JPS60207066A - 平板振子構造の加速度計用センサ - Google Patents
平板振子構造の加速度計用センサInfo
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- G01P2015/0828—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 for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、７ラント形振子構造ケ用い、該構造体の面内
に感応軸線がある加速度計用センサに関する。
に感応軸線がある加速度計用センサに関する。
特に本発明に、前記振子構造が、例えば、シリコン或い
は石英からなる結晶性ウニ・・を微細機械加工して形成
され、且つ平形試験体の面内の２つの可撓性平行ブレー
ドにより懸架された前記試験体エフなる加速匿剖用セン
サに関する。
は石英からなる結晶性ウニ・・を微細機械加工して形成
され、且つ平形試験体の面内の２つの可撓性平行ブレー
ドにより懸架された前記試験体エフなる加速匿剖用セン
サに関する。
従来の技術
試験体に加わる力の横方向成分により発生する影響を排
除し、センサの測定軸線におけるセンサの感度を向上さ
せるために、前記可撓性ブレードに、振子構造の面内で
出来るだけ弾性率が小さく。
除し、センサの測定軸線におけるセンサの感度を向上さ
せるために、前記可撓性ブレードに、振子構造の面内で
出来るだけ弾性率が小さく。
又この面に垂直な方向に出来るだけ大きな弾性率を有す
るように設計されなければならない。
るように設計されなければならない。
しかしながら、主として十分に高感度のセンサを形成し
たい場合は、使用材料の機械的性質及び用いられる製造
法のために、上記の横方向成分の影響を完全に除去する
ことに不可能なことがわかっている。
たい場合は、使用材料の機械的性質及び用いられる製造
法のために、上記の横方向成分の影響を完全に除去する
ことに不可能なことがわかっている。
発明が解決しようとする問題点
従って本発明は」＝記のような振子構造を与えることを
第１の目的とし、ここに該構造は、その幾： 何学的形
態のために、試験体が横方向力（横方向加速）を受ける
時、該試験体が可撓性ブレードに与える横方向応力全低
減させるものである。
第１の目的とし、ここに該構造は、その幾： 何学的形
態のために、試験体が横方向力（横方向加速）を受ける
時、該試験体が可撓性ブレードに与える横方向応力全低
減させるものである。
問題点を解決するための手段
上記の結果を得るために、本発明は、振子構造の固定部
分の可撓性ブレードの固着点（又は足）に出来るだけ近
い位置に試験体の重心を力えるように、試験体が２つの
板の間の空間に少なくとも部分的に延在するものである
。
分の可撓性ブレードの固着点（又は足）に出来るだけ近
い位置に試験体の重心を力えるように、試験体が２つの
板の間の空間に少なくとも部分的に延在するものである
。
更に、上記のような構造を用いた加速鹿言１センサにお
いて加速度を決定するためには、試験体の運動を検出し
なければならない。
いて加速度を決定するためには、試験体の運動を検出し
なければならない。
従って、本発明は、上記の振子構造のために特に設計し
た試験体の並進運動を測定するＳｔ性積検出器与える。
た試験体の並進運動を測定するＳｔ性積検出器与える。
本発明の第１の実施例においては、これ等の容量性運動
検出器は、センサの感応軸線にほぼ垂直な試験体のエツ
ジの少なくとも１つのゾーンにエフ支承された少なくと
も第１のコンデンサ板と、該第１の板に平行で、それか
られずかな距離に隔置された振子要素の固定部分のエツ
ジの少なくとも１つのゾーンにより搬送される第２コン
デンサ板とからなる。これ等２つのコンデンサ板は、試
験体のエツジの、及び振子構造の固定部分の前記ゾーン
を金属化して都合よく得ることが出来る。
検出器は、センサの感応軸線にほぼ垂直な試験体のエツ
ジの少なくとも１つのゾーンにエフ支承された少なくと
も第１のコンデンサ板と、該第１の板に平行で、それか
られずかな距離に隔置された振子要素の固定部分のエツ
ジの少なくとも１つのゾーンにより搬送される第２コン
デンサ板とからなる。これ等２つのコンデンサ板は、試
験体のエツジの、及び振子構造の固定部分の前記ゾーン
を金属化して都合よく得ることが出来る。
本発明の第２実施例においては、前記容量性検出器は、
前記試験体の面により搬送される導電性材料の少なくと
も１つのストリップと、該ｍｌストリップに平行で、そ
れかられずかに離れて延在する導電性材料、Ｃジなり、
振子構造の固定部分に確保されたフレームにより搬送さ
れる少なくとも第２ストリツプとＪ：りなる少なくとも
１つのコンデンサ板からなる。
前記試験体の面により搬送される導電性材料の少なくと
も１つのストリップと、該ｍｌストリップに平行で、そ
れかられずかに離れて延在する導電性材料、Ｃジなり、
振子構造の固定部分に確保されたフレームにより搬送さ
れる少なくとも第２ストリツプとＪ：りなる少なくとも
１つのコンデンサ板からなる。
上記実施例においては、試験体が支承するコンデンサ板
と振子構造の固定部分が支承する電子回路との電気的接
続は口Ｓ視性ブレードの薄肉面（振子構造の面に平行）
１に金属化することにエフ都合工く形成される。
と振子構造の固定部分が支承する電子回路との電気的接
続は口Ｓ視性ブレードの薄肉面（振子構造の面に平行）
１に金属化することにエフ都合工く形成される。
試験体の並進運動？検出する装置の他に、センサは試験
体に加えられる外部作用を相殺する復帰用モーフからな
る。このようにして、本発明の他の特性に従って、この
モータは、前記試験体の２つの面の少なくともｌ力の周
