JPH0654322B2 - ガスレ−トセンサ - Google Patents
ガスレ−トセンサInfo
- Publication number
- JPH0654322B2 JPH0654322B2 JP62128372A JP12837287A JPH0654322B2 JP H0654322 B2 JPH0654322 B2 JP H0654322B2 JP 62128372 A JP62128372 A JP 62128372A JP 12837287 A JP12837287 A JP 12837287A JP H0654322 B2 JPH0654322 B2 JP H0654322B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- rate sensor
- container
- bridge circuit
- gas rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、センサ本体にレート（角速度）が加えられ
た時に一対の熱線の放熱状態が変化することを利用して
前記レートを検出するガスレートセンサに関するもので
ある。
た時に一対の熱線の放熱状態が変化することを利用して
前記レートを検出するガスレートセンサに関するもので
ある。
第４図はこの種の従来のガスレートセンサの構造を示す
断面図である（実開昭５８−１７５５９号公報参照）。
図において、１はヘリウムあるいはその混合物などレー
ト検出用のガス２が封入された密閉容器で、外周全体に
金属抵抗線で形成したヒータ３が絶縁被覆４を介して巻
回されており、内部が恒温槽となっている。この密閉容
器１内には上記ガス２の他に、細い金属線でできた一対
の熱線５がセラミックディスク６に張架されて配置され
ており、該ディスク６には熱線５を張架するための金属
支柱が一定間隔で埋設され、熱線５を通過したガス２が
通り抜ける孔が穿設されている。また密閉容器１内には
ガス２を一定方向に整流させるポンプ７も配置されてい
る。このポンプ７は圧電素子を金属板に張り合わせたも
ので、小さな孔が一ケ所あいており、交流電圧が印加さ
れると振動してその小さな孔からガス２が吸気・排気を
繰り返し、ガス２が一定方向に循環するようになってい
る。８は上記セラミックディスク６を固定しているアル
ミニウム製のホルダで、ポンプ室カバー９を支持してお
り、一端側は乱流状態のガス２を層流に整流するノズル
１０が装着され、他端側は固定用リング１１と当接して
いる。１２はガス２の排気管、１３は密閉容器１のフラ
ンジ部にリング状リブをプロジェクション溶接したハー
メチックベースで、ハーメチックシール加工により例え
ば９ピンの導入端子１４が埋込まれており、この導入端
子１４と上記熱線５のリード端子１５が接続され、セン
サ本体の内と外が電気的に連結されている。また排気管
１２は密閉容器１内をガス置換するための排気及びガス
封入口となり、ガス２の封入後溶接あるいは圧接等によ
り封止される。
断面図である（実開昭５８−１７５５９号公報参照）。
図において、１はヘリウムあるいはその混合物などレー
ト検出用のガス２が封入された密閉容器で、外周全体に
金属抵抗線で形成したヒータ３が絶縁被覆４を介して巻
回されており、内部が恒温槽となっている。この密閉容
器１内には上記ガス２の他に、細い金属線でできた一対
の熱線５がセラミックディスク６に張架されて配置され
ており、該ディスク６には熱線５を張架するための金属
支柱が一定間隔で埋設され、熱線５を通過したガス２が
通り抜ける孔が穿設されている。また密閉容器１内には
ガス２を一定方向に整流させるポンプ７も配置されてい
る。このポンプ７は圧電素子を金属板に張り合わせたも
ので、小さな孔が一ケ所あいており、交流電圧が印加さ
れると振動してその小さな孔からガス２が吸気・排気を
繰り返し、ガス２が一定方向に循環するようになってい
る。８は上記セラミックディスク６を固定しているアル
ミニウム製のホルダで、ポンプ室カバー９を支持してお
り、一端側は乱流状態のガス２を層流に整流するノズル
１０が装着され、他端側は固定用リング１１と当接して
いる。１２はガス２の排気管、１３は密閉容器１のフラ
ンジ部にリング状リブをプロジェクション溶接したハー
メチックベースで、ハーメチックシール加工により例え
ば９ピンの導入端子１４が埋込まれており、この導入端
