JPS62115327A - Multifunctional sensor device - Google Patents

Multifunctional sensor device

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JPS62115327A
JPS62115327A JP25375085A JP25375085A JPS62115327A JP S62115327 A JPS62115327 A JP S62115327A JP 25375085 A JP25375085 A JP 25375085A JP 25375085 A JP25375085 A JP 25375085A JP S62115327 A JPS62115327 A JP S62115327A
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sensor
semiconductor strain
sensors
thin film
output
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Abstract

PURPOSE:To detect information from plural information sources by a single sensor by inflecting a thin film where a semiconductor strain sensor is stuck according to external pressure. CONSTITUTION:A silicon substrate 4 is fitted and fixed on a discoid fitting base 1 across a spacer 3 and a couple of semiconductor strain sensors 6a and 6b are arranged at specific positions on the top surface of the thick part 5 of the substrate. A cylindrical case 8 is fitted around the base body 1 and a mesh-shaped cover 9 is fitted on the top surface side of the case. When the thin film 5 is applied with pressure externally, the thin film 5 flexes corresponding to the external pressure and the sensors 6 and 6b stuck thereupon expand or contract according to the quantity of inflection to vary in resistance value. The variation is detected to know the value of the pressure applied to a sensor 10. Then, the sensor 10 is usable as a pickup device for vibration detection and also as a normal microphone and a temperature sensor.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は工場内に設置された各種製造機器などから出
る振動や、工場内の音声、さらにはm器使用中における
機器の温度などを半導体センサーで検出することのでき
る多機能センサー装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention uses semiconductors to detect vibrations emitted from various manufacturing equipment installed in a factory, sounds in the factory, and even the temperature of equipment during use. The present invention relates to a multifunctional sensor device capable of detecting with a sensor.

[従来の技術] 例えば、工場内に設置された工業用の製造機器から発す
る振動や、そのうちの特殊な周波数領域の振動、さらに
はその製造機器の温度などを計測する場合には、一般に
それぞれの計測目的に応じたセンサーを使用することが
多い。
[Prior art] For example, when measuring vibrations emitted from industrial manufacturing equipment installed in a factory, vibrations in special frequency ranges, and even the temperature of the manufacturing equipment, it is generally necessary to Sensors are often used depending on the measurement purpose.

製造機器から発する振動や、そのうちの特殊な周波数領
域の振動を検出したり、現場の従業員の会話などを集音
するには、コンデンサーマイクが使用され、その場合に
も使用1」的に応じた周波数特性のコンデンサーマイク
が使用される。
Condenser microphones are used to detect vibrations emitted by manufacturing equipment, vibrations in special frequency ranges, and to collect sounds such as conversations of on-site employees. A condenser microphone with different frequency characteristics is used.

同様に、製造機器の稼動中における温度を測定する場合
には温度センサーが使用される。
Similarly, temperature sensors are used to measure the temperature of manufacturing equipment during operation.

[発明が解決しようとする問題点] このように、従来では、検出目的に応じたセンサーを個
々に配して、必要とする情報をピックアップしている。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, conventionally, sensors are individually arranged according to the purpose of detection to pick up the necessary information.

そのため、情報源が多いような場合には情報源の数だけ
センサーを設置する必要があり、その管理も大変である
Therefore, when there are many information sources, it is necessary to install as many sensors as there are information sources, and managing them is also difficult.

また、このような場所で使用するセンサーとして、上述
のようなコンデンサーマイクを使用する場合には、工場
内で発生する塵埃や、製造機器から飛散する油などがコ
ンデンサーマイクに刺着することがあるから、これによ
って、マイクの特性が劣化したり、マイクの寿命を著し
く低下させる原因となっている。
In addition, when using a condenser microphone like the one mentioned above as a sensor in such a place, dust generated in the factory or oil splashed from manufacturing equipment may stick to the condenser microphone. This causes the characteristics of the microphone to deteriorate and the life of the microphone to be significantly shortened.

そこで、この発明では屯−のセンサーで上述した複数の
情報源からの情報を検出できるようにすると共に、塵埃
や、油が付着してもその検出特性に影響のない多機を上
型センサー装置を提供するものである。
Therefore, in this invention, the upper sensor is capable of detecting information from the multiple information sources mentioned above, and the upper sensor is equipped with a multi-sensor that does not affect the detection characteristics even if dust or oil adheres to it. It provides:

[問題点を解決するための手段] 上述の問題点を解決するために、この発明では後述する
半導体歪センサーの特性を巧みに利用して、多m fl
センサー装置が構成される。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present invention skillfully utilizes the characteristics of a semiconductor strain sensor, which will be described later.
A sensor device is configured.

