JPH0645896Y2 - 加速度計 - Google Patents

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。

〔従来の技術〕

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。

〔考案が解決しようとする問題点〕

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔考案の効果〕

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】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。