JPH07198427A - 音叉形水晶片を有するセンサ - Google Patents
音叉形水晶片を有するセンサInfo
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- JPH07198427A JPH07198427A JP6233338A JP23333894A JPH07198427A JP H07198427 A JPH07198427 A JP H07198427A JP 6233338 A JP6233338 A JP 6233338A JP 23333894 A JP23333894 A JP 23333894A JP H07198427 A JPH07198427 A JP H07198427A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
- G01C19/5628—Manufacturing; Trimming; Mounting; Housings
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- Remote Sensing (AREA)
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来装置の欠点に鑑みこれを解消すべく改善
を行うこと。 【構成】 ケーシング内に電気信号の処理のための電子
評価装置を設け、該電子評価装置が音叉形水晶片と共に
台板上に配設されるように構成する。
を行うこと。 【構成】 ケーシング内に電気信号の処理のための電子
評価装置を設け、該電子評価装置が音叉形水晶片と共に
台板上に配設されるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス密なケーシング内
に配設された音叉形水晶片を有し、該音叉形水晶片は電
気的な接触面を有しており、該接触面においては接続導
線を用いて電気信号が供給及び取出し可能であり、さら
に電気信号のケーシングへの供給とケーシングからの送
出のためのガス密な引出部を有している、音叉形水晶片
を有するセンサに関する。
に配設された音叉形水晶片を有し、該音叉形水晶片は電
気的な接触面を有しており、該接触面においては接続導
線を用いて電気信号が供給及び取出し可能であり、さら
に電気信号のケーシングへの供給とケーシングからの送
出のためのガス密な引出部を有している、音叉形水晶片
を有するセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】音叉形水晶片が鉄性ケーシングに接着さ
れており、音叉形水晶片から送出される信号が鑞付け個
所とガラス引出部を介して鋼製ケーシングから取り出さ
れて電子評価装置に供給され得る装置は既に公知であ
る。この場合ケーシング内に収容された音叉と外部の評
価回路からなる装置系に対しては、次のようなことが必
要となる。すなわち当該評価回路と、収容された音叉を
含むセンサとの接続の後で、例えば装置構成自体による
障害の影響を補償するための組付完成装置における補償
調整が必要となる。その他にも評価回路をさらなる別の
ケーシングによって保護しなければならない。
れており、音叉形水晶片から送出される信号が鑞付け個
所とガラス引出部を介して鋼製ケーシングから取り出さ
れて電子評価装置に供給され得る装置は既に公知であ
る。この場合ケーシング内に収容された音叉と外部の評
価回路からなる装置系に対しては、次のようなことが必
要となる。すなわち当該評価回路と、収容された音叉を
含むセンサとの接続の後で、例えば装置構成自体による
障害の影響を補償するための組付完成装置における補償
調整が必要となる。その他にも評価回路をさらなる別の
ケーシングによって保護しなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
装置の欠点に鑑みこれを解消すべく改善を行うことであ
る。
装置の欠点に鑑みこれを解消すべく改善を行うことであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば上記課題
は、ケーシング内に電気信号の処理のための電子評価装
置が設けられており、該電子評価装置は、音叉形水晶片
と共に１つの台板上に配設されるように構成されて解決
される。
は、ケーシング内に電気信号の処理のための電子評価装