すなわち、この発明に係る多機1歳ンサー装置は、一対
の半導体歪センサーが薄膜上の所定位置にそれぞれ配置
され、外部圧力による上記薄膜のたわみに対応して上記
半導体歪センサーの歪量が変化するようになされると共
に、これら一対の半導体歪センサーがブリッジ接続され
、そのブリッジ回路の2出力端子より、上記半導体歪セ
ンサーの歪量に対応したセンサー出力が得られ、このセ
ンサー出力がセンサーアンプを介して出力されるように
なされ、上記半導体歪センサーを含む回路系に生ずる電
圧変動より上記半導体歪センサーの置かれた場所の雰囲
気温度が検出されるようになしたものである。
That is, in the multi-machine sensor device according to the present invention, a pair of semiconductor strain sensors are respectively arranged at predetermined positions on a thin film, and the amount of strain of the semiconductor strain sensor changes in response to the deflection of the thin film due to external pressure. At the same time, these pair of semiconductor strain sensors are connected in a bridge, and a sensor output corresponding to the amount of strain of the semiconductor strain sensor is obtained from the two output terminals of the bridge circuit, and this sensor output is connected to a sensor amplifier. The ambient temperature at the location where the semiconductor strain sensor is placed can be detected from voltage fluctuations occurring in a circuit system including the semiconductor strain sensor.

[作用コ 半導体歪センサーを薄膜の所定位置に貼着してこの薄膜
を外部圧力に応じてたわませれば、これに応じて半導体
歪センサーの歪量が変化するので、多機1歳センサーを
圧力センサーとして41 tlAさせることができ、ま
たこのセンサーは塵埃や、油に強い性質を持ち、半導体
歪センサーや、薄膜上にこれらの微粒子が付着してもそ
の検出性七は殆ど影響されない。
[Operation] If a semiconductor strain sensor is attached to a predetermined position on a thin film and this thin film is deflected in response to external pressure, the amount of strain on the semiconductor strain sensor will change accordingly. can be used as a pressure sensor at 41 tlA, and this sensor is resistant to dust and oil, so even if these particles adhere to a semiconductor strain sensor or thin film, its detectability will hardly be affected.

さらに、この多It fffiセンサーはこれに加わる
外圧に比例したセンサー出力が得られるため、微小振動
から音響領域或はそれ以上の振動まで、約8ケタにわた
るダイナミックレンジを有して検出することができ、そ
の後のフィルター処理を適当に行うことにより、高範囲
の周波数領域の情報から必要な情報を個々に分離した状
態で、単一のセンサーから検出することができことにな
る。
Furthermore, this multi-Itffi sensor can obtain a sensor output proportional to the external pressure applied to it, so it can detect anything from minute vibrations to vibrations in the acoustic range or beyond, with a dynamic range of about 8 digits. By appropriately performing subsequent filter processing, it is possible to separate the necessary information from the information in the high frequency range and detect it from a single sensor.

半導体歪センサーは温度特性を持つので、このセンサー
の抵抗変化をなんらかの手段を用いて検出できれば、こ
のセンサーが置かれた場所の雰囲気温度も、上述の情報
と同時に検出することができることになる。つまり、半
導体歪センサーは温度センサーとしても使用できる。
Since semiconductor strain sensors have temperature characteristics, if the resistance change of this sensor can be detected by some means, the ambient temperature of the place where this sensor is placed can also be detected at the same time as the above information. In other words, semiconductor strain sensors can also be used as temperature sensors.

このようにセンサー出力は多数の情報が玉畳した状7.
4で1’)られることになるので、このセンサー出力を
利用すれば、多機イ七のセンサー装置を構成できる。
In this way, the sensor output is like a collection of many pieces of information7.
4 and 1'), so if this sensor output is used, a multi-sensor device can be constructed.

