JPH08146032A - Filter circuit of piezoelectric acceleration sensor - Google Patents
Filter circuit of piezoelectric acceleration sensorInfo
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- JPH08146032A JPH08146032A JP29288694A JP29288694A JPH08146032A JP H08146032 A JPH08146032 A JP H08146032A JP 29288694 A JP29288694 A JP 29288694A JP 29288694 A JP29288694 A JP 29288694A JP H08146032 A JPH08146032 A JP H08146032A
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- piezoelectric element
- acceleration sensor
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車両のエンジン制御等
に使用する振動子またはトランスデューサとしての圧電
型加速度センサのフィルタ回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter circuit of a piezoelectric acceleration sensor as a vibrator or a transducer used for controlling an engine of a vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は、従来の圧電型加速度センサのフ
ィルタ回路構成を示すブロック図である。図2におい
て、1は圧電型加速度センサを構成する圧電素子の静電
容量である。2はバッファであり、3は負荷抵抗であ
る。4は車両のエンジン制御を行う後段の回路への出力
端子である。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram showing a filter circuit configuration of a conventional piezoelectric acceleration sensor. In FIG. 2, reference numeral 1 is the capacitance of the piezoelectric element that constitutes the piezoelectric acceleration sensor. 2 is a buffer and 3 is a load resistance. Reference numeral 4 is an output terminal to a circuit in the subsequent stage which controls the engine of the vehicle.
【0003】圧電型加速度センサを用いて車両のエンジ
ン制御を行う場合に、圧電型加速度センサからの信号の
低域周波数成分を除去し高域成分のみを、エンジン制御
を行う後段の回路へ出力する必要がある。図2に示す従
来のフィルタ回路においては、負荷インピーダンス
(R)と圧電素子の静電容量(C0)とで決定される低
域遮断周波数(FCL)は下記の式で表される。When the engine control of the vehicle is performed using the piezoelectric type acceleration sensor, the low frequency component of the signal from the piezoelectric type acceleration sensor is removed and only the high frequency component is output to the circuit at the latter stage for performing the engine control. There is a need. In the conventional filter circuit shown in FIG. 2, the low cutoff frequency (F CL ) determined by the load impedance (R) and the electrostatic capacitance (C 0 ) of the piezoelectric element is represented by the following formula.
【0004】FCL=1/2πC0R しかるに、従来の圧電型加速度センサのフィルタ回路に
おいては、圧電素子の静電容量(C0)で限定される低
域遮断周波数(FCL)の下限が制限されるものである。F CL = 1 / 2πC 0 R However, in the filter circuit of the conventional piezoelectric acceleration sensor, the lower limit of the low cutoff frequency (F CL ) limited by the capacitance (C 0 ) of the piezoelectric element is set. It is limited.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電型
加速度センサの出力は、DCにより近い出力を要求され
るため、低域遮断周波数(FCL)をできる限り低くする
必要がある。しかしながら、上記従来の圧電型加速度セ
ンサのフィルタ回路においては、低域遮断周波数
(FCL)を低く設定するために、超高インピーダンスが
要求され、このため、半導体、回路素子及びプリント基
板などのリーク変動により、低域遮断周波数(F CL)特
性のバラツキと変動が発生するという問題がある。ま
た、圧電素子は温度特性をもっているため、温度変化に
より低域遮断周波数(FCL)の特性は変動するという問
題がある。さらに、圧電型加速度センサは感度が高いた
め、高加速度用として使用する際に、後段回路のダイナ
ミックレンジを越えてしまうという問題がある。However, the piezoelectric type
The output of the acceleration sensor is required to be closer to DC.
Therefore, the low cutoff frequency (FCL) As low as possible
There is a need. However, the conventional piezoelectric accelerometer
In the filter circuit of the sensor, the low cutoff frequency
(FCL) To set a low
Required for this reason, semiconductors, circuit elements and printed circuit boards
Low cutoff frequency (F CL) Special
There is a problem that variations and fluctuations in sex occur. Well
Moreover, since the piezoelectric element has temperature characteristics,
Lower cutoff frequency (FCL) Changes the characteristics of
There is a problem. In addition, the piezoelectric acceleration sensor has high sensitivity.
Therefore, when using it for high acceleration,
There is a problem of exceeding the Mick Range.
