JPWO2009123022A1 - 加速度センサ装置及びセンサネットワークシステム - Google Patents

Abstract

消費する消費電力を低下させ、かつ上記圧電センサ、圧電バイモルフを用いることなくセンサ自体を小型化できる構成の加速度センサ及びセンサネットワークシステムを提供する。本発明の加速度センサ装置は、導体と、この導体に対して相対的に運動するエレクトレットとからなり、電気エネルギーと運動エネルギーとを変換する静電誘導型変換素子である加速度センサを備える加速度センサ装置であり、加速度センサの出力する交流電圧から、加速度に応じた信号を検出する加速度検出部と、交流電圧を整流する整流部と、装置内の回路を動作させるバッテリを有し、整流された直流電圧を電気エネルギーとして該バッテリに充電する電源回路とを有する。

Description

本発明は、運動エネルギーと電気エネルギーとの変換を行う静電誘導型素子である、導体に対して相対的に変位するエレクトレットを備える静電誘導型加速度センサを用いた加速度センサ装置と、該加速度センサ装置を利用したセンサネットワークシステムに関する。

従来、加速度を検出する加速度センサとしては、重りを載せた圧電素子を金属製ハウジング底部に取り付け、外部から印加される加速度により、重りに慣性力を発生させる。これにより、圧電素子に対して重りの慣性力により応力が与えられ、この与えられた応力に応じて圧電素子が発生する電圧値から、電圧値を加速度に換算して加速度を測定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、上記加速度センサにおける重りを載せた圧電素子を、それぞれ検出する加速度方向が直行するように配置し、３次元方向ｘ、ｙ、ｚの全ての方向の加速度を検出できるようにした多軸の加速度センサも作製されている（例えば、特許文献２参照）。

上記加速度センサは、両面を導電性を有する金属膜を付着させてメタライズ化した矩形状の圧電セラミック板を、それぞれの平面が対向するように、直接または金属板を介して貼り合わせた、いわゆる圧電バイモルフを使用している。
この圧電バイモルフの長尺方向の端部のいずれか一端をフレームなどに固定し、その他端を自由端としたものである。
この状態で圧電バイモルフの厚み方向（圧電セラミック板の主面である平面に対して垂直方向）に加速度が加わると、圧電バイモルフが撓み、この撓み量に対応した電圧が圧電バイモルフ両側の電極に発生する。そして、この電圧の電圧値の大きさにより、圧電バイモルフに印加された加速度を検知する。

上記圧電バイモルフの主面方向が直交する２方向に向けて取り付ける構成（例えば、特許文献３参照）や、単一の圧電バイモルフ等のセンサ素子を任意の方向に向くように回路基板に搭載した加速度センサが作製される。この加速度センサを複数個組み合わせることにより、さまざまな方向の加速度の検知を可能にした構成もある(例えば、特許文献４参照)。
さらに、印加される加速度によって、対向電極との位置が相対的に変化する慣性質量板を用い、この慣性質量板の位置の変化に対応、すなわち対向電極と慣性質量板との間の静電容量の変化に基づいて、慣性質量板に印加された加速度を検出する構成もある（例えば、特許文献５参照）。

一方、複数の場所に分散配置したセンサを無線通信技術によって相互接続した、いわゆるワイヤレス（無線）センサネットワークが近年において注目されている。
上記ワイヤレスネットワークシステムにおいては、各々のセンサが検出する物理量を、電気信号に変換するセンサ回路と、データの蓄積や診断機能、送受信機能を有する無線回路を組み合わせたセンサノードが無線によってネットワーク化されている。
このワイヤレスネットワークが提供するトポロジーやネットワーク制御機能、セキュリティー機能により、極めて大規模、広範囲なセンシングシステムを容易に構築できる。
そして、上述したワイヤレスネットワークシステムは、大規模な化学プラントの設備モニターや、道路や橋、ダムなどの構造物の保全、がけ崩れの予測などに利用することができる。

ワイヤレスセンサネットワークは、その利便性、拡張性、ネットワークの敷設が困難な場所への敷設容易性など、無線であることの特質を利用している。
そのため、上記各センサノードに対し、電源を外部から有線で供給することはできない。このため、一般的には各センサノードの各々は、内部回路などの機能を動作させる電力源として、それぞれ電池を内蔵する必要がある。
また、センサノードの設置場所は、その用途から考えると電池交換が困難な場所が多く、電池の長寿命化が課題である。

そのため、低消費電力化のひとつの手段として、無線通信の同期化などによる通信タイミングの制御があげられている（例えば、非特許文献１の第４章参照）。
また、他の低消費電力化の方策として、センサ回路によるセンシングや無線通信のタイミングなどに対し、柔軟な間欠動作制御をおこなう方法もある（例えば、特許文献６参照）。

特開昭６４−４１８６５号公報 実開平１−１１２４６８号公報 特開平３−１５６３７５号公報 特開平０８−１５３０２号公報 特開２００７−３３３６１８号公報 特開２００８−２８４９９号公報 「ユビキタスセンサーネットワークの実現に向けて最終報告」における第３章「ユビキタスセンサーネットワークの将来ビジョン」、http://www.soumu.go.jp/s-news/2004/040806_4_b2.html、総務省、平成１６年７月、（２００８年３月６日アクセス）

しかしながら、異常振動を確実かつ迅速に検知するためには、その異常振動により印加される加速度を検知するセンサを、常にアクティブな状態に維持している必要がある。このため、上述したワイヤレスセンサーネットワークにおける各センサノードの内部回路が常に消費する電力量により、内蔵する電池の電力が使用される。この電力の消費が、センサノードに内蔵されている電池の寿命を延ばすための低消費電力化を抑制している。
また、上述した加速度センサそのものについても、圧電センサ、圧電バイモルフを用いたセンサは加速度を慣性力として検知するために重りが必要となり、センサを小型化できない欠点がある。
さらに、上述した慣性質量板を用いるセンサにあっては、予め慣性質量板及び対向電極間に電位を印加しておく必要があり、センサ構造の複雑さを招いている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、消費する消費電力を低下させ、かつ上記圧電センサ、圧電バイモルフを用いることなくセンサ自体を小型化できる構成の加速度センサ及びセンサネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明の加速度センサ装置は、導体（例えば、実施形態における電極１２、１３）と相対的に運動するエレクトレット（例えば、実施形態におけるエレクトレット１１）からなり、電気エネルギーと運動エネルギーとを変換する静電誘導型変換素子である加速度センサ（例えば、実施形態における加速度センサ１）を備える加速度センサ装置であり、前記加速度センサの出力する交流電圧から、加速度に応じた信号を検出する加速度検出部（例えば、実施形態におけるコンパレータ５及び検出部７）と、前記交流電圧を整流する整流部（例えば、本実施形態における整流部２）と、装置内の回路を動作させるバッテリ（例えば、本実施形態における電源部３）とを有し、整流された直流電圧を電気エネルギーとして該バッテリに充電する電源回路とを有することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度検出部があらかじめ設定された閾値電圧と、前記加速度センサから出力され、整流した電圧の電圧値とを比較し、前記閾値電圧を超えると異常を通知する異常信号を出力する異常振動検知回路（例えば、実施形態におけるコンパレータ５）を有することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度検出部が異常振動をトリガとし前記異常振動検知回路から出力される前記異常信号により起動し、前記加速度に応じた信号の記録を開始し、予め設定されたタイミングで記録を終了する記録回路をさらに有することを特徴とする。
本発明の加速度センサ装置は、前記加速度検出部が異常振動をトリガとし前記異常振動検知回路から出力される前記異常信号により起動し、前記加速度に応じた信号の記録を開始し、前記異常振動検知回路が異常振動の終了を検出し、異常振動終了信号を出力し、前記異常振動終了信号により、前記加速度に応じた信号の記録を停止する記録回路をさらに有することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記異常振動が記録すべき振動か否かを、周波数と周波数に対応したスペクトル強度からなる予め設定されている参照振動パターンと、前記加速度に応じた信号の周波数に対応したスペクトル強度からなる対象振動パターンとを比較し、この比較結果により前記加速度に応じた信号の記録を行うか否かの判定を行う判定部をさらに有することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記判定部が前記参照振動パターン各の周波数と周波数のスペクトル強度から求めた、周波数毎にスペクトル強度の上限値及び下限値を有する設定範囲を有し、前記対象振動パターンの周波数毎のスペクトル強度が、前記設定範囲に含まれるか否かの比較結果により、前記加速度に応じた信号の記録を行うか否かの判定を行うことを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記判定部が予め設定された時間幅毎に、前記加速度に応じた信号の電圧の周波数と当該周波数に対応するスペクトル強度を求めるフーリエ変換を行うことを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度検出部が異常信号の開始から異常終了までの前記加速度に応じた信号の電圧の電圧値を内部に記憶し、前記判定部が前記時間幅毎に、順次、前記加速度に応じた信号の電圧の電圧値を前記時刻幅に対応する時刻範囲毎に読みだし、フーリエ変換して対象振動パターンを生成することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記判定部に予め設定される設定範囲が、予め設定された期間に取得された環境における外乱の振動に起因する参照振動パターンから生成されていることを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記異常振動検知回路が異常振動の終了を検出し、異常振動終了信号を出力し、前記記録回路が前記異常振動終了信号により、前記加速度に応じた信号の記録を停止することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料が有機材料からなることを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料が少なくとも１種類のシクロオレフィンポリマーを含むことを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料がフッ素系ポリマーからなることを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料が、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体より構成されることを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記記録回路が前記加速度の数値を検出する数値検出用加速度センサをさらに有することを特徴とする。

