JPH10221360A - Accelerometer - Google Patents
AccelerometerInfo
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- JPH10221360A JPH10221360A JP9018723A JP1872397A JPH10221360A JP H10221360 A JPH10221360 A JP H10221360A JP 9018723 A JP9018723 A JP 9018723A JP 1872397 A JP1872397 A JP 1872397A JP H10221360 A JPH10221360 A JP H10221360A
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- weight
- accelerometer
- magnetic
- yokes
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は梁の変形を利用した
共振型の加速度計に関し、特に、表面弾性波（SURFACE
ACOUSTIC WAVE:ＳＡＷ）を利用した加速度計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resonance type accelerometer utilizing deformation of a beam, and more particularly to a surface acoustic wave (SURFACE).
It relates to an accelerometer using ACOUSTIC WAVE (SAW).
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２を参照して従来の表面弾性波（ＳＡ
Ｗ）を利用した加速度計の例を説明する。加速度計は、
片持ち支持された梁１１と梁１１の上面１１Ａ及び下面
１１Ｂに配置されたＳＡＷ共振系２０Ａ、２０Ｂとを有
する。2. Description of the Related Art Referring to FIG.
An example of an accelerometer using W) will be described. The accelerometer is
It has a cantilevered beam 11 and SAW resonance systems 20A and 20B arranged on the upper surface 11A and lower surface 11B of the beam 11, respectively.
【０００３】梁１１は、水晶、ニオブ酸リチウム、タン
タル酸リチウム等の圧電材の単結晶によって製造され
る。梁１１の固定端には支持部材１３が装着され、支持
部材１３はケーシング等の固定壁１０に固定されてい
る。梁１１の自由端には重り１５が装着されている。The beam 11 is made of a single crystal of a piezoelectric material such as quartz, lithium niobate and lithium tantalate. A support member 13 is attached to a fixed end of the beam 11, and the support member 13 is fixed to a fixed wall 10 such as a casing. A weight 15 is attached to a free end of the beam 11.
【０００４】上側及び下側の共振系２０Ａ、２０Ｂは、
共振器２１Ａ、２１Ｂ、電源端子２３Ａ、２３Ｂ及び増
幅器２５Ａ、２５Ｂとを有する。加速度計は更にバッフ
ァアンプ２７Ａ、２７Ｂ、ミキサ３１及びフィルタ３３
を有する。The upper and lower resonance systems 20A, 20B are:
It has resonators 21A and 21B, power supply terminals 23A and 23B, and amplifiers 25A and 25B. The accelerometer further includes a buffer amplifier 27A, 27B, a mixer 31, and a filter 33.
Having.
【０００５】図３を参照して梁１１の上面１１Ａに形成
された共振器２１Ａの構成を説明する。梁１１の下面１
１Ｂに形成された共振器２１Ｂの構成は上面１１Ａに形
成された共振器２１Ａと同様な構成である。共振器２１
Ａは、櫛形の入力電極２１−１Ａ及び櫛形の出力電極２
１−２Ａと１対の櫛形の反射器２１−３Ａ、２１−４Ａ
とを含む。Referring to FIG. 3, the structure of a resonator 21A formed on the upper surface 11A of the beam 11 will be described. Lower surface 1 of beam 11
The configuration of the resonator 21B formed on 1B is similar to the configuration of the resonator 21A formed on the upper surface 11A. Resonator 21
A is a comb-shaped input electrode 21-1A and a comb-shaped output electrode 2
1-2A and a pair of comb-shaped reflectors 21-3A and 21-4A
And
【０００６】入力電極２１−１Ａ及び出力電極２１−２
Ａは支持部材１３になるべく近い位置に配置され、反射
器２１−３Ａ、２１−４Ａはその外側に、即ち、梁１１
の端部側に配置されている。これらの電極２１−１Ａ、
２１−２Ａ及び反射器２１−３Ａ、２１−４Ａは互いに
平行な多数の細い帯状部分を含み、この帯状部分のピッ
チ、即ち、電極ピッチは、梁１１の材質等によって決ま
る音速と所望の発振周波数とによって決定される。これ
らの電極及び反射器はフォトリソグラフィ技術によって
形成される。The input electrode 21-1A and the output electrode 21-2
A is disposed as close to the support member 13 as possible, and the reflectors 21-3A and 21-4A are located outside thereof, that is, the beams 11
Is located on the end side. These electrodes 21-1A,
21-2A and the reflectors 21-3A and 21-4A include a large number of narrow strips parallel to each other, and the pitch of the strips, that is, the electrode pitch, is determined by the material of the beam 11 and the sound velocity and the desired oscillation frequency. And is determined by These electrodes and reflectors are formed by photolithographic techniques.
