JPH08233854A - 静電容量式センサ - Google Patents
静電容量式センサInfo
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- JPH08233854A JPH08233854A JP7038878A JP3887895A JPH08233854A JP H08233854 A JPH08233854 A JP H08233854A JP 7038878 A JP7038878 A JP 7038878A JP 3887895 A JP3887895 A JP 3887895A JP H08233854 A JPH08233854 A JP H08233854A
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- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01P2015/084—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 the mass being suspended at more than one of its sides, e.g. membrane-type suspension, so as to permit multi-axis movement of the mass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】固定基板と可動基板との対向方向の外力を検出
し得る静電容量式センサの温度特性を改善する。 【構成】固定基板１と該固定基板に間隔をおいて対向配
置された可動基板２とを備え、固定基板表面の電極６と
可動基板表面の電極10とによって、両基板１、２の対向
方向に外力が付与されたときに容量変化を生じるＺ軸外
力検出用コンデンサ11が形成され、このＺ軸外力検出用
コンデンサ11と基準コンデンサとの容量差に基いて、両
基板１、２の対向方向に付与される外力を検出するもの
となされた静電容量式センサにおいて、前記基準コンデ
ンサが、両基板１、２の基板間距離変化の小さい部位に
設けられた対向電極９、10によって形成されている。
し得る静電容量式センサの温度特性を改善する。 【構成】固定基板１と該固定基板に間隔をおいて対向配
置された可動基板２とを備え、固定基板表面の電極６と
可動基板表面の電極10とによって、両基板１、２の対向
方向に外力が付与されたときに容量変化を生じるＺ軸外
力検出用コンデンサ11が形成され、このＺ軸外力検出用
コンデンサ11と基準コンデンサとの容量差に基いて、両
基板１、２の対向方向に付与される外力を検出するもの
となされた静電容量式センサにおいて、前記基準コンデ
ンサが、両基板１、２の基板間距離変化の小さい部位に
設けられた対向電極９、10によって形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、加速度、圧力等に基
く外力を検出する静電容量式センサに関する。
く外力を検出する静電容量式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術及び解決しようとする課題】加速度、圧力
等を検出するセンサとして、従来より圧電型のものが用
いられていたが、最近では静電容量の変化を利用した静
電容量式センサが、高感度、低消費電力等の利点を有す
ることから注目されている（例えば特開平４−１９５６
８号）。
等を検出するセンサとして、従来より圧電型のものが用
いられていたが、最近では静電容量の変化を利用した静
電容量式センサが、高感度、低消費電力等の利点を有す
ることから注目されている（例えば特開平４−１９５６
８号）。
【０００３】この静電容量式センサは、固定基板と該固
定基板に間隔をおいて対向配置された可動基板とを備
え、固定基板表面の電極と可動基板表面の電極とによっ
てコンデンサが形成され、外力が付与されたときの可動
基板の変形に基くコンデンサの容量変化を利用して外力
を検出するものである。
定基板に間隔をおいて対向配置された可動基板とを備
え、固定基板表面の電極と可動基板表面の電極とによっ
てコンデンサが形成され、外力が付与されたときの可動
基板の変形に基くコンデンサの容量変化を利用して外力
を検出するものである。
【０００４】このような静電容量式センサは、コンデン
サの形成の仕方によって三次元方向における外力を検出
しうるものであるが、特に可動基板と固定基板との対向
方向（Ｚ軸方向）に付与された外力の検出は次のように
して行われていた。
サの形成の仕方によって三次元方向における外力を検出