子１４と上記熱線５のリード端子１５が接続され、セン
サ本体の内と外が電気的に連結されている。また排気管
１２は密閉容器１内をガス置換するための排気及びガス
封入口となり、ガス２の封入後溶接あるいは圧接等によ
り封止される。
第５図は上記構成のガスレートセンサの系統別構成を示
すブロック図である。密閉容器１内には、ガス２、熱線
５及びポンプ７などのレート検出系Ａ、その検出信号を
電気信号に変換するブリッジ回路を有した信号変換系
Ｂ、変換された信号の増幅系Ｃなどが設けられている。
また容器外には、上記熱線５を駆動する熱線電源系Ｄ、
ポンプ７を駆動するポンプ駆動系Ｅ、ヒータ３の温度制
御を行って容器内を一定温度の恒温槽にするヒータ温度
制御系Ｆ、上記各系に電源を供給する電源系Ｇなどが設
けられている。
すブロック図である。密閉容器１内には、ガス２、熱線
５及びポンプ７などのレート検出系Ａ、その検出信号を
電気信号に変換するブリッジ回路を有した信号変換系
Ｂ、変換された信号の増幅系Ｃなどが設けられている。
また容器外には、上記熱線５を駆動する熱線電源系Ｄ、
ポンプ７を駆動するポンプ駆動系Ｅ、ヒータ３の温度制
御を行って容器内を一定温度の恒温槽にするヒータ温度
制御系Ｆ、上記各系に電源を供給する電源系Ｇなどが設
けられている。
次に動作について説明する。熱線５は常に一定の電流が
流れて加熱されており、センサ本体にレートが加わって
いない時には一定な層流ガス２により均一に冷却され
る。センサ本体にレートが加えられると、コリオリの力
により密閉容器１内のガス２に偏りが発生し、一対の熱
線５の放熱状態に変化が生じる。この変化は熱線５の温
度変化となって表われ、更に、該熱線５をそれぞれ一辺
とするブリッジ回路により電気信号に変換され、レート
出力として取出される。そして、このレート出力により
自動車などの走行位置が検出され、方向センサとしての
機能が果される。
流れて加熱されており、センサ本体にレートが加わって
いない時には一定な層流ガス２により均一に冷却され
る。センサ本体にレートが加えられると、コリオリの力
により密閉容器１内のガス２に偏りが発生し、一対の熱
線５の放熱状態に変化が生じる。この変化は熱線５の温
度変化となって表われ、更に、該熱線５をそれぞれ一辺
とするブリッジ回路により電気信号に変換され、レート
出力として取出される。そして、このレート出力により
自動車などの走行位置が検出され、方向センサとしての
機能が果される。
しかしながら従来のガスレートセンサにあっては、密閉
容器１内の各部品の温度依存性によって、電源投入後容
器内温度が安定するまでのウオームアップ時間が長く、
またその各部品の温度バランスが周囲温度により変化す
るのでオフセット電圧が変動し易く、更に長時間放置し
ておくと電子部品や回路基板が吸湿してインピーダンス
に変化が生じ、特性が安定しないという問題点があっ
た。
容器１内の各部品の温度依存性によって、電源投入後容
器内温度が安定するまでのウオームアップ時間が長く、
またその各部品の温度バランスが周囲温度により変化す
るのでオフセット電圧が変動し易く、更に長時間放置し
ておくと電子部品や回路基板が吸湿してインピーダンス
に変化が生じ、特性が安定しないという問題点があっ
た。
この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、電源投入後のウオームアップ時間が短かく、周囲温
度に対するオフセット電圧が安定し、また長時間放置後
においても特性が安定したガスレートセンサを提供する
ものである。
で、電源投入後のウオームアップ時間が短かく、周囲温
度に対するオフセット電圧が安定し、また長時間放置後
においても特性が安定したガスレートセンサを提供する
ものである。
この発明のガスレートセンサは、ガスが封入された密閉
容器内に一対の熱線を配置すると共に、この一対の熱線
をそれぞれ一辺としてブリッジ回路を構成する抵抗体を
設け、センサ本体にレートが加えられた時、前記ガスの
流れにより熱線に発生する温度変化を該熱線の抵抗値変
化としてとらえ、前記ブリッジ回路の出力電気信号の変
化に変換して前記レートを検出するものにおいて、前記
ブリッジ回路を構成する抵抗体を前記一対の熱線と同一
の密閉容器内に設けたものである。
容器内に一対の熱線を配置すると共に、この一対の熱線
をそれぞれ一辺としてブリッジ回路を構成する抵抗体を
