(57)【要約】【課題】温度感度安定度に優れた加速度検出装置を提供する。【解決手段】第１の音叉型水晶振動素子２０ａを共振子として備えた基準信号を出力するＯＳＣ２と、第２の音叉型水晶振動素子２０ｂを共振子として備えたＶＣＸＯ７と、ＶＣＸＯ７から出力される出力信号の位相とＯＳＣ２から出力される基準信号の位相を比較する位相比較回路３と、位相比較回路３から出力される位相差信号の低域成分を抽出するＬＰＦ４と、ＬＰＦ４の出力信号を増幅する高利得増幅回路５とを備え、第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂは、加速度を検出する加速度検出軸方向を一致させ、且つ、第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂにおいて検出する加速度検出方向が逆向きとなるように配置したうえで、ＬＰＦ４から出力される出力信号を加速度検出信号Ｓαとして出力すると共に制御電圧としてＶＣＸＯ７にフィードバックするようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の応力感応素子を共振子として備えた発振回路と、
第２の応力感応素子を共振子として備えた電圧制御型圧電発振回路と、
前記電圧制御型圧電発振回路から出力される出力信号の位相と前記発振回路から出力される基準信号の位相を比較する位相比較回路と、
前記位相比較回路から出力される位相差信号の低域成分を抽出するローパスフィルタと、を備え、
前記第１及び第２の応力感応素子は、加速度を検出する加速度検出軸方向を一致させ、且つ、前記第１及び第２の応力感応素子において検出する加速度検出方向が逆向きとなるように配置したうえで、前記ローパスフィルタから出力される出力信号を、加速度検出信号として出力すると共に制御電圧として前記電圧制御型圧電発振回路にフィードバックすることを特徴とする加速度検出装置。
【請求項２】
前記ローパスフィルタから出力される出力信号を増幅する増幅回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の加速度検出装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の応力感応素子は、第１及び第２の音叉型振動素子により構成され、
前記第１及び第２の音叉型振動素子は、それぞれ並列に配置された２本の振動腕と、該２本の振動腕の延長方向一端を結合する結合部とを有し、前記第１及び第２の音叉型振動素子の各振動腕の延長方向を加速度検出軸方向と一致させ、且つ、前記第１及び第２の音叉型振動素子を対向配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の加速度検出装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の応力感応素子は、第１及び第２の双音叉型振動素子により構成され、前記第１及び第２の双音叉型振動素子は、それぞれ並列に配置された２本の振動腕と、該２本の振動腕の延長方向の両端を夫々結合した結合部と、を有する双音叉型振動素子であり、前記結合部の何れか一方を固定端、他方を自由端とし、前記２本の振動腕の延長方向を加速検出方向と一致させ、且つ、前記第１及び第２の双音叉型振動素子を対向配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の加速度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電振動素子を用いて加速度を検出する加速度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、加速度を検出する加速度センサは、次世代の自動車、ロボット、宇宙産業など幅広い応用を目指して研究、開発が行われている。民生機器向けに開発されている加速度センサは、加速度検知機構を半導体プロセスにより作製したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）センサが良く知られている。
一方、例えば気体や液体などの圧力の測定を行う圧力センサ等においてはＭＥＭＳセンサ以外にも音叉型振動子を利用したものが開発されている。
