JPS6033056A - 加速度検出方法 - Google Patents
加速度検出方法Info
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- JPS6033056A JPS6033056A JP14158683A JP14158683A JPS6033056A JP S6033056 A JPS6033056 A JP S6033056A JP 14158683 A JP14158683 A JP 14158683A JP 14158683 A JP14158683 A JP 14158683A JP S6033056 A JPS6033056 A JP S6033056A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- crystal resonator
- oscillation circuit
- axis direction
- force
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- 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
- G01P15/097—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 by vibratory elements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
本発明は加速度を測定する加速度センサに関するもので
ある。
ある。
従来の加速度センサの一例として、亜鈴を片持梁などに
て支持し、加速度による片持梁のひずみを抵抗線ひずみ
計などを用いて電気抵抗の変化に変換し測定していた。
て支持し、加速度による片持梁のひずみを抵抗線ひずみ
計などを用いて電気抵抗の変化に変換し測定していた。
このように電気抵抗を測定するため抵抗線ひずみ計を交
換するときなどは電気抵抗の調整が難しく、互換性に乏
しかった。また微小な加速度の検出精度が悪いという欠
点もあった。さらに加速度の情報をコンピュータなどに
接続する場合、Ａ−Ｄ変換器が必要であった。
換するときなどは電気抵抗の調整が難しく、互換性に乏
しかった。また微小な加速度の検出精度が悪いという欠
点もあった。さらに加速度の情報をコンピュータなどに
接続する場合、Ａ−Ｄ変換器が必要であった。
本発明は上記欠点を除失するものであり、互換性に優れ
、検出精度が高く、直接デジタル処β１（が可能な加速
度センサを提供するものである。
、検出精度が高く、直接デジタル処β１（が可能な加速
度センサを提供するものである。
以下本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１〜２図において、１は基体であるセラミック基板で
あり、導電ペーストにより入カバターン２ａ、２ｈ、出
カバターン２Ｃ１保持パターン２ｄ、２ｇが設けである
。３は圧電振動子であるＡＴカットの水晶振動子であり
、厚みすべり振動を行うものである。水晶振動子３は長
手方向がＸ ＪＩＳＩＩ方向と一致する短冊型をしてお
り、両生面に駆動電極４，４が形成しである。５，５は
保持バネであり、リン青銅、ステンレス鋼などから形成
されており、一端は水晶振動子乙の駆動電極４．４のそ
れぞれに導通状態に固着され、他端は基板１の保持パタ
ーン２ｄ、２ｇのそれぞれに導通状態に固着され、水晶
振動子３を片持保持するものである。６は水晶振動子３
の自由端に固着された係合片である。７は水晶振動子３
の係合片６と基板１の取付ねじ８との間に張設された支
持部材であり、ワイヤ７αとバネ７ｂとからなり、中間
部に質ｉｆｔｍの重錘９を支持している。本実施例では
水晶振動子３は湿気などの影響を受けにくくするため、
保持バネ５，５．係合片６を含めてテフロンコーティン
グされている。１０は集積回路素子であり、水晶振動子
３の発振回路を含んでおり、基板１にダイボンディング
され各パターン２α〜２ｔとワイヤボンディングされて
いる。集積回路素子１０はモールド材１１によりモール
ドされている第３図は発振回路の一例としてのＣＭＯＢ
発振回路であり、１２はＣＭＯＳインバータ、１３は抵
抗、１４は負荷容量である。
あり、導電ペーストにより入カバターン２ａ、２ｈ、出
カバターン２Ｃ１保持パターン２ｄ、２ｇが設けである
。３は圧電振動子であるＡＴカットの水晶振動子であり
、厚みすべり振動を行うものである。水晶振動子３は長
手方向がＸ ＪＩＳＩＩ方向と一致する短冊型をしてお
り、両生面に駆動電極４，４が形成しである。５，５は
保持バネであり、リン青銅、ステンレス鋼などから形成
されており、一端は水晶振動子乙の駆動電極４．４のそ
れぞれに導通状態に固着され、他端は基板１の保持パタ
ーン２ｄ、２ｇのそれぞれに導通状態に固着され、水晶
振動子３を片持保持するものである。６は水晶振動子３
の自由端に固着された係合片である。７は水晶振動子３
の係合片６と基板１の取付ねじ８との間に張設された支
持部材であり、ワイヤ７αとバネ７ｂとからなり、中間
部に質ｉｆｔｍの重錘９を支持している。本実施例では
水晶振動子３は湿気などの影響を受けにくくするため、
保持バネ５，５．係合片６を含めてテフロンコーティン
グされている。１０は集積回路素子であり、水晶振動子
３の発振回路を含んでおり、基板１にダイボンディング
され各パターン２α〜２ｔとワイヤボンディングされて
いる。集積回路素子１０はモールド材１１によりモール
ドされている第３図は発振回路の一例としてのＣＭＯＢ
発振回路であり、１２はＣＭＯＳインバータ、１３は抵
抗、１４は負荷容量である。
第４図はＡＴカット水晶振動子に外力を加えたときの共
