[go: up one dir, main page]

JPH0830716B2 - 半導体加速度検出装置 - Google Patents

半導体加速度検出装置

Info

Publication number
JPH0830716B2
JPH0830716B2 JP2330475A JP33047590A JPH0830716B2 JP H0830716 B2 JPH0830716 B2 JP H0830716B2 JP 2330475 A JP2330475 A JP 2330475A JP 33047590 A JP33047590 A JP 33047590A JP H0830716 B2 JPH0830716 B2 JP H0830716B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
semiconductor acceleration
acceleration detecting
gauge
semiconductor
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
Application number
JP2330475A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04204060A (ja
Inventor
孝信 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2330475A priority Critical patent/JPH0830716B2/ja
Priority to US07/725,473 priority patent/US5212986A/en
Priority to DE4127979A priority patent/DE4127979C2/de
Publication of JPH04204060A publication Critical patent/JPH04204060A/ja
Publication of JPH0830716B2 publication Critical patent/JPH0830716B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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
    • G01P15/12—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 alteration of electrical resistance
    • G01P15/123—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 alteration of electrical resistance by piezo-resistive elements, e.g. semiconductor strain gauges

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体加速度検出装置、特に、検出方向
に垂直な横方向の加速度の影響を緩和し、精度の高い加
速度の検出を行う半導体加速度検出装置に関するもので
ある。
［従来の技術］ 第３図は従来の半導体加速度検出装置を示す斜視図で
ある。図において、加速度センサ素子（１）の裏面側に
は、エッチングにより掘穿して薄肉化されたダイヤフラ
ム（２）が形成されている。このダイヤフラム（２）の
表面側には、圧電素子部として複数のゲージ抵抗（3a）
〜（3d）が形成されている。ここで、各ゲージ抵抗（3
a）〜（3d）の抵抗値をそれぞれR1、R2、R4、R3とする。
半導体加速度検出装置では、加速度が加わることによ
ってダイヤフラム（２）が歪み、この歪みをゲージ抵抗
（3a）〜（3d）で電気信号に変換し、加速度が検出され
ることになる。また、加速度センサ素子（１）にはその
感度を上げるために重り（４）が設けられている。この
ような加速度センサ素子（１）は、その一端で台座
（５）によりベース基板（６）に固定されている。
従来の半導体加速度検出装置は上述したように構成さ
れ、ゲージ抵抗（3a）〜（3d）はその長手方向に引っ張
られると抵抗値が増加し、長手方向と垂直な方向に引っ
張られると抵抗値は減少する。また、ゲージ抵抗（3a）
〜（3d）は、第４図の内部等価回路に示すように、ブリ
ッジを形成するように接続されている。
第３図において、加速度検出方向であるＺ軸方向すな
わち主軸に対して垂直な方向（Ｘ軸方向、他軸）に加速
度が加わると、それぞれゲージ抵抗（3a）に引張り応力
σ1、ゲージ抵抗（3b）に引張り応力σ2、ゲージ抵抗
（3c）に圧縮応力−σ4、ゲージ抵抗（3d）に圧縮応力
−σ3が加わる。その応力の大きさは、σ1＞σ2＞−σ4
＞−σ3、かつσ1＝σ3、σ2＝σ4となる。このとき、
ゲージ抵抗（3a）〜（3d）の抵抗値は、それぞれR1−Δ
R1、R2＋ΔR2、R4−ΔR4、R3＋ΔR3と変化する。従っ
て、ブリッジの平衡が崩れ、Vout +〜Vout -間に電位差を
生じる。すなわち、 ΔR1＝ΔR3＝ΔＲ、ΔR2＝ΔR4＝ΔＲ′ となり、Vout +〜Vout -間には、 （ΔＲ−ΔＲ′）/R×（入力電圧） の電位差が生じることになる。
［発明が解決しようとする課題］ 上述したような半導体加速度検出装置では、検出した
加速度の出力として主軸方向（Ｚ軸方向）の出力の他に
主軸に垂直な他軸方向（Ｘ軸方向）の出力が加わり、正
しい出力が得られないという問題点があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、他軸に加わる加速度に対する出力を確実に
低減することが可能な半導体加速度検出装置を得ること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る半導体加速度検出装置は、加速度セン