図７は、特許文献１に開示されている従来の振動式センサ回路の構成を示した図である。図７に示す従来のセンサ回路１００は、センサ部１０１とドライブ回路１０２により構成される。センサ部１０１はセンサ素子である振動子１０１ａ、アンプ１０１ｂ、整流回路１０１ｃを有して構成される。振動子１０１ａは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：lead zirconium titanate）が組付けられた振動子である。ドライブ回路１０２は、電圧制御発振器１０２ａ、アンプ１０２ｂ、位相比較器１０２ｃを有して構成される。
このように構成されるセンサ回路１００では、センサ部１０１の振動子１０１ａがドライブ回路部１０２の電圧制御発振器１０２ａにより駆動される。
ここで、振動子１０１ａが物理的な応力（圧力）を受けると、振動子１０１ａの共振周波数が変化する。振動子１０１ａの共振周波数が変化すると、ドライブ回路１０２の位相比較器１０２ｃから出力される出力信号の位相が変動する。これにより、電圧制御発振器１０２ａの出力信号は振動子１０１ａの共振周波数と一致するように制御され、振動子１０１ａは応力に応じた共振周波数で振動することになる。よって、ライン１０４または１０３の出力を検知信号として取り出すことで振動子１０１ａが受けた応力値を検知することができる。
【特許文献１】実開昭６２−１５５３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような半導体プロセスにより作製したＭＥＭＳセンサ、或いは図７に示した振動式センサ回路１００は、周波数−温度特性が悪いため、周囲温度によって加速度感度に誤差が生じるという欠点があった。
またＭＥＭＳセンサは、規定以上の強い加速度が加わった場合、センサが破壊されてしまうという欠点がった。
本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、温度感度安定度に優れた加速度検出装置を提供することを目的とする。また強い加速度が加わった場合でも破壊されることがない加速度検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明の加速度検出装置は、第１の応力感応素子を共振子として備え、基準信号を出力する発振回路と、第２の応力感応素子を共振子として備えた電圧制御型圧電発振回路と、電圧制御型圧電発振回路から出力される出力信号の位相と発振回路から出力される基準信号の位相を比較する位相比較回路と、位相比較回路から出力される位相差信号の低域成分を抽出するローパスフィルタと、を備え、第１及び第２の応力感応素子は、加速度を検出する加速度検出軸方向を一致させ、且つ、第１及び第２の応力感応素子において検出する加速度検出方向が逆向きとなるように配置したうえで、ローパスフィルタから出力される出力信号を、加速度検出信号として出力すると共に制御電圧として電圧制御型圧電発振回路にフィードバックすることを特徴とする。
このような本発明によれば、応力感応素子に加速度が加わることにより、電圧制御型圧電発振回路の出力信号の周波数が変動するので、位相比較回路から出力される電圧制御型圧電発振回路の制御電圧を加速度検出信号として利用することが可能になる。
また周波数−温度特性に優れた発振回路を備えたことで、この発振回路の周波数に追従する電圧制御型圧電発振回路の周波数−温度特性を高めることができる。これにより、周囲温度の変化による感度誤差が小さく、温度感度安定度に優れた加速度検出装置を実現することができる。
また応力感応素子の形状自体は殆ど変位しないので、規定以上の強い加速度が加わった場合でも素子自体が破損するといったこともない。
【０００５】
本発明の加速度検出装置は、第１及び第２の応力感応素子が第１及び第２の音叉型振動素子により構成され、第１及び第２の音叉型振動素子は、それぞれ並列に配置された２本の振動腕と、該２本の振動腕の延長方向一端を結合する結合部とを有し、第１及び第２の音叉型振動素子の各振動腕の延長方向を加速度検出軸方向と一致させることを特徴とする。
このような本発明によれば、加速度を検知する応力感応素子として音叉型振動素子を利用することが可能になる。
【０００６】
本発明の加速度検出装置は、第１及び第２の応力感応素子は、第１及び第２の双音叉型振動素子により構成され、第１及び第２の双音叉型振動素子は、それぞれ並列に配置された２本の振動腕と、該２本の振動腕の延長方向の両端を夫々結合した結合部と、を有する双音叉型振動素子であり、結合部の何れか一方を固定端、他方を自由端とし、２本の振動腕の延長方向を加速検出方向と一致させるよう配置したことを特徴とする。