しうるものであるが、特に可動基板と固定基板との対向
方向（Ｚ軸方向）に付与された外力の検出は次のように
して行われていた。
【０００５】図２はＺ軸方向の外力検出用静電容量式セ
ンサの基本構成を示すものである。同図において、（10
1 ）は水平状態に配置された円形の固定基板、（102 ）
は該固定基板（101 ）の下方に水平状態に配置された円
形の可動基板である。これら固定基板（101 ）と可動基
板（102 ）とは、中間にスペーサ（103 ）を介在させた
状態で、周端部を上側押さえ部材（104 ）と下側押さえ
部材（105 ）とによって押さえ付けられることによっ
て、スペーサ（103 ）の厚さ分の距離を保持して平行状
態に対向配置されている。また、固定基板（101 ）の下
面には、その中央部に円形電極（106 ）が設けられてい
る。一方、前記可動基板（102 ）は薄肉のリン青銅やＳ
ＵＳ等の可撓性材料からなるものであり、基板そのもの
が１枚の共通電極（107 ）となされている。そして、こ
の共通電極（107 ）と、前記固定基板（101 ）の円形電
極（106 ）との間で、基板中央部に１個のコンデンサ
（108）が形成されている。さらに、可動基板（102 ）
の下面中央部には、円柱形の重り（109 ）が吊り下げ状
態に固定されている。
ンサの基本構成を示すものである。同図において、（10
1 ）は水平状態に配置された円形の固定基板、（102 ）
は該固定基板（101 ）の下方に水平状態に配置された円
形の可動基板である。これら固定基板（101 ）と可動基
板（102 ）とは、中間にスペーサ（103 ）を介在させた
状態で、周端部を上側押さえ部材（104 ）と下側押さえ
部材（105 ）とによって押さえ付けられることによっ
て、スペーサ（103 ）の厚さ分の距離を保持して平行状
態に対向配置されている。また、固定基板（101 ）の下
面には、その中央部に円形電極（106 ）が設けられてい
る。一方、前記可動基板（102 ）は薄肉のリン青銅やＳ
ＵＳ等の可撓性材料からなるものであり、基板そのもの
が１枚の共通電極（107 ）となされている。そして、こ
の共通電極（107 ）と、前記固定基板（101 ）の円形電
極（106 ）との間で、基板中央部に１個のコンデンサ
（108）が形成されている。さらに、可動基板（102 ）
の下面中央部には、円柱形の重り（109 ）が吊り下げ状
態に固定されている。
【０００６】図２に示すセンサでは、例えばＺ軸正方向
（図２（ａ）の上方向）に加速度等が作用すると、おも
り（109 ）にはＺ軸負方向に慣性力としての外力が作用
し、可動基板（102 ）は下方に引っ張られて図３に示す
ように固定基板（101 ）と可動基板（102 ）の中央部に
おける対向距離が大きくなる。そのため、コンデンサ
（108 ）の静電容量が小さくなる。逆に、Ｚ軸負方向に
加速度等が作用すると固定基板（101 ）と可動基板（10
2 ）の中央部における対向距離が小さくなり、コンデン
サ（108 ）の静電容量が大きくなる。そして、このよう
なコンデンサ（108 ）の容量変化を検出してＺ軸方向の
外力を検出するものとなされている。
（図２（ａ）の上方向）に加速度等が作用すると、おも
り（109 ）にはＺ軸負方向に慣性力としての外力が作用
し、可動基板（102 ）は下方に引っ張られて図３に示す
ように固定基板（101 ）と可動基板（102 ）の中央部に
おける対向距離が大きくなる。そのため、コンデンサ
（108 ）の静電容量が小さくなる。逆に、Ｚ軸負方向に
加速度等が作用すると固定基板（101 ）と可動基板（10
2 ）の中央部における対向距離が小さくなり、コンデン
サ（108 ）の静電容量が大きくなる。そして、このよう
なコンデンサ（108 ）の容量変化を検出してＺ軸方向の
外力を検出するものとなされている。
【０００７】図４は、外力検出回路の基本構成を示すも
のである。同図において、（120 ）及び（130 ）は並列
に接続された第１、第２の遅延回路であり、各遅延回路
（120 ）及び（130 ）は抵抗素子（121 ）（131 ）とコ
ンデンサ（122 ）（132 ）との積分回路によって構成さ
れている。第１、第２の各遅延回路（120 ）（130 ）
は、同一位相のパルス入力に対してそれぞれの抵抗値と
容量値で決定される時定数に応じて入力信号を遅延させ
るものであり、両遅延回路の抵抗素子（121 ）（131 ）
の抵抗値は同一値に設定されるとともに、一方のコンデ
ンサ（122 ）としては図２に示したセンサのＺ軸方向外
力検出用コンデンサ（108 ）が接続され、他方のコンデ
ンサ（132 ）としては一定の基準容量Ｃ0 を有する基準
