JPS6127712B2

JPS6127712B2 -

Info

Publication number: JPS6127712B2
Application number: JP59191922A
Authority: JP
Inventors: Bui Hoorudoren Furederitsuku; Ii Raason Maachin; Emu Buanshoiatsuku Maikeru; Daburyu Haguri Hansu; Emu Kaburaa Jon
Original assignee: SANDOSUTORANDO DEETA KONTOROORU Inc
Current assignee: SANDOSUTORANDO DEETA KONTOROORU Inc
Priority date: 1976-07-06
Filing date: 1984-09-14
Publication date: 1986-06-26
Also published as: JPS6095364A; CA1078210A; US4094199A; JPS6085369A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は加速度計、特にコンデンサ・ピツク
アツプを利用するサーボリニア加速計に関するも
のである。

小さな飛行機及びミサイル航空方式及び他の分
野で軽量の電子装置では加速度計の使用が次第に
多く用いられ、大きさ及び重量の減少が重要とな
つて来た。更に加速度計は比較的に激しい物理的
衝撃振動温度の激変等によつて加速度計の正確度
に影響を受け易い場所にしばしば使用されるので
部品数を少なくし、大きさと重さを減少し衝撃と
温度変化による影響を最少にすることが望まれて
いる。

従来の加速度計においても位置回復コイルを流
れる電流を測定するのに用いられる負荷抵抗を有
するサーボフイードバツク回路が用いられ、電流
は加速の測定に用いられていた。しかし、負荷抵
抗のインピーダンスがフイードバツク回路のサー
ボループ利得に影響し、抵抗の値の変化はフイー
ドバツク回路を不安定にし、好ましくない周波数
応答特性を示した。従来の装置の多くでは位置回
復コイルの両端間の電圧をコイルを流れる電流値
の代りに測定したが、これは温度の変化及び回復
コイルのインピーダンス等を含むいくつかの因子
による重要な測定誤差の原因となつた。更にコン
デンサ・ピツクアツプ方式による測定の困難さと
誤差の原因は、加速に応答する振子板と固定され
たコンデンサ導体板とから成る可変コンデンサ
と、固定コンデンサとを比較することから、すな
わち固定コンデンサと可変コンデンサの静電容量
差を加速度測定に用いることから生じる。このよ
うな固定コンデンサの使用は加速計の枠及び箱体
からの漂遊容量による誤差を受け、重要な測定の
困難さを生じた。更に従来の加速度計ではコンデ
ンサ・ピツクアツプが振子板または試験体の偏向
を測定するのに用いられ、比較的に大きなコンデ
ンサ導体板が使用されていたので比較的に大きな
箱体を必要とした。比較的に大きな箱体とそれに
関連する機械的部材が比較的に大きなコンデンサ
に対して必要とされていたので、関連する電子部
材を入れるための従来の加速度計では更に大きな
箱体とするか、またはこれら電子部材を入れる別
個の容器を必要とした。従来の加速度計では力感
知装置と、別個の電子回路から構成されるのが普
通であつたので、余分の電気的接続及び多数の部
品組立てに対する労力と価格が増加し、悪環境下
における誤動作の原因となつた。

以上のような種々の問題点を解決するために、
この発明は、振子板の軸を支持する軸支持構造を
改良することを主目的とし、加速度計の小型軽量
化および精度の向上を図つている。

従つて、この発明によれば、箱体と、前記箱体
内に互いに離れて平行に取り付けられた１対のコ
ンデンサ導体板と、ビーム部分および前記ピーム
部分の一端に取り付けられたパドルを具備し、前
記パドルが前記１対のコンデンサ導体板の間で互
いに離れて平行に配置されている振子板と、前記
振子板の長軸に横方向に取り付けられた軸と、前
記箱体内に取り付けられた支持枠と、前記軸を回
転可能に支持するように前記支持枠に取り付けら
れた軸支持構造とから成る加速度計において、前
記軸支持構造は、前記軸の各端を受けて回転可能
に支持するための第１および第２の軸受と、前記
支持枠に両端が取り付けられており前記第１の軸
受を支持する第１の可撓片と、前記第２の軸受を
支持するための部材と、前記第１および第２の軸
受の前記軸への圧力を調整するための調整装置と
を具備していることを特徴としている。

上述したようなこの発明による加速度計におい
ては、軸受を支持している可撓片が、その両端に
で支持枠に固定されているので、振子板の軸は堅
牢に支持され、また、調整装置により外力が加え
られた場合に、可撓片上の軸受は振子板の軸の軸
線に沿つて移動することとなるので、軸の端部に
軸受を通じて最適の圧力を作用させることが可能
になり、回転摩擦を最小にすると共に、軸線方向
の支持を可能な限り最強にすることができる。従
つて、この振子板の動きは非常に精度の高いもの
となり、加速度計全体の精度向上を図ることがで
きる。また、この軸支持構造は、部品数が少なく
簡単な構成であるので、高精度を維持したまま、
加速度計の小型軽量化を図ることも可能となる。
このように、この発明によれば、種々の作用効果
を奏する。