このような本発明によれば、加速度を検知する応力感応素子として、双音叉型振動素子を用いることが可能になるので、音叉型振動素子を用いた場合より応力感度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る加速度検出装置の構成を示したブロック図である。
この図１に示す加速度検出装置１は、発振回路（以下、ＯＳＣと称する）２、位相比較回路３、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する）４、高利得増幅回路５、緩衝増幅回路（以下、バッファアンプと称する）６、及び電圧制御型水晶発振回路（以下、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled crystal Oscillator）と称する）７により構成される。
ＯＳＣ２は、例えば第１の応力感応素子として第１の音叉型水晶振動素子２０ａを備え、所定の周波数で発振する発振器である。
位相比較回路３は、ＯＳＣ２から出力される出力信号の位相とＶＣＸＯ７から出力される出力信号の位相を比較し、その比較結果を出力する。
ＬＰＦ４は、位相比較回路３から出力される位相差信号の低周波数成分だけを抽出して出力する。このとき、ＬＰＦ４の出力は常に一定に制御される。
高利得増幅回路５は、ＬＰＦ４からの出力信号を高利得で増幅して出力する。高利得増幅回路５で増幅された信号はバッファアンプ６を介して加速度検出信号Ｓαとして出力する。また高利得増幅回路５の出力信号の一部は制御電圧ＶcontとしてＶＣＸＯ７にフィードバックされる。
ＶＣＸＯ７は、第２の応力感応素子として上記第１の音叉型水晶振動素子２０ａと同一特性を有する第２の音叉型水晶振動素子２０ｂを備える。第２の音叉型水晶振動素子２０ｂは、ＶＣＸＯ７の共振子として機能すると共に、加速度を検出する加速度検出素子としても機能する。ＶＣＸＯ７では、高利得増幅回路５の出力信号を制御電圧ＶcontとしてＶＣＸＯ７の可変容量ダイオードに印加することにより発振ループの負荷容量を変化させて出力信号の発振周波数が一定となるよう制御している。
【０００８】
図２は上記したＶＣＸＯ７の回路構成の一例を示した図である。
この図２に示すＶＣＸＯ７は、発振回路として位相反転増幅器（以下、ＭＯＳインバータと称する）ＩＣ１を備える。ＭＯＳインバータＩＣ１の入出力間には自己バイアス用の帰還抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１と音叉型水晶振動素子２０ｂとを直列に接続した直列回路が夫々並列に接続されている。さらにＭＯＳインバータＩＣ１の出力端と音叉型水晶振動素子２０ｂとの接続点とグランド（ＧＮＤ）間にはコンデンサＣ２が接続され、コンデンサＣ１と音叉型水晶振動素子２０ｂとの接続点とグランド（ＧＮＤ）間に可変容量ダイオードＤ１が接続されている。可変容量ダイオードＤ１は、そのアノードが接地側に、カソードが音叉型水晶振動素子２０ｂにそれぞれ接続されている。
このように構成されるＶＣＸＯ７においては、音叉型水晶振動素子２０ｂ、コンデンサＣ１、Ｃ２、可変容量ダイオードＤ１により発振ループが構成されることになる。従って、この発振ループを構成する可変容量ダイオードＤ１のカソードに抵抗Ｒ２を介して制御電圧Ｖcontを印加して可変容量ダイオードＤ１の容量を可変することで、発振ループの負荷容量を変化させて発振周波数が所定の発振周波数となるよう制御可能に構成されている。また、このようなＭＯＳインバータＩＣ１を用いたＶＣＸＯ７は、その出力信号波形が矩形となる。
【０００９】
図３は音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂの構成を模式的に示した図である。
この図３に示すように第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂは、加速度を検出する加速度検出軸方向を一致させ、且つ、第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂにおいて検出する加速度検出方向が逆向きとなるように配置している。即ち、それぞれ並列に配置された２本の振動腕２１ａ、２１ｂと、この２本の振動腕２１ａ、２１ｂの延長方向一端を結合する結合部２２とから成る。