JPH046472A - 加速度測定装置 - Google Patents
加速度測定装置Info
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- JPH046472A JPH046472A JP2108410A JP10841090A JPH046472A JP H046472 A JPH046472 A JP H046472A JP 2108410 A JP2108410 A JP 2108410A JP 10841090 A JP10841090 A JP 10841090A JP H046472 A JPH046472 A JP H046472A
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- Japan
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- sine wave
- piezoelectric element
- positive electrode
- acceleration sensor
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- Pending
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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、加速度センサ、なかでも圧電式加速度センサ
に加速度を印加して、その出力信号から加速度センサの
性能チエツク等を行う加速度測定装置に関するものであ
る。
に加速度を印加して、その出力信号から加速度センサの
性能チエツク等を行う加速度測定装置に関するものであ
る。
従来の技術
従来、この種の加速度測定装置は、第４図に示すように
、センタ軸３１を中心として矢印３２方向に公転する回
転アーム３３と、この回転アーム３３のセンタ軸３１か
ら半径ｒの端部に取り付けられて矢印３４方向に自転す
る回転テーブル３５とを備えている。この回転テーブル
３５の上に供試体である加速度センサ３６が取り付けら
れ、回転アーム３３の公転速度によって加速度か決めら
れ、回転テーブル３５の自転によって印加周波数か決め
られ、ある印加周波数における加速度の大きさを測定す
るようになっている。このときの加速度をα、印加周波
数ｆおよび半径ｒとすると、α＝ｒ（２πｆ） の関係
がある。
、センタ軸３１を中心として矢印３２方向に公転する回
転アーム３３と、この回転アーム３３のセンタ軸３１か
ら半径ｒの端部に取り付けられて矢印３４方向に自転す
る回転テーブル３５とを備えている。この回転テーブル
３５の上に供試体である加速度センサ３６が取り付けら
れ、回転アーム３３の公転速度によって加速度か決めら
れ、回転テーブル３５の自転によって印加周波数か決め
られ、ある印加周波数における加速度の大きさを測定す
るようになっている。このときの加速度をα、印加周波
数ｆおよび半径ｒとすると、α＝ｒ（２πｆ） の関係
がある。
また、加速度を測定する別の装置として、第５図に示す
ような重力加速度ｇを利用する単振り子方式のものかあ
る。この装置では、基端部を天板４１に揺動可能に固定
されて垂下された単振り子となる長さｌのレバー４２と
、その先端部に固定されたホルダ４３とを備えている。
ような重力加速度ｇを利用する単振り子方式のものかあ
る。この装置では、基端部を天板４１に揺動可能に固定
されて垂下された単振り子となる長さｌのレバー４２と
、その先端部に固定されたホルダ４３とを備えている。
ホルダ４３に供試体である加速度センサ４４がセットさ
れ、矢印４５および４６の方向に交互に振らせることに
より発生する加速度を測定する。このときの重力加速度
ｇ、レバー長１１印加周波数（周期ともいう）Ｔとの関
係は、Ｔ＝２πＦ【７７のようになる。また、加速度α
、重力加速度ｇルバー長１１落差Ｓとの関係は、α＝−
（ｇ／ｌ）Ｓとなる。
れ、矢印４５および４６の方向に交互に振らせることに
より発生する加速度を測定する。このときの重力加速度
ｇ、レバー長１１印加周波数（周期ともいう）Ｔとの関
係は、Ｔ＝２πＦ【７７のようになる。また、加速度α
、重力加速度ｇルバー長１１落差Ｓとの関係は、α＝−
（ｇ／ｌ）Ｓとなる。
発明か解決しようとする課題
しかしなから、上記従来の加速度測定装置では、次のよ
うな問題かあった。
うな問題かあった。
まず、第４図に示す装置では、自転および公転の速度を
独立して可変できるため、一つの印加周波数ｆに対して
加速度αを独立して可変できる利点はあるものの、回転
部分が自転と公転の２種類存在するため、機械的振動ノ
イズが発生しゃすく、また、電気摺動接点部が存在する
ため、電気的ノイズが発生しやすい。さらに、装置が大
型化して高価になりやすい。
独立して可変できるため、一つの印加周波数ｆに対して
加速度αを独立して可変できる利点はあるものの、回転
部分が自転と公転の２種類存在するため、機械的振動ノ
イズが発生しゃすく、また、電気摺動接点部が存在する
ため、電気的ノイズが発生しやすい。さらに、装置が大
型化して高価になりやすい。
次に、第５図に示す装置では、低周波数で供試体である
加速度センサ４４を振らせるためには、又は印加周波数
Ｔを大きくするためには、上記式からｆＴがきいてくる
ため、レバー長ｌを大きくしなければならず、装置か大
型化する。また、レバー４２の放し方によって加速度α
がばらつきやすいこと、および供試体である加速度セン
サ４４の姿勢を常に一定に保つことが困難なこと等であ
った。
加速度センサ４４を振らせるためには、又は印加周波数
Ｔを大きくするためには、上記式からｆＴがきいてくる
ため、レバー長ｌを大きくしなければならず、装置か大
型化する。また、レバー４２の放し方によって加速度α
がばらつきやすいこと、および供試体である加速度セン
サ４４の姿勢を常に一定に保つことが困難なこと等であ
った。
さらには、上記のいずれの加速度測定装置もメカニカル
な方法で供試用加速度センサに対して加速度を与えてい
るため、機械的な摺動等により機械的な振動に影響され
、Ｉ Ｈｚ以下の超低周波数領域での測定が極めて困難
であった。
な方法で供試用加速度センサに対して加速度を与えてい
るため、機械的な摺動等により機械的な振動に影響され
、Ｉ Ｈｚ以下の超低周波数領域での測定が極めて困難
であった。
本発明は、このような従来の問題を解決するものであり
、印加周波数かＩ Ｈｚ以下の超低周波数領域であって
、しかも低加速度時の加速度を高精度に測定でき、しか
も安価でコンパクトな加速度測定装置を提供することを
目的とするものである。
、印加周波数かＩ Ｈｚ以下の超低周波数領域であって
、しかも低加速度時の加速度を高精度に測定でき、しか
も安価でコンパクトな加速度測定装置を提供することを
目的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明は上記目的を達成するために、供試用加速度セン
サの圧電素子の表裏いずれかの面電極を同心円状になる
ように２つに分割したものの一方のドライブ用電極に正
弦波電圧を印加し、圧電素子を振動させ、このときに発
生する出力用電極からの出力を測定するようにしたもの
である。
サの圧電素子の表裏いずれかの面電極を同心円状になる
ように２つに分割したものの一方のドライブ用電極に正
弦波電圧を印加し、圧電素子を振動させ、このときに発
生する出力用電極からの出力を測定するようにしたもの
である。
作用
本発明は上記のような構成により、次のような効果を有
する。すなわち、機械的な方法で加速度センサの圧電素
子に加速度を印加したのと同様な圧電素子の振動を、正
弦波電圧を印加することによっておこし、上記加速度セ
ンサからの出力を測定するため、機械的な摺動部を必要
とせず、外部振動の影響を受けないため、超低周波数、
超低Ｇの加速度であっても高精度で測定することができ
る。
する。すなわち、機械的な方法で加速度センサの圧電素
子に加速度を印加したのと同様な圧電素子の振動を、正
弦波電圧を印加することによっておこし、上記加速度セ
ンサからの出力を測定するため、機械的な摺動部を必要
とせず、外部振動の影響を受けないため、超低周波数、
超低Ｇの加速度であっても高精度で測定することができ
る。
実施例
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。第
１図において、１は電気回路によって創成した正弦波形
状の電圧を圧電式加速度センサである供試用加速度セン
サ２に印加する正弦波電圧発生手段、３は供試用加速度
センサ２において発生した電圧を測定するオシロスコー
プ、ペンレコーダ等の出力手段である。また、第２図、
第３図はそれぞれ本実施例において測定される供試用加
速度センサの平面図および正面図である。第２図、第３
図において、１１はヘース、１２はへ一ス１１に設けた
突起である。１３は円盤状の振動板であり、上記突起１
２に溶接等の手段を用いて電気的に導通となるように固
定されている。１４．１５はともに円盤状の圧電素子で
あり、それぞれの分極構造が第３図に示すように、圧電
素子１４は負極側が、圧電素子１５は正極側が振動板］
３に対向する方向で振動板１３に貼り付けられている。
１図において、１は電気回路によって創成した正弦波形
状の電圧を圧電式加速度センサである供試用加速度セン
サ２に印加する正弦波電圧発生手段、３は供試用加速度
センサ２において発生した電圧を測定するオシロスコー
プ、ペンレコーダ等の出力手段である。また、第２図、
第３図はそれぞれ本実施例において測定される供試用加
速度センサの平面図および正面図である。第２図、第３
図において、１１はヘース、１２はへ一ス１１に設けた
突起である。１３は円盤状の振動板であり、上記突起１
２に溶接等の手段を用いて電気的に導通となるように固
定されている。１４．１５はともに円盤状の圧電素子で
あり、それぞれの分極構造が第３図に示すように、圧電
素子１４は負極側が、圧電素子１５は正極側が振動板］
３に対向する方向で振動板１３に貼り付けられている。
また、圧電素子１４の表面の正電極は第２図に示すよう
に同心円である正電極１４ａと１４ｂとに分割されてお
り、圧電素子１４の裏面の負電極（図示せず）は振動板
１３に導通接着されている。また、圧電素子１５は、振
動板１３との導通貼り付は面か正電極（図示せず）であ
り、その反対面が負電極１５ａとなる。なお、圧電素子
１４．１５のそれぞれの電極は振動板１３に対向する極
が互いに逆極性となるようにすれば、上記の説明と正極
、負極がそれぞれ入れ代わってもよい。１６．１７はと
もにリード端子であり、圧電素子１４の正電極１４ａ、
１４ｂにそれぞれ接続されている。１８はリード端子で
あり、圧電素子１５の負電極１５ａに接続されており、
さらにリード端子１７に接続されてリード端子２０とな
る。これは、温度変化がある場合に圧電素子１４．１５
に発生する焦電電荷をキャンセルするためである。１９
ａ、１９ｂはリード端子であり、ともにベース１１に接
続されている。ここで、リード端子１６とリード端子１
９ａでドライブ入力端子２１を、リード端子２０とリー
ド端子１９ｂで出力端子２２を構成する。
に同心円である正電極１４ａと１４ｂとに分割されてお
り、圧電素子１４の裏面の負電極（図示せず）は振動板
１３に導通接着されている。また、圧電素子１５は、振
動板１３との導通貼り付は面か正電極（図示せず）であ
り、その反対面が負電極１５ａとなる。なお、圧電素子
１４．１５のそれぞれの電極は振動板１３に対向する極
が互いに逆極性となるようにすれば、上記の説明と正極
、負極がそれぞれ入れ代わってもよい。１６．１７はと
もにリード端子であり、圧電素子１４の正電極１４ａ、
１４ｂにそれぞれ接続されている。１８はリード端子で
あり、圧電素子１５の負電極１５ａに接続されており、
さらにリード端子１７に接続されてリード端子２０とな
る。これは、温度変化がある場合に圧電素子１４．１５
に発生する焦電電荷をキャンセルするためである。１９
ａ、１９ｂはリード端子であり、ともにベース１１に接
続されている。ここで、リード端子１６とリード端子１
９ａでドライブ入力端子２１を、リード端子２０とリー
ド端子１９ｂで出力端子２２を構成する。
つぎに上記実施例の動作について説明する。正弦波電圧
発生手段１において創成された正弦波電圧を供試用加速
度センサ２のドライブ入力端子２１に印加し、圧電素子
１４．１５を振動させると、振動板１３がたわみを生じ
、圧電素子１４．１５がそれぞれ歪みを生して電荷を発
生する。したがって出力端子２２に、ドライブ入力端子
２１に印加された電圧に応じた出力電圧か発生する。
発生手段１において創成された正弦波電圧を供試用加速
度センサ２のドライブ入力端子２１に印加し、圧電素子
１４．１５を振動させると、振動板１３がたわみを生じ
、圧電素子１４．１５がそれぞれ歪みを生して電荷を発
生する。したがって出力端子２２に、ドライブ入力端子
２１に印加された電圧に応じた出力電圧か発生する。
ここで出力端子２２に発生した電圧をオシロスコープや
ペンレコーダ等の出力手段３によって測定する。これは
、供試用加速度センサ２に対して機械的に正弦運動をさ
せて加速度を与え、振動板１３にたわみを生しさせ、歪
みを生した圧電素子１４．１５が電荷を発生させた場合
と等価な正弦運動の加速度を与えることになり、印加加
速度に対応する供試用加速度センサ２の出力値をオシロ
スコープやベンレコーダなどの出力手段３によって測定
することで、供試用加速度センサ２に機械的な正弦運動
を与えた場合と等価な出力が得られることになる。
ペンレコーダ等の出力手段３によって測定する。これは
、供試用加速度センサ２に対して機械的に正弦運動をさ
せて加速度を与え、振動板１３にたわみを生しさせ、歪
みを生した圧電素子１４．１５が電荷を発生させた場合
と等価な正弦運動の加速度を与えることになり、印加加
速度に対応する供試用加速度センサ２の出力値をオシロ
スコープやベンレコーダなどの出力手段３によって測定
することで、供試用加速度センサ２に機械的な正弦運動
を与えた場合と等価な出力が得られることになる。
したがって本実施例によれば、ドライブ入力端子２１か
らの印加電圧、印加周波数の大きさを正弦波電圧発生手
段１によって変えることによって加速度センサに与える
正弦振動の最大加速度の大きさと周波数の大きさとを、
供試用加速度センサ２の種類あるいは必要とする測定値
の大きさに応じて様々に変えることができるという効果
を有する。
らの印加電圧、印加周波数の大きさを正弦波電圧発生手
段１によって変えることによって加速度センサに与える
正弦振動の最大加速度の大きさと周波数の大きさとを、
供試用加速度センサ２の種類あるいは必要とする測定値
の大きさに応じて様々に変えることができるという効果
を有する。
さらに圧電式加速度センサの性質を巧みに利用すること
によって、メカニカルな運動部分をまったく無くしたこ
とで高精度の加速度測定か可能となり、しかも安価でコ
ンパクトなものにすることかできるという効果も有する
。
によって、メカニカルな運動部分をまったく無くしたこ
とで高精度の加速度測定か可能となり、しかも安価でコ
ンパクトなものにすることかできるという効果も有する
。
発明の効果
本発明は上記実施例より明らかなように、純電気的な圧
電式加速度測定装置であり、従来のようにメカニカルな
運動によって供試体である加速度センサに加速度を与え
ることなく、正弦波電圧を印加することによって加速度
測定を行うため、外部振動の影響が全く無く、加速度を
測定することができ、超低周波数、超低Ｇの加速度でも
高精度に測定することができるという効果を有する。
電式加速度測定装置であり、従来のようにメカニカルな
運動によって供試体である加速度センサに加速度を与え
ることなく、正弦波電圧を印加することによって加速度
測定を行うため、外部振動の影響が全く無く、加速度を
測定することができ、超低周波数、超低Ｇの加速度でも
高精度に測定することができるという効果を有する。
また、電気回路によって正弦波の印加加速度と周波数の
大きさとを変えることができるため、供試用加速度セン
サの種類あるいは必要とする測定値の必要に応じて容易
に種々に対応することができ、メカニカルな運動部分が
全く存在しないため、きわめて安価でコンパクトなもの
にすることができるという効果も有する。
大きさとを変えることができるため、供試用加速度セン
サの種類あるいは必要とする測定値の必要に応じて容易
に種々に対応することができ、メカニカルな運動部分が
全く存在しないため、きわめて安価でコンパクトなもの
にすることができるという効果も有する。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図、
第３図は本発明の一実施例の平面図および正面断面図、
第４図は従来の加速度測定装置の正面図、第５図は従来
の他の加速度測定装置の正面図である。 １・・・・・・正弦波電圧発生手段、２・・・・・・供
試用加速度センサ、３・・・・・・出力手段、１１・・
・・・・ベース、１２・・・・・・突起、１３・・・・
・・振動板、１４．１５・・・・・・圧電素子、１４ａ
、１４ｂ・・・・・・正電極、１５ａ・・・・・・負電
極、１６．１７．１８．１９ａ、１９ｂ、２０・・・・
・・リード端子、２１・・・・・・ドライブ入力端子、
２２・・・・・・出力端子。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名１１− ’
；−ス ／３−一鍜円 ＃、１５−−一斤電奉５
第３図は本発明の一実施例の平面図および正面断面図、
第４図は従来の加速度測定装置の正面図、第５図は従来
の他の加速度測定装置の正面図である。 １・・・・・・正弦波電圧発生手段、２・・・・・・供
試用加速度センサ、３・・・・・・出力手段、１１・・
・・・・ベース、１２・・・・・・突起、１３・・・・
・・振動板、１４．１５・・・・・・圧電素子、１４ａ
、１４ｂ・・・・・・正電極、１５ａ・・・・・・負電
極、１６．１７．１８．１９ａ、１９ｂ、２０・・・・
・・リード端子、２１・・・・・・ドライブ入力端子、
２２・・・・・・出力端子。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名１１− ’
；−ス ／３−一鍜円 ＃、１５−−一斤電奉５
Claims (1)
- 正弦波電圧を発生する正弦波電圧発生手段と、供試用
加速度センサの振動板に接着された圧電素子の一方の面
において２つに分割された電極のうち、一方の電極に上
記電圧を印加し、他方の電極から出力電圧を取り出して
測定する出力手段とを備えた加速度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108410A JPH046472A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 加速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2108410A JPH046472A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 加速度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046472A true JPH046472A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14484052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2108410A Pending JPH046472A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 加速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046472A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7012353B2 (en) * | 2002-07-22 | 2006-03-14 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and the method for making the same |
| USRE42916E1 (en) | 1993-04-27 | 2011-11-15 | Watson Industries, Inc. | Single bar type vibrating element angular rate sensor system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63241467A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Honda Motor Co Ltd | 車両の衝突検出装置 |
| JPH01102372A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Honda Motor Co Ltd | 圧電型加速度センサ |
| JPH0293370A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加速度センサ |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP2108410A patent/JPH046472A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63241467A (ja) * | 1987-03-30 | 1988-10-06 | Honda Motor Co Ltd | 車両の衝突検出装置 |
| JPH01102372A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-20 | Honda Motor Co Ltd | 圧電型加速度センサ |
| JPH0293370A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 加速度センサ |
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|---|---|---|---|---|
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| US7012353B2 (en) * | 2002-07-22 | 2006-03-14 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and the method for making the same |
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