JPH05281256A - 容量式センサ - Google Patents
容量式センサInfo
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- JPH05281256A JPH05281256A JP4076549A JP7654992A JPH05281256A JP H05281256 A JPH05281256 A JP H05281256A JP 4076549 A JP4076549 A JP 4076549A JP 7654992 A JP7654992 A JP 7654992A JP H05281256 A JPH05281256 A JP H05281256A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring 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
- G01P2015/0805—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration
- G01P2015/0822—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass
- G01P2015/0825—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass
- G01P2015/0828—Measuring 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 being provided with a particular type of spring-mass-system for defining the displacement of a seismic mass due to an external acceleration for defining out-of-plane movement of the mass for one single degree of freedom of movement of the mass the mass being of the paddle type being suspended at one of its longitudinal ends
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は容量式センサに関し、特に高信頼性が
要求される用途、例えばエアーバックセンサ等に適用す
るためには容量式センサの信頼性を向上させる必要があ
る。本発明の目的は、故障診断機能を付加することによ
り容量式センサの信頼性を向上させることにある。 【構成】検出部１０は、ビーム１４よって支持され重錘
の機能を持った可動電極１３と可動電極１３に対向する
固定電極１１，１２よりなる。診断は昇圧回路９で発生
した高電圧を抵抗器７，８を介して固定電極１１，１２
に印加し、可動電極１３を静電気力により強制振動させ
る静電診断と、スイッチ３，４により固定電極１１，１
２を電源に接続し、固定電極１１，１２から可動電極１
３に流れるリーク電流を静電容量検出器１５により検査
するリーク電流検査診断がある。 【効果】本発明によれば、容量式センサの故障診断を可
能にするから、容量式センサを使ったシステムの信頼性
を向上することができる。
要求される用途、例えばエアーバックセンサ等に適用す
るためには容量式センサの信頼性を向上させる必要があ
る。本発明の目的は、故障診断機能を付加することによ
り容量式センサの信頼性を向上させることにある。 【構成】検出部１０は、ビーム１４よって支持され重錘
の機能を持った可動電極１３と可動電極１３に対向する
固定電極１１，１２よりなる。診断は昇圧回路９で発生
した高電圧を抵抗器７，８を介して固定電極１１，１２
に印加し、可動電極１３を静電気力により強制振動させ
る静電診断と、スイッチ３，４により固定電極１１，１
２を電源に接続し、固定電極１１，１２から可動電極１
３に流れるリーク電流を静電容量検出器１５により検査
するリーク電流検査診断がある。 【効果】本発明によれば、容量式センサの故障診断を可
能にするから、容量式センサを使ったシステムの信頼性
を向上することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は容量式センサに係り、特
に微弱な直流から高周波の検出対象を高精度に検出で
き、信頼性の高い容量式センサに関する。
に微弱な直流から高周波の検出対象を高精度に検出で
き、信頼性の高い容量式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の容量式センサについてはPrecisio
n Accelerometers with μg Resol-ution, Sensors and
Actuators, Ａ２１−Ａ２３(１９９０年)Ｐ２９７〜３
０２に容量式加速度センサについて記載されている。
n Accelerometers with μg Resol-ution, Sensors and
Actuators, Ａ２１−Ａ２３(１９９０年)Ｐ２９７〜３
０２に容量式加速度センサについて記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】容量式センサに於い
て、高信頼性が要求される用途、例えばエアーバックセ
ンサ等に適用するためにはセンサに故障診断機能を設け
る必要がある。しかし、上記従来技術は故障診断機能つ
いて配慮がされていなかった。本発明の目的は、故障診
断機能を備えた、信頼性のある容量式センサを提供する
ことにある。
て、高信頼性が要求される用途、例えばエアーバックセ
ンサ等に適用するためにはセンサに故障診断機能を設け
る必要がある。しかし、上記従来技術は故障診断機能つ
いて配慮がされていなかった。本発明の目的は、故障診
断機能を備えた、信頼性のある容量式センサを提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、可動電極と固定電極の間に診断用の信号を印加
し、両電極間に静電気力を発生させる。この静電気力に
より可動電極を変位させ、可動電極と固定電極の間の静
電容量を変化させる。この静電容量の変化を容量検出手
段により観測することで容量式センサの故障を判定する
ことができる。
には、可動電極と固定電極の間に診断用の信号を印加
し、両電極間に静電気力を発生させる。この静電気力に
より可動電極を変位させ、可動電極と固定電極の間の静
電容量を変化させる。この静電容量の変化を容量検出手
段により観測することで容量式センサの故障を判定する
ことができる。
【０００５】また、可動電極と固定電極の間に診断用の
信号を印加し、両電極間を流れるリ−ク電流を測定す