辺に印刷したコイルに流れる電流に作用する磁気誘導に
より得られるラグラースカ全従来の方法で利用するもの
である。
体に加えられる外部作用を相殺する復帰用モーフからな
る。このようにして、本発明の他の特性に従って、この
モータは、前記試験体の２つの面の少なくともｌ力の周
辺に印刷したコイルに流れる電流に作用する磁気誘導に
より得られるラグラースカ全従来の方法で利用するもの
である。
前記コイルは、この場合には、金属蒸着や一様な化学エ
ツチングなどの公知の方法によって形成することが出来
、外部との接続ハ、コンデンサ板の電気的接続には用い
られない、可撓性ブレードの薄肉面にＪニジ支承された
、金属化に、ｌ：ｖ形成出来る、導電領域を通して与え
られる。−刀ではコンデンサ板及びコイルと、他力では
可撓性ブレードが支承する導電領域との間の電気的接続
の重々ｖ全回避するために、試験体はその２つの面の間
の少なくとも１つの金属化通路からなり、これに、ｌ：
り前記電気的接続は前記試験体の１刀の面及び／又は他
方の面上に配置される。
ツチングなどの公知の方法によって形成することが出来
、外部との接続ハ、コンデンサ板の電気的接続には用い
られない、可撓性ブレードの薄肉面にＪニジ支承された
、金属化に、ｌ：ｖ形成出来る、導電領域を通して与え
られる。−刀ではコンデンサ板及びコイルと、他力では
可撓性ブレードが支承する導電領域との間の電気的接続
の重々ｖ全回避するために、試験体はその２つの面の間
の少なくとも１つの金属化通路からなり、これに、ｌ：
り前記電気的接続は前記試験体の１刀の面及び／又は他
方の面上に配置される。
次に、コイルに磁気誘導を発生させるための磁気回路が
、横方向に磁化され、且つ試験体の１つの面に平行で、
これかられずかに離れて延在する２つの磁極片を有する
永久磁石に、Ｃり形成される０この磁気回路は試験体の
他力の面に延在するアーマチュアにより再びループが形
成される。
、横方向に磁化され、且つ試験体の１つの面に平行で、
これかられずかに離れて延在する２つの磁極片を有する
永久磁石に、Ｃり形成される０この磁気回路は試験体の
他力の面に延在するアーマチュアにより再びループが形
成される。
−り正確には、前記コイルはセンサの感応軸線に垂直な
２つの対向直線状ゾーンからなり、又該ゾーンを通して
電流は反ｉ方向に流れる。この場合、前記磁極片は前記
２つの直線状ゾーンを各り被うように形成され、従って
コイルに流れる電流により試験体のこれ等の２つの直線
状ゾーンに発生された力が感ＬＬ、軸線方向で同一方向
に加えられる０ 実施例 第１図に本発明による振子構造の基本的配置？示すもの
である。上記のように、この構造に平面状であり、結晶
性シリコン或いは石英ノエ／・の微細愼械加工にエフ単
一片に形成され、これは更に集積電子回路の基根として
用いられる。
２つの対向直線状ゾーンからなり、又該ゾーンを通して
電流は反ｉ方向に流れる。この場合、前記磁極片は前記
２つの直線状ゾーンを各り被うように形成され、従って
コイルに流れる電流により試験体のこれ等の２つの直線
状ゾーンに発生された力が感ＬＬ、軸線方向で同一方向
に加えられる０ 実施例 第１図に本発明による振子構造の基本的配置？示すもの
である。上記のように、この構造に平面状であり、結晶
性シリコン或いは石英ノエ／・の微細愼械加工にエフ単
一片に形成され、これは更に集積電子回路の基根として
用いられる。
この振子構造は固定部分又はベース１からなり、これに
は同じ長さの２つの平行する可撓性グレード４，５の下
端部、即ち足部２，３が固着され、それ等の上端部に、
２つｐ可撓性ブレード４，５間空間内に大部分が延在す
るほぼ直線状の試験体６を支承する。
は同じ長さの２つの平行する可撓性グレード４，５の下
端部、即ち足部２，３が固着され、それ等の上端部に、
２つｐ可撓性ブレード４，５間空間内に大部分が延在す
るほぼ直線状の試験体６を支承する。
可撓性ブレード４，５は、振−ｒ構造の面内で出来るだ
け小さな幅奮廟する。これ等グレードの厚さは結晶性ウ
ェハの厚さで与えられる。従って、これ等のブレード４
，５に振子構造の面内では非常に小さな弾性率を有する
が、この面に垂直な方向では比較的大きな弾性率を有す
る。このようにして、本構造の感応軸線τＸは該構造の
面内にあり、可撓性ブレード４，５に垂直である。
け小さな幅奮廟する。これ等グレードの厚さは結晶性ウ
ェハの厚さで与えられる。従って、これ等のブレード４
，５に振子構造の面内では非常に小さな弾性率を有する
が、この面に垂直な方向では比較的大きな弾性率を有す
る。このようにして、本構造の感応軸線τＸは該構造の
面内にあり、可撓性ブレード４，５に垂直である。
本明細書の以下の記載では、ブレードの厚み方向に配置
され、殆んどの部分が電気機械加工にニジ得られる異な
る要素の壁は表現「エツジ」により示すことにする。
され、殆んどの部分が電気機械加工にニジ得られる異な
る要素の壁は表現「エツジ」により示すことにする。
このようにして、例えば、可撓性ブレード４゜５の各々
は、２つの平行エツジ、即ち試験体６０方向に向けられ
た内部工Ｉシフと外側に向けられた外部エツジ８とから
なる。
は、２つの平行エツジ、即ち試験体６０方向に向けられ
た内部工Ｉシフと外側に向けられた外部エツジ８とから
なる。
同様に、試験体６は、可撓性ブレード４，５０内部エツ
ジに平行に延在する２つの横方向エツジ９．１０と、振
子構造の固定部分１の対応する内部エツジ１２に平行す
る慣方向工ｌジ９，１０’ｊ５共に接続する長手方向の
内部エツジ１１と、可撓性グレード４，５の端部全わず
かに越えて配置された長手方向の外部エツジ１３とから
なる０町撓性グレード４，５の試験体６への接続は、可