本発明の加速度センサ装置は、前記数値検出用加速度センサが、前記加速度センサより高精度であることを特徴とする。

本発明の無線センサネットワークは、複数のセンサノードと、該センサノードが検出したデータを収集するデータ収集サーバとを有する無線センサネットワークであり、上記いずれかの前記加速度センサ装置に無線通信機能を組み込んだセンサノードを、少なくとも一つ含むことを特徴とする。

本発明の広域異常振動記録システムは、上記無線センサーネットワークを用い、前記センサノードを上記いずれかの前記加速度センサ装置とし、複数地点の異常振動を記録することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、電気エネルギーと運動エネルギーとを変換する静電誘導型変換素子であり、導体と相対的に運動するエレクトレットを備える加速度センサを用いることにより、様々な方向の加速度の検知を単純な構造で実現することができる。
また、本発明によれば、上記加速度センサから出力される、印加される加速度に応じて出力される電気信号により、当該加速度を検知するとともに、この電気信号により発電を行い、得られた電気エネルギをバッテリに充電し、自身の各回路の駆動電力として活用することにより、電池寿命を従来に比較して延ばすことが可能となる。

また、本発明によれば、エレクトレットにて構成された加速度センサにて異常振動が検出された場合にのみ、すなわち加速度値を検出する必要のある場合のみに、記録回路を起動する構成であるため、電池寿命に影響を及ぼす回路ブロックの追加を行うことなく、バッテリの電力を消費する加速度の数値検出を行う記録回路及び内部回路を制御する制御部（ＣＰＵ等）の間歇動作制御を行うことができ、常にセンシング状態を維持させつつバッテリの従来例に比較して長寿命化を実現することができる。

本発明の第１の実施形態による加速度センサ装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１及び第２の実施形態における加速度センサ１の構造を説明する、加速度センサ１を側面から見た概念図である。 図１における整流部２の回路構成例を示す概念図である。 図１の変換回路４の回路構成例を示す概念図である。 加速度センサ１の出力する出力電圧波形を示す波形図である。 変換回路４の出力する出力電圧波形を示す波形図である。 コンパレータ５の出力する出力電圧波形を示す波形図である。 第１の実施形態による加速度センサ装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による加速度センサ装置の構成例を示すブロック図である。 図９におけるリミット回路９の回路構成例を示す概念図である。 リミット回路９の出力する出力電圧波形を示す波形図である。 コンパレータ５の出力する出力電圧波形を示す波形図である。 制御部６における常態振動及び異常振動それぞれの期間における消費電力制御による消費電力の状態を示す波形図である。 図９の実施形態による加速度センサ装置の変更例を示すブロック図である。 図１４の加速度センサ装置の動作を説明する概念図である。 図１４に示す加速度センサ装置の動作例を示すフローチャートである。 第１及び第２の実施形態による加速度センサ装置により、２次元の振動を計測する加速度センサの配置を示す概念図である。 第１及び第２の実施形態による加速度センサ装置により、２次元の振動を計測する加速度センサの配置を示す概念図である。 第１及び第２の実施形態による加速度センサ装置により、３次元の振動を計測する加速度センサの配置を示す概念図である。 第１及び第２の実施形態による加速度センサ装置を用いたワイアレスセンサネットワークシステムの構成例を示す概念図である。

符号の説明

１…加速度センサ
２…整流部
３…電源部
４…変換回路
５…コンパレータ
６…制御部
７…検出部
８…記録部
９…リミット回路
１１…エレクトレット
１２，１３…電極板
１４，Ｒ１，Ｒ２、９０１，９０２，９０３…抵抗
９０９，９１０，９１１，９１５，９１６…抵抗
９０６，９１２，ＯＰ１…オペアンプ
９０４，９０５，９０７，９０８，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４…ダイオード
９１３，９１４…ツェナーダイオード
９１７…コンデンサ

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態による加速度センサ装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態による加速度センサ装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、本実施形態による加速度センサ装置は、加速度センサ１、整流部２、電源部３、変換回路４、コンパレータ５、制御部６、検出部７及び記録部８を有している。ここで、電源部３から各部に対して動作電源Ｖｄｄが供給されている。
図２は、加速度センサ１を側面から見た概念図である。上記加速度センサ１は、運動エネルギを電気エネルギに変換する静電誘導型変換素子であり、導電体の電極板１２及び１３各々が板の平面が平行しかつ対向するよう離間して配置されている。また、この対向する空間に板状のエレクトレット１１が、同様に、電極板１２及び１３それぞれの板の平面に対して平行になるように配置されている。

ここで、エレクトレット１１に対向する少なくとも一方の電極板、すなわち電極板１２あるいは１３のいずれかが、矢印Ｒ方向（電極板の平面部が、エレクトレット１１の平面部に対して平行移動する方向）に、エレクトレット１１に対して相対的に運動できるように、図示しない平行運動機構に対して、電極板１２及び１３のいずれかが固定されて構成されている。このとき、エレクトレット１１はいずれの電極板に固定されていても良い。
図２において、例えば、エレクトレット１１は、下部平面１１ｂにて電極板１２上部平面１２ａに固定され、上部平面１１ａが電極板１３の下部平面１３ｂと対向するように配置されている。ここで、電極板１２及び１３とは、抵抗１４を介して接続されている。
この抵抗は１４は加速度センサ１の次段以降に接続されている負荷抵抗を意味している。

また、エレクトレット１１は、絶縁材料に対して電荷（図２においては負の電荷）を注入して形成されている。エレクトレット１１への電荷の注入には、液体接触、コロナ放電、電子ビーム、バック・ライテッド・サイラトロンなど公知の方法を用いることができる。
上述した構成により、電極板１３をエレクトレット１１に対し、矢印Ｒ方向に相対的に運動させることができる。ここで、電極板１３とエレクトレット１１の対向する面の各々が平行移動できるように移動可能に構成されている。そして、この相対的な運動によってエレクトレット１１に注入された電荷（図２では負電荷）により、電極板１３に対して、エレクトレット１１に注入されている電荷と極性が逆の電荷（図２では正電荷）が静電誘導される。この結果、電極板１３とエレクトレット１１との相対運動の距離に比例した電流が抵抗１４に流れる。抵抗１４に電流が流れることで、抵抗１４の端子間において、この抵抗１４の抵抗値と、流れる電流の電流値とにより電圧が生成される。これにより、本実施形態における加速度センサが加速度に対応して平行移動する運動エネルギを、電気エネルギである電圧値に変換し、この電圧値を検出結果として出力する静電誘導型変換素子のサンサとして機能する。

次に、図１の整流部２は、図３に示すように、ダイオードＤ１〜Ｄ４で構成されたダイオードブリッジと、このダイオードブリッジの出力端子Ｔ５及びＴ６間に設けられた平滑用のコンデンサＣhにより構成されている。
整流部２の入力端子Ｔ３及びＴ４各々に、それぞれ加速度センサ１の出力端子Ｔ１、Ｔ２が接続されている。
これにより、整流部２は、加速度センサ１から入力される、エレクトレット１１に対する電極板１３の相対運動の距離に応じた、すなわち電極板１３に印加される加速度に対応した交流電圧を整流し、かつ平滑して直流電圧として、電源部３へ出力する。

図１に戻り、電源部３は、内部にバッテリ（二次電池）を有しており、変換回路４、コンパレータ５、制御部６、検出部７及び記録部８に対し、それぞれの回路にて消費する駆動電力を供給する。また、電源部３は、充電回路を有しており、整流部２から供給される直流電圧をバッテリに対する充電に適した電圧に変換し、電気エネルギとして上記バッテリへ充電する。このため、加速度センサ１におけるエレクトレット１１は、正常と判定される加速度において発生する交流電圧の電圧値を、通常のバッテリに充電するのに十分な直流電圧が得られる数値として出力されるよう調整されている。