サ素子に形成されているダイヤフラムの表面側に、他軸
加速度キャンセル用のゲージ抵抗を配置したものであ
る。
［作用］ この発明においては、半導体加速度センサ素子に形成
されているダイヤフラムの表面側に他軸加速度キャンセ
ル用のゲージ抵抗を備えているので、他軸方向の加速度
に対する出力は低減され、主軸方向の加速度に対する出
力のみが検出される。
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による半導体加速度検出
装置を示す斜視図である。図において、（１）〜（５）
は上述した従来の半導体加速度検出装置におけるものと
全く同一である。この発明においては、第１の圧電素子
部である従来のゲージ抵抗（3a）〜（3d）に加え、第２
の圧電素子部としてゲージ抵抗（3a′）〜（3d′）を第
１図に示すようにダイヤフラム（２）の表面側に形成し
たものである。また、これらのゲージ抵抗（3a）〜（3
d′）は、第２図に示す内部等価回路となるように接続
されている。なお、ゲージ抵抗（3a′）〜（3d′）の抵
抗値をそれぞれR6、R5、R7、R8とする。
上述したように構成された半導体加速度検出装置にお
いては、加速度検出方向（Ｚ軸方向）に垂直なＸ軸方向
の加速度が加わると、ゲージ抵抗（3a）及び（3a′）に
引張りの応力σ1、ゲージ抵抗（3b）及び（3b′）に引
張り応力σ2、ゲージ抵抗（3c）及び（3c′）に圧縮応
力−σ4、、ゲージ抵抗（3d）及び（3d′）に圧縮応力
−σ3が加わる。ここで、各抵抗値R1〜R8をＲに等しく
揃えておく。また、σ1とσ3、σ2とσ4がそれぞれ同じ
応力となるような位置に各ゲージ抵抗（3a）〜（3d′）
を配置する。すなわち、ゲージ抵抗（3a）と（3a′）、
（3b）と（3b′）、（3c）と（3c′）、（3d）と（3
d′）はそれぞれ互いに垂直に配置する。同時に、ダイ
ヤフラム（２）の表面側の中心から、ゲージ抵抗（3b）
と（3a′）、（3c）と（3d′）はそれぞれ例えば1:2の
距離となるように配置する。このとき、R1の抵抗値の変
化を２ΔＲとすると、各抵抗の抵抗値は、R1＝Ｒ−２Δ
Ｒ、R2＝Ｒ＋ΔＲ、R3＝Ｒ＋２ΔＲ、R4＝Ｒ−ΔＲ、R5
＝Ｒ−ΔＲ、R6＝Ｒ＋２ΔＲ、R7＝Ｒ＋ΔＲ、R8＝Ｒ−
２ΔＲとなる。このときのブリッジの出力電圧は0Vとな
り、Ｘ軸方向の応力は出力に検出されない。従って、主
軸方向のみの加速度が検出されることになり、より高い
精度の加速度測定が可能となる。
［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、薄肉部を有する半
導体加速度検出素子と、この半導体加速度検出素子を支
持する台座と、この台座を固定するベース基板と、上記
半導体加速度検出素子の薄肉部表面に配置された加速度
を検出する第１の圧電素子部と、上記半導体加速度検出
素子の薄肉部表面に配置され、加速度検出方向及び上記
半導体加速度検出素子の長手方向の両方向に垂直な方向
に加わる加速度を低減して検出する第２の圧電素子部と
を備えたので、他軸方向の加速度の検出がキャンセルさ
れ検出方向のみの加速度が検出されるので、高精度な加
速度の検出を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例による半導体加速度検出装
置を示す斜視図、第２図は第１図に示した装置の内部等
価回路を示す図、第３図は従来の半導体加速度検出装置
を示す斜視図、第４図は第３図に示した装置の内部等価
回路を示す図である。 図において、（１）は加速度センサ素子、（２）はダイ
ヤフラム、（3a）〜（3d′）はゲージ抵抗、（４）は重
り、（５）は台座、（６）はベース基板である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】薄肉部を有する半導体加速度検出素子と、 この半導体加速度検出素子を支持する台座と、 この台座を固定するベース基板と、 上記半導体加速度検出素子の薄肉部表面に配置された加
    速度を検出する第１の圧電素子部と、 上記半導体加速度検出素子の薄肉部表面に配置され、加
    速度検出方向及び上記半導体加速度検出素子の長手方向
    の両方向に垂直な方向に加わる加速度を低減して検出す
    る第２の圧電素子部とを備えたことを特徴とする半導体
    加速度検出装置。
JP2330475A 1990-11-30 1990-11-30 半導体加速度検出装置 Expired - Lifetime JPH0830716B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2330475A JPH0830716B2 (ja) 1990-11-30 1990-11-30 半導体加速度検出装置
US07/725,473 US5212986A (en) 1990-11-30 1991-07-03 Semiconductor acceleration sensor including off axis acceleration cancellation
DE4127979A DE4127979C2 (de) 1990-11-30 1991-08-23 Halbleiter-Beschleunigungsmesser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2330475A JPH0830716B2 (ja) 1990-11-30 1990-11-30 半導体加速度検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04204060A JPH04204060A (ja) 1992-07-24
JPH0830716B2 true JPH0830716B2 (ja) 1996-03-27