撓性ブレードと試験体６の横方向エツジ９．ｌＯとの間
隔を決定するために試験体６に設けた２つの横方向突出
部１４ 、 ｌ ４’にエフ与えられる。
ジに平行に延在する２つの横方向エツジ９．１０と、振
子構造の固定部分１の対応する内部エツジ１２に平行す
る慣方向工ｌジ９，１０’ｊ５共に接続する長手方向の
内部エツジ１１と、可撓性グレード４，５の端部全わず
かに越えて配置された長手方向の外部エツジ１３とから
なる０町撓性グレード４，５の試験体６への接続は、可
撓性ブレードと試験体６の横方向エツジ９．ｌＯとの間
隔を決定するために試験体６に設けた２つの横方向突出
部１４ 、 ｌ ４’にエフ与えられる。
この図かられかるように、振子構造は、結晶性ウェハ内
に、可撓１牛ブレード４，５の内部エツジ７と、２つの
横方向エツジ９，１０．及び試験体６の長手方向内部エ
ツジ１１と、更に振子構造の固定部分ｌの内部エツジ１
２とを形成するＵ字形窪みを形成して得られる。
に、可撓１牛ブレード４，５の内部エツジ７と、２つの
横方向エツジ９，１０．及び試験体６の長手方向内部エ
ツジ１１と、更に振子構造の固定部分ｌの内部エツジ１
２とを形成するＵ字形窪みを形成して得られる。
同様に、可撓性ブレード４，５の外部エツジ８と試験体
６の長手方向外部エツジ１３とは逆Ｕ字形切欠きにより
得られる。
６の長手方向外部エツジ１３とは逆Ｕ字形切欠きにより
得られる。
第１図の例においては、試験体６は更に振子構造を軽減
するための長刀形状の窪み部分１５からなる。
するための長刀形状の窪み部分１５からなる。
この振子構造の配置は、可撓性ブレード４，５の足部２
，３に出来る１奴す接近した試験体の重心Ｇ全力えると
いう利点を有する。
，３に出来る１奴す接近した試験体の重心Ｇ全力えると
いう利点を有する。
本発明が第１図に示した振子構造の形態に限定されない
事は勿論である。特に本発明は、容量性検出器の取、！
１ｌｌｆ寸けを可能にするものである。
事は勿論である。特に本発明は、容量性検出器の取、！
１ｌｌｆ寸けを可能にするものである。
概して、これ等の検出器は互いに可動する少なくとも２
つのコンデンサ板から必然的になり、１つは試験体６に
固定され、その他のものは振子構造の固定部分】に帷保
され、これ等２つの板は、試験体６のその測定軸線τＸ
に沿う試験体６の運動をして容量の対応する変化を惹起
させ、この容量変化の測定に試験体６の運動の大きさが
、従って測定軸線τＸに沿う加速度成分の大きさが決定
されることを可能にする。
つのコンデンサ板から必然的になり、１つは試験体６に
固定され、その他のものは振子構造の固定部分】に帷保
され、これ等２つの板は、試験体６のその測定軸線τＸ
に沿う試験体６の運動をして容量の対応する変化を惹起
させ、この容量変化の測定に試験体６の運動の大きさが
、従って測定軸線τＸに沿う加速度成分の大きさが決定
されることを可能にする。
上記の振子構造？備え［ｊけるために２種類の容量性検
出器を用いることが出来る。即ち、第２図から５図に示
したような前面運動検出器で、振子構造の感応軸線τＸ
に垂直な少なくとも２枚の平行板からなり、その間隔、
従って容量に試験体６の運動に従って変化する。
出器を用いることが出来る。即ち、第２図から５図に示
したような前面運動検出器で、振子構造の感応軸線τＸ
に垂直な少なくとも２枚の平行板からなり、その間隔、
従って容量に試験体６の運動に従って変化する。
第６図及び７図に示したような横方向運動検出器で、測
定軸線τＸに平行な少なくとも２枚の板からなり、この
場合は、２枚の板の間隔は一定であり、又試験体６の運
動は板の１力を他力に対して変位させ、従って容量全変
化させる。
定軸線τＸに平行な少なくとも２枚の板からなり、この
場合は、２枚の板の間隔は一定であり、又試験体６の運
動は板の１力を他力に対して変位させ、従って容量全変
化させる。
第２図に示した例では、試験体の横側は、ａＪ撓注性ブ
レード４５全試験体６に接合する箇所を越えて外力に延
在する２つの延長部１６．１７からなる。これ等２つの
横方向延長部１６．１７は各々、振子構造の感応軸線τ
Ｘに垂直でほぼ対応する可撓性グレードの面内に延在す
る直線状エツジ］８からなる。これ等の工・フジ１８，
１９ｆＣ金属化され、２枚のコンデンサ板を形成する。
レード４５全試験体６に接合する箇所を越えて外力に延
在する２つの延長部１６．１７からなる。これ等２つの
横方向延長部１６．１７は各々、振子構造の感応軸線τ
Ｘに垂直でほぼ対応する可撓性グレードの面内に延在す
る直線状エツジ］８からなる。これ等の工・フジ１８，
１９ｆＣ金属化され、２枚のコンデンサ板を形成する。
更に、固定部分１は２つのウィング２０．２’１からな
り、該ウィングは、金属化エツジ１８．１９に平行に、
又これ等に直角に、エツジ１８．１９が形成する板と協
同で２枚のコンデンサ板を形成する２つの各々の金属化
エツジ２２，２３ｉ有する。
り、該ウィングは、金属化エツジ１８．１９に平行に、
又これ等に直角に、エツジ１８．１９が形成する板と協
同で２枚のコンデンサ板を形成する２つの各々の金属化
エツジ２２，２３ｉ有する。
この場合は、金属化エツジ１８．１９と同定部分ｌが搬
送する回路との間の電気的接続は、エツジ７．８が規定
する可撓性ブレード４，５の薄肉面金金属化して与えら
れる。
送する回路との間の電気的接続は、エツジ７．８が規定
する可撓性ブレード４，５の薄肉面金金属化して与えら
れる。
第３図に示した振子構造を誰える容量性検出器は試験体
６の２つの横方向内間エツジ９，１０を金属化して得ら
れる２枚の板からなり、これ等２枚の板は、２つの可撓
性ブレード４，５と試験体６の内部横方向上Ｉジ９，１
０との間の空間に各々延在する伽子構造の固定部分ｌの
２つりウィング２７．２８の対応する平行エツジ２５．
