JPH06186248A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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Publication number
JPH06186248A
JPH06186248A JP35714292A JP35714292A JPH06186248A JP H06186248 A JPH06186248 A JP H06186248A JP 35714292 A JP35714292 A JP 35714292A JP 35714292 A JP35714292 A JP 35714292A JP H06186248 A JPH06186248 A JP H06186248A
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JP
Japan
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metal plate
acceleration sensor
electret film
case
acceleration
Prior art date
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Application number
JP35714292A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Takashima
充 高島
Jun Kishigami
純 岸上
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide an acceleration sensor wherein its constitution is simple, it is influenced little by an error signal due to a sound pressure and it can be used under high-humidity surroundings. CONSTITUTION:A first metal sheet 11 which is provided with an electret film on one face and a second metal sheet 12 which is faced with the electret film 14 on the first metal sheet by keeping a slight gap 20 are installed. One out of the first and second metal sheets 11, 12 is arranged so as to be capable of being shaken and moved by a vibration, and a hole by which both faces of the metal sheet capable of being shaken and moved are made to communicate is formed. An electric signal is taken out from the first metal sheet, and the acceleration of a vibrating object is detected. At least the face, of the second metal sheet 12, which is faced with the electret film 14 by keeping the slight gap 20 is insulation-treated.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えばモーショナル
フィードバック方式のスピーカのモーショナルフィード
バック信号を得るためや、電子楽器その他の小形で高性
能な振動検出器を必要とする産業機器用に好適な加速度
センサーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitable for obtaining, for example, a motional feedback signal from a motional feedback type speaker, and for an industrial instrument such as an electronic musical instrument or the like, which requires a small and high-performance vibration detector. Regarding the acceleration sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の加速度センサーとして、出願人
は、先に、図17に示すようなものを提供した(特願昭
61−157597号参照)。
2. Description of the Related Art As an acceleration sensor of this type, the applicant previously provided the one shown in FIG. 17 (see Japanese Patent Application No. 61-157597).

【0003】すなわち、図17において、1は導電性金
属からなる薄いケースで、このケース1の内部に第1の
金属板2を配する。この金属板2のケース1の底面1c
(第2の金属板を構成する)に対向する面には、エレク
トレット膜3を形成する。金属板2の他方の面からは、
リード線4が導出されて、第1の電極とされる。このリ
ード線4は、ケース1の上面1aの透孔1bから外部に
導出する。
That is, in FIG. 17, reference numeral 1 is a thin case made of a conductive metal, and a first metal plate 2 is arranged inside the case 1. The bottom surface 1c of the case 1 of the metal plate 2
An electret film 3 is formed on the surface facing (constituting the second metal plate). From the other side of the metal plate 2,
The lead wire 4 is led out and used as a first electrode. The lead wire 4 is led out to the outside from the through hole 1b of the upper surface 1a of the case 1.

【0004】金属板2は、絶縁性ゴムなどからなるリン
グ状スペーサ5、6により、ケース1の上面1aと下面
1cとの間に所定の隙間を明けてケース1内に係止さ
れ、この加速度センサーが、例えばスピーカの振動板8
に取り付けられたとき、振動板8の振動に追随して、こ
の金属板2が振動するようにされる。金属板2からも、
リード線7が導出されて、第2の電極とされる。金属板
2の片面のエレクトレット膜とケース1の下面1cとの
隙間gは、例えば30μ〜100μとされる。
The metal plate 2 is locked in the case 1 with a predetermined gap between the upper surface 1a and the lower surface 1c of the case 1 by ring-shaped spacers 5 and 6 made of insulating rubber or the like. The sensor is, for example, the diaphragm 8 of the speaker.
When attached to the metal plate 2, the metal plate 2 vibrates following the vibration of the diaphragm 8. From the metal plate 2,
The lead wire 7 is led out and used as a second electrode. The gap g between the electret film on one surface of the metal plate 2 and the lower surface 1c of the case 1 is, for example, 30 μ to 100 μ.

【0005】この加速度センサーにおいては、振動板8
が振動すると、これに追随して金属板2が振動し、エレ
クトレット膜3とケース1の下面1cとの間の隙間gの
大きさが変化する。このため、エレクトレット膜3とケ
ース1の下面1cとで形成する静電容量が、振動に応じ
て変化するので、この静電容量の変化を電圧変化として
検出して加速度を検出することができる。
In this acceleration sensor, the diaphragm 8
When the metal plate vibrates, the metal plate 2 vibrates accordingly, and the size of the gap g between the electret film 3 and the lower surface 1c of the case 1 changes. Therefore, the electrostatic capacitance formed by the electret film 3 and the lower surface 1c of the case 1 changes according to the vibration, and thus the change in the electrostatic capacitance can be detected as a voltage change to detect the acceleration.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする問題点】上述した先きの加速
度センサーは、充分その機能を達成したが、スピーカ振
動板に取り付けるため、スピーカ振動板に分割振動など
の異常振動が発生したときや、複数個のスピーカユニッ
トを使用した場合に、他のユニットが発生する大音圧に
さらされたときに若干音圧による誤差信号が発生するこ
とがあった。
The above-described acceleration sensor has achieved its function sufficiently, but since it is attached to the speaker diaphragm, when abnormal vibration such as split vibration occurs in the speaker diaphragm, When using a plurality of speaker units, an error signal due to the sound pressure may be slightly generated when exposed to the high sound pressure generated by other units.