コンデンサが接続されている。なお、図４に示す（140
）は、第１、第２の遅延回路（120）（130 ）の出力信
号の位相を比較する位相比較器であり、排他的論理和素
子（以下「ＥＸ−ＯＲ素子」と記す）によって構成され
ている。
のである。同図において、（120 ）及び（130 ）は並列
に接続された第１、第２の遅延回路であり、各遅延回路
（120 ）及び（130 ）は抵抗素子（121 ）（131 ）とコ
ンデンサ（122 ）（132 ）との積分回路によって構成さ
れている。第１、第２の各遅延回路（120 ）（130 ）
は、同一位相のパルス入力に対してそれぞれの抵抗値と
容量値で決定される時定数に応じて入力信号を遅延させ
るものであり、両遅延回路の抵抗素子（121 ）（131 ）
の抵抗値は同一値に設定されるとともに、一方のコンデ
ンサ（122 ）としては図２に示したセンサのＺ軸方向外
力検出用コンデンサ（108 ）が接続され、他方のコンデ
ンサ（132 ）としては一定の基準容量Ｃ0 を有する基準
コンデンサが接続されている。なお、図４に示す（140
）は、第１、第２の遅延回路（120）（130 ）の出力信
号の位相を比較する位相比較器であり、排他的論理和素
子（以下「ＥＸ−ＯＲ素子」と記す）によって構成され
ている。
【０００８】図４に示した外力検出回路では、図示しな
いパルス発生器から発生したパルス信号Ｑ0 が、端子を
通じて第１、第２の遅延回路（120 ）（130 ）にそれぞ
れ入力される。各遅延回路への入力信号は、遅延回路の
各抵抗素子（121 ）（131 ）の抵抗値Ｒとコンデンサ
（122 ）（132 ）の容量値Ｃ1 、Ｃ0 で決定される時定
数に応じて遅延されるが、両遅延回路における抵抗素子
の抵抗値は同一値に設定されており、かつ基準コンデン
サ（132 ）の容量値Ｃ0 は一定であるから、センサにお
けるコンデンサ（108 ）の容量値の変化に応じて第１遅
延回路（120 ）の遅延量が変化することになる。そし
て、第１、第２遅延回路（120 ）（130 ）における遅延
量の差に相当する幅のパルスがＥＸ−ＯＲ素子（140 ）
から出力される。従って、この出力パルスの幅は、コン
デンサ（122 ）を構成するセンサにおけるコンデンサ
（108 ）の容量値の変化換言すれば外力の大きさによっ
て変化するから、このパルスを監視することにより、Ｚ
軸方向の外力を測定することができる。
いパルス発生器から発生したパルス信号Ｑ0 が、端子を
通じて第１、第２の遅延回路（120 ）（130 ）にそれぞ
れ入力される。各遅延回路への入力信号は、遅延回路の
各抵抗素子（121 ）（131 ）の抵抗値Ｒとコンデンサ
（122 ）（132 ）の容量値Ｃ1 、Ｃ0 で決定される時定
数に応じて遅延されるが、両遅延回路における抵抗素子
の抵抗値は同一値に設定されており、かつ基準コンデン
サ（132 ）の容量値Ｃ0 は一定であるから、センサにお
けるコンデンサ（108 ）の容量値の変化に応じて第１遅
延回路（120 ）の遅延量が変化することになる。そし
て、第１、第２遅延回路（120 ）（130 ）における遅延
量の差に相当する幅のパルスがＥＸ−ＯＲ素子（140 ）
から出力される。従って、この出力パルスの幅は、コン
デンサ（122 ）を構成するセンサにおけるコンデンサ
（108 ）の容量値の変化換言すれば外力の大きさによっ
て変化するから、このパルスを監視することにより、Ｚ
軸方向の外力を測定することができる。
【０００９】このように、Ｚ軸方向の外力を検出するた
めには、外力によって静電容量値が変化するＺ軸外力検
出用コンデンサ（108 ）の他に、比較対象となる基準コ
ンデンサ（132 ）が必要となるが、従来、この基準コン
デンサ（132 ）としてはセンサとは別体で回路側に組み
込まれたコンデンサ素子が用いられていた。
めには、外力によって静電容量値が変化するＺ軸外力検
出用コンデンサ（108 ）の他に、比較対象となる基準コ
ンデンサ（132 ）が必要となるが、従来、この基準コン
デンサ（132 ）としてはセンサとは別体で回路側に組み
込まれたコンデンサ素子が用いられていた。
【００１０】しかしながら、上記のような基準コンデン
サ（132 ）とセンサの対向基板に形成されたＺ軸外力検
出用コンデンサ（108 ）とは、構成条件が大きく異なる
ため、それぞれ異なる独自の温度特性を有するものであ
った。このため、温度の影響が検出回路の出力に表れ、
精度の高いＺ軸方向の外力検出を行うことができないと
いう欠点があった。
サ（132 ）とセンサの対向基板に形成されたＺ軸外力検
出用コンデンサ（108 ）とは、構成条件が大きく異なる
ため、それぞれ異なる独自の温度特性を有するものであ