２Ｃｉの金属化に、Ｊ：り得られる２枚の各々の板と協
同動作する０ 纂４図に示した例においては、試験体６は、固定グレー
ド４．５と試験体６が接合される箇所を越えて外部に延
在し、且つ前記可撓性ブレード４゜５が振子構造の固定
部分１に固着される箇所に向けて仮締する２つの横方向
延長部２９．３０からなる。
６の２つの横方向内間エツジ９，１０を金属化して得ら
れる２枚の板からなり、これ等２枚の板は、２つの可撓
性ブレード４，５と試験体６の内部横方向上Ｉジ９，１
０との間の空間に各々延在する伽子構造の固定部分ｌの
２つりウィング２７．２８の対応する平行エツジ２５．
２Ｃｉの金属化に、Ｊ：り得られる２枚の各々の板と協
同動作する０ 纂４図に示した例においては、試験体６は、固定グレー
ド４．５と試験体６が接合される箇所を越えて外部に延
在し、且つ前記可撓性ブレード４゜５が振子構造の固定
部分１に固着される箇所に向けて仮締する２つの横方向
延長部２９．３０からなる。
この場合には、これ等の２つの横方向延長部は振子構造
の感応軸線τＸに垂直の外部横方向エツジ３２．３３か
らなる。これ等のエツジ３２．３３は、振子構造の固定
板ｌの２つの外部横方向ウィング３６．３７の対応する
平行金属化工・ノン３４゜３５と協同動作するコンデン
サ板を形成するように金属化される。
の感応軸線τＸに垂直の外部横方向エツジ３２．３３か
らなる。これ等のエツジ３２．３３は、振子構造の固定
板ｌの２つの外部横方向ウィング３６．３７の対応する
平行金属化工・ノン３４゜３５と協同動作するコンデン
サ板を形成するように金属化される。
第５図に示した例におい又は、試験体６の内部長手方向
エツジ１１と振子構造の固定部分ｌの対応する内部エツ
ジ１２とは正方形の窪みを持つ形状をなし、′これ等の
エツジの１力の圧力形状突出部は他力のエツジの窪みに
係合する。
エツジ１１と振子構造の固定部分ｌの対応する内部エツ
ジ１２とは正方形の窪みを持つ形状をなし、′これ等の
エツジの１力の圧力形状突出部は他力のエツジの窪みに
係合する。
次に、これ等２つのエツジ１１，１２の窪みの上昇、下
降前部にコンデンサ板を形成するように金属化され、２
つのエツジの１力の金属化上昇前部は、試験体の運動に
従って変化する容量を持つ平板コンデンサを形成するよ
うに、他力のエツジの金属化下降前部と協同動作する〇 第５図はこれ等のコンデンサ板の接続部の１実施例金示
したものである０この実施例においては、試験体６の下
部長手方向エツジ１１の下降金属化前部は導体３８によ
り交流電圧源＋Ｅに接続されるが、このエツジの金属化
上性前部は電圧源十Ｅと逆位相の交流電圧源−屯に導体
３９全通して接続される。差電圧は、導体４０にＪ、り
並列に接続される振子構造の固定部分の内部エツジの金
属化上昇、下降前部に集められる。
降前部にコンデンサ板を形成するように金属化され、２
つのエツジの１力の金属化上昇前部は、試験体の運動に
従って変化する容量を持つ平板コンデンサを形成するよ
うに、他力のエツジの金属化下降前部と協同動作する〇 第５図はこれ等のコンデンサ板の接続部の１実施例金示
したものである０この実施例においては、試験体６の下
部長手方向エツジ１１の下降金属化前部は導体３８によ
り交流電圧源＋Ｅに接続されるが、このエツジの金属化
上性前部は電圧源十Ｅと逆位相の交流電圧源−屯に導体
３９全通して接続される。差電圧は、導体４０にＪ、り
並列に接続される振子構造の固定部分の内部エツジの金
属化上昇、下降前部に集められる。
上記構造の利点は、先ず第１に、該構造が可撓性ブレー
ド４，５の長さ方向の途中で試験体の重心Ｇが正確に配
置されることを可能にしく横方向加速度τＹの影響下で
、試験体６をそれ自身平行に運動させる）、或いはむし
ろ可撓性ブレード４゜５の足部に近接して配置されるこ
とをＥＪ能にするという点にあり、このことは、試験体
６が横方向加運τＹに課される時前記ブレード４，５に
加えられた応力を低減させるものである。更に、この方
法は検出領域のかなジの増加を、従って感度の増加を可
能にするものである。又、これは、検出ゾーンと差信号
増幅回路との差を減らし、従って妨害のリスクを減少さ
せる。
ド４，５の長さ方向の途中で試験体の重心Ｇが正確に配
置されることを可能にしく横方向加速度τＹの影響下で
、試験体６をそれ自身平行に運動させる）、或いはむし
ろ可撓性ブレード４゜５の足部に近接して配置されるこ
とをＥＪ能にするという点にあり、このことは、試験体
６が横方向加運τＹに課される時前記ブレード４，５に
加えられた応力を低減させるものである。更に、この方
法は検出領域のかなジの増加を、従って感度の増加を可
能にするものである。又、これは、検出ゾーンと差信号
増幅回路との差を減らし、従って妨害のリスクを減少さ
せる。
勿論、内部長手方向エツジ１１に対向する試験体の長手
方向エツジ及び固定部分の対応するエツジも相互に貫通
する正方形状の窪みを有する形状をなすことが出来る。
方向エツジ及び固定部分の対応するエツジも相互に貫通
する正方形状の窪みを有する形状をなすことが出来る。
この場合も同様にして、これ等の窪みの上昇及び下降前
部はコンデンサ板を形成するように金属化出来る。この
方法は、第５図の破線で示しであるが、検出領域のかな
りの増加、従って感度の増加を可能にする。
部はコンデンサ板を形成するように金属化出来る。この
方法は、第５図の破線で示しであるが、検出領域のかな
りの増加、従って感度の増加を可能にする。
以上のように、本発明の振子構造を備える容量検出器は
横方向運動形である。
横方向運動形である。
第６図は、第１図に示したような振子構造をなすかかる
検出器の１実施例を示したものであるが、この場合は、
試験体６は可撓性ブレード４，５にほぼ平行な中央スト
