(57)【要約】【課題】  作動の間に較正されるものを含めて、繰り返し較正され得るセンサを提供すること。【解決手段】  本発明によって提供される、加速度センサを較正する方法は、以下：磁性流体を使用して、慣性体を浮遊させる工程；該磁性流体内に、磁場を発生させる工程；該磁場を変調して、該慣性体の移動を引き起こす工程；該変調に対する該慣性体の応答を測定する工程；および該測定に基づいて、該加速度センサを較正する工程、を包含する。【選択図】  図１
2006091013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサを較正する方法であって、以下：
磁性流体を使用して、慣性体を浮遊させる工程；
該磁性流体内に、磁場を発生させる工程；
該磁場を変調して、該慣性体の移動を引き起こす工程；
該変調に対する該慣性体の応答を測定する工程；および
該測定に基づいて、該加速度センサを較正する工程、
を包含する、方法。
【請求項２】
前記磁場を発生させるために、複数の磁石により電流を流す工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記慣性体の応答を検出するために、感知コイルを使用する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記変調が、周期的変調を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記変調が、インパルスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
加速度計を較正するための方法であって、以下：
慣性体を流体内に浮遊させる工程；
所定の力を該慣性体に付与する工程；
該所定の力に応答する該慣性体の挙動を測定する工程；および
該測定された挙動の関数として、該加速度計をリアルタイムで較正する工程、
を包含する、方法。
【請求項７】
加速度計を較正する方法であって、以下：
流体を使用して物体を浮遊させる工程；
該流体内に磁場を発生させる工程；
該物体に刺激を送達して、該物体の移動を引き起こす工程；
該刺激に対する該物体の応答を測定する工程；および
該測定に基づいて、該加速度計を較正する工程、
を包含する、方法。
【請求項８】
前記刺激が、超音波刺激である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記刺激を送達する工程が、複数の駆動磁石を変調する工程を包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
加速度センサを較正する方法であって、以下：
流体を使用して、慣性体を浮遊させる工程；
該流体内に磁場を発生させる工程；
該磁性流体の変化に基づいて、加速度を連続的に計算する工程；および
該センサの通常の機能を妨害することなく、該加速度センサをリアルタイムで較正する工程、
を包含する、方法。
【請求項１１】
前記較正する工程が、前記磁性流体に対する所定の変化を提供する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記較正する工程が、前記慣性体の所定の移動を引き起こす、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
センサであって、以下：
慣性体；
一般に該慣性体の周りに位置する複数の磁石；
該磁石と該慣性体との間の流体；
該磁石によって発生された磁場を変調して、該センサをリアルタイムで較正する、第一の回路；および
該慣性体の移動に基づいて加速度を測定する、第二の回路、
を備える、センサ。
【請求項１４】
前記第二の回路が、複数の感知コイルの出力に基づいて、前記加速度を測定する、請求項１３に記載のセンサ。
【請求項１５】
前記加速度が、角加速度を含む、請求項１３に記載のセンサ。
【請求項１６】
前記磁石が、永久磁石をさらに備える、請求項１３に記載のセンサ。
【請求項１７】
前記流体が、磁性流体である、請求項１３に記載のセンサ。
【請求項１８】
センサであって、以下：
慣性体；
該慣性体に作用する反発力を発生させる、複数の磁石；
該慣性体を移動させるように、該磁石によって発生された磁石を変調させる、制御器；および
該移動に基づいて、付与された加速度に対する該慣性体の応答を計算する回路、
を備える、センサ。
【請求項１９】
前記制御器が、前記磁場を変調するために前記磁石によって必要とされる電流の関数として、前記加速度を導出する、請求項１８に記載のセンサ。