そして、第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂの各結合部２２を、当該音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂがそれぞれ搭載される基板（図示しない）に固定するようにしている。なお、結合部２２は基板と接続する固定部である。このとき、図３に示すように第１の音叉型水晶振動素子２０ａの各振動腕２１ａ、２１ｂと第２の音叉型水晶振動素子２０ｂの各振動腕２１ａ、２１ｂの延長方向を加速度検出軸方向に一致させ、且つ、第１の音叉型水晶振動素子２０ａの振動腕２１ａ、２１ｂの自由端部と第２の音叉型水晶振動素子２０ｂの振動腕２１ａ、２１ｂの自由端部を対向配置する、或いは第１の音叉型水晶振動素子２０ａの結合部２２と第２の音叉型水晶振動素子２０ｂの結合部２２を対向配置するようにした。即ち、振動腕２１ａ、振動腕２１ｂの延長方向が各音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂとの間で互いに逆向きとなるようにした。
【００１０】
このように構成される第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂは、図示しない駆動電極に交流電圧を印加すると、並列する２本の振動腕２１ａ、２１ｂが破線で示すように対称的に屈曲振動する。そして、屈曲振動している状態で、例えば、図３に示す矢印方向の加速度αが加わると、第１の音叉型水晶振動素子２０ａには見かけ上では加速度αの方向とは逆方向の慣性力が発生するので、この影響により音叉型水晶振動素子２０ａの振動腕２１ａ、２１ｂは加速度αに対して逆の方向へ引っ張られる引張応力を受けることになる。この場合、第１の音叉型水晶振動素子２０ａの周波数は引張応力の影響を受けて高くなる。一方、第２の音叉型水晶振動素子２０ｂにも見かけ上では加速度αの方向とは逆方向の慣性力が発生するので、この影響により音叉型水晶振動素子２０ｂの振動腕２１ａ、２１ｂは、結合部２２の方向へ圧縮する圧縮応力を受けることになる。この場合、第２の音叉型水晶振動素子２０ｂの周波数は圧縮応力の影響を受けて低くなる。
そこで、本実施形態では、このような第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂに加速度が加わったとき発生する周波数変化に基づき加速度検出信号Ｓαを得るようにしている。
【００１１】
このような音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂは、従来のＭＥＭＳ加速度センサに比べて、ダイナミックレンジが広く（例えば±３ｇ〜±４００ｇ）、しかも高リニアリティ（例えば、０．０５％Ｆ．Ｓ．）で温度感度安定度が良いといった利点がある。
そして、加速度検出軸方向と振動腕２１ａ、２１ｂとの延長方向とを一致させることができるので加速度検出軸方向と垂直方向（基板面に垂直な方向）に対する低背化にも有利である。なお、図３においては説明を分かり易くするために音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂの屈曲振動の概念を破線により示したが、実際には音叉型水晶振動素子２０の形状自体は殆ど変位しないものである。
【００１２】
図１に示す本実施形態の加速度検出装置１では、ＶＣＸＯ７に備えられている第２の音叉型水晶振動素子２０ｂの加速度検出軸方向に加速度が加わっていない定速運動状態では、ＶＣＸＯ７の発振周波数がＯＳＣ２の発振周波数と一致するよう制御されている。
ここで、例えば、加速度αが加わり音叉型水晶振動素子２０の周波数が変化してＶＣＸＯ７の出力信号の周波数が高くなるよう変動した場合、このＶＣＸＯ７とＯＳＣ２との周波数差は位相比較回路３において検波されて位相差信号として出力される。このとき、加速度αの影響により位相差は広がるように変動するので、加速度αの方向を正方向の加速度とすれば周波数の変化と加速度の変化とは比例関係にある。またＶＣＸＯ７の制御電圧Ｖcontは、ＶＣＸＯ７の出力周波数と比例関係にある。そこで、本実施形態の加速度検出装置１では、ＶＣＸＯ７の制御電圧Ｖcontをバッファアンプ６でバッファした信号を加速度検出信号Ｓαとして出力するようにしている。
【００１３】
以下、図４を用いて本実施形態の加速度検出装置１の動作遷移について説明する。
図４は、本実施形態の加速度検出装置１における速度と時間の関係、加速度と時間の関係、出力電圧と時間の関係をそれぞれ示した図である。尚、定速度状態に於いてＯＳＣ２の出力信号とＶＣＸＯ７の出力信号との位相差は９０°となるよう設定されている。
