JPH11352144A - Acceleration sensor - Google Patents

Acceleration sensor

Info

Publication number
JPH11352144A
JPH11352144A JP15691998A JP15691998A JPH11352144A JP H11352144 A JPH11352144 A JP H11352144A JP 15691998 A JP15691998 A JP 15691998A JP 15691998 A JP15691998 A JP 15691998A JP H11352144 A JPH11352144 A JP H11352144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
elastic body
acceleration sensor
stress
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15691998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Yamashita
慎次 山下
Hidenori Hasegawa
秀法 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP15691998A priority Critical patent/JPH11352144A/en
Publication of JPH11352144A publication Critical patent/JPH11352144A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an acceleration sensor capable of detecting a direct current component and acceleration of a very low frequency vibration. SOLUTION: This acceleration sensor is equipped with an elastic body 3 fixed in a case 2, a weight 5 fixed on the elastic body 3, and a stress sensor 4 embedded in the elastic body 3 and detecting the change of stress generated in the elastic body 3. Material which has a magnetic impedance effect and whose magnetostriction constant is not zero, namely, an amorphous wire is used as the stress sensor 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、応力検出用の磁気
インピーダンス素子を利用した加速度センサに関する。
The present invention relates to an acceleration sensor using a magneto-impedance element for detecting stress.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の加速度センサは、サーボ型や、圧
電型、静電容量型、ピエゾ抵抗型などが提案されてい
る。なかでも圧電型加速度センサは他の方式に比べて構
造が簡単で頑丈、小形、軽量という特徴があり、振動解
析用のピックアップとして広く用いられている。そのよ
うな従来の加速度センサについて図3の断面図を用いて
説明する。図において、13は圧電素子、15はおも
り、14、16はリード線、12はケースであり、これ
らによって加速度センサ11を成している。圧電素子1
3はケース12の底に密着して固定されており、圧電素
子13の上面にはおもり15が密着して固定されてい
る。圧電素子3の上下面に接続されたリード線14、1
6は、ケース12に設けられた適当な穴から外部に引出
されている。このような構成をしているため、加速度セ
ンサ11に加速度が加わえられていないときは、おもり
15は静止しているが、加速度センサ11に上下方向の
加速度が加わえられておもり15が変位すると、圧電素
子13に応力が加わり圧電素子13の両端に電圧が発生
する。この電圧の大きさが加えられた加速度に対応する
ので、適当な回路を用いて加速度信号を得ることがで
き、加速度を検出することができるのである。
2. Description of the Related Art As a conventional acceleration sensor, a servo type, a piezoelectric type, a capacitance type, a piezoresistive type and the like have been proposed. Above all, the piezoelectric acceleration sensor has features of simpler structure, sturdiness, smaller size and lighter weight than other systems, and is widely used as a pickup for vibration analysis. Such a conventional acceleration sensor will be described with reference to a cross-sectional view of FIG. In the figure, 13 is a piezoelectric element, 15 is a weight, 14 and 16 are lead wires, and 12 is a case. These constitute the acceleration sensor 11. Piezoelectric element 1
Numeral 3 is tightly fixed to the bottom of the case 12, and a weight 15 is tightly fixed to the upper surface of the piezoelectric element 13. Lead wires 14, 1 connected to the upper and lower surfaces of the piezoelectric element 3,
6 is drawn out from an appropriate hole provided in the case 12 to the outside. With such a configuration, when no acceleration is applied to the acceleration sensor 11, the weight 15 is stationary, but the vertical acceleration is applied to the acceleration sensor 11 and the weight 15 is displaced. Then, stress is applied to the piezoelectric element 13, and a voltage is generated at both ends of the piezoelectric element 13. Since the magnitude of this voltage corresponds to the applied acceleration, an acceleration signal can be obtained using an appropriate circuit, and the acceleration can be detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図3に示す
加速度センサは出力インピーダンスが高く、低振動数の
微小変位を検出することが困難であるため、静的な加速
度や、橋梁等の大型建築物や船舶等で発生する極低周波
振動に対しては出力が非常に小さくなり検出が困難であ
るという問題があった。そこで、本発明は、かかる問題
を解消するためになされたものであり、一定加速度で運
動している物体の加速度や重力加速度等の直流成分を含
む加速度を検出することができ、また、橋梁等の大型建
築物や船舶等で発生する極低周波振動の加速度を検出す
ることができる加速度センサを提供することを目的とす
る。
However, the acceleration sensor shown in FIG. 3 has a high output impedance and it is difficult to detect a small displacement at a low frequency. There is a problem that the output is extremely small with respect to an extremely low frequency vibration generated in an object, a ship, or the like, and it is difficult to detect the output. Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and can detect an acceleration including a DC component such as an acceleration of an object moving at a constant acceleration or a gravitational acceleration. It is an object of the present invention to provide an acceleration sensor capable of detecting an acceleration of an extremely low frequency vibration generated in a large building or a ship.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の加速度センサは、ケースに固定された弾性
体と、該弾性体に固定したおもりと、前記弾性体に埋め
込まれ前記弾性体に印加される応力の変化を検出する応
力センサとを備えており、前記応力センサは、磁気イン
ピーダンス効果を有し、かつ磁歪定数が0でない材料を
用いていることを特徴としている。また、前記材料がア
モルファス線であることを特徴としている。このように
アモルファス線を用いているので加速度の直流分と低周
波成分を検出することができるのである。
In order to solve the above problems, an acceleration sensor according to the present invention comprises an elastic member fixed to a case, a weight fixed to the elastic member, and an elastic member embedded in the elastic member. And a stress sensor for detecting a change in stress applied to the substrate, wherein the stress sensor is made of a material having a magneto-impedance effect and a magnetostriction constant other than 0. Further, it is characterized in that the material is an amorphous wire. Since the amorphous wire is used as described above, the direct current component and the low frequency component of the acceleration can be detected.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。図1は本発明の実施例を示す
加速度センサの断面図である。図において、3は弾性
体、5はおもり、6はリード線、2はケース、4は応力
センサとしてのアモルファス線であり、これらによって
加速度センサ1を成している。弾性体3はケース2の底
に密着して固定されており、弾性体3の上面にはおもり
5が密着して固定されている。弾性体3の中央には、磁
気インピーダンス効果を有するアモルファス線4が縦に
嵌着されて上下面に達しており、上下面でリード線6に
接続されている。そのリード線16はケース2に設けら
れた適当な穴から外部に引出されている。ここで磁気イ
ンピーダンス効果とは、例えば、毛利が精密工学会誌6
2巻第3号1996年341ページに解説しているよう
に、周方向に磁区が形成されたアモルファス線の線長さ
方向に磁界をかけると透磁率の変化に基づいて線の両端
に印加している電圧が変わるという現象である。アモル
ファス線のような磁歪を有する材料を用いれば、アモル
ファス線に応力を加えただけで逆磁歪効果によって透磁
率が変化し、磁界をかけたときと同様の電圧変化が生じ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an acceleration sensor showing an embodiment of the present invention. In the figure, 3 is an elastic body, 5 is a weight, 6 is a lead wire, 2 is a case, 4 is an amorphous wire as a stress sensor, and these constitute the acceleration sensor 1. The elastic body 3 is fixed to the bottom of the case 2 in close contact, and a weight 5 is fixed to the upper surface of the elastic body 3 in close contact. An amorphous wire 4 having a magneto-impedance effect is vertically fitted to the center of the elastic body 3 and reaches the upper and lower surfaces, and is connected to the lead wire 6 on the upper and lower surfaces. The lead wire 16 is drawn out of a suitable hole provided in the case 2 to the outside. Here, the magnetic impedance effect means, for example, that Mori
As described in Vol. 2, No. 3, p. 341 of 1996, when a magnetic field is applied in the line length direction of an amorphous wire having a magnetic domain formed in the circumferential direction, a voltage is applied to both ends of the wire based on a change in magnetic permeability. It is a phenomenon that the voltage that changes. When a material having magnetostriction such as an amorphous wire is used, the permeability changes due to the inverse magnetostriction effect only by applying a stress to the amorphous wire, and the same voltage change as when a magnetic field is applied occurs.