この発明を添付図面に示した実施例について説
明する。

第１図断面図に示した加速度計１０では一体構
造の円筒形箱体１２が加速度計１０の機械的部分
と電子回路を囲み、箱体１２の左端１４は閉じら
れ、右端は開かれている。支持枠１６は一体構造
でその各部分は文字Ａ，Ｂ，Ｃ……を付して１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ……として示され、加速度計
の各部材を堅牢に保持する。支持枠１６は箱体１
２の左端１４から右端の開放端に延び部材１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが箱体１２の下半分
を充たしている。支持構造の部材１９Ａの上方に
一般に正方形または矩形のコンデンサ導体板１８
と２０とが配置され、下側コンデンサ導体板２０
は間隔部材２２を通じてエポキシ樹脂のような接
着等によつて支持枠の部分１６Ａに取付けられ
る。上側コンデンサ導体板１８は複数の柱２３と
２４とをコンデンサ導体板１８と２０の角隔部に
取付けることによつて下側コンデンサ導体板との
間隔が保持されている。

第１図の加速度計には振子板２６も含まれ、上
抱及び下方への加速に応答する振動または試験片
として作用する。振子板２６のパドル２８は平ら
な板またはパドルの形であり、コンデンサ導体板
１８と２０との間に平行に差込まれる。好ましい
実施例ではパドル２８、コンデンサ導体板１８と
２０の大きさは幅約0.64cm（0.25″）長さ約0.51cm
（0.20″）とされ、パドル２８とコンデンサ導体板
１８と２０との間の静電容量は２ないし４ピコフ
アラツドとされる。パドル２８がコンデンサ導体
板１８と２０の中間にあるとパドル２８とコンデ
ンサ導体板１８または２０との間の静電容量は約
２ないし４ピコフアラツドである。振子板２６の
他端で軸３０は振子板２６の下表面３２にエポキ
シ樹脂または他の接着剤で取付けられる。軸３０
は振子板２６を支持し、加速度に応じて或る限ら
れた範囲内で回転する。加速度はパドル２８の表
面に垂直に動作する。軸３０自体は第１図では図
示を簡単にするため示されていない軸受と可撓片
とで第２図、第３図に示すように支持されてい
る。振子板２６の下表面にはパドル２８と軸３０
との間にトルクコイル３６が取付けられている。
コイル３６はアルミニウムのような軽い材料で作
られたボビン３８の内表面に巻かれる。ボビン３
８を使用しない自由に立つコイルを用いてもよ
い。

永久磁石４０は支持枠部分１６Ａに接着され、
磁極片４１は同様に磁石４０の頂部に接着され
る。磁石４０でで発生された磁束はトルクコイル
３６を流れる電流と作用し、振子板２６を軸３０
を中心に回動させる。一体の構造の支持枠部分１
６Ａは磁石４０を支持する他に磁石４０で発生さ
れた磁束の磁路としても作用する（第１図）。

一片から構成される支持枠の突起部分１６Ｆと
１６Ｇに矩形の回路板４２が取付けられ、回路板
４２は酸化アルミニウムのような非導電材料の厚
いフイルムで構成されるのがよい。回路板４２の
左側辺は支持枠の上方への突起１６Ｆで、右側辺
に突起１６Ｇで支持される。集積回路４４は回路
板４２の上表面に金属カバー４６によつて覆われ
ている。回路板４２には抵抗及びコンデンサ４８
として一般に示される混成回路が設けられてい
る。

支持枠の右側部分１６Ｃには環状円筒形部分１
６Ｄと１６Ｅを含み、箱体１２の内表面に固く取
付けられる。組立てられた後に部分１６Ｄと１６
Ｅは箱体１２の周辺に沿うて溶接線５０と５２で
密封溶接され、気密にされる。箱体１２の開放端
を支持枠の環状部分１６Ｄと１６Ｅ内の環状凹所
５６を有するヘツダ５４が閉じ、ヘツダ５４も溶
接線５８と６０で部分１６Ｄと１６Ｅに密封取付
けされにされる。実施例によつては箱体１２を密
封する必要が無く、ヘツダ５４はエポキシ樹脂等
で箱体１２に取付けられてもよい。ヘツダ５４を
通じて複数の接続ピン６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，
６２Ｄが延び、ガラス材料６４と６６でヘツダ５
４は気密接着される。ヘツダ５４も孔６８を有
し、箱体１２から排気し、不活性ガス充填に使用
される。孔６８は例えば球７０を孔６８の外端に
溶接する等のいくつかの方法で閉じることができ
る（第１図）。複数の導線７２がピン６２Ａ，６
２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄと回路板４２とを接続す
る。