【0007】また、この種の加速度センサーを使用する
産業分野が拡大すると共に、湿度が90%を越えるよう
な過酷な条件で使用する要求が発生してきた。上述した
ように、上記の加速度センサーの構成において、第1、
第2の金属板の間隔は加速度検出感度を最適な感度にす
るため、また、低域カットオフ周波数を充分低く設定す
るために、20μ〜100μが最適である。また、同様
の理由から、金属板(第1の金属板)2と、ケース1の
下面1c(第2の金属板)との間の絶縁抵抗を数十MΩ
以上にすることが望ましい。
Further, with the expansion of the industrial field in which this type of acceleration sensor is used, there has been a demand for use under severe conditions where the humidity exceeds 90%. As described above, in the above configuration of the acceleration sensor, the first,
The interval between the second metal plates is optimally 20 μ to 100 μ in order to optimize the acceleration detection sensitivity and to set the low cutoff frequency sufficiently low. For the same reason, the insulation resistance between the metal plate (first metal plate) 2 and the lower surface 1c (second metal plate) of the case 1 is set to several tens MΩ.
It is desirable to set the above.

【0008】ところが、上述のような高湿度の条件下で
加速度センサーを使用した場合に、狭い間隔を保って対
向する2枚の金属板2、1c間に結露が生じることがあ
る。このようになると、2枚の金属板間が短絡されたこ
とになり、出力に異常信号が発生することがあった。
However, when the acceleration sensor is used under the high humidity conditions as described above, dew condensation may occur between the two metal plates 2 and 1c facing each other with a narrow space. In this case, the two metal plates are short-circuited, and an abnormal signal may be generated in the output.

【0009】この発明は以上のような点に鑑み、先の発
明の簡単な構成で良好に加速度が検出できる加速度セン
サーの特性を生かし、より安定かつ良好に加速度が検出
できる加速度センサーを提供することを目的とする。
In view of the above points, the present invention provides an acceleration sensor that can detect acceleration more stably and satisfactorily by making use of the characteristics of the acceleration sensor that can detect acceleration satisfactorily with the simple structure of the previous invention. With the goal.

【0010】[0010]

【問題点を解決するための手段】この発明の加速度セン
サーは、後述の例えば第1図に示す実施例に対応させる
と、片面にエレクトレット膜14を有する第1の金属板
11と、この第1の金属板11のエレクトレット膜14
との間にわずかな隙間を明けて対向する第2の金属板1
2と、上記第1の金属板11と電気的に接続される第1
の電極24と、上記第2の金属板12と電気的に接続さ
れる第2の電極25とを備え、上記第1及び第2の金属
板11及び12のいずれか一方は振動により揺動可能に
配置される共に、少なくとも、この揺動可能とされた金
属板の片面側の上記隙間と、他面側の空間とを連通する
ように穴16が設けられ、上記第1の電極と第2の電極
間の電気信号変化から加速度を検出するようにしたこと
を特徴とする。
The acceleration sensor of the present invention corresponds to an embodiment shown in FIG. 1 which will be described later, and a first metal plate 11 having an electret film 14 on one surface and the first metal plate 11. Electret film 14 of metal plate 11
Second metal plate 1 facing each other with a slight gap between and
2 and the first electrically connected to the first metal plate 11
Electrode 24 and a second electrode 25 electrically connected to the second metal plate 12, and either one of the first and second metal plates 11 and 12 can be swung by vibration. And a hole 16 is provided so as to connect at least the gap on one side of the swingable metal plate and the space on the other side, and the first electrode and the second electrode It is characterized in that the acceleration is detected from the electric signal change between the electrodes.

【0011】また、第2の金属板12の少なくとも第1
の金属板11に対向する面側に、例えばポリイミド等の
絶縁性を持つ物質からなる絶縁層15を設ける。
At least the first of the second metal plates 12
An insulating layer 15 made of a material having an insulating property such as polyimide is provided on the surface of the surface facing the metal plate 11.

【0012】[0012]

【作用】上述の構成のこの発明の加速度センサーを振動
物体に取り付けた場合、揺動可能とした第1の金属板1
1または第2の金属板12のいづれかが振動物体の振動
につれて振動し、エレクトレット膜14と第2の金属板
12との間隔が変化し、エレクトレット膜14と第2の
金属板12で形成する静電容量が、この振動に応じて変
化する。
When the acceleration sensor of the present invention having the above-mentioned structure is attached to the vibrating object, the first metal plate 1 is made swingable.
Either the first metal plate 12 or the second metal plate 12 vibrates as the vibrating body vibrates, the distance between the electret film 14 and the second metal plate 12 changes, and the static electricity formed by the electret film 14 and the second metal plate 12 changes. The capacitance changes according to this vibration.

【0013】また、外部から侵入する音圧による揺動可
能な金属板の両面に生ずる圧力差は、この金属板に設け
た連通穴により中和され、音圧による第1、第2の金属
板の間隔変化は生じなくなる。
Further, the pressure difference generated on both sides of the swingable metal plate due to the sound pressure entering from the outside is neutralized by the communication holes provided in the metal plate, and the first and second metal plates due to the sound pressure. No change in the interval occurs.

【0014】したがって、エレクトレット膜14を有す
る第1の金属板11から電圧信号を取り出すことによ
り、加速度のみが検出でき、簡単な構成で音圧による誤
差信号の無い安定した良好な加速度検出出力を得ること
ができる。
Therefore, by extracting the voltage signal from the first metal plate 11 having the electret film 14, only the acceleration can be detected, and a stable and good acceleration detection output without error signal due to sound pressure can be obtained with a simple structure. be able to.

