JPS6056262A - 表面弾性波加速度計 - Google Patents
表面弾性波加速度計Info
- Publication number
- JPS6056262A JPS6056262A JP16431183A JP16431183A JPS6056262A JP S6056262 A JPS6056262 A JP S6056262A JP 16431183 A JP16431183 A JP 16431183A JP 16431183 A JP16431183 A JP 16431183A JP S6056262 A JPS6056262 A JP S6056262A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface acoustic
- acoustic wave
- electrodes
- acceleration
- oscillation
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/097—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements
- G01P15/0975—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements by acoustic surface wave resonators or delay lines
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は表面弾性波を利用した加速度剖に［桿する。
加速度の検出方式にはサーボ形、圧電形、振ｉ？ｉυ形
等が考えられている。この発明は振動形加速度検出器の
改良に関するものである。
等が考えられている。この発明は振動形加速度検出器の
改良に関するものである。
〈従来技術〉
第１図に従来の振動形加速度検出器の構造を示す。図中
１は一対の圧電振動子を示す。この−玄：ｊの圧電振動
子は例えば水晶等が用いられる。一対の圧電振動子１は
一端が支持体３に固定され、他端が互に結合され、その
結合点に重り４が取付けられる。圧電振動子１の表と裏
には電極２が破着され、これら電極２にそれぞれ発振回
路５ａ 、 ５ｂが接続され、圧電振動子１の状態に対
比、した周ン＆数ｆａ、 ｆｂて発振回路５ａ 、 ５
ｂが発振するようにイ１１．成されている。つ捷り重り
４に加わる加速度かセロであるとき、発振回路５ａ 、
５ｂの発振周波数ｆａ、 ｆｂばｆａ＝ｆｂとなるよ
うに設定され、周波θ差検出器６においてｆａ−ｆｂを
検出し、ｆａ−ｆｂ−０のとｉａ 力り速度セロて、ｆ
ａ−ｆｂＮＯのときその値に応じて加速度を検出する。
１は一対の圧電振動子を示す。この−玄：ｊの圧電振動
子は例えば水晶等が用いられる。一対の圧電振動子１は
一端が支持体３に固定され、他端が互に結合され、その
結合点に重り４が取付けられる。圧電振動子１の表と裏
には電極２が破着され、これら電極２にそれぞれ発振回
路５ａ 、 ５ｂが接続され、圧電振動子１の状態に対
比、した周ン＆数ｆａ、 ｆｂて発振回路５ａ 、 ５
ｂが発振するようにイ１１．成されている。つ捷り重り
４に加わる加速度かセロであるとき、発振回路５ａ 、
５ｂの発振周波数ｆａ、 ｆｂばｆａ＝ｆｂとなるよ
うに設定され、周波θ差検出器６においてｆａ−ｆｂを
検出し、ｆａ−ｆｂ−０のとｉａ 力り速度セロて、ｆ
ａ−ｆｂＮＯのときその値に応じて加速度を検出する。
例えは図示するように重り４に矢印７て示す方向の加速
度か加わると一方の振動子１には引張り応力が働き、他
方の振動子１には圧縮応力か働く、このとき、振動子に
水晶のＡ′Ｔカット板を用いＸ軸方向に力が加わるよう
に振動子の数句は方向を運ぶと、水晶振動子の厚さと孔
度の変化から引張り応力か与えられた４か、動子汀発孔
回路５ａの発振ｊ−１」波数ｆａ、が１ａ＜ムる。また
他方の括。
度か加わると一方の振動子１には引張り応力が働き、他
方の振動子１には圧縮応力か働く、このとき、振動子に
水晶のＡ′Ｔカット板を用いＸ軸方向に力が加わるよう
に振動子の数句は方向を運ぶと、水晶振動子の厚さと孔
度の変化から引張り応力か与えられた４か、動子汀発孔
回路５ａの発振ｊ−１」波数ｆａ、が１ａ＜ムる。また
他方の括。
動子には圧ゐ応力か働くため発振回路５ｂの発振局波数
が低下する。従ってその差ｆａ −ｆｂにより与えられ
た加速度を検出することができる。
が低下する。従ってその差ｆａ −ｆｂにより与えられ
た加速度を検出することができる。
〈従来の欠点〉
第１図（（示した従来の振動形加速度検出器によれば、
２枚の圧電振動子を必要とし部品の数が多くなる欠点が
ある。また２枚の圧電振動子を使って加速度がゼロのと
きｆａ−ｆｂ−ｏとなるようにルら整することと、引張
シ応力と圧縮応力が与えられたとき対称に発振周波数が
変化するように調整しなければならないため、その調整
か面ｆｌ］である。
２枚の圧電振動子を必要とし部品の数が多くなる欠点が
ある。また２枚の圧電振動子を使って加速度がゼロのと
きｆａ−ｆｂ−ｏとなるようにルら整することと、引張
シ応力と圧縮応力が与えられたとき対称に発振周波数が
変化するように調整しなければならないため、その調整
か面ｆｌ］である。
つまシ＆動子１にはわずかな厚みの差を有し、その厚み
の差から発振回路５ａと５ｂの発振Ｊ＾」波数に差が生
じ、上記した条件に調整することは面倒な調整作業が要
求される。
の差から発振回路５ａと５ｂの発振Ｊ＾」波数に差が生
じ、上記した条件に調整することは面倒な調整作業が要
求される。
〈発明の目的〉
この発明ではｖう整作業を必要とすることなく、また部
品の数を少なくすることができる表ｍ］ｉＪ中性波加速
度検出器を提供しようとするものである。
品の数を少なくすることができる表ｍ］ｉＪ中性波加速
度検出器を提供しようとするものである。
〈発明の概要〉
この発明では１枚の片持板の少なくとも一方の面に圧電
機を介して櫛形電極を形成し、この電極と能動回路とに
より表面弾性波発振器を＜ｒ’Ｔ成し、電極の対向間隔
に対応した周波数で発振器を発振させるように構成し、
発振周波か・の変化がら片持板に加わる加速度を検出す
るようにしたものである。
機を介して櫛形電極を形成し、この電極と能動回路とに
より表面弾性波発振器を＜ｒ’Ｔ成し、電極の対向間隔
に対応した周波数で発振器を発振させるように構成し、
発振周波か・の変化がら片持板に加わる加速度を検出す
るようにしたものである。
従ってこの発明によれは部品点数を少なくすることかで
きることと、一つの発振器で構成することができるから
発振器オｈ互間の周波数を調整するような作業か不要と
なり、量ハｈにｙＰｉ Ｌだ構造となる。
きることと、一つの発振器で構成することができるから
発振器オｈ互間の周波数を調整するような作業か不要と
なり、量ハｈにｙＰｉ Ｌだ構造となる。
〈発明の実施例〉
第２図及び第３図にこの発明の一実施例を示す。
力２図は正面図、第３因は側面１スを示す。この発明に
おいては片持板８に圧電イカ。を介して一対の櫛形′「
ｂ、極９及ｏ：１ａを形Ｊ戎し、この′電極９及び］０
と能動回路１１とにより表面弾性波発振器を＋（ｌ成し
、この表面弾性波発振器の発振周波数の変化がら片り板
８に加わる加速度を検出するように朴″、成したもので
ある。
おいては片持板８に圧電イカ。を介して一対の櫛形′「
ｂ、極９及ｏ：１ａを形Ｊ戎し、この′電極９及び］０
と能動回路１１とにより表面弾性波発振器を＋（ｌ成し
、この表面弾性波発振器の発振周波数の変化がら片り板
８に加わる加速度を検出するように朴″、成したもので
ある。
片持板８はこれ自体が圧電機でもよく、捷だガラスのよ
うな絶縁材でもよい。片持板８自体が例えば水晶のよう
な圧電機の場合は板８の一力の面に直接一対の電極９及
び１０を被着形成すれはよいまた片持板８がガラスのよ
うな絶縁相の場合はその表面に例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ
）のような圧電性薄膜１２を被着形成し、この圧電性肋
膜１２の上面に１１′Ｌ極９及び１０を被着形成する。
うな絶縁材でもよい。片持板８自体が例えば水晶のよう
な圧電機の場合は板８の一力の面に直接一対の電極９及
び１０を被着形成すれはよいまた片持板８がガラスのよ
うな絶縁相の場合はその表面に例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ
）のような圧電性薄膜１２を被着形成し、この圧電性肋
膜１２の上面に１１′Ｌ極９及び１０を被着形成する。
電極９と１０の配列方向は片持板８の延長方向とし、片
持板８が支点を中心にたわむとき電極９と１００間の間
隔りが変化するように構成する。
持板８が支点を中心にたわむとき電極９と１００間の間
隔りが変化するように構成する。
電極９と１０の間に能動回路１１を１２）続する。この
能動回路１１はこの例では増幅器の場合を示す。
能動回路１１はこの例では増幅器の場合を示す。
〈発明の動作〉
上記した構成によれば能動回路１１の入力側に生じたわ
ずかな電気信号か能動回路１１で増幅されて一方の電極
９に与えられる。電極９に’電気駆動信号が与えられる
と圧πを性薄膜１２に弾性表面波が発生し、と・の弾、
性表面波が他方の電極１０に達すると、電極１０に電気
信号が発生する。
ずかな電気信号か能動回路１１で増幅されて一方の電極
９に与えられる。電極９に’電気駆動信号が与えられる
と圧πを性薄膜１２に弾性表面波が発生し、と・の弾、
性表面波が他方の電極１０に達すると、電極１０に電気