リップ４３にエフ分離された２つの中央窪み４１，４２
からなる。
検出器の１実施例を示したものであるが、この場合は、
試験体６は可撓性ブレード４，５にほぼ平行な中央スト
リップ４３にエフ分離された２つの中央窪み４１，４２
からなる。
この中央ス） ＩＪツブ４３は、１側で、互いにわずか
に隔置され、平坦な金属化にＪ：り形成出来る２つの平
行導電性領域４４．４５からなる。これ等の２つの導電
領域４４，４５［，２枚のコンデンサ板を形成し、試験
体６の面に平行で、これから、例えば２〜３００ｆｉ程
度離れた導電領域４６と協同動作する。この導電領域４
６は振子構造の固定部分ｌに確保されたフレーム４７に
Ｊニジ支承される。
に隔置され、平坦な金属化にＪ：り形成出来る２つの平
行導電性領域４４．４５からなる。これ等の２つの導電
領域４４，４５［，２枚のコンデンサ板を形成し、試験
体６の面に平行で、これから、例えば２〜３００ｆｉ程
度離れた導電領域４６と協同動作する。この導電領域４
６は振子構造の固定部分ｌに確保されたフレーム４７に
Ｊニジ支承される。
導電領域４６は、静止時は、２つの導電領域の中央（ｍ
ｅｄｉａｎ）対称面内に中心があり、従って、試験体６
がその面内で移動すると、導電領域４６と試験体の２つ
の導電領域４４．４５とが形成する平板コンデンサの容
量が増加することになり、−力導電領域４６と試験体６
の他力の導電領域４４゜４５とが形成する平板コンデン
サの容量ハ減少することになる。
ｅｄｉａｎ）対称面内に中心があり、従って、試験体６
がその面内で移動すると、導電領域４６と試験体の２つ
の導電領域４４．４５とが形成する平板コンデンサの容
量が増加することになり、−力導電領域４６と試験体６
の他力の導電領域４４゜４５とが形成する平板コンデン
サの容量ハ減少することになる。
この例では、領域４４と４５は、２つの逆位相の交流電
源十Ｅ及び−Ｅに谷々接続されるが、領域４６は差信号
を検出、増幅する回路に接続される。
源十Ｅ及び−Ｅに谷々接続されるが、領域４６は差信号
を検出、増幅する回路に接続される。
第７図に示した例においては、振子構造の固定部分ｌの
内部技手方向エツジ１２は固着箇所２゜３或いは可撓性
ブレード４，５の足部下刃にある。
内部技手方向エツジ１２は固着箇所２゜３或いは可撓性
ブレード４，５の足部下刃にある。
更に、試験体６は、このエツジ１２目近には、第６図に
示した振子構造に用いられる領域４４．４５と同じ形の
複数対の導電領域が形成されるゾーンからなる。これ等
の対をなす導電領域は並列に接続され、混じり合った窪
みを持つ２つの窪み付き回路５０．５１’に形成する。
示した振子構造に用いられる領域４４．４５と同じ形の
複数対の導電領域が形成されるゾーンからなる。これ等
の対をなす導電領域は並列に接続され、混じり合った窪
みを持つ２つの窪み付き回路５０．５１’に形成する。
これ等の回路の１つは交流電圧源十Ｅに接続されるが、
他力の回路５１は電源十Ｅと逆位相の交流電圧源−Ｅに
接続される０ これ等の対をなす導電領域は各々、第６図に関して記載
したものと同様にフレーム４７の対応する導電領域と協
同動作する。これ等の導電領域は、＜ Ｌ５３ （ｃｏ
＋ｎｂ ）状形態をなし、差信号検出／増幅回路に接続
される。
他力の回路５１は電源十Ｅと逆位相の交流電圧源−Ｅに
接続される０ これ等の対をなす導電領域は各々、第６図に関して記載
したものと同様にフレーム４７の対応する導電領域と協
同動作する。これ等の導電領域は、＜ Ｌ５３ （ｃｏ
＋ｎｂ ）状形態をなし、差信号検出／増幅回路に接続
される。
かかる配置が与えられると、センサの利得は増加し、及
び／又は、振子構造の高さは所与の利得に対して減少す
る（基板領域の良好な使用法）。
び／又は、振子構造の高さは所与の利得に対して減少す
る（基板領域の良好な使用法）。
更に、かかる配置の場合、試験体の２つの面は、以下に
説明するように、センサをサーボ制御する２つの各々の
面を持つことが出来る。勿論、第５図及び６図に示した
実施例の場合と同様に、これは試験体の重心Ｇが要求通
りに位置づけられること全可能にする。
説明するように、センサをサーボ制御する２つの各々の
面を持つことが出来る。勿論、第５図及び６図に示した
実施例の場合と同様に、これは試験体の重心Ｇが要求通
りに位置づけられること全可能にする。
第８図は第７図に示した形のセンサの結線の１つの実施
例を示しており、その試験体は２つのコイル（相５５’
、５６当９１つ）を備えている。
例を示しており、その試験体は２つのコイル（相５５’
、５６当９１つ）を備えている。
この例においては、容量性検出器のＹｌ？みＩ＝１き回
路５０は、振子構造の前面に設けられ、且つ試験体６の
側部エツジ部分に沿って：或いは心安ならむしろ試験体
のエツジ１０に沿って、平坦に延在する導電性ストリッ
プ５８からなる電気的接続部により振子構造の固定部分
１にある接続領域に接続され、前記導電ストリップに、
足部３０レベルで、接続領域５７にそれ自身接続された
可読性ブレード５の薄肉面の金属化したものに接続され
る。
路５０は、振子構造の前面に設けられ、且つ試験体６の
側部エツジ部分に沿って：或いは心安ならむしろ試験体
のエツジ１０に沿って、平坦に延在する導電性ストリッ
プ５８からなる電気的接続部により振子構造の固定部分
１にある接続領域に接続され、前記導電ストリップに、
足部３０レベルで、接続領域５７にそれ自身接続された
可読性ブレード５の薄肉面の金属化したものに接続され
る。
同様にして、容量性検出器の窪み付き回ｖ６５１は、試
験体６の後面５６の横方向エツジ部分に沿って、或いは
むしろそのエツジ９に沿って、延在する導電ストリップ
６１からなる電気的接続部により振子構造の固定部分の