変換回路４は、図４に示すように抵抗Ｒ１（抵抗値ｒ１）及びＲ２（抵抗値ｒ２）により、整流部２から入力される直流電圧の電圧Ｖaを、分圧して、分圧電圧Ｖsを、
Ｖs＝Ｖa×｛ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）｝
とし、オペアンプＯＰ１からなるボルテージフォロア回路により、インピーダンス変換して出力する。また、抵抗Ｒ１及びＲ２は加速度センサ１の出力インピーダンスに対して高抵抗に設定されており、加速度センサ１にて発生した交流電圧を高い電圧として出力できるため、充電に用いる電気エネルギとして、効率的に電源回路３へ供給されるようにしている。

コンパレータ５は、変換回路４から入力される分圧電圧Ｖsと、予め設定されている設定電圧Ｖt（閾値）とを比較する。この比較結果において、コンパレータ５は、分圧電圧Ｖsが設定電圧Ｖt以下の場合に異常信号を「Ｌ」レベル（正常な範囲の加速度）にて出力し、分圧電圧Ｖsが設定電圧Ｖtを超える場合に異常信号を「Ｈ」レベル（異常な範囲の加速度）にて出力する。上記設定電圧Ｖtは、可変抵抗による分圧回路などにより構成された設定電圧生成回路（図示していない）により、異常とする加速度の大きさを変更する場合や、変換回路４における分圧比の調整に対応して任意に変更することができる。

制御部６は、コンパレータ５から出力される異常信号が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに遷移した場合、すなわち、異常な加速度（例えば、異常な早さの変化速度の振動により電極板１３に対して印加される加速度）が検出された場合、検出部７及び記録部８を起動させる。一方、異常信号が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに遷移した場合、すなわち、正常な加速度が検出された場合、制御部６は、記録終了信号を出力して、検出部７及び記録部８を停止させる。
あるいは、制御部６は、異常信号が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに遷移して、各回路を駆動状態とした後、予め設定されている測定時間経過後に、記録終了信号を出力して、検出部７及び記録部８を停止させるように構成されていても良い。

ここで、制御部６は、ＭＰＵ等が用いられており、上記異常信号がＩＲＱ（インタラプトリクエスト）端子に入力されている。また、制御部６は、自身も異常信号が「Ｌ」レベルにて入力されている場合、上記バッテリの電力を消費しないように停止状態（内部のＩＲＱ端子に入力されるとＭＰＵを起動する機能以外が停止状態）となっており、「Ｈ」レベルとなると起動するように構成されている。上記ＩＲＱ端子に「Ｈ」レベルの信号が入力されると割り込み処理が開始され、すなわち制御部６は起動状態となる。

検出部７は、Ａ／Ｄコンバータから構成されており、アナログ値である分圧電圧Ｖsの電圧値をデジタル値に変換し、変換結果のデジタルデータを記録部８へ出力する。
また、検出部７は、制御部６から起動制御の信号が入力されるまで、電源部３からの電力の供給が行なわれないように構成されている。すなわち、検出部７は、Ａ／Ｄコンバータに対する電力供給を、通常、スイッチ手段により切断している状態となっており、起動制御の信号が入力されるとスイッチ手段を接続し、電力供給を行う。一方、検出部７は、記録終了信号が入力されると、このスイッチ手段を切断状態として、Ａ／Ｄ変換器に対する電力の供給を停止する。

記録部８は、上記検出部７と同様に、内部回路に電力を供給する経路をスイッチ手段により切断、あるいは接続し、内部回路の駆動を制御する構成となっている。また、記録部８は、不揮発性メモリで構成された記憶部を有しており、起動されると検出部７から時系列に入力されるデジタルデータを順次上記付記発生メモリに時刻情報とともに書き込んで、加速度データを記録する。
すなわち、記録部８は、内部回路に対する電力供給を、通常、スイッチ手段により切断している状態となっている。また、記録部８は、起動制御の信号が入力されるとスイッチ手段を接続し、電力供給を行う。一方、記録部８は、記録終了信号が入力されると、このスイッチ手段を切断状態として、Ａ／Ｄ変換器に対する電力の供給を停止する。
上記、検出部７及び記録部８において、各スイッチ手段を動作させる制御回路は駆動状態となっている。

上述したように、本実施形態によれば、エレクトレット１１にて形成された加速度センサ１が検出した異常振動をトリガとし、停止していた検出部７及び記録部８を起動することができる。一方、本実施形態によれば、異常振動が終了すれば起動していた検出部７及び記録部８を停止することができる。このため、本実施形態によれば、検出部７及び記録部８を加速度のデータを取得する必要のある期間のみ駆動させることができ、一定間隔にて行う間欠動作に比較して、より検出部７及び記録部８の動作時間の割合を削減することが可能となり、バッテリの長寿命化を行うことができる。制御部６はＡ／Ｄコンバータ、異常信号を記録するのに十分な記憶容量のメモリを内蔵しているＭＰＵを使用してもよく、これにより回路の簡素化を行うことができる。

次に、第１の実施形態による加速度センサ装置の動作を図５、図６、図７及び図８を用いて説明する。図５は、加速度センサ１が印加された加速度に対応して出力する交流電圧を示しており、横軸が時刻を示し、縦軸が加速度センサ１の出力する電圧値を示している。図６は整流部２が出力する直流電圧を示しており、横軸が時刻を示し、縦軸が直流電圧の電圧値を示している。図７はコンパレータ５の出力（異常信号）を示しており、横軸が時刻を示し、縦軸が出力電圧の電圧値を示している。図８は、本実施形態における加速度センサ装置の動作例を示すフローチャートである。
自然に印加される振動（図５における常態振動の範囲）においても、発電に十分な電圧が加速度センサ１から出力されている。

図５に示す常態振動の時間範囲において、変換回路４から出力される分圧電圧Ｖsが、常態振動の場合予め設定した設定電圧Ｖt（閾値）を超えないため、コンパレータ５は、図７に示すように異常信号を、常態振動であり異常ではないことを示す「Ｌ」レベルを出力している（ステップＳ１）。
したがって、制御部６は自身の起動を行わないため、検出部７及び記録部８も停止状態が維持され、電力消費が抑制された状態となっている。
そして、コンパレータ５は、図７に示すように異常信号を、異常振動であり常態振動に比較して大きな加速度が印加されているか否かの判定を行う（ステップＳ２）。

次に、図５に示す異常振動の状態の範囲となると、変換回路４から出力される分圧電圧Ｖsが、予め設定した設定電圧Ｖt（閾値）を超える。このため、コンパレータ５は、図７に示すように異常信号を、異常振動であり常態振動に比較して大きな加速度が印加されていることを示す「Ｈ」レベルとして出力し、処理をステップＳ３へ進める。
異常信号が「Ｈ」レベルとなることにより、制御部６は、自身の起動を行い、起動制御する信号を出力して検出部７及び記録部８を起動する（ステップＳ３及びステップＳ４）。
そして、検出部７は、変換回路４から入力される、整流部２から入力される直流電圧の電圧Ｖaを分圧した分圧電圧ＶsをＡ／Ｄ変換し、変換されたデジタルデータを記録部８へ出力する。

これにより、記録部８は、入力されるデジタルデータを、内部の不揮発性メモリなどからなる記憶部に時刻毎に記憶させる（ステップＳ５）。
ここで、制御部８は、コンパレータ５から入力される異常信号が「Ｈ」レベルか「Ｌ」レベルかの判定を行う（ステップＳ６）。
そして、コンパレータ５は、図５に示すように異常振動から常態振動に振動のモードが変化し、変換回路４の出力する分圧電圧Ｖsが設定電圧Ｖt以下となることにより、図７に示すように異常信号を、異常信号を異常振動の常態における「Ｈ」レベルから、常態振動であり異常ではないことを示す「Ｌ」レベルに変化させる。
したがって、制御部６は、異常信号が「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化することにより、記録終了信号を出力して検出部７及び記録部８も停止状態とし（ステップＳ７及びステップＳ８）、自身も休止状態とし、電力消費が抑制された状態とする。
一方、制御部６は、異常信号が「Ｈ」レベルである場合、処理をステップＳ５に戻す。
また、制御部６は、異常信号が「Ｈ」レベルとなってから、すなわち自身が起動してからの時間をカウントする。そして、制御部６は、このカウント結果が設定されている測定時間を経過すると、記録終了信号を出力して、検出部７及び記録部８を停止させるようにしてもよい。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態による加速度センサ装置を図面を参照して説明する。図９は同実施形態による加速度センサ装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、本実施形態による加速度センサ装置は、加速度センサ１、整流部２、電源部３、コンパレータ５、制御部６、検出部７、記録部８及びリミット回路９を有している。図９において第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。以下、第１の実施形態と異なる構成及び動作について説明する。また、コンパレータ５及びリミット回路９には、内部のオペアンプ回路の動作のため、動作電圧Ｖｄｄと−Ｖｄｄとが電源部３より供給されている。
リミット回路９は、加速度センサ１から出力される交流電圧ｖaを検出範囲内となるように分圧し、正の信号パルスとしてコンパレータ５へ出力する。