設け、センサ本体にレートが加えられた時、前記ガスの
流れにより熱線に発生する温度変化を該熱線の抵抗値変
化としてとらえ、前記ブリッジ回路の出力電気信号の変
化に変換して前記レートを検出するものにおいて、前記
ブリッジ回路を構成する抵抗体を前記一対の熱線と同一
の密閉容器内に設けたものである。
この発明のガスレートセンサにおいては、一対の熱線と
ブリッジ回路を構成する抵抗体がその熱線と同一の密閉
容器内に設けられているので、密閉容器内の温度が速く
安定し、周囲温度の影響を受けにくく、また長時間放置
しても各部品インピーダンス変化は少ない。
ブリッジ回路を構成する抵抗体がその熱線と同一の密閉
容器内に設けられているので、密閉容器内の温度が速く
安定し、周囲温度の影響を受けにくく、また長時間放置
しても各部品インピーダンス変化は少ない。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、従来
の第４図と同一符号は同一構成要素を示している。図
中、１は内部が恒温槽となる密閉容器、２は容器内に封
入されたガス、３はヒータ、４は絶縁被覆、５は一対の
熱線、６は熱線５を支持するセラミックディスク、７は
ガス２を循環させるポンプ、８は熱線５及びポンプ７な
どを保持するホルダ、９はポンプ室カバー、１０はガス
２を噴出するノズル、１１はホルダ８の固定用リング、
１２は排気管、１３は容器内を密封しているハーメチッ
クベース、１４は導入端子、１５は熱線５のリード端子
で、導入端子１４と接続されている。１６は上記一対の
熱線５をそれぞれ一辺としてブリッジ回路を構成する抵
抗体Ｒ１，Ｒ２などが実装された回路基板で、密閉容器
１内の熱線５と同一雰囲気内に配置されており、ガス２
の流れを乱さないスペースに配設されている。
の第４図と同一符号は同一構成要素を示している。図
中、１は内部が恒温槽となる密閉容器、２は容器内に封
入されたガス、３はヒータ、４は絶縁被覆、５は一対の
熱線、６は熱線５を支持するセラミックディスク、７は
ガス２を循環させるポンプ、８は熱線５及びポンプ７な
どを保持するホルダ、９はポンプ室カバー、１０はガス
２を噴出するノズル、１１はホルダ８の固定用リング、
１２は排気管、１３は容器内を密封しているハーメチッ
クベース、１４は導入端子、１５は熱線５のリード端子
で、導入端子１４と接続されている。１６は上記一対の
熱線５をそれぞれ一辺としてブリッジ回路を構成する抵
抗体Ｒ１，Ｒ２などが実装された回路基板で、密閉容器
１内の熱線５と同一雰囲気内に配置されており、ガス２
の流れを乱さないスペースに配設されている。
第２図は系統別の構成を示すブロック図であり、図示の
ように密閉容器１内（センサ本体内）のレート検出系Ａ
の中に信号変換系Ｂ及び他の系の一部、例えば増幅系Ｃ
の一部が組込まれている。
ように密閉容器１内（センサ本体内）のレート検出系Ａ
の中に信号変換系Ｂ及び他の系の一部、例えば増幅系Ｃ
の一部が組込まれている。
また第３図は回路基板１６上に構成された信号変換系Ｂ
の詳細を示す回路構成図である。前述したように、一対
の熱線５をそれぞれ一辺（Ｒ，Ｌ）としてブリッジ回路
が抵抗体Ｒ１，Ｒ２によって構成されている。またオフ
セット電圧調整用の抵抗体Ｒ３及び可変抵抗体ＶＲが設
けられ、更に増幅系Ｃからの漏れ電流を打ち消し合うた
めの上記ブリッジ回路に対応する等価抵抗体Ｒ４及びノ
イズ除去用コンデンサＣ１，Ｃ２が設けられている。
の詳細を示す回路構成図である。前述したように、一対
の熱線５をそれぞれ一辺（Ｒ，Ｌ）としてブリッジ回路
が抵抗体Ｒ１，Ｒ２によって構成されている。またオフ
セット電圧調整用の抵抗体Ｒ３及び可変抵抗体ＶＲが設
けられ、更に増幅系Ｃからの漏れ電流を打ち消し合うた
めの上記ブリッジ回路に対応する等価抵抗体Ｒ４及びノ
イズ除去用コンデンサＣ１，Ｃ２が設けられている。
上記のように構成されたガスレートセンサにおいて、セ
ンサ本体にレートが加えられると、従来と同様熱線５に
温度変化が生じ、この変化分は第３図に示したブリッジ
回路により電気信号に変換される。そして、この電気信
号が増幅されて出力され、上記レートに応じて検出信号
を得ることができる。
ンサ本体にレートが加えられると、従来と同様熱線５に
温度変化が生じ、この変化分は第３図に示したブリッジ
回路により電気信号に変換される。そして、この電気信
号が増幅されて出力され、上記レートに応じて検出信号