【０００７】電源端子２３Ａを経由して電源が供給され
ると、入力電極２１−１Ａを経由して梁１１の上面１１
Ａに振動が付与される。それによって梁１１の上面１１
Ａに表面弾性波が生成される。この表面弾性波は出力電
極２１−２Ａによって検出され、増幅器２５Ａに供給さ
れる。増幅器２５Ａによって増幅された出力信号は入力
電極２１−１Ａにフィードバックされる。When power is supplied via the power supply terminal 23A, the upper surface 11 of the beam 11 is supplied via the input electrode 21-1A.
Vibration is applied to A. Thereby, the upper surface 11 of the beam 11
A surface acoustic wave is generated at A. This surface acoustic wave is detected by the output electrode 21-2A and supplied to the amplifier 25A. The output signal amplified by the amplifier 25A is fed back to the input electrode 21-1A.
【０００８】このフィードバックループの一巡位相が２
ｎπであり、且つそのゲインが１以上であれば、表面弾
性波とこの回路によって共振器が構成される。このとき
の表面弾性波の発振周波数は梁１１の材質及び電極ピッ
チ等によって決まり、例えば数１００ＭＨｚである。The loop phase of this feedback loop is 2
If nπ and the gain is 1 or more, a resonator is constituted by the surface acoustic wave and this circuit. The oscillation frequency of the surface acoustic wave at this time is determined by the material of the beam 11, the electrode pitch, and the like, and is, for example, several hundred MHz.
【０００９】再び図２を参照する。各共振系２０Ａ、２
０Ｂの出力はバッファアンプ２７Ａ、２７Ｂを経由して
ミキサ３１に供給され、ミキサ３１によって発振周波数
ｆ1、ｆ2 の和及び差が演算される。フィルタ３３は、
ミキサ３１より出力された２つの発振周波数ｆ1 、ｆ2
の和及び差より差Δｆのみを取り出す。フィルタ３３の
出力は、次の式によって表される。Referring again to FIG. Each resonance system 20A, 2
The output of 0B is supplied to the mixer 31 via the buffer amplifiers 27A and 27B, and the mixer 31 calculates the sum and difference of the oscillation frequencies f 1 and f 2 . The filter 33 is
The two oscillation frequencies f 1 and f 2 output from the mixer 31
Only the difference Δf is extracted from the sum and difference. The output of the filter 33 is represented by the following equation.
【００１０】[0010]
【数１】Δｆ＝ｆ1 −ｆ2 ## EQU1 ## Δf = f 1 −f 2
【００１１】ここに、ｆ1 は上側のＳＡＷ共振系２０Ａ
によって生成された表面弾性波の発振周波数、ｆ2 は下
側のＳＡＷ共振系２０Ｂによって生成された表面弾性波
の発振周波数である。尚、上側の共振器２１Ａと下側の
共振器２１Ｂの材質、構成及び寸法が同一なら２つの発
振周波数ｆ1 、ｆ2 は同一（ｆ1 ＝ｆ2 ）となる。従っ
て、加速度Ａが作用しないとき発振周波数の差Δｆはゼ
ロである。Here, f 1 is the upper SAW resonance system 20A.
Surface acoustic wave of the oscillation frequency generated by, f 2 is the oscillation frequency of the surface acoustic wave generated by the lower of the SAW resonator system 20B. If the material, configuration and dimensions of the upper resonator 21A and the lower resonator 21B are the same, the two oscillation frequencies f 1 and f 2 are the same (f 1 = f 2 ). Therefore, when the acceleration A does not act, the difference Δf between the oscillation frequencies is zero.
