JPH0640866U - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

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Publication number
JPH0640866U
JPH0640866U JP8105892U JP8105892U JPH0640866U JP H0640866 U JPH0640866 U JP H0640866U JP 8105892 U JP8105892 U JP 8105892U JP 8105892 U JP8105892 U JP 8105892U JP H0640866 U JPH0640866 U JP H0640866U
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JP
Japan
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sensor chip
sensor
base plate
acceleration sensor
holding portion
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Application number
JP8105892U
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Japanese (ja)
Inventor
克司 大根田
Original Assignee
株式会社カンセイ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Gセンサチップを強制的に振動させてGセン
サチップの故障診断を行い、信頼性を向上させる。 【構成】 片持ち状Gセンサチップの自由端側に設けら
れている質量保持部を強制的に動作せしめるための作動
手段を設けて、この作動手段に、質量保持部を強制的に
変位せしめる信号を付与したとき得られる歪みゲージか
らの信号を基にしてそのGセンサチップが正常であるか
否かを診断する。
(57) [Summary] [Purpose] The G sensor chip is forcibly vibrated to perform failure diagnosis of the G sensor chip and improve reliability. [Structure] An operating means for forcibly operating a mass holding portion provided on the free end side of a cantilevered G sensor chip is provided, and a signal for forcibly displacing the mass holding portion is provided to this operating means. Based on the signal from the strain gauge obtained when the G is applied, whether or not the G sensor chip is normal is diagnosed.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この考案は、自動車等に設備使用される半導体式加速度センサであって、特に 動作信頼性を高めることができる加速度センサに関するものである。 The present invention relates to a semiconductor type acceleration sensor used in automobiles and the like, and particularly to an acceleration sensor capable of improving operational reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

従来のこの種の半導体式加速度センサとしては、図2及び図3に示す如き構造 のものがある。すなわち、1はパッケージ用ベースプレートであって、このパッ ケージ用ベースプレート1は、導電性を有する部材で形成され、その上面には台 座2が固定されている。また、この台座2上には、平面長方形に形成されている G(加速度)センサチップ3の一端が片持ち状に取り付けられている。このGセ ンサチップ3の断面形状は、図3に示すように、その中央部が薄肉であって、そ の薄肉部上側表面に歪みゲージ4がブリッジ状に焼き付けられる加速度感知部5 と、Gセンサチップ3の自由端側に形成されている肉厚の質量保持部6とからな っている。7は前記ベースプレート1を貫通し、かつそのベースプレート1に絶 縁体8を介して固定されているリード端子であって、このリード端子7と前記歪 みゲージ4を含むセンサ回路は、それぞれ対応するリード線9を介して接続され ているものである。10は前記ベースプレート1上において、前記Gセンサチッ プ3、リード端子7、リード線9等の全体を覆うようにして気密に被着されてい るキャップであって、このキャップ10と前記ベースプレート1との間に生じる 空間には、ダンピング用(機械的共振防止用)のシリコンオイル11が充填され ているものである。 As a conventional semiconductor acceleration sensor of this type, there is one having a structure as shown in FIGS. That is, reference numeral 1 denotes a package base plate, and the package base plate 1 is formed of a conductive member, and a pedestal 2 is fixed to the upper surface thereof. Further, on this pedestal 2, one end of a G (acceleration) sensor chip 3 formed in a rectangular shape in a plane is attached in a cantilever manner. As shown in FIG. 3, the sectional shape of the G sensor chip 3 is such that the central portion thereof is thin, and the strain gauge 4 is printed in a bridge shape on the upper surface of the thin portion, and the G sensor. It is composed of a thick mass holding portion 6 formed on the free end side of the tip 3. Reference numeral 7 denotes a lead terminal that penetrates the base plate 1 and is fixed to the base plate 1 via an insulator 8. The lead terminals 7 and the sensor circuits including the strain gauge 4 correspond to each other. They are connected via lead wires 9. Reference numeral 10 denotes a cap which is airtightly covered on the base plate 1 so as to cover the G sensor chip 3, the lead terminals 7, the lead wires 9 and the like. The space created between is filled with the silicone oil 11 for damping (mechanical resonance prevention).

【0003】[0003]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところが、このような構造の半導体式加速度センサにあっては、そのセンサが 、図3で示すG方向動作を受けることによりその質量保持部6が変位(撓み)し 、その結果歪みゲージ4に歪みが生じ、この歪み量で加速度を検知するものであ るが、この加速度センサが異常(過剰)な衝撃力を受けたことによって、Gセン サチップ3が折損され、その後も気付かずにそのままの状態で使用されている場 合は、その加速度センサによる適正な加速度検出が検知できないことになる。 However, in the semiconductor type acceleration sensor having such a structure, when the sensor is subjected to the G direction operation shown in FIG. 3, the mass holding portion 6 is displaced (flexed), and as a result, the strain gauge 4 is strained. The G sensor chip 3 is broken due to the abnormal (excessive) impact force applied to this acceleration sensor, and the G sensor chip 3 is broken without notice. If it is used in, the acceleration sensor cannot detect proper acceleration.