【0015】また、第2の金属板12の少なくとも第1
の金属板11のエレクトレット膜14面と対向する面
に、絶縁層16を設けたことにより、結露が生じても、
エレクトレット膜14と第2の金属板12との間の抵抗
値の急激な変化が防止でき、湿度に強く安定して加速度
が検出できる。
At least the first of the second metal plates 12
By providing the insulating layer 16 on the surface of the metal plate 11 facing the surface of the electret film 14, even if dew condensation occurs,
It is possible to prevent a rapid change in the resistance value between the electret film 14 and the second metal plate 12, and it is possible to detect acceleration with stability against humidity.

【0016】[0016]

【実施例】以下、この発明による加速度センサーのいく
つかの実施例を、図を参照しながら説明する。この発明
の加速度センサーは、先に提案した発明と同様にエレク
トレットを使用した静電式加速度検出装置である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the acceleration sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The acceleration sensor of the present invention is an electrostatic acceleration detection device using an electret as in the previously proposed invention.

【0017】図1は、第1の実施例の加速度センサー1
0の構成を示すものである。この例の加速度センサー1
0は、導電性を有する金属よりなる円筒状ケース13内
に第1及び第2の金属板11及び12を配置して構成す
る。この例においては、第2の金属板12をケース13
の下面側に対向するように配置し、第1の金属板11
は、この第2の金属板12と僅かの隙間20を明けて、
第2の金属板12の上方に配置する。両金属板11及び
12の隙間は、20μ〜100μとされる。
FIG. 1 shows an acceleration sensor 1 according to the first embodiment.
It shows a configuration of 0. Accelerometer 1 of this example
0 is configured by arranging the first and second metal plates 11 and 12 in the cylindrical case 13 made of a conductive metal. In this example, the second metal plate 12 is attached to the case 13
Is arranged so as to face the lower surface side of the first metal plate 11
Opens a slight gap 20 with the second metal plate 12,
It is arranged above the second metal plate 12. The gap between both metal plates 11 and 12 is set to 20 μ to 100 μ.

【0018】第1の金属板11は、第2の金属板12と
対向する下面にエレクトレット膜14を形成し、上面に
リード線21を半田付けする。このリード線21はケー
ス13の上方から外部に導出して第1の電極端子24と
する。第1の金属板11と、導電性のケース13とが接
触しないように充分な間隔を保つため、絶縁性を持つ固
定部材19が設けられる。
In the first metal plate 11, the electret film 14 is formed on the lower surface facing the second metal plate 12, and the lead wire 21 is soldered on the upper surface. The lead wire 21 is led out from above the case 13 to form a first electrode terminal 24. An insulating fixing member 19 is provided in order to maintain a sufficient distance so that the first metal plate 11 and the conductive case 13 do not come into contact with each other.

【0019】第2の金属板12は、加速度センサー10
が取り付けられる振動を検出しようとする部材23の振
動に応じて揺動するように、その厚さは、第1の金属板
11に比べ充分薄い。例えば、この第2の金属板12の
厚さは、50μとされる。
The second metal plate 12 is the acceleration sensor 10
The thickness is sufficiently smaller than that of the first metal plate 11 so that the member 23 swings in response to the vibration of the member 23 to detect the vibration. For example, the thickness of the second metal plate 12 is 50 μ.

【0020】第2の金属板12は、ケース13の下面と
の充分な間隔を保つためのリング状スペーサー18と、
第1の金属板11との前記の適当な隙間20を保つため
の例えば20μ〜100μの絶縁性を持ったリング状ス
ペーサー17とにより挟持されて、第1の金属板11に
対向するよう配置される。
The second metal plate 12 has a ring-shaped spacer 18 for keeping a sufficient distance from the lower surface of the case 13,
It is sandwiched by a ring-shaped spacer 17 having an insulating property of, for example, 20 μ to 100 μ for maintaining the appropriate gap 20 with the first metal plate 11, and is arranged so as to face the first metal plate 11. It

【0021】第2の金属板12には、その両面側を連通
する穴15を設け、第1及び第2の金属板11及び12
との間の隙間20と、第2の金属板12とケース1の下
面との間の空間を連通するようにする。さらに、第2の
金属板12の、第1の金属板11に対向する上面には、
例えばポリイミド等の絶縁層15を、例えば6μ程度の
厚さで設ける。そして、第2の金属板12とケース13
との間に設けられるスペーサ18は、真鍮などの導電性
金属により構成され、ケース13の外側にリード線22
を半田付けして、第2の金属板12と電気的に接続する
第2の電極端子25を導出する。
The second metal plate 12 is provided with holes 15 for communicating both sides thereof, and the first and second metal plates 11 and 12 are provided.
The space between the second metal plate 12 and the lower surface of the case 1 is made to communicate with each other. Further, on the upper surface of the second metal plate 12 facing the first metal plate 11,
For example, the insulating layer 15 made of polyimide or the like is provided with a thickness of, for example, about 6 μ. Then, the second metal plate 12 and the case 13
The spacer 18 provided between the lead wire 22 and the outer surface of the case 13 is made of a conductive metal such as brass.
Is soldered to derive the second electrode terminal 25 electrically connected to the second metal plate 12.

【0022】以上のようにして構成された加速度センサ
ー10のセンサー出力は、電圧として取り出される。こ
のため、センサー出力の取り出し回路の一例は、図2に
示すような構成とされる。
The sensor output of the acceleration sensor 10 constructed as described above is taken out as a voltage. Therefore, an example of the sensor output take-out circuit is configured as shown in FIG.