[実施例] 第1図はこの発明に係る多機膏センサー装置に使用して
好適な多機1歳センサー10の一例を示す要部の断面図
であって、円板状の取付は基台l上にはスペイサ−3を
介してシリコン基板4が取付は固定される。基板4は第
2図に示すように、この例では直方形状をなし、そのほ
ぼ中央部に円形状の肉薄部5が形成され、これがスタイ
ラスとして機濠するようになされる。そのため、肉薄部
5の厚みは3〜5ル程度の厚さに、肉薄部5の直径は1
〜2mm程度に選定される。
[Example] Fig. 1 is a cross-sectional view of the main parts showing an example of a multi-machine 1-year-old sensor 10 suitable for use in a multi-machine sensor device according to the present invention. A silicon substrate 4 is mounted and fixed on the top of the substrate 1 via a spacer 3. As shown in FIG. 2, the substrate 4 has a rectangular parallelepiped shape in this example, and a circular thin portion 5 is formed approximately in the center thereof, and this is adapted to function as a stylus. Therefore, the thickness of the thin wall portion 5 is approximately 3 to 5 mm, and the diameter of the thin wall portion 5 is 1 mm.
The thickness is selected to be approximately 2 mm.

肉薄部5は上面側に位置するようにその取付は位置が選
定される。
The mounting position is selected so that the thin portion 5 is located on the upper surface side.

肉薄部5の上面の所定の位置には、この例では一対の半
導体歪センサー6a、6bが取着されるが、これらセン
サー6a、6bは肉薄部5の質量に対して無視し得るに
ト分な質量に選定される。
In this example, a pair of semiconductor strain sensors 6a and 6b are attached to predetermined positions on the upper surface of the thin part 5, but these sensors 6a and 6b make up a negligible amount of the mass of the thin part 5. The mass is selected as follows.

基台1の外周にはセンサー6a、6bを保護するだめに
1円筒状のケース8が挿着され、その1面側にメツシュ
状のカバー9が取り付けられている。
A cylindrical case 8 is inserted into the outer periphery of the base 1 to protect the sensors 6a and 6b, and a mesh-like cover 9 is attached to one side of the case 8.

なお、a−dはセンサー6a、6bの出力端子ビンを示
す、基台1に設けられた孔2は肉薄Fr!65の内面と
ケース8の外部とが空気的に連通ずるようにするためで
ある。従って、第1図の例は無指向性型に構成した場合
である。
Note that a to d indicate the output terminal bins of the sensors 6a and 6b, and the hole 2 provided in the base 1 is made of thin Fr! This is to allow air communication between the inner surface of the case 65 and the outside of the case 8. Therefore, the example shown in FIG. 1 is a case of an omnidirectional configuration.

さて、このように構成された多機能センサー10におい
て、gi膜5に対して外部から圧力が加わると、外部圧
力に対応して薄膜5がたわむ。
Now, in the multifunctional sensor 10 configured in this way, when pressure is applied to the gi membrane 5 from the outside, the thin membrane 5 bends in response to the external pressure.

薄膜5がたわむと、これに貼着されたセンサー6a、6
bがそのたわみ量に応じて伸縮し、それに伴なってセン
サー6a、6bの抵抗値が変化することになる。この変
化分を検出すれば、多機f@センサー10に加わる外圧
の大きさが分かる。
When the thin film 5 bends, the sensors 6a, 6 attached to it
b expands and contracts in accordance with the amount of deflection, and the resistance values of the sensors 6a and 6b change accordingly. By detecting this change, the magnitude of the external pressure applied to the multi-function f@ sensor 10 can be determined.

第3図はセンサー出力を得るためのブリッジ回路11の
一例を示す。
FIG. 3 shows an example of the bridge circuit 11 for obtaining sensor output.

この例では、端子、IL、0間及びす、c間に上述した
センサー6a、6bが接続され、端子a、d間及びす、
d間にはそれぞれ固定の抵抗器Ra。
In this example, the sensors 6a and 6b described above are connected between the terminals IL and 0 and between the terminals A and C, and between the terminals A and D and between the
A fixed resistor Ra is provided between the terminals d and d.

Rbが接続され、外圧が印加されない状態で堅衡するよ
うに予め調整されている。
Rb is connected and adjusted in advance to be stable when no external pressure is applied.

このブリッジ構成では1例えば、センサー6aが正圧を
検出した場合には、他方のセンサー6bは負圧を検出す
るように、第1図のセンサー取付は位置が選定される。
In this bridge configuration, the positions of the sensors shown in FIG. 1 are selected so that, for example, when sensor 6a detects positive pressure, the other sensor 6b detects negative pressure.