【0004】 そこで、そのGセンサチップ3に異常が生じているか否かを定期的に知る必要 があるが、その加速度センサは内部が密封されているためにGセンサチップ3の 状況を目視確認(異常診断)することができないという不便があった。Therefore, it is necessary to periodically check whether or not an abnormality has occurred in the G sensor chip 3, but since the inside of the acceleration sensor is hermetically sealed, the state of the G sensor chip 3 is visually checked ( There was the inconvenience of not being able to diagnose abnormalities.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この考案は、かかる不便を解消するためになされたもので、片持ち状Gセンサ チップの自由端側に設けられている質量保持部を強制的に動作せしめるための作 動手段を設けて、この作動手段に、上記質量保持部を強制的に変位せしめる信号 を付与したとき得られる歪みゲージからの信号を基にしてそのGセンサチップが 正常であるか否かを診断することができる加速度センサを提供することにある。 This invention has been made in order to eliminate such inconvenience, and an operating means for forcibly operating the mass holding portion provided on the free end side of the cantilevered G sensor chip is provided. An acceleration sensor capable of diagnosing whether or not the G sensor chip is normal based on the signal from the strain gauge obtained when a signal for forcibly displacing the mass holding unit is given to the operating means. To provide.

【0006】[0006]

【実施例】【Example】

以下にこの考案を図1に示す実施例に基づいて詳細に説明するが、この実施例 の構造と従来例で説明した構造との同一部分には、従来例で使用した符号を付し て、その同一構造部分の説明は省略し、異なる部分のみを説明する。 The present invention will be described in detail below based on the embodiment shown in FIG. 1. The same parts as the structure of this embodiment and the structure described in the conventional example are designated by the reference numerals used in the conventional example. The description of the same structural parts will be omitted, and only different parts will be described.

【0007】 すなわち、この実施例においては、Gセンサチップ3の台座2’がガラス等の 電気的絶縁部材で形成され、金属製導電ベースプレート1との間に所定容量のコ ンデンサ(静電容量)が形成されている。また、Gセンサチップ3とベースプレ ート1とはそれぞれに設けられた図示されないリード線及びそれに接続されたリ ード端子によって、外部回路に接続され、定期的、または必要に応じてその外部 回路からの正弦波信号が供給される。That is, in this embodiment, the pedestal 2 ′ of the G sensor chip 3 is formed of an electrically insulating member such as glass and has a predetermined capacitance (capacitance) between the pedestal 2 ′ and the metal conductive base plate 1. Are formed. Further, the G sensor chip 3 and the base plate 1 are connected to an external circuit by lead wires (not shown) and lead terminals connected to the G sensor chip 3 and the base plate 1, which are periodically or as needed. A sinusoidal signal from is supplied.

【0008】 なお、上記Gセンサチップ3とベースプレート1とによって形成されるコンデ ンサにより診断用静電容量手段が構成される。A capacitor formed by the G sensor chip 3 and the base plate 1 constitutes a diagnostic capacitance means.

【0009】 以上がこの実施例の構成であって、次にその作用について述べる。The above is the configuration of this embodiment, and its operation will be described below.

【0010】 Gセンサチップ3が正常であるのか否かの診断を行うときは、Gセンサチップ 3とベースプレート1との間に外部回路から予め決められた所定周波数の正弦波 信号を供給して、双方の間に前記正弦波信号と同一周波数で変動する静電力を発 生させる。それによって、Gセンサチップ3が片持ち状に固定支持されているの で、自由端が上下方向に振動し、質量保持部6の振動により歪みゲージ4のブリ ッジバランスが崩れ、その結果センサ出力が変化する。When diagnosing whether or not the G sensor chip 3 is normal, a sine wave signal having a predetermined frequency is supplied from an external circuit between the G sensor chip 3 and the base plate 1, An electrostatic force that fluctuates at the same frequency as the sine wave signal is generated between the two. As a result, since the G sensor chip 3 is cantilevered and fixedly supported, the free end vibrates in the vertical direction, and the vibration of the mass holding unit 6 impairs the bridge balance of the strain gauge 4, resulting in a sensor output. Change.