【0023】すなわち、第1の金属板11と接続された
第1の端子24をFET31のゲートに接続し、このF
ET31のドレインを端子34に接続する。また、FE
T31のソースを抵抗器32を介して、ケース13、す
なわち、第2の金属板12と接続された第2の端子25
に接続すると共に、端子35に接続する。また、FET
31と抵抗器32との接続点をコンデンサー33を介し
て端子36に接続する。そして、端子34、35間には
適当な電圧の直流電圧を供給する。端子36及び端子3
5は、これら端子36、35間の電圧値を検出するよう
に接続する。この端子36、35間の電圧値は、加速度
検出出力となる。
That is, the first terminal 24 connected to the first metal plate 11 is connected to the gate of the FET 31, and the F
The drain of ET31 is connected to terminal 34. Also, FE
The source of T31 is connected to the case 13, that is, the second metal plate 12 via the resistor 32, and the second terminal 25.
And to the terminal 35. In addition, FET
The connection point between 31 and the resistor 32 is connected to the terminal 36 via the capacitor 33. Then, a DC voltage having an appropriate voltage is supplied between the terminals 34 and 35. Terminal 36 and terminal 3
5 is connected so as to detect the voltage value between these terminals 36 and 35. The voltage value between the terminals 36 and 35 becomes an acceleration detection output.

【0024】より高い感度で検出する場合は、センサー
出力の取り出し回路は、図3に示すように構成する。す
なわち、端子34とFET31のドレインとの間に抵抗
器37を接続する。そして、FET31のドレインと抵
抗器37との接続点をコンデンサー38を介して端子3
6に接続する。この例の場合も、端子36、35間の電
圧値を検出するように接続することは図2の例と変わら
ない。
For higher sensitivity detection, the output circuit of the sensor output is constructed as shown in FIG. That is, the resistor 37 is connected between the terminal 34 and the drain of the FET 31. The connection point between the drain of the FET 31 and the resistor 37 is connected to the terminal 3 via the capacitor 38.
Connect to 6. Also in the case of this example, the connection for detecting the voltage value between the terminals 36 and 35 is the same as the example of FIG.

【0025】また、図2または図3に示した回路(FE
T31、抵抗器32、37、コンデンサ33など)、ま
たは、その回路の一部を組み込んだ回路基板40を、図
4に示すように、加速度センサー10のケース13に一
体に組み込んで使用することもできる。
In addition, the circuit (FE
(T31, resistors 32, 37, capacitor 33, etc.), or a circuit board 40 in which a part of the circuit is incorporated may be integrally incorporated in the case 13 of the acceleration sensor 10 as shown in FIG. it can.

【0026】なお、この発明の加速度センサーの検出回
路は図2及び図3の回路に限定されず、静電容量形検出
器用に一般に知られているFET、トランジスター、集
積回路等を用いた回路によりその目的を達成できること
は言うまでもない。
The detection circuit of the acceleration sensor according to the present invention is not limited to the circuits shown in FIGS. 2 and 3, and may be a circuit using FETs, transistors, integrated circuits, etc. which are generally known for capacitance type detectors. It goes without saying that the purpose can be achieved.

【0027】この例の加速度センサー10は、以上のよ
うに構成したことにより、加速度センサー10を取り付
けた部材23の振動に応じた加速度を検出することがで
きる。すなわち、この加速度センサー10のケース13
の内部に配置した第1の金属板11とエレクトレット膜
14との間には、スペーサー17により形成されたエレ
クトレット膜14と第2の金属板12との隙間の大きさ
に応じた容量の電荷が存在する。このため、振動を検出
しようとする部材23が振動すると、第2の金属板12
が部材23の振動に追随して振動して、エレクトレット
膜14との隙間20が変化して電荷量が変化する。そし
て、この電荷量をFET31のゲートで取り出すこと
で、この電荷量の変化が電圧値の変化となり、この電圧
値の変化を検出することで加速度を検出することができ
る。
By configuring the acceleration sensor 10 of this example as described above, it is possible to detect the acceleration corresponding to the vibration of the member 23 to which the acceleration sensor 10 is attached. That is, the case 13 of the acceleration sensor 10
Between the first metal plate 11 and the electret film 14 arranged inside the chamber, a charge having a capacity corresponding to the size of the gap between the electret film 14 and the second metal plate 12 formed by the spacer 17 is generated. Exists. Therefore, when the member 23, which is going to detect vibration, vibrates, the second metal plate 12
Vibrates following the vibration of the member 23, the gap 20 with the electret film 14 changes, and the amount of charge changes. Then, by extracting this charge amount with the gate of the FET 31, the change in this charge amount becomes a change in the voltage value, and the acceleration can be detected by detecting the change in the voltage value.

【0028】このようにしてエレクトレット膜14で加
速度が検出できることにより、磁気の影響を受けない電
荷容量を検出することになり、検出信号は磁気の影響を
受けない、また、音圧による影響を受けない良好なセン
サー出力信号を得ることができる。
Since the acceleration can be detected by the electret film 14 in this manner, the charge capacity that is not influenced by magnetism is detected, and the detection signal is not influenced by magnetism or is influenced by sound pressure. Not good sensor output signal can be obtained.

