JPH07209323A - ヒートワイヤ型加速度検出器 - Google Patents
ヒートワイヤ型加速度検出器Info
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- JPH07209323A JPH07209323A JP444494A JP444494A JPH07209323A JP H07209323 A JPH07209323 A JP H07209323A JP 444494 A JP444494 A JP 444494A JP 444494 A JP444494 A JP 444494A JP H07209323 A JPH07209323 A JP H07209323A
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- acceleration
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- G—PHYSICS
- 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
- G01P15/006—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses
- G01P15/008—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of fluid seismic masses by using thermal pick-up
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
検出精度、および信頼性に優れ、利便性の高いヒート
ワイヤ型加速度検出器を提供する。 【構成】 上ケース２と、開口部２Ａを有する下ケース
３と、開口部２Ａの空間内に設けた発熱体（ヒートワイ
ヤ）４および加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５と、開口部２Ａの空間に封入する気体６とから構成す
るヒートワイヤ型加速度検出器１。
ワイヤ型加速度検出器を提供する。 【構成】 上ケース２と、開口部２Ａを有する下ケース
３と、開口部２Ａの空間内に設けた発熱体（ヒートワイ
ヤ）４および加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５と、開口部２Ａの空間に封入する気体６とから構成す
るヒートワイヤ型加速度検出器１。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は発熱体および作用する
加速度に対応した温度変化を検出する感温手段を備えた
ヒートワイヤ型加速度検出器に関する。
加速度に対応した温度変化を検出する感温手段を備えた
ヒートワイヤ型加速度検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の加速度センサは、特開平３―１７
６６６９号公報に開示されているように、ケース内にヒ
ータ用薄膜抵抗温度センサを設け、このヒータ用薄膜抵
抗温度センサに電流を流して加熱し、加熱されたヒータ
用薄膜抵抗温度センサの温度に対応した抵抗値を検出し
ておき、この状態で加速度が作用した場合、ケース内に
気流が発生し、気流に伴いヒータ用薄膜抵抗温度センサ
の熱が奪われてヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値が
変化する。
６６６９号公報に開示されているように、ケース内にヒ
ータ用薄膜抵抗温度センサを設け、このヒータ用薄膜抵
抗温度センサに電流を流して加熱し、加熱されたヒータ
用薄膜抵抗温度センサの温度に対応した抵抗値を検出し
ておき、この状態で加速度が作用した場合、ケース内に
気流が発生し、気流に伴いヒータ用薄膜抵抗温度センサ
の熱が奪われてヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値が
変化する。
【０００３】ヒータ用薄膜抵抗温度センサの抵抗値変化
は、作用する加速度に対応するので、抵抗値変化を検出
することにより加速度が検出されるとするものである。
は、作用する加速度に対応するので、抵抗値変化を検出
することにより加速度が検出されるとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の加速度センサ
は、ケース内部の気体を加熱する発熱体と、加速度の作
用に伴う温度変化を検出する感温体とを兼用したヒータ
用薄膜抵抗温度センサを用いているため、加速度の絶対
値は検出できるが加速度の作用する方向は検出できない
課題がある。
は、ケース内部の気体を加熱する発熱体と、加速度の作
用に伴う温度変化を検出する感温体とを兼用したヒータ
用薄膜抵抗温度センサを用いているため、加速度の絶対
値は検出できるが加速度の作用する方向は検出できない
課題がある。
【０００５】また、従来の加速度センサは、ヒータ用薄
膜抵抗温度センサが発熱体と感温体を兼用するので、発
熱温度が高い場合には温度劣化に伴う経時変化がヒータ
用薄膜抵抗温度センサに生じ、発熱温度のばらつきや温
度検出の感度低下を招く課題がある。
膜抵抗温度センサが発熱体と感温体を兼用するので、発
熱温度が高い場合には温度劣化に伴う経時変化がヒータ
用薄膜抵抗温度センサに生じ、発熱温度のばらつきや温
度検出の感度低下を招く課題がある。