【請求項２０】
前記回路が、およそ前記変調の周波数を中心とする帯域フィルタを備える、請求項１８に記載のセンサ。
【請求項２１】
外力に起因する加速度を計算する際に、前記変調の周波数をフィルタリングするための低帯域フィルタをさらに備える、請求項１８に記載のセンサ。
【請求項２２】
前記回路が、前記制御器の出力に基づいて、前記計算された加速度に対する補正因子を適用する、請求項２１に記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度センサに関し、そしてより具体的には、センサが使用中である間の、加速度センサのリアルタイムの較正に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性流体加速度計は、種々の文献に記載されている（例えば、特許文献１〜６参照）。これらの加速度計は、磁性流体の原理および磁性流体中に浮遊された慣性体を利用して、加速度を測定する。このような加速度計は、しばしば、センサケーシング（センサハウジング、または「容器」）を備え、これに、磁性流体が満たされる。慣性体（「慣性物体」）が、この磁性流体中に浮遊される。この加速度計は、通常、磁性流体中に磁場を発生させる多数の駆動コイル（電力コイル）、および慣性体の相対運動に起因する磁場の変化を検出するための多数の測定コイルを備える。
【０００３】
電力コイルがエネルギー付与され、そして磁場を発生させる場合、磁性流体は、この電力コイルの可能な限り近くに位置しようとする。これは、実際に、ハウジングの幾何学的中心あたりで慣性体を浮遊させる。力がこの加速度計（またはこの加速度計が設置されているデバイスであれば何でも）に付与され、これによって、角加速度または線加速度を引き起こす場合、慣性体は、適所に留まろうとする。従って、この慣性体は、磁性流体を「押し」、この磁性流体をかき乱し、そしてこの磁場の分布を磁性流体内で変化させる。この磁場の分布の変化が、測定コイルによって感知され、そして次いで、線加速度および角加速度の値に電子的に変換される。線加速度および角加速度がわかると、直接的な数学的演算によって、線速度および角速度、ならびに必要であれば、線位置および角位置を計算することが可能になる。換言すれば、加速度計は、６の自由度についての情報（３の線自由度（ｘ，ｙ，ｚ）および３の角（すなわち回転）自由度（αｘ，αｙ，αｚ））を提供する。
【０００４】
センサ特徴の安定性は、システム設計における重要な因子である。センサ特徴は、一時的な環境の効果に起因してか、または種々のセンサ構成要素の特徴の永続的な変化のいずれかに起因して、経時的に変化し得る。例えば、温度および湿度のような環境因子は、このセンサの出力に誤差を導入することによって、このセンサの性能に影響を与え得る。このような誤差は、一旦、特定の環境パラメータ（温度または湿度）が、いくらか狭い動作範囲に戻ると、消失し得る。
【０００５】
他のパラメータは、センサ特性の永続的な変化を含み得る。例えば、磁性流体の特性は、経時的に変化し得る。種々の機械的構成要素（例えば、ハウジングまたは磁石）の性能もまた、変化し得る。寸法の許容差は、繰り返される衝撃および振動に起因して、悪化し得る。磁性流体のいくらかが、少量であってさえも、漏出し得、磁性流体を完全に満たしていると想定されている体積の内部に、気泡を生じる。これらの要因の全てが、センサの性能を損なわせる。
【特許文献１】米国特許出願番号１０／８３６，６２４明細書
【特許文献２】米国特許出願番号１０／８３６，１８６明細書
【特許文献３】米国特許出願番号１０／４２２，１７０明細書
【特許文献４】米国特許出願番号１０／２０９，１９７明細書（米国特許第６，７３１，２６８号明細書）
【特許文献５】米国特許出願番号０９／５１１，８３１明細書（米国特許第６，４６６，２００号明細書）
【特許文献６】露国特許出願番号９９１２２８３８明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の較正アプローチは、代表的に、製造後、またはセンサがシステムに取り付けられた後に較正するが、このセンサのリアルタイムの較正を提供しない。従って、当該分野において、繰り返し較正され得るセンサ（作動の間に較正されるものを含む）に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により、以下が提供される：
（項目１）
加速度センサを較正する方法であって、以下：