る。このリ−ク電流の値が規定の範囲を超えていれば容
量式センサが故障であると判定することができる。
信号を印加し、両電極間を流れるリ−ク電流を測定す
る。このリ−ク電流の値が規定の範囲を超えていれば容
量式センサが故障であると判定することができる。
【０００６】
【作用】可動電極と固定電極の間に診断用の信号を印加
すると両電極間に静電気力が働き、可動電極が移動す
る。この可動電極の移動を容量検出手段により検出し、
この出力を観測し、所定の変化量が得られたかどうかに
より容量式センサの故障を調べることができる。
すると両電極間に静電気力が働き、可動電極が移動す
る。この可動電極の移動を容量検出手段により検出し、
この出力を観測し、所定の変化量が得られたかどうかに
より容量式センサの故障を調べることができる。
【０００７】また、可動電極と固定電極の間に電圧を印
加すると、両電極間にリ−ク電流が流れる。このリ−ク
電流を測定し、規定の範囲を超えた場合は故障と判定す
ることができる。
加すると、両電極間にリ−ク電流が流れる。このリ−ク
電流を測定し、規定の範囲を超えた場合は故障と判定す
ることができる。
【０００８】
【実施例】説明に先立ち容量式加速度センサの検出原理
を図２により説明する。検出部１０は、ビーム１４よっ
て支持され重錘の機能を持った可動電極１３と可動電極
１３に対向する２個の固定電極１１，１２よりなる。検
出部１０に上下方向の加速度が働くと可動電極１３の質
量と加速度の積に比例した慣性力が可動電極１３に働
き、可動電極１３を上下方向に移動させるように働く。
また、可動電極１３の変位に比例して、ビーム１４から
可動電極１３に抗力が働き、可動電極１３を元の位置に
戻すように働く。従って、可動電極１３は加速度に応じ
た変位（慣性力と抗力がバランスする変位）をする。可
動電極１３の変位により可動電極１３と固定電極１１の
ギャップが変化するため、可動電極１３と固定電極１１
間の静電容量Ｃ1 が変化する。同様に、可動電極１３と
固定電極１２間の静電容量Ｃ2も変化する。従って、検
出部１０に働く加速度に応じて可動電極１３と固定電極
１１間の静電容量Ｃ1と可動電極１３と固定電極１２間
の静電容量Ｃ2が加速度に応じて図３に示すように変化
する。この静電容量Ｃ1，Ｃ2の変化を静電容量検出用信
号発生器２０と静電容量検出器２１により静電容量
Ｃ1，Ｃ2の差分を検出することで加速度に応じた出力を
得ることができる。
を図２により説明する。検出部１０は、ビーム１４よっ
て支持され重錘の機能を持った可動電極１３と可動電極
１３に対向する２個の固定電極１１，１２よりなる。検
出部１０に上下方向の加速度が働くと可動電極１３の質
量と加速度の積に比例した慣性力が可動電極１３に働
き、可動電極１３を上下方向に移動させるように働く。
また、可動電極１３の変位に比例して、ビーム１４から
可動電極１３に抗力が働き、可動電極１３を元の位置に
戻すように働く。従って、可動電極１３は加速度に応じ
た変位（慣性力と抗力がバランスする変位）をする。可
動電極１３の変位により可動電極１３と固定電極１１の
ギャップが変化するため、可動電極１３と固定電極１１
間の静電容量Ｃ1 が変化する。同様に、可動電極１３と
固定電極１２間の静電容量Ｃ2も変化する。従って、検
出部１０に働く加速度に応じて可動電極１３と固定電極
１１間の静電容量Ｃ1と可動電極１３と固定電極１２間
の静電容量Ｃ2が加速度に応じて図３に示すように変化
する。この静電容量Ｃ1，Ｃ2の変化を静電容量検出用信
号発生器２０と静電容量検出器２１により静電容量
Ｃ1，Ｃ2の差分を検出することで加速度に応じた出力を
得ることができる。
【０００９】次に、静電容量の検出原理及び動作を図
４，図５により説明する。
４，図５により説明する。
【００１０】静電容量検出器２１は図４に示すように演
算増幅器４２と、これの帰還部に静電容量ＣF とスイッ
チ４１を設けたリセット付き積分器とサンプルホールド
回路４３より構成される。演算増幅器４２の反転入力は
検出部１０の可動電極１３に接続している。また、静電
容量検出用信号発生器２０からは互いに反転する矩形波
Ｖ1，Ｖ2が出力され、それぞれ固定電極１２，１３に接
続している。なお、便宜上検出部１０は静電容量Ｃ1，
Ｃ2で表している。
算増幅器４２と、これの帰還部に静電容量ＣF とスイッ
チ４１を設けたリセット付き積分器とサンプルホールド
回路４３より構成される。演算増幅器４２の反転入力は
検出部１０の可動電極１３に接続している。また、静電
容量検出用信号発生器２０からは互いに反転する矩形波
Ｖ1，Ｖ2が出力され、それぞれ固定電極１２，１３に接
続している。なお、便宜上検出部１０は静電容量Ｃ1，
Ｃ2で表している。
【００１１】次に、図５のタイミングチャートより静電
容量検出の動作を説明する。まず、スイッチ４１が信号
φＲにより短絡され、静電容量ＣF を放電する。次の瞬
間、固定電極１１，１２に印加する矩形波Ｖ1 は立ち下
がり、矩形波Ｖ2 は立ち上がる。この時、静電容量Ｃ1
は放電され、Ｃ2 は充電されるから、静電容量ＣF には
ＶP(Ｃ1−Ｃ2) なる電荷が流れる。ここで、ＶP は矩形
波Ｖ1，Ｖ2の振幅である。従って、演算増幅器４２の出
力ＶO には(１)式で表される電圧が発生する。
容量検出の動作を説明する。まず、スイッチ４１が信号
φＲにより短絡され、静電容量ＣF を放電する。次の瞬
間、固定電極１１，１２に印加する矩形波Ｖ1 は立ち下
がり、矩形波Ｖ2 は立ち上がる。この時、静電容量Ｃ1
は放電され、Ｃ2 は充電されるから、静電容量ＣF には
ＶP(Ｃ1−Ｃ2) なる電荷が流れる。ここで、ＶP は矩形
波Ｖ1，Ｖ2の振幅である。従って、演算増幅器４２の出
力ＶO には(１)式で表される電圧が発生する。
【００１２】
【数１】
【００１３】この電圧をサンプルホールド回路４３によ
りサンプリングすることで、静電容量Ｃ1 と静電容量Ｃ
2 の差に応じた電圧を得ることができる。ここで、(１)
式からも分かるように静電容量検出器２１の感度は固定
電極１１，１２に印加される矩形波Ｖ1，Ｖ2の振幅ＶP
と帰還容量ＣF により決まり、矩形波Ｖ1，Ｖ2の直流電
圧成分には依存しないことが分かる。また、サンプルホ
ールド回路４３により、周期的にサンプリングすること
で周波数に対する選択性を持つ。このことにより、矩形
波Ｖ1，Ｖ2に低周波の診断用信号を重畳させてもこの静
電容量検出器２１は影響を受けない。
りサンプリングすることで、静電容量Ｃ1 と静電容量Ｃ
2 の差に応じた電圧を得ることができる。ここで、(１)
式からも分かるように静電容量検出器２１の感度は固定
電極１１，１２に印加される矩形波Ｖ1，Ｖ2の振幅ＶP
と帰還容量ＣF により決まり、矩形波Ｖ1，Ｖ2の直流電
圧成分には依存しないことが分かる。また、サンプルホ
ールド回路４３により、周期的にサンプリングすること
で周波数に対する選択性を持つ。このことにより、矩形
波Ｖ1，Ｖ2に低周波の診断用信号を重畳させてもこの静