端子a、b間には第6図に示すような定電流回路50が
接続される。
A constant current circuit 50 as shown in FIG. 6 is connected between terminals a and b.

第4図は多機簡センサー10を使用した多機衡センサー
装置20の一例を示す。
FIG. 4 shows an example of a multi-equipment sensor device 20 using the multi-equipment sensor 10.

ブリッジ回路11の出力端子c、dに得られるセンサー
出力はそれぞれ第1の正転アンプ21.22を介して第
2のセンサーアンプ23に供給される。
The sensor outputs obtained at output terminals c and d of the bridge circuit 11 are supplied to the second sensor amplifier 23 via the first normal rotation amplifiers 21 and 22, respectively.

センサーアンプ23は図示するように、縦統接続された
一対の比較器24.25で構成され、終段のアンプ25
にはオフセット調整用のボリュウムVRが設けられる。
As shown in the figure, the sensor amplifier 23 is composed of a pair of comparators 24 and 25 connected in series, and the final stage amplifier 25
is provided with a volume VR for offset adjustment.

センサーアンプ23の出力端子25には多R71センサ
ー10に加わる外圧に対応した交流電圧Vdが出力され
る。この交流電圧は微小外圧から許容外圧までに対応す
る出力となっており、上述17たように、工場内に設置
された製造機械にこのセンサーが設けられている場合に
は、この製造機械から発する振動を始めとして、もろも
ろの圧力音に対応した信号が検出されることになる。
An AC voltage Vd corresponding to the external pressure applied to the multi-R71 sensor 10 is output to the output terminal 25 of the sensor amplifier 23. This AC voltage is an output that corresponds to a range from minute external pressure to permissible external pressure, and as mentioned in 17 above, if this sensor is installed in a manufacturing machine installed in a factory, the output from this manufacturing machine is Signals corresponding to various pressure sounds including vibrations will be detected.

従って、この交流電圧Vdを目的に応じてフィルタリン
グ処理すれば、目的の信号のみを検出できることになる
Therefore, if this AC voltage Vd is filtered according to the purpose, only the target signal can be detected.

例えば、製造機械の振動周波数が数10Hz以下である
場合には、そのような周波数領域を通過させるフィルタ
を接続すれば、その領域の信号のみをピックアップでき
るし、製造機械周辺の音声をピックアップしたい場合に
は、50Hz〜3KHz程度のフィルタを使用すれば、
音声信号のみを選択的に検出することができる。
For example, if the vibration frequency of a manufacturing machine is several tens of Hz or less, by connecting a filter that passes that frequency range, you can pick up only the signals in that range, or if you want to pick up the sounds around the manufacturing machine. If you use a filter of about 50Hz to 3KHz,
Only audio signals can be selectively detected.

ある特定の狭い周波数領域の信号を検出したい場合には
それなりのフィルタを使用すれば、[1的の信号を検出
できることは容易に理解できる。
It is easy to understand that if you want to detect a signal in a certain narrow frequency range, you can detect a single signal by using a suitable filter.

このような場合には、検出すべき周波数領域が狭いため
に、得られる交流電圧の変動も小さくなり、このままで
は分解圭が低下する1分解圭を高めるためには、第5図
に示すような回路を付加すればよい。
In such a case, since the frequency range to be detected is narrow, the variation in the obtained AC voltage will also be small, and if this continues, the decomposition value will decrease.In order to increase the 1 decomposition value, as shown in Figure 5. Just add a circuit.

第5図において、37は差動アンプで、その一端子には
上述した交流電圧Vdと共に、所定の基準電圧(負の電
圧)Vrが供給される。
In FIG. 5, 37 is a differential amplifier, one terminal of which is supplied with a predetermined reference voltage (negative voltage) Vr as well as the above-mentioned AC voltage Vd.

そのために、基準電圧源31が設けられる。これは、抵
抗器31Aとツェナーダイオード31Bで構成され、こ
れより得られた電圧はフィルタ32、調整用の抵抗器3
3及びリレ一式のスイッチ回路35を介して上述の一端
子に供給される。
For this purpose, a reference voltage source 31 is provided. This is composed of a resistor 31A and a Zener diode 31B, and the voltage obtained from this is passed through a filter 32 and an adjustment resistor 3.
3 and a relay set switch circuit 35 to the above-mentioned one terminal.