後面５６に設けた接続領域６０に接続され、ここに前記
導電ストリップに、足部２のレベルで、接続領域６０に
それ自身接続された可読性ブレード４の薄肉面の金属化
された面に接続される。
験体６の後面５６の横方向エツジ部分に沿って、或いは
むしろそのエツジ９に沿って、延在する導電ストリップ
６１からなる電気的接続部により振子構造の固定部分の
後面５６に設けた接続領域６０に接続され、ここに前記
導電ストリップに、足部２のレベルで、接続領域６０に
それ自身接続された可読性ブレード４の薄肉面の金属化
された面に接続される。
更に、試験体６の２つの面は谷々、例えば、中央の窪み
１５の周りの試験体６の周囲に延在する平面金属化によ
り得られる復帰用モータコイル６２゜６３からなる。
１５の周りの試験体６の周囲に延在する平面金属化によ
り得られる復帰用モータコイル６２゜６３からなる。
コイル６２の外部端部は、而５５にわたって延在し、例
えは、口」注性ブレード４の他力の薄肉面の金属化に↓
り形Ｊ戊された電気的接続部により接続領域６４に接続
される。
えは、口」注性ブレード４の他力の薄肉面の金属化に↓
り形Ｊ戊された電気的接続部により接続領域６４に接続
される。
コイル６２の内部端部は、窪み１５の周りのエツジに形
成した電流路６５に工９コイル６３の（他力の面５６に
置かれた）内部端部に接続される。
成した電流路６５に工９コイル６３の（他力の面５６に
置かれた）内部端部に接続される。
コイル６３の外部端部は、例えば、可読性ブレード５の
他力の薄肉面上の金属化により振子構造の固定部分ｌに
設けた接続領域６６に接続される。
他力の薄肉面上の金属化により振子構造の固定部分ｌに
設けた接続領域６６に接続される。
明らかに、接続領域５７．６０．６４．６６はセンサの
入出力端子と、容量性検出器を付勢用端子５．７ 、６
０と、復帰用モータに用いる端子６４゜６６とに対応す
る。
入出力端子と、容量性検出器を付勢用端子５．７ 、６
０と、復帰用モータに用いる端子６４゜６６とに対応す
る。
本発明が上記の接線法に限定されないことは言うまでも
ないことである。従って、例えば、試験体は単一コイル
だけから得ることも出来る。更に、試験体の１力の面か
ら他方の面への電流路は、エツジ、及び／又は金属化孔
のいずれかにより形成することが出来る。
ないことである。従って、例えば、試験体は単一コイル
だけから得ることも出来る。更に、試験体の１力の面か
ら他方の面への電流路は、エツジ、及び／又は金属化孔
のいずれかにより形成することが出来る。
第８図に示した例から直ちにわかるように、可読性ブレ
ード４の２つの薄肉面は金属化され、これは、機械的に
見て、かなりの利点を与える０以上のように、上記加速
度計用センサをサーボ制御するためｖＬは、外部作用を
相殺するために試験体復帰用モータが心安である。この
復帰用モータは、試験体の２つの面の１つに印刷した少
なくとも１つのコイルに流れる電流に作用する磁気誘導
から得られるラグラース力？、公知の方法で、利用する
ものである。
ード４の２つの薄肉面は金属化され、これは、機械的に
見て、かなりの利点を与える０以上のように、上記加速
度計用センサをサーボ制御するためｖＬは、外部作用を
相殺するために試験体復帰用モータが心安である。この
復帰用モータは、試験体の２つの面の１つに印刷した少
なくとも１つのコイルに流れる電流に作用する磁気誘導
から得られるラグラース力？、公知の方法で、利用する
ものである。
かかる復帰用モータの１実施例を第９図及び１０図に概
略図示する。
略図示する。
この復帰用モータは、第８図の場合のように、試験体６
の２面に各々＊ｖ付けた２つのコイル６２゜６３よりな
る。これ等のコイル６２．６３の各々は長刀形状をなし
、２つの横方向ゾーン７０．７１ 。
の２面に各々＊ｖ付けた２つのコイル６２゜６３よりな
る。これ等のコイル６２．６３の各々は長刀形状をなし
、２つの横方向ゾーン７０．７１ 。
７２．７３からなり、該ゾーンにおいては、巻線に直線
状をなし、これを通して反対方向に電流を流している。
状をなし、これを通して反対方向に電流を流している。
磁気回路に、横方向に磁化された永久磁石７４と、磁石
７４に結合し、且つコイル６２’ 、 ６３の２つのゾ
ーン７０．７２及び７１．７３に直角に試験体６の１側
に配置した２つの磁極片７５．７６と、試験体の他力の
而に平行配置した磁束再ループ化アーマチュア７７とか
ら構成される。
７４に結合し、且つコイル６２’ 、 ６３の２つのゾ
ーン７０．７２及び７１．７３に直角に試験体６の１側
に配置した２つの磁極片７５．７６と、試験体の他力の
而に平行配置した磁束再ループ化アーマチュア７７とか
ら構成される。
２つのコイル５２．６３の巻線の巻回方向は、コイル６
２．６３のゾーン７０．７２及び７１゜７３に磁気誘導
ＢＫより発生したラプラーヌカが同一方向に向けられ（
試験体の面内で）且つ互いに訓戒的であるように与えら
れる０ 第９図の図面では、図が複雑にならないように、コイル
の巻線は、試験体６の面毎に２巻線だけ示しである。勿
論実際には、これ等のコイルの巻回数にはるかに太きい
。
２．６３のゾーン７０．７２及び７１゜７３に磁気誘導
ＢＫより発生したラプラーヌカが同一方向に向けられ（
試験体の面内で）且つ互いに訓戒的であるように与えら
れる０ 第９図の図面では、図が複雑にならないように、コイル
の巻線は、試験体６の面毎に２巻線だけ示しである。勿
論実際には、これ等のコイルの巻回数にはるかに太きい
。
電子回路（コイル、容量性検出器、結線など）を形成す
るために振子構造にデポジットした金属は、例えば、金
或いはクロム／金合金の↓うな金合金を用いることが出
来る。しかしながら、本発明の特徴にＬｖ、これ等の回