【００１２】図示のように加速度Ａが作用すると、重り
１５に作用する力によって梁１１に曲げモーメントが作
用し、梁１１は撓む。梁１１の上面１１Ａ及び下面１１
Ｂの歪みによって各共振系２０Ａ、２０Ｂの発振周波数
は変化する。梁１１の上面１１Ａ及び下面１１Ｂは互い
に異なる方向の歪を発生し、一方は引っ張りであり他方
は圧縮である。従って上側と下側の共振系２０Ａ、２０
Ｂの発振周波数の変化は互いに反対の極性である。As shown in the drawing, when the acceleration A acts, a bending moment acts on the beam 11 due to the force acting on the weight 15, and the beam 11 bends. Upper surface 11A and lower surface 11 of beam 11
The oscillation frequency of each of the resonance systems 20A and 20B changes due to the distortion of B. The upper surface 11A and the lower surface 11B of the beam 11 generate strains in directions different from each other, one being tension and the other being compression. Therefore, the upper and lower resonance systems 20A, 20A
The change in the oscillation frequency of B has opposite polarities.
【００１３】しかしながら、一般には、加速度Ａが作用
しないときでも発振周波数の差Δｆがゼロとならないよ
うに設計される。例えば、上側の共振器２１Ａと下側の
共振器２１Ｂの構成及び寸法を互いに異なるようにす
る。加速度Ａが作用しないときのフィルタ３３の出力を
ΔｆB とすると、加速度計の出力は次のように表され
る。However, in general, it is designed such that the difference Δf in the oscillation frequency does not become zero even when the acceleration A does not act. For example, the configuration and dimensions of the upper resonator 21A and the lower resonator 21B are different from each other. Assuming that the output of the filter 33 when the acceleration A does not act is Δf B , the output of the accelerometer is expressed as follows.
【００１４】[0014]
【数２】Ａ＝Ｋ×（ΔｆB ±Δｆ）A = K × (Δf B ± Δf)
【００１５】Ｋは定数、ΔｆB は加速度Ａが作用しない
ときの発振周波数の差であり、バイアス周波数と称す
る。発振周波数の差Δｆの符号±は加速度の方向によっ
て決まる。K is a constant, Δf B is the difference between the oscillation frequencies when the acceleration A does not act, and is called the bias frequency. The sign ± of the oscillation frequency difference Δf is determined by the direction of acceleration.
【００１６】図４を参照して従来の表面弾性波（ＳＡ
Ｗ）を利用した加速度計の第２の例を説明する。この例
は本願出願人と同一の出願人によって平成６年１１月３
０日付けにて出願された特願平６−２９７２９５号（Ｔ
９４０００９８）に記載されたものであり、詳細につい
ては同出願を参照されたい。Referring to FIG. 4, a conventional surface acoustic wave (SA)
A second example of the accelerometer using W) will be described. This example was filed on November 3, 1994 by the same applicant as the present applicant.
Japanese Patent Application No. 6-297295 (T.
940998), for details, see the same application.
【００１７】本例の加速度計は矩形の梁１１と梁１１を
囲むように延在するロの字形の支持部材１３とを有す
る。図示のように、梁１１はロの字形の支持部材１３の
一部、即ち、固定部１３Ａによって片持ち支持されてい
る。The accelerometer of the present embodiment has a rectangular beam 11 and a square-shaped support member 13 extending so as to surround the beam 11. As shown in the drawing, the beam 11 is cantilevered by a part of a square-shaped support member 13, that is, a fixed portion 13A.
【００１８】梁１１及び支持部材１３は１枚の板材より
形成される。即ち、１枚の板材に、図示のようにコの字
形のくり抜き部１７を形成することによって、梁１１及
び支持部材１３が形成される。The beam 11 and the support member 13 are formed from a single plate. That is, the beam 11 and the support member 13 are formed by forming a U-shaped hollow 17 as shown in FIG.
【００１９】梁１１及び支持部材１３の上面及び下面に
はそれぞれ共振器２１Ａ、２１Ｂ及び重り１５Ａ、１５
Ｂが配置されている。共振器２１Ａ、２１Ｂは図２及び
図３を参照して説明した表面弾性波（ＳＡＷ）型共振器
であり、ここでは詳細な説明は省略する。Resonators 21A and 21B and weights 15A and 15B are provided on the upper and lower surfaces of the beam 11 and the support member 13, respectively.
B is arranged. The resonators 21A and 21B are the surface acoustic wave (SAW) type resonators described with reference to FIGS. 2 and 3, and a detailed description thereof will be omitted.