【0011】 従ってGセンサチップ3が正常(折損等が生じていない場合)であるときの、 Gセンサチップ3の最大振動量、振動周波数、振動波形等を図示されない外部メ モリに記憶させておき、センサ出力である歪みゲージ4出力を、その外部メモリ の記憶データに対照させて判断することによってGセンサチップ3の動作特性の 劣化度合を定量的に検出することができるものである。Therefore, the maximum vibration amount, the vibration frequency, the vibration waveform, etc. of the G sensor chip 3 when the G sensor chip 3 is normal (when the breakage or the like does not occur) are stored in an external memory (not shown). By comparing the output of the strain gauge 4, which is the sensor output, with the data stored in the external memory, it is possible to quantitatively detect the degree of deterioration of the operating characteristics of the G sensor chip 3.

【0012】 なお、上記Gセンサチップ3は半導体で形成されているので、アルミニュウム 等の導体に比較して抵抗値が大きいので、上記Gセンサチップ3の表面にアルミ ニュウム等の導電性金属を蒸着して電気導電層を形成せしめてもよい。Since the G sensor chip 3 is made of a semiconductor and has a larger resistance value than a conductor such as aluminum, a conductive metal such as aluminum is vapor-deposited on the surface of the G sensor chip 3. Then, an electrically conductive layer may be formed.

【0013】 また、上記Gセンサチップ3とベースプレート1との間の電気抵抗値を常時測 定するように構成することによって、例えばGセンサチップ3が折損等してベー スプレート1に接触した場合にも瞬時にそれを検出することができるので、上記 静電力を利用した故障判断と組み合わせることによって極めて有効な故障診断手 段となる。Further, when the electric resistance value between the G sensor chip 3 and the base plate 1 is constantly measured, for example, when the G sensor chip 3 is broken or comes into contact with the base plate 1, Since it can be detected instantly, it is a very effective fault diagnosis method when combined with the fault judgment using the electrostatic force.

【0014】[0014]

【考案の効果】[Effect of device]

以上説明したように、この考案によれば診断手段によって質量保持ブ6を強制 的に動作させて、この動作によるセンサからの出力を検出し、この出力値と予め 知られている正常時のセンサからの出力値を比較することによりGセンサチップ 3の破壊、劣化等の診断を有効に検知することができ、これによって加速度セン サ自体の信頼性及びこの加速度センサを使用する例えばエアバッグシステムの信 頼性を大幅に向上せしめることができるという効果が発揮される。 As explained above, according to the present invention, the mass holding member 6 is forcibly operated by the diagnostic means to detect the output from the sensor by this operation, and this output value and the previously known normal sensor By comparing the output values from the sensors, it is possible to effectively detect the damage or deterioration of the G sensor chip 3, and thus the reliability of the acceleration sensor itself and the use of this acceleration sensor, for example, in an airbag system. The effect is that the reliability can be greatly improved.

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

【図1】本考案による加速度センサの断面構造説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a sectional structure of an acceleration sensor according to the present invention.

【図2】従来例の加速度センサの平面構造説明図。FIG. 2 is a plan view illustrating a conventional acceleration sensor.

【図3】従来例の加速度センサの断面構造説明図。FIG. 3 is an explanatory view of a sectional structure of a conventional acceleration sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベースプレート 2、2’ 台座 3 Gセンサチップ 4 歪みゲージ 5 加速度検知部 6 質量保持部 7 リード端子 8 絶縁体 9 リード線 10 キャップ 11 シリコンオイル 1 Base Plate 2, 2'Pedestal 3 G Sensor Chip 4 Strain Gauge 5 Acceleration Detecting Section 6 Mass Holding Section 7 Lead Terminal 8 Insulator 9 Lead Wire 10 Cap 11 Silicon Oil

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 方形を成して、少なくてもその一辺がベ
ースプレート(1)に台座2を介して固定支持され、し
かもセンサ(4)が設けられている加速度感知部(5)
と質量保持部(6)とが一体に形成されいるGセンサチ
ップ(3)を有する加速度センサにおいて、前記台座2
を電気的絶縁性を有する部剤で形成せしめ、前記ベース
プレート部(1)と前記Gセンサチップ(3)との双方
によって診断用静電容量手段が形成されてなることを特
徴とする加速度センサ。
1. An acceleration sensing part (5) which is rectangular and at least one side of which is fixedly supported by a base plate (1) via a pedestal 2 and which is provided with a sensor (4).
In the acceleration sensor having the G sensor chip (3) in which the mass holding portion (6) and the mass holding portion (6) are integrally formed,
Is formed of an electrically insulating material, and a diagnostic capacitance means is formed by both the base plate portion (1) and the G sensor chip (3).
JP8105892U 1992-10-30 1992-10-30 Acceleration sensor Pending JPH0640866U (en)

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