【０００６】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は作用する加速度の方向と絶
対値を精度よく検出でき、経時変化の少ないヒートワイ
ヤ型加速度検出器を提供することを目的とする。
なされたもので、その目的は作用する加速度の方向と絶
対値を精度よく検出でき、経時変化の少ないヒートワイ
ヤ型加速度検出器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、密閉さ
れた空間を形成するケースと、ケース内に封入された気
体と、気体を加熱して空間内に温度分布を形成する発熱
体と、ケースに加速度が作用した場合に温度分布を有す
る気体の移動による温度変化を検出する加速度検出用感
温手段とを備えたことを特徴とする。
この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器は、密閉さ
れた空間を形成するケースと、ケース内に封入された気
体と、気体を加熱して空間内に温度分布を形成する発熱
体と、ケースに加速度が作用した場合に温度分布を有す
る気体の移動による温度変化を検出する加速度検出用感
温手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の加速度検出用感温手段は、発熱体から加速度
作用方向の所定の距離に配置することを特徴とする。
度検出器の加速度検出用感温手段は、発熱体から加速度
作用方向の所定の距離に配置することを特徴とする。
【０００９】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器のケースに封入する気体は、熱伝導性の低
い、加圧したガスであることを特徴とする。
速度検出器のケースに封入する気体は、熱伝導性の低
い、加圧したガスであることを特徴とする。
【００１０】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて加速
度検出用感温手段からの出力信号を補正する加速度補正
手段とを設けたことを特徴とする。
度検出器は、周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて加速
度検出用感温手段からの出力信号を補正する加速度補正
手段とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器
は、気体を加熱して空間内に温度分布を形成する発熱体
と、ケースに加速度が作用した場合に温度分布を有する
気体の移動による温度変化を検出する加速度検出用感温
手段とを備えたので、加速度の絶対値と加速度の作用す
る方向を検出することができるとともに、加速度検出用
感温手段を発熱体から所定の距離に配置し、発熱体の温
度より低い温度を検出するので、高温に伴って生じる経
時変化を防止して安定した感度特性を維持することがで
きる。
は、気体を加熱して空間内に温度分布を形成する発熱体
と、ケースに加速度が作用した場合に温度分布を有する
気体の移動による温度変化を検出する加速度検出用感温
手段とを備えたので、加速度の絶対値と加速度の作用す
る方向を検出することができるとともに、加速度検出用
感温手段を発熱体から所定の距離に配置し、発熱体の温
度より低い温度を検出するので、高温に伴って生じる経
時変化を防止して安定した感度特性を維持することがで
きる。
【００１２】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、封入する気体に熱伝導性の低い、加圧した
ガスを用い、温度分布の勾配を大きくして検出温度の感
度を高くすることができるので、検出温度に対応した加
速度変化を精度よく検出することができる。
度検出器は、封入する気体に熱伝導性の低い、加圧した
ガスを用い、温度分布の勾配を大きくして検出温度の感
度を高くすることができるので、検出温度に対応した加
速度変化を精度よく検出することができる。
【００１３】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器は、周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて加速
度検出用感温手段からの出力信号を補正する加速度補正
手段とを設けたので、周囲温度の影響を補償して加速度
を検出することができる。
速度検出器は、周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて加速
度検出用感温手段からの出力信号を補正する加速度補正
手段とを設けたので、周囲温度の影響を補償して加速度
を検出することができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１はこの発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構造図である。図１において、ヒートワイヤ
型加速度検出器１は、上ケース２と、開口部３Ａを有す
る下ケース３と、開口部３Ａの空間内に設けた発熱体
（ヒートワイヤ）４および加速度検出用感温手段（コー
ルドワイヤ）５と、開口部３Ａの空間に封入する気体６
とから構成する。
て説明する。図１はこの発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器の構造図である。図１において、ヒートワイヤ
型加速度検出器１は、上ケース２と、開口部３Ａを有す
