JPS631975A - 加速度センサ - Google Patents

加速度センサ

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JPS631975A
JPS631975A JP61144472A JP14447286A JPS631975A JP S631975 A JPS631975 A JP S631975A JP 61144472 A JP61144472 A JP 61144472A JP 14447286 A JP14447286 A JP 14447286A JP S631975 A JPS631975 A JP S631975A
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JP
Japan
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magnet
hall
space
acceleration sensor
output
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JP61144472A
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English (en)
Inventor
Shinichi Io
猪尾 伸一
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Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Atsugi Motor Parts Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS631975A publication Critical patent/JPS631975A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring 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
    • G01P15/105Measuring 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 magnetically sensitive devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/01Vibration
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/03Hall effect

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はカロ速度センサに関する。
従来の技術 自動車のサスペンションやその1mの機能部品袈1tl
lJ 61して、安全性、操縦性・安定性あるいは乗心
地性等を高める九めf、走行時における本体の上下・左
右・前後の方向の加速度を検出する所謂加速センサとし
ては、例えば特開昭52−49871号公報に示さ7”
Litものがある。この加速度センサは、i体の上下・
左右・前後のうちのある一つの方向の加速度によって永
久磁石乞変位させ、この永久磁石の変位tホール素子と
してのホールICの起可力の変化に変換てるようになっ
ている。
発明がノ袢決しようとてる問題点 しかしながら、このような従来の加速度センサにありc
は、ホールICに内蔵さnた単体ホール菓子に作用′f
ろ永久磁石の磁束の向きが一方向に設足さγしているの
で、永久(庭石のある一つの向きの変位、具体的には前
後方向のうちの前向きの変位または後向きの変位によっ
て、単体ホール素子に生じるホール起電力の向きが一つ
になっている。
しかも、ホールエCは温度依存性が強いために、加速度
センサの設置場所の雰囲気温度の変化によって、永久磁
石の同一変位に対しても起電力にばらつきを生じる。こ
の之め、雰囲気温度の変化に応じて起電カケ補正する必
要がある。しかし、この起電力の補正を行なう之めの補
正回路は、温度v′rIL気に変換てる温度センサとこ
nの出力を基準にホールICの起電圧t11正する手段
とから構成されるので、回路構成が複雑になるばかりで
なく。
小形かつ軽量を望まnる加速度センサ内に組込むことか
ら、加速度センサ自体が高価になる。
問題点を解決する九めの手段 このような問題点を解決でるために、この発明は、ケ・
−シングVc揺動自在に支持した磁石と、この磁石の磁
束に応じて出力信号が変化する複数の磁気感応素子とン
備え、この複数の磁気感応素子ケ前記磁石の変位によっ
て〃いに逆向きの出力信号を発生する配列にし九構成に
しである。
作用 複数の磁気感応素子が磁石の変位によって互いに逆向き
の出力信号を生じるから、設置場所の雰囲気温度による
出力信号のばらつきケ互いに打消し什う作用をする。
実施例 以下、この発明の′実施例〉図面に基づいて詳述てろ。
第1〜7図において、1は合成樹脂のような非磁性材か
らなる筒状のケーシングであって、その内部には、2つ
の空間2.3が隔壁4によって図中左右に隔成さnてい
る。この2つの空間2,3のうちの一方の空間2内には
、−個の永久磁石5が配置さnlこの永久磁石5は一方
の空間20図中上下方向に配置されるリン青銅のような
非磁性材からなる板状の片持はり部材6の上部に固定さ
nており、その磁極N、8は片持はり部材6の板厚方向