磁性流体を使用して、慣性体を浮遊させる工程；
該磁性流体内に、磁場を発生させる工程；
該磁場を変調して、該慣性体の移動を引き起こす工程；
該変調に対する該慣性体の応答を測定する工程；および
該測定に基づいて、該加速度センサを較正する工程、
を包含する、方法。
（項目２）
前記磁場を発生させるために、複数の磁石により電流を流す工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記慣性体の応答を検出するために、感知コイルを使用する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記変調が、周期的変調を含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記変調が、インパルスを含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
加速度計を較正するための方法であって、以下：
慣性体を流体内に浮遊させる工程；
所定の力を該慣性体に付与する工程；
該所定の力に応答する該慣性体の挙動を測定する工程；および
該測定された挙動の関数として、該加速度計をリアルタイムで較正する工程、
を包含する、方法。
（項目７）
加速度計を較正する方法であって、以下：
流体を使用して物体を浮遊させる工程；
該流体内に磁場を発生させる工程；
該物体に刺激を送達して、該物体の移動を引き起こす工程；
該刺激に対する該物体の応答を測定する工程；および
該測定に基づいて、該加速度計を較正する工程、
を包含する、方法。
（項目８）
前記刺激が、超音波刺激である、項目７に記載の方法。
（項目９）
前記刺激を送達する工程が、複数の駆動磁石を変調する工程を包含する、項目７に記載の方法。
（項目１０）
加速度センサを較正する方法であって、以下：
流体を使用して、慣性体を浮遊させる工程；
該流体内に磁場を発生させる工程；
該磁性流体の変化に基づいて、加速度を連続的に計算する工程；および
該センサの通常の機能を妨害することなく、該加速度センサをリアルタイムで較正する工程、
を包含する、方法。
（項目１１）
前記較正する工程が、前記磁性流体に対する所定の変化を提供する、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記較正する工程が、前記慣性体の所定の移動を引き起こす、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
センサであって、以下：
慣性体；
一般に該慣性体の周りに位置する複数の磁石；
該磁石と該慣性体との間の流体；
該磁石によって発生された磁場を変調して、該センサをリアルタイムで較正する、第一の回路；および
該慣性体の移動に基づいて加速度を測定する、第二の回路、
を備える、センサ。
（項目１４）
前記第二の回路が、複数の感知コイルの出力に基づいて、前記加速度を測定する、項目１３に記載のセンサ。
（項目１５）
前記加速度が、角加速度を含む、項目１３に記載のセンサ。
（項目１６）
前記磁石が、永久磁石をさらに備える、項目１３に記載のセンサ。
（項目１７）
前記流体が、磁性流体である、項目１３に記載のセンサ。
（項目１８）
センサであって、以下：
慣性体；
該慣性体に作用する反発力を発生させる、複数の磁石；
該慣性体を移動させるように、該磁石によって発生された磁石を変調させる、制御器；および
該移動に基づいて、付与された加速度に対する該慣性体の応答を計算する回路、
を備える、センサ。
（項目１９）
前記制御器が、前記磁場を変調するために前記磁石によって必要とされる電流の関数として、前記加速度を導出する、項目１８に記載のセンサ。
（項目２０）
前記回路が、およそ前記変調の周波数を中心とする帯域フィルタを備える、項目１８に記載のセンサ。
（項目２１）
外力に起因する加速度を計算する際に、前記変調の周波数をフィルタリングするための低帯域フィルタをさらに備える、項目１８に記載のセンサ。
（項目２２）
前記回路が、前記制御器の出力に基づいて、前記計算された加速度に対する補正因子を適用する、項目２１に記載のセンサ。
【０００８】
加速度センサを較正する方法は、磁性流体を使用して慣性体を浮遊させる工程；この磁性流体内で磁場を発生させる工程；この磁場を変調して、慣性体の移動を引き起こす工程；この変調に対するこの慣性体の応答を測定する工程；およびこの測定に基づいて、この加速度センサをリアルタイムで較正する工程を包含する。電流が、この変調を生じるために、この磁場を発生させるために、複数の磁石を通して流され得る。感知コイルが、慣性体の応答を検出するために使用され得る。この変調は、周期的であり得るか、インパルスであり得るか、または何らかの他の非周期的関数であり得る。