すなわち、上記リミット回路９は、図１０に示すように、分圧回路、電圧リミッタ回路、半端整流回路及びクリップ回路により構成されている・
上記分圧回路は、抵抗９０１（抵抗値ｒ901）、抵抗９０２（抵抗値ｒ902）から構成され、加速度センサ１から入力される交流電圧ｖaを分圧し、分圧電圧ｖsを生成する。
ｖs＝ｖa×｛ｒ902／（ｒ901＋ｒ902）｝
ここで、抵抗９０１及び９０２は加速度センサ１の出力インピーダンスに対して高抵抗に設定され、交流電圧ｖaを精度良く分圧する。また、抵抗９０１、９０２は加速度センサ１の出力インピーダンスに対して高抵抗に設定され、加速度センサ１にて発生した電気エネルギが、効率的に電源回路３へ供給されるようにしている。

電圧リミッタ回路は、ダイオード９０４及び９０５から構成されており、ダイオードの順方向電圧降下電圧の幅の範囲内に上記交流電圧ｖｓの電圧値を制限する。
半波整流回路は、オペアンプ９０６、ダイオード９０７・９０８、コンデンサ９１７及び抵抗９０３（抵抗値ｒ９０３）・９０９（抵抗値ｒ９０９）・９１０・９１６から構成されており、交流電圧ｖｓは半波整流されると同時に抵抗９１６及びコンデンサ９１７がローパスフィルタとして動作し、不要なノイズが除去され、ｒ９０９／ｒ９０３の増幅率をもったパルス形状の直流電圧Ｖa’に変換して出力する。
クリップ回路は、抵抗９１１・９１５、オペアンプ９１２及びツェナーダイオード９１３・９１４から構成されており、上記直流電圧Ｖaを抵抗値９１１及び９１５により設定される増幅率により増幅し、ツェナーダイオード９１３・９１４の降伏電圧に対応した最大値及び最小値の範囲内にて、増幅された直流電圧Ｖa’の電圧値をクリップして電圧Ｖbとして、コンパレータ５に対して出力する。

また、検出部７は、第１の実施形態における検出部７と同様の構成であるが、加速度センサ１からの交流電圧ｖaを分圧した後、分圧した交流電圧ｖｓを直流電圧に変換した後、Ａ／Ｄ変換を行う機能が追加されている。また、この検出部７は、他の構成及び動作については、第１の実施形態における検出部７と同様である。

次に、第２の実施形態による加速度センサ装置の動作を図５、図６、図１１、図１２及び図１３を用いて説明する。図１１はリミット回路９の出力を示しており、横軸が時刻を示し、縦軸が出力電圧の電圧値を示している。図１２はコンパレータ５の出力（異常信号）を示しており、横軸が時刻を示し、縦軸が出力電圧の電圧値を示している。図１３は加速度センサ装置全体の消費電力を示すものであり、横軸が時刻を示し、縦軸が消費電力の電力値を示している。
自然に印加される振動（図５における常態振動の範囲）においても、発電に十分な電圧が加速度センサ１から出力されている。

図５に示す常態振動の時間範囲において、リミット回路９から出力される半波整流されたパルス形状の直流電圧Ｖbが、常態振動の場合予め設定した設定電圧Ｖt（閾値）を超えないため、コンパレータ５は、図１２に示すように、異常信号を常態振動であり異常ではないことを示す「Ｌ」レベルとして出力している。
したがって、制御部６は自身の起動を行わないため、検出部７及び記録部８も停止状態が維持され、図１３に示すように、加速度センサ装置の電力消費が抑制された状態となっている。

次に、時刻ｔ１において、図５に示す異常振動の状態の範囲となると、リミット回路９から出力される半波整流されたパルス形状の直流電圧Ｖbが、予め設定した設定電圧Ｖt（閾値）を超えるため、コンパレータ５は、異常信号を、異常振動であり常態振動に比較して大きな加速度が印加されていることを示す「Ｈ」レベルとして出力する。
異常信号が「Ｈ」レベルとなることにより、制御部６は自身の起動を行った後、起動制御する信号を出力して検出部７及び記録部８を起動する。

そして、検出部７は、変換回路４から入力される、整流部２から入力される直流電圧の電圧Ｖaを分圧した分圧電圧ＶsをＡ／Ｄ変換し、変換されたデジタルデータを記録部８へ出力する。
これにより、記録部８は、入力されるデジタルデータを、内部の不揮発性メモリなどからなる記憶部に時刻毎に記憶させる。このとき、図１３に示すように、加速度センサ装置の消費電力が稼働状態における電力消費量まで増加する。
そして、制御部６は、常態振動から異常信号に変化した際、すなわちコンパレータ５から出力される異常信号が「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化した際の時刻ｔ１からの時間をカウントし、カウントした時間が予め設定されている測定時間を超えるか否かを判定する。

次に、時刻ｔ２において、制御部６は、カウントしている時間が予め設定された測定時間を超えた場合、終了信号を出力し、検出部７及び記録部８の動作を停止させ、自身も休止状態とし、電力消費が抑制された状態とする。これにより、図１３に示すように加速度センサ装置の電力消費量が低下する。
また、コンパレータ５は、上述したカウントしている測定時間と関係なく、入力される図５に示す異常振動から常態振動に振動のモードが変化することにより、リミット回路９から出力される半波整流されたパルス形状の直流電圧Ｖbが設定電圧Ｖt以下となることにより、図１２に示すように異常信号を、異常振動の状態における「Ｈ」レベルから、常態振動であり異常ではないことを示す「Ｌ」レベルに変化させる。

＜第１及び第２の実施形態に対する追加機能＞
すでに述べたように、第１及び第２の実施形態における加速度センサ装置において、コンパレータ５は、加速度センサ１が与えられる加速度に対応して出力する電圧値（実際には比較可能に変換回路４により分圧された電圧値）と、予め閾値として設定されている設定電圧Ｖtとを比較し、加速度センサ１の出力する電圧値が設定電圧Ｖtを超えると、異常信号を出力している。
そして、制御部６は、停止状態から起動状態となり、検出部７及び記録部８に電源部３から電源の供給が開始される。これにより、検出部７は、加速度センサ１からの加速度に対応した電圧値を、デジタル値に変換して記録部８へ出力する。記録部８は、入力されるデジタルデータ（異常振動を記録した日時情報も含む）を内部の記憶部に対し、このデジタルデータを入力した時刻に対応して記録する。このデジタルデータの記録処理は、加速度センサ１から出力される電圧値が設定電圧Ｖt以下となると、制御部６が起動状態から停止状態に移行して終了する。

しかしながら、使用する環境に対応して異常振動の性質が異なり、加速度センサ１に加えられる加速度が異常の振動によるものなのか、あるいは正常な状態において突発的に加えられた振動、あるいは周囲の環境による外乱の振動、あるいは加速度センサ１が設置された装置の正常な振動（常態振動）によるものであるか明確に判らないため、不必要な外乱などの振動のデータを記録することが考えられる。すなわち、加速度センサ１から出力される瞬時値として電圧値だけで、加速度センサ１に加えられた加速度が異常であると判定すると、この加速度を起こした振動を異常振動と判定する精度が低い場合がある。
そのため、図１４に示すように、加速度センサ１から出力される電圧値が設定電圧Ｖtを超えた場合、このときの振動による加速度センサ１の出力する交流電圧の振動が、異常振動であるか、あるいは振動の強度は閾値を超えるが異常ではない振動（外部環境に存在する振動、後述）であるかの判定を行う判定部２０を設ける構成としても良い。この判定部２０を設けることにより、予め設定した振動パターン以外の振動に基づくデジタルデータのみを記録することができる。また、逆に予め設定した振動パターンに基づくデジタルデータのみを記録するように構成しても良い。図１４は、図９に示す第２の実施形態の構成例に上記判定部２０を設けたものである。図９と同様の動作を行う構成には同一の符号を付し、以下異なる動作を説明する。

ここで、図１４の検出部７は第２の実施形態における図９の検出部７と同様の構成であるが、図４に示すように、加速度センサ１からの交流電圧Ｖａを分圧した後、分圧した交流電圧Ｖｓとし、オペアンプＯＰ１からなるボルテージフォロア回路に接続され、さらにＡ／Ｄ変換を機能を有している。これらの機能を有効とするため、検出部７には動作電源Ｖｄｄ及び−Ｖｄｄが供給されている。そして、判定部２０が行う振動パターンの一致あるいは類似の判定処理を以下に説明する。すでに述べたように、加速度センサ１により検出された異常振動が変換されたデジタルデータを、記録部８に記録するか否かの判定において、フーリエ変換した振動パターンを用いている。
例えば、異常振動を監視している地点の環境において、振動の原因を解析する必要のある対象振動パターンに対し、図１５に示すように、外乱となる外乱振動パターンが存在する場合、外乱振動パターンがコンパレータ５の閾値を超えることにより、第２の実施形態においては、制御部６が起動して検出部７及び記録部８が起動されて、記録部８に記録されることになる。外乱振動パターンが非常に多い地点において、対象振動パターンを検出する際、いつ記録したデジタルデータが対象振動パターンによるかを後に抽出する必要が出てくる。
また、大量の外乱振動パターンに対応するデジタルデータを記録することにより、記録部８の記憶容量を無駄に使用し、記録させるための消費電力を使用することになる。