置が設けられており、該電子評価装置は、音叉形水晶片
と共に１つの台板上に配設されるように構成されて解決
される。
【０００５】本発明によるセンサによって得られる利点
は、センサと評価回路が共に１つのケーシング内に配設
されることによって評価回路も機械的及び電気的な障害
の影響から保護されることである。さらに評価回路を有
するセンサの調整を製造直後において既に次のように実
施することが可能である。すなわち例えば幾何学的なセ
ンサ構造による障害の影響を考慮することが評価回路に
おける補償手段を用いて解消されるように実施すること
が可能である。その後の評価回路を有するセンサの新た
な調整はもはや必要ない。また評価回路がセンサに対し
て空間的に近傍に配置されていることにより、これらの
間の接続手段も短く維持され得る。これによってセンサ
への障害的な影響も比較的少なくなる。
は、センサと評価回路が共に１つのケーシング内に配設
されることによって評価回路も機械的及び電気的な障害
の影響から保護されることである。さらに評価回路を有
するセンサの調整を製造直後において既に次のように実
施することが可能である。すなわち例えば幾何学的なセ
ンサ構造による障害の影響を考慮することが評価回路に
おける補償手段を用いて解消されるように実施すること
が可能である。その後の評価回路を有するセンサの新た
な調整はもはや必要ない。また評価回路がセンサに対し
て空間的に近傍に配置されていることにより、これらの
間の接続手段も短く維持され得る。これによってセンサ
への障害的な影響も比較的少なくなる。
【０００６】本発明の別の有利な構成例及び実施例は従
属請求項に記載される。特に有利には台板がセラミック
基板の形状で構成され、評価回路はハイブリッド回路と
して構成される。これによりセンサの製造が低コストで
達成される。音叉形水晶片上部の別のケーシングによっ
ては、音叉が音響的に評価回路から減結合される利点が
得られる。音叉形水晶片上部の別のケーシングにおける
開口部によっては次のような利点が得られる。すなわち
音叉が評価回路と同じ気圧と温度におかれる利点が得ら
れる。これにより音叉形水晶片からの電気信号の温度に
起因する変動は、評価回路における変化によって補償さ
れる。評価回路内へ補正値を記憶することによって、既
にセンサの製造の際にセンサの感度とその特性が評価回
路を用いて調整（例えば線形化）される。特に有利には
基台部によって音叉形水晶片の取付けが容易になる。こ
の基台部の材料としては有利にはシリコン、パイレック
ス、セラミックが適しており、あるいはこの基台部は印
刷されてもよい。なぜならこれらは良好にハイブリッド
回路とセラミック基板上で組合せることができるからで
ある。同様に有利には音叉形水晶片の基台上への固定に
は接着剤が用いられる。なぜならこの固定手法は特に安
価で容易に実施できるからである。有利にはケーシング
内が負圧下におかれて音叉形水晶片の振動の減衰が弱め
られる。
属請求項に記載される。特に有利には台板がセラミック
基板の形状で構成され、評価回路はハイブリッド回路と
して構成される。これによりセンサの製造が低コストで
達成される。音叉形水晶片上部の別のケーシングによっ
ては、音叉が音響的に評価回路から減結合される利点が
得られる。音叉形水晶片上部の別のケーシングにおける
開口部によっては次のような利点が得られる。すなわち
音叉が評価回路と同じ気圧と温度におかれる利点が得ら
れる。これにより音叉形水晶片からの電気信号の温度に
起因する変動は、評価回路における変化によって補償さ
れる。評価回路内へ補正値を記憶することによって、既
にセンサの製造の際にセンサの感度とその特性が評価回
路を用いて調整（例えば線形化）される。特に有利には
基台部によって音叉形水晶片の取付けが容易になる。こ
の基台部の材料としては有利にはシリコン、パイレック
ス、セラミックが適しており、あるいはこの基台部は印
刷されてもよい。なぜならこれらは良好にハイブリッド
回路とセラミック基板上で組合せることができるからで
ある。同様に有利には音叉形水晶片の基台上への固定に
は接着剤が用いられる。なぜならこの固定手法は特に安
価で容易に実施できるからである。有利にはケーシング
内が負圧下におかれて音叉形水晶片の振動の減衰が弱め
られる。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【０００８】図１にはカバー１１と基板３０を備えたケ