スイッチ回路35は高い分解境を必要とするときに、手
動若しくは自動的にオン側に制御される。端子36には
そのための制御電圧が供給される。
The switch circuit 35 is controlled to be turned on manually or automatically when a high resolution threshold is required. A control voltage for this purpose is supplied to the terminal 36.

その結果、差動アンプ37の一端子には、(Vd−Vr
)の差電圧が供給され、従ってこの差電圧が差動増幅さ
れ、その出力がフィルタ38にて帯域制限される。制限
すべき周波数領域は目的に応じて定められる。
As a result, one terminal of the differential amplifier 37 has (Vd-Vr
) is supplied, this differential voltage is differentially amplified, and its output is band-limited by the filter 38. The frequency range to be limited is determined depending on the purpose.

このように差電圧を使用すれば、交流電圧■dと基準電
圧Vrとの差が増幅されるので、必要な周波数領域内で
変化する微小変動を拡大して検出することができるから
1分解源を高くすることができる。
By using the differential voltage in this way, the difference between the AC voltage ■d and the reference voltage Vr is amplified, so minute fluctuations that change within the required frequency range can be magnified and detected. can be made higher.

フィルタ38の出力は必要に応じてインバータ39にて
位相反転され、この位相反転出力とフィルタ38の出力
とがスイッチ40にて選択されて出力端子41に出力さ
れる。スイッチ40は手動でも、自動でもよい。
The output of the filter 38 is phase inverted by an inverter 39 as required, and this phase inverted output and the output of the filter 38 are selected by a switch 40 and output to an output terminal 41. Switch 40 may be manual or automatic.

なお、第3図に示すブリッジ回路11において、センサ
ー6a若しくは6bは抵抗器Rb若しくはRaと入れ換
えてもよい、その場合には、センサー6a、6bのいづ
れも正圧若しくは負圧を検出できるように、第1図のセ
ンサー取付は位置が選定される。
In the bridge circuit 11 shown in FIG. 3, the sensor 6a or 6b may be replaced with a resistor Rb or Ra. In that case, both the sensors 6a and 6b can detect positive pressure or negative pressure. , the location of the sensor mounting shown in FIG. 1 is selected.

第6図は定電流回路50の一例を示す構成図である。定
電流回路50を設けるのは次のような理由に基く。
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of the constant current circuit 50. The reason for providing the constant current circuit 50 is as follows.

半導体歪センサーは周知のように、温度特性をもち、温
度によってセンサーの歪特性、従ってセンサーの抵抗値
が変化するから、温度補償しない限り、温度依存性のな
いセンサー出力を得ることができない。
As is well known, semiconductor strain sensors have temperature characteristics, and the strain characteristics of the sensor, and therefore the resistance value of the sensor, change depending on the temperature. Therefore, unless temperature compensation is performed, it is not possible to obtain a sensor output that is independent of temperature.

そのため、ブリッジ回路11に定TrL流回路50を接
続して、温度によってセンサーの抵抗値が変化しても端
子c、dから得られるセンサー出力(it圧)が変化し
ないように工夫されている。
Therefore, a constant TrL flow circuit 50 is connected to the bridge circuit 11 so that the sensor output (it pressure) obtained from the terminals c and d does not change even if the resistance value of the sensor changes depending on the temperature.

第6図において、51は基準電圧源であって、この基準
電圧vOがフィルタ52を介して電圧比較器53の子端
子に供給され、その一端子には負電源−Bが抵抗器54
を介して供給される。そして、この一端子が第3図に示
すブリッジ回路11のb端子に接続される。
In FIG. 6, 51 is a reference voltage source, and this reference voltage vO is supplied to a child terminal of a voltage comparator 53 via a filter 52, and a negative power source -B is connected to one terminal of the voltage comparator 53 through a resistor 54.
Supplied via. This one terminal is connected to the b terminal of the bridge circuit 11 shown in FIG.

また、電圧比較器53の出力はバー、ファ用のトランジ
スターQに供給され、そのエミッタ出力がブリッジ回路
11のa端子に供給される。
Further, the output of the voltage comparator 53 is supplied to the transistors Q for bar and fa, and the emitter output thereof is supplied to the a terminal of the bridge circuit 11.

