JPH0645896Y2 - Accelerometer - Google Patents
AccelerometerInfo
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- JPH0645896Y2 JPH0645896Y2 JP1468290U JP1468290U JPH0645896Y2 JP H0645896 Y2 JPH0645896 Y2 JP H0645896Y2 JP 1468290 U JP1468290 U JP 1468290U JP 1468290 U JP1468290 U JP 1468290U JP H0645896 Y2 JPH0645896 Y2 JP H0645896Y2
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- acceleration
- hollow housing
- flow sensor
- housing
- air
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は加速度を検出する加速度計に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an accelerometer for detecting acceleration.
従来、この種の加速度計には一般に振子装置が用いら
れ、振子の僅かな相対変位が加速度に比例することを利
用して加速度を検出している。このような加速度計の中
でも相対変位を検出する手段としてピエゾ効果を示す圧
電材料を用いたものが小型軽量である点で広く利用され
ている。Conventionally, a pendulum device is generally used for this type of accelerometer, and the acceleration is detected by utilizing the fact that a slight relative displacement of the pendulum is proportional to the acceleration. Among such accelerometers, those using a piezoelectric material exhibiting a piezoelectric effect are widely used as means for detecting relative displacement in that they are small and lightweight.
しかしながら、この種の加速度計は、振子装置という機
械的要素を主要部としており、安定した精度を保持する
ためには、十分な保守管理が要求される。また、振子装
置の固有振動による出力は加速度計測には妨げとなって
いた。また、圧電検出による加速度計は高インピーダン
スであるため、電気的雑音を拾いやすいという問題があ
る。However, this type of accelerometer has a mechanical element called a pendulum device as a main part, and sufficient maintenance is required to maintain stable accuracy. In addition, the output due to the natural vibration of the pendulum device hinders the measurement of acceleration. Further, since the accelerometer based on piezoelectric detection has a high impedance, there is a problem that electric noise is easily picked up.
このような問題を解決するために本考案は、加速度方向
にその長手方向が一致するように配置された概ね密閉状
の中空ハウジングと、この中空ハウジングの両端側の上
面に形成された各導通孔と、中空ハウジング内の各導通
孔の間のほぼ中央部に配置され、中空ハウジング内を流
れる空気の流速を測定するフローセンサと、このフロー
センサの検出出力から予め定められた関係に基づいて加
速度を算出する手段とから構成したものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve such a problem, the present invention provides a generally hermetically-closed hollow housing arranged so that its longitudinal direction coincides with the acceleration direction, and respective through holes formed on the upper surfaces of both ends of the hollow housing. And a flow sensor that is arranged in the hollow housing at approximately the center between the respective through holes and that measures the flow velocity of the air flowing in the hollow housing, and the acceleration based on the predetermined relationship from the detection output of this flow sensor. And means for calculating
加速度が加わると中空ハウジングの内部の空気は、空気
の慣性のため、加速度方向と反対方向に流れる。中空ハ
ウジングの両端側の上面には外部に通じる導通孔がある
ので、加速の先方の導通孔から空気が吸い込まれ後方の
導通孔から空気が排出されて、中空ハウジング内の空気
の流れは加速度がある限り継続する。この流速は加速度
に相関性があるので、フローセンサの出力から加速度を
測定できる。When acceleration is applied, the air inside the hollow housing flows in the direction opposite to the acceleration direction due to the inertia of the air. Since there is a through hole on the upper surface of both ends of the hollow housing that communicates with the outside, air is sucked in through the leading hole for acceleration, and air is discharged through the trailing hole in the rear. Continue as long as there is. Since this flow velocity has a correlation with the acceleration, the acceleration can be measured from the output of the flow sensor.
以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本考案の一実施例による加速度計の構成を示す
概略構成図である。同図において、1は両端面がそれぞ
れ閉鎖され密閉状に形成された筒状の中空ハウジングで
ある。この中空ハウジング1はその長手方向が、この加
速度センサを保持している加速度測定物体、例えば車両
に加わる加速度方向(矢印A)に一致するように配置さ
れている。そして、中空ハウジング1の長手方向の両端
側の長手方向に直角な方向の側面である上面には、導通
孔1a,1bがそれぞれ形成されている。中空ハウジング1
はこの2つの導通孔でのみ内部と外部が連通している。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an accelerometer according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical hollow housing whose both end surfaces are closed and which is hermetically formed. The hollow housing 1 is arranged so that its longitudinal direction coincides with an acceleration measuring object holding the acceleration sensor, for example, an acceleration direction (arrow A) applied to a vehicle. The hollow housing 1 is provided with conduction holes 1a and 1b on the upper surfaces, which are the side surfaces in the direction perpendicular to the longitudinal direction on both ends in the longitudinal direction. Hollow housing 1
The inside and the outside communicate with each other only through these two conduction holes.