【００２０】図４Ｂに示すように、梁１１及び支持部材
１３の上側及び下側にそれぞれ上蓋４１Ａ及び下蓋４１
Ｂが配置されている。上蓋４１Ａ及び下蓋４１Ｂと支持
部材１３の間にはそれぞれスペーサ１９Ａ、１９Ｂが配
置されている。スペーサ１９Ａ、１９Ｂは適当な板材又
は接着剤層によって形成されてよく、又はＳｉＯ2 等を
スパッタリングして形成してよい。As shown in FIG. 4B, an upper cover 41A and a lower cover 41 are provided above and below the beam 11 and the support member 13, respectively.
B is arranged. Spacers 19A and 19B are arranged between the upper lid 41A and the lower lid 41B and the support member 13, respectively. The spacers 19A and 19B may be formed by a suitable plate or an adhesive layer, or may be formed by sputtering SiO 2 or the like.
【００２１】スペーサ１９Ａ、１９Ｂによって、上蓋４
１Ａ及び下蓋４１Ｂと支持部材１３及び梁１１が互いに
隔置され接触しないように構成されている。即ち、梁１
１が変形しても、梁１１及び梁１１に装着された共振器
１２Ａ、１２Ｂ及び重り１５Ａ、１５Ｂが上蓋４１Ａ又
は下蓋４１Ｂに接触しないように、スペーサ１９Ａ、１
９Ｂの厚さは適当に設定される。尚、図４Ｂに示すよう
に、上蓋４１Ａ及び下蓋４１Ｂの内面に、重り１５Ａ、
１５Ｂの位置に対応して凹部４３Ａ、４３Ｂが設けられ
てよく、それによって重り１５Ａ、１５Ｂの厚さが大き
い場合であっても、重り１５Ａ、１５Ｂが上蓋４１Ａ又
は下蓋４１Ｂに接触しない。The upper cover 4 is formed by the spacers 19A and 19B.
1A and the lower lid 41B, the support member 13 and the beam 11 are configured to be separated from each other and not to be in contact with each other. That is, beam 1
The spacers 19A, 19A, 1B are arranged so that the beam 11 and the resonators 12A, 12B and the weights 15A, 15B attached to the beam 11 do not come into contact with the upper lid 41A or the lower lid 41B even if the first lid 1 is deformed.
The thickness of 9B is appropriately set. As shown in FIG. 4B, weights 15A and 15A are provided on the inner surfaces of the upper lid 41A and the lower lid 41B.
Recesses 43A, 43B may be provided corresponding to the position of 15B, so that even when the weights 15A, 15B are thick, the weights 15A, 15B do not contact the upper lid 41A or the lower lid 41B.
【００２２】図４Ａに示すように、スペーサ１９Ａ、１
９Ｂは支持部材１３の周囲に沿って連続的に延在してい
る。こうして、図４Ｂに示すように、上蓋４１Ａ及び下
蓋４１Ｂの内面とスペーサ１９Ａ、１９Ｂと支持部材１
３とによって密閉した空間４５が形成される。As shown in FIG. 4A, spacers 19A, 1
9B extends continuously along the periphery of the support member 13. Thus, as shown in FIG. 4B, the inner surfaces of the upper lid 41A and the lower lid 41B, the spacers 19A and 19B, and the support member 1
3 forms a closed space 45.
【００２３】また、上記の例では、支持部材１３と上蓋
４１Ａ及び下蓋４１Ｂの間に、それぞれスペーサ１９
Ａ、１９Ｂを設けたが、スペーサ１９Ａ、１９Ｂを使用
しないで、例えば、上蓋４１Ａ及び下蓋４１Ｂの内面を
エッチング等によってくり抜き、内面の内側部分の肉厚
を薄くして、梁１１との間に間隙４５を形成してもよ
い。あるいは、梁１１の両面をエッチング等によって削
り、梁１１の肉厚が薄くなるようにして、梁１１と上蓋
４１Ａ及び下蓋４１Ｂの間に間隙４５を形成してもよ
い。In the above example, the spacers 19 are provided between the support member 13 and the upper lid 41A and the lower lid 41B.
A and 19B are provided, but the spacers 19A and 19B are not used. For example, the inner surfaces of the upper lid 41A and the lower lid 41B are cut out by etching or the like to reduce the thickness of the inner portion of the inner surface, and the gap between the upper lid 41A and the lower lid 41B is reduced. A gap 45 may be formed in the gap. Alternatively, the gaps 45 may be formed between the beam 11 and the upper lid 41A and the lower lid 41B by shaving both surfaces of the beam 11 by etching or the like so that the thickness of the beam 11 is reduced.