った。このため、温度の影響が検出回路の出力に表れ、
精度の高いＺ軸方向の外力検出を行うことができないと
いう欠点があった。
【００１１】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、固定基板と可動基板との対向
方向の外力を検出し得る静電容量式センサの温度特性を
改善することを目的とする。
てなされたものであって、固定基板と可動基板との対向
方向の外力を検出し得る静電容量式センサの温度特性を
改善することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、基準容量を有する基準コンデンサを、
Ｚ軸方向外力検出用コンデンサと同じくセンサの固定基
板と可動基板との間に形成しようというものである。
に、この発明は、基準容量を有する基準コンデンサを、
Ｚ軸方向外力検出用コンデンサと同じくセンサの固定基
板と可動基板との間に形成しようというものである。
【００１３】即ち、この発明は、図面の符号を参照して
示すと、固定基板（１）と該固定基板に間隔をおいて対
向配置された可動基板（２）とを備え、固定基板表面の
電極（６）と可動基板表面の電極（10）とによって、可
動基板（２）に固定基板（１）との対向方向に外力が付
与されたときに容量変化を生じるＺ軸外力検出用コンデ
ンサ（11）が形成され、このＺ軸外力検出用コンデンサ
（11）と基準コンデンサとの容量差に基いて、両基板
（１）（２）の対向方向に付与される外力を検出するも
のとなされた静電容量式センサにおいて、前記基準コン
デンサが、両基板（１）（２）の基板間距離変化の小さ
い部位に設けられた対向電極（９）（10）によって形成
されていることを特徴とする静電容量式センサを要旨と
する。
示すと、固定基板（１）と該固定基板に間隔をおいて対
向配置された可動基板（２）とを備え、固定基板表面の
電極（６）と可動基板表面の電極（10）とによって、可
動基板（２）に固定基板（１）との対向方向に外力が付
与されたときに容量変化を生じるＺ軸外力検出用コンデ
ンサ（11）が形成され、このＺ軸外力検出用コンデンサ
（11）と基準コンデンサとの容量差に基いて、両基板
（１）（２）の対向方向に付与される外力を検出するも
のとなされた静電容量式センサにおいて、前記基準コン
デンサが、両基板（１）（２）の基板間距離変化の小さ
い部位に設けられた対向電極（９）（10）によって形成
されていることを特徴とする静電容量式センサを要旨と
する。
【００１４】
【作用】Ｚ軸外力検出用コンデンサと基準コンデンサが
ともに両基板の対向電極によって形成されているから、
これらコンデンサの温度特性を一致させることができ
る。
ともに両基板の対向電極によって形成されているから、
これらコンデンサの温度特性を一致させることができ
る。
【００１５】
【実施例】次に、この発明を図１に示す実施例に基いて
説明する。
説明する。
【００１６】この実施例は、加速度検出用のセンサにつ
いてのものであり、Ｚ軸方向の外力のみならず、図１の
左右方向（Ｘ軸方向）及び図１（ｂ）の上下方向（Ｙ軸
方向）をも含む３軸全ての方向の加速度を検出しうるも
のである。
いてのものであり、Ｚ軸方向の外力のみならず、図１の
左右方向（Ｘ軸方向）及び図１（ｂ）の上下方向（Ｙ軸
方向）をも含む３軸全ての方向の加速度を検出しうるも
のである。
【００１７】これらの図において、（１）は水平状態に
配置された円形の固定基板、（２）は該固定基板（１）
の下方に水平状態に配置された円形の可動基板である。
これら固定基板（１）と可動基板（２）とは、中間にス
ペーサ（３）を介在させた状態で、周端部を上側押え部
材（４）と下側押え部材（５）とによって押さえ付けら
れることによって、スペーサ（３）の厚さ分の距離を保
持して平行状態に対向配置されている。また、固定基板
（１）の下面には、その中央部に円形電極（６）が設け
られるとともに、該電極の外側においてＸ軸方向及びＹ
軸方向のそれぞれ対称位置に４個の扇形の分割電極（7
a）（7b）（8a）（8b）が設けられている。かつまた、
分割電極（7a）（7b）（8a）（8b）の外側には、環状電
極（９）が設けられている。
配置された円形の固定基板、（２）は該固定基板（１）
の下方に水平状態に配置された円形の可動基板である。
これら固定基板（１）と可動基板（２）とは、中間にス
ペーサ（３）を介在させた状態で、周端部を上側押え部
材（４）と下側押え部材（５）とによって押さえ付けら
れることによって、スペーサ（３）の厚さ分の距離を保
持して平行状態に対向配置されている。また、固定基板
（１）の下面には、その中央部に円形電極（６）が設け