この構成において、温度が変化してセンサー6a、6b
の抵抗値が変化すると、ブリッジ回路11のb端子に流
れる電流が変動する。この電流変化分が抵抗器54によ
って電圧変動分に変換され、これが基準電圧と比較され
て、その差分に比例してトランジスターQのエミッタ電
圧が変動する。
In this configuration, the temperature changes and the sensors 6a, 6b
When the resistance value changes, the current flowing to the b terminal of the bridge circuit 11 changes. This current change is converted into a voltage change by the resistor 54, which is compared with a reference voltage, and the emitter voltage of the transistor Q changes in proportion to the difference.

例えば、センサーの抵抗値が小さくなると、比較器53
の比較出力が大きくなって、エミッタ電圧が高くなり、
これに伴なってa端子の供給電圧を上昇させるから、端
子a、b間に流れる電流が一定となり、端子c、dには
温度変化に影響されないセンサー出力を得ることができ
る。
For example, when the resistance value of the sensor becomes smaller, the comparator 53
The comparative output of becomes larger, the emitter voltage becomes higher,
In conjunction with this, the voltage supplied to terminal a is increased, so that the current flowing between terminals a and b becomes constant, and sensor outputs that are unaffected by temperature changes can be obtained at terminals c and d.

ところで、第6図に示す定電流回路50において、比較
器53の一端子に得られる電圧はセンサー6a、6bの
温度変化に対応したものであるから、この電圧変動はセ
ンサー6a、6bの置かれた場所の雰囲気温度を正確に
反映したものとなっている。
By the way, in the constant current circuit 50 shown in FIG. 6, since the voltage obtained at one terminal of the comparator 53 corresponds to the temperature change of the sensors 6a and 6b, this voltage fluctuation is due to the placement of the sensors 6a and 6b. It accurately reflects the atmospheric temperature at the location.

そこで、比較器53の一端子に得られる電圧を検出すれ
ば、センサー6a、6bの置かれた場所の雰囲気温度を
測定することができることになる。具体的には、比較器
53の一端子に得られる電圧を、電圧一温度変換用の変
換奏(特に1図示せず)に供給し、その出力で温度表示
用のメーター等を駆動すれば、センサー6a、6bの置
かれた場所の雰囲気温度も同時に測定できる。
Therefore, by detecting the voltage obtained at one terminal of the comparator 53, it is possible to measure the ambient temperature at the location where the sensors 6a and 6b are placed. Specifically, if the voltage obtained at one terminal of the comparator 53 is supplied to a converter (particularly one not shown) for voltage-to-temperature conversion, and the output is used to drive a temperature display meter, etc. The ambient temperature at the location where the sensors 6a and 6b are placed can also be measured at the same time.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明の構成によれば外部圧力
の検出素子として、半導体歪センサーを使用したので、
次のような特徴を有する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the configuration of the present invention, a semiconductor strain sensor is used as an external pressure detection element, so that
It has the following characteristics.

まず、半導体歪センサーは塵埃や、油に強い性質を持ち
、半導体歪センサーや薄膜に微粒子が付着してもその検
出性能は殆ど影響されない、これに対し、周知のように
コンデンサーマイクを使用する場合には、工場内で発生
する塵埃や、製造機器からs!、散する油などがコンデ
ンサーマイクに付着すると、これによって、マイクの特
性が劣化したり、マイクの寿命を著しく低下させる原因
となっている。
First, semiconductor strain sensors are resistant to dust and oil, and their detection performance is hardly affected even if particles adhere to the semiconductor strain sensor or thin film.In contrast, when using a condenser microphone, as is well known, Dust generated in the factory and s! from manufacturing equipment. If spilled oil or the like adheres to a condenser microphone, this can deteriorate the characteristics of the microphone and significantly shorten the life of the microphone.

このようなことから使用環境条件の悪い場所での使用に
1−分耐えることができる特徴を有する。
For this reason, it has the characteristic of being able to withstand use for 1 minute in places with poor usage environmental conditions.

さらに、このセンサーはこれを薄膜に貼着することによ
って、多機能センサーが圧力センサーとしてJa を駈
し、これに加わる外圧に比例したセンサー出力が得られ
るため、微小振動から音響領域の振動、若しくはそれ以
上の振動領域まで、広い範囲に亙って検出することがで
き、そのためフィルター処理を適当に行うことにより、
高範囲の周波数領域の情報から必要な情報を個々に分離
した状態で、単一のセンサーから検出することができこ
とになる。
Furthermore, by attaching this to a thin film, this multifunctional sensor can act as a pressure sensor, and a sensor output proportional to the external pressure applied to it can be obtained. It is possible to detect vibrations over a wide range, even beyond that range, and by performing appropriate filter processing,
This means that the necessary information can be separated from the information in a high frequency range and detected from a single sensor.