【００２４】好ましくは、斯かる空間４５に乾燥した不
活性ガス、例えば乾燥窒素が封入される。空間４５に封
入された乾燥気体は、梁１１の振動又は変形に対する減
衰装置又はスクィーズダンパとして機能する。Preferably, the space 45 is filled with a dry inert gas, for example, dry nitrogen. The dry gas sealed in the space 45 functions as a damping device or a squeeze damper for the vibration or deformation of the beam 11.
【００２５】[0025]
【発明が解決しようとする課題】図４を参照して説明し
た従来のＳＡＷ型加速度計は減衰力を生成するためにス
クィーズダンパを用いるが、スクィーズダンパは可動部
分とそれを囲む周囲の間の間隙が極めて小さくなるよう
に製造する。従って、一般に正確な微細構造及び微細加
工を必要とし、製造費及び製造時間がかかるという問題
を有していた。The conventional SAW type accelerometer described with reference to FIG. 4 uses a squeeze damper to generate a damping force, but the squeeze damper is used between the movable part and the surrounding area. It is manufactured so that the gap is extremely small. Accordingly, there has been a problem that an accurate microstructure and microfabrication are generally required, and a manufacturing cost and a manufacturing time are required.
【００２６】例えば、図４の例において、重り１５Ａ、
１５Ｂとそれに対応した空間４５の内壁の間でスクィー
ズダンパを構成する場合、重り１５Ａ、１５Ｂの面積は
小さいからスクィーズダンパによる減衰力を十分大きく
することができない。また重り１５Ａ、１５Ｂ以外の梁
１１の表面とそれに対応した空間４５の内壁の間でスク
ィーズダンパを構成する場合、梁１１は片持ち支持され
た状態で撓むから、梁１１の撓み量は自由端で最大とな
るように連続的に変化し、それに対応して空間４５の内
壁の形状を変化させる必要があり、製造が困難であっ
た。For example, in the example of FIG.
When a squeeze damper is formed between 15B and the inner wall of the space 45 corresponding thereto, since the areas of the weights 15A and 15B are small, the damping force by the squeeze damper cannot be sufficiently increased. When a squeeze damper is formed between the surface of the beam 11 other than the weights 15A and 15B and the corresponding inner wall of the space 45, the beam 11 bends while being supported in a cantilever manner. It has to be continuously changed so as to become the maximum at the end, and it is necessary to change the shape of the inner wall of the space 45 correspondingly, making the manufacturing difficult.
【００２７】また従来のスクィーズダンパの場合、重り
１５Ａ、１５Ｂの質量を変化させたとき、それに対応し
て減衰力を変化させるためには、スペーサ１９Ａ、１９
Ｂの厚さを変化させるか又は重り１５Ａ、１５Ｂの面積
を変化させる必要があり、最初から作り直さなければな
らないという問題があった。In the case of the conventional squeeze damper, when the mass of the weights 15A, 15B is changed, the spacers 19A, 19B are required to change the damping force correspondingly.
It is necessary to change the thickness of B or the area of the weights 15A and 15B, and there is a problem that it must be re-created from the beginning.
【００２８】本発明は、斯かる点に鑑み、減衰力を生成
するためのダンパを備え簡単な構造且つ製造費が安価な
加速度計を提供することを目的とする。In view of the above, an object of the present invention is to provide an accelerometer which has a damper for generating a damping force and has a simple structure and a low manufacturing cost.
【００２９】更に、本発明は、減衰力を簡単に変化させ
ることができる加速度計を提供することを目的とする。Another object of the present invention is to provide an accelerometer capable of easily changing the damping force.
【００３０】[0030]
【課題を解決するための手段】本発明によると、基台
と、該基台に一端が固定され他端に重りが装着された梁
と、該梁の撓みを検出するための歪検出手段とを有する
加速度計において、重りの運動を減衰させるための減衰
力を発生する磁気ダンパを設けたことを特徴とする。歪
検出手段は梁に形成された表面弾性波共振器を含み、該
表面弾性波共振器の共振周波数の変化によって加速度を
検出するように構成されている。According to the present invention, there is provided a base, a beam having one end fixed to the base and a weight attached to the other end, and a strain detecting means for detecting bending of the beam. , Wherein a magnetic damper for generating a damping force for damping the motion of the weight is provided. The strain detecting means includes a surface acoustic wave resonator formed on the beam, and is configured to detect acceleration by a change in a resonance frequency of the surface acoustic wave resonator.