られるとともに、該電極の外側においてＸ軸方向及びＹ
軸方向のそれぞれ対称位置に４個の扇形の分割電極（7
a）（7b）（8a）（8b）が設けられている。かつまた、
分割電極（7a）（7b）（8a）（8b）の外側には、環状電
極（９）が設けられている。
【００１８】一方、前記可動基板（２）は薄肉のリン青
銅やＳＵＳ等の可撓性材料からなるものであり、基板そ
のものが１枚の共通電極（10）となされている。そし
て、この共通電極（10）と、前記固定基板（１）の円形
電極（６）、環状電極（９）、及び分割電極（7a）（7
b）（8a）（8b）との間で、内外に２個のコンデンサ（1
1）（12）と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に分割された４
個のコンデンサ（13a ）（13b ）（14a ）（14b ）がそ
れぞれ形成されている。
銅やＳＵＳ等の可撓性材料からなるものであり、基板そ
のものが１枚の共通電極（10）となされている。そし
て、この共通電極（10）と、前記固定基板（１）の円形
電極（６）、環状電極（９）、及び分割電極（7a）（7
b）（8a）（8b）との間で、内外に２個のコンデンサ（1
1）（12）と、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に分割された４
個のコンデンサ（13a ）（13b ）（14a ）（14b ）がそ
れぞれ形成されている。
【００１９】上記コンデンサのうち、内外２つのコンデ
ンサ（11）（12）はＺ軸方向の外力を検出するためのも
のであり、内側のコンデンサ（11）が加速度に応じて容
量値の変化するＺ軸方向外力検出用として機能し、外側
のコンデンサ（12）が基準コンデンサとして機能するも
のである。この基準コンデンサの容量値は加速度の大小
にかかわらずほぼ一定に保持されなければならず、この
ためにこの外側環状コンデンサ（12）は、両基板（１）
（２）の基板間距離変化の少ない部位、つまり押え部材
（４）（５）及びスペーサ（３）によって固定されてい
る周端固定部位の内側近接位置に形成してある。
ンサ（11）（12）はＺ軸方向の外力を検出するためのも
のであり、内側のコンデンサ（11）が加速度に応じて容
量値の変化するＺ軸方向外力検出用として機能し、外側
のコンデンサ（12）が基準コンデンサとして機能するも
のである。この基準コンデンサの容量値は加速度の大小
にかかわらずほぼ一定に保持されなければならず、この
ためにこの外側環状コンデンサ（12）は、両基板（１）
（２）の基板間距離変化の少ない部位、つまり押え部材
（４）（５）及びスペーサ（３）によって固定されてい
る周端固定部位の内側近接位置に形成してある。
【００２０】さらに、可動基板（２）の下面中央部に
は、円柱形の重り（15）が吊り下げ状態に固定されてい
る。
は、円柱形の重り（15）が吊り下げ状態に固定されてい
る。
【００２１】図１に示す加速度センサでは、Ｚ軸方向の
加速度を検出するために、例えば図４に示す前述した検
出回路が用いられ、内側円形コンデンサ（11）が第１遅
延回路のコンデンサ（122 ）として用いられ、外側環状
コンデンサ（12）が第２遅延回路の基準コンデンサ（13
2 ）として用いられる。
加速度を検出するために、例えば図４に示す前述した検
出回路が用いられ、内側円形コンデンサ（11）が第１遅
延回路のコンデンサ（122 ）として用いられ、外側環状
コンデンサ（12）が第２遅延回路の基準コンデンサ（13
2 ）として用いられる。
【００２２】而して、図１に示す静電容量式センサにお
いてＺ軸正方向（図１（ａ）の上向き方向）の加速度が
加わった場合、重り（15）は下向きの外力を受けるから
可動基板（２）の中央部はＺ軸負方向（図１（ａ）の下
向き方向）に引っ張られて撓む。このため、固定基板
（１）と可動基板（２）の中央部における対向距離は拡
大し、内側円形コンデンサ（11）の容量値は減少する。
一方、可動基板（２）は半径方向外方に至るに従ってた
わみ量が減少し、押え部材（５）の近くではたわみ量は
ほとんど無視できる。外側コンデンサ（12）は、押え部
材（４）（５）及びスペーサ（３）によって固定された
周端固定部位の内側近傍に形成されているから、この部
位においては両基板（１）（２）の対向距離は加速度付
与前とほとんど変化せず、従って外側コンデンサ（12）
の容量値は加速度の大小にかかわらずほぼ一定値に維持
される。このため、図４の回路においてＥＸ−ＯＲ素子
（140 ）から出力されたパルスの幅は、加速度の大きさ
に対応して変化するものとなる。しかも、内側コンデン
サ（11）と外側コンデンサ（12）とは、ともにセンサの