例えば、工場内で使用するモータにおける異常振動（取り付け金具のゆるみ、回転軸の歪みなどを原因とする）を対象振動として検出する際、周囲の装置の振動による外乱振動が多い場合、この周囲の装置の振動による外乱振動のデジタルデータを記録させないようにする必要がある。
対象振動を検出するモータの異常な状態の固有振動と、モータが設置されている周囲の環境による外乱（突発的に与えられる振動を含む）の固有振動とはそれぞれ異なっている場合が多い。このため、加速度センサ１を設置した直後において、周囲の環境による外乱の固有振動を予め加速度センサ１を用いて検出し、常態の固有振動の常態振動パターンと、外乱の外乱振動パターンとに対してフーリエ変換を行う。これにより、外乱の固有振動における周波数と周波数毎のスペクトル強度とが含まれる範囲を示す参照振動パターンを生成する。そして、この参照振動パターンにおいて各周波数毎のスペクトル強度の上限値及び下限値からなる設定範囲（図１５における外乱の振動による周波数と周波数のスペクトル強度からなる正常エリア）を求め、この設定範囲を判定部２０内の記憶部に記憶させておく。

そして、実際の検出過程において、判定部２０は、コンパレータ５が異常振動とした振動のデジタルデータをフーリエ変換し、対象振動パターンを生成する。
対象振動パターンを生成した後、判定部２０は、対象振動パターンの各周波数のスペクトル強度が、内部に記憶している設定範囲に含まれるか否かの判定を行う。
この判定において、判定部２０は、参照振動パターンにより予め設定した上記設定範囲に、対象振動パターンにおける各周波数のスペクトル強度が含まれる場合、一致または類似のパターンであると判定する。
一方、判定部２０は、参照振動パターンにより予め設定した設定範囲に、対象振動パターンにおける上記スペクトル強度が含まれない場合、一致または類似でない振動パターンと判定する。

また、上記判定において、判定部２０は、参照振動パターンと対象振動パターンとの形状の類似性を検出するように構成してもよい。
すなわち、対象振動パターンと外乱毎の周波数と周波数のスペクトル強度の参照振動パターン（この場合、周波数とその周波数における各外乱のスペクトル強度の平均値とからなるパターン）とにおいて、同一の周波数毎のスペクトル強度の差分を求め、この差分の合計が予め設定した範囲に入る場合に類似と判定するようにしても良い。

上述したように、判定部２０は、検出部７と同様に、制御部６から起動制御の信号が入力されると、スイッチ手段を接続して電源部３から電力の供給を受けて起動状態となり、制御部６から停止制御の信号が入力されると、スイッチ手段を切断状態として電源部３からの電力の供給を受けない状態、すなわち停止状態となる。
そして、判定部２０は、判定対象のデジタルデータをフーリエ変換した対象振動パターンと比較する設定範囲（周波数毎のスペクトル強度の上限値及び下限値よりなる）を自身内部の記憶部に記憶している。
また、判定部２０は、検出部７の一時記憶回路に一旦記憶されている振動のデジタルデータを読み出し、この読みだしたデジタルデータのフーリエ変換を行い、周波数とこの周波数毎のスペクトル強度とからなる対象振動パターンを生成する。

そして、判定部２０は、上記対象振動パターンが設定範囲に含まれるか否かの比較を行い、一致しているあるいは類似している場合に、各部を停止状態とするため、制御部６に対して終了信号を出力する（図１５の時間領域Ａ）。
一方、判定部２０は、上記対象振動パターンが設定範囲に含まれるか否かの比較を行い、一致あるいは類似していない場合に、この比較振動パターンに対応するデジタルデータを記録部８に記録させるため、検出部７の一時記憶回路に一旦記憶されている振動のデジタルデータを、記録部８に対して出力させる書き込み信号を出力し、記録部８を起動して書き込み処理（記録）を行う（図１５の時間領域Ｂ）。

次に、上記判定部２０を加えた加速度センサ装置の動作を図１４及び図１６を用いて説明する。図１６は、判定部２０を加えた加速度センサ装置の動作例を示すフローチャートである。
自然に印加される振動（図５における常態振動の範囲）においても、発電に十分な電圧が加速度センサ１から出力されている。
図５に示す常態振動の時間範囲において、リミット回路９から出力される分圧電圧Ｖsが、常態振動の場合予め設定した設定電圧Ｖt（閾値）を超えないため、コンパレータ５は、図１２に示すように異常信号を、常態振動であり異常ではないことを示す「Ｌ」レベルを出力している（ステップＳ１）。
したがって、制御部６は自身の起動を行わないため、検出部７及び記録部８も停止状態が維持され、電力消費が抑制された状態となっている。

そして、コンパレータ５は、図１２に示すように異常信号を、異常振動であり常態振動に比較して大きな加速度が印加されているか否かの判定を行う（ステップＳ２）。
次に、図５に示す異常振動の状態の範囲となると、リミット回路９から出力される分圧電圧Ｖsが、予め設定した設定電圧Ｖtを超える。このため、コンパレータ５は、図１２に示すように異常信号を、異常振動であり常態振動に比較して大きな加速度が印加されていることを示す「Ｈ」レベルとして出力し、処理をステップＳ３へ進める。
異常信号が「Ｈ」レベルとなることにより、制御部６は、自身の起動を行い、起動制御する信号を出力して検出部７及び判定部２０を起動する（ステップＳ３、ステップＳ１４）。

そして、検出部７は、起動状態となると加速度センサ１から入力された交流電圧の分圧ｖａをＡ／Ｄ変換し、判定部２０に対して判定依頼信号を出力するとともに、Ａ／Ｄ変換したデジタルデータを出力する。
検出部７から判定依頼信号が入力されると、判定部２０は、入力されたデジタルデータを、一旦内部の一時記憶部に記憶し、予め設定している時間幅単位にて読み出し、この時間幅のデジタルデータの示す波形をフーリエ変換し、周波数とその周波数のスペクトル強度との対応を示す対象振動パターンを生成し、自身内部の記憶部へ記憶させる。この時間幅は、記録部８に記憶させる対象の振動の周期のｎ倍、充分に周波数と周波数のスペクトル強度が取得できる時間長さとして設定されている。

そして、判定部２０は、内部に予め記憶されている設定範囲、生成した対象振動パターンとを比較し（ステップＳ１５）、一致あるいは類似している場合、デジタルデータを取得する必要がないため、制御部６に対して終了信号を出力する。
これにより、制御部６は、停止状態に移行する制御信号を検出部７に対して出力し、検出部７を停止状態とする（ステップＳ１８）。
また、制御部６は、停止状態に移行する制御信号を判定部２０に対して出力し、判定部２０を停止状態とする（ステップＳ１９）。
また、制御部６は、停止状態に移行する制御信号を記録部８に対して出力し、記録部８を停止状態とし（ステップＳ２０）、処理をステップＳ１に進め、自身も休止状態とし、電力消費が抑制された状態とする。

一方、判定部２０は、一致も類似もしていない場合、デジタルデータを記憶する必要があるため、内部に一時記憶している対象振動パターンの時刻範囲を含む制御信号を、検出内部に記憶している時刻範囲とともに記録部８へ出力する制御信号を出力する。
これにより、検出部７は、記録部８に対して書き込み信号を出力し、記録部８をオン状態とし（ステップＳ１６）、上記時刻範囲に対応する範囲のデジタルデータを記録部８に対して出力する。
書き込み信号が入力されることにより、記録部８は、入力される時刻範囲のデジタルデータを内部の記憶部に記憶させ（ステップＳ１７）、デジタルデータの記憶が終了すると、処理をステップＳ１５へ進める。
これにより、判定部２０は、検出部７に出力した時刻範囲に対して、次の時間幅の時刻範囲のデジタルデータを検出部８から読み出し、フーリエ変換して対象振動パターンを生成して、設定範囲に含まれるか否かにより、一致または類似しているかの判定を行う（ステップＳ１５）。
上述した処理により、大量の外乱振動パターンに対応するデジタルデータを記憶部８に記録することがなく、必要な振動パターンのみを記録するため、記録部８の記憶容量を有効に用いることができ、かつ外乱振動パターンを記録する時間を低減することにより、消費電流を低減させることができる。