また、中空ハウジング1の内部にあって導通孔1aと1bの
間のほぼ中央部分には、フローセンサ2が固定配置され
ている。このフローセンサ2は中空ハウジング1の内部
を流れる気体(通常は空気)の流速を測定するもので、
3はこのセンサに接続された検出回路である。このフロ
ーセンサ2および検出回路3は周知の技術であり、例え
ば特開昭61-88532号公報等に示されており、その概略を
第2図に示す。A flow sensor 2 is fixedly arranged inside the hollow housing 1 at a substantially central portion between the through holes 1a and 1b. The flow sensor 2 measures the flow velocity of gas (usually air) flowing inside the hollow housing 1.
Reference numeral 3 is a detection circuit connected to this sensor. The flow sensor 2 and the detection circuit 3 are well-known techniques, and are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-88532, and the outline thereof is shown in FIG.
第2図は周知のフローセンサの斜視図であり、シリコン
基板31の中央部には、窓32,33が連通するようにトンネ
ル状の空間スペースが形成されている。この空間スペー
スはシリコンの異方性エッチング技術により形成するこ
とができる。センサ部34の表面にはパーマロイ等からな
る2組の測温抵抗エレメン11,17およびその間に配置さ
れたヒータエレメント35が形成され、これらの表面は薄
い窒化シリコン膜で保護されている。なお、12,18は周
囲温度測定用の抵抗エレメントであり、温度補正回路な
どを構成するときに使用される。FIG. 2 is a perspective view of a known flow sensor, and a tunnel-shaped space is formed in the center of the silicon substrate 31 so that the windows 32 and 33 communicate with each other. This space space can be formed by an anisotropic silicon etching technique. On the surface of the sensor portion 34, two sets of temperature measuring resistance elements 11 and 17 made of permalloy or the like and a heater element 35 arranged between them are formed, and these surfaces are protected by a thin silicon nitride film. Reference numerals 12 and 18 are resistance elements for measuring the ambient temperature and are used when configuring a temperature correction circuit and the like.
センサ部34はその下に空間スペースが形成されているの
で、シリコン基板31とは熱的に絶縁されており、しかも
薄い膜状なので熱容量は極めて少ない。ヒータエレメン
ト35に電流を流して一定温度に加熱すると、その上方の
空気の温度が上昇する。矢印Bの方向に気体の流れが存
在すると、この温度上昇した空気が矢印の方向に流れ、
気流の上流側の測温抵抗エレメント11は冷却され、下流
側の測温抵抗エレメント17は加熱される。このため、測
温抵抗エレメント11と17には温度変化により抵抗変化が
生じ、この変化量をブリッジ回路で検出すれば気流の流
速に比例した電気信号が得られる。Since the sensor portion 34 has a space formed below it, it is thermally insulated from the silicon substrate 31 and has a thin film shape, so that the heat capacity is extremely small. When a current is passed through the heater element 35 to heat it to a constant temperature, the temperature of the air above it rises. If there is a gas flow in the direction of arrow B, the temperature-increased air flows in the direction of arrow,
The temperature measuring resistance element 11 on the upstream side of the air flow is cooled, and the temperature measuring resistance element 17 on the downstream side is heated. Therefore, resistance changes occur in the temperature measuring resistance elements 11 and 17 due to temperature changes, and if the amount of change is detected by the bridge circuit, an electric signal proportional to the flow velocity of the airflow can be obtained.
検出回路3には、このようなヒータエレメント35を駆動
する回路、測温抵抗エレメント11,17の抵抗変化から流
速を検出する回路等が構成されている。The detection circuit 3 includes a circuit for driving the heater element 35, a circuit for detecting the flow velocity from the resistance change of the temperature measuring resistance elements 11 and 17, and the like.
第1図において、8はフローセンサ3の検出出力から予
め定められた関係に基づいて加速度を算出する演算回路
である。In FIG. 1, reference numeral 8 is an arithmetic circuit for calculating the acceleration from the detection output of the flow sensor 3 based on a predetermined relationship.
次にこのように構成された加速度計の動作について説明
する。Next, the operation of the accelerometer configured as described above will be described.
第1図で矢印A方向に加速度が加わると、ハウジング1
の内部の空気はその慣性でハウジング1に対して相対的
に矢印Aと反対方向の矢印Bの方向に移動する。このた
め、導通口1a付近のハウジング1内では外部より空気圧
が低くなって、導通口1aから空気がハウジング1内に流
れ込む。同時に導通口1b付近のハウジング1内では外部
より空気圧が高くなって、導通口1bから空気が外部に流
出する。When acceleration is applied in the direction of arrow A in FIG.
Due to its inertia, the air inside the air moves relative to the housing 1 in the direction of the arrow B opposite to the arrow A. Therefore, the air pressure in the housing 1 near the conduction port 1a becomes lower than that in the outside, and the air flows into the housing 1 through the conduction port 1a. At the same time, the air pressure in the housing 1 near the conduction port 1b becomes higher than that of the outside, and the air flows out from the conduction port 1b to the outside.
この結果、導通口1aから空気がハウジング1内に流れ込
み導通口1bから流出し、これによりハウジング1内には
矢印Bの方向の気流が生じ、この流速がフローセンサ2
によって検出される。As a result, the air flows into the housing 1 from the conduction port 1a and flows out from the conduction port 1b, whereby an air flow in the direction of the arrow B is generated in the housing 1, and this flow velocity is detected by the flow sensor 2
Detected by.