従って、振動検出用のピックアップ装置として使用でき
ると共に、通常のマイクロフォンとしても使用できる。
Therefore, it can be used not only as a pickup device for vibration detection, but also as a normal microphone.

さらに、半導体歪センサーは温度特性を持つので、この
センサーの抵抗変化をなんらかの手段を用いて検出する
ことによって、このセンサーが置かれた場所の雰囲気温
度を、上述の情報と同時に検出することができることに
なる。つまり、半導体歪センサーを温度センサーとして
も使用できる。
Furthermore, since the semiconductor strain sensor has temperature characteristics, by detecting the resistance change of this sensor using some means, it is possible to simultaneously detect the ambient temperature of the place where this sensor is placed and the above information. become. In other words, the semiconductor strain sensor can also be used as a temperature sensor.

このようにセンサー出力は多数の情報が重畳した状態で
得られることになるので、このセンサー出力を使用目的
に応じて回路的に処理すれば、単一のセンサーを使用し
て、多機能のセンサー装置を構成できる特徴を有する。
In this way, the sensor output is obtained with a large amount of superimposed information, so if you process this sensor output in a circuit according to the purpose of use, you can use a single sensor to create a multi-functional sensor. It has the feature of being able to configure a device.

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

第1図は多機能センサーの一例を示す要部の断面図、第
2図はその平面図、第3図は多機能センサーを使用した
ブリッジ回路の接続図、第4図及び第5図はそれぞれ多
機能センサー装置の一例を示す接続図、第6図は定電流
回路の一例を示す接続図である。 Vd・・・センサー出力   4・・・シリコン基板6
a、6b・・・半導体歪センサー 10・・・多at tmセンサー 11・・・ブリッジ
回路20・・・多機能センサー装置
Figure 1 is a cross-sectional view of the main parts of an example of a multi-function sensor, Figure 2 is its plan view, Figure 3 is a connection diagram of a bridge circuit using the multi-function sensor, Figures 4 and 5 are respectively A connection diagram showing an example of a multifunctional sensor device, and FIG. 6 is a connection diagram showing an example of a constant current circuit. Vd...Sensor output 4...Silicon substrate 6
a, 6b...Semiconductor strain sensor 10...Multi-ATTM sensor 11...Bridge circuit 20...Multi-function sensor device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一対の半導体歪センサーが薄膜上の所定位置にそれぞれ
配置され、音、振動等の外部圧力による上記薄膜のたわ
みに対応して上記半導体歪センサーの抵抗が変化するよ
うになされ、これら一対の半導体歪センサーがブリッジ
接続され、そのブリッジ回路の2出力端子より、上記半
導体歪センサーの歪量によって生じる抵抗変化に対応し
たセンサー出力が得られ、このセンサー出力がセンサー
アンプを介して外部圧力の変化として出力されると共に
、上記半導体歪センサーの温度の変化に伴なう抵抗変化
を検出する回路系に生ずる電圧変動より上記半導体歪セ
ンサーの置かれた場所の雰囲気温度も検出されるように
したことを特徴とする多機能センサー装置。
A pair of semiconductor strain sensors are arranged at predetermined positions on the thin film, and the resistance of the semiconductor strain sensor changes in response to the deflection of the thin film due to external pressure such as sound or vibration. The sensors are bridge-connected, and the two output terminals of the bridge circuit provide a sensor output corresponding to the resistance change caused by the amount of strain in the semiconductor strain sensor, and this sensor output is output as a change in external pressure via the sensor amplifier. In addition, the atmospheric temperature at the location where the semiconductor strain sensor is placed is also detected from voltage fluctuations occurring in a circuit system that detects a change in resistance due to a change in temperature of the semiconductor strain sensor. A multifunctional sensor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004289802A (en) * 2003-03-06 2004-10-14 Denso Corp Low-pass filter and semiconductor pressure sensor device using the same
KR101298301B1 (en) * 2011-09-23 2013-08-20 삼성전기주식회사 Device for measuring temperature

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JPS5015669A (en) * 1973-06-12 1975-02-19

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