を得ることができる。
ここで、上記ブリッジ回路など信号変換系Ｂはレート検
出系Ａと同一の雰囲気内に設けられているので、密閉容
器１内の各部品の温度依存性による影響は極くわずかな
ものとなっている。即ち、回路基板１６上の各部品はそ
れぞれ温度依存性を有しており、本実施例のように微小
変化を検出する場合にはそれが不安定要因となってい
る。しかし、それらの各部品をレート検出系Ａと同一の
雰囲気内に収納することにより、各部品の温度変化を同
一条件の変化範囲に留めることができ、上記不安定要因
を取り除くことが可能となる。本実施例では、上記各部
品をガス２が封入された密閉容器１内に配置してガス２
の温度とのバランスをとるようにしてある。この時、回
路基板１６等を比較的良好な熱伝導性を有した材料で形
成し、また密閉容器１と熱伝導性の良い材料で熱的に結
合すれば、最低限の熱抵抗を有するようなマウント構造
となる。このような構造により、同一の温度条件が満足
され、安定性の高い特性が得られると共に、電源投入時
からのウオームアップ時間が最小限に抑えられ、従来と
比較して約1/3〜1/4程度に短縮される。また周囲温度の
変動に対してオフセット電圧などの安定度が増し、長時
間放置した後でも特性が安定したものとなる。
出系Ａと同一の雰囲気内に設けられているので、密閉容
器１内の各部品の温度依存性による影響は極くわずかな
ものとなっている。即ち、回路基板１６上の各部品はそ
れぞれ温度依存性を有しており、本実施例のように微小
変化を検出する場合にはそれが不安定要因となってい
る。しかし、それらの各部品をレート検出系Ａと同一の
雰囲気内に収納することにより、各部品の温度変化を同
一条件の変化範囲に留めることができ、上記不安定要因
を取り除くことが可能となる。本実施例では、上記各部
品をガス２が封入された密閉容器１内に配置してガス２
の温度とのバランスをとるようにしてある。この時、回
路基板１６等を比較的良好な熱伝導性を有した材料で形
成し、また密閉容器１と熱伝導性の良い材料で熱的に結
合すれば、最低限の熱抵抗を有するようなマウント構造
となる。このような構造により、同一の温度条件が満足
され、安定性の高い特性が得られると共に、電源投入時
からのウオームアップ時間が最小限に抑えられ、従来と
比較して約1/3〜1/4程度に短縮される。また周囲温度の
変動に対してオフセット電圧などの安定度が増し、長時
間放置した後でも特性が安定したものとなる。
なお、この発明のガスレートセンサは、例えば自動車あ
るいは特殊車両用慣性航法装置における走行位置検出装
置、無人搬送車あるいは自走式ロボットの誘導装置、移
動あるいは変位する物体の運動、姿勢制御装置、また各
種計測用機器などの方向検出センサとして使用すること
が可能である。
るいは特殊車両用慣性航法装置における走行位置検出装
置、無人搬送車あるいは自走式ロボットの誘導装置、移
動あるいは変位する物体の運動、姿勢制御装置、また各
種計測用機器などの方向検出センサとして使用すること
が可能である。
以上説明したように、この発明によれば、熱線からの検
出信号を電気信号に変換する信号変換系の回路部品を熱
線と同一の密閉容器内に配置したため、電源投入後のウ
オームアップ時間が短かくなり、周囲温度に対するオフ
セット電圧が安定し、また長時間放置後においても特性
が安定するという効果が得られる。
出信号を電気信号に変換する信号変換系の回路部品を熱
線と同一の密閉容器内に配置したため、電源投入後のウ
オームアップ時間が短かくなり、周囲温度に対するオフ
セット電圧が安定し、また長時間放置後においても特性
が安定するという効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はそ
の系統別の構成を示すブロック図、第３図は第２図の信
号変換系の詳細を示す回路構成図、第４図は従来のガス
レートセンサの構造を示す断面図、第５図はその系統別
の構成を示すブロック図である。 １……密閉容器 ２……ガス ５……熱線 ７……ポンプ １０……ノズル １６……回路基板 Ｒ１，Ｒ２……抵抗体
の系統別の構成を示すブロック図、第３図は第２図の信
号変換系の詳細を示す回路構成図、第４図は従来のガス
レートセンサの構造を示す断面図、第５図はその系統別