【０００９】
本発明は、関連技術の欠点の１つ以上をかなり取り除く、リアルタイム較正を有する加速度計に関する。
【００１０】
より具体的には、本発明の例示的な実施形態において、加速度センサを較正する方法は、磁性流体を使用して慣性体を浮遊させる工程；この磁性流体中に磁場を発生させる工程；この磁場を変調して、この慣性体の移動を引き起こす工程；この変調に対するこの慣性体の応答を測定する工程；およびこの測定に基づいて、加速度センサを較正する工程を包含する。電流が、磁場を発生させて変調を生じるように、複数の磁石によって流され得る。感知コイル、誘導コイル、ホールセンサ、または他の手段が、慣性体の応答を検出するために使用される。この変調は、周期的であっても、インパルスであっても、何らかの他の非周期的関数であってもよい。この変調はまた、超音波であり得る。
【００１１】
別の局面において、加速度計を較正するための方法は、流体中に慣性体を浮遊させる工程；この慣性体に所定の力を付与する工程；この付与された力に対するこの慣性体の挙動を測定する工程；およびこの加速度計を、測定された挙動の関数としてリアルタイムで較正する工程を包含する。
【００１２】
別の局面において、加速度計を較正する方法は、流体を使用して物体を浮遊させる工程；この流体内に磁場を発生させる工程；この慣性体に刺激を送達して、この慣性体の移動を生じる工程；この刺激に対する慣性体の応答を測定する工程；およびこの測定に基づいて、この加速度計を較正する工程を包含する。
【００１３】
別の局面において、加速度センサを較正する方法は、流体を使用して慣性体を浮遊させる工程；この流体内に磁場を発生させる工程；この磁場の変化に基づいて、加速度を連続的に計算する工程；およびこのセンサの通常の機能を妨害することなく、この加速度センサをリアルタイムで較正する工程を包含する。この較正する工程は、慣性体の所定の移動を引き起こす。超音波刺激が、この所定の移動を引き起こし得る。あるいは、駆動磁石が、所定の移動を引き起こすために駆動され得る。
【００１４】
別の局面において、センサは、慣性体、一般にこの慣性体の周りに位置する複数の磁石、およびこれらの磁石と慣性体との間の磁性流体を備える。第一の回路が、これらの磁石によって発生した磁場を変調して、このセンサをリアルタイムで較正する。第二の回路は、慣性体の移動に基づいて、加速度を測定する。この加速度は、線加速度および／または角加速度の成分を有し得る。
【００１５】
別の局面において、センサは、慣性体、この慣性体に作用する反発力を発生させる複数の磁石、およびこの慣性体を移動させるように、磁石によって発生される磁場を変調する制御器を備える。制御器は、付与された加速度に対するこのセンサの応答を、移動に基づいて計算し、そしてこのセンサをリアルタイムで較正する。この制御器は、加速度を、磁場を変調するために磁極によって必要とされる電流の関数として導出する。この慣性体は、非磁性であるか、または弱く磁性である。この制御器は、およそ変調の周波数を中心とする帯域フィルタを備える。加速度を計算する際に、変調の周波数をフィルタリングするために、低帯域フィルタが使用され得る。
【００１６】
別の局面において、加速度センサを較正する方法は磁性流体を使用して慣性体を浮遊させる工程；この磁性流体内に磁場を発生させる工程；この磁場を変調して、所定の様式でこの慣性体を移動させる工程；この移動を引き起こすために必要とされる変調を測定する工程；およびこの必要とされる変調に基づいて、加速度センサを較正する工程を包含する。
【００１７】
別の局面において、加速度センサは、慣性体；この慣性体に力を付与する流体；この流体内に磁場を発生させる複数の磁石；加速度に起因するこの慣性体の位置の変化を検出する位置センサ；およびこの慣性体の所定の移動を生じるように磁石を駆動する制御器を備える。この加速度センサは、位置センサによる所定の移動の測定に基づいて、リアルタイムで較正される。
【００１８】
別の局面において、加速度計を較正する方法は、流体を使用して物体を浮遊させる工程；この流体内に磁場を発生させる工程；この慣性体の所定の移動を引き起こす工程；この所定の移動を引き起こすために必要な力を測定する工程；およびこの測定に基づいて加速度計を較正する工程を包含する。