Family

ID=18233042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2330475A Expired - Lifetime JPH0830716B2 (ja) 1990-11-30 1990-11-30 半導体加速度検出装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5212986A (ja)
JP (1) JPH0830716B2 (ja)
DE (1) DE4127979C2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5574221A (en) * 1993-10-29 1996-11-12 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Angular acceleration sensor
JP3274034B2 (ja) * 1994-12-26 2002-04-15 三菱電機株式会社 半導体加速度検出装置
JPH08201425A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度検出装置
JPH08248060A (ja) * 1995-03-15 1996-09-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体加速度検出装置
JP3117925B2 (ja) * 1996-04-19 2000-12-18 株式会社エスアイアイ・アールディセンター 半導体加速度センサ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4815078B1 (ja) * 1967-10-20 1973-05-11
JPH0267965A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Nissan Motor Co Ltd 半導体加速度センサ

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL271209A (ja) * 1960-11-15
US3572109A (en) * 1968-08-09 1971-03-23 Gen Electric Integral semiconductor strain gage transducers with frequency output
US3528297A (en) * 1968-08-16 1970-09-15 Us Army Double cantilever accelerometer
JPS511838Y2 (ja) * 1971-07-02 1976-01-20
US4522072A (en) * 1983-04-22 1985-06-11 Insouth Microsystems, Inc. Electromechanical transducer strain sensor arrangement and construction
GB2174500B (en) * 1985-05-04 1988-02-10 Stc Plc Accelerometer
EP0261555B1 (en) * 1986-09-22 1992-07-08 Nippondenso Co., Ltd. Semiconductor accelerometer
JPH0814497B2 (ja) * 1987-04-13 1996-02-14 日本電装株式会社 半導体センサ増幅回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4815078B1 (ja) * 1967-10-20 1973-05-11
JPH0267965A (ja) * 1988-09-02 1990-03-07 Nissan Motor Co Ltd 半導体加速度センサ

Also Published As

Publication number Publication date
DE4127979A1 (de) 1992-06-04
JPH04204060A (ja) 1992-07-24
US5212986A (en) 1993-05-25
DE4127979C2 (de) 1996-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100741520B1 (ko) 다이어프램을 갖는 반도체 압력 센서
JPH05203667A (ja) 容量型三軸加速度センサ
JP3274034B2 (ja) 半導体加速度検出装置
JP3281217B2 (ja) 半導体式加速度センサと該センサのセンサ素子の特性評価方法
JPH0830716B2 (ja) 半導体加速度検出装置
JPS59158566A (ja) 半導体加速度センサ
JP2895262B2 (ja) 複合センサ
JPH0677052B2 (ja) 磁気検出装置
JPH0694744A (ja) 半導体加速度検出装置
JPH08248060A (ja) 半導体加速度検出装置
JPH0821721B2 (ja) 力検出装置
JPH0582805A (ja) 半導体圧力検出装置の圧力検出用チツプ
JPH0648421Y2 (ja) 半導体加速度センサ
JPH0534182A (ja) 歪・温度複合センサ
JP3509336B2 (ja) 集積化センサ
KR0135553B1 (ko) 반도체식 가속도 검출장치
JPH0554053B2 (ja)
JP2723958B2 (ja) 加速度センサ
JP2985462B2 (ja) 半導体圧力計
JP2002039888A (ja) 半導体圧力センサのゲージ抵抗の位置設定方法
JPH0786617A (ja) 半導体圧力センサ
JPH0587651A (ja) 荷重検出装置
JP2636404B2 (ja) 半導体差圧測定装置
JPH0954112A (ja) 加速度センサ装置
JPH08327470A (ja) 力検出装置