トルクコイル３８を回路板４２に電気的に接続
するために取付けられるが第１図で１本の導線７
４のみが示されている。導線７４はピン７６に取
付けられ、ピン７６は絶縁材の支持部材７８を通
り回路板４２の孔８０に延びる。第２図に第２の
バネ線７５と第２のピン７７が示され、振子板２
６と回路板４２に同様に取付けられ、トルクコイ
ル３８に対する第２の接続が行なわれている。ピ
ン７６は導線８２で回路板４２に接続される。第
１図に示したように回路板４２の孔８０を通るピ
ン７６と７７を利用して加速度計の組立てが容易
にされ、回路板４２は支持枠の支持部１６Ｆと１
６Ｇに直接配置されピン７６に接続される。バネ
線７４と７５を接続に利用することによつて振子
板２６は軸３０に僅かなトルクを加えることによ
つて最終的にバランスされ、振子板２６内の小さ
な機械的不平衡を補償する。軸３０に加えられる
トルクはバネ線７４と７５を曲げるか、またはピ
ン７６と７７の位置によつて調整することができ
る。ピン７６と７７及び孔８０を含む接続構造は
支持枠１６と回路板４２の異なつた熱膨脹を許
し、ピン７６従つてバネ線７４の張力または調整
取付けを許す。

第２図に示した軸３０の支持構造は第１図の加
速度計部分の平面図であるが回路板４２は示され
ていない。１対の可撓片８４と８６が一体構造の
枠の延長部１６Ｈ，１６Ｉ，１６Ｊ，１６Ｋに取
付ネジ８８，９０，９２，９４でそれぞれ取付け
られている。１対の軸受９６と９８が可撓片８４
と８６に取付けられ、軸３０の各端の宝石ピボツ
ト１００と１０２を受ける。軸受９６と９８が軸
３０を支持し、振子板２６を軸３０を中心に回動
するのを許するが軸３０はいずれの方向への動き
も制限され、パドル２８は第１図に示すようにコ
ンデンサ導体板１８と２０との間で上下に動く。
第１図に示したような高度の精密計器では回転摩
擦を最小にし、同時に振子板２８を堅牢に支持
し、支持枠に対し振子板２８が横方向に動くのを
できるだけ無くすることが重要である。従つて動
作を正確に調整するには宝石ピボツト１００と１
０２に軸受を通じて最適の圧力を加え、回転摩擦
を最小にするとともに横方向の支持が許されるか
ぎり最強にすることが必要である。このために第
２図に示した加速度計では２本の調整ネジ１０４
と１０６が設けられている。ネジ１０４と１０６
は支持枠の延長部１６Ｌと１６Ｍに支持され、延
長部１６Ｌはネジ１０４の位置を示すために断面
で示される。ネジ１０４と１０６を可撓片８４と
８６にそれぞれ締付けると適当な圧力が可撓片８
４と８６に加えられ、軸３０には軸受９６と９８
で最適の圧力が与えられる。

第１図に示した軸３０の支持構造の他の実施例
が第３図に示され、一体構造の支持枠は部分１６
Ｎで軸受９６を堅牢に保持する。他の軸受９８は
第２図に示すように可撓片８６に支持されるが調
整ネジ１０６は設けられていない。軸３０に加わ
る圧力の調整は第３図ではバネ座金１０８で行な
われ、取付ネジ９４の締付けに対して補償する。
その結果１本のネジ９４によつて軸３０に加わる
圧力は実効的に調整できる。第２図と第３図に示
した構造を組合せ、第２図の調整ネジ１０６を第
３図に示した支持部分１６Ｎに固定軸受９６を直
接に取付けてもよい。

第２図、第３図に示した軸３０への圧力を調整
する重要な点は可撓片８４と８６による偏向の量
を調整ネジ１０４と１０６によつて加えられる圧
力に対して正しい量とすることである。或る与え
られた圧力に対して大きな可撓性を生じるよう可
撓片に溝を設けることがしばしば有効である。第
４図では第２図、第３図に示した可撓片８６は二
つのＵ字形溝１１２と１１４が設けられており、
溝１１２と１１４は軸受１１６の両側に設けられ
ておる。第２図、第３図、第４図に示した軸受は
第２図、第３図に示した軸３０の宝石ピボツト１
００または１０２を受けるテーパー内表面１１８
を有し、可撓片８６は取付ネジ９２と９４を受け
るために両端に孔１２０と１２２が設けられてい
る。第５図、第６図の可撓片８６は第５図に示す
ように軸受１１６の両側に各対の溝１２４と１２
６及び１２８と１３０がそれぞれ設けられ、各溝
は実質的に可撓片の長軸に直角に設けられ側縁か
ら可撓片の中心線まで延びている。第６図では矩
形溝１３２と１３４が可撓片８６の軸受１１６の
各側に設けられている。

第４図、第５図、第６図は可撓片８６が第３図
に示した支持枠の部分１６に接続される他の形を
示し、バネ座金１０８は用いられていない。第４
図では可撓片８６の端に孔１２０が皿状部分１３
６に半径方向溝１３８を有して設けられ、第５図
は一端の両側に板バネ部分１４０と１４２が取付
孔１２０に対して設けられている。第６図の可撓
片８６は一端に二つの延長部１４４と１４６が約
180゜曲げ返えされてバネを形成している。バネ
部分１３６，１４２または１４６を取付ネジ９４
（第２図）と関連して用いることによつて軸３０
に対する圧力を調整することができ、バネ座金１
０８のような別個の部材を必要としない。