固定基板と可動基板によって形成されていて構成条件が
同じであるので、温度特性も同じであり、温度変化によ
り容量値が変化してもこれらはキャンセルされる。従っ
て、ＥＸ−ＯＲ素子（140 ）から出力されたパルスの幅
は温度条件に依存することなく加速度のみに依存して変
化することになり、精度の高いＺ軸方向の加速度検出が
行われる。
いてＺ軸正方向（図１（ａ）の上向き方向）の加速度が
加わった場合、重り（15）は下向きの外力を受けるから
可動基板（２）の中央部はＺ軸負方向（図１（ａ）の下
向き方向）に引っ張られて撓む。このため、固定基板
（１）と可動基板（２）の中央部における対向距離は拡
大し、内側円形コンデンサ（11）の容量値は減少する。
一方、可動基板（２）は半径方向外方に至るに従ってた
わみ量が減少し、押え部材（５）の近くではたわみ量は
ほとんど無視できる。外側コンデンサ（12）は、押え部
材（４）（５）及びスペーサ（３）によって固定された
周端固定部位の内側近傍に形成されているから、この部
位においては両基板（１）（２）の対向距離は加速度付
与前とほとんど変化せず、従って外側コンデンサ（12）
の容量値は加速度の大小にかかわらずほぼ一定値に維持
される。このため、図４の回路においてＥＸ−ＯＲ素子
（140 ）から出力されたパルスの幅は、加速度の大きさ
に対応して変化するものとなる。しかも、内側コンデン
サ（11）と外側コンデンサ（12）とは、ともにセンサの
固定基板と可動基板によって形成されていて構成条件が
同じであるので、温度特性も同じであり、温度変化によ
り容量値が変化してもこれらはキャンセルされる。従っ
て、ＥＸ−ＯＲ素子（140 ）から出力されたパルスの幅
は温度条件に依存することなく加速度のみに依存して変
化することになり、精度の高いＺ軸方向の加速度検出が
行われる。
【００２３】なお、Ｘ軸方向の加速度の検出は、Ｘ軸方
向において分割された２個のコンデンサ（13a ）（13b
）を、それぞれ図４の回路におけるコンデンサ（122
）（132 ）として接続すれば良く、またＹ軸方向の加
速度の検出は、Ｙ軸方向において分割された２個のコン
デンサ（14a ）（14b ）を、同じく図４の回路のコンデ
ンサ（122 ）（132 ）として接続すれば良い。
向において分割された２個のコンデンサ（13a ）（13b
）を、それぞれ図４の回路におけるコンデンサ（122
）（132 ）として接続すれば良く、またＹ軸方向の加
速度の検出は、Ｙ軸方向において分割された２個のコン
デンサ（14a ）（14b ）を、同じく図４の回路のコンデ
ンサ（122 ）（132 ）として接続すれば良い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、基準コ
ンデンサを、固定基板と可動基板の対向方向に外力が付
与されたときに容量変化を生じるＺ軸外力検出用コンデ
ンサと同じく、両基板の対向電極によって形成したか
ら、これらコンデンサの温度特性を一致させることがで
きる。このため、両基板対向方向の外力検出を、温度に
影響されることなく高精度に行うことができる静電容量
式センサとなし得る。
ンデンサを、固定基板と可動基板の対向方向に外力が付
与されたときに容量変化を生じるＺ軸外力検出用コンデ
ンサと同じく、両基板の対向電極によって形成したか
ら、これらコンデンサの温度特性を一致させることがで
きる。このため、両基板対向方向の外力検出を、温度に
影響されることなく高精度に行うことができる静電容量
式センサとなし得る。
【図１】この発明の一実施例に係る静電容量式センサを
示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のIb−Ib
線断面図である。
示すもので、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のIb−Ib
線断面図である。
【図２】従来の静電容量式センサを示すもので、（ａ）
は断面図、（ｂ）は（ａ）のIIb −IIb 線断面図であ
る。
は断面図、（ｂ）は（ａ）のIIb −IIb 線断面図であ
る。
【図３】図２に示した静電容量式センサに、加速度が加
わっている状態の断面図である。
わっている状態の断面図である。
【図４】外力検出用回路の基本構成を示す回路図であ
る。
る。
１…固定基板 ２…可動基板 ６、10…電極 11…Ｚ軸外力検出用コンデンサ 12…基準コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 固定基板（１）と該固定基板に間隔をお
いて対向配置された可動基板（２）とを備え、固定基板