(左右方向)両側方に位置さ−r+、″′Cいる。この
片持はり部材6の上部の板厚方向両側面それぞnには、
非磁性材製のウェイト7.8が固定さnlこのウェイト
7.8は永久磁石3夕抱持して固定している。この片持
はり部材6の下端は一方の空間2の下部間ロケ密閉する
蓋体9の内面の左右方向略中夫部に固定さnている。こ
の蓋体9の内面には、片持はり部材6の板厚方向両側に
おいて、左右障壁部10.11が配置・形成さnている
−方の空間2内にはダンパオイル12が封入さnている
。まt前記北方の空間3内には磁気感応素子としてのリ
ニアタイプの複数のホールICl3゜14と、この複数
のホールICl3.14の起電力を増11!ljる演算
増幅装置15が格納配置されている。この複数のホール
IC!13.14各々は、一つの単体ホール菓子16.
17および図外の信号処理回路とが半導体結晶中に集積
さ几て構成さnている。この0数のホールICl3.1
4は、隔壁4の永久磁石5に近接配置さnp部分に取付
けら八ていると共に、片持はり部材60図中左右方向(
板厚方向)への几わみによる永久磁石6の矢印X方向ま
たは矢印Y方向への変位によって互いに逆向きの起′1
カケ発生する配列になっていて、第6図に示すような出
力特性ケ持っている。つまり、複数のホールエC13,
14の単体ホール素子16,17そnぞ几に素子電流を
逆向きに流しておき、片持はり部材6が左右方向の外力
Y受げずに第5図に示すように直立している場合には。
永久磁石5の磁束Φが各単体ホール素子16.17のホ
ール効果ヶ生じる磁束作用方向に対して90“ずnてお
り、この状態が各単体ホール菓子16゜17に作用する
磁束密度101に設定さ扛ている。
この磁束密度10′σ〕状態から片持はり部材6に左向
きσ〕外力がかかり、永久磁石5が第5図の実線位置か
ら父方向に移動して一点鎖線で示τ位It 1A11に
変位てろと、複数のホールICl3.14&)41体ホ
ール素子16.17そnぞ几に永久磁石5の磁束Φが下
向きにかかり(直交磁界が下向きにかかり)、複数のホ
ールIa13,14そnぞnからは、136図に磁束密
度1−1領域での符号a1g&!で示す逆向きσ〕出力
特性が得らnるようになっている。こnとを工逆に、前
記磁束密度101の状態から片持&エリ部材6に右向き
の外力がかかり、永久磁石5が第5図σ)実線位置から
Y方向VC移動して仮想線で示f位貢側に変位すると、
複数のホールTO13,14の単体ホール素子1fl、
17をそrしぞ7″LVr永久磁石50出束Φが上向き
にかかり(直交磁界か土向きにかかり)、複数のホール
rc13゜14そnぞnからは、第6図に磁束密度1+
1領域での符号’ I + ’ lで示−「逆向きの出
力特性が得ら几ろようになつ℃いろ。前記演算増幅装置
15は、(11方の(fit H,−It s内の隔嗜
4と対向する側壁1aに取付けらn−Cホール丁CI3
.14と電気的に接続さnている。つまり第7図に示す
よう(で、演算増幅装置15は2つの演算増幅器18.
19を備え、第1段の演算増幅器18の反転入力端一に
は、−方のホールIC13(第6図の符号a、で示す出
力特性を有する)の出力端および電源zOに接続さnた
可変抵抗器21の可動接点2121そnぞ几が接続され
ている。この第1段の演算増幅器18の非反転入力端+
はプルダウン抵抗R,Y介して接地さnでいろ、この第
1段の演算増幅器18には抵抗R,によって負帰還がか
けらnでいろと共に、その出力端は第2段の演算増幅器
19の非反転入力端子に接続さnている。この第2段の
演算増幅器190反転入力端一には、他方σ〕ホールI
C14(第6図σ)符号a!で示す出力特性な有する)
の出力端およびプルダウン抵抗R8それぞ几が接続さn
ている。この第2段の演算増幅器19には抵抗R4によ
って正帰還がかけらnlいる。したがって、この演算増
幅装置i15は可変抵抗器21を調整操作−[ることに
よって、複数のホールICl3.14の起電力を入力と
てろ差動増幅回路に構成さ几ている。
ま几、MITi己ケーシング1における一0iIl壁1
bの一方の空間2と対応でる部分には透視窓22が投げ
らrしている。この透視窓22に−は透明又は半透明な
覆蓋23が嵌殺状態で組付けらnている。このケーシン
グ1グ) −[1壁1bの透視窓220周縁mKは、水
準目盛24.2Flが投げらnている。
他方、9聞2内ICは、ダンパオイル12の熱膨張によ
って一万〇)空1112が破壊さrしるの?防止でるた
めに気泡z6が封じ込めらnlおり、加速度センサを設
置するときに気泡26の位mV、上記水準目盛24ま九
は25に位置合わせることによって、加速度センサの加
速度検出方向と、実加速度入力方向との位置合せを行う
所謂水準器27になっている。このケーシング1の一9
111壁1bにおける他方の空間3と対応する部分には
、加速度センサの出力、つまりホールICl3.14の
磁束密度IQI状態での演算増幅装置15の出力がI□
lのときに点灯する調整用の表示灯28が設げらnてい
る。
以上の実施例構造によルば、皿体の上下・左右・前後の
うちのある一つの方向の加速度によって、片持はり部材
6がX方向の向きとY方向の向きとに念わむように、ケ
ーシング1を車体の所定部分に、水準目盛24.25と
気泡26とからなる水重器27によってケーシングの水
平を採りながら取付ける。−方、ホールIC!13 、
14と演算増幅装[15とに通電し、図外の操作杆によ
って可変抵抗器21の可動接点21aを摺動操作して、
表示灯28を点灯させるように、加速度センサの出力−
11’allA整を行なう、すると、自動車の加速。