振周波数の変化率を示している。直線１５は水晶振動子
にＸ軸方向に押力を加えた場合を示し、約０，１〜０．
２ Ｐ Ｐ Ｍ ／ ｔの変化率を示している。また直
線１６は水晶振動子に２軸方向に押力を加えた場合を示
し、約−０，０６ＰＰＭ／ｆの変化率を示している。
振周波数の変化率を示している。直線１５は水晶振動子
にＸ軸方向に押力を加えた場合を示し、約０，１〜０．
２ Ｐ Ｐ Ｍ ／ ｔの変化率を示している。また直
線１６は水晶振動子に２軸方向に押力を加えた場合を示
し、約−０，０６ＰＰＭ／ｆの変化率を示している。
つぎに加速度の測定について述べる。加速度が０のとき
の水晶振動子３の発振回路の出力周波数をｆｏとする。
の水晶振動子３の発振回路の出力周波数をｆｏとする。
そして本発明の加速度センサがＸ軸方向に加速度αにて
移動する物体に取付けられると、質量が惧の重錘９には
Ｆ−怖αの力が−Ｘ軸方向に作用する。このため支持部
材７のワイヤ７ａの張力はバネ７ｈの張力から上記の力
Ｆをひいたものとなる。このようにして水晶振動子３に
加わる張力が減少する。ＡＴカットの水晶振動子は第′
４図示のようにＸ軸方向に押力が加わると共振周波数は
増加するため、上記のように張力が減少すると換言する
と押力か増加すると共振周波数は増加し、ｆｏ＋Δｆと
なる。また加速度が反対方向すなわち−Ｘ軸方向に作用
する場合には重錘９にはＦ ＝ ｍαの力がＸ軸方向に
作用する。このため支持部材７のワイヤ７αの張力はバ
ネ７ｈの張力と上記の力Ｆとを加えたものとなり、水晶
振動子３に加わる張力が増加する。このように張力が増
加すると換言すると押力が減少すると水晶振動子３の共
振周波数は減少し、ｆｏ−Δｆとなる。このようにして
加速度を水晶振動子６を用いた発振器の出力周波数とし
であるいは出力周波数の変化として測定するのである。
移動する物体に取付けられると、質量が惧の重錘９には
Ｆ−怖αの力が−Ｘ軸方向に作用する。このため支持部
材７のワイヤ７ａの張力はバネ７ｈの張力から上記の力
Ｆをひいたものとなる。このようにして水晶振動子３に
加わる張力が減少する。ＡＴカットの水晶振動子は第′
４図示のようにＸ軸方向に押力が加わると共振周波数は
増加するため、上記のように張力が減少すると換言する
と押力か増加すると共振周波数は増加し、ｆｏ＋Δｆと
なる。また加速度が反対方向すなわち−Ｘ軸方向に作用
する場合には重錘９にはＦ ＝ ｍαの力がＸ軸方向に
作用する。このため支持部材７のワイヤ７αの張力はバ
ネ７ｈの張力と上記の力Ｆとを加えたものとなり、水晶
振動子３に加わる張力が増加する。このように張力が増
加すると換言すると押力が減少すると水晶振動子３の共
振周波数は減少し、ｆｏ−Δｆとなる。このようにして
加速度を水晶振動子６を用いた発振器の出力周波数とし
であるいは出力周波数の変化として測定するのである。
このため微小な加速度でも高精度に測定できる。また本
発明の加速度センサは互換性に優れ、加速度の計測値の
再現性にも優れている。そしてＡ −Ｄ変換器なしでマ
イクロコンピュータ−に接続できる。さらに消費電力は
極めて小さい。
発明の加速度センサは互換性に優れ、加速度の計測値の
再現性にも優れている。そしてＡ −Ｄ変換器なしでマ
イクロコンピュータ−に接続できる。さらに消費電力は
極めて小さい。
なお圧電振動子としてＡＴカット水晶振動子を用いたが
、力を印加することにより共振周波数が変化するものな
ら他の圧電材料を用し）たもσ）でもよい。
、力を印加することにより共振周波数が変化するものな
ら他の圧電材料を用し）たもσ）でもよい。
また重錘９は一方向のみ移動可能なようにガイドするよ
うにしてもよい。そして三次元高交円’、 ４４Ｎの軸
方向に各々加速度センサを設置し、各ｌ１ｑｂ方１句の
加速度を計測することもできる。
うにしてもよい。そして三次元高交円’、 ４４Ｎの軸
方向に各々加速度センサを設置し、各ｌ１ｑｂ方１句の
加速度を計測することもできる。
さらに支持部材はワイヤとノ（ネとから構成したが一体
としてもよく、また一体の支持部材に１α接重錐をかし
めて固着してもよい。そして支持ｆｆ１（Ｕを２′軸方
向に連結すると、出力周波数のハク力ＩＩ 。
としてもよく、また一体の支持部材に１α接重錐をかし
めて固着してもよい。そして支持ｆｆ１（Ｕを２′軸方
向に連結すると、出力周波数のハク力ＩＩ 。
減少は本例とは逆になる。
以上述べたように本発明によれば、高＊１１度な力ｌ速
度カ測定できる。また加速度センサ（ま互１灸ｆＪＥＫ
優れ、データの再現性もよし）。そしてＡ −Ｄ変Ｊ５
４器なしでデータをマイクロコンピユータ−に４，２続
できる。さらに極めて低消費電力であるなどの効果を奏
する。
度カ測定できる。また加速度センサ（ま互１灸ｆＪＥＫ
優れ、データの再現性もよし）。そしてＡ −Ｄ変Ｊ５
４器なしでデータをマイクロコンピユータ−に４，２続
できる。さらに極めて低消費電力であるなどの効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第１図番ま”Ｉ’ Ｕ
ｎ図、第２図は正面図、第３図は発振回路図、第４１−
１図はＡＴカット水晶振動子にＸ軸 ２／軸方向に力を
印加したときの共振周波数変化率を示すグラフである。 １・・・・・・基 板 ３・・・・・・水晶振動子 ７・・・・・・支持部材 ７α・・・ワイヤ ７ｂ・・・バ ネ ９・・・・・・重 錘 １０・・・集積＠路素子 １２・・・ＣＭＯＳインバータ １３・・・抵 抗 １４・・・負荷容量 以 上 出願人 株式会社 精工台 代理人 弁理士 最上 務４ｈ
ｎ図、第２図は正面図、第３図は発振回路図、第４１−
１図はＡＴカット水晶振動子にＸ軸 ２／軸方向に力を