また、加速度センサ１を検出対象に設置した際、正常に動作している一定の期間（例えば、１週間から１ヶ月の間）、判定部２０は常態での振動及び外乱による振動に起因する参照振動パターンの取得処理を行い（トレーニング期間）、記憶部にデジタルデータとして記憶させるように、判定部２０を構成しても良い。
そして、判定部２０は、一定の期間後に記憶部に記憶された複数の振動によるデジタルデータをフーリエ変換し、得られた周波数と周波数のスペクトル強度を求める。スペクトル強度を求めた後、判定部２０は、得られた上記スペクトル強度に対し、各周波数毎のスペクトル強度の平均値、偏差、最大値及び最小値などの算出処理、あるいは初期に設定されていた上限値及び下限値からなる設定範囲との比較を行う。これにより、精度良く、常態での振動及び設置場所に特有である異常ではない振動の周波数のスペクトル強度を得ることができる。すなわち、判定部２０は、新たに得られた上限値及び下限値による設定範囲が初期の状態と異なっていた場合、新たに得られた上限値及び下限値に偏差を考慮して初期の設定範囲の補正を行い、新たな設定範囲として内部に設定する。
さらに、環境が変化した場合など、新たにトレーニング期間を設け、判定部２０は、設定されたトレーニング期間の周期を検出（内部のタイマー）すると、常態での振動及び外乱による振動に起因する参照振動パターンを抽出し、上述下処理により各周波数毎のスペクトル強度の上限値及び下限値からなる設定範囲を設定し、内部の記憶部に対して記憶させて設定するように構成されても良い。

また、上述した構成においては、コンパレータ５の異常信号が「Ｈ」レベルの間、変換されたデジタルデータを検出部８に一旦記憶させる構成としたが、以下に示すように入力されるデジタルデータを時間幅の時刻範囲にて順次サンプリングし、このサンプリングした時刻範囲のデジタルデータ毎に記録するか否かを判定する構成としても良い。
したがって、判定部２０は、上記サンプリングした時刻範囲の対象振動パターンと、設定範囲とを比較することにより、この時刻範囲のデジタルデータを記録部８に記憶させるか否かの判定を行う。
この比較処理及び比較処理後における動作は、上述した図１６にて説明したステップＳ１５以降における各ステップの処理と同様である。この場合、判定している間のデジタルデータは、記憶されないことになるが、異常振動が「Ｈ」レベルとなった後、上記時間幅のみにて判定を行うため、検出部７、記録部８及び判定部２０にて消費される電力をさらに低減することができる。
上述した判定部２０の付加は、第２の実施形態に対しても、第１の実施形態と同様に行うことができる。

＜第１及び第２の実施形態における他の形態＞
上述してきたように、本発明の加速度センサは、振動による発電と、異常振動のセンシングという２つの機能を有している。
しかしながら、この２つの機能の最適化が必ずしも両立できるわけではない。例えば、平常時の常態振動（異常振動として検出する強度以下の振動）によって発電を行い、発電した電気エネルギによりバッテリを充電しつつ振動（加速度）の変化を検知し、異常時の振動を検出すると、その異常振動の加速度を記録するような場合である。
常態振動と異常振動とは、異なる振幅やスペクトルを有しており、異常振動における加速度計測・記録精度を高めようとしてエレクトレットの振動機構を最適化する必要がある。しかしながら、振動によって発生する交流電圧の電圧値が小さくなり、常態振動における発電効率が低下する場合が考えられる。

上述したような場合、発電及び異常振動の検出と、異常振動の検出後の異常振動における加速度の検出とを２つの過程に分け、この２つの過程に分ける技術思想に関しては第１及び第２の実施形態において共通の概念であり、それぞれの過程に最適な加速度センサを割り当てる構成とする。
第１の過程は、加速度センサ１が発電を行いつつ、異常振動を検知するだけのプロセスであり、加速度センサ１におけるエレクトレット１１と導体１３との相対運動を発電効率を重視した機構に調整（チューニング）することができる。

第２の過程は、異常振動が検知された後、異常振動における振動の加速度計測を行い、計測結果を記録するプロセスであり、以下に述べる理由から発電機能は必要ない。このため、加速度センサとしては測定対象となる検出範囲の加速度を測定するために、測定対象とする異常振動の加速度と、この加速度に対応した出力電圧とが設定され、発電電圧を主とするのではなく、加速度の測定精度を重視した最適化がなされていれば良い。
すなわち、発電に対応して大きな交流電圧を、高インピーダンスの抵抗により分圧して精度を悪くするのではなく、分圧せずとも直接に測定できる電圧値を、加速度に対応して発生する加速度センサを用いる。この結果、第２の過程における加速度センサにより、ノイズが重畳されたりなどの誤差を抑制し、高精度に異常振動における加速度を測定することができる。

すなわち、発電機能及び異常振動検知を行う加速度センサの他に異常振動における加速度を正確に測定する加速度センサを設ける場合、常態振動にある期間に比較して、異常振動である期間は極めて短いため、この異常状態における発電を行う必要がない。したがって、この異常振動の加速度を測定する加速度センサが発電機能を有していなくとも、異常振動のみにこの加速度センサを動作させることにより、バッテリの消耗を非常に少なくすることができる。
ここで、異常振動が検出された後の第２の過程において、実際に異常振動の加速度を測定する加速度センサは、加速度とこの加速度に対応した電圧とに設定されたエレクトレットを用いた加速度センサにより構成されていても良い。また、加速度センサは、半導体ひずみゲージ型、サーボ型、圧電体型など、エレクトレット以外にて構成される、一般的に用いられている加速度センサであっても良い。

すなわち、本発明の加速度センサ装置において、発電及び異常振動の検知を行う加速度センサ１の他に、異常振動における加速度を測定する加速度センサを用いた場合、制御部６は、第１の過程の動作中は、第２の過程で用いる加速度センサ（検出部７に設けられる）をバッテリから遮断し、加速度センサ１が所定の閾値を越えて異常振動を検知して異常信号を出力することにより、第２の過程を起動させる。
この第２の過程において、検出部７に設けられた上記他の加速度センサにより加速度の高精度な計測と記録を行う。

そして、制御部６は、所定の閾値以下の常態振動の加速度に戻るか（加速度センサ１からの検知情報による）、あるいは所定の時間が経過したことを検知すると、他の加速度センサによる加速度計測の電源を遮断することにより停止させ、自身も休止状態に遷移する。
上述したように、本発明における第１及び第２の実施形態における加速度センサ装置は、異常信号の計測を行う他の加速度センサを設けた場合を含め、比較的に回路規模が大きく、消費電流も大きい、制御部６、加速度センサの加速度計測を行う検出部７及び計測結果の記録を行う記録部８などの回路ブロックの動作時間を極力制限しつつ、加速度計測・記録機能の性能を維持できる点にある。

＜本発明の第１及び第２の実施形態の加速度センサ１の配置例＞
次に、図１７は、例えば、第１及び第２の実施形態による加速度センサ１ａ及び１ｂの配置例を示している。加速度センサ１ａ及び１ｂ各々は、それぞれ方向ａ及び方向ａに直交する方向ｂそれぞれの振動方向に対応するよう配置されている。すなわち、加速度センサ１ａは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ａに平行な軸上である。また、加速度センサ１ｂは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ｂに平行な軸上である。上記相対移動は、対向して配置されているエレクトレット１１と導体１３との面とが平行な状態にて相対的に運動、すなわち平行移動を行うことを意味している。

上述したように、直交する２つの方向ａ（ｘ軸方向）、方向ｂ（ｙ軸方向）に配置することで、２つの方向の加速度を検知することができる。
また、上述した加速度センサ１ａ及び１ｂは、エレクトレット１１が、２つの導体１２及び１３間に配置され、エレクトレット１１が導体１２に固定されている。このエレクトレット１１が対向する導体１３に対して相対的に平行移動する構成を説明したが、逆にエレクトレット１１が導体１３に固定されて、対向する導体１２に対して相対的に平行移動する構成としても良い。ここで、エレクトレット１１が対向する一方の導体に対し、相対的に平行移動できるように配置されていれば、加速度センサは縦に配置されても、横に配置されても良い。（ここで、縦及び横というのは、エレクトレット１１と導体１３とが相対的に平行移動する方向が、測定対象の振動の加速度方向とが平行であれば、この方向に平行な平面上であればどのように配置しても良いことを示している。）

また、図１８に示すように、例えば、第１及び第２の実施形態による加速度センサ１ｃ及び１ｄの配置例を示している。加速度センサ１ｃ及び１ｄ各々は、それぞれ方向ｃ及び方向ｃに直交する方向ｄそれぞれの振動方向に対応するよう配置されている。すなわち、加速度センサ１ｃは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ｃに平行な軸上である。また、加速度センサ１ｄは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ｄに平行な軸上である。