制m、上下揺動あるいは左右方向への傾き等によって加
速度が生じt場合、この加速度が片持はり部材6に作用
し工、該片持はり部材6の上部(自由端部)が蓋体9と
の連接部分Z中心として九わみ、永久磁石5がX方向ま
たはY方向に変位し、直交磁界が永久磁石5からホール
ICl3.14の単体ホール素子16 、17&C作用
して、該ホールrc13,14の起電力に基づいて演算
増幅装@isの出力11111Saに所要の電気出力が
得らnるのである、この際、第6図に仮想線で示す高温
時の特性あるいは点線で示す低温時の特性から明らかな
ように、加速度センサの設置場所の雰囲気温度の変化に
よつτ、ホールICl3.14の起電力は、永久磁石5
の同一変位、即ち同一の磁束密度B、に対してもその値
がEl、 P 、(高温時)、”’ t * E4 (
低温時)とばらつく。しかしながら、この起電力E、〜
E4のばらつきは、複数のホールICl3.14が互い
に逆向きの出力特性になっているので、この複数のホー
ルICl3,14の出力を差動増幅する増演増幅装[1
5の出力端からは、前記温度変化に伴なう誤差の除去さ
几之真の電気出力が取り出せろ。ま念、−方の空間2内
にはダンパオイル12が封入さnているので、瞬間的な
加速度の変化に関しては、ダンパオイル12が片持はり
部材6のたわみへの減衰力として作用するので、加速度
センサの応答性が安定する。しかもウェイト7.8によ
って片持はり部材6のたわみ瞳が適正に調整さnている
ま友前記実施例においてはケーシング1に付lた水準目
盛24.25と一方の空間2内に封じ込めらnる気泡2
6とからなる水準器27を例示したものを図示して説明
したけれども、第1図に仮想線で示すように、透明容器
29内に気泡30が形成さnるように液体ヶ封入してな
る水準器31!ケーシング1の外周面に取付けても同様
の効果がある。
さらに1a合により′Cは、図示は省略するが、ホール
素子は単体ホール素子だけで構成することもできる。こ
の場合にはホールICの信号処理回路!4 は演算増幅装置内に組付けてもよい、また、他の磁気感
応素子例えば、磁気抵抗素子等を用いることもで鎗ろ。
発明の効果 以上のように本発明によnば、複数の磁気感応素子を磁
石の変位によって互いに逆向きの出力信号!発生でる配
列にしであるので、雰囲気温度の変化によって、磁石の
同一変位に対する出力信号のばらつきを、〃いに打消し
合うことができる。
この結果、温度依存在の強い磁気感応素子Y便うことに
よって生じる温度センサとこ几の出力を基準に侮気惑応
菓子の出力信号を修正てる手段とからなる回路構成の複
雑な出力信号の補旧回路t′41略てることができる。
したがって加速度センサを安価に提供できる新規な効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示″f全体斜視図、第2
図は第1図のll−1線に沿う断面図、第3図は@2図
の■−■線に沿う断面図、第4図レエ第2図σ)N−’
N線に沿う断面図、第5図はこの発明の作用説明図、第
6図はホールrcの磁束密度と起電力との関係を示す出
力特性図、第7図はホールICと演′纂増幅器との電気
回路図である。 1・・・ケーシング、5・・・永久磁石(磁石)、13
゜I4・・・ホールIC(磁気感応素子)、16 、1
7・・・単体ホール素子(磁気感応素子)。 外2名 第6図 砿f?、乞 夏 (Guss ) 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  ケーシングに揺動自在に支持した磁石と、この磁石の
    磁束に応じて出力信号が変化する複数の磁気感応素子と
    、を備え、この複数の磁気感応素子を前記磁石の変位に
    よつて互いに逆向きの出力信号を発生する配列にしたこ
    とを特徴とする加速度センサ。
JP61144472A 1986-06-20 1986-06-20 加速度センサ Pending JPS631975A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61144472A JPS631975A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 加速度センサ
US07/063,263 US4870864A (en) 1986-06-20 1987-06-17 Accelerometer
DE8787108798T DE3781472T2 (de) 1986-06-20 1987-06-19 Beschleunigungsmesser.
EP87108798A EP0251069B1 (en) 1986-06-20 1987-06-19 Accelerometer

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JP61144472A JPS631975A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 加速度センサ

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JPS631975A true JPS631975A (ja) 1988-01-06

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ID=15363085

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