表面の電極（６）と可動基板表面の電極（10）とによっ
て、両基板（１）（２）の対向方向に外力が付与された
ときに容量変化を生じるＺ軸外力検出用コンデンサ（1
1）が形成され、このＺ軸外力検出用コンデンサ（11）
と基準コンデンサとの容量差に基いて、両基板（１）
（２）の対向方向に付与される外力を検出するものとな
された静電容量式センサにおいて、 前記基準コンデンサが、両基板（１）（２）の基板間距
離変化の小さい部位に設けられた対向電極（９）（10）
によって形成されていることを特徴とする静電容量式セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038878A JPH08233854A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 静電容量式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7038878A JPH08233854A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 静電容量式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233854A true JPH08233854A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12537484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7038878A Pending JPH08233854A (ja) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | 静電容量式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08233854A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012502276A (ja) * | 2008-09-05 | 2012-01-26 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | 可動ｚ−軸感知要素を備えたｍｅｍｓセンサ |
| ITTO20130174A1 (it) * | 2013-03-05 | 2014-09-06 | St Microelectronics Srl | Dispositivo mems e relativa struttura micromeccanica con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche |
-
1995
- 1995-02-27 JP JP7038878A patent/JPH08233854A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012502276A (ja) * | 2008-09-05 | 2012-01-26 | アナログ デバイシス， インコーポレイテッド | 可動ｚ−軸感知要素を備えたｍｅｍｓセンサ |
| ITTO20130174A1 (it) * | 2013-03-05 | 2014-09-06 | St Microelectronics Srl | Dispositivo mems e relativa struttura micromeccanica con compensazione integrata delle deformazioni termo-meccaniche |
| US9327962B2 (en) | 2013-03-05 | 2016-05-03 | Stmicroelectronics S.R.L. | MEMS device and corresponding micromechanical structure with integrated compensation of thermo-mechanical stress |
| US9815687B2 (en) | 2013-03-05 | 2017-11-14 | Stmicroelectronics S.R.L. | MEMS device and corresponding micromechanical structure with integrated compensation of thermo-mechanical stress |
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