フローセンサ2により検出された流速は検出回路3から
流速に応じた電気信号となって演算回路8に送出され
る。演算回路8では、入力された流速信号により予め較
正されたテーブル表に基づいて加速度が検出されること
になる。The flow velocity detected by the flow sensor 2 is sent from the detection circuit 3 to the arithmetic circuit 8 as an electric signal corresponding to the flow velocity. In the arithmetic circuit 8, the acceleration is detected based on the table table pre-calibrated by the input flow velocity signal.
第3図および第4図は他の実施例のハウジングの断面図
であり、第3図はハウジング1の中央部に絞り部1cを設
け、この絞り部1cにフローセンサ2を固定配置したもの
である。FIGS. 3 and 4 are sectional views of a housing of another embodiment, and FIG. 3 shows a throttle portion 1c provided in the central portion of the housing 1 and a flow sensor 2 fixedly arranged on the throttle portion 1c. is there.
第4図はハウジング1の中央部内側に壁1dを設けるとと
もに、この壁1dを跨ぐ迂回路1eを設け、この迂回路1e内
にフローセンサ2を固定配置したものである。In FIG. 4, a wall 1d is provided inside the central portion of the housing 1, a detour 1e is provided across the wall 1d, and the flow sensor 2 is fixedly arranged in the detour 1e.
このような構成においても、第1図の実施例と全く同様
な作用効果が得られる。Even with such a configuration, the same operational effects as the embodiment of FIG. 1 can be obtained.
なお、等速運動中は中空ハウジング内部の空気は静止し
たままであることは言うまでもない。Needless to say, the air inside the hollow housing remains stationary during the uniform velocity motion.
以上説明したように、本考案による加速度計によれば、
加速度に基づいてハウジング内に流れる気流の流速をフ
ローセンサで検出し、この検出出力から加速度値を演出
するようにしたので、従来の振子装置のような機械的な
構成が全く不要であって、常に安定した出力を得ること
ができ、また、振子装置のような固有振動による誤差が
なくなる。As explained above, according to the accelerometer of the present invention,
Since the flow sensor detects the flow velocity of the airflow flowing in the housing based on the acceleration and produces the acceleration value from this detection output, there is no need for a mechanical structure such as a conventional pendulum device. A stable output can always be obtained, and an error due to natural vibration unlike the pendulum device is eliminated.
第1図は本考案による加速度計の一実施例を示す概略構
成図、第2図はフローセンサ2の具体的な外観を示す斜
視図、第3図および第4図は第1図のハウジングのそれ
ぞれ他の実施例を示す断面図である。 1……ハウジング、1a,1b……導通孔、1c……絞り部、1
d……壁、1e……迂回路、2……フローセンサ、3……
検出回路、8……演算回路、11,17……測温抵抗エレメ
ント、31……シリコン基板、35……ヒータエレメント。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the accelerometer according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a specific appearance of the flow sensor 2, and FIGS. 3 and 4 are views of the housing of FIG. It is sectional drawing which shows another Example, respectively. 1 ... Housing, 1a, 1b ... Conduction hole, 1c ... Drawing part, 1
d ...... wall, 1e ... detour, 2 ... flow sensor, 3 ...
Detection circuit, 8 ... Arithmetic circuit, 11, 17 ... Resistance temperature measuring element, 31 ... Silicon substrate, 35 ... Heater element.
Claims (1)
に配置された概ね密閉状の中空ハウジングと、 この中空ハウジングの両端側の上面にそれぞれ形成され
た導通孔と、 前記中空ハウジング内の各導通孔の間のほぼ中央部に配
置され、中空ハウジング内を流れる空気の流速を測定す
るフローセンサと、 このフローセンサの検出出力から予め定められた関係に
基づいて加速度を算出する手段と を備えたことを特徴とする加速度計。1. A generally hermetically-closed hollow housing arranged so that its longitudinal direction coincides with the acceleration direction, and through holes formed on the upper surfaces of both ends of the hollow housing, respectively. A flow sensor, which is arranged substantially in the center between the through holes and measures the flow velocity of the air flowing in the hollow housing, and a means for calculating acceleration based on a predetermined relationship from the detection output of the flow sensor. An accelerometer characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1468290U JPH0645896Y2 (en) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Accelerometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1468290U JPH0645896Y2 (en) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Accelerometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03109059U JPH03109059U (en) | 1991-11-08 |
| JPH0645896Y2 true JPH0645896Y2 (en) | 1994-11-24 |
Family
ID=31518030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1468290U Expired - Lifetime JPH0645896Y2 (en) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | Accelerometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645896Y2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040017357A1 (en) * | 2000-08-29 | 2004-01-29 | Masahiro Kinoshita | Pointing device |
| JP4975972B2 (en) * | 2005-03-15 | 2012-07-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Physical quantity sensor |
-
1990
- 1990-02-19 JP JP1468290U patent/JPH0645896Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03109059U (en) | 1991-11-08 |
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