【００１９】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の説明に記載されており、そして部分的には、この説明から明らかになるか、または本発明の実施によってわかり得る。本発明の利点は、記載される説明および本明細書の特許請求の範囲、ならびに添付の図面に具体的に指摘される構造によって、実現および達成される。
【００２０】
上記一般的説明と以下の詳細な説明との両方は、例示的かつ説明的であり、そして特許請求されるような本発明のさらなる説明を提供することが意図されることが、理解されるべきである。
【００２１】
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、そして本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を説明し、そして説明と一緒になって、本発明の原理を説明する役に立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、本発明の実施形態が詳細に参照され、その例が、添付の図に図示されている。
【００２３】
図１は、本発明の磁性流体加速度センサの例示的な実施形態を図示する。この磁性流体センサの作動の一般的な原理は、米国特許第６，４６６，２００号に記載されており、これは、本明細書中に参考として援用される。このセンサの挙動は、一般に、一連の非線形偏微分方程式によって記載される。米国仮特許出願番号６０／６１４，４１５（発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧ  ＬＩＮＥＲ  ＡＮＤ  ＡＮＧＵＬＡＲ  ＡＣＣＥＬＥＲＡＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＭＡＧＮＥＴＯＦＬＵＩＤＩＣ  ＡＣＣＥＬＥＲＯＭＥＴＥＲ  ＷＩＴＨ  ＡＮ  ＩＮＥＲＴＩＡＬ  ＢＯＤＹ」、発明者ＲＯＭＡＮＯＶら、２００４年９月３０日出願、この出願に対して、本願は優先権を主張する）を参照のこと。
【００２４】
図１をさらに参照すると、図１において組み立てられた形態で示される加速度計１０２は、ハウジング１０４、多数の駆動磁石アセンブリ１０６Ａ〜１０６Ｅを備え、これらの磁石の各々は、対応するワイヤ１１０Ａ〜１１０Ｅを使用して、電源に接続されている。この図において、５つのみの駆動磁石アセンブリ１０６が示されているが、図３を参照すると、６つ目の駆動磁石アセンブリ（１０６Ｆで示される）がまた図示されていることに注目のこと。
【００２５】
図２は、駆動磁石アセンブリのうちの１つが取り外された、図１のセンサ１０２を図示する。駆動磁石アセンブリ１０６Ｃが取り外されると、慣性体２０２は、そのハウジング１０４のおよそ幾何学的中心に見える。磁性流体２０４が、このハウジング内の利用可能な体積の残りの部分を満たす。この磁性流体自体は、実際には、明瞭にするためにこの図に描かれていないが、このような流体の大部分は、黒色であり、そして「油性」の感触を有することに留意のこと。
【００２６】
図３は、駆動磁石コイルおよび感知コイルの配置を示す、部分取り図を図示する。構成要素のうちのいくつかのみが、明瞭にするために、図３において標識されている。図３には、４つの駆動コイル（または駆動磁石）３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｅおよび３０２Ｄ（包括して、駆動磁石３０２で表される）が示されている（残りの２つの駆動磁石は、この図には示されていない）。駆動磁石３０２はまた、時々、浮遊磁石、電力磁石、または浮遊コイル（電磁石が使用される場合）と称される。
【００２７】
１つの実施形態において、このような駆動磁石アセンブリ１０６の各々は、２つの感知コイル（３０６および３０４によって示される）を有する（図３においては、３０６Ａ、３０４Ａ、３０６Ｂ、３０４Ｂ、３０６Ｅ、３０４Ｅ、３０６Ｄ、３０４Ｄ）。感知コイル３０６、３０４はまた、時々、「感知磁石」または「測定コイル」と称される。
【００２８】
線加速度と角加速度との両方を測定するためには、「立方体」の１つの面あたり２つの感知コイルが必要であることにさらに注目のこと。１つのみの感知コイルが、「立方体」の各面の中心に位置決めされる場合、角加速度の測定が不可能である。さほど好ましくない代替として、立方体の１つの面あたり１つのみの感知コイルを使用するが、中心からずれて置かれることが可能である。しかし、数学的分析が、この場合にはかなり複雑になる。