ーシング１０が示されている。ケーシング１０内では基
板３０に台板３３が固定されている。台板３３には直方
体形状の基台部２２が固定されている。この基台部２２
は音叉形水晶片２３を支持している。音叉形水晶片２３
は、ベース体３７と振動アーム２９を有している。この
振動アーム２９は音叉形水晶片周辺の空間において自由
に振動子し得る。この音叉形水晶片２３の正確な構造は
図２に示されている。音叉形水晶片２３は４つの端子面
２４を有している。これらの端子面２４は接続導線２５
によって台板３３上の接点２６に接続されている。音叉
形水晶片２３と接点２６並びに接続導線２５は、別のケ
ーシング２０によって密閉されている。この別のケーシ
ング２０は、台板３３上に載置されている。この接点２
６は、台板３３と別のケーシング２０との間にある導体
路２７を介して台板３３上の別の接点２６に接続されて
いる。その他に台板３３はメモリ装置２８と別の構成素
子３９を支持している。メモリ装置２８と別の構成素子
３９は、別の接続導線３４と接点２６と導体路２７を用
いて相互に評価回路４０に接続されている。この評価回
路４０は別の２つの接続導線２５を介してそれぞれ１つ
の端子ピン３２に接続されている。この端子ピン３２
は、基板３０内に配設されている引出部３１を貫通して
ケーシング１０から突出している。
ーシング１０が示されている。ケーシング１０内では基
板３０に台板３３が固定されている。台板３３には直方
体形状の基台部２２が固定されている。この基台部２２
は音叉形水晶片２３を支持している。音叉形水晶片２３
は、ベース体３７と振動アーム２９を有している。この
振動アーム２９は音叉形水晶片周辺の空間において自由
に振動子し得る。この音叉形水晶片２３の正確な構造は
図２に示されている。音叉形水晶片２３は４つの端子面
２４を有している。これらの端子面２４は接続導線２５
によって台板３３上の接点２６に接続されている。音叉
形水晶片２３と接点２６並びに接続導線２５は、別のケ
ーシング２０によって密閉されている。この別のケーシ
ング２０は、台板３３上に載置されている。この接点２
６は、台板３３と別のケーシング２０との間にある導体
路２７を介して台板３３上の別の接点２６に接続されて
いる。その他に台板３３はメモリ装置２８と別の構成素
子３９を支持している。メモリ装置２８と別の構成素子
３９は、別の接続導線３４と接点２６と導体路２７を用
いて相互に評価回路４０に接続されている。この評価回
路４０は別の２つの接続導線２５を介してそれぞれ１つ
の端子ピン３２に接続されている。この端子ピン３２
は、基板３０内に配設されている引出部３１を貫通して
ケーシング１０から突出している。
【０００９】台板３３を備えたケーシング１０と、評価
回路４０と、別のケーシング２０と、音叉形水晶片２３
からなる構成装置によってセンサ３５が形成される。そ
のように構成されたセンサ３５は、例えば回転運動体の
角速度の測定のために用いられ得る。音叉形水晶片２３
上の４つの端子面のうちの２つを介して音叉形水晶片２
３は、振動面における振動に対する圧電効果を介してそ
の共振周波数で励磁される。振動面とは異なっている平
面におけるセンサ３５の運動は、当該の振動の変化を生
ぜしめる。これによって同様に圧電効果を介して電気信
号が生ぜしめられる。この電気信号は、音叉形水晶片２
３上の励磁された端子面２４に対して横方向に位置して
いる別の２つの端子面２４に印加される。音叉形水晶片
２３から送出された信号は接続導線２５を介して評価岐
路４０に達する。この評価回路４０では線形化、信号増
幅、周辺環境の影響量（例えば温度、気圧等）の消去が
行われ得る。評価回路４０によって処理された信号は、
別の接続導線２５を介して引出部３１を通って端子ピン
３２に供給される。この端子ピン３２から信号が取り出
され得る。別のケーシング２０における開口部２１によ
っては、温度補償と圧力補償が行われ得る。この温度補
償及び圧力補償は音叉形水晶片２３と評価回路４０に対
する周辺条件が同じように維持されるようにするもので
ある。この別のケーシング２０は、音叉形水晶片２３を
例えば評価回路４０によって生ぜしめられる障害的なエ
コー等から遮蔽するものである。音叉形水晶片２３の良
好な振動能力を達成するためには、ケーシング１０の内
部空間が負圧下におかれる。さらに音叉形水晶片２３の
振動励磁用の回路をケーシング１０内に集積化させるこ
とも行われる。
回路４０と、別のケーシング２０と、音叉形水晶片２３