【0006】本発明は、上記従来の問題点を解消するも
のであり、低域遮断周波数(FCL)を低く設定でき、温
度による変動の少ない優れた圧電型加速度センサのフィ
ルタ回路を提供することを目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides an excellent piezoelectric acceleration sensor filter circuit in which the low cutoff frequency (F CL ) can be set to a low value and which is little changed by temperature. The purpose is.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、加速度を検出する圧電素子と、この圧電
素子の静電容量と等価的に並列に接続されたコンデンサ
と、このコンデンサと並列に接続された負荷抵抗と、上
記圧電素子の出力を増幅するバッファ回路とを備えたこ
を特徴とするものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric element for detecting acceleration, a capacitor equivalently connected in parallel with the capacitance of the piezoelectric element, and this capacitor. And a load resistor connected in parallel with the buffer circuit and a buffer circuit for amplifying the output of the piezoelectric element.
【0008】[0008]
【作用】本発明は上記のような構成であり、低域遮断周
波数を低く設定することにより負荷インピーダンスを低
下させることができ、リーク変動の低減が可能となり静
電容量の温度特性を良好にすることができ、さらに、コ
ンデンサ5が感度ロスさせることになるため、大きな加
速度が圧電素子に印加された場合のダイナミックレンジ
を広くすることができるものである。The present invention is configured as described above, and by setting the low cutoff frequency to be low, the load impedance can be lowered, leakage fluctuation can be reduced, and the temperature characteristic of capacitance can be improved. Moreover, since the capacitor 5 causes a loss of sensitivity, the dynamic range when a large acceleration is applied to the piezoelectric element can be widened.
【0009】[0009]
【実施例】以下に本発明の一実施例について図1を参照
して説明する。図1は、圧電型加速度センサのフィルタ
回路構成を示すブロック図である。図1において、1は
圧電型加速度センサを構成する圧電素子の静電容量であ
る。2はバッファ回路であり、3は負荷抵抗である。4
は車両のエンジン制御を行う後段の回路への出力端子で
ある。5はコンデンサであり、圧電素子と等価的に並列
で温度補償用のコンデンサとして作用するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a filter circuit configuration of a piezoelectric acceleration sensor. In FIG. 1, reference numeral 1 is the electrostatic capacity of the piezoelectric element that constitutes the piezoelectric acceleration sensor. Reference numeral 2 is a buffer circuit, and 3 is a load resistance. Four
Is an output terminal to a circuit in the subsequent stage that controls the engine of the vehicle. Reference numeral 5 denotes a capacitor, which is equivalent to a piezoelectric element and operates in parallel as a capacitor for temperature compensation.
【0010】次に、上記実施例の動作について図面を参
照して説明する。図1において、圧電型加速度センサを
構成する圧電素子の静電容量1と等価的に並列にコンデ
ンサ5が接続され静電容量を増加させている。この場合
には、負荷インピーダンスR3と静電容量とで決定され
る低域遮断周波数(FCL)は下記の式で表される。Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, a capacitor 5 is connected in parallel with the electrostatic capacitance 1 of the piezoelectric element constituting the piezoelectric acceleration sensor in parallel to increase the electrostatic capacitance. In this case, the low cutoff frequency (F CL ) determined by the load impedance R3 and the electrostatic capacitance is expressed by the following formula.
【0011】FCL=1/2π(C0+C1)R 上式の(C0+C1)より、従来の負荷インピーダンス
(R)と圧電素子の静電容量(C0)とで決定される低
域遮断周波数に比べて低域遮断周波数(FCL)を小さく
するとこができる。F CL = 1 / 2π (C 0 + C 1 ) R From the above formula (C 0 + C 1 ), the conventional load impedance (R) and the capacitance of the piezoelectric element (C 0 ) are determined. This can be done by making the low cutoff frequency (F CL ) smaller than the low cutoff frequency.
【0012】このように、上記実施例によれば、低域遮
断周波数を小さくするとこができるため、負荷インピー
ダンスを低下させることができ、リーク変動の低減が可
能となる。また、圧電素子の静電容量1と等価的に並列
にコンデンサ5を接続することにより、回路全体として
の静電容量の温度特性を良好にすることができ、さら
に、コンデンサ5が感度ロスさせることになるため、大
きな加速度が圧電素子に印加された場合のダイナミック
レンジを広くすることができる。As described above, according to the above-mentioned embodiment, since the low cutoff frequency can be reduced, the load impedance can be lowered and the leakage fluctuation can be reduced. Further, by connecting the capacitor 5 in parallel with the electrostatic capacitance 1 of the piezoelectric element in an equivalent manner, the temperature characteristic of the electrostatic capacitance of the entire circuit can be improved, and further, the capacitor 5 causes sensitivity loss. Therefore, it is possible to widen the dynamic range when a large acceleration is applied to the piezoelectric element.