電容量検出器２１は影響を受けない。
【００１４】次に、本発明の第１の実施例である容量式
加速度センサを図１により説明する。本実施例による容
量式加速度センサは診断制御回路１，静電容量検出用信
号発生器２，スイッチ３，４，静電容量５，６，抵抗器
７，８，昇圧回路９，検出部１０，静電容量検出器１
５，出力調整回路１６，スイッチ１７，１８より構成さ
れ、前述の容量式センサに診断機能を付加したものであ
る。診断機能には可動電極１３と固定電極１１，１２間
のリ−ク電流を測定するリ−ク電流検査診断，可動電極
１３及び固定電極１１，１２への配線の断線の有無を検
査する断線検査診断、静電気力により可動電極１３を大
きく強制的に振動させる高加速度静電診断及び、静電気
力により可動電極１３を小さく強制的に振動させる低加
速度静電診断がある。
加速度センサを図１により説明する。本実施例による容
量式加速度センサは診断制御回路１，静電容量検出用信
号発生器２，スイッチ３，４，静電容量５，６，抵抗器
７，８，昇圧回路９，検出部１０，静電容量検出器１
５，出力調整回路１６，スイッチ１７，１８より構成さ
れ、前述の容量式センサに診断機能を付加したものであ
る。診断機能には可動電極１３と固定電極１１，１２間
のリ−ク電流を測定するリ−ク電流検査診断，可動電極
１３及び固定電極１１，１２への配線の断線の有無を検
査する断線検査診断、静電気力により可動電極１３を大
きく強制的に振動させる高加速度静電診断及び、静電気
力により可動電極１３を小さく強制的に振動させる低加
速度静電診断がある。
【００１５】診断の実行は診断信号１の信号を基に診断
制御回路１によって制御される。図６に診断信号１と診
断内容の関係を示す。まず、診断信号１がハイレベルの
時は常時低加速度静電診断を実行する。また、診断信号
１がローレベルの時はリーク電流検査診断，断線検査診
断が順次実行され、断線診断の終了後診断信号１がロー
レベルの間高加速度静電診断を実行する。つまり、診断
信号１は通常の測定時にはハイレベルとしておき低加速
度静電診断を常時実行させ、加速度の測定に支障が出な
い程度の振幅で出力を振動させ、この振動を検出するこ
とで診断を行ない、起動時あるいは短時間的には診断信
号１をローレベルに保持し、リーク電流検査診断，断線
検査診断，高加速度静電診断を実行し総合的な診断動作
を行ない得るようになっている。
制御回路１によって制御される。図６に診断信号１と診
断内容の関係を示す。まず、診断信号１がハイレベルの
時は常時低加速度静電診断を実行する。また、診断信号
１がローレベルの時はリーク電流検査診断，断線検査診
断が順次実行され、断線診断の終了後診断信号１がロー
レベルの間高加速度静電診断を実行する。つまり、診断
信号１は通常の測定時にはハイレベルとしておき低加速
度静電診断を常時実行させ、加速度の測定に支障が出な
い程度の振幅で出力を振動させ、この振動を検出するこ
とで診断を行ない、起動時あるいは短時間的には診断信
号１をローレベルに保持し、リーク電流検査診断，断線
検査診断，高加速度静電診断を実行し総合的な診断動作
を行ない得るようになっている。
【００１６】以下、各診断について順次説明する。
【００１７】まず、図７のリーク電流検査診断のタイミ
ングチャートにより、リーク電流検査診断について説明
する。リーク電流検査診断は診断制御回路１により制御
され、診断信号１の立ち下がりと共に開始される。リー
ク電流検査診断が開始すると信号φＣをハイレベルに、
次いで信号φＭＲをハイレベルにする。これにより、可
動電極１３と固定電極１１，１２間のリーク電流を測定
できる状態にする。
ングチャートにより、リーク電流検査診断について説明
する。リーク電流検査診断は診断制御回路１により制御
され、診断信号１の立ち下がりと共に開始される。リー
ク電流検査診断が開始すると信号φＣをハイレベルに、
次いで信号φＭＲをハイレベルにする。これにより、可
動電極１３と固定電極１１，１２間のリーク電流を測定
できる状態にする。
【００１８】（後述する）これにより静電容量検出器１
５の出力電圧Ｖｏは図７に示すようにリーク電流と時間
の積に比例して増加する。この出力電圧Ｖｏを診断制御
回路１により、一定時間後に基準電圧と比較し、この出
力電圧Ｖｏが一定の範囲を越えた場合、つまり、リーク
電流が規定の値より大きい時には信号φｏｆｆを診断信
号１がローレベルの期間つまり、高加速度静電診断が終
了するまでローレベルに保持する。信号φｏｆｆがロー
レベルになると、スイッチ１７は開放し、スイッチ１８
は短絡され、出力を一定電圧（Ｖｃｃ／２）に保持す
る。これにより後述する高加速度静電診断中、出力を一
定電圧に保持することになる。従って、本実施例の加速
度センサが正常であれば、高加速度静電診断により出力
が振動すべきところを一定に保持することにより、本実
施例の加速度センサが異常であることを本加速度センサ
を使用するシステム側に知らせることができる。
５の出力電圧Ｖｏは図７に示すようにリーク電流と時間
の積に比例して増加する。この出力電圧Ｖｏを診断制御
回路１により、一定時間後に基準電圧と比較し、この出
力電圧Ｖｏが一定の範囲を越えた場合、つまり、リーク
電流が規定の値より大きい時には信号φｏｆｆを診断信
号１がローレベルの期間つまり、高加速度静電診断が終
了するまでローレベルに保持する。信号φｏｆｆがロー
レベルになると、スイッチ１７は開放し、スイッチ１８
は短絡され、出力を一定電圧（Ｖｃｃ／２）に保持す
る。これにより後述する高加速度静電診断中、出力を一
定電圧に保持することになる。従って、本実施例の加速
度センサが正常であれば、高加速度静電診断により出力
が振動すべきところを一定に保持することにより、本実
施例の加速度センサが異常であることを本加速度センサ
を使用するシステム側に知らせることができる。
【００１９】次に、図８の静電容量検出器１５の構成と
図９のリーク電流検査診断時のタイミングチャートによ
りリーク電流の測定原理について説明する。静電容量検
出器１５は静電容量検出器２１に論理ゲート８１を付加
し、スイッチ４１を信号φＭＲにより開放状態に保持で
きるようにしたものである。つまり、信号φＣと信号φ
ＭＲをハイレベルにすることにより、固定電極１１，１
２を電源Ｖｃｃに接続し、スイッチ４１を開放状態にす
ることにより、電源Ｖｃｃから固定電極１１，１２を介
し可動電極１３に流れるリーク電流を帰還容量ＣF に充
電させる。これにより、静電容量検出器１５の出力Ｖｏ
には図９に示すようにリーク電流と時間の積に比例した
電圧が発生する。この電圧を一定時間後に観測するによ
って、可動電極１３と固定電極１１，１２間のリーク電
流を測定することができる。
図９のリーク電流検査診断時のタイミングチャートによ
りリーク電流の測定原理について説明する。静電容量検
出器１５は静電容量検出器２１に論理ゲート８１を付加
し、スイッチ４１を信号φＭＲにより開放状態に保持で
きるようにしたものである。つまり、信号φＣと信号φ