からなる構成装置によってセンサ３５が形成される。そ
のように構成されたセンサ３５は、例えば回転運動体の
角速度の測定のために用いられ得る。音叉形水晶片２３
上の４つの端子面のうちの２つを介して音叉形水晶片２
３は、振動面における振動に対する圧電効果を介してそ
の共振周波数で励磁される。振動面とは異なっている平
面におけるセンサ３５の運動は、当該の振動の変化を生
ぜしめる。これによって同様に圧電効果を介して電気信
号が生ぜしめられる。この電気信号は、音叉形水晶片２
３上の励磁された端子面２４に対して横方向に位置して
いる別の２つの端子面２４に印加される。音叉形水晶片
２３から送出された信号は接続導線２５を介して評価岐
路４０に達する。この評価回路４０では線形化、信号増
幅、周辺環境の影響量（例えば温度、気圧等）の消去が
行われ得る。評価回路４０によって処理された信号は、
別の接続導線２５を介して引出部３１を通って端子ピン
３２に供給される。この端子ピン３２から信号が取り出
され得る。別のケーシング２０における開口部２１によ
っては、温度補償と圧力補償が行われ得る。この温度補
償及び圧力補償は音叉形水晶片２３と評価回路４０に対
する周辺条件が同じように維持されるようにするもので
ある。この別のケーシング２０は、音叉形水晶片２３を
例えば評価回路４０によって生ぜしめられる障害的なエ
コー等から遮蔽するものである。音叉形水晶片２３の良
好な振動能力を達成するためには、ケーシング１０の内
部空間が負圧下におかれる。さらに音叉形水晶片２３の
振動励磁用の回路をケーシング１０内に集積化させるこ
とも行われる。
【００１０】図２には音叉形水晶片２３の第１実施例の
平面図と側面図が示されている。この場合矩形のベース
体３７は２つの縦長の振動アーム２９を有しており、さ
らに該ベース体の端部表面に分散して配置された相互に
対向する端子面２４を有している。この４つの端子面２
４のうちの２つは共振周波数のもとでの振動の励磁に対
して用いられ、これに対してその他の２つの端子面２４
ではセンサ３５の角速度に比例する信号が取り出され
る。音叉形水晶片２３のベース体３７は基台部２２に被
着される。
平面図と側面図が示されている。この場合矩形のベース
体３７は２つの縦長の振動アーム２９を有しており、さ
らに該ベース体の端部表面に分散して配置された相互に
対向する端子面２４を有している。この４つの端子面２
４のうちの２つは共振周波数のもとでの振動の励磁に対
して用いられ、これに対してその他の２つの端子面２４
ではセンサ３５の角速度に比例する信号が取り出され
る。音叉形水晶片２３のベース体３７は基台部２２に被
着される。
【００１１】図３には音叉形水晶片２３に対する第２実
施例が示されている。この音叉形水晶片２３は、図２に
示された音叉形水晶片２３に比べてさらに付加的に２つ
の別の振動アーム２９を有している。この２つの別の振
動アーム２９は、矩形ベース体３７の前記２つの振動ア
ーム２９と対向する側に設けられている。この音叉形水
晶片２３の実施例によっては比較的高い圧電効果が生起
され、ひいては比較的高い信号が音叉形水晶片２３から
送出される。振動アーム２９の長さと断面積を変えるこ
とによって種々異なる共振周波数が得られる。
施例が示されている。この音叉形水晶片２３は、図２に
示された音叉形水晶片２３に比べてさらに付加的に２つ
の別の振動アーム２９を有している。この２つの別の振
動アーム２９は、矩形ベース体３７の前記２つの振動ア
ーム２９と対向する側に設けられている。この音叉形水
晶片２３の実施例によっては比較的高い圧電効果が生起
され、ひいては比較的高い信号が音叉形水晶片２３から
送出される。振動アーム２９の長さと断面積を変えるこ
とによって種々異なる共振周波数が得られる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、センサと評価回路が共
に１つのケーシング内に配設されることによって評価回
路も機械的及び電気的な障害の影響から保護される。
に１つのケーシング内に配設されることによって評価回
路も機械的及び電気的な障害の影響から保護される。
【図１】本発明によるセンサの側面を示した図である。
【図２】音叉形水晶片の第１実施例を示した図である。
【図３】音叉形水晶片の第２実施例を示した図である。