第１図の加速度計１０の動作を改良するために
は振子板２６は軽量で堅牢でなければならない。
例えばアルミニウムのような軽い金属で作られ、
更に長さ方向に沿うて強くされる。長さ方向の硬
さを強くする二つの方法が第７図と第８図に示さ
れ、第７図では振子板２６はパドル部分２８とビ
ーム部分１４８で構成され、ビーム１４８にトル
クコイルすなわちボビン３８に巻かれたトルクコ
イル３６が支持されている。ビーム１４８はその
両辺に沿うて設けられた側縁１５０と１５２とで
長さ方向の硬さが強められる。第８図ではビーム
１４８は３角形隆條１５４を設けて硬くされてい
る。振子板２６のビーム１４８を第７図、第８図
に示すように硬くすることによつて軽量であるが
長さ方向で堅牢な振子板が軽量の加速度計１０に
対して第１図に示すように得られる。振子板２６
はその中心がトルクコイル３６の中心と合致し、
振子板２６の他の部分例えばパドル２８及びビー
ム１４８の質量はできるだけ小さくさるべきであ
る。

加速度計１０に使用される電子回路図が第９図
に示され、コンデンサ導体板１８と２０は導線２
００と２０２で検知駆動回路２０４に接続され
る。振子板２６に取付けられたトルクコイル３６
は線２０６で負荷インピーダンス２０８に接続さ
れ、普通の場合インピーダンス２０８は線２１０
で接続されている。インピーダンス２０８はトル
クコイル３６を通じて流れる回復電流Ｉ_Rを受け
電圧Ｖ_ACCを発生し、加速度計１０で測定される
加速を表わす。典形的にはインピーダンス２０８
は電圧Ｖ_ACCが両端で測定される抵抗を含み、抵
抗値が普通はＶ／ｇで示される目盛係数を与え
る。コイル３６を流れる電流は測定される加速度
の直比例関数であり、負荷インピーダンス２０８
内の抵抗値を変えることによつて希望される目盛
係数Ｖ／ｇが抵抗値を変えることによつて簡単に
得られる。負荷インピーダンス２０８は他のリア
クタンス部材例えば好ましくない信号をフイルタ
するコンデンサを含んでいてもよい。回復電流Ｉ
_R自体は出力駆動回路２１２で発生され、線２１
４でトルクコイル３６に与えられる。

鋸歯波形オツシレータ回路２１６は線２１８で
陽電圧源＋Ｖ_Sに接続され、線２２０で負電圧源
−Ｖ_Sに接続され、10キロないし１メガサイクル
の周波の鋸歯形を線２２２で検知駆動回路２０４
に与える。鋸歯オツシレータ回路２１６で発生さ
れる波形はピーク電圧に達するまで直線的に時間
の経過とともに上昇する電圧を含み、ピークに達
すると極めて急に負の電圧に低下する。この鋸歯
波形が検知駆動回路２０４からコンデンサ導体板
１８と２０にそれぞれ線２００と２０２を通じて
与えられる。時間とともに変化する電圧がコンデ
ンサ導体板１８と２０に与えられると電流Ｉ_C1が
線２００に、電流Ｉ_C2が線２０２に流れる。検知
駆動回路２０４には線２１８と２２０で与えられ
る電圧＋Ｖ_Sと−Ｖ_S及び線２２４で与えられる基
準電圧Ｖ_REFを受ける。検知駆動回路２０４の配
置が第１０図に示される。

線２２６と２２８で差物検知回路２３０が駆動
回路２０４に接続され、容量電流Ｉ_C1とＩ_C2と一
般に同じである電流I′_C1とI′_C2とが伝えられる。
差動検知回路２３０の配置が第１２図に詳細に示
される。回路２３０はI′_C1とI′_C2との差を測定
し、コンデンサ導体板１８と２０及び振子板２６
とで決められるコンデンサC₁とC₂の間の差を表
わし、線２３２に発生された電圧信号はこれら二
つの電流の差に比例する。線２３２の出力信号は
出力電流すなわち差信号電流Ｉ_Dで表わされ、低
域フイルタ２３４の入力として用いられる。フイ
ルタ２３４の主要な作用はオツシレータ回路２１
６で発生された高周波（10キロないし１メガサイ
クル）の搬送信号をフイルタすることである。信
号電流Ｉ_Dの直流成分はコンデンサ導体板１８と
２０との間の静電容量差、すなわち加速による振
子板２６の偏れを示し、線２３６で演算増幅器２
３８の陽端子に伝えられる。増幅器２３８は信号
電流Ｉ_Dを線２４０の出力信号電圧Ｖ_Dに変え、コ
ンデンサC₁とC₂の差を表わし、電圧Ｖ_Dの利得は
増幅器２３８の線２４２の負端子の信号入力によ
つて制御される。出力すなわち差電圧Ｖ_Dは電
圧／電流コンバータ２４４に与えられ、出力駆動
回路２１２の線２４６または２４８への入力を発
生する。出力駆動回路２１２は線２４６または２
４８の電流信号に応じて線２１４に回復電流Ｉ_R
を発生する。