【0006】次にこのような構成の加速度センサ1の動
作について説明する。加速度センサ1に加速度が加わえ
られていないときは、おもり5は静止しているが、加速
度センサ1に上下方向の加速度が加えられると、おもり
5に加速度が加わり、弾性体3が加速度の方向と大きさ
に応じた応力を受ける。弾性体3が応力を受けるとアモ
ルファス線4も加速度に応じた長さ方向の応力を受け、
アモルファス線4の透磁率が逆磁歪効果により変化する
のでアモルファス線4の両端の電圧が変化する。その電
圧は、例えば、図2に示す信号処理回路を用いて加速度
に対応する信号に変換することができ、加速度信号を得
て加速度の検出をすることができる。このように信号処
理回路と加速度センサ1との組合せで加速度検出装置を
なすことができる。
Next, the operation of the acceleration sensor 1 having such a configuration will be described. When no acceleration is applied to the acceleration sensor 1, the weight 5 is stationary, but when an acceleration in the vertical direction is applied to the acceleration sensor 1, the acceleration is applied to the weight 5 and the elastic body 3 moves in the direction of the acceleration. And the stress according to the size. When the elastic body 3 receives a stress, the amorphous wire 4 also receives a longitudinal stress corresponding to the acceleration,
Since the magnetic permeability of the amorphous wire 4 changes due to the inverse magnetostriction effect, the voltage at both ends of the amorphous wire 4 changes. The voltage can be converted into a signal corresponding to the acceleration using, for example, the signal processing circuit shown in FIG. 2, and the acceleration can be detected by obtaining the acceleration signal. As described above, an acceleration detecting device can be formed by combining the signal processing circuit and the acceleration sensor 1.