信号が発生する。
このよってして能動回路１１の入力と出カΔｈ″１子間
は弾性表面波の伝描路によって結合され、ツ？ｉ：還ル
ープによって構成され発振状態となる。この発振周波数
ｆは ■ ｆ−Ｌ ・ （１） となる。
は弾性表面波の伝描路によって結合され、ツ？ｉ：還ル
ープによって構成され発振状態となる。この発振周波数
ｆは ■ ｆ−Ｌ ・ （１） となる。
ここでＶは表面弾性波の伝播速度、Ｌは電極９と１０の
間隔である。
間隔である。
表面弾性波発振器の発振周波数が第１式で規定されるか
ら片持板８に加速度が与えられ、片描板８がたわんで電
極９と１０の間の間隔りか変化すると発振周波数ｆが変
化する。従ってこの発振周波数の変化を例えば周波数弁
別：’＝：ｒ １３により検出うることてよυ片持板８
に加わった加速度を知ることができる。
ら片持板８に加速度が与えられ、片描板８がたわんで電
極９と１０の間の間隔りか変化すると発振周波数ｆが変
化する。従ってこの発振周波数の変化を例えば周波数弁
別：’＝：ｒ １３により検出うることてよυ片持板８
に加わった加速度を知ることができる。
〈発明の他の実施例〉
第４図はこの発明の他の実施例を示す。この例では片持
板８の表と矢の双方に′電極９，１ｏ及び９′。
板８の表と矢の双方に′電極９，１ｏ及び９′。
１０’を形成し、これら二組の電極と能動回路１１゜１
１’によって一対の表面弾性波発振器を構成し、この一
対の表面弾性波発振器の発振周波数の差を周波数差検出
回路１４により検出し、周波数の差から加速度を検出す
るように構成した場合を示す。
１’によって一対の表面弾性波発振器を構成し、この一
対の表面弾性波発振器の発振周波数の差を周波数差検出
回路１４により検出し、周波数の差から加速度を検出す
るように構成した場合を示す。
つまり片持板８に加速度が与えられると、一方の面に形
成した例えば電極９及び１０のｍ］の間隔りは犬となり
、他方の電極９’ 、 １０’の間の間隔Ｌ′は小さく
なる。従ってこれら電極９．］ｏと９’、１０’及び能
動回路１１ 、１１’によって構成される一対の発振器
の発振周波数ｆａとｆｂは低下と上昇の互に逆方向に変
化する。よってこの周波数の差を周波数差検出回路１４
により検出することにより加速度を知ることができる。
成した例えば電極９及び１０のｍ］の間隔りは犬となり
、他方の電極９’ 、 １０’の間の間隔Ｌ′は小さく
なる。従ってこれら電極９．］ｏと９’、１０’及び能
動回路１１ 、１１’によって構成される一対の発振器
の発振周波数ｆａとｆｂは低下と上昇の互に逆方向に変
化する。よってこの周波数の差を周波数差検出回路１４
により検出することにより加速度を知ることができる。
ここでこの第４図の実施例によれば次のような大きな利
点が得られる。つ１り二つの表面弾性波発振器の発振周
波数の差をめて、その差の値から加速度を知るものであ
るから、二つの発振器の発振周波数が例えば温度変化等
によりドリフトしたとしても、発振周波数のドリフトは
発振器相互においてほぼ等しく、また同一方向に偏移す
る。
点が得られる。つ１り二つの表面弾性波発振器の発振周
波数の差をめて、その差の値から加速度を知るものであ
るから、二つの発振器の発振周波数が例えば温度変化等
によりドリフトしたとしても、発振周波数のドリフトは
発振器相互においてほぼ等しく、また同一方向に偏移す
る。
よって二つの発振器の発振周波数の差をめることＫより
発振周波数のドリフトは相殺され、ドリフトによる測定
誤差を除去するととがてきる。よって温度補正機能を持
つ表面弾性波加速度計を得ることができる。
発振周波数のドリフトは相殺され、ドリフトによる測定
誤差を除去するととがてきる。よって温度補正機能を持
つ表面弾性波加速度計を得ることができる。
〈発明の効果〉
以上説明したよってこの発明によれは表面弾性波を利用
したから１枚の片持板８の少くとも一方の面に電極９，
１０を形成すれはよく、部品点数か少なくて済むことと
、片面だけで蒸着作業を行うことができるから製造か容
易となり、量産に適Ｕ、コストダウンが期待できる。
したから１枚の片持板８の少くとも一方の面に電極９，
１０を形成すれはよく、部品点数か少なくて済むことと
、片面だけで蒸着作業を行うことができるから製造か容
易となり、量産に適Ｕ、コストダウンが期待できる。
１だ第４図で説明したように片持板８の両面に電極９，
１０及び９’ 、 １０’を形成し、これら二組の電極
により一対の表面弾性波発振器を構成し、この二つの表
面弾性波発振器の発振周波数の差から加速度をめるよう
に構成した場合には、温度変動による１ｊｌｌｌ定誤差
を除去した加速度検出器を？！Ｊることかできる。よっ
て精度の高い加速度計を提供できる。
１０及び９’ 、 １０’を形成し、これら二組の電極
により一対の表面弾性波発振器を構成し、この二つの表
面弾性波発振器の発振周波数の差から加速度をめるよう
に構成した場合には、温度変動による１ｊｌｌｌ定誤差
を除去した加速度検出器を？！Ｊることかできる。よっ
て精度の高い加速度計を提供できる。
更に片持板８としてガラスのような非圧電機を用いるこ
とができるから片持板８のセ料を選択する自由度が増し
、よって表面弾性波用の材料としてバネ性に優れた材料
を自由に選択でさ、性能のよい表面弾性波加速度計を得
ることができる０然も招料のコストも低減できる効果も
得られる。このように製造上においてもまた実用する上
でも頗る大きな効果が得られる。゛
とができるから片持板８のセ料を選択する自由度が増し
、よって表面弾性波用の材料としてバネ性に優れた材料
を自由に選択でさ、性能のよい表面弾性波加速度計を得
ることができる０然も招料のコストも低減できる効果も
得られる。このように製造上においてもまた実用する上
でも頗る大きな効果が得られる。゛
第１図は従来の振動形加速度検出器の構造を説明するた
めの仙］面（２）、第２［匈はこの発明の一実施例を示
す正面図、第３図は鞄２図のＯｌ、」面図、第４図はこ
の発明の他の実施例を示す正面図である。 ８：片持板、９．１０：表面弾性波発振器を構成する電
極、１１：表面弾性板発振器を（１ｊ；成する能動回路
、１２：圧電ａ台膜。 特許出願人 日本航空電子工業株式会社代理人 草野
卓 左 １ 図 オ ２ 図 井 ３ 図 ７ｉ７４ 又
めの仙］面（２）、第２［匈はこの発明の一実施例を示
す正面図、第３図は鞄２図のＯｌ、」面図、第４図はこ
の発明の他の実施例を示す正面図である。 ８：片持板、９．１０：表面弾性波発振器を構成する電
極、１１：表面弾性板発振器を（１ｊ；成する能動回路
、１２：圧電ａ台膜。 特許出願人 日本航空電子工業株式会社代理人 草野
卓 左 １ 図 オ ２ 図 井 ３ 図 ７ｉ７４ 又
Claims (1)
- （１）片持板の表と裏の少なくとも一方に一対の１′西
］形電極を形成し、この電極間の間隔に対応しプこ周波
数で発振する表面弾性波発振器を構成し、この表面弾性
波発振器の発振周波数から上言己片持板に加えられる加
速度を検出するようにした表面弾性波加速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16431183A JPS6056262A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 表面弾性波加速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16431183A JPS6056262A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 表面弾性波加速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056262A true JPS6056262A (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=15790722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16431183A Pending JPS6056262A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | 表面弾性波加速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056262A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7380454B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-06-03 | Honeywell International Inc. | Load beam for surface acoustic wave accelerometer |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP16431183A patent/JPS6056262A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7380454B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-06-03 | Honeywell International Inc. | Load beam for surface acoustic wave accelerometer |
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