【００３１】本発明によると加速度計において、磁気ダ
ンパは梁の長手方向と加速度の入力方向の両者に直交す
る方向に沿って且つ重りの両側に配置された１対のヨー
クと該ヨークを接続する永久磁石とを含み、重り、ヨー
ク及び永久磁石とによって磁気回路が形成されるように
構成されている。磁気ダンパはＵ字形をなしておりその
両端は重りの両側に配置されている。According to the present invention, in the accelerometer, the magnetic damper connects the pair of yokes arranged along the direction perpendicular to both the longitudinal direction of the beam and the direction of input of acceleration and on both sides of the weight. And a weight, a yoke, and a permanent magnet, so that a magnetic circuit is formed. The magnetic damper has a U-shape and both ends are arranged on both sides of the weight.
【００３２】[0032]
【発明の実施の形態】図１を参照して本発明による加速
度計の例について説明する。本例の加速度計は基台５０
に片持ち支持されたた梁１１と梁１１の先端に装着され
た重り１５とを有する。尚、図示していないが、梁１１
の固定側の端部には、図２に示した如き支持部材１３が
装着され、この支持部材１３が基台５０の壁に固定され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of an accelerometer according to the present invention will be described with reference to FIG. The accelerometer of this example is a base 50
And a weight 15 attached to the tip of the beam 11. Although not shown, the beam 11
A support member 13 as shown in FIG. 2 is attached to the fixed end of the base member 50, and the support member 13 is fixed to the wall of the base 50.
【００３３】また、梁１１の撓みを検出するための手段
として、梁１１の上面及び下面には、図２に示した如き
ＳＡＷ共振系２０Ａ、２０Ｂが設けられ、更に、バッフ
ァアンプ２７Ａ、２７Ｂ、ミキサ３１及びフィルタ３３
等が設けられている。As means for detecting the deflection of the beam 11, SAW resonance systems 20A and 20B as shown in FIG. 2 are provided on the upper and lower surfaces of the beam 11, and further, buffer amplifiers 27A and 27B, Mixer 31 and filter 33
Etc. are provided.
【００３４】本例によると、重り１５の周囲に磁気ダン
パが設けられている。磁気ダンパは、重り１５の両側に
配置された１対のヨーク５１−１、５１−２と重り１５
の下側に配置された永久磁石５２とを有し、これらは基
台５０の底面５０Ａ上に支持されている。According to this example, a magnetic damper is provided around the weight 15. The magnetic damper includes a pair of yokes 51-1 and 51-2 disposed on both sides of the weight 15 and a weight 15
, And are supported on a bottom surface 50 </ b> A of the base 50.
【００３５】重り１５、ヨーク５１−１、５１−２及び
永久磁石５２は、磁気回路を形成するように略Ｏ字型に
沿って配置されている。図示のように重り１５の重心Ｇ
に原点Ｏ、梁１１の長手方向に沿ってＸ軸、梁１１の幅
方向にＹ軸、梁１１の厚さ方向にＺ軸をとる。ヨーク５
１−１、５１−２はＹ軸に沿って配置され、磁気回路は
ＹＺ平面に沿って配置される。The weight 15, the yokes 51-1 and 51-2 and the permanent magnet 52 are arranged along a substantially O-shape so as to form a magnetic circuit. As shown, the center of gravity G of the weight 15
The origin O, the X axis along the longitudinal direction of the beam 11, the Y axis in the width direction of the beam 11, and the Z axis in the thickness direction of the beam 11. York 5
1-1 and 51-2 are arranged along the Y axis, and the magnetic circuit is arranged along the YZ plane.
【００３６】一般に磁気ダンパは導電体に生じる渦電流
に起因して生ずる力を利用する。磁気回路によって２つ
のヨーク５１−１、５１−２の間に磁束が発生する。こ
の磁束を横切る方向に重り１５が運動すると、重り１５
の内部に渦電流が発生し、それによって重り１５は力を
受ける。図１の例では、磁束はＹ軸方向であり、重り１
５の運動方向はＺ軸方向であり、重り１５に作用する力
は、Ｚ軸方向であるが重り１５の運動方向と反対方向で
ある。Generally, a magnetic damper utilizes a force generated due to an eddy current generated in a conductor. Magnetic flux is generated between the two yokes 51-1 and 51-2 by the magnetic circuit. When the weight 15 moves in a direction crossing the magnetic flux, the weight 15
An eddy current is generated in the inside, whereby the weight 15 receives a force. In the example of FIG. 1, the magnetic flux is in the Y-axis direction, and the weight 1
The movement direction of the weight 5 is in the Z-axis direction, and the force acting on the weight 15 is in the Z-axis direction but in the opposite direction to the movement direction of the weight 15.