【0013】なお、C0のバラツキとしては通常約20
%であるが、C1のバラツキ及び温度特性の少ないもの
を選択することが望ましい。Incidentally, the variation of C 0 is usually about 20.
%, But it is desirable to select a material having less variation in C 1 and temperature characteristics.
【0014】また、上記実施例では低域遮断周波数を低
く設定するようにしているが、低域遮断周波数を固定
し、負荷インピーダンスの抵抗値を低下せしめるように
コンデンサ5を接続するようにしても良い。Although the low cutoff frequency is set low in the above embodiment, the low cutoff frequency is fixed and the capacitor 5 may be connected so as to reduce the resistance value of the load impedance. good.
【0015】さらに、圧電型加速度センサを構成する圧
電素子と逆の温度特性を有するコンデンサ5を等価的に
並列に接続するようにしても良い。Further, a capacitor 5 having a temperature characteristic opposite to that of the piezoelectric element forming the piezoelectric acceleration sensor may be equivalently connected in parallel.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、圧電型加速度センサを構成する圧電素子の静電容量
と等価的に並列にコンデンサを接続するとこにより、低
域遮断周波数を低く設定でき、負荷インピーダンスを低
下させることができ、リーク変動の低減が可能となり静
電容量の温度特性を良好にすることができるという効果
を有する。また、圧電素子の静電容量と等価的に並列に
接続するコンデンサをバラツキ温度による変動の少ない
素子を選択することにより、回路全体のバラツキを少な
くすることができる。As is apparent from the above embodiment, the present invention reduces the low cutoff frequency by connecting a capacitor in parallel with the capacitance of the piezoelectric element constituting the piezoelectric acceleration sensor. It is possible to set the load impedance, reduce the load impedance, reduce the leakage fluctuation, and improve the temperature characteristic of the capacitance. Further, by selecting a capacitor that is equivalently connected in parallel with the capacitance of the piezoelectric element in parallel with the variation in temperature, it is possible to reduce variation in the entire circuit.
【図1】本発明の一実施例における圧電型加速度センサ
のフィルタ回路のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a filter circuit of a piezoelectric acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の圧電型加速度センサのフィルタ回路のブ
ロック図FIG. 2 is a block diagram of a filter circuit of a conventional piezoelectric acceleration sensor.
1 圧電素子の静電容量 2 バッファ回路 3 負荷抵抗 4 出力端子 5 コンデンサ 1 Capacitance of piezoelectric element 2 Buffer circuit 3 Load resistance 4 Output terminal 5 Capacitor
Claims (1)
素子の静電容量と等価的に並列に接続されたコンデンサ
と、このコンデンサと並列に接続された負荷抵抗と、上
記圧電素子の出力を増幅するバッファ回路とを備えた圧
電型加速度センサのフィルタ回路。1. A piezoelectric element for detecting an acceleration, a capacitor equivalently connected in parallel with the capacitance of the piezoelectric element, a load resistance connected in parallel with the capacitor, and an output of the piezoelectric element. A filter circuit for a piezoelectric acceleration sensor having a buffer circuit for amplification.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29288694A JPH08146032A (en) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | Filter circuit of piezoelectric acceleration sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29288694A JPH08146032A (en) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | Filter circuit of piezoelectric acceleration sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08146032A true JPH08146032A (en) | 1996-06-07 |
Family
ID=17787658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29288694A Pending JPH08146032A (en) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | Filter circuit of piezoelectric acceleration sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08146032A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107329823A (en) * | 2017-05-16 | 2017-11-07 | 武汉新英赛健康科技有限公司 | A kind of flexible filtering device of 3-axis acceleration data for motion detection |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP29288694A patent/JPH08146032A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107329823A (en) * | 2017-05-16 | 2017-11-07 | 武汉新英赛健康科技有限公司 | A kind of flexible filtering device of 3-axis acceleration data for motion detection |
CN107329823B (en) * | 2017-05-16 | 2020-04-03 | 泉州味盛食品有限公司 | Flexible filtering device for triaxial acceleration data of motion detection |
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