印加したときの共振周波数変化率を示すグラフである。 １・・・・・・基 板 ３・・・・・・水晶振動子 ７・・・・・・支持部材 ７α・・・ワイヤ ７ｂ・・・バ ネ ９・・・・・・重 錘 １０・・・集積＠路素子 １２・・・ＣＭＯＳインバータ １３・・・抵 抗 １４・・・負荷容量 以 上 出願人 株式会社 精工台 代理人 弁理士 最上 務４ｈ
Claims (1)
- （１）基体上に保持された圧電振動子と、上記基体と上
記圧電素子との間に張設された支持部材と、 この支持部材に装着された重錘と、 上記圧電振動子の発振回路とを具備し、上記発振回路の
出力周波数によって加速度の測定を行うことを特徴とす
る加速度センサ。 （２、特許請求の範囲第１項において、圧電振動子はＡ
Ｔカット水晶振動子であり、支持部材は水晶のＸ軸方向
に張設しであることを特徴とする加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158683A JPS6033056A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 加速度検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158683A JPS6033056A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 加速度検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6033056A true JPS6033056A (ja) | 1985-02-20 |
| JPH0236188B2 JPH0236188B2 (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=15295444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14158683A Granted JPS6033056A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 加速度検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033056A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433662U (ja) * | 1987-08-18 | 1989-03-02 | ||
| JPH02124560U (ja) * | 1989-03-25 | 1990-10-15 | ||
| JP2009236899A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honeywell Internatl Inc | 振動環境における性能が改善された振動梁加速度計 |
| JP2011530700A (ja) * | 2008-08-06 | 2011-12-22 | クオーツ サイズミック センサーズ，インク． | 高分解能のデジタル地震及び重力センサ及び方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0412274U (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-31 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269283U (ja) * | 1975-11-18 | 1977-05-23 | ||
| JPS54153660A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Vortex flowmeter |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP14158683A patent/JPS6033056A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269283U (ja) * | 1975-11-18 | 1977-05-23 | ||
| JPS54153660A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Vortex flowmeter |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6433662U (ja) * | 1987-08-18 | 1989-03-02 | ||
| JPH02124560U (ja) * | 1989-03-25 | 1990-10-15 | ||
| JP2009236899A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Honeywell Internatl Inc | 振動環境における性能が改善された振動梁加速度計 |
| JP2011530700A (ja) * | 2008-08-06 | 2011-12-22 | クオーツ サイズミック センサーズ，インク． | 高分解能のデジタル地震及び重力センサ及び方法 |
| US8616054B2 (en) | 2008-08-06 | 2013-12-31 | Quartz Seismic Sensors, Inc. | High-resolution digital seismic and gravity sensor and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0236188B2 (ja) | 1990-08-15 |
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