この図４に示すように、加速が開始される時点ｔ１までの期間Ａでは、加速度が「０」であるため、ＶＣＸＯ７には制御電圧Ｖcontとして初期定電圧Ｖｏが印加される。
次に、加速（図３に示す加速度αの逆方向の加速）が加わる時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｂにおいては、加速度に伴う音叉型水晶振動素子２０ｂの周波数の低下をＰＬＬ制御にて補正するようＶＣＸＯ７には制御電圧Ｖcontとして初期定電圧Ｖｏより高い電圧Ｖ１が印加される。
次に、定速度運動による加速度が「０」となる時点ｔ２から時点ｔ３までの期間Ｃにおいては、音叉型水晶振動素子２０ｂへの慣性力が「０」になり、音叉型水晶振動素子２０ｂが初期状態に戻るため、音叉型水晶振動素子２０は期間Ｂの状態から周波数が高くなるよう変化しようとする。従って、この場合はＶＣＸＯ７の周波数上昇をＰＬＬ制御にて補正するようＶＣＸＯ７には制御電圧Ｖcontとして初期定電圧Ｖｏが印加される。
【００１４】
次に、減速がかかる時点ｔ３から時点ｔ４までの期間Ｄにおいては、減速に伴う音叉型水晶振動素子２０ｂの周波数の上昇をＰＬＬ制御にて補正するようＶＣＸＯ７には制御電圧Ｖcontとして初期定電圧Ｖｏより低い電圧Ｖ２が印加される。
次に、定速度運動による減速が「０」となる時点ｔ４以降の期間Ｅにおいては、音叉型水晶振動素子２０ｂへの慣性力が「０」になり、音叉型水晶振動素子２０ｂが初期状態に戻るため、音叉型水晶振動素子２０ｂは期間Ｄの状態から周波数が低くなるよう変化しようとする。従って、この場合はＶＣＸＯ７の周波数下降をＰＬＬ制御にて補正するようＶＣＸＯ７には制御電圧Ｖcontとして初期定電圧Ｖｏが印加される。
【００１５】
そこで、本実施形態の加速度検出装置１においては、上記したようにＶＣＸＯ７の制御電圧Ｖcontである高利得増幅回路５の出力電圧を、バッファアンプ６を介して加速度検出信号Ｓαとして出力することで、期間Ｂ、期間Ｄにおいて加わる定加速度を検出することができる。また、期間Ａ、期間Ｃ、期間Ｅの定速度運動状態においては、静的加速度（重力加速度）を検出することができる。尚、定速度状態に於いて分周回路３の出力信号とＶＣＸＯ７の出力信号との位相差を９０°に設定したことにより、上述の通り加速・減速の違いに対して位相差に増減を発生させて加速度方向を検知することを可能にしている。
尚、上記の動作説明では、本実施形態の動作を理解し易くするために加速度の変化に対するＯＳＣ２の周波数変化を考慮していない。
しかし、実際の加速度検出装置１の動作は、音叉型水晶振動素子２０ａも応力感応素子として機能するものであるからＶＣＸＯ７の出力信号の変化とは逆方向にＯＳＣ２の出力信号の周波数も加速度の変化に対して変動する。
従って、実際の加速度検出装置１は、上記の動作説明の場合と比較して、加速度の変化に対して位相比較回路３の出力信号の変化が大きいものとなるので加速度を検知する感度能力が高いものである。
【００１６】
また、本実施形態の加速度検出装置１では、ＰＬＬ制御によりＶＣＸＯ７の周波数がＯＳＣ２の周波数に追従するので、ＯＳＣ２を温度特性の優れた水晶発振器（温度補償型水晶発振器、オーブンコントロール型水晶発振器）により構成することで、ＶＣＸＯ７に温度補償機能を備えることなく周囲の温度変化による感度に誤差が少ない温度感度安定度に優れた加速度検出装置とすることができる。
また、本実施形態の加速度検出装置１では、音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂの形状自体は殆ど変位しないので、規定以上の強い加速度が加わった場合でも素子自体が破損することがない。
【００１７】
さらに本実施形態の加速度検出装置１では、ＯＳＣ２と位相比較回路３との間にＯＳＣ２の出力信号を分周する分周回路３を設けたことで、例えば、ＯＳＣ２の基準発振周波数が、ＶＣＸＯ７の発振周波数より十分高い場合でも加速度検出装置１を実現することができる。即ち、音叉型水晶振動素子２０を備えたＶＣＸＯ７より発振周波数が高いＡＴカット水晶振動子を備えたＯＳＣ２を用いた場合でも加速度検出装置１を実現することができる。
【００１８】
また、例えば、図７に示す従来のセンサ回路１００においては、ドライブ回路部１０２の位相比較器１０２ｃのＤＣ出力（制御電圧）を応力値信号（加速度信号）として利用することも考えられる。しかしながら、通常、電圧制御発振器１０２ａにはＬＣ共振器やＣＲ共振器が用いられ、このような共振器を有する電圧制御発振器１０２ａは、図５に示すように制御電圧Ｖcontに対する周波数変化量が大きい。即ち、周波数感度特性が高い。このため、従来のセンサ回路１００において共振周波数を検知結果とせずに、位相比較器１０２ｃの制御電圧Ｖcontを応力値信号（加速度信号）の検知結果として利用する場合は、周波数変化量に対する制御電圧Ｖcontの変化量が小さく検知感度が高いセンサを実現することができない。
これに対して、本実施形態の加速度検出装置１では、ＶＣＸＯ７の制御電圧を加速度信号として利用するようにしている。ＶＣＸＯは、制御電圧に対する周波数可変範囲がＶＣＯに比べて狭い（周波数制御感度が低い）ため、加速動作に伴う周波数変化に対してＬＰＦの出力電圧（制御電圧）の変化を大電流化（高電位化）することができる。加速度変化に対して高感度センサを実現することができる。
【００１９】
また本実施形態の加速度検出装置１では、ＯＳＣ２とＶＣＸＯ７との共振子を同一特性を有する第１及び第２の音叉型振動素子２０ａ、２０ｂにより構成すると共に、これら第１及び第２の音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂを加速度検出軸方向に対して対向配置しているので、音叉型水晶振動素子が１つの場合に比べて位相比較回路７から出力される位相差信号のレベルを約２倍に高めることができる。これにより加速度の検出感度を約２倍に高めることができる。
また本実施形態のように音叉型水晶振動素子２０ａ、２０ｂを用いて加速度センサを構成した場合は、従来のＭＥＭＳ加速度センサに比べて、ダイナミックレンジが広く、しかも高リニアリティで、感度の温度安定度が良いといった利点もある。
【００２０】
なお、本実施形態の加速度検出装置１では、高利得増幅回路５の出力信号の一部を制御電圧ＶcontとしてＶＣＸＯ７にフィードバックするようにしているが、バッファアンプ６の出力の一部を制御電圧ＶcontとしてＶＣＸＯ７にフィードバックすることも可能である。
【００２１】
また、本実施形態では応力感応素子として音叉型水晶振動素子２０を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、応力感応素子として、例えば図６に示すような双音叉型水晶振動素子を用いることも可能である。
図６に示す双音叉型水晶振動素子２３は、並列に配置された２本の振動腕２１ａ、２１ｂと、この２本の振動腕２１ａ、２１ｂの延長方向の両端を夫々結合した結合部２２ａ、２２ｂとから成る。そして、この場合は、例えば、結合部２２ａ、２２ｂの内、一方の結合部２２ａだけを、当該双音叉型水晶振動素子２３が搭載される基板（図示しない）に固定し、他方を自由端とすればよい。
双音叉型水晶振動素子２３を用いて本実施形態の加速度検出装置を構成した場合は、自由端側の結合部２２ｂが重りとして機能するため、上記した音叉型水晶振動素子２０より加速度感度を高めることができる。
なお、本実施形態では応力感応素子として音叉型振動素子を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、共振周波数が加速度に応じて変化する素子であれば、所謂ＡＴカットの水晶振動子やレゾネータといった各種圧電振動素子を応力感応素子として適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る加速度検出装置の構成を示した図である。
【図２】ＶＣＸＯの回路構成の一例を示した図である。
【図３】音叉型水晶振動素子の構成を示した図である。
【図４】静的加速度の検出を説明する説明図である。
【図５】ＶＣＸＯとＶＣＯの周波数感度特性を示した図である。
【図６】双音叉型水晶振動素子の構成を示した図である。
【図７】従来の振動式センサ回路の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…加速度検出装置、２…発振回路、３…位相比較回路、４…ＬＰＦ、５…高利得増幅回路、６…バッファアンプ、７…ＶＣＸＯ、２０…音叉型水晶振動素子、２１ａ、２１ｂ…各振動腕、２２、２２ａ、２２ｂ…結合部、２３…双音叉型水晶振動素子
【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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