１０ ケーシング ２０ 別のケーシング ２１ 開口部 ２２ 基台部 ２３ 水晶片 ２８ メモリ装置 ３３ 台板 ４０ 電子評価回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス ミークライ ドイツ連邦共和国 ルートヴィヒスブルク ホスピタルシュトラーセ 42 (72)発明者 ボト ツィーゲンバイン ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン リヒ ャルト−シュトラウス−ヴェーク 21 (72)発明者 アンドレアス レッピッヒ ドイツ連邦共和国 レオンベルク ヴィル ヘルムシュトラーセ 43
Claims (9)
- 【請求項１】 ガス密なケーシング内に配設された音叉
形水晶片を有し、該音叉形水晶片は電気的な接触面を有
しており、該接触面においては接続導線を用いて電気信
号が供給及び取出し可能であり、さらに電気信号のケー
シングへの供給とケーシングからの送出のためのガス密
な引出部を有している、センサにおいて、 ケーシング（１０）内に電気信号の処理のための電子評
価装置（４０）が設けられており、該電子評価装置（４
０）は、音叉形水晶片（２３）と共に１つの台板（３
３）上に配設されていることを特徴とする、音叉形水晶
片を有するセンサ。 - 【請求項２】 前記台板（３３）はセラミック基板であ
り、前記評価回路（４０）はハイブリッド回路である、
請求項１記載の音叉形水晶片を有するセンサ。 - 【請求項３】 前記音叉形水晶片（２３）を介してさら
に別のケーシング（２０）が設けられており、該別のケ
ーシング（２０）は台板（３３）と結合されている、請
求項１又は２記載の音叉形水晶片を有するセンサ。 - 【請求項４】 前記別のケーシング（２０）は、開口部
（２１）を有している、請求項３記載の音叉形水晶片を
有するセンサ。 - 【請求項５】 前記評価回路（４０）は、メモリ装置
（２８）を有しており、該メモリ装置（２８）には音叉
形水晶片から送出されセンサ（３５）の付設によって改
ざんされた電気信号の補正に用いられる値が記憶されて
いる、請求項１〜４いずれか１項に記載の音叉形水晶片
を有するセンサ。 - 【請求項６】 前記音叉形水晶片（２３）は、基台部
（２２）を用いて前記台板（３３）上に固定されてい
る、請求項１〜５いずれか１項に記載の音叉形水晶片を
有するセンサ。 - 【請求項７】 前記基台部（２２）は、シリコン、パイ
レックス、セラミックからなるか又は印刷されている、
請求項１〜６いずれか１項に記載の音叉形水晶片を有す
るセンサ。 - 【請求項８】 前記音叉形水晶片(２３)は、前記基台部
（２２）上に接着されている、請求項１〜７いずれか１
項に記載の音叉形水晶片を有するセンサ。 - 【請求項９】 前記ケーシング（１０）は、負圧下にお
かれている請求項１〜８いずれか１項に記載の音叉形水
晶片を有するセンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4332944.6 | 1993-09-28 | ||
| DE4332944A DE4332944A1 (de) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | Sensor mit einer Quarz-Stimmgabel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07198427A true JPH07198427A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=6498802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6233338A Pending JPH07198427A (ja) | 1993-09-28 | 1994-09-28 | 音叉形水晶片を有するセンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5531091A (ja) |
| JP (1) | JPH07198427A (ja) |
| DE (1) | DE4332944A1 (ja) |
| GB (1) | GB2282259A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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