ＭＲをハイレベルにすることにより、固定電極１１，１
２を電源Ｖｃｃに接続し、スイッチ４１を開放状態にす
ることにより、電源Ｖｃｃから固定電極１１，１２を介
し可動電極１３に流れるリーク電流を帰還容量ＣF に充
電させる。これにより、静電容量検出器１５の出力Ｖｏ
には図９に示すようにリーク電流と時間の積に比例した
電圧が発生する。この電圧を一定時間後に観測するによ
って、可動電極１３と固定電極１１，１２間のリーク電
流を測定することができる。
【００２０】次に、断線検査診断について説明する。断
線検査診断は可動電極１３と固定電極１１，１２間の静
電容量Ｃ1 とＣ2 の和を測定することで、断線の有無を
検査する診断である。例えば、可動電極１３の配線が断
線した場合、可動電極１３と固定電極１１，１２間の静
電容量Ｃ1 とＣ2 の和はゼロになる。また、固定電極１
１あるいは固定電極１２の配線が断線した場合は断線し
ていない時と比較すると半分に減少してしまう。つま
り、可動電極１３と固定電極１１，１２間の静電容量Ｃ
1 とＣ2 の和を測定することで、断線の有無を検査する
ことができる。
線検査診断は可動電極１３と固定電極１１，１２間の静
電容量Ｃ1 とＣ2 の和を測定することで、断線の有無を
検査する診断である。例えば、可動電極１３の配線が断
線した場合、可動電極１３と固定電極１１，１２間の静
電容量Ｃ1 とＣ2 の和はゼロになる。また、固定電極１
１あるいは固定電極１２の配線が断線した場合は断線し
ていない時と比較すると半分に減少してしまう。つま
り、可動電極１３と固定電極１１，１２間の静電容量Ｃ
1 とＣ2 の和を測定することで、断線の有無を検査する
ことができる。
【００２１】次に、図１０の静電容量検出用信号発生器
２の構成と静電容量検出用信号発生器２のタイミングチ
ャートにより、可動電極１３と固定電極１１，１２間の
静電容量Ｃ1 とＣ2 の和の測定方法について説明する。
静電容量検出用信号発生器２は発振器１０１，反転器１
０２，１０３，１０４，１０７，１０８及びスイッチ１
０５，１０６により構成される。静電容量検出用信号発
生器２は図１１に示すように信号φＦがローレベルの時
は互いに反転した矩形波Ｖ1，Ｖ2を出力し、また、信号
φＦがハイレベルの時は同相の矩形波Ｖ1，Ｖ2を出力す
る。つまり、信号φＦがローレベルで矩形波Ｖ1，Ｖ2が
互いに反転した矩形波の時は容量検出器１５は前述した
ように可動電極１３と固定電極１１，１２間の静電容量
Ｃ1，Ｃ2の差に比例した電圧を出力し、信号φＦがハイ
レベルで矩形波Ｖ1，Ｖ2が同相の矩形波の時は容量検出
器１５は可動電極１３と固定電極１１，１２間の静電容
量Ｃ1，Ｃ2の和に比例した電圧を出力する。従って、信
号φＦをハイレベルにすることにより可動電極１３と固
定電極１１，１２間の静電容量Ｃ1，Ｃ2の和を検出する
ことができる。
２の構成と静電容量検出用信号発生器２のタイミングチ
ャートにより、可動電極１３と固定電極１１，１２間の
静電容量Ｃ1 とＣ2 の和の測定方法について説明する。
静電容量検出用信号発生器２は発振器１０１，反転器１
０２，１０３，１０４，１０７，１０８及びスイッチ１
０５，１０６により構成される。静電容量検出用信号発
生器２は図１１に示すように信号φＦがローレベルの時
は互いに反転した矩形波Ｖ1，Ｖ2を出力し、また、信号
φＦがハイレベルの時は同相の矩形波Ｖ1，Ｖ2を出力す
る。つまり、信号φＦがローレベルで矩形波Ｖ1，Ｖ2が
互いに反転した矩形波の時は容量検出器１５は前述した
ように可動電極１３と固定電極１１，１２間の静電容量
Ｃ1，Ｃ2の差に比例した電圧を出力し、信号φＦがハイ
レベルで矩形波Ｖ1，Ｖ2が同相の矩形波の時は容量検出
器１５は可動電極１３と固定電極１１，１２間の静電容
量Ｃ1，Ｃ2の和に比例した電圧を出力する。従って、信
号φＦをハイレベルにすることにより可動電極１３と固
定電極１１，１２間の静電容量Ｃ1，Ｃ2の和を検出する
ことができる。
【００２２】次に、図１２の断線検査診断時のタイミン
グチャートにより、断線検査診断の動作について説明す
る。断線検査診断は診断制御回路１により制御され、リ
ーク電流検査診断の終了後、つまり、信号φＭＲの立ち
下がりと共に開始される。断線検査診断が開始すると信
号φＦをハイレベルにし、固定電極１１，１２に印加さ
れる矩形波Ｖ1，Ｖ2を同相の信号にし、可動電極１３と
固定電極１１，１２間の静電容量Ｃ1 とＣ2 の和に比例
した電圧Ｖｏを静電容量検出器１５に出力させる。この
出力電圧Ｖｏを診断制御回路１により、基準電圧と比較
し、この出力電圧Ｖｏが一定の範囲を越えた場合、つま
り、静電容量Ｃ1 とＣ2 の和が規定の値から外れた場合
には信号φｏｆｆを診断信号１がローレベルの期間ロー
レベルに保持する。このことによりリーク電流検査診断
と同様に出力を一定電圧に保持することで、本実施例の
加速度センサが異常であることを本加速度センサを使用
するシステムに知らせることができる。
グチャートにより、断線検査診断の動作について説明す
る。断線検査診断は診断制御回路１により制御され、リ
ーク電流検査診断の終了後、つまり、信号φＭＲの立ち
下がりと共に開始される。断線検査診断が開始すると信
号φＦをハイレベルにし、固定電極１１，１２に印加さ
れる矩形波Ｖ1，Ｖ2を同相の信号にし、可動電極１３と
固定電極１１，１２間の静電容量Ｃ1 とＣ2 の和に比例
した電圧Ｖｏを静電容量検出器１５に出力させる。この
出力電圧Ｖｏを診断制御回路１により、基準電圧と比較
し、この出力電圧Ｖｏが一定の範囲を越えた場合、つま
り、静電容量Ｃ1 とＣ2 の和が規定の値から外れた場合
には信号φｏｆｆを診断信号１がローレベルの期間ロー
レベルに保持する。このことによりリーク電流検査診断
と同様に出力を一定電圧に保持することで、本実施例の
加速度センサが異常であることを本加速度センサを使用
するシステムに知らせることができる。
【００２３】次に、図１３の高加速度静電診断時のタイ
ミンクチャートにより高加速度静電診断について説明す
る。高加速度静電診断は静電診断制御回路１により制御
され、断線検査診断終了後診断信号１がローレベルの間
実行される。高加速度静電診断中は診断信号２に応じて
昇圧回路９から交互にＶC1とＶC2に高電圧が出力され
る。つまり、診断信号２がハイレベルの時はＶC1を高電
圧に保持し、ＶC2には静電容量検出用信号発生器１から
発生する矩形波Ｖ1，Ｖ2の振幅ＶP の半分の電圧を出力
し、診断信号２がローレベルの時はＶC1を振幅ＶP の半
分の電圧に保持し、ＶC2には高電圧を出力する。ここで
振幅ＶP の半分の電圧を出力するのは、静電容量検出用
信号発生器の出力Ｖ1，Ｖ2により可動電極１３に働く静
電気力がこの電圧が最低になるからである。また、この
高電圧の大きさは可動電極１３に加速度センサのフルス
ケールの１０％から９０％の加速度を発生させる電圧で
ある。
ミンクチャートにより高加速度静電診断について説明す