上述したように、直交する２つの方向ｃ（ｘ軸方向）、方向ｄ（ｚ軸方向）に配置することで、２つの方向の加速度を検知することができる。
また、上述した加速度センサ１ｃ及び１ｄは、エレクトレット１１が、２つの導体１２及び１３間に配置され、エレクトレット１１が導体１２に固定されている。対向する導体１３に対して相対的に平行移動する構成を説明した。しかしながら、他の構成として、逆にエレクトレット１１が導体１３に固定されて、対向する導体１２に対して相対的に平行移動する構成としても良い。ここで、エレクトレット１１が対向する一方の導体に対し、相対的に平行移動できるように配置されていれば、加速度センサは縦に配置されても、横に配置されても良い。

また、図１９に示すように、例えば、第１及び第２の実施形態による加速度センサ１ｇ、１ｆ及び１ｅの配置例を示している。加速度センサ１ｇ、１ｆ及び１ｅ各々は、それぞれ方向ｇと、この方向ｇに対して直交する方向ｆと、方向ｇ及び方向ｆのなす平面に直交する方向ｅとのそれぞれの振動方向に対応するよう配置されている。すなわち、加速度センサ１ｇは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ｇに平行な軸上である。また、加速度センサ１ｆは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ｆに平行な軸上である。また、加速度センサ１ｅは、エレクトレット１１に対して導体１３が相対移動する方向が、方向ｅに平行な軸上である。

上述したように、直交する３つの方向ｇ（ｘ軸方向）、方向ｆ（ｙ軸方向）、方向ｅ（ｚ軸方向）に配置することで、３つの方向の加速度を検知することができる。
また、上述した加速度センサ１ｇ、１ｆ及び１ｅは、エレクトレット１１が、２つの導体１２及び１３間に配置され、エレクトレット１１が導体１２に固定されて、対向する導体１３に対して相対的に平行移動する構成を説明した。しかしながら、逆にエレクトレット１１が導体１３に固定されて、対向する導体１２に対して相対的に平行移動する構成としても良い。
例えば、直交する南北・東西・上下の各方向にそろえて設置することで、地面の三次元的な動きを把握することができ、地震計として用いることができる。地震の揺れは振幅がμｍレベルのものから、長周期大振幅によるものまで様々である。すなわち、微小地震のように振幅が数ｎｍで振動数が数十Ｈｚのものから、大地震のように、振幅が数ｍ、周期が数十秒のものまであり、エレクトレットと対向する導体とを相対的に平行移動させる機構を変更することで様々な振動数に対応することが可能である。ここで、エレクトレット１１が対向する一方の導体に対し、相対的に平行移動できるように配置されていれば、加速度センサは縦に配置されても、横に配置されても良い。
また、図１７、図１８及び図１９における加速度センサそれぞれが加速度センサ装置を構成している。すなわち、加速度センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇそれぞれに対して、図１または図９の加速度センサ装置が構成されている。

＜本発明の第１及び第２の実施形態に用いるエレクトレットの説明＞
次に、加速度センサ１に用いられるおけるエレクトレットの説明を行う。
本実施形態においてエレクトレット１１を形成する材料としては、種々の樹脂が挙げられる。
樹脂の具体例としては、フッ素系ポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン等の、ポリオレフィン類、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・イタコン酸共重合体、エチレン・無水マレイン酸共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体のようなエチレン共重合体類、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル−スチレン共重合体（ＡＳ）系樹脂、アクリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリケトン、ポリイミド、セルロースエステルなどが挙げられる。
上記不飽和カルボン酸との共重合体を用いた場合は、アルカリ土類金属イオンで中和されたものを用いてもよい。アルカリ土類金属イオンとしてはマグネシウム、カルシウムなどが好適である。

シクロオレフィンポリマーとしては、主鎖に脂肪族環構造を有する繰り返し単位を含有するシクロオレフィンであって、ノルボルネン類とオレフィンの付加共重合体、ノルボルネン類の開環メタセシス重合体の水素添加ポリマー、アルキリデンノルボルネンのトランスアンニュラー重合体、ノルボルネン類の付加重合体、シクロペンタジエンの１，２−および１，４−付加重合体の水素添加ポリマー、シクロヘキサジエンの１，２−および１，４−付加重合体の水素添加ポリマー、共役ジエンの環化重合体などを挙げることができる。

フッ素系ポリマーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ポリテトラフルオロエチレン（変性ＰＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）、ビニリデンフルオリド−トリフルオロエチレン共重合体（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）、ビニリデンフルオリド−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン共重合体−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体(ＰＦＡ)，ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、トリフルオロビニルアセテート単独重合体、トリフルオロビニルアセテート−エチレン性不飽和化合物共重合体などが挙げられ、これらを単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いても良い。

フッ素系ポリマーとしては、含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が好適である。含フッ素脂肪族環構造を有する重合体としては、２つ以上の重合性二重結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体がより好適である。
主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有するとは、脂肪族環を構成する炭素原子の１以上が主鎖を構成する炭素連鎖中の炭素原子であり、かつ脂肪族環を構成する炭素原子の少なくとも一部にフッ素原子またはフッ素原子含有基が結合している構造を有していることを意味する。なお、含フッ素脂肪族環構造には、エーテル性酸素原子が１個以上含まれていても良い。

含フッ素脂肪族環構造を有する重合体の具体例としては、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）、パーフルオロ（１，３−ジオキソール）、パーフルオロ（４−メトキシ−１，３−ジオキソール）等のパーフルオロ（１，３−ジオキソール）類、パーフルオロ（２−メチレン−４−メチル−１，３−ジオキソラン）、パーフルオロ（２−メチレン−４−プロピル−１，３−ジオキソラン）等のパーフルオロ（２−メチレン−１，３−ジオキソラン）類等の含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーの単独重合体及び、含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーとその他の含フッ素モノマーとの共重合体が挙げられる。ここで、その他の含フッ素モノマーとしては、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフルオロオレフィン類、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）等のパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）類等が挙げられる。
２つ以上の重合性二重結合を有する含フッ素モノマーを環化重合して得られる、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体としては、特開昭６３−２３８１１１号公報や特開昭６３−２３８１１５号公報などにより知られている。すなわち、パーフルオロ（アリルビニルエーテル）やパーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）などの２つ以上の重合性二重結合を有する含フッ素モノマーの環化重合体、または２つ以上の重合性二重結合を有する含フッ素モノマーとテトラフルオロエチレンなどのラジカル重合性モノマーとの共重合体が挙げられる。または、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）などの含フッ素脂肪族環構造を有するモノマーとパーフルオロ（アリルビニルエーテル）やパーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）などの２つ以上の重合性二重結合を有する含フッ素モノマーを共重合して得られる重合体でもよい。

含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーは、主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体が好適であるが、重合体を形成するモノマー単位中に含フッ素脂肪族環構造を有するモノマー単位を２０モル％単位以上含有するものが機械的特性などの面から好ましい。
上記主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体としてはサイトップ（登録商標、旭硝子社製）が好ましく、本発明ではこのような公知の含フッ素重合体を使用することができる。
上記ポリマーには適切な帯電調節剤、または適切な帯電調節剤の混合物を含有させることができる。帯電調節剤としては、トリフェニルメタンおよびその誘導体、アンモニウム化合物、高分子アンモニウム化合物、インモニウム化合物、アリールスルフィド化合物、クロムアゾ錯体、ジアリルアンモニウム化合物などが挙げられる。
上述したような含フッ素脂肪族環構造を有する重合体を使用して、スピンコートなどの方法によりエレクトレット１１を形成すると、エレクトレット１１の厚さを１０μｍ以上とすることができる。

また、本実施形態にかかる静電誘導型変換素子を発電機として使用する場合、最大発電出力Ｐmaxは、以下の式で表される。
Ｐmax＝［σ2・ｎ・Ａ・２πｆ］／［（εε0／ｄ）・（（εg／ｄ）＋１）］
ここで、σはエレクトレット１１の表面電荷密度、ｎは極数すなわちエレクトレット１１の数、Ａは電極板１３の面積、ｆは導体１２の往復運動の振動数、ｄはエレクトレット１１の厚さ、ｇはエレクトレット１１と電極板１３との距離、εは比誘電率である。
上記式からわかるように、エレクトレット１１の厚さｄが大きいほど発電出力も大きくなる。従来よりエレクトレットに使用されていた材料では、１ｍｍ以下の細片状に加工可能なものの場合、エレクトレット１１の厚さｄは数〜１０μｍ程度にしかできなかったが、上記含フッ素脂肪族環構造を有する重合体を使用する場合には、上述したようにエレクトレットの厚さｄを１０μｍ以上にすることができ、エレクトレット１１の材料として好適である。

また、上記含フッ素脂肪族環構造を有する重合体であるサイトップ（登録商標）の絶縁破壊強度は、１１ｋＶ／０．１ｍｍであり、従来使用されていた材料であるテフロン（登録商標）ＡＦの絶縁破壊強度５ｋＶ／０．１ｍｍより高くなっている。絶縁破壊強度を高くできると、エレクトレット１１への電荷注入量を増加でき、エレクトレット１１をセンサに使用した場合のセンサの感度を向上させることができる。
このようにエレクトレット１１の高い発電能力は加速度センサの感度向上に有効であるが、それと同時に、加速度センサの周辺回路の補助電源としても活用できる。エレクトレット１１と電極板１３との相対的な運動により、誘導電荷が変化し、非常に高い交流電圧を発生する。この交流電圧はその大きさがエレクトレット１１に加わった加速度に依存するため、この一部を抵抗Ｒ１及びＲ２（ブリーダ抵抗）により分圧して取り出し、検出部７へ出力するセンサ信号とする。

一方、変換回路４の入力インピーダンスを高くするため、抵抗Ｒ１及びＲ２の抵抗値を大きくし、かつ、オペアンプＯＰ１からなるボルテージフォロワの入力インピーダンスを大きくすることにより、エレクトレット１１から構成される加速度センサ１の発電した電力はほとんど消費されない。
そこで、加速度センサ１の発電する交流電圧を、整流部２を介してバッテリ（２次電池）の充電に用いることができる。ここでバッテリとは、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素電池などの化学的な２次電池であっても、電気２重層コンデンサなどの電源用キャパシタであってもよい。さらに化学的な２次電池と電源用キャパシタとを併用してもよい。

＜本発明の第１及び第２の実施形態による加速度センサ装置の応用＞
第１及び第２の実施形態における加速度センサ装置を設置する場所やアプリケーションによっては、常に機械的振動がセンサに加わる場合がある。例えば、モータの異常検出などに用いることが考えられる。通常に稼働している場合のモータの振動（常態振動）により発電が行われ、この発電により得られた電気エネルギーを用いてバッテリの充電をし、一方、軸が変形したり、負荷変動が生じた場合にモータが異常振動を発生した場合、検知するように用いることもできる。

ここで、加速度センサ装置の各回路の消費電力を、エレクトレットを用いた加速度センサ１による発電電力より低く抑えることができれば、バッテリを設ける必要が無くなり、装置の小型化及び低価格化が実現できる。
また、エレクトレットを用いた加速度センサ１により、加速度センサ装置における各回路の消費電力を上回るだけの発電電力が期待できない場合においても、バッテリを充電するための補助電源としての機能を利用して、従来のバッテリから電源供給されて動作するセンサ装置に比較し、バッテリの長寿命化に効果がある。

例えば、図２０に示すように、加速度センサ装置に対し、無線によるデータの送受信を行う無線送受信機を設けてセンサノードとし、中継ノードを介して複数のセンサ網を形成し、ゲートウェイを介してインターネット上にあるサーバに対して、異常振動のデータを送信するワイアレスセンサネットワークシステムがある。ここで、サーバは各センサノードから受信する異常振動の発生時刻及び異常振動の大きさを、各センサノードの配置位置（あるいはセンサの識別番号）に対応させてデータベースに記録し、広域の地震検出、あるいは複数の対象物（例えば、上述したモータなど）の状態を検知する。

上述したワイヤレスセンサネットワークへの、第１及び第２の実施形態による加速度センサ装置の応用を考えると、無線による送受信や装置内の各回路の規模増大により、振動を計測している間にピークとなる消費電力はかなり大きくなることが予想される。
しかしながら、加速度センサによる発電を補助電源機能として活用することにより、バッテリの寿命を延ばすことが期待できる。
ここで、通信のプロトコルやマイコンの制御プログラム、センシングや通信の頻度、タイミングなどのあらゆるシステム動作条件が、この補助電源機能を活用して電池寿命を延ばすために最適化がなされることはいうまでもない。

なお、図１、図９の加速度センサ装置における制御部６及び記録部８（データを記録するメモリを除いた機能）と、図１４の制御部６、記録部８（データを記録するメモリを除いた機能）及び判定部２０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより加速度センサの動作制御の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、前記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、前記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明の加速度センサ装置は、地震計として用いることができる。また該装置を用いたセンサネットワークシステムは、大規模な化学プラントの設備モニターや、道路や橋、ダムなどの構造物の保全、がけ崩れの予測などに利用することができる。
なお、２００８年３月３１日に出願された日本特許出願２００８−０９３２７８号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (17)

1. 導体と、この導体に対して相対的に運動するエレクトレットとからなり、電気エネルギーと運動エネルギーとを変換する静電誘導型変換素子である加速度センサを備える加速度センサ装置であり、
   前記加速度センサの出力する交流電圧から、加速度に応じた信号を検出する加速度検出部と、
   前記交流電圧を整流する整流部と、
   装置内の回路を動作させるバッテリを有し、前記整流部の出力する整流された電圧を電気エネルギーとして該バッテリに充電する電源回路と
   を有することを特徴とする加速度センサ装置。
2. あらかじめ設定された閾値電圧と、前記整流された電圧の電圧値とを比較し、前記閾値電圧を超えると異常を通知する異常信号を出力する異常振動検知回路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の加速度センサ装置。
3. 前記加速度検出部が異常振動をトリガとし前記異常振動検知回路から出力される前記異常信号により起動し、
   前記加速度に応じた信号の記録を開始し、予め設定されたタイミングで記録を終了する記録回路をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の加速度センサ装置。
4. 前記加速度検出部が異常振動をトリガとし前記異常振動検知回路から出力される前記異常信号により起動し、
   前記加速度に応じた信号の記録を開始し、
   前記異常振動検知回路が異常振動の終了を検出し、異常振動終了信号を出力し、
   前記異常振動終了信号により、前記加速度に応じた信号の記録を停止する
   記録回路をさらに有することを特徴とした請求項２に記載の加速度センサ装置。
5. 前記異常振動が記録すべき振動か否かを、周波数と周波数に対応したスペクトル強度からなる予め設定されている参照振動パターンと、前記加速度に応じた信号の周波数と周波数に対応したスペクトル強度からなる対象振動パターンとを比較し、この比較結果により前記加速度に応じた信号の記録を行うか否かの判定を行う判定部をさらに有することを特徴とする請求項３または４に記載の加速度センサ装置。
6. 前記判定部が前記参照振動パターンの各周波数と周波数のスペクトル強度から求めた、周波数毎にスペクトル強度の上限値及び下限値を有する設定範囲を有し、前記対象振動パターンの周波数毎のスペクトル強度が、前記設定範囲に含まれるか否かの比較結果により、前記加速度に応じた信号の記録を行うか否かの判定を行うことを特徴とする請求項５に記載の加速度センサ装置。
7. 前記判定部が予め設定された時間幅毎に、前記加速度に応じた振動の周波数と当該周波数に対応するスペクトル強度を求めるフーリエ変換を行うことを特徴とする請求項５に記載の加速度センサ装置。
8. 前記検出部が異常信号から異常終了までの前記加速度に応じた振動の電圧値を内部に記憶し、前記判定部が前記時間幅毎に、順次、前記加速度に応じた振動の電圧の電圧値を前記時刻幅に対応する時刻範囲毎に読みだし、フーリエ変換して対象振動パターンを生成することを特徴とする請求項７に記載の加速度センサ装置。
9. 前記判定部に予め設定される設定範囲が、予め設定された期間に取得された環境における外乱の振動に起因する参照振動パターンから生成されていることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれかに記載の加速度センサ装置。
10. 前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料が有機材料からなることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の加速度センサ装置。
11. 前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料が少なくとも１種類のシクロオレフィンポリマーを含むことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の加速度センサ装置。
12. 前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料がフッ素系ポリマーからなることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の加速度センサ装置。
13. 前記加速度センサにおける前記エレクトレットの材料が主鎖に含フッ素脂肪族環構造を有する重合体より構成されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の加速度センサ装置。
14. 前記記録回路が前記加速度の数値を検出する数値検出用加速度センサをさらに有することを特徴とする請求項３から請求項１３のいずれかに記載の加速度センサ装置。
15. 前記数値検出用加速度センサが、前記加速度センサより高精度であることを特徴とする請求項１４に記載の加速度センサ装置。
16. 複数のセンサノードと、該センサノードが検出したデータを収集するデータ収集サーバとを有する無線センサネットワークであり、
    請求項１から請求項１５のいずれかの前記加速度センサ装置に無線通信機能を組み込んだセンサノードを、少なくとも一つ含むことを特徴とする無線センサネットワーク。
17. 請求項１６に記載の無線センサーネットワークを用い、前記センサノードを請求項３から請求項１５のいずれかの前記加速度センサ装置とし、複数地点の異常振動を記録することを特徴とする広域異常振動記録システム。

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