る下ケース３と、開口部３Ａの空間内に設けた発熱体
（ヒートワイヤ）４および加速度検出用感温手段（コー
ルドワイヤ）５と、開口部３Ａの空間に封入する気体６
とから構成する。
【００１５】発熱体（ヒートワイヤ）４および加速度検
出用感温手段（コールドワイヤ）５は、白金やタングス
テン等の抵抗体で形成し、気体６は窒素ガスやアルゴン
ガス等の熱伝導性の低い、加圧したガスを用い、下ケー
ス３と上ケース２とを密着させて接着する。
出用感温手段（コールドワイヤ）５は、白金やタングス
テン等の抵抗体で形成し、気体６は窒素ガスやアルゴン
ガス等の熱伝導性の低い、加圧したガスを用い、下ケー
ス３と上ケース２とを密着させて接着する。
【００１６】発熱体（ヒートワイヤ）４は、リード線４
ａ、４ｂを介して外部電源で駆動され、周囲温度より充
分高い温度を発生する。一方、加速度検出用感温手段
（コールドワイヤ）５もリード線５ａ、５ｂを介して外
部電源から微少電流を流し、所定の抵抗値になるよう予
め調整する。
ａ、４ｂを介して外部電源で駆動され、周囲温度より充
分高い温度を発生する。一方、加速度検出用感温手段
（コールドワイヤ）５もリード線５ａ、５ｂを介して外
部電源から微少電流を流し、所定の抵抗値になるよう予
め調整する。
【００１７】発熱体（ヒートワイヤ）４から発生した熱
は気体６を介して伝導し、発熱体（ヒートワイヤ）４か
らの距離に対応した温度分布を形成する。また、気体６
に窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧し
たガスを採用することにより、発熱体（ヒートワイヤ）
４からの距離に対応した温度勾配の大きい温度分布が形
成される。
は気体６を介して伝導し、発熱体（ヒートワイヤ）４か
らの距離に対応した温度分布を形成する。また、気体６
に窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧し
たガスを採用することにより、発熱体（ヒートワイヤ）
４からの距離に対応した温度勾配の大きい温度分布が形
成される。
【００１８】開口部３Ａの空間内の温度分布が安定した
状態で、加速度（Ｇ）が（ｂ）図方向（右側）に作用す
ると、温度の高い気体６もＰ方向（右側）に移動して加
速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５の温度が上昇
する。加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５の温
度上昇に伴い、抵抗値も上昇してリード線５ａ、５ｂで
検出される電圧値が増加する。一方、加速度（Ｇ）が反
対方向（左側）に作用すると、温度の高い気体６も左方
向に移動して加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５の温度が低下し、加速度検出用感温手段（コールドワ
イヤ）５の抵抗値も減少してリード線５ａ、５ｂで検出
される電圧値が減少する。
状態で、加速度（Ｇ）が（ｂ）図方向（右側）に作用す
ると、温度の高い気体６もＰ方向（右側）に移動して加
速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５の温度が上昇
する。加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５の温
度上昇に伴い、抵抗値も上昇してリード線５ａ、５ｂで
検出される電圧値が増加する。一方、加速度（Ｇ）が反
対方向（左側）に作用すると、温度の高い気体６も左方
向に移動して加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５の温度が低下し、加速度検出用感温手段（コールドワ
イヤ）５の抵抗値も減少してリード線５ａ、５ｂで検出
される電圧値が減少する。
【００１９】加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５を発熱体（ヒートワイヤ）４から加速度（Ｇ）の作用
する方向に所定の距離Ｄを隔てて配置する。このよう
に、加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５を配置
し、窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧
したガスを介して温度勾配を大きくさせ、発熱体（ヒー
トワイヤ）４の発熱温度よりも充分低い温度を検出する
よう設定するので、加速度（Ｇ）の変化による温度変化
を精度よく検出できる。
５を発熱体（ヒートワイヤ）４から加速度（Ｇ）の作用
する方向に所定の距離Ｄを隔てて配置する。このよう
に、加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５を配置
し、窒素ガスやアルゴンガス等の熱伝導性の低い、加圧
したガスを介して温度勾配を大きくさせ、発熱体（ヒー
トワイヤ）４の発熱温度よりも充分低い温度を検出する
よう設定するので、加速度（Ｇ）の変化による温度変化
を精度よく検出できる。
【００２０】なお、下ケース３、発熱体（ヒートワイ
ヤ）４および加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５は、おのおの個別部品で構成したり、全てを半導体製
造プロセスを用いて同一のシリコンチップ上に構成する
こともできる。
ヤ）４および加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）
５は、おのおの個別部品で構成したり、全てを半導体製
造プロセスを用いて同一のシリコンチップ上に構成する
こともできる。
【００２１】図２はこの発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器を用いて加速度を検出する機能ブロック構成図
である。図２において、発熱体（ヒートワイヤ）４は定
電流源Ｉｈで駆動され、抵抗値ＲHと電流値Ｉｈに基づ
く電力（ＲH＊Ｉｈ2）に対応した高温の熱を発生する。
一方、加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５は定
電流源Ｉｌで駆動され、常温の抵抗値と、発熱体（ヒー
トワイヤ）４から伝導される温度に対応した抵抗値の和
の抵抗値ＲCに設定され、電圧値ＶG（ＲC＊Ｉｌ）が出
力される。
度検出器を用いて加速度を検出する機能ブロック構成図
である。図２において、発熱体（ヒートワイヤ）４は定
電流源Ｉｈで駆動され、抵抗値ＲHと電流値Ｉｈに基づ
く電力（ＲH＊Ｉｈ2）に対応した高温の熱を発生する。
一方、加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５は定
電流源Ｉｌで駆動され、常温の抵抗値と、発熱体（ヒー
トワイヤ）４から伝導される温度に対応した抵抗値の和
の抵抗値ＲCに設定され、電圧値ＶG（ＲC＊Ｉｌ）が出
力される。
【００２２】電圧値ＶGは加速度（Ｇ）が作用していな
い場合の抵抗値ＲCに対応したヒートワイヤ型加速度検
出器１の出力であり、例えばオペアンプで構成される比
較器７の一端（例えば、＋入力端子）に入力される。比
較器７の他端（例えば、−入力端子）には基準抵抗ＲS
による電圧値ＶSが入力され、例えば、加速度（Ｇ）が
作用していない場合、電圧値ＶGは電圧値ＶSと等しく
（ＶG＝ＶS）なるよう設定する。
い場合の抵抗値ＲCに対応したヒートワイヤ型加速度検
出器１の出力であり、例えばオペアンプで構成される比
較器７の一端（例えば、＋入力端子）に入力される。比
較器７の他端（例えば、−入力端子）には基準抵抗ＲS
による電圧値ＶSが入力され、例えば、加速度（Ｇ）が
作用していない場合、電圧値ＶGは電圧値ＶSと等しく
（ＶG＝ＶS）なるよう設定する。
【００２３】比較器７は電圧値ＶGと電圧値ＶSの偏差Δ
Ｖ（＝ＶG−ＶS）を演算して出力する。加速度（Ｇ）が
図の方向（Ｐ方向）に作用する場合には、加速度検出用
感温手段（コールドワイヤ）５の抵抗値ＲCが増加して
偏差ΔＶは０を超え（ΔＶ＞０）、正の電圧値となる。
一方、加速度（Ｇ）が図と反対の方向に作用する場合に
は、加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５の抵抗
値ＲCが減少して偏差ΔＶは０を下回り（ΔＶ＜０）、
負の電圧値となる。
Ｖ（＝ＶG−ＶS）を演算して出力する。加速度（Ｇ）が
図の方向（Ｐ方向）に作用する場合には、加速度検出用
感温手段（コールドワイヤ）５の抵抗値ＲCが増加して
偏差ΔＶは０を超え（ΔＶ＞０）、正の電圧値となる。
一方、加速度（Ｇ）が図と反対の方向に作用する場合に
は、加速度検出用感温手段（コールドワイヤ）５の抵抗
値ＲCが減少して偏差ΔＶは０を下回り（ΔＶ＜０）、
負の電圧値となる。
【００２４】加速度変換手段９は、偏差ΔＶに対応した
加速度Ｇｏの値を予め記憶するＲＯＭ等のメモリを備
え、偏差ΔＶの入力に対応した加速度信号Ｇｏを出力す
るよう構成する。
加速度Ｇｏの値を予め記憶するＲＯＭ等のメモリを備
え、偏差ΔＶの入力に対応した加速度信号Ｇｏを出力す
るよう構成する。
【００２５】図３は温度補償用感温手段を備えたヒート
ワイヤ型加速度検出器の構造図である。図３において、
ヒートワイヤ型加速度検出器１０は、開口部１２Ｂを下
ケース１２に設け、開口部１２Ｂの空間内に温度補償用
感温手段１３を備えるか、または下ケース１２の外部に
温度補償用感温手段１３を備えるよう構成した点が図１
のヒートワイヤ型加速度検出器１と異なる。開口部１２
Ｂは開口部１２Ａから離して形成し、発熱体４からの熱
の影響を受けないようにするとともに、空間内には空気
を封入して温度補償用感温手段１３が周囲温度を検出す
るよう構成する。
ワイヤ型加速度検出器の構造図である。図３において、
ヒートワイヤ型加速度検出器１０は、開口部１２Ｂを下
ケース１２に設け、開口部１２Ｂの空間内に温度補償用
感温手段１３を備えるか、または下ケース１２の外部に
温度補償用感温手段１３を備えるよう構成した点が図１
のヒートワイヤ型加速度検出器１と異なる。開口部１２
Ｂは開口部１２Ａから離して形成し、発熱体４からの熱
の影響を受けないようにするとともに、空間内には空気
を封入して温度補償用感温手段１３が周囲温度を検出す
るよう構成する。
【００２６】また、開口部１２Ｂの空間内に温度補償用
感温手段１３を構成する場合には、発熱体４および加速
度検出用感温手段５と同様に半導体製造プロセス用いて
同一のシリコンチップ上に構成する。このように、温度
補償用感温手段１３と加速度検出用感温手段５を同一シ
リコンチップ上に同一製造プロセスで形成することによ
り、同一の特性を有する感温手段が構成でき、両方の感
温手段間の特性のばらつきや経時変化を補償することが
できる。
感温手段１３を構成する場合には、発熱体４および加速
度検出用感温手段５と同様に半導体製造プロセス用いて
同一のシリコンチップ上に構成する。このように、温度
補償用感温手段１３と加速度検出用感温手段５を同一シ
リコンチップ上に同一製造プロセスで形成することによ
り、同一の特性を有する感温手段が構成でき、両方の感
温手段間の特性のばらつきや経時変化を補償することが
できる。
【００２７】温度補償用感温手段１３を下ケース１２の
外部（上ケース１１でも可）に設ける場合には、例え
ば、加速度検出用感温手段５と温度特性が揃った温度補
償用感温手段１３をケース上に貼付け等の接着をして構
成する。
外部（上ケース１１でも可）に設ける場合には、例え
ば、加速度検出用感温手段５と温度特性が揃った温度補
償用感温手段１３をケース上に貼付け等の接着をして構
成する。
【００２８】発熱体４に電流を流さない状態で、所定の
周囲温度に充分長い時間放置した場合、発熱体４、加速
度検出用感温手段５および温度補償用感温手段１３は周
囲温度に設定されている。この状態から発熱体４に電流
を流すと、発熱体４は供給される電流値と抵抗値で決定
される消費電力に対応した熱を発生して温度が上昇す
る。この場合、発熱体４の温度は消費電力による温度に
周囲温度を加算した値となる。
周囲温度に充分長い時間放置した場合、発熱体４、加速
度検出用感温手段５および温度補償用感温手段１３は周
囲温度に設定されている。この状態から発熱体４に電流
を流すと、発熱体４は供給される電流値と抵抗値で決定
される消費電力に対応した熱を発生して温度が上昇す
る。この場合、発熱体４の温度は消費電力による温度に
周囲温度を加算した値となる。
【００２９】発熱体４から発生した熱は、窒素ガスやア
ルゴンガス等の気体６を伝導して温度勾配の大きな温度
分布を形成し、加速度検出用感温手段５で検出される
が、気体６および加速度検出用感温手段５も予め周囲温
度に設定されているので、加速度検出用感温手段５が検
出する温度も発熱体４から伝導される温度に周囲温度を
加算した温度となる。例えば、周囲温度２０℃を基準と
し、周囲温度が２０℃より所定温度ΔＴ高い場合、発熱
体４の温度は消費電力による温度に所定温度ΔＴを加算
した温度となり、加速度検出用感温手段５が検出する温
度も加速度検出用感温手段５が配置された位置の温度分
布の温度に所定温度ΔＴを加算した値となる。
ルゴンガス等の気体６を伝導して温度勾配の大きな温度
分布を形成し、加速度検出用感温手段５で検出される
が、気体６および加速度検出用感温手段５も予め周囲温
度に設定されているので、加速度検出用感温手段５が検
出する温度も発熱体４から伝導される温度に周囲温度を
加算した温度となる。例えば、周囲温度２０℃を基準と
し、周囲温度が２０℃より所定温度ΔＴ高い場合、発熱
体４の温度は消費電力による温度に所定温度ΔＴを加算
した温度となり、加速度検出用感温手段５が検出する温
度も加速度検出用感温手段５が配置された位置の温度分
布の温度に所定温度ΔＴを加算した値となる。
【００３０】一方、温度補償用感温手段１３も周囲温度
（基準温度２０℃＋所定温度ΔＴ）に設定されているの
で、温度補償用感温手段１３の検出する温度に基づいて
加速度検出用感温手段５が検出する温度を補償すること
ができる。同様にして、加速度（Ｇ）が作用して開口部
１２Ａ内の気体６の移動による熱移動が行なわれた場合
にも、温度補償用感温手段１３の検出する温度に基づい
て温度補償ができる。
（基準温度２０℃＋所定温度ΔＴ）に設定されているの
で、温度補償用感温手段１３の検出する温度に基づいて
加速度検出用感温手段５が検出する温度を補償すること
ができる。同様にして、加速度（Ｇ）が作用して開口部
１２Ａ内の気体６の移動による熱移動が行なわれた場合
にも、温度補償用感温手段１３の検出する温度に基づい
て温度補償ができる。
【００３１】図４は温度補償用感温手段と加速度補正手
段を備えたヒートワイヤ型加速度検出器の機能ブロック
構成図である。図４において、図１で説明したように発
熱体４および加速度検出用感温手段５は、それぞれ定電
流源Ｉｈ、Ｉｌで駆動される。一方、温度補償用感温手
段１３は、加速度検出用感温手段５と同じ電流値の定電
流源Ｉｌで駆動するよう構成する。
段を備えたヒートワイヤ型加速度検出器の機能ブロック
構成図である。図４において、図１で説明したように発
熱体４および加速度検出用感温手段５は、それぞれ定電
流源Ｉｈ、Ｉｌで駆動される。一方、温度補償用感温手
段１３は、加速度検出用感温手段５と同じ電流値の定電
流源Ｉｌで駆動するよう構成する。
【００３２】発熱体４が駆動されていない場合（Ｉｈ＝
０）、加速度検出用感温手段５および温度補償用感温手
段１３は周囲温度を検出しており、両感温手段の温度特
性を等しく構成するので、抵抗値ＲCと抵抗値ＲFは等し
く、加速度検出用感温手段５および温度補償用感温手段
１３からの検出出力（電圧値）ＶGおよびＶRは等しく
（ＶG＝ＶR）なる。一方、発熱体４が駆動される場合、
発熱体４からの温度上昇分を検出して加速度検出用感温
手段５の抵抗値ＲCが増加（ＲC＞ＲF）して検出出力
（電圧値）ＶGも増加（ＶG＞ＶR）する。
０）、加速度検出用感温手段５および温度補償用感温手
段１３は周囲温度を検出しており、両感温手段の温度特
性を等しく構成するので、抵抗値ＲCと抵抗値ＲFは等し
く、加速度検出用感温手段５および温度補償用感温手段
１３からの検出出力（電圧値）ＶGおよびＶRは等しく
（ＶG＝ＶR）なる。一方、発熱体４が駆動される場合、
発熱体４からの温度上昇分を検出して加速度検出用感温
手段５の抵抗値ＲCが増加（ＲC＞ＲF）して検出出力
（電圧値）ＶGも増加（ＶG＞ＶR）する。
【００３３】加速度補正手段１５は、温度比較部１６、
補正値出力部１７、補正値記憶部１８を備え、温度補償
用感温手段１３からの検出出力ＶRに基づいて加速度検
出用感温手段５からの検出出力ＶGを補正し、周囲温度
に伴う加速度（Ｇ）の増減を補償してヒートワイヤ型加
速度検出器１０に作用する実際の加速度Ｇｏを検出す
る。
補正値出力部１７、補正値記憶部１８を備え、温度補償
用感温手段１３からの検出出力ＶRに基づいて加速度検
出用感温手段５からの検出出力ＶGを補正し、周囲温度
に伴う加速度（Ｇ）の増減を補償してヒートワイヤ型加
速度検出器１０に作用する実際の加速度Ｇｏを検出す
る。
【００３４】温度比較部１６はコンパレータ等の比較回
路で構成し、温度補償用感温手段１３から提供される検
出出力ＶRを予め記憶してある２０℃に対応する基準電
圧値Ｖfと比較し、検出出力ＶRと基準電圧値Ｖfの偏差
ΔＶRを補正値出力部１７に出力する。
路で構成し、温度補償用感温手段１３から提供される検
出出力ＶRを予め記憶してある２０℃に対応する基準電
圧値Ｖfと比較し、検出出力ＶRと基準電圧値Ｖfの偏差
ΔＶRを補正値出力部１７に出力する。
【００３５】補正値出力部１７は、加速度検出用感温手
段５からの検出出力ＶGと偏差ΔＶRを取込み、検出出力
ＶGおよび偏差ΔＶRに対応した加速度補正値ΔＧを補正
値記憶部１８から読み出して加速度変換手段１４に提供
する。なお、補正値出力部１７は、周囲温度が２０℃で
加速度（Ｇ）が作用しない場合、出力される加速度補正
値ΔＧが０となるよう設定する。補正値記憶部１８はＲ
ＯＭ等のメモリで構成し、検出出力ＶGおよび偏差ΔＶR
に基づいて検出出力ＶGと偏差ΔＶRの偏差（ＶG−Δ
ＶR）を基準とし、ΔＶRが変化した場合の補正値ΔＧを
予め実験で求めておきテーブルに設定しておく。
段５からの検出出力ＶGと偏差ΔＶRを取込み、検出出力
ＶGおよび偏差ΔＶRに対応した加速度補正値ΔＧを補正
値記憶部１８から読み出して加速度変換手段１４に提供
する。なお、補正値出力部１７は、周囲温度が２０℃で
加速度（Ｇ）が作用しない場合、出力される加速度補正
値ΔＧが０となるよう設定する。補正値記憶部１８はＲ
ＯＭ等のメモリで構成し、検出出力ＶGおよび偏差ΔＶR
に基づいて検出出力ＶGと偏差ΔＶRの偏差（ＶG−Δ
ＶR）を基準とし、ΔＶRが変化した場合の補正値ΔＧを
予め実験で求めておきテーブルに設定しておく。
【００３６】加速度変換手段１４は検出出力ＶGを対応
する加速度Ｇｏに変換するＲＯＭ等のメモリ、および減
算器等で構成し、検出出力ＶGを加速度Ｇｏに変換した
後、この加速度Ｇｏから補正値ΔＧの偏差（Ｇｏ−Δ
Ｇ）を演算し、この偏差を加速度Ｇｏとして出力する。
なお、加速度変換手段１４は、周囲温度が２０℃で加速
度（Ｇ）が作用しない場合、出力される加速度Ｇｏが０
となるよう設定する。
する加速度Ｇｏに変換するＲＯＭ等のメモリ、および減
算器等で構成し、検出出力ＶGを加速度Ｇｏに変換した
後、この加速度Ｇｏから補正値ΔＧの偏差（Ｇｏ−Δ
Ｇ）を演算し、この偏差を加速度Ｇｏとして出力する。
なお、加速度変換手段１４は、周囲温度が２０℃で加速
度（Ｇ）が作用しない場合、出力される加速度Ｇｏが０
となるよう設定する。
【００３７】このように、周囲温度が２０℃で加速度
（Ｇ）が作用しない場合、出力される加速度Ｇｏが０と
なるよう設定され、周囲温度の変化に対応して加速度補
正手段１５が温度補償するので、周囲温度の変化とは無
関係に加速度変換手段１４から出力される加速度Ｇｏは
常に０となるよう設定できる。
（Ｇ）が作用しない場合、出力される加速度Ｇｏが０と
なるよう設定され、周囲温度の変化に対応して加速度補
正手段１５が温度補償するので、周囲温度の変化とは無
関係に加速度変換手段１４から出力される加速度Ｇｏは
常に０となるよう設定できる。
【００３８】加速度（Ｇ）が作用した場合、加速度検出
用感温手段５の検出出力ＶGが増減するので、検出出力
ＶGに対応し、周囲温度に関する加速度補正（補正値Δ
Ｇ）をした加速度Ｇｏが加速度変換手段１４から得られ
る。
用感温手段５の検出出力ＶGが増減するので、検出出力
ＶGに対応し、周囲温度に関する加速度補正（補正値Δ
Ｇ）をした加速度Ｇｏが加速度変換手段１４から得られ
る。
【００３９】なお、加速度補正手段１５は、加速度検出
用感温手段５が周囲温度２０℃で加速度（Ｇ）が作用し
ていない状態の検出温度から周囲温度が変化する場合、
検出出力ＶGに対応する加速度変換手段１４からの出力
Ｇｏがノンリニア（非線形）の場合を想定した場合の構
成の実施例である。
用感温手段５が周囲温度２０℃で加速度（Ｇ）が作用し
ていない状態の検出温度から周囲温度が変化する場合、
検出出力ＶGに対応する加速度変換手段１４からの出力
Ｇｏがノンリニア（非線形）の場合を想定した場合の構
成の実施例である。
【００４０】図５に加速度補正手段の別実施例を示す。
本実施例は、加速度変換手段２０からの出力Ｇｏと加速
度補正手段１９からの検出出力ＶG0がリニア（線形）で
ある場合を示す。加速度補正手段１９はコンパレータ等
の比較回路、または減算器等の演算回路で構成し、加速
度検出用感温手段５の検出出力ＶGと温度補償用感温手
段１３からの検出出力ＶRの偏差ＶG0（ＶG−ＶR）を演
算して出力する。
本実施例は、加速度変換手段２０からの出力Ｇｏと加速
度補正手段１９からの検出出力ＶG0がリニア（線形）で
ある場合を示す。加速度補正手段１９はコンパレータ等
の比較回路、または減算器等の演算回路で構成し、加速
度検出用感温手段５の検出出力ＶGと温度補償用感温手
段１３からの検出出力ＶRの偏差ＶG0（ＶG−ＶR）を演
算して出力する。
【００４１】加速度変換手段２０は、加速度補正手段１
９からの偏差出力ＶG0を対応する加速度Ｇｏに変換する
ＲＯＭ等のメモリを備え、偏差出力ＶG0を加速度Ｇｏに
変換して出力する。
９からの偏差出力ＶG0を対応する加速度Ｇｏに変換する
ＲＯＭ等のメモリを備え、偏差出力ＶG0を加速度Ｇｏに
変換して出力する。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るヒ
ートワイヤ型加速度検出器は、気体を加熱して空間内に
温度分布を形成する発熱体と、ケースに加速度が作用し
た場合に温度分布を有する気体の移動による温度変化を
検出する加速度検出用感温手段とを備えたので、加速度
の絶対値と加速度の作用する方向を検出することができ
るとともに、加速度検出用感温手段を発熱体から所定の
距離に配置し、発熱体の温度より低い温度を検出するの
で、高温に伴って生じる経時変化を防止して安定した感
度特性を維持することができる。
ートワイヤ型加速度検出器は、気体を加熱して空間内に
温度分布を形成する発熱体と、ケースに加速度が作用し
た場合に温度分布を有する気体の移動による温度変化を
検出する加速度検出用感温手段とを備えたので、加速度
の絶対値と加速度の作用する方向を検出することができ
るとともに、加速度検出用感温手段を発熱体から所定の
距離に配置し、発熱体の温度より低い温度を検出するの
で、高温に伴って生じる経時変化を防止して安定した感
度特性を維持することができる。
【００４３】また、この発明に係るヒートワイヤ型加速
度検出器は、封入する気体に熱伝導性の低い、加圧した
ガスを用い、温度分布の勾配を大きくして検出温度の感
度を高くすることができるので、検出温度に対応した加
速度変化を精度よく検出することができる。
度検出器は、封入する気体に熱伝導性の低い、加圧した
ガスを用い、温度分布の勾配を大きくして検出温度の感
度を高くすることができるので、検出温度に対応した加
速度変化を精度よく検出することができる。
【００４４】さらに、この発明に係るヒートワイヤ型加
速度検出器は、周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて加速
度検出用感温手段からの出力信号を補正する加速度補正
手段とを設けたので、周囲温度の影響を補償して実際に
作用する加速度を検出することができる。
速度検出器は、周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて加速
度検出用感温手段からの出力信号を補正する加速度補正
手段とを設けたので、周囲温度の影響を補償して実際に
作用する加速度を検出することができる。
【００４５】よって、検出精度、および信頼性に優れ、
利便性の高いヒートワイヤ型加速度検出器を提供するこ
とができる。
利便性の高いヒートワイヤ型加速度検出器を提供するこ
とができる。
【図１】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器の
構造図
構造図
【図２】この発明に係るヒートワイヤ型加速度検出器を
用いて加速度を検出する機能ブロック構成図
用いて加速度を検出する機能ブロック構成図
【図３】温度補償用感温手段を備えたヒートワイヤ型加
速度検出器の構造図
速度検出器の構造図
【図４】温度補償用感温手段と加速度補正手段を備えた
ヒートワイヤ型加速度検出器の機能ブロック構成図
ヒートワイヤ型加速度検出器の機能ブロック構成図
【図５】加速度補正手段の別実施例
１，１０…ヒートワイヤ型加速度検出器、２，１１…上
ケース、３，１２…下ケース、３Ａ，１２Ａ，１２Ｂ…
開口部、４…発熱体（ヒートワイヤ）、４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂ，１３ａ、１３ｂ…リード線、５…加速度検出
用感温手段（コールドワイヤ）、６…気体、７…比較
器、８，１４，２０…加速度変換手段、１３…温度補償
用感温手段（コールドワイヤ）、１５…加速度補正手
段、１６…温度比較部、１７…補正値出力部、１８…補
正値記憶部、Ｉｈ，Ｉｌ…定電流源、ＲH…発熱体抵抗
値、ＲC…加速度検出用感温手段抵抗値、ＲS…基準抵抗
値、ＲＦ…温度補償用感温手段抵抗値、ＶＧ…加速度検
出用感温手段検出出力、ＶR…温度補償用感温手段検出
出力、Ｇｏ…加速度変換手段出力。
ケース、３，１２…下ケース、３Ａ，１２Ａ，１２Ｂ…
開口部、４…発熱体（ヒートワイヤ）、４ａ，４ｂ，５
ａ，５ｂ，１３ａ、１３ｂ…リード線、５…加速度検出
用感温手段（コールドワイヤ）、６…気体、７…比較
器、８，１４，２０…加速度変換手段、１３…温度補償
用感温手段（コールドワイヤ）、１５…加速度補正手
段、１６…温度比較部、１７…補正値出力部、１８…補
正値記憶部、Ｉｈ，Ｉｌ…定電流源、ＲH…発熱体抵抗
値、ＲC…加速度検出用感温手段抵抗値、ＲS…基準抵抗
値、ＲＦ…温度補償用感温手段抵抗値、ＶＧ…加速度検
出用感温手段検出出力、ＶR…温度補償用感温手段検出
出力、Ｇｏ…加速度変換手段出力。
Claims (4)
- 【請求項１】 密閉された空間を形成するケースと、こ
のケース内に封入された気体と、この気体を加熱して前
記空間内に温度分布を形成する発熱体と、前記ケースに
加速度が作用した場合に温度分布を有する前記気体の移
動による温度変化を検出する加速度検出用感温手段とを
備えたことを特徴とするヒートワイヤ型加速度検出器。 - 【請求項２】 前記加速度検出用感温手段は、前記発熱
体から加速度作用方向の所定の距離に配置することを特
徴とする請求項１記載のヒートワイヤ型加速度検出器。 - 【請求項３】 前記ケースに封入する前記気体は、熱伝
導性の低い、加圧したガスであることを特徴とする請求
項１記載のヒートワイヤ型加速度検出器。 - 【請求項４】 周囲温度を検出する温度補償用感温手段
と、この温度補償用感温手段からの出力信号に基づいて
前記加速度検出用感温手段からの出力信号を補正する加
速度補正手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載
のヒートワイヤ型加速度検出器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00444494A JP3363983B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | ヒートワイヤ型加速度検出器 |
| US08/376,155 US5719333A (en) | 1994-01-20 | 1995-01-20 | Acceleration sensor |
| EP95300345A EP0664456B1 (en) | 1994-01-20 | 1995-01-20 | Acceleration sensor |
| DE69510569T DE69510569T2 (de) | 1994-01-20 | 1995-01-20 | Beschleunigungsmessaufnehmer |
| US09/020,999 US5945601A (en) | 1994-01-20 | 1998-02-09 | Acceleration sensor with temperature resistor elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00444494A JP3363983B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | ヒートワイヤ型加速度検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209323A true JPH07209323A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3363983B2 JP3363983B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=11584373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00444494A Expired - Fee Related JP3363983B2 (ja) | 1994-01-20 | 1994-01-20 | ヒートワイヤ型加速度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3363983B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007079598A (ja) * | 2006-11-02 | 2007-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | カメラ付き携帯端末機器 |
| JP2008096453A (ja) * | 2000-06-23 | 2008-04-24 | Omron Corp | センサ用発熱装置、センサ及び加速度センサ |
| JP2014048150A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Renesas Electronics Corp | 加速度検出素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2455394A (en) | 1943-06-29 | 1948-12-07 | Sperry Corp | Accelerometer |
-
1994
- 1994-01-20 JP JP00444494A patent/JP3363983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008096453A (ja) * | 2000-06-23 | 2008-04-24 | Omron Corp | センサ用発熱装置、センサ及び加速度センサ |
| JP2007079598A (ja) * | 2006-11-02 | 2007-03-29 | Mitsubishi Electric Corp | カメラ付き携帯端末機器 |
| JP2014048150A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Renesas Electronics Corp | 加速度検出素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3363983B2 (ja) | 2003-01-08 |
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