【0029】また、この例の加速度センサー10は、エ
レクトレット膜14を片面に設けた第1の金属板11
と、最適な隙間を作り出すスペーサー17と、第2の金
属板12とをケース13内に配置するだけなので、構成
が簡単で安価に製作できると共に、薄形・軽量である。
さらに、第2の金属板12の材質・厚さ等で静電容量の
変化量を調整でき、また、スペーサー17の厚さを変え
ることにより静電容量を変えることができるため、これ
らの選択により加速度の検出特性を自由に選ぶことがで
きる。
The acceleration sensor 10 of this example has a first metal plate 11 having an electret film 14 on one surface.
Since the spacer 17 that creates the optimum gap and the second metal plate 12 are simply arranged in the case 13, the structure is simple and the manufacturing cost is low, and the structure is thin and lightweight.
Furthermore, since the amount of change in capacitance can be adjusted by the material and thickness of the second metal plate 12, and the capacitance can be changed by changing the thickness of the spacer 17, the selection can be made by these selections. The detection characteristics of acceleration can be freely selected.

【0030】また、前述したように、加速度は容量変化
として検出されるため、これを効率よく電圧変化として
取り出すために第1の金属板11と、第2の金属板12
との間の抵抗値をできるだけ、高く保つ必要があり、両
金属板間に結露が生じると、微小な水滴によって低抵抗
値でエレクトレット膜14と第2の金属板12とが結ば
れてしまう。
Further, as described above, the acceleration is detected as a change in capacitance, so that the first metal plate 11 and the second metal plate 12 can be efficiently extracted as a change in voltage.
It is necessary to keep the resistance value between the metal plate and the metal plate 12 as high as possible, and if dew condensation occurs between the metal plates, minute water droplets bond the electret film 14 and the second metal plate 12 with a low resistance value.

【0031】しかしながら、上記の例においては、第2
の金属板12の、第1の金属板11と対向する面に例え
ばポリイミド等の高い絶縁性を有する材料を絶縁層16
として例えば6μの厚さに形成したので、結露するよう
な高湿度環境において、エレクトレット膜14と第2の
金属板12の20μ〜100μの微少な隙間に微少な水
滴が形成されても、水滴の抵抗値と直列に絶縁層16の
抵抗が入ることになり、絶縁抵抗の低下を微少に押さえ
ることができ、水滴による絶縁低下による異常信号の発
生を防止できる。すなわち、高湿度の厳しい環境下でも
良好な加速度検出信号を得ることができる。
However, in the above example, the second
On the surface of the metal plate 12 facing the first metal plate 11, a material having a high insulating property such as polyimide is used as the insulating layer 16
For example, since it is formed to have a thickness of 6μ, even in the high humidity environment where dew condensation occurs, even if a minute water droplet is formed in a minute gap of 20μ to 100μ between the electret film 14 and the second metal plate 12, Since the resistance of the insulating layer 16 enters in series with the resistance value, the decrease in the insulation resistance can be suppressed to a slight extent, and the generation of an abnormal signal due to the decrease in insulation due to water droplets can be prevented. That is, a good acceleration detection signal can be obtained even in a severe environment with high humidity.

【0032】発明者等の実験では、絶縁層16に用いる
絶縁材料としてポリイミドの他、エポキシ樹脂やポリエ
ステル樹脂を用いても同様の効果が得られた。また、第
2の金属板12に絶縁層16を形成する手段としては、
液状の絶縁材を塗布する方法と、シート状に成形した絶
縁材を接着する方法との、どちらの手段でも同様の効果
が得られた。なお、絶縁層16の形成方法としては、印
刷、その他の方法を用いることもできる。
In the experiments conducted by the inventors, similar effects were obtained when epoxy resin or polyester resin was used as the insulating material for the insulating layer 16 in addition to polyimide. Moreover, as a means for forming the insulating layer 16 on the second metal plate 12,
The same effect was obtained by both the method of applying a liquid insulating material and the method of adhering a sheet-shaped insulating material. The insulating layer 16 may be formed by printing or any other method.

【0033】また、上記例では絶縁層16は厚さ6μの
例を示したが、ピンホールに注意すれば、更に薄く形成
しても充分効果が得られ、第2の金属板12の振動を制
限しない範囲で厚く形成することも可能である。
In the above example, the insulating layer 16 has a thickness of 6 μ. However, if pinholes are taken into consideration, even if the insulating layer 16 is formed thinner, a sufficient effect can be obtained, and vibration of the second metal plate 12 can be obtained. It is also possible to form a thick film within the range not limited.

【0034】図1の実施例ではケース13の上面を開口
した場合を示したが、図5に示すように、ケース13
を、下面13a、側面13b、上面13cと、全面を覆
う形状として、上面13cにリード線21を引き出す穴
26を開口するようにしてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the case 13 has an upper surface opened, but as shown in FIG.
The lower surface 13a, the side surface 13b, and the upper surface 13c may be covered with a hole 26 through which the lead wire 21 is drawn.

【0035】また、図6に、この発明の加速度センサー
の他の実施例を示す。この例では、導電性ケース43内
には、第1の金属板41のみを配すると共に、ケース4
3の下面42を第2の金属板とする。そして、第1の金
属板41を、振動を検出する部材の振動に追従して振動
するように、ケース43内に配置する。
FIG. 6 shows another embodiment of the acceleration sensor of the present invention. In this example, only the first metal plate 41 is arranged in the conductive case 43, and the case 4
The lower surface 42 of 3 is used as a second metal plate. And the 1st metal plate 41 is arrange | positioned in the case 43 so that it may vibrate according to the vibration of the member which detects a vibration.

【0036】第1の金属板41は、例えば50μのステ
ンレス板等の薄い金属板で作成し、その下面にエレクト
レット膜44を形成する。また、この第1の金属板41
とエレクトレット膜44に、上下を連通する穴45を開
ける。一方、ケース43の下面42には、絶縁層46を
形成する。そして、このエレクトレット膜44を形成し
た第1の金属板41を、振動を検出する部材の振動に追
従して振動するように、ケース43内に配置する。
The first metal plate 41 is made of a thin metal plate such as a stainless steel plate of 50 μ, for example, and the electret film 44 is formed on the lower surface thereof. In addition, this first metal plate 41
A hole 45 communicating with the upper and lower sides is opened in the electret film 44. On the other hand, an insulating layer 46 is formed on the lower surface 42 of the case 43. Then, the first metal plate 41 on which the electret film 44 is formed is arranged in the case 43 so as to vibrate following the vibration of the member that detects vibration.

【0037】すなわち、第1の金属板41は、エレクト
レット膜44とケース43の下面42との間に最適な隙
間を作るためのスペーサー47と、この第1の金属板4
1の上面とケース43との間に設けられる絶縁性を持つ
固定部材49とで位置を固定されて、ケース43内に配
置される。ケース43の下面の部分は充分厚く強固にさ
れる。
That is, the first metal plate 41 includes a spacer 47 for forming an optimum gap between the electret film 44 and the lower surface 42 of the case 43, and the first metal plate 4
The position is fixed by a fixing member 49 having an insulating property provided between the upper surface of 1 and the case 43, and is arranged in the case 43. The lower surface of the case 43 is made sufficiently thick and strong.

【0038】この例においては、第1の金属板41を揺
動可能とし、この金属板41に形成されたエレクトレッ
ト膜44面と対向するケース下面42に絶縁層46を形
成し、金属板41のエレクトレット膜44とケース下面
42とで構成する対向面の静電容量の変化により加速度
を検出する。
In this example, the first metal plate 41 is made swingable, and an insulating layer 46 is formed on the lower surface 42 of the case facing the surface of the electret film 44 formed on the metal plate 41. Acceleration is detected by the change in the electrostatic capacitance of the opposing surface formed by the electret film 44 and the case lower surface 42.

【0039】図7に、この発明の実施例のさらに他の例
を示す。この例は、図7に示すように、第1の金属板5
1は、図1や図4、図5の例と同様の金属板の片面にエ
レクトレット膜54が形成されたものであるが、ケース
53の下面52を第1の金属板51に比べ充分に薄く形
成する。そして、このケース53の下面52に、外部空
間との連通穴53を開け、このケース下面52を図1、
図4の例の第2の金属板と兼用し、ケース下面52の振
動を検出する加速度センサーを構成したものである。5
7、58は、スペーサ及び固定部材である。なお、図
6、図7の例においても、ケース43及び53を、図5
の例のケース13と同様に上面まで覆った構成にしても
よい。
FIG. 7 shows still another example of the embodiment of the present invention. In this example, as shown in FIG.
1 is a metal plate similar to the examples of FIGS. 1, 4 and 5 with an electret film 54 formed on one side, but the lower surface 52 of the case 53 is sufficiently thinner than the first metal plate 51. Form. Then, a communication hole 53 with the external space is opened in the lower surface 52 of the case 53, and the lower surface 52 of the case is shown in FIG.
This is also used as the second metal plate in the example of FIG. 4 and constitutes an acceleration sensor for detecting the vibration of the lower surface 52 of the case. 5
Reference numerals 7 and 58 are a spacer and a fixing member. In addition, also in the example of FIG. 6 and FIG.
Similar to the case 13 in the above example, the upper surface may be covered.

【0040】さらに、別の実施例として、図8に、図1
の例の変形例を示す。この例では、ケース13を例えば
セラミック等の絶縁材料で作り、このケース13の側面
に貫通穴60を開ける。そして、第2の金属板12に半
田付けしたリード線22を、この貫通穴60を通じて引
き出し、図1に示した絶縁性を持つ固定部材19やスペ
ーサー18を省略する。
Further, as another embodiment, FIG. 8 and FIG.
The modification of the example of is shown. In this example, the case 13 is made of an insulating material such as ceramic, and a through hole 60 is formed in the side surface of the case 13. Then, the lead wire 22 soldered to the second metal plate 12 is pulled out through the through hole 60, and the fixing member 19 having an insulating property and the spacer 18 shown in FIG. 1 are omitted.

【0041】さらに別の実施例を、図9、図10に示
す。この例は、ケース13の内側面に溝61を設けると
共に、スペーサ17及び18は、図10に示すように、
その溝61の位置に対応する部分は、切り欠いておくよ
うにして、揺動可能な金属板12の上側の隙間20と金
属板12の下面とケース13の下面13cとの間の空間
を連通するように構成して、音圧による誤差信号の発生
を押さえる。
Still another embodiment is shown in FIGS. In this example, a groove 61 is provided on the inner side surface of the case 13, and the spacers 17 and 18 are, as shown in FIG.
A portion corresponding to the position of the groove 61 is cut out so that the space between the upper gap 20 of the swingable metal plate 12 and the lower surface of the metal plate 12 and the lower surface 13c of the case 13 communicates with each other. In this way, the generation of the error signal due to the sound pressure is suppressed.