【0007】[0007]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、お
もりに加速度が加わると加速度に応じた応力が弾性体に
埋め込まれたアモルファス線に生じ、アモルファス線に
生じる電圧の変化から加速度を検出できるため、加速度
の直流成分も検出することができる。従って、等加速度
運動時の加速度や重力加速度の他、極低周波振動で発生
する加速度も高感度で検出することができて、高性能の
加速度センサを提供することができるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention, when acceleration is applied to the weight, a stress corresponding to the acceleration is generated in the amorphous wire embedded in the elastic body, and the acceleration is calculated from the change in the voltage generated in the amorphous wire. Since it can be detected, the DC component of the acceleration can also be detected. Therefore, acceleration generated by extremely low frequency vibration can be detected with high sensitivity in addition to the acceleration and the gravitational acceleration at the time of the uniform acceleration motion, and there is an effect that a high-performance acceleration sensor can be provided.

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

【図1】本発明の実施例を示す加速度センサの断面図で
ある。
FIG. 1 is a sectional view of an acceleration sensor showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の加速度センサの加速度検出に使用した
回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram used for acceleration detection of the acceleration sensor of the present invention.

【図3】従来例を示す加速度センサの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of an acceleration sensor showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11 加速度センサ 2、12 ケース 3 弾性体 4 アモルファス線 5、15 おもり 6、14、16 リード線 13 圧電素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Acceleration sensor 2, 12 Case 3 Elastic body 4 Amorphous wire 5, 15 Weight 6, 14, 16 Lead wire 13 Piezoelectric element

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ケースに固定された弾性体と、該弾性体に
固定したおもりと、前記弾性体に埋め込まれ前記弾性体
に印加される応力の変化を検出する応力センサと、を備
えた加速度センサにおいて、前記応力センサは、磁気イ
ンピーダンス効果を有し、かつ磁歪定数が0でない材料
を用いていることを特徴とする加速度センサ。
An acceleration comprising an elastic body fixed to a case, a weight fixed to the elastic body, and a stress sensor embedded in the elastic body and detecting a change in stress applied to the elastic body. In the sensor, the stress sensor uses a material having a magneto-impedance effect and a magnetostriction constant other than 0.
【請求項2】 前記材料がアモルファス線であることを
特徴とする請求項1記載の加速度センサ。
2. The acceleration sensor according to claim 1, wherein the material is an amorphous wire.
JP15691998A 1998-06-05 1998-06-05 Acceleration sensor Pending JPH11352144A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15691998A JPH11352144A (en) 1998-06-05 1998-06-05 Acceleration sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15691998A JPH11352144A (en) 1998-06-05 1998-06-05 Acceleration sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11352144A true JPH11352144A (en) 1999-12-24

Family

ID=15638252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15691998A Pending JPH11352144A (en) 1998-06-05 1998-06-05 Acceleration sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11352144A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016891A2 (en) * 2001-08-09 2003-02-27 Infm Istituto Nazionale Per La Fisica Della Materia A sensor and a method for measuring static and dynamic micro-deformations
JP2009036733A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Fdk Corp Strain sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016891A2 (en) * 2001-08-09 2003-02-27 Infm Istituto Nazionale Per La Fisica Della Materia A sensor and a method for measuring static and dynamic micro-deformations
WO2003016891A3 (en) * 2001-08-09 2004-06-10 Infm A sensor and a method for measuring static and dynamic micro-deformations
JP2009036733A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Fdk Corp Strain sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000028694A (en) Micromaching magnetic field sensor and its manufacture
KR101247087B1 (en) Piezoelectric vibration type force sensor
JPH09243447A (en) Vibration detecting sensor
KR890012159A (en) Torque sensor
CN110243394B (en) Resonant sensor based on intelligent material
US10175306B1 (en) Large area magnetic flux sensor
US5763783A (en) Acceleration sensor
CN109141553A (en) For determining flow sensor, method and the flowrate measuring tool of the speed of the phase of multiphase medium
JP2586406B2 (en) Capacitive acceleration sensor
JPH11352144A (en) Acceleration sensor
TWI662259B (en) Vibration sensor
JP2002048813A (en) Capacitance-type acceleration sensor
CN115856725A (en) Magnetic sensor
KR101521712B1 (en) Piezoresistance Sensor module and MEMS Sensor having the same
JP2009068936A (en) Physical quantity detecting apparatus
JPH11160349A (en) Acceleration sensor
JPH0627134A (en) Acceleration sensor
JPS6312927A (en) Acceleration sensor
JP2001272414A (en) Sensor for detecting knocking of internal engine
JPH0587032B2 (en)
KR100264384B1 (en) Semiconductor angular speed sensor
JPH1114444A (en) Vibration sensor
JPS6123821Y2 (en)
JPH0750646Y2 (en) Ceramic type electrostatic sensor device
JPS6042340Y2 (en) vibration detection device