る。高加速度静電診断は静電診断制御回路１により制御
され、断線検査診断終了後診断信号１がローレベルの間
実行される。高加速度静電診断中は診断信号２に応じて
昇圧回路９から交互にＶC1とＶC2に高電圧が出力され
る。つまり、診断信号２がハイレベルの時はＶC1を高電
圧に保持し、ＶC2には静電容量検出用信号発生器１から
発生する矩形波Ｖ1，Ｖ2の振幅ＶP の半分の電圧を出力
し、診断信号２がローレベルの時はＶC1を振幅ＶP の半
分の電圧に保持し、ＶC2には高電圧を出力する。ここで
振幅ＶP の半分の電圧を出力するのは、静電容量検出用
信号発生器の出力Ｖ1，Ｖ2により可動電極１３に働く静
電気力がこの電圧が最低になるからである。また、この
高電圧の大きさは可動電極１３に加速度センサのフルス
ケールの１０％から９０％の加速度を発生させる電圧で
ある。
【００２４】この昇圧回路により発生した高電圧を抵抗
器７，８を介して、図１３に示すように交互に固定電極
１１，１２に印加し、可動電極１３を固定電極１１，１
２側に交互に移動させる。この結果、可動電極１３と固
定電極１１，１２間の静電容量が変化し、容量検出器１
５の出力に反映され、静電容量検出器１５の出力が診断
信号２に応じて変化する。この変化を加速度センサの出
力を入力するシステムで検出することにより本加速度セ
ンサの故障の有無を判断することができる。なお、診断
信号２の周波数は静電容量５，６，抵抗器７，８により
決まる遮断周波数に比べて十分低い周波数になるように
している。また、静電容量検出用信号発生器２の出力Ｖ
1，Ｖ2の周波数は静電容量５，６，抵抗器７，８により
決まる遮断周波数に比べて十分高い周波数になるように
している。このことにより、静電容量の検出と静電診断
が互いに干渉しないようにしている。
器７，８を介して、図１３に示すように交互に固定電極
１１，１２に印加し、可動電極１３を固定電極１１，１
２側に交互に移動させる。この結果、可動電極１３と固
定電極１１，１２間の静電容量が変化し、容量検出器１
５の出力に反映され、静電容量検出器１５の出力が診断
信号２に応じて変化する。この変化を加速度センサの出
力を入力するシステムで検出することにより本加速度セ
ンサの故障の有無を判断することができる。なお、診断
信号２の周波数は静電容量５，６，抵抗器７，８により
決まる遮断周波数に比べて十分低い周波数になるように
している。また、静電容量検出用信号発生器２の出力Ｖ
1，Ｖ2の周波数は静電容量５，６，抵抗器７，８により
決まる遮断周波数に比べて十分高い周波数になるように
している。このことにより、静電容量の検出と静電診断
が互いに干渉しないようにしている。
【００２５】次に、図１４の低加速度静電診断時のタイ
ミングチャートにより低加速度静電診断について説明す
る。低加速度静電診断は診断信号１がハイレベルの間常
時行なわれる。低加速度静電診断中は診断信号２に応じ
て昇圧回路９から交互にＶＣ１とＶＣ２に高電圧（加速
度センサのフルスケールの５％以下の加速度と等価な静
電気力を発生させるための電圧）が出力される。この昇
圧回路により発生した高電圧を抵抗器７，８を介して、
図１４に示すように交互に固定電極１１，１２に印加
し、可動電極１３を固定電極１１，１２側に交互に移動
させる。この結果、可動電極１３と固定電極１１，１２
間の静電容量が変化し容量検出器１５の出力に反映さ
れ、静電容量検出器１５の出力が診断信号２に応じて変
化する。この変化を加速度センサの出力を入力するシス
テムで検出することにより本加速度センサの故障の有無
を判断することができる。
ミングチャートにより低加速度静電診断について説明す
る。低加速度静電診断は診断信号１がハイレベルの間常
時行なわれる。低加速度静電診断中は診断信号２に応じ
て昇圧回路９から交互にＶＣ１とＶＣ２に高電圧（加速
度センサのフルスケールの５％以下の加速度と等価な静
電気力を発生させるための電圧）が出力される。この昇
圧回路により発生した高電圧を抵抗器７，８を介して、
図１４に示すように交互に固定電極１１，１２に印加
し、可動電極１３を固定電極１１，１２側に交互に移動
させる。この結果、可動電極１３と固定電極１１，１２
間の静電容量が変化し容量検出器１５の出力に反映さ
れ、静電容量検出器１５の出力が診断信号２に応じて変
化する。この変化を加速度センサの出力を入力するシス
テムで検出することにより本加速度センサの故障の有無
を判断することができる。
【００２６】次に、図１５の昇圧回路の構成、図６の昇
圧回路のタイミングチャートにより昇圧回路９について
説明しておく。昇圧回路９はスイッチ１５１，１５２，
155,１５６，１５９，１６０，ダイオード１５３，１５
７，１６１，１６３，静電容量１５４，１５８，１６
２，１６４及び切り替え回路１６５より構成される。ス
イッチ１５１，１５２，１５５，１５６，１５９，１６
０は図１６に示す信号φ１，φ２，φ３，φ４，φ５，
φ６によって開閉され、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を
繰り返すことにより動作する。まず、状態Ｓ１ではスイ
ッチ１５２が短絡され、静電容量１５４はダイオード１
５３を介して電源Ｖｃｃに接続される。つまり、静電容
量１５４に電源電圧が充電される。状態Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
４ではスイッチ１５１が短絡され、静電容量１５４のス
イッチ１５１側の電位は電源電圧Ｖｃｃになる。このた
め電圧Ｖ１は電源電圧Ｖｃｃと静電容量１５４に充電し
た電源電圧Ｖｃｃの和、つまり２倍の電源電圧が生じ
る。また、状態Ｓ２ではスイッチ１５６を短絡している
から、静電容量１５８には電圧Ｖ１(２倍の電源電圧)が
充電される。状態Ｓ３，４ではスイッチ１５９が短絡さ
れるから電圧Ｖ２は電圧Ｖ１と静電容量１５８に充電し
た電圧の和、つまり４倍の電源電圧が生じる。また、状
態３ではスイッチ１６０を短絡しているから静電容量１
６２には電圧Ｖ２（４倍の電源電圧）が充電される。状
態Ｓ４ではスイッチ１５９が短絡されるから電圧Ｖ３は
電圧Ｖ２と静電容量１６２に充電された電圧の和、つま
り８倍の電源電圧が生じる。この８倍の電源電圧をダイ
オード１６３と静電容量１６４で構成するピークディテ
クタ回路によりホールドすることにより、電圧Ｖ４には
直流電圧として８倍の電源電圧を得ることができる。こ
の電源電圧を８倍に昇圧した電圧を切り替え回路１６５
により切り替えることにより信号ＶC1，ＶC2を発生する
ことができる。
圧回路のタイミングチャートにより昇圧回路９について
説明しておく。昇圧回路９はスイッチ１５１，１５２，
155,１５６，１５９，１６０，ダイオード１５３，１５
７，１６１，１６３，静電容量１５４，１５８，１６
２，１６４及び切り替え回路１６５より構成される。ス
イッチ１５１，１５２，１５５，１５６，１５９，１６
０は図１６に示す信号φ１，φ２，φ３，φ４，φ５，