更にサーボ補償回路網２５０は電圧／電流コン
バータ２４４と演算増幅器２３８の負端子との間
にフイードバツク関係に接続される。回路網２５
０の基本目的は増幅器２３８の利得を制御するこ
とであり、従つて出力信号Ｉ_Dの周波数の作用と
して全体のサーボ方式の利得に作用する。サーボ
補償回路網２５０の好ましい配置が第１４図に示
され、実質的な帯域フイルタであり、例えばコン
バータ２４４（第９図）から受けたフイードバツ
ク信号Ｉ_Fが、信号Ｉ_DとＶ_Dが実質的に直流であ
るか、または極めて低い周波数であるとき増幅器
２３８の負端子に与えられるのを実質的に阻止す
る。その結果増幅器２３８の利得は加速度計の直
流分または低周波出力に対して極めて大きい。そ
のの効果は低周波における演算増幅器２３８の実
質的に無限の利得が低周波におけるコンデンサ導
体板１８と２０に対する振子板２６を硬くし、振
子板２６はコンデンサ導体板１８と２０との間の
前以つて決められた位置に保持される。直流また
は低周波振動に対する大きな利得と振子板２６の
偏向または償性による誤差とバイアスはかなりに
減少され、加速度計の正確度はかなり改良され
る。高周波振動例えば50サイクルの範囲ではサー
ボ補償回路網２５０は比較的大きなフイードバツ
ク信号Ｉ_Fを演算増幅器２３８の端子に与えるの
を許し、増幅器の利得を減少させる。演算増幅器
２３８の利得は加速度計１０の機械的動勢力の効
果によるサーボループの不安定な動作を防止する
ためにこれら中波帯域に対して減少される。例え
ば振子板２６の自然周波数は典形的にはこれら中
波帯域にあり、もし増幅器２３８の利益が極めて
大きいとサーボループの動作を不安定にする。中
波帯域以上ではサーボ補償回路網２５０は増幅器
２３８の負端子に与えられるフイードバツク電流
Ｉ_Fの量を再び減少し、増幅器２３８の利得を増
加しようとする。増幅器２３８の利得はこれらの
高い周波では増加し、加速度計の機械的動勢力が
サーボループの不安定を生じる大きな因子でない
場合、比較的に大きな周波数加速度入力を受けな
いとき加速度計１０の応答特性を改良する。利得
の増加は高い振動周波における振子板２６の動き
の減少に対して補償しようとする。更にサーボ補
償回路網２５０は第９図に示したサーボ方式の負
荷インピーダンス２０８の変化による不安定作用
を無くする。従つてサーボ補償回路網２５０を利
用して、種々異なつた負荷インピーダンスを用
い、加速度計１０の電子部材を再調整することな
く適当な電圧目盛を選ぶことができる。

更に第９図の電子回路は線２１８の＋Ｖ電圧と
検知回路２３０の出力線２３２との間に接続され
たトリマ抵抗Ｒ_Tを含んでいる。抵抗Ｒ_Tの値を変
化し増幅器２３８の陽端子にバイアス電圧を与
え、コンデンサ導体板１８と２０との間の振子板
２６の零位置の調整を行なう。

第１０図は検知駆動回路２０４の配置を示す。
鋸歯形オツシレータ回路２１６の鋸歯波形は線２
２２を通じてトランジスタ２５４のベースに与え
られる。トランジスタ２５４の主要目的の一つは
オツシレータ回路２１６を検知駆動回路２０４か
ら分離することである。トランジスタ２５４のエ
ミツタに抵抗２５６を通じてトランジスタ２５８
と２６０のベースが接続される。オツシレータ２
１６からの増加する電圧がトランジスタ２５４の
ベースに与えられると、トランジスタ２５４と２
６０はバイアスを進めるか、または入れて線２２
６と２２８からの増加する電圧をコンデンサ導体
板１８と２０に与え、電流Ｉ_C1とＩ_C2を発生す
る。線２００と２０２に１対のトランジスタ２６
２と２６４が接続され、ダイオードとして作用
し、線２６６を通じてコンデンサを放電する。他
のトランジスタ２６８はそのベースとコレクタが
トランジスタ２５４のエミツタに接続され、エミ
ツタは線２６６に接続されている。トランジスタ
２６８はダイオードとして作用し、トランジスタ
２６２と２６４のエミツタをバイアスする。トラ
ンジスタ２７０の形の電流源または動作負荷抵抗
２７２、負電圧源−Ｖ_S、線２２４の基準電圧Ｖ_R
_ＥＦは線２６６に接続されている。

第１０図の検知駆動回路２０４の動作が第１１
図に示した信号図表に示され、上部の電圧波形２
７４は第１０図のトランジスタ２５８と２６０の
エミツタ電圧Ｖ_Fを示し、その波形２７４は鋸歯
形オツシレータ回路２１６から線２２２に与えら
れる鋸歯電圧と実質的に同様である。第１１図に
示されるように電圧Ｖ_Eは時間とともに、傾斜２
７６に沿うて直線的に増加し、ピーク電圧２７８
に達し、急速に負電圧２８０に低下する。第１１
図の波形２８１は容量板１８と２０に与えられる
電圧Ｖ_Cは初め定電圧２８２であり、トランジス
タ２５８と２６０が前方にバイアスされるまでそ
の電圧に留まつている。トランジスタ２５８と２
６０がバイアスされると電圧Ｖ_Cは電圧Ｖ_Eと同じ
特性である。電圧Ｖ_Eの極性が変る波形２７４の
ピーク電圧２７８の点でコンデンサ電圧Ｖ_Cのピ
ーク２８４はトランジスタ２６２と２６４が順方
向にバイアスされるまで一定に留まり、コンデン
サC₁とC₂が線２６６を通じて、動作電流源にト
ランジスタ２７０を通じて放電する。コンデンサ
電圧Ｖ_Cと時間との関係は直線であるのでコンデ
ンサ電圧Ｉ_C1とＩ_C2は次の関係で示される。

Ｉ_C1＝C₁△Ｖ_Ｃ１／△ｔＩ_C2＝C₂△Ｖ_Ｃ２／△ｔ式中C₁とC₂はコンデンサ導体板１８と２０が
振子板２６と形成するコンデンサを示し、Ｖ_C1と
Ｖ_C2は各コンデンサの電圧を示す。すなわちＶ_C1
と時間との関係は直線で、コンデンサ電流Ｉ_C1と
Ｉ_C2とは一定である。電流Ｉ_C1とＩ_C2との特性は
第１１図の波形２８６として示され、波形２８１
のコンデンサ電圧Ｖ_Cが直線的に上昇する間にコ
ンデンサ電流２８８と２９０は一定でコンデンサ
C₁とC₂の方向に流れ、電圧Ｖ_Cが低下する間にコ
ンデンサ電流２９２は反対方向に流れる。トラン
ジスタ２６２と２６４がコンデンサ放電電流を第
１１図の電流部分２９２の方向にトランジスタ２
７０（第１０図）を通じ流れる動的負荷電流は波
形２９４（第１１図）の部分２９６と２９８で示
し線２２６と２２８を通じて検知駆動回路２０４
への入力電流I′_C1とI′_C2はコンデンサ放電電流Ｉ_C
_１とＩ_C2とほぼ同じ大きさと方向が同じであるが
負電流部分２９２は有していない。従つて第９図
の線２２６と２２８の差動検知器２３０の出力電
流I′_C1とI′_C2は第１１図の波形２９４で示した一
連の単一極性パルスである。電流I′_C1とI′_C2の実
際の大きさはコンデンサC₁とC₂の大きさにそれ
ぞれ比例する。

第１２図で陽供給電圧＋Ｖ_Sは線２１８で差動
検知回路２３０のトランジスタ３００と抵抗３０
２とに供給される。トランジスタ３００はそのエ
ミツタからトランジスタ３０４，３０６，３０
８，３１０で構成される電流増幅器に電流を流す
ダイオーとして作用する。これらのトランジスタ
で構成される電流増幅器は第１０図の検知駆動回
路２０４への電流源として作用し、この電流増幅
器の利得はバイアス抵抗３０２を変化することに
よつて調整できる。従つて差動検知回路２３０の
利得は加速度計１０へ機械的ダイナミツクまたは
使用される加速度計への適用を表わすように調整
することができる。トランジスタ３１２，３１
４，３１６，３１８及び抵抗３２０と３２２で構
成される動的負荷もトランジスタ３１４のコレク
タ電流がトランジスタ３０８のコレクタ電流にほ
ぼ等しい電流鏡として作用する線２３２の出力電
流Ｉ_Dは次の関係によつて電流I′_C1とI′_C2との差に
比例する。トランジスタ３０８のコレクタ電流Ｉ
_C308は、Ｉ_C308＝KI′_C1 であり、式中Ｋは抵抗３０２で決められる増幅電
流利得である。同じ記号を用いて、Ｉ_C310＝KI′_C2 である。その結果トランジスタ３１４に対するコ
レクタ電流Ｉ_C314はＩ_C314＝Ｉ_C308＝KI′_C1 であり、従つて第１２図の回路内の接続点３２４
で次の電流関係がある。

Ｉ_D＝Ｉ_C310−Ｉ_C308 Ｉ_D＝Ｋ（I′_C2−I′_C1）結論として線２３２上の出力電流Ｉ_Dは電流
I′_C1とI′_C2の差に比例し、式中Ｋは方式の利得を
示す。この型の検知回路はコンデンサC₁とC₂の
差をピコフアラツドの１／1000単位で測定するこ
とができるので、極めて小さなコンデンサ導体板
１８と２０を使用することができる極めて顕著な
利点がある。このような小さな静電容量の測定は
振子板の極めて僅かな偏れを検知できる利点があ
り加速度計１０の正確さと直線性を改良すること
ができる。

鋸歯形発生オツシレータ２１６で発生された10
キロサイクルないし１メガサイクルの搬送周波を
フイルタするように第９図の低域フイルタ２３４
を通つた後に出力電流Ｉ_Dは増幅器２３８の陽端
子に与えられる。増幅器２３８の線２４０上の出
力電圧Ｖ_Dは電圧／電流コンバータ２４４（第１
３図ダツシユ線内）に与えられる。出力電圧Ｖ_D
が陽であるとき、ベースが線２４０に接続されて
いるトランジスタ３２６は導通状態にされる。反
対に電圧Ｖ_Dが陰であるときはベースがダイオー
ド３３０と３３２を通じて線２４０に接続された
第２トランジスタ３２８は導通状態にある。電流
源３３３は電流Ｉ_Sによつてダイオード３３０と
３３２を順方向にバイアスして保つ。トランジス
タ３２６が導通状態にあるときフイードバツク電
流Ｉ_Fは出力駆動回路２１２から線２４６を通じ
トランジスタ３２６のコレクタとエミツタを経て
線２５２に流れる。同様にトランジスタ３２８が
導通状態にあるときフイードバツク電流Ｉ_Fは出
力駆動回路２１２から線２４８を通じてトランジ
スタ３２８のコレクタとエミツタを経て線２５２
に流れる。いずれの場合にもフイードバツク電流
Ｉ_Fは電圧Ｖ_Dの値に比例する。