【0042】図1、図4、図5、図6、図7、図8及び
図9に示した揺動可能な金属板に設けた連通穴15、4
5、55としては、図11に示すように、丸穴71の形
状とすることができる。70は、揺動可能な金属板であ
る。
Communication holes 15 and 4 provided in the swingable metal plate shown in FIGS. 1, 4, 5, 6, 7, 8 and 9.
As shown in FIG. 11, the holes 55 and 55 can be round holes 71. Reference numeral 70 is a swingable metal plate.

【0043】しかし、揺動可能な金属板に設けた連通穴
15、45、55としては、その他種々の形状とするこ
とができる。例えば、図12の様な複数の切り欠き穴7
2を設けたものでも、また、図13に示すように、金属
板70に複数個の丸穴73を開けたものでも、同様の効
果を確認できた。さらに、図14に示すように、金属板
70を、網目状の穴を有する金属板で構成することもで
きる。その他、連通する穴の形状は自由に選択すること
ができることは言うまでもない。
However, the communication holes 15, 45, 55 provided in the swingable metal plate may have various other shapes. For example, a plurality of cutout holes 7 as shown in FIG.
Similar effects could be confirmed with the one provided with No. 2 or with the metal plate 70 having a plurality of round holes 73 as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 14, the metal plate 70 may be formed of a metal plate having mesh holes. In addition, it goes without saying that the shape of the communicating hole can be freely selected.

【0044】次に、図15に図5の構造の加速度センサ
ーで、第2の金属板12を、直径が9mm、連通穴15
の直径が2mm、厚さが50μのステンレス板で製作し
たときの特性の一例を示す。図15に示すfh0は揺動
可能な第2の金属板12の共振周波数に現れる、金属な
ど共振鋭度の高い材料特有のピークである。このピーク
が問題になるような用途では先に述べた絶縁層16の厚
さを厚く形成したり、第2の金属板12の両面に絶縁層
を形成することにより、金属板を制動し見かけの共振鋭
度を下げることができ、例えば図15のfh1のように
コントロールできる。
Next, referring to FIG. 15, in the acceleration sensor having the structure shown in FIG. 5, the second metal plate 12 has a diameter of 9 mm and a communication hole 15
An example of characteristics when manufactured by using a stainless steel plate having a diameter of 2 mm and a thickness of 50 μ is shown. Fh0 shown in FIG. 15 is a peak peculiar to a material having a high resonance sharpness, such as a metal, which appears in the resonance frequency of the swingable second metal plate 12. In applications where this peak is a problem, the thickness of the insulating layer 16 described above is formed thicker, or by forming an insulating layer on both surfaces of the second metal plate 12, the metal plate is damped and the apparent appearance is reduced. The resonance sharpness can be lowered, and can be controlled, for example, like fh1 in FIG.

【0045】図16に図5に示した加速度センサーの音
圧に対する出力周波数特性(A)と、図5に示した加速
度センサーの第2の金属板12を、穴の無い、薄い高分
子フィルムに金属を蒸着したものに置き換えたものの音
圧に対する出力周波数特性(B)を示す。同図に示すよ
うに音圧に対する不要信号を最大で50dB以上の改善
することができる。
FIG. 16 shows the output frequency characteristic (A) of the acceleration sensor shown in FIG. 5 with respect to the sound pressure, and the second metal plate 12 of the acceleration sensor shown in FIG. The output frequency characteristic (B) with respect to the sound pressure of what replaced with what vapor-deposited metal is shown. As shown in the figure, the unnecessary signal with respect to the sound pressure can be improved by 50 dB or more at the maximum.

【0046】なお、以上説明したように、この発明にお
いては、第1の金属板または第2の金属板のうちどちら
かの厚みを増したり、材質を変え、一方を強固にするこ
とにより意図的に揺動可能な金属板を選択できる。また
固定したい側の金属板に強固な材料を組み合わせること
によっても意図的に選択できる。
As described above, in the present invention, the thickness of either the first metal plate or the second metal plate is increased or the material is changed to strengthen one of them intentionally. You can select a metal plate that can swing. It can also be intentionally selected by combining a strong material with the metal plate on the side to be fixed.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加速度セ
ンサーによると、エレクトレット膜を有する金属板から
電気信号を取り出すことで、簡単な構成で加速度を検出
できるうえ、揺動可能とした第1の金属板または第2の
金属板に連通穴を設けることにより音圧による影響を除
去できる。また、エレクトレット膜に対向する金属面側
に絶縁層を形成することにより、高湿度環境等でおきる
結露による雑音信号の発生を押さえることができ、安定
して良好な加速度が検出できる利益がある。
As described above, according to the acceleration sensor of the present invention, by extracting an electric signal from the metal plate having the electret film, it is possible to detect the acceleration with a simple structure and to swing the first sensor. The influence of sound pressure can be eliminated by providing a communication hole in the metal plate or the second metal plate. Further, by forming an insulating layer on the metal surface side facing the electret film, it is possible to suppress the generation of a noise signal due to dew condensation that occurs in a high humidity environment or the like, and there is an advantage that stable acceleration can be detected.

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

【図1】この発明による加速度センサーの一実施例の構
成の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of the configuration of an embodiment of an acceleration sensor according to the present invention.

【図2】この発明による加速度センサーの検出回路の一
実施例の回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an embodiment of a detection circuit of the acceleration sensor according to the present invention.

【図3】この発明による加速度センサーの検出回路の他
の実施例の回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of another embodiment of the detection circuit of the acceleration sensor according to the present invention.

【図4】この発明による加速度センサーに検出回路を組
み込んだ一実施例の構成の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of the configuration of an embodiment in which a detection circuit is incorporated in the acceleration sensor according to the present invention.

【図5】この発明による加速度センサーの他の実施例の
構成の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of the configuration of another embodiment of the acceleration sensor according to the present invention.

【図6】この発明による加速度センサーの他の実施例の
構成の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of the configuration of another embodiment of the acceleration sensor according to the present invention.

【図7】この発明による加速度センサーの他の実施例の
構成の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of the configuration of another embodiment of the acceleration sensor according to the present invention.

【図8】この発明による加速度センサーの他の実施例の
構成の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of the configuration of another embodiment of the acceleration sensor according to the present invention.

【図9】この発明による加速度センサーの他の実施例の
構成の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of the configuration of another embodiment of the acceleration sensor according to the present invention.

【図10】図9の例の要部の一例の構成を示す図であ
る。
10 is a diagram showing an example of a configuration of a main part of the example of FIG.

【図11】この発明による加速度センサーの揺動可能な
金属板の形状の一実施例の正面図である。
FIG. 11 is a front view of an embodiment of the swingable metal plate of the acceleration sensor according to the present invention.

【図12】この発明による加速度センサーの揺動可能な
金属板の形状の他の実施例の正面図である。
FIG. 12 is a front view of another embodiment of the swingable metal plate of the acceleration sensor according to the present invention.

【図13】この発明による加速度センサーの揺動可能な
金属板の形状の他の実施例の正面図である。
FIG. 13 is a front view of another embodiment of the shape of the swingable metal plate of the acceleration sensor according to the present invention.

【図14】この発明による加速度センサーの揺動可能な
金属板の形状の他の実施例の正面図である。
FIG. 14 is a front view of another embodiment of the swingable metal plate shape of the acceleration sensor according to the present invention.

【図15】この発明による加速度センサーの検出出力を
測定した出力−周波数特性図の一例である。
FIG. 15 is an example of an output-frequency characteristic diagram in which the detection output of the acceleration sensor according to the present invention is measured.

【図16】この発明による加速度センサーの音圧による
誤差信号に対する効果を示す音圧出力−周波数特性図の
一例である。
FIG. 16 is an example of a sound pressure output-frequency characteristic diagram showing the effect on the error signal due to the sound pressure of the acceleration sensor according to the present invention.

【図17】先に提案した加速度センサーの一例の構成の
断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of the configuration of an example of the acceleration sensor proposed previously.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、41、51 第1の金属板 12、42、52 第2の金属板 13、43、53 ケース 14、44、54 エレクトレット膜 15、45、55 連通穴 16、46、56 絶縁層 17、47、57 スペーサ 20 隙間 24、25 電極端子 11, 41, 51 First metal plate 12, 42, 52 Second metal plate 13, 43, 53 Case 14, 44, 54 Electret film 15, 45, 55 Communication hole 16, 46, 56 Insulating layer 17, 47 , 57 Spacer 20 Gap 24, 25 Electrode terminal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 片面にエレクトレット膜を有する第1の
金属板と、 この第1の金属板のエレクトレット膜との間にわずかな
隙間を明けて対向する第2の金属板と、 上記第1の金属板と電気的に接続される第1の電極と、 上記第2の金属板と電気的に接続される第2の電極とを
備え、 上記第1及び第2の金属板のいずれか一方は振動により
揺動可能に配置される共に、少なくとも、この揺動可能
とされた金属板の片面側の上記隙間と、他面側の空間と
を連通するように穴が設けられ、 上記第1の電極と第2の電極間の電気信号変化から加速
度を検出するようにした加速度センサー。
1. A first metal plate having an electret film on one surface, and a second metal plate facing each other with a slight gap between the electret film of the first metal plate and the first metal plate. A first electrode electrically connected to the metal plate, and a second electrode electrically connected to the second metal plate, wherein one of the first and second metal plates is It is arranged so as to be swingable by vibration, and at least a hole is provided so as to connect the above-mentioned gap on one surface side of this swingable metal plate and the space on the other surface side to each other. An acceleration sensor configured to detect acceleration from a change in an electric signal between an electrode and a second electrode.
【請求項2】 請求項1において、上記揺動可能とした
金属板に、この金属板を貫通する穴を設けた加速度セン
サー。
2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the swingable metal plate is provided with a hole penetrating the metal plate.
【請求項3】 請求項1において、上記揺動可能とした
金属板の周辺部材に、この金属板の片面側の上記隙間
と、他面側の空間とを連通する穴を設けた加速度センサ
ー。
3. The acceleration sensor according to claim 1, wherein a peripheral member of the swingable metal plate is provided with a hole that connects the gap on one side of the metal plate and the space on the other side.
【請求項4】 請求項1において、第2の金属板の、少
なくともエレクトレット膜面と対向する面側に絶縁層が
設けられた加速度センサー。
4. The acceleration sensor according to claim 1, wherein an insulating layer is provided on at least a surface side of the second metal plate facing the electret film surface.
【請求項5】 請求項1において、第2の金属板を揺動
可能とし、この第2の金属板に絶縁層を設けることによ
り、この第2の金属板の共振を制動した加速度センサ
ー。
5. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the second metal plate is swingable, and an insulating layer is provided on the second metal plate to dampen the resonance of the second metal plate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014085129A (en) * 2012-10-19 2014-05-12 Kansai Univ Parasitic sensor and radio sensor network using the same

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