φ６によって開閉され、状態Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を
繰り返すことにより動作する。まず、状態Ｓ１ではスイ
ッチ１５２が短絡され、静電容量１５４はダイオード１
５３を介して電源Ｖｃｃに接続される。つまり、静電容
量１５４に電源電圧が充電される。状態Ｓ２，Ｓ３，Ｓ
４ではスイッチ１５１が短絡され、静電容量１５４のス
イッチ１５１側の電位は電源電圧Ｖｃｃになる。このた
め電圧Ｖ１は電源電圧Ｖｃｃと静電容量１５４に充電し
た電源電圧Ｖｃｃの和、つまり２倍の電源電圧が生じ
る。また、状態Ｓ２ではスイッチ１５６を短絡している
から、静電容量１５８には電圧Ｖ１(２倍の電源電圧)が
充電される。状態Ｓ３，４ではスイッチ１５９が短絡さ
れるから電圧Ｖ２は電圧Ｖ１と静電容量１５８に充電し
た電圧の和、つまり４倍の電源電圧が生じる。また、状
態３ではスイッチ１６０を短絡しているから静電容量１
６２には電圧Ｖ２（４倍の電源電圧）が充電される。状
態Ｓ４ではスイッチ１５９が短絡されるから電圧Ｖ３は
電圧Ｖ２と静電容量１６２に充電された電圧の和、つま
り８倍の電源電圧が生じる。この８倍の電源電圧をダイ
オード１６３と静電容量１６４で構成するピークディテ
クタ回路によりホールドすることにより、電圧Ｖ４には
直流電圧として８倍の電源電圧を得ることができる。こ
の電源電圧を８倍に昇圧した電圧を切り替え回路１６５
により切り替えることにより信号ＶC1，ＶC2を発生する
ことができる。
【００２７】ここで本昇圧回路の利点について簡単に説
明しておく。本昇圧回路は電圧を２倍，４倍，８倍，１
６倍と昇圧していくことができる。このため、一般に使
用されているコック・クロフト回路に比べて昇圧の段数
を低減することが可能になる。このことは昇圧回路を集
積化するにあたり非常に有用である。集積回路では寄生
素子の影響により昇圧回路の１段あたりの損失が非常に
大きい。このため８倍昇圧回路をコック・クロフト回路
により構成する場合１５段以上の段数を必要とし、非常
に大きなチップ面積を必要としてしまう。しかし、本昇
圧回路では昇圧の段数を低減できることから、チップ面
積を低減することが可能になる。
明しておく。本昇圧回路は電圧を２倍，４倍，８倍，１
６倍と昇圧していくことができる。このため、一般に使
用されているコック・クロフト回路に比べて昇圧の段数
を低減することが可能になる。このことは昇圧回路を集
積化するにあたり非常に有用である。集積回路では寄生
素子の影響により昇圧回路の１段あたりの損失が非常に
大きい。このため８倍昇圧回路をコック・クロフト回路
により構成する場合１５段以上の段数を必要とし、非常
に大きなチップ面積を必要としてしまう。しかし、本昇
圧回路では昇圧の段数を低減できることから、チップ面
積を低減することが可能になる。
【００２８】次に、第１の実施例の加速度センサを使っ
た故障検出システムを説明する。図１７に本システムの
構成を示す。本システムは加速度センサ１７１，マイコ
ン１７２より構成される。マイコン１７２は加速度セン
サ１７１のセンサ出力を入力する機能と診断信号１，２
を制御する機能を持っており、加速度センサ１７１の診
断動作を制御できるようになっている。なお、本システ
ムはエアーバックセンサ等のセンサの診断を必要とする
システムに応用することができる。
た故障検出システムを説明する。図１７に本システムの
構成を示す。本システムは加速度センサ１７１，マイコ
ン１７２より構成される。マイコン１７２は加速度セン
サ１７１のセンサ出力を入力する機能と診断信号１，２
を制御する機能を持っており、加速度センサ１７１の診
断動作を制御できるようになっている。なお、本システ
ムはエアーバックセンサ等のセンサの診断を必要とする
システムに応用することができる。
【００２９】次に、図１８に故障検出システムのフロー
チャートを示し、本システムの動作について説明する。
本システムの処理は初期診断処理，常時診断処理及び故
障出力処理がある。まず、初期診断処理について説明す
る。初期診断処理は図１８のフローチャートのＳ１〜Ｓ
４で表される。以下、Ｓ１〜Ｓ４の各ステップの内容を
説明する。Ｓ１では診断信号１をローレベルにし、加速
度センサにリーク電流検査診断，断線検査診断，高加速
度静電診断を順次実行させる。Ｓ２では診断信号２をロ
ーレベルにし、センサ出力を変数Ｖ１に読み込む。Ｓ３
では診断信号２をハイレベルにし、センサ出力を変数Ｖ
２に読み込む。Ｓ４ではＶ１，Ｖ２の差を求め、基準値
以上であるかどうかを判断し、基準値以下であれば故障
出力処理を実行する。次に、常時診断処理について説明
する。常時診断処理は図１８のフローチャートのＳ５〜
Ｓ９で表される無限ループで電源を切るまで続けられ
る。以下、Ｓ５〜Ｓ９の各ステップの内容を説明する。
Ｓ５では診断信号１をハイレベルにし、加速度センサに
低加速度静電診断の実行と変数の初期化を行なう。
チャートを示し、本システムの動作について説明する。
本システムの処理は初期診断処理，常時診断処理及び故
障出力処理がある。まず、初期診断処理について説明す
る。初期診断処理は図１８のフローチャートのＳ１〜Ｓ
４で表される。以下、Ｓ１〜Ｓ４の各ステップの内容を
説明する。Ｓ１では診断信号１をローレベルにし、加速
度センサにリーク電流検査診断，断線検査診断，高加速
度静電診断を順次実行させる。Ｓ２では診断信号２をロ
ーレベルにし、センサ出力を変数Ｖ１に読み込む。Ｓ３
では診断信号２をハイレベルにし、センサ出力を変数Ｖ
２に読み込む。Ｓ４ではＶ１，Ｖ２の差を求め、基準値
以上であるかどうかを判断し、基準値以下であれば故障
出力処理を実行する。次に、常時診断処理について説明
する。常時診断処理は図１８のフローチャートのＳ５〜
Ｓ９で表される無限ループで電源を切るまで続けられ
る。以下、Ｓ５〜Ｓ９の各ステップの内容を説明する。
Ｓ５では診断信号１をハイレベルにし、加速度センサに
低加速度静電診断の実行と変数の初期化を行なう。
【００３０】Ｓ６では診断信号２をローレベルにし、セ
ンサ出力を変数Ｖ１に読み込む。Ｓ７では診断信号２を
ハイレベルにし、センサ出力を変数Ｖ２に読み込む。Ｓ
８ではＶ１及びＶ２のフィルタリング処理を行なってい
る。これはＶ１，Ｖ２の変化が小さくＳ／Ｎ比が悪いた
め、これを改善するためである。Ｓ９ではＶ１，Ｖ２を
フィルタリングした値ＶＳ１，ＶＳ２の差を求め、基準
値以上であるかどうかを判断し、基準値以下であれば故
障出力処理を実行する。
ンサ出力を変数Ｖ１に読み込む。Ｓ７では診断信号２を
ハイレベルにし、センサ出力を変数Ｖ２に読み込む。Ｓ
８ではＶ１及びＶ２のフィルタリング処理を行なってい
る。これはＶ１，Ｖ２の変化が小さくＳ／Ｎ比が悪いた
め、これを改善するためである。Ｓ９ではＶ１，Ｖ２を
フィルタリングした値ＶＳ１，ＶＳ２の差を求め、基準
値以上であるかどうかを判断し、基準値以下であれば故
障出力処理を実行する。
【００３１】次に、本発明の第２の実施例である容量式