路は銀又はアルミニウムからなることが好ましく、これ
等の金属は特に優れた良導体であり比質量が小さいもの
である。
るために振子構造にデポジットした金属は、例えば、金
或いはクロム／金合金の↓うな金合金を用いることが出
来る。しかしながら、本発明の特徴にＬｖ、これ等の回
路は銀又はアルミニウムからなることが好ましく、これ
等の金属は特に優れた良導体であり比質量が小さいもの
である。
上記の加速度計用センサムベース及びカバーからなるケ
ースに収めることが出来る。その場合、永久磁石及び磁
極片からなるアセンブリハベースと一体化されるが、磁
束再ループ化アーマチー了は前記ケースに、ｃり支承さ
れる。このように配置すると、センサアセンブリがかな
り簡単になる。
ースに収めることが出来る。その場合、永久磁石及び磁
極片からなるアセンブリハベースと一体化されるが、磁
束再ループ化アーマチー了は前記ケースに、ｃり支承さ
れる。このように配置すると、センサアセンブリがかな
り簡単になる。
第１図は本発明による振子構造の透視図であり、ｙ２，
３．４及び５図は、前面運動各８１性検出器を備えた４
種の振子構造を前方から観測したものを示し、 第６及び７図に、横方向運動容量性検出器全備えた２つ
の振子構造の概略透視図であり、第８図は、横方向運Ｉ
ＩＩＩ＠量性検出器及び試験体の２面に各々取り付けた
２つのコイルヲ備えた、第７図に示した形の振子構造の
２対向ｌｆｉヲ示す概略口であり、 第９図は第８図に示した振子構造を備える復帰用モータ
の理論図であり、 第１０図は復帰用モータを馴える振子要素の軸方向断面
図である。 ｌ・・・ベース ２，３・・・足 ４．５・・・ブレード ６・・・試験体７〜１３．１８
．１９．２２，２３．２５．２６．３２〜３５・・・工
・ノジ ｌ ４ 、１４’・・・突出部 １５．４１．４２・・・窪み １６．１７．２９．３０・・・延長部 ２０．２１．２７．２８．３６．３７・・・ウィング３
８〜４０・・・導体 ４３・・・ストリップ４４．４５
，４．６・・・導電領域 ４７・・・フレーム ５０．５１・・・窪み付き回路 ５５・・・面 ５７．６０．６４．６６・・・接続領域６２．６３・・
コ１ル ６５・・・電流路７０〜７３・・・ゾーン ７
４・・・永久磁イう７５ 、７６・・・磁極片 ７７・
・・アーマデユア代理人 弁理士 藤村元彦
３．４及び５図は、前面運動各８１性検出器を備えた４
種の振子構造を前方から観測したものを示し、 第６及び７図に、横方向運動容量性検出器全備えた２つ
の振子構造の概略透視図であり、第８図は、横方向運Ｉ
ＩＩＩ＠量性検出器及び試験体の２面に各々取り付けた
２つのコイルヲ備えた、第７図に示した形の振子構造の
２対向ｌｆｉヲ示す概略口であり、 第９図は第８図に示した振子構造を備える復帰用モータ
の理論図であり、 第１０図は復帰用モータを馴える振子要素の軸方向断面
図である。 ｌ・・・ベース ２，３・・・足 ４．５・・・ブレード ６・・・試験体７〜１３．１８
．１９．２２，２３．２５．２６．３２〜３５・・・工
・ノジ ｌ ４ 、１４’・・・突出部 １５．４１．４２・・・窪み １６．１７．２９．３０・・・延長部 ２０．２１．２７．２８．３６．３７・・・ウィング３
８〜４０・・・導体 ４３・・・ストリップ４４．４５
，４．６・・・導電領域 ４７・・・フレーム ５０．５１・・・窪み付き回路 ５５・・・面 ５７．６０．６４．６６・・・接続領域６２．６３・・
コ１ル ６５・・・電流路７０〜７３・・・ゾーン ７
４・・・永久磁イう７５ 、７６・・・磁極片 ７７・
・・アーマデユア代理人 弁理士 藤村元彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＜１１ 固定部分を有するフラット形振子、構造と、７
ラフト形試験体にして、感応軸線に沿って並進運動自在
な形に、該試験体の面内で可撓な２つの平行ブレードに
↓り固定部分から懸垂され、且つ前記２つの可撓性ブレ
ード間の空間に少なくとも部分的に延在するフラット形
状験体とからなる加速度計用センサ。 （２）前記試験体の重心が前記２つの０■撓性ブレ一ド
間のゾーン内にあってなる特許請求の範囲第１項に記載
の加速度計用センサ。 （３）前記振子構造は１つの同−片からなる特許請求の
範囲第１項及び２項に記載の加速度ｎ１゛用センサ。 （４）前記振子構造は結晶性ウェハから微細機械加工に
工９形成されてなる先行特許請求の範囲の１項に記載の
加速度計用センサ。 （５） 前記試験体に、前記可撓性ブレードの該試験体
への接続点に対向する側において、前記ブレードが振子
構造の前記固定部分に固着される箇所全越えて延在して
なる先行特許請求の範囲の１項に記載の加速度引用セン
サ。 （６）前記試験体は少なくとも１つの中央の窪みからな
る先行特許請求の範囲の１項に記載の加速度計用センサ
。 （７）試験体のエツジの少なくとも１つのゾーンにより
搬送され、且つセンサの感度軸線にほぼ垂直な少なくと
も第１のコンデンサ板と、振子要素の固定部分のエツジ
の少なくとも１つのゾーンに裏９搬送され、且つｉｌの
コンデンサ板に平行でそれかられずかの距離にある第２
コンデンサ板とを備えた前部容量性検出器がち更になる
先行特許請求の範囲の１項に記載の試験体。 （８）前記試験体の横方向側は、前記可撓性ブレードを
前記試験体に接合する筒所を越えて外向きに延在する少
なくとも１つの横方向延長部分からなり、該横方向延長
部分は振子構造の感度軸線匠垂直な少なくとも１つの直
線状金属化エツジがらなり、更に前記振子構造の固定部
分は、前記試験体の金属化エツジに平行な少なくとも１
つの金属化直線状エツジがらなり、これと共に前記試験
体の位置に従って変化する容量？有する平板コンデンサ
全形成してなる先行特許請求の範囲の１項に記載のセン
