速度センサの構造は任意である。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体加速
度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられ
る半導体加速度センサでは、自己診断用の特別の電極が
不要となり、構成が簡略化ならびに構成部材の有効利用
が図れる。そして、その自己診断も可動電極と固定電極
とが導通するか否かを検出するだけで良く、簡単に行え
る。しかも、電極の少なくとも一方に突出部を設ける場
合には、より小さな静電引力、すなわち、印加電圧でも
って導通の有無をチェックできる。その結果、電源電圧
の大きさに制約のある箇所での利用に適する。
度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられ
る半導体加速度センサでは、自己診断用の特別の電極が
不要となり、構成が簡略化ならびに構成部材の有効利用
が図れる。そして、その自己診断も可動電極と固定電極
とが導通するか否かを検出するだけで良く、簡単に行え
る。しかも、電極の少なくとも一方に突出部を設ける場
合には、より小さな静電引力、すなわち、印加電圧でも
って導通の有無をチェックできる。その結果、電源電圧
の大きさに制約のある箇所での利用に適する。
【図１】本発明に係る半導体加速度センサの好適な一実
施例を示す要部斜視図である。
施例を示す要部斜視図である。
【図２】本発明に係る半導体加速度センサ用自己診断装
置並びにその使用態様の一例を示す図である。
置並びにその使用態様の一例を示す図である。
【図３】その要部である判定回路の具体的な回路構成を
示す図である。
示す図である。
【図４】判定回路を構成する各素子の出力の状態を示す
図である。
図である。
【図５】従来例を示す図である。
１２ 可動電極 １３ 固定電極 １４ 突出部 １５ 半導体加速度センサ ２０ 自己診断装置 ２２ 第１のＮＯＲ素子 ２３ 積分器 ２６ 判定回路 ２８ 比較器
Claims (3)
- 【請求項１】 静電容量型の半導体加速度センサの可動
電極と固定電極との間に所定の電圧を印加し、両電極間
に静電引力を発生させ、両電極が接触して導通したか否
かを検出することにより正常に動作するか否かを判断す
るようにした半導体加速度センサの自己診断方法。 - 【請求項２】 半導体基板に一体的に揺動可能に形成し
た重り体の少なくとも片面を可動電極とし、その可動電
極に対向して所定の間隙をおいて固定電極を配置し、前
記間隙が変化した際に、前記可動電極と前記固定電極と
の間で生じる静電容量の変化から加速度を検出する半導
体加速度センサに接続される自己診断装置であって、 前記可動電極と固定電極間に電圧を印加する手段と、 前記可動電極と固定電極とが導通状態にあるか否かを検
知するとともに、前記印加する手段より直接または間接
的に与えられる出力信号から、前記半導体加速度センサ
が正常に動作しているか否かを判断する手段とを備えた
半導体加速度センサ用自己診断装置。 - 【請求項３】 請求項１または２を実施するための半導
体加速度センサであって、前記可動電極または前記固定
電極の少なくとも一方に突起部を形成し、その突起部を
介して前記導通状態を得るようにした半導体加速度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328942A JPH06160429A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 半導体加速度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4328942A JPH06160429A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 半導体加速度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160429A true JPH06160429A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18215825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4328942A Withdrawn JPH06160429A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 半導体加速度センサの自己診断方法並びに装置及びそれに用いられる半導体加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160429A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809527B2 (en) | 2001-07-11 | 2004-10-26 | Denso Corporation | Method of measuring a characteristic of a capacitive type of sensor, a sensor characteristic measuring apparatus, a capacitive type of sensor apparatus, and an ic chip for measuring a sensor characteristic |
| US7168320B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-01-30 | Denso Corporation | Method and unit for sensing physical quantity using capacitive sensor |
| CN108445258A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-24 | 北京交通大学 | 基于积分器的磁浮列车单铁悬浮加速度传感器诊断方法 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP4328942A patent/JPH06160429A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6809527B2 (en) | 2001-07-11 | 2004-10-26 | Denso Corporation | Method of measuring a characteristic of a capacitive type of sensor, a sensor characteristic measuring apparatus, a capacitive type of sensor apparatus, and an ic chip for measuring a sensor characteristic |
| US7168320B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-01-30 | Denso Corporation | Method and unit for sensing physical quantity using capacitive sensor |
| DE102004035784B4 (de) * | 2003-07-25 | 2012-10-18 | Denso Corporation | Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe unter Verwendung eines kapazitiven Sensors, Airbagsystem hiermit, sowie Verfahren zum Testen der Vorrichtung |
| DE102004035784B8 (de) * | 2003-07-25 | 2012-12-27 | Denso Corporation | Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe unter Verwendung eines kapazitiven Sensors, Airbagsystem hiermit, sowie Verfahren zum Testen der Vorrichtung |
| CN108445258A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-24 | 北京交通大学 | 基于积分器的磁浮列车单铁悬浮加速度传感器诊断方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |