JPH05142246A - 加速度センサ - Google Patents
加速度センサInfo
- Publication number
- JPH05142246A JPH05142246A JP33006291A JP33006291A JPH05142246A JP H05142246 A JPH05142246 A JP H05142246A JP 33006291 A JP33006291 A JP 33006291A JP 33006291 A JP33006291 A JP 33006291A JP H05142246 A JPH05142246 A JP H05142246A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass portion
- acceleration sensor
- frame
- acceleration
- permanent magnet
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 環境温度によらず高精度の測定ができる加速
度センサを提供する。 【構成】 枠型をしたフレ−ム１の中央にマス部２を配
設し、フレーム１にマス部２を４本のビ−ム３によって
両持ち状に弾性支持する。フレ−ム１の上面及び下面に
カバ−４及びベース５を接着する。マス部２の上面に薄
膜永久磁石６を形成し、カバ−４の内面に、上記薄膜永
久磁石６と対向させて磁界の変化を検出するためのコイ
ル７を形成する。
度センサを提供する。 【構成】 枠型をしたフレ−ム１の中央にマス部２を配
設し、フレーム１にマス部２を４本のビ−ム３によって
両持ち状に弾性支持する。フレ−ム１の上面及び下面に
カバ−４及びベース５を接着する。マス部２の上面に薄
膜永久磁石６を形成し、カバ−４の内面に、上記薄膜永
久磁石６と対向させて磁界の変化を検出するためのコイ
ル７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加速度センサに関する。
具体的には、加速度によって生じるマス部の変位を磁界
の変化として検出する半導体加速度センサに関する。
具体的には、加速度によって生じるマス部の変位を磁界
の変化として検出する半導体加速度センサに関する。
【０００２】
【背景技術】図３は従来の加速度センサ２０の一部破断
した斜視図である。この加速度センサ２０は、角枠状を
したフレーム２１の中央にマス部２２を配設し、４本の
ビーム２３を介してフレーム２１にマス部２２を両持ち
状に支持させてある。このマス部２２は、加速度を感じ
るとビーム２３の弾性変形によってマス部２２の厚さ方
向（図中Ｂ，Ｃ方向）に微小変位するようになってい
る。これらのフレーム２１、ビーム２３及びマス部２２
はシリコンウエハを異方性エッチングすることによって
形成されており、各ビーム２３の表層部には不純物拡散
によってピエゾ抵抗素子２６が形成され、ピエゾ抵抗素
子２６によってブリッジ回路が構成されている。また、
フレーム１の上面及び下面は、それぞれカバー２４及び
ベース２５を接着して塞がれている。
した斜視図である。この加速度センサ２０は、角枠状を
したフレーム２１の中央にマス部２２を配設し、４本の
ビーム２３を介してフレーム２１にマス部２２を両持ち
状に支持させてある。このマス部２２は、加速度を感じ
るとビーム２３の弾性変形によってマス部２２の厚さ方
向（図中Ｂ，Ｃ方向）に微小変位するようになってい
る。これらのフレーム２１、ビーム２３及びマス部２２
はシリコンウエハを異方性エッチングすることによって
形成されており、各ビーム２３の表層部には不純物拡散
によってピエゾ抵抗素子２６が形成され、ピエゾ抵抗素
子２６によってブリッジ回路が構成されている。また、
フレーム１の上面及び下面は、それぞれカバー２４及び
ベース２５を接着して塞がれている。
【０００３】しかして、ビーム２３により弾性支持され
たマス部２２が加速度を感じてＢ，Ｃ方向に変位した場
合、マス部２２の変位量に応じてビーム２３が撓み、ビ
ーム２３に設けたピエゾ抵抗素子２６の抵抗値が変化す
る。従って、この抵抗値の変化から加速度を検知するこ
とができる。
たマス部２２が加速度を感じてＢ，Ｃ方向に変位した場
合、マス部２２の変位量に応じてビーム２３が撓み、ビ
ーム２３に設けたピエゾ抵抗素子２６の抵抗値が変化す
る。従って、この抵抗値の変化から加速度を検知するこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の加速度センサ２０にあっては、不純物拡散に
よって形成されたピエゾ抵抗素子２６の抵抗値が環境温
度の変化によって敏感に変化するため、環境温度によっ
て測定値が変動して測定精度が悪くなるという問題があ
る。
うな従来の加速度センサ２０にあっては、不純物拡散に
よって形成されたピエゾ抵抗素子２６の抵抗値が環境温
度の変化によって敏感に変化するため、環境温度によっ
て測定値が変動して測定精度が悪くなるという問題があ
る。
【０００５】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、環境温度
によらず高精度の測定ができる加速度センサを提供する
ことにある。
されたものであり、その目的とするところは、環境温度
によらず高精度の測定ができる加速度センサを提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の加速度センサ
は、弾性を有するビームによりマス部を揺動自在に支持
し、このマス部に永久磁石を設け、当該マス部に対向さ
せて磁界の変化を検出するためのコイルを設けたことを
特徴としている。
は、弾性を有するビームによりマス部を揺動自在に支持
し、このマス部に永久磁石を設け、当該マス部に対向さ
せて磁界の変化を検出するためのコイルを設けたことを
特徴としている。
【０００７】
【作用】本発明の加速度センサにあっては、弾性を有す
るビームにより揺動自在に支持されたマス部に永久磁石
を設け、マス部に対向させて磁界変化検出用のコイルを
設けてあるので、加速度によってマス部が変位するとコ
イルを横切る磁界が変化する。コイルを横切る磁界が変
化するとコイル内に誘導電流が流れる。そして、この誘
導電流の変化を検出することにより加速度を検出するこ
とができる。
るビームにより揺動自在に支持されたマス部に永久磁石
を設け、マス部に対向させて磁界変化検出用のコイルを
設けてあるので、加速度によってマス部が変位するとコ
イルを横切る磁界が変化する。コイルを横切る磁界が変
化するとコイル内に誘導電流が流れる。そして、この誘
導電流の変化を検出することにより加速度を検出するこ
とができる。
【０００８】また、永久磁石の磁界は環境温度が変化し
ても変化しないので、環境温度の影響を受けることなく
高精度の測定ができる。
ても変化しないので、環境温度の影響を受けることなく
高精度の測定ができる。
【０００９】
【実施例】図１，図２に本発明の一実施例による加速度
センサ１０を示す。図１は加速度センサ１０の一部破断
した斜視図である。図２（ａ）は静止時の断面図、同
（ｂ）は加速度が加わったときの断面図である。この加
速度センサ１０にあっては、角枠状をしたフレーム１の
中央にブロック状をしたマス部２を配設し、フレーム１
にマス部２を４本の薄板状をしたビーム３によって両持
ち状に弾性支持している。マス部２は、加速度を感じる
とビーム３を弾性変形させて厚さ方向（図中Ｂ，Ｃ方
向）に微小変位できるようになっている。これらのフレ
ーム１、マス部２及びビーム３は、半導体製造プロセス
を用いてシリコンウエハを加工することにより作製され
ている。従って、非常に小さな加速度センサを製作でき
る。
センサ１０を示す。図１は加速度センサ１０の一部破断
した斜視図である。図２（ａ）は静止時の断面図、同
（ｂ）は加速度が加わったときの断面図である。この加
速度センサ１０にあっては、角枠状をしたフレーム１の
中央にブロック状をしたマス部２を配設し、フレーム１
にマス部２を４本の薄板状をしたビーム３によって両持
ち状に弾性支持している。マス部２は、加速度を感じる
とビーム３を弾性変形させて厚さ方向（図中Ｂ，Ｃ方
向）に微小変位できるようになっている。これらのフレ
ーム１、マス部２及びビーム３は、半導体製造プロセス
を用いてシリコンウエハを加工することにより作製され
ている。従って、非常に小さな加速度センサを製作でき
る。
【００１０】フレーム１の上面及び下面にはパイレック
スガラス製のカバー４及びベース５を重ね、カバー４及
びベース５の周辺部を接着剤等によってフレーム１に接
合してある。また、カバー４及びベース５の内面にはマ
ス部２が変位できるよう窪み８，９を形成してある。
スガラス製のカバー４及びベース５を重ね、カバー４及
びベース５の周辺部を接着剤等によってフレーム１に接
合してある。また、カバー４及びベース５の内面にはマ
ス部２が変位できるよう窪み８，９を形成してある。
【００１１】マス部２の上面には、エピタキシャル成長
法により強磁性体粒子をエピタキシャル成長させた後、
強磁界中で磁化させることにより、薄膜永久磁石６を形
成してある。
法により強磁性体粒子をエピタキシャル成長させた後、
強磁界中で磁化させることにより、薄膜永久磁石６を形
成してある。
【００１２】一方、カバー４の内面には、上記薄膜永久
磁石６と対向させてコイル７を形成してある。このコイ
ル７は、例えばカバー４の内面に金属膜を蒸着させた
後、フォトリソグラフィー法によりエッチングして渦巻
き状にパターン化することにより形成できる。
磁石６と対向させてコイル７を形成してある。このコイ
ル７は、例えばカバー４の内面に金属膜を蒸着させた
後、フォトリソグラフィー法によりエッチングして渦巻
き状にパターン化することにより形成できる。
【００１３】しかして、加速度センサ１０に加速度がか
かっていない時には、図２（ａ）のようにマス部２は静
止しているが、加速度センサ１０にＢ方向の加速度が加
えられてマス部２が変位すると、図２（ｂ）に示すよう
に、マス部２の上面に設けた薄膜永久磁石６も変位する
から、コイル７を横切る磁界Ｈが変化する。コイル７を
横切る磁界Ｈが変化すると、電磁誘導の法則によりコイ
ル７に誘導電流が流れる。よって、この誘導電流の大き
さを検出することにより加速度の大きさを検出すること
ができる。
かっていない時には、図２（ａ）のようにマス部２は静
止しているが、加速度センサ１０にＢ方向の加速度が加
えられてマス部２が変位すると、図２（ｂ）に示すよう
に、マス部２の上面に設けた薄膜永久磁石６も変位する
から、コイル７を横切る磁界Ｈが変化する。コイル７を
横切る磁界Ｈが変化すると、電磁誘導の法則によりコイ
ル７に誘導電流が流れる。よって、この誘導電流の大き
さを検出することにより加速度の大きさを検出すること
ができる。
【００１４】また、永久磁石から出る磁界Ｈは環境温度
の変化に対して敏感でないので、本発明の加速度センサ
１０によれば、環境温度の変化に影響されることなく正
確に加速度を測定することができる。
の変化に対して敏感でないので、本発明の加速度センサ
１０によれば、環境温度の変化に影響されることなく正
確に加速度を測定することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明の加速度センサによれば、揺動自
在に支持したマス部に永久磁石を設け、これに対向させ
てコイルを設けてあるので、加速度によってマス部が変
位するとコイルを横切る磁界が変化し、コイル内に誘導
電流が流れる。従って、この誘導電流により加速度を検
出することができ、高感度の加速度検出手段が得られ
る。
在に支持したマス部に永久磁石を設け、これに対向させ
てコイルを設けてあるので、加速度によってマス部が変
位するとコイルを横切る磁界が変化し、コイル内に誘導
電流が流れる。従って、この誘導電流により加速度を検
出することができ、高感度の加速度検出手段が得られ
る。
【００１６】また、永久磁石から出る磁界は環境温度の
変化に対して敏感でないので、環境温度の変化が激しい
所でも、環境温度の変化分を補正するための補正手段を
特に設けることなく加速度を高精度で測定することがで
きる。
変化に対して敏感でないので、環境温度の変化が激しい
所でも、環境温度の変化分を補正するための補正手段を
特に設けることなく加速度を高精度で測定することがで
きる。
【図１】本発明の一実施例による加速度センサの一部破
断した斜視図である。
断した斜視図である。
【図２】（ａ）は同上の実施例の静止時の断面図、
（ｂ）は加速度が加わった時の断面図である。
（ｂ）は加速度が加わった時の断面図である。
【図３】従来の加速度センサの一部破断した斜視図であ
る。
る。
２ マス部 ３ ビーム ６ 薄膜永久磁石 ７ コイル
Claims (1)
- 【請求項１】 弾性を有するビームによりマス部を揺動
自在に支持し、このマス部に永久磁石を設け、当該マス
部に対向させて磁界の変化を検出するためのコイルを設
けた加速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33006291A JPH05142246A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 加速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33006291A JPH05142246A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 加速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142246A true JPH05142246A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=18228359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33006291A Pending JPH05142246A (ja) | 1991-11-18 | 1991-11-18 | 加速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142246A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996019733A1 (fr) * | 1994-12-20 | 1996-06-27 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Capteur d'acceleration |
| KR970075918A (ko) * | 1996-05-16 | 1997-12-10 | 미야지 오사노리 | 가속도 센서 |
| US5763783A (en) * | 1994-12-20 | 1998-06-09 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| US6131457A (en) * | 1998-04-06 | 2000-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| US6507187B1 (en) * | 1999-08-24 | 2003-01-14 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Ultra-sensitive magnetoresistive displacement sensing device |
| WO2014105147A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Intel Corporation | Method, apparatus and system for providing metering of acceleration |
| CN114485908A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-13 | 湖南智元居云网络科技有限公司 | 一种基于微机电系统的振动测量ic芯片 |
-
1991
- 1991-11-18 JP JP33006291A patent/JPH05142246A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996019733A1 (fr) * | 1994-12-20 | 1996-06-27 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Capteur d'acceleration |
| US5763783A (en) * | 1994-12-20 | 1998-06-09 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| KR970075918A (ko) * | 1996-05-16 | 1997-12-10 | 미야지 오사노리 | 가속도 센서 |
| US6131457A (en) * | 1998-04-06 | 2000-10-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Acceleration sensor |
| US6507187B1 (en) * | 1999-08-24 | 2003-01-14 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Ultra-sensitive magnetoresistive displacement sensing device |
| WO2014105147A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Intel Corporation | Method, apparatus and system for providing metering of acceleration |
| GB2511704A (en) * | 2012-12-28 | 2014-09-10 | Intel Corp | Method, apparatus and system for providing metering of acceleration |
| CN104641242A (zh) * | 2012-12-28 | 2015-05-20 | 英特尔公司 | 一种提供加速度计量的方法、装置和系统 |
| US9250261B2 (en) | 2012-12-28 | 2016-02-02 | Intel Corporation | Method, apparatus and system for providing metering of acceleration |
| GB2511704B (en) * | 2012-12-28 | 2018-10-24 | Intel Corp | Method, apparatus and system for providing metering of acceleration |
| CN114485908A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-13 | 湖南智元居云网络科技有限公司 | 一种基于微机电系统的振动测量ic芯片 |
| CN114485908B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-08-15 | 上海智元信息科技有限公司 | 一种基于微机电系统的振动测量ic芯片 |
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