【００３７】この力の大きさは重り１５の運動速度に比
例する。従って、この力は重り１５の運動に対する減衰
力となる。こうして本例では、重り１５、ヨーク５１−
１、５１−２及び永久磁石５２によって磁気ダンパが構
成される。The magnitude of this force is proportional to the speed of movement of the weight 15. Therefore, this force becomes a damping force for the movement of the weight 15. Thus, in this example, the weight 15, the yoke 51-
1, 51-2 and the permanent magnet 52 constitute a magnetic damper.
【００３８】梁１１は単結晶の弾性体よりなり、重り１
５は導電体よりなり、ヨーク５１−１、５１−２は高透
磁率材料よりなる。重り１５を銅によって製造し、ヨー
ク５１−１、５１−２を鉄によって製造してよい。The beam 11 is made of a single-crystal elastic body and has a weight 1
5 is made of a conductor, and the yokes 51-1 and 51-2 are made of a material having high magnetic permeability. The weight 15 may be made of copper, and the yokes 51-1 and 51-2 may be made of iron.
【００３９】減衰力を増加又は減少させるには、２つの
ヨーク５１−１、５１−２の間の磁束密度を変化させれ
ばよい。磁束密度を変化させるための最も簡単な方法
は、永久磁石５２を交換して、永久磁石５２によって生
成される磁界の強さを変化させることである。又は、重
り１５とヨーク５１−１及び５１−２の間の間隙を変化
させてもよい。こうして、本例では、加速度受感部（梁
１１等）を変更することなく、減衰力を容易に且つ所望
の値に変化させることができる。To increase or decrease the damping force, the magnetic flux density between the two yokes 51-1 and 51-2 may be changed. The simplest way to change the magnetic flux density is to replace the permanent magnet 52 and change the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 52. Alternatively, the gap between the weight 15 and the yokes 51-1 and 51-2 may be changed. Thus, in this example, the damping force can be easily changed to a desired value without changing the acceleration sensing portion (the beam 11 or the like).
【００４０】本例の加速度計は図２を参照して説明した
従来の加速度計と比較して磁気ダンパが設けられている
点が異なり、それ以外の構成は従来の例と同様であって
よい。The accelerometer of the present embodiment is different from the conventional accelerometer described with reference to FIG. 2 in that a magnetic damper is provided, and other configurations may be the same as the conventional example. .
【００４１】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention. It will be easily understood.
【００４２】以上は加速度計として表面弾性波（ＳＡ
Ｗ）型の加速度計を例として説明したが、本発明は磁気
ダンパを設けた点に特徴があり、加速度計としてＳＡＷ
型である必要はない。本発明は、片持ち支持された梁１
１の撓みを検出し、それによって加速度を検出するよう
に構成された加速度計であればどのようなものにも適用
が可能である。As described above, the surface acoustic wave (SA) is used as an accelerometer.
Although the W) type accelerometer has been described as an example, the present invention is characterized in that a magnetic damper is provided.
It doesn't have to be a type. The invention relates to a cantilevered beam 1
The present invention can be applied to any accelerometer configured to detect the deflection of the first acceleration and thereby detect the acceleration.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明の加速度計によると、磁気ダンパ
を使用するから従来のスクィーズ型ダンパを使用する場
合に比べて製造工程が簡単であり製造費を低減すること
ができる利点がある。According to the accelerometer of the present invention, since the magnetic damper is used, there is an advantage that the manufacturing process is simpler and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the conventional squeeze type damper is used.
【００４４】本発明の加速度計によると、磁気ダンパに
よる減衰力を使用するから、比較的簡単に減衰力を調節
することができる利点がある。According to the accelerometer of the present invention, since the damping force by the magnetic damper is used, there is an advantage that the damping force can be adjusted relatively easily.
【００４５】本発明の加速度計によると、磁気ダンパに
よる減衰力を使用するから、重りの質量が変化した場合
でも所望の減衰力を容易に実現することができる利点が
ある。According to the accelerometer of the present invention, since the damping force of the magnetic damper is used, there is an advantage that a desired damping force can be easily realized even when the mass of the weight changes.