の構成を示すブロック図である。 １……密閉容器 ２……ガス ５……熱線 ７……ポンプ １０……ノズル １６……回路基板 Ｒ１，Ｒ２……抵抗体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 治 東京都府中市押立町１−35−１ (56)参考文献 特開 昭58−37566（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】ガスが封入された密閉容器内に一対の熱線
を配置すると共に、この一対の熱線をそれぞれ一辺とし
てブリッジ回路を構成する抵抗体を設け、センサ本体に
レートが加えられた時、前記ガスの流れにより熱線に発
生する温度変化を該熱線の抵抗値変化としてとらえ、前
記ブリッジ回路の出力電気信号の変化に変換して前記レ
ートを検出するガスレートセンサにおいて、前記ブリッ
ジ回路を構成する抵抗体を前記一対の熱線と同一の密閉
容器内に設けたことを特徴とするガスレートセンサ。 - 【請求項２】信号変換系の一部であるオフセット電圧調
整回路の固定抵抗部と増幅系からのモレ電流を打ち消し
あう為のブリッジ回路に対応する等価抵抗との両方又は
どちらか一方を同一容器，同一雰囲気中に設置したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガスレートセ
ンサ。 - 【請求項３】増幅系，熱線電源系，ポンプ駆動系の一部
を同一容器，同一雰囲気中に設置したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載のガスレートセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62128372A JPH0654322B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | ガスレ−トセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62128372A JPH0654322B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | ガスレ−トセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293471A JPS63293471A (ja) | 1988-11-30 |
| JPH0654322B2 true JPH0654322B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=14983194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62128372A Expired - Lifetime JPH0654322B2 (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | ガスレ−トセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654322B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69510569T2 (de) * | 1994-01-20 | 1999-10-28 | Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Beschleunigungsmessaufnehmer |
| US5786744A (en) * | 1994-03-24 | 1998-07-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid sensor |
| JP3281169B2 (ja) * | 1994-03-24 | 2002-05-13 | 本田技研工業株式会社 | 多軸型ガスレートセンサ |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62128372A patent/JPH0654322B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63293471A (ja) | 1988-11-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |