JPH0743381A - 半導体加速度センサの故障診断回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 診断信号発生手段により平衡が崩されたブリ
ッジ及び前記故障診断用抵抗から成る回路の出力信号を
基にして抵抗素子の異常及び故障しやすい個所の異常を
確実に判断することができる半導体加速度センサの故障
診断回路を提供する。 【構成】 半導体加速度センサＳは、支持部と、錘部
と、この錘部を支持部に接続する梁部とを一体的に具備
する。梁部に形成され平衡状態に調製されたブリッジを
構成する抵抗素子５を有する。故障しやすい個所に形成
され抵抗素子５に接続された故障診断用抵抗６を有す
る。ブリッジの平衡を崩す診断信号発生手段８を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体加速度センサの
断線検出回路に関するものであり、詳しく言えば、支持
部と、錘部と、この錘部を支持部に接続する梁部とを具
備する半導体加速度センサにおいて、梁部の破断を検知
するに好適な故障診断回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体加速度センサは、例えば
「A Batch-Fabricated Silicon Accelerometer ( IEEE
TRANSACTION ON ELECTRON DEVICES, VOL.ED-26, NO.12,
DECEMBER 1979 pp1911-1917 )」に開示されており、図
４で示すと、１は枠状の支持部、２は支持部１の内側に
形成された矩形状の隙間、３は隙間２の略中央で浮いた
状態で支持された錘部、４は支持部１と錘部３とを接続
する４つのビーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから成る梁部
であり、これらは薄膜シリコン板にて一体的に形成され
ている。また、５は梁部４のビーム４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄ上に拡散あるいは注入により形成された歪ゲージ５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから成る抵抗素子であり、電気的
には図５で示すように平衡状態に調製されたブリッジを
構成し、以上が半導体加速度センサＳである。そして、
歪ゲージ５ａ，５ｃの接続点に電源電圧Ｖｉが供給さ
れ、歪ゲージ５ｂ，５ｄの接続点は接地され、歪ゲージ
５ａ，５ｂの接続中点電圧と歪ゲージ５ｃ，５ｄの接続
中点電圧との電位差が出力信号Ｖｏとして取り出され
る。

【０００３】かかる半導体加速度センサＳは、錘部３に
加速度が加わると、梁部４のビーム４ａ，４ｂ，４ｃ，
４ｄが変形し、これに応じて歪ゲージ５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄの抵抗値が変化することから、前記ブリッジの
平衡が崩れ、出力信号Ｖｏにより前記加速度を検出する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、錘部３に最
大許容値異常の加速度が加わった場合には、梁部４が破
断する等の異常が生じることがあり、これを検知するも
のとして、特開平１−１６３６７３号公報には、支持部
１から梁部４の所定領域に亘って破断検知用の導電ライ
ンを設けたものが開示されている。これによれば、導電
ラインの電気的状態（抵抗値）を監視することにより、
梁部４の破断を判断することができるものの、歪ゲージ
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから成る抵抗素子５の異常は検
出できず、また、前記ブリッジからの出力信号を処理す
る回路の途中にハイパスフィルタ回路が挿入されている
と、前記回路の異常によりフィルタ回路の手前での信号
が電源電圧又は接地電圧の一方にある場合には、出力信
号は一定となって前記異常を検知することはできなかっ
た。

【０００５】また、実開平５−４０２５号公報には、平
衡状態に調整された抵抗素子５を構成する歪ゲージ５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの少なくとも一つにこの抵抗素子
よりも抵抗値が大きい異常検出用抵抗素子を接続し、所
定の時間抵抗素子５のバランスを崩すことにより、平衡
が崩された抵抗素子５の出力を検出することにより、回
路の異常を識別するものが開示されている。これによれ
ば、回路の異常は検出できるものの、梁部４の検出はで
きなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、支持部と、錘部と、この錘部を前記支持部
に接続する梁部とを一体的に具備し、前記梁部に形成さ
れ平衡状態に調製されたブリッジを構成する抵抗素子を
有する半導体加速度センサにおいて、故障しやすい個所
に形成され前記抵抗素子に接続された故障診断用抵抗
と、前記ブリッジの平衡を崩す診断信号発生手段と、か
ら構成する。

【０００７】

【作用】診断信号発生手段により平衡が崩されたブリッ
ジ及び前記故障診断用抵抗から成る回路の出力信号を基
にすることにより、抵抗素子の異常及び故障しやすい個
所の異常を確実に判断することができる。

【０００８】

【実施例】本発明を図１，２に記載した一実施例に基づ
き説明する。なお、前記従来例と同一もしくは相当個所
には同一符合を付してその詳細な説明は省く。

【０００９】半導体加速度センサＳは、基本的には図
４，５で示した従来例と同様である。ただ、図１で示す
ように、支持部１から梁部４の各ビーム４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ（故障しやすい個所）及び錘部３を経由して再
び支持部１に戻る連続した導電路から成る故障診断用抵
抗６が設けられており、この故障診断用抵抗６は、抵抗
素子５の抵抗値と比較して大きくなるように設定されて
おり、電気的には図２で示すように、歪ゲージ５ｃ，５
ｄの接続点に接続されている。

【００１０】７は、ＮＰＮトランジスタであり、コレク
タ端子は故障診断用抵抗６の他端に接続されると共にエ
ミッタ端子は接地されている。そして、ベース端子に加
えられる診断信号Ｖｓによりスイッチング動作を行う。

【００１１】８は、トランジスタ７のベース端子に接続
され、図示しないスイッチ操作により又は自動的に診断
信号Ｖｓを出力する診断信号発生手段であり、この診断
信号発生手段８からの診断信号Ｖｓに応じてトランジス
タ７がスイッチング動作を行うと、前記ブリッジの平衡
が崩れ、これに応じた出力信号Ｖｏが発生される。従っ
て、この出力信号Ｖｏをモニタすることにより、抵抗素
子５の状態及び前記故障しやすい個所が正常か異常か、
すなわち、ビーム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの少なくとも
どれか一つが破断していないか破断しているか、を検出
することができる。

【００１２】また、前記従来例（実開平５−４０２５号
公報）の構成と組み合わせることにより、他の回路の状
態をも検出することができる。

【００１３】図３は、本発明の他の実施例を示してお
り、故障診断用抵抗６の接続位置が前記実施例とは異な
っているが、動作原理は同じである。なお、同図中、ｒ
１，ｒ２は半導体加速度センサＳにおける歪ゲージ５
ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ等を電気的に接続するために用い
られる導体路の抵抗値に相当する抵抗、ｒ３は半導体加
速度センサＳと回路とを電気的に接続するために用いら
れるワイヤの抵抗値に相当する抵抗である。これらは、
抵抗素子５の抵抗値に比べて小さい。

【００１４】

【発明の効果】本発明は、支持部と、錘部と、この錘部
を前記支持部に接続する梁部とを一体的に具備し、前記
梁部に形成され平衡状態に調製されたブリッジを構成す
る抵抗素子を有する半導体加速度センサにおいて、故障
しやすい個所に形成され前記抵抗素子に接続された故障
診断用抵抗と、前記ブリッジの平衡を崩す診断信号発生
手段と、から構成されるものであり、診断信号発生手段
により平衡が崩されたブリッジ及び前記故障診断用抵抗
から成る回路の出力信号を基にして故障診断手段により
抵抗素子の異常及び故障しやすい個所の異常を確実に判
断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を説明する平面図。

【図２】同上実施例の回路図。

【図３】本発明の他の実施例の回路図。

【図４】従来例の構成を説明する平面図。

【図５】同上従来例の回路図。

【符号の説明】

Ｓ 半導体加速度センサ １ 支持部 ３ 錘部 ４ 梁部 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ ビーム ５ 抵抗素子 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 歪ゲージ ６ 故障診断用抵抗 ８ 診断信号発生手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部と、錘部と、この錘部を前記支持
   部に接続する梁部とを一体的に具備し、前記梁部に形成
   され平衡状態に調製されたブリッジを構成する抵抗素子
   を有する半導体加速度センサにおいて、故障しやすい個
   所に形成され前記抵抗素子に接続された故障診断用抵抗
   と、前記ブリッジの平衡を崩す診断信号発生手段と、か
   ら構成されることを特徴とする半導体加速度センサの故
   障診断回路。