【００２９】
図４および５は、２つの異なる角度から同じ構造体を示す、センサ１０２の分解図である。具体的には、図４および５には、駆動磁石アセンブリ１０６Ｄのうちの１つの分解図が示されている。これらの図に示されるように、駆動磁石アセンブリ１０６Ｄは、ケーシング４０２、後方キャップ４０４、駆動コイル３０２Ｄ、２つの感知コイル３０６Ｄおよび３０４Ｄ、磁石コア４０６（感知コイル３０６Ｄおよび３０４Ｄの各々について１つ）、ならびに駆動磁石コア４０８を備える。代替の実施形態において、コア４０６および４０８は、単一の共通の部品として（本質的に、単一の「変圧器コア」として）製造され得る。
【００３０】
この実施形態において、感知コイル３０６Ｄおよび３０４Ｄは、駆動コイル３０２Ｄの内側のいずれかに位置し、そして後方キャップ４０４は、駆動コイル３０２Ｄならびに感知コイル３０６Ｄおよび３０４Ｄを、駆動コイルアセンブリ１０６Ｄ内の適所に保持するか、あるいは感知コイル３０６Ｄおよび３０４Ｄは、部分的にかまたは完全にかのいずれかで、駆動コイル３０２Ｄの前方にあり得る。
【００３１】
駆動磁石３０２は、慣性体２０２を適所に浮遊させて維持するために使用される。感知コイル３０６，３０４は、ハウジング１０４内での磁束線の変化を測定する。磁性流体２０４は、磁場が最も強い位置に流れようとする。この結果として、慣性体２０２に対する反発力が発生し、この慣性体は、非磁性であるか、または部分的に（弱く）磁性（例えば、磁性流体２０４よりかなり低く磁性）であるかのいずれかである。
【００３２】
従って、上で記載および図示されたセンサ１０２は、反発性の磁力の原理で働く。磁性流体２０３は、非常に磁性であり、そして駆動磁石３０２にひきつけられる。従って、駆動磁石３０２に可能な限り接近しようとすることによって、磁性流体は、慣性体２０２を、駆動磁石３０２から離して「押し出す」。すなわち、反発する。全ての駆動磁石３０２が同一である場合、または全ての駆動磁石３０２が同一の力を付与する場合、かつ駆動磁石３０２が感性体２０２の周りで対称的に配置されている場合、慣性体２０２は、ハウジング１０４の幾何学的中心にくる傾向がある。この効果は、反発性の磁性効果として考えられ得る（現実的には、慣性体２０２は、磁性流体２０４を介して間接的に影響を受ける場合でさえ、駆動磁石３０２によって直接的には影響を受けない）。
【００３３】
図６は、センサ１０２のリアルタイムでの較正に対する１つのアプローチを図示する。図６には、慣性体２０２および磁性流体２０４が示されている。ハウジング１０４は、明瞭にするために、この図には示されていない。図６にはまた、４つの駆動磁石３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｄおよび３０２Ｅが示されている。６つの磁石のうちの４つのみが、明瞭にするために、この図に示されている。この場合、駆動磁石３０２は、電磁石のみとして示されるが、本発明は、この実施形態には限定されず、そして駆動磁石３０２はまた、電磁石と永久磁石との組み合わせであり得る。各駆動磁石３０２は、ＤＣ電流（Ｉ０によって表される）によって駆動される。センサ１０２が対称的である場合、各駆動磁石３０２を通る電流Ｉ０は、同じである。センサ１０２が非対称である場合（例えば、レンガ様のハウジング１０４の形状または他の何らかの任意の非対称な形状）、正味のＤＣ電流Ｉ０は、種々の駆動磁石３０２に対して異なり得る。
【００３４】
図６にはまた、それぞれ対応する駆動磁石３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｄ、３０２Ｅに対する、加算回路６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｄおよび６０２Ｅが示される。加算回路６０２は、ＤＣ電流Ｉ０と、周期的関数（例えば、周波数ｆｔを有する正弦波または余弦波のいずれか）によって変調された試験電流（すなわち、刺激電流）Ｉｔｓｔとを合計する。従って、各駆動磁石３０２は、ＤＣ電流Ｉ０と試験電流Ｉｔｓｔ×ｓｉｎ（２ｐｆｔｔ）との両方によって、図６に示されるような試験電流の位相で、駆動される。
【００３５】