加速度センサを説明する。図１９に本実施例の構成を示
す。第１の実施例では高加速度静電診断と低加速度静電
診断において、ＶC1，ＶC2を診断信号２に同期させて振
動させた。本実施例は診断信号２を使用せず，診断制御
回路１９２に内蔵した発振器によりＶC1，ＶC2を振動さ
せた加速度センサである。発振器を内蔵したため本加速
度センサを使用するシステムへ高加速度静電診断時及び
低加速度静電診断時にＶC1，ＶC2に関する情報を出力す
る必要がある。このために本実施例では図２０に示すよ
うなイベント信号と同期信号を設けた。まず、イベント
信号はシステム側へ割込み信号として供給した。つま
り、イベント信号は高加速度診断あるいは低加速度診断
時に出力が図２０のように変化することに同期して短時
間ローレベルになる信号である。また、同期信号はシス
テム側へ同期検波用の基準信号として供給した。つま
り、同期信号は高加速度診断あるいは低加速度診断時に
図２０のように出力が変化するが、これに同期する信号
である。なお、本実施例の加速度センサを使ったシステ
ムではイベント信号あるいは同期信号を使用しない方法
も可能である。これは診断信号１の立ち下がりエッジに
同期して診断制御回路１の発振器は動作するからであ
る。このため、システム側は診断信号１をローレベルに
した後、時間を管理することにより本加速度センサの診
断の内容を知ることができる。
加速度センサを説明する。図１９に本実施例の構成を示
す。第１の実施例では高加速度静電診断と低加速度静電
診断において、ＶC1，ＶC2を診断信号２に同期させて振
動させた。本実施例は診断信号２を使用せず，診断制御
回路１９２に内蔵した発振器によりＶC1，ＶC2を振動さ
せた加速度センサである。発振器を内蔵したため本加速
度センサを使用するシステムへ高加速度静電診断時及び
低加速度静電診断時にＶC1，ＶC2に関する情報を出力す
る必要がある。このために本実施例では図２０に示すよ
うなイベント信号と同期信号を設けた。まず、イベント
信号はシステム側へ割込み信号として供給した。つま
り、イベント信号は高加速度診断あるいは低加速度診断
時に出力が図２０のように変化することに同期して短時
間ローレベルになる信号である。また、同期信号はシス
テム側へ同期検波用の基準信号として供給した。つま
り、同期信号は高加速度診断あるいは低加速度診断時に
図２０のように出力が変化するが、これに同期する信号
である。なお、本実施例の加速度センサを使ったシステ
ムではイベント信号あるいは同期信号を使用しない方法
も可能である。これは診断信号１の立ち下がりエッジに
同期して診断制御回路１の発振器は動作するからであ
る。このため、システム側は診断信号１をローレベルに
した後、時間を管理することにより本加速度センサの診
断の内容を知ることができる。
【００３２】次に、本発明の第３の実施例である容量式
圧力センサを説明する。図２１に本実施例の構成を示
す。説明に先立ち容量式圧力センサの検出原理を説明す
る。検出部２１９は、ガラス基板２１７とガラス基板２
１７に蒸着された固定電極218とシリコンダイアフラム
２２０よりなる。このシリコンダイアフラム２２０に圧
力が働くとシリコンダイアフラム２２０と固定電極２１
８のギャップが変化し、シリコンダイアフラム２２０と
固定電極３１８間の静電容量が変化する。この静電容量
の変化を容量検出器２２１で検出し、出力調整回路２２
２により出力を調整することにより圧力に応じた出力電
圧を得ることができる。
圧力センサを説明する。図２１に本実施例の構成を示
す。説明に先立ち容量式圧力センサの検出原理を説明す
る。検出部２１９は、ガラス基板２１７とガラス基板２
１７に蒸着された固定電極218とシリコンダイアフラム
２２０よりなる。このシリコンダイアフラム２２０に圧
力が働くとシリコンダイアフラム２２０と固定電極２１
８のギャップが変化し、シリコンダイアフラム２２０と
固定電極３１８間の静電容量が変化する。この静電容量
の変化を容量検出器２２１で検出し、出力調整回路２２
２により出力を調整することにより圧力に応じた出力電
圧を得ることができる。
【００３３】また、本実施例でも診断制御回路２１１，
静電容量検出用信号発生器２１２，スイッチ２１３，静
電容量２１４，抵抗器２１５，昇圧回路２１６，静電容
量検出器２２１，出力調整回路２２２，スイッチ２２
３，２２４を持ちリーク電流検査診断，高加速度静電診
断，低加速度静電診断の各診断機能を有している。ま
ず、リーク電検査診断は信号φＣ及び信号φＭＲをハイ
レベルにすることにより静電容量検出器２２１の出力に
リーク電流と時間の積に比例した出力を発生させ、この
電圧を診断制御回路２１１で比較し、基準値を越えた場
合は信号φｏｆｆをローレベルにし、出力を一定電圧に
保持する。また、高加速度静電診断及び低加速度静電診
断は昇圧回路２１６で発生した高電圧を抵抗器２１５を
介して固定電極２１７に印加することにより、第１の実
施例と同様に達成できる。なお、診断の動作シーケンス
は第１の実施例と同じである。
静電容量検出用信号発生器２１２，スイッチ２１３，静
電容量２１４，抵抗器２１５，昇圧回路２１６，静電容
量検出器２２１，出力調整回路２２２，スイッチ２２
３，２２４を持ちリーク電流検査診断，高加速度静電診
断，低加速度静電診断の各診断機能を有している。ま
ず、リーク電検査診断は信号φＣ及び信号φＭＲをハイ
レベルにすることにより静電容量検出器２２１の出力に
リーク電流と時間の積に比例した出力を発生させ、この
電圧を診断制御回路２１１で比較し、基準値を越えた場
合は信号φｏｆｆをローレベルにし、出力を一定電圧に
保持する。また、高加速度静電診断及び低加速度静電診
断は昇圧回路２１６で発生した高電圧を抵抗器２１５を
介して固定電極２１７に印加することにより、第１の実
施例と同様に達成できる。なお、診断の動作シーケンス
は第１の実施例と同じである。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、容量式センサの故障診
断を可能にするから、容量式センサを使ったシステムの
信頼性を向上することができる。
断を可能にするから、容量式センサを使ったシステムの
信頼性を向上することができる。
【図１】第１の実施例の構成。
【図２】従来の加速度センサの構成。
【図３】加速度に対する静電容量の変化。
【図４】静電容量検出器の構成。
【図５】静電容量検出器のタイミングチャート。
【図６】診断信号１と診断内容の関係。
【図７】リーク電流検査診断時のタイミングチャート。
【図８】静電容量検出器の構成。
【図９】リーク電流検査診断時のタイミングチャート。
【図１０】静電容量検出用信号発生器の構成。
【図１１】静電容量検出用信号発生器のタイミングチャ
ート。
ート。
【図１２】断線検査診断時のタイミングチャート。
【図１３】高加速度静電診断時のタイミングチャート。
【図１４】低加速度静電診断時のタイミングチャート。