第１３図のダツシユ線で囲まれた出力駆動回路
２１２は主として二つの電流増幅器で構成され、
第１の電流増幅器は抵抗３３４と３３６及び増幅
器３３８とトランジスタ３４０を含み、第２の電
流増幅器は抵抗３４２と３４４及び増幅器３４６
とトランジスタ３４８を含む。増幅器３３８の出
力はトランジスタ３４０のベースに接続され、抵
抗３３６を流れる電流が抵抗３３４の両端の電圧
に等しい電圧を生じるまでトランジスタを動作さ
せる。従つて抵抗３３４と３３６の値が電流増幅
器の利得を決定し、回復電流Ｉ_Rの値を決定す
る。第２電流増幅器はこれと全く同様に動作し、
増幅器３４６がトランジスタ３４８をして抵抗３
４２と３４４の両端の電圧を等しくする電流を流
させる。その結果電圧／電流コンバータ２４４の
トランジスタ３２６が導通状態にあるときフイー
ドバツク電流Ｉ_FはＩ_F＝R₃₃₆／R₃₅₄I_R に等しく、同様にトランジスタ３２８が導通状態
にあるときフイードバツク電流Ｉ_Fは反対方向に
流れＩ_F＝R₃₃₄／R₃₄₂I_R に等しい。従つて回復電流Ｉ_Rとフイードバツク
電流Ｉ_Fとの関係はＩ_F＝R₃₃₆／R₃₃₄I_R またはＶ_D信号の極性によつてＩ_F＝R₃₃₄／R₃₄₂I_R である。サーボ補償回路網２５０に与えられるフ
イードバツク電流Ｉ_FはR₃₃₆／R₃₃₄とR₃₄₄／R₃₄₂と
の交互の比によつて回復電流Ｉ_Rに関連している
ので、これら抵抗の各値は最大可能なバランスが
得られるように選ばれ、さもなければ方式の出力
に歪または他の誤差が生じるかも知れない。従つ
て抵抗３３４，３３６，３４２，３４４は第１図
の集積回路４４内に含まれないのがよく、各抵抗
値を容易に調整できるようにし、加速度計に組立
ておける調整を容易にする。

第１４図はサーボ補償回路網２５０の配置を示
し、前に説明したように主として帯域フイルタで
あり、フイードバツク電流Ｉ_Fの比較的低い周波
数は線２４２でで増幅器３３８の負端子に伝えら
れないようにし、同様に極めて高周波部分の電流
Ｉ_Fはその大部分が線２４２に伝えられないよう
にする。コンデンサ３５０が直流部分の電流Ｉ_F
が増幅器２３８の負端子に達しないようにし、直
流状態下で増幅器２３８の利得を実質的に無限に
する。同様に抵抗３５４，３５６，３５８，３６
０と協動するコンデンサ３５２は高周波信号電流
Ｉ_Fの大部分が大地に逃れるのを許し、増幅器２
３８に比較的に大きな利得を与える。中帯域周波
数では加速度計１０に与えられる加速信号は振子
板の自然振動数にほぼ等しく、サーボ補償回路網
２５０はフイードバツク信号電流Ｉ_Fの一部が増
幅器２３８の負端子に伝えられるのを許し、サー
ボループの利得を減少する。その結果、サーボ補
償回路網２５０内の種々の素子の値を調整するこ
とによつて利得に対するサーボ方式の周波数応答
を調整し、加速度計１０の機械的素子のダイナミ
ツクを反映するようにし、使用される加速度計に
対する特定の調整を行なうことができる。更にサ
ーボ補償回路網２５０の抵抗３６０は電圧／電流
コンバータ２４４及び出力駆動回路２１２の種々
の部材と協動してＶ_D／R₃₆₀に比例するフイード
バツク電流Ｉ_Fの値を発生する。

【図面の簡単な説明】

第１図はサーボ加速度計の縦断面図、第２図は
第１図の加速度計の一部の平面図で振子板支持構
造を示し、第３図は第１図の加速度計の一部の平
面図で他の形の振子板支持構造を示し、第４図は
第２図、第３図に示した振子板支持構造に使用さ
れる可撓片を示し、第５図は第４図の可撓片の構
造を示し、第６図は更に他の可撓片の構造を示
し、第７図は第１図の加速度計に使用される振子
板を示し、第８図は第１図の加速度計に使用され
る振子板の他の形を示し、第９図は第１図の加速
度計に使用される電子回路ブロツク図を示し、第
１０図は第９図のブロツク図内の検知駆動回路の
配置を示し、第１１図は第１０図の検知駆動回路
の信号電流波形を示し、第１２図は第９図ブロツ
ク図内の差動検知回路の配置を示し、第１３図は
第９図ブロツク図内の電圧／電流コンバータと出
力駆動回路の配置を示し、第１４図は第９図ブロ
ツク図内のサーボ補償回路網を示す。１０……加速度計、１２……箱体、１６……支
持枠、１８，２０……コンデンサ導体板、２６…
…振子板、２８……パドル、３０……軸、３６…
…トルクコイル、４０……永久磁石、４２……回
路板、４４……集積回路、７４，７５……可撓
片、９６，９８……可撓片、２０４……検知駆動
回路、２１２……出力駆動回路、２１６……オツ
シレータ回路、２３０……差動検知回路、２３４
……低減フイルタ、２３８……増幅器、２４４…
…電圧／電流コンバータ、２５０……サーボ補償
回路、２５４，２５８，２６０，２６２，２６
４，２６８，２７０……トランジスタ、２７２…
…動負荷、２７４……電圧波形、２７８，２８４
……ピーク電圧、２８８，２９０，２９２……コ
ンデンサ電流、３００，３０４，３０６，３０
８，３１０，３１２，３１４，３１６，３１８，
３２６，３２８……トランジスタ、３３０，３３
２……ダイオード、３３８……増幅器、３４６…
…増幅器、３４８……トランジスタ、３５２……
コンデンサ、C₁，C₂……コンデンサ、Ｉ_F……フ
イードバツク電流、Ｉ_D……差信号電流、Ｉ_C1，
Ｉ_C2……コンデンサ電流、Ｉ_R……回復電流、Ｋ
……利得係数、Ｒ_T……トリマ抵抗、Ｖ_ACC……イ
ンピーダンス電圧、Ｖ_D……電圧、Ｖ_C……コンデ
ンサ電圧、Ｖ_REF……基準電圧、±Ｖ_S……電源。

Claims

【特許請求の範囲】１箱体と、前記箱体内に互いに離れて平行に取付けられた
１対のコンデンサ導体板と、ビーム部分および前記ビーム部分の一端に取付
けられたパドルを具備し、前記パドルが前記の１
対のコンデンサ導体板の間で互いに離れて平行に
配置されている振子板と、前記振子板の長軸に横方向に取付けられた軸
と、前記箱体内に取付けられた支持枠と、前記軸を回転可能に支持するように前記支持枠
に取付けられた軸支持構造であつて、前記軸の各
端を受けて回転可能に支持するための第１と第２
の軸受、前記支持枠に両端が取付けられており前
記第１の軸受を支持する第１の可撓片、前記第２
の軸受を持するための部材および前記第１と第２
の軸受の前記軸への圧力を調整するための調整す
るための調整装置を具備する軸支持構造と、から
成る加速度計。２第２の軸受を支持する部材が支持枠に前記第
２の軸受を直接取付ける取付具から成る特許請求
の範囲第１項記載の加速度計。３軸の各端が宝石ピボツトである特許請求の範
囲第１項記載の加速度計。４調整装置が第１の可撓片の一端と支持枠との
間に挿入されたバネ要素を有する特許請求の範囲
第１項記載の加速度計。５バネ要素が第１の可撓片の一端と一体である
特許請求の範囲第４項記載の加速度計。６調整装置が支持枠のネジ切りされた部分と前
記部分に螺合される調整ネジとを有し、前記調整
ネジの一端が第１の可撓片に接するようになつて
いる特許請求の範囲第１項記載の加速度計。７第１の可撓片には少なくとも１つの溝が形成
されている特許請求の範囲第１項記載の加速度
計。８第２の軸受を支持するための部材が、両端が
支持枠に取付けられる第２の可撓片から成る特許
請求の範囲第１項記載の加速度計。９軸支持構造が第１と第２の軸受の軸への圧力
を調整するための調整装置を有する特許請求の範
囲第８項記載の加速度計。１０調整装置が第１と第２の可撓片の少なくと
も一端と支持枠との間に挿入された少なくとも１
つのバネ要素を有する特許請求の範囲第９項記載
の加速度計。１１調整装置が支持枠のネジ切りされた部分と
前記部分に螺合される調整ネジとを有し、前記調
整ネジの一端が第１と第２の可撓片のいずれか一
方に接するようなつている特許請求の範囲第１０
項記載の加速度計。１２第１と第２の可撓片には２つのＵ字形溝が
形成されている特許請求の範囲第１１項記載の加
速度計。１３第１と第２の可撓片の各々には少なくとも
１つの矩形溝が形成されている特許請求の範囲第
１１項記載の加速度計。１４第１と第２の可撓片の各々には少なくとも
１対の溝が形成され、各対の溝の第１溝が可撓片
の一方の側縁から可撓片の長手方向の軸線を越え
るところまで直角に延び、第２溝が可撓片の他方
の側縁から前記軸線を越えるところまで直角に延
びている特許請求の範囲第１１項記載の加速度
計。１５第１と第２の可撓片には少なくとも１つの
溝が形成されている特許請求の範囲第９項記載の
加速度計。