図７は、センサ１０２のリアルタイムでの較正のために使用される電子部品の配置を図示する。図７に示されるように、センサ１０２内の磁束線密度Ｆの変化ｄΦ／ｄｔが、感知コイル３０４、３０６によって感知される。感知コイル３０２，３０６の出力は、低帯域フィルタ７０４を通して、または帯域フィルタ７０２を通して、供給される。低帯域フィルタ７０４（これは、任意である）は、あらゆる望ましくない周波数成分（例えば、高周波数の振動）をフィルタリングするために使用され得る。このフィルタはまた、較正の効果をフィルタリングするため（すなわち、ｆｔにおけるセンサ１０２の応答をフィルタリングするため）に使用され得る。帯域フィルタ７０２は、およそ試験周波数ｆｔを中心とする。特定の適用を考慮して、センサ１０２が検出のために必要とする任意の予測される振動より高い試験周波数ｆｔを選択することが、必要ではないが、非常に好ましい。例えば、ｆｔは、低帯域フィルタ７０４が通過を許すより高くあり得る。
【００３６】
位置測定電子部品７０６は、感知コイル（または他の位置センサ）の出力に基づいて、慣性体２０２の位置を計算し、そしてこの慣性体２０２の位置から、線加速度および角加速度を導出する。較正制御器７０８は、帯域フィルタ７０２の出力（これは、適用された較正刺激Ｉｔｓｔに起因する慣性体２０２の移動を表す）を受容する。較正制御器７０８はまた、刺激６０２に対する制御信号を出力し、これによって、駆動磁石３０２を所定の様式で駆動する。
【００３７】
慣性体２０２に対する刺激Ｉｓｔｓ×ｓｉｎ（２ｐｆｔｔ）の予測される影響を知り、そして慣性体２０２の予測される応答を実際の応答と比較することによって、センサ１０２は、リアルタイムで、センサ１０２（またはセンサ１０２を使用するデバイス）をオフラインにすることなく、較正され得る。あらゆる予測される入力周波数より高い試験周波数ｆｔを用いると、適用される刺激Ｉｔｓｔがセンサ１０２による加速度の測定に影響を与える理由はない。刺激の好ましい振幅は、センサ１０２のダイナミックレンジの５〜１０％のオーダーであることにもまた注目のこと。
【００３８】
上記記載においては、駆動磁石３０２が、既知の刺激をセンサ１０２に送達するために使用されるが、これが事実である必要はない。例えば、超音波刺激がまた使用され得る。超音波振動の供給源は、ハウジング１０４（図には示されない）の表面に（またはハウジング１０４の内部にさえも）設置され得、そして既知の刺激を慣性体２０２に送達するように制御され得る。応答が測定され、そして予測された（または先に測定された）応答と比較されると、センサ１０２は、上に議論された様式と類似の様式で、較正され得る。
【００３９】
周期的な正弦波型の刺激が上で議論されるが、他の信号形状（例えば、階段関数、インパルス関数、非周期的関数、方形波など）が使用され得る。
【００４０】
次いで、較正制御気７０４の出力は、センサの電子部品の残りのものによって使用されて、センサ１０２の出力に補正因子を適用し得る。あるいは、またはさらに、ＤＣ電流Ｉ０が、この較正に応答して変化または調節され得る。代替として、較正制御器７０８は、慣性体２０２を、所定の量だけ強制的に移動させ得、そしてこれを行うために必要とされる「効果」（すなわち、必要とされる電流）を測定し得（そしてこの「効果」を予測される効果と比較し得）、これによって、較正因子を導出する。
【００４１】
本発明の実施形態をこのように記載してきたが、当業者には、記載される方法および装置の特定の利点が達成されたことが明らかであるはずである。種々の改変、適合、およびその代替の実施形態が、本発明の範囲および精神の範囲内でなされ得ることもまた、理解されるはずである。本発明は、添付の特許請求の範囲によって、さらに規定される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の組み立てられた磁性流体加速度センサの等尺三次元図を図示する。
【図２】図２は、駆動磁石アセンブリの１つが取り除かれたセンサの側面図を図示する。
【図３】図３は、駆動磁石コイルおよび感知コイルの配置を示す、部分切取り図を図示する。
【図４】図４は、センサの分解側面図を図示する。
【図５】図５は、異なる角度から見た、図４のセンサの三次元等尺図を図示する。
【図６】図６は、加速度計のリアルタイム較正のための１つのアプローチを図示する。
【図７】図７は、センサのリアルタイム較正のために使用される電子部品の配置を図示する。
【符号の説明】
【００４３】
１０２  加速度センサ
２０４  磁性流体
２０２  慣性体
３０２  磁石
３０４、３０６  感知コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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