【図１５】昇圧回路の構成。
【図１６】昇圧回路のタイミングチャート。
【図１７】第１の実施例の加速度センサを使った故障検
出システムの構成。
出システムの構成。
【図１８】故障検出システムのフローチャート。
【図１９】第２の実施例の構成。
【図２０】診断制御信号のタイミングチャート。
【図２１】第３の実施例の構成。
１…診断制御回路、２…静電容量検出用信号発生器、３
…スイッチ、４…スイッチ、５…静電容量、６…静電容
量、７…抵抗器、８…抵抗器、９…昇圧回路、１０…検
出部、１１…固定電極、１２…固定電極、１３…可動電
極、１４…ビーム、１５…静電容量検出器、１６…出力
調整回路、１７…スイッチ、１８…スイッチ、２０…静
電容量検出用信号発生器、２１…静電容量検出器、４１
…スイッチ、４２…演算増幅器、４３…サンプルホール
ドアンプ、８１…論理ゲート、１０１…発振器、１０２
…反転器、１０３…反転器、１０４…反転器、１０５…
スイッチ、１０６…スイッチ、１０７…反転器、１０８
…反転器、１５１…スイッチ、１５２…スイッチ、１５
３…ダイオード、１５４…静電容量、１５５…スイッ
チ、１５６…スイッチ、１５７…ダイオード、１５８…
静電容量、１５９…スイッチ、１６０…スイッチ、１６
１…ダイオード、１６２…静電容量、１６３…ダイオー
ド、１６４…静電容量、１６５…切り替え回路、１７１
…加速度センサ、１７２…マイコン、１９１…診断制御
回路、２１１…診断制御回路、２１２…静電容量検出用
信号発生器、２１３…スイッチ、２１４…静電容量、２
１５…抵抗器、２１６…昇圧回路、２１７…ガラス基
板、２１８…固定電極、２１９…検出部、２２０…シリ
コンダイアフラム、２２１…静電容量検出器、２２２…
出力調整回路、２２３…スイッチ、２２４…スイッチ。
…スイッチ、４…スイッチ、５…静電容量、６…静電容
量、７…抵抗器、８…抵抗器、９…昇圧回路、１０…検
出部、１１…固定電極、１２…固定電極、１３…可動電
極、１４…ビーム、１５…静電容量検出器、１６…出力
調整回路、１７…スイッチ、１８…スイッチ、２０…静
電容量検出用信号発生器、２１…静電容量検出器、４１
…スイッチ、４２…演算増幅器、４３…サンプルホール
ドアンプ、８１…論理ゲート、１０１…発振器、１０２
…反転器、１０３…反転器、１０４…反転器、１０５…
スイッチ、１０６…スイッチ、１０７…反転器、１０８
…反転器、１５１…スイッチ、１５２…スイッチ、１５
３…ダイオード、１５４…静電容量、１５５…スイッ
チ、１５６…スイッチ、１５７…ダイオード、１５８…
静電容量、１５９…スイッチ、１６０…スイッチ、１６
１…ダイオード、１６２…静電容量、１６３…ダイオー
ド、１６４…静電容量、１６５…切り替え回路、１７１
…加速度センサ、１７２…マイコン、１９１…診断制御
回路、２１１…診断制御回路、２１２…静電容量検出用
信号発生器、２１３…スイッチ、２１４…静電容量、２
１５…抵抗器、２１６…昇圧回路、２１７…ガラス基
板、２１８…固定電極、２１９…検出部、２２０…シリ
コンダイアフラム、２２１…静電容量検出器、２２２…
出力調整回路、２２３…スイッチ、２２４…スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉垣 智 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 鈴木 政善 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内
Claims (6)
- 【請求項１】検出対象に応答して位置が変化する可動電
極及びこの可動電極に対向して配置される複数個の固定
電極を有する容量式センサにおいて、前記固定電極と可
動電極の間に静電気力を発生させる手段を有することを
特徴とする容量式センサ。 - 【請求項２】検出対象に応答して位置が変化する可動電
極及びこの可動電極に対向して配置される複数個の固定
電極を有する容量式センサにおいて、前記固定電極と可
動電極間のリ−ク電流を測定する手段を有することを特
徴とする容量式センサ。 - 【請求項３】検出対象に応答して位置が変化する可動電
極及びこの可動電極に対向して配置される複数個の固定
電極を有する容量式センサにおいて、増幅器と静電容量
及び前記静電容量を放電するためのスイッチを有する容
量検出手段と前記スイッチを開放状態に保持する手段と
を有することを特徴とする容量式センサ。 - 【請求項４】検出対象に応答して位置が変化する可動電
極及びこの可動電極に対向して配置される複数個の固定
電極を有する容量式センサにおいて、前記容量式センサ
の出力を振動させる手段を有することを特徴とする容量
式センサ。 - 【請求項５】加速度に関する信号を入力として持つ制御
システムにおいて、前記入力信号が振動していれば前記
信号が正常な信号であると判断する手段を有することを
特徴とする制御システム。 - 【請求項６】検出対象に応答して位置が変化する可動電
極及びこの可動電極に対向して配置される複数個の固定
電極を有する容量式センサにおいて、前記可動電極と前
記複数個の固定電極の間の静電容量の総和を測定する手
段を有することを特徴とする容量式センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076549A JPH05281256A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 容量式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4076549A JPH05281256A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 容量式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281256A true JPH05281256A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13608347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4076549A Pending JPH05281256A (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 容量式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281256A (ja) |
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-
1992
- 1992-03-31 JP JP4076549A patent/JPH05281256A/ja active Pending
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