【図１】本発明の加速度計の例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an accelerometer of the present invention.
【図２】従来の加速度計の例を説明するための説明図で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an example of a conventional accelerometer.
【図３】従来の加速度計の主要部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a main part of a conventional accelerometer.
【図４】従来の加速度計の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of a conventional accelerometer.
【符号の説明】 １０ 基台 １１ 弾性体、梁 １１Ａ 上面 １１Ｂ 下面 １３ 支持部材 １３Ａ 固定部 １５Ａ、１５Ｂ 重り １７ くり抜き部 １９Ａ、１９Ｂ スペーサ ２０Ａ、２０Ｂ ＳＡＷ共振系 ２１Ａ、２１Ｂ 共振器 ２１−１Ａ、２１−１Ｂ 入力電極 ２１−２Ａ、２１−２Ｂ 出力電極 ２３Ａ、２３Ｂ 電源端子 ２５Ａ、２５Ｂ 増幅器 ２７Ａ、２７Ｂ バッファアンプ ３１ ミキサ ３３ フィルタ ４１Ａ 上蓋 ４１Ｂ 下蓋 ４５ 間隙 ５０ 基台 ５１−１、５１−２ ヨーク ５２ 永久磁石DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base 11 Elastic body, beam 11A Upper surface 11B Lower surface 13 Support member 13A Fixed portion 15A, 15B Weight 17 Cutout portion 19A, 19B Spacer 20A, 20B SAW resonance system 21A, 21B Resonator 21-1A, 21 -1B Input electrode 21-2A, 21-2B Output electrode 23A, 23B Power supply terminal 25A, 25B Amplifier 27A, 27B Buffer amplifier 31 Mixer 33 Filter 41A Upper lid 41B Lower lid 45 Gap 50 Base 51-1, 51-2 Yoke 52 permanent magnet
Claims (4)
重りが装着された梁と、該梁の撓みを検出するための歪
検出手段とを有する加速度計において、 上記重りの運動を減衰させるための減衰力を発生する磁
気ダンパを設けたことを特徴とする加速度計。1. An accelerometer comprising: a base; a beam having one end fixed to the base and a weight attached to the other end; and a strain detecting means for detecting deflection of the beam. An accelerometer having a magnetic damper for generating a damping force for damping motion.
歪検出手段は上記梁に形成された表面弾性波共振器を含
み、該表面弾性波共振器の共振周波数の変化によって加
速度を検出するように構成されたことを特徴とする加速
度計。2. The accelerometer according to claim 1, wherein said strain detecting means includes a surface acoustic wave resonator formed on said beam, and detects acceleration based on a change in a resonance frequency of said surface acoustic wave resonator. An accelerometer characterized in that:
て、上記磁気ダンパは上記梁の長手方向と加速度の入力
方向の両者に直交する方向に沿って且つ上記重りの両側
に配置された１対のヨークと該ヨークを接続する永久磁
石とを含み、上記重り、上記ヨーク及び上記永久磁石と
によって磁気回路が形成されるように構成されているこ
とを特徴とする加速度計。3. The accelerometer according to claim 1, wherein the magnetic dampers are arranged along a direction perpendicular to both a longitudinal direction of the beam and an input direction of acceleration and on both sides of the weight. An accelerometer comprising: a yoke and a permanent magnet connecting the yoke, wherein the weight, the yoke, and the permanent magnet form a magnetic circuit.
いて、上記磁気ダンパはＵ字形をなしておりその両端は
上記重りの両側に配置されていることを特徴とする加速
度計。4. The accelerometer according to claim 1, wherein the magnetic damper has a U-shape, and both ends are disposed on both sides of the weight.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018723A JPH10221360A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9018723A JPH10221360A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Accelerometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10221360A true JPH10221360A (en) | 1998-08-21 |
Family
ID=11979593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9018723A Pending JPH10221360A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Accelerometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10221360A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7380454B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-06-03 | Honeywell International Inc. | Load beam for surface acoustic wave accelerometer |
| JP2008224345A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Epson Toyocom Corp | Acceleration detection unit, and acceleration sensor |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9018723A patent/JPH10221360A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7380454B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-06-03 | Honeywell International Inc. | Load beam for surface acoustic wave accelerometer |
| JP2008224345A (en) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Epson Toyocom Corp | Acceleration detection unit, and acceleration sensor |
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