サ。 （９）前記試験体の前記横方向延長γ９１ｉは、））１
■記ｉｊＪ涜性ブレードが前記構造の前記固’ｉｉ Ｆ
５１Ｓ分に固層される箇所に復帰してなる特許請求の範
囲第８項に記載のセンサ。 （１０）前記試験体の２つの内部横方向エツジの少なく
とも１力が金属化され、且つ試験体の前記横方向エツジ
とこれに対応する可撓性フッードとの間の空間に延在す
る前記振子構造の固定ｉ′τ１−分の少なくとも１つの
ウィング部分の対応する金属化エツジと協同し、前記２
つの金属化エツジは試験体の位置に依存して変化する容
量全方する平板コンデンサ全形成してなる特許請求の範
囲ｍ１項から７項までの１項に記載のセンサ。 （２１） 試験体の内部長手方向エツジと振子構造の前
記固定部分の対応する内部エツジとは方形状の窪みのあ
る形状をなし、これ等２つのエツジの１力の方形状突出
部が他方のエツジの窪みに係合し、更に、これ等２つの
エツジの上昇、下降前部が金属化され、従って、前記試
験体の位置に依存して変化する容量を持つ多数の平板コ
ンデンサを形成するように２つのエツジの１刀の金属化
上昇前部が他力のエツジの金属化下降前部と共同してな
る特許請求の範囲第１項から７項の１項に記載のセンサ
。 ｕ２Ｊ 前記試験体が、少なくとも２つの平板コンデン
サを形成するように振子構造の前記固定部分の２つの金
属化エツジと各々協同する２つの金属化エツジからなり
、又前記試験体の金属化エツジは２つの各々逆位相の交
流電流源忙接続され、−力、振子構造の前記固定部分・
し２つの金属化エツジが検出及び増幅回路に接続されて
なる先行特許請求の範囲の１項に記載のセンサ。 （１３）試験体の面の１万により搬送される第１コ／デ
ンサ板と、該ｍｌ板に平行し、それかられずかな距離に
あり、更に振子構造の前記固定部分と一体のフレームに
より搬送される少なくとも第２のコンデンサ板とからな
る特許請求の範囲第１項から６項の１項に記載のセンサ
。 （１４）前記試験体は、前記フレームーヒの平行４電領
域と協同する２つのコンデンサ板を形成する少なくとも
１対の導電領域からなる特許請求の範囲第１３項に記載
のセンサ。 （１５）前記試験体は、並列に接続され、且つ混じり合
った窪みを有する２つの窪み付き回路を形成する複数対
の導電領域からなり、又該複数対の導電領域は各々前記
フレーム上の対応する導電領域と協同してなる特許請求
の範囲第１４項に記載のセンサ。 す６ノ 前記２つの窪み付き回路は逆位相の２つの交流
電圧源に各々接続され、又前記フレーム上の導電領域が
検出及び増幅回路に接続されてなる特許請求の範囲第１
５項に記載のセンサ。 （１７）前記試験体は、その面の少なくともｌ力に、セ
ンサをサーボ制御するために用いる復帰モータの平形コ
イル形成部分を有してなる先行特許請求の範囲の１項に
記載のセンサ。 α８）前記試験体の２つの面に各々取り付けた２つの平
形コイルから更になり、該２つのコイルは、前記試験体
の１刀の面から他力の面に到る少なくとも１つの導電要
素にＬり直列に取付けられ、互いに接続されてなる先行
特許請求の範囲の１項に記載のセンサ。 （１９）前記導電性要素は前記試験体の金属化孔或いは
金属化ゾーンからなる特許請求の範囲第１８項に記載の
センサ。 （３）ノ 前記試験体の面の１つに少なくとも１つの平
形コイルを有するーモータからなり、前記コイルは、セ
ンサの」６軸線に垂直な少なくとも２つの対向直線状４
−ンと磁気回路とからなり、該磁気回路に、試験体の同
じ側で前記コイルの前記直線状ゾーンに各々直角に配置
された２つの磁気片に結合する永久磁石により形成され
た第１部分と前記試験体の他側にある磁束復帰用アーマ
チーアからなる第２部分とからなる先行特許請求の範囲
の１項に記載のセンサ。 （２１） 前記磁気回路の２つの部分の１力は振子構造
を支承するペースに固定されるが、他力の部分は前記ペ
ースに対して固定自在なカバーと一体である特許請求の
範囲第２０項に記載のセンサ。 （４）前記試験体と振子構造の固定部分の間の電気的接
続が前記可撓性ブレードの薄肉面に形成された導電性領
域にエフ形成されてなる先行特許請求の範囲の１項に記
載のセンサ。 （２）ノ 振子構造に金属化により形成した電気回路は
銀或いはアルミニウムからなる先行特許請求の範囲の１
項に記載のセン、す。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8403441 | 1984-03-06 | ||
| FR8403441A FR2560997B1 (fr) | 1984-03-06 | 1984-03-06 | Capteur accelerometrique a structure pendulaire plane |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60207066A true JPS60207066A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH065231B2 JPH065231B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP60044496A Expired - Lifetime JPH065231B2 (ja) | 1984-03-06 | 1985-03-06 | 平板振子構造の加速度計用センサ |
Country Status (5)
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| JP (1) | JPH065231B2 (ja) |
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