(57)【要約】【課題】加速度以外の衝撃を受けた場合でも安定して動作する加速度検出装置を提供する。【解決手段】音叉型水晶振動素子２０を共振子として備えたＶＣＸＯ２と、ＶＣＯ３と、ＶＣＸＯ２の出力信号とＶＣＯ３の出力信号の位相を比較する位相比較回路４と、位相比較回路４の出力信号を直流化するＬＰＦ５と、ＬＰＦ５の出力を増幅する高利得増幅回路６と、高利得増幅回路６から出力される出力信号の直流成分に応じた制御電圧を出力するＤＣサーボ回路８とを備え、高利得増幅回路６から出力される出力信号の一部を制御電圧としてＶＣＸＯ２の発振周波数を制御すると共に、ＤＣサーボ回路８から出力される信号を制御電圧としてＶＣＯ３の発振周波数を制御するようにした。【選択図】  図１
2008151630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料から成る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、
電圧制御発振回路と、
前記電圧制御型圧電発振回路の出力信号と前記電圧制御型発振回路の出力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を直流化して出力するローパスフィルタと、
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と、
時定数回路を備え前記増幅回路の出力信号に応じた制御電圧を出力する直流サーボ回路と、を備え、
前記増幅回路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、前記増幅回路から出力される出力信号の一部を制御電圧としてフィードバックして前記電圧制御型圧電発振回路の発振周波数を制御し、さらに前記直流サーボ回路から出力される出力信号を制御電圧としてフィードバックして前記電圧制御型発振回路の発振周波数を制御することを特徴とする加速度検出装置。
【請求項２】
前記増幅回路から出力される出力信号を緩衝する緩衝増幅回路を備え、前記緩衝増幅回路の出力を制御電圧として電圧制御型圧電発振回路、又は／及び前記直流サーボ回路に出力する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】
前記応力感応素子は、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、を有する音叉型振動素子であり、前記結合部を固定し、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るよう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】
前記応力感応素子は、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るよう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５】
少なくとも、前記電圧制御型圧電発振回路、又は前記電圧制御発振回路から出力される出力信号波形の何れか一方を矩形化する矩形化回路を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項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。
【０００３】
図８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８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】
【０００４】
ところで、上記したような振動式センサ回路１００を加速度センサとして移動物体等に搭載した場合、移動物体の移動時に受ける加速以外の衝撃により振動子１０１ａの共振周波数が急激に変動すると、位相比較器１０２ｃの出力信号も急激に変動することになる。  しかしながら、図８に示す振動式センサ回路１００は、振動子１０１ａの出力に基づく位相比較結果を電圧制御発振器１０２ａにフィードバックするＰＬＬ制御構成であるため、位相比較器１０２ｃの出力信号が急激に変動した場合は電圧制御発振器１０２ａがＰＬＬ制御に追従することができなくなる結果、電圧制御発振器１０２ａの発振が停止する不具合が発生するおそれがあった。このため、従来の振動式センサ回路１００を用いて加速検出装置を構成することはできなかった。
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、加速度以外の衝撃を受けた場合でも安定して動作する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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の加速度検出装置は、圧電材料から成る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、電圧制御発振回路と、電圧制御型圧電発振回路の出力信号と電圧制御型発振回路の出力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を直流化して出力するローパスフィルタと、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と、時定数回路を備え増幅回路の出力信号に応じた制御電圧を出力する直流サーボ回路と、を備え、増幅回路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、増幅回路から出力される出力信号の一部を制御電圧としてフィードバックして電圧制御型圧電発振回路の発振周波数を制御し、さらに直流サーボ回路から出力される出力信号を制御電圧としてフィードバックして電圧制御型発振回路の発振周波数を制御することを特徴とする。
このような本発明によれば、電圧制御型発振回路の発振周波数は直流サーボ回路の時定数により、電圧制御型圧電発振回路の発振周波数より遅れて周波数制御が行われることから、位相比較回路からは電圧制御型圧電発振回路の応力感応素子で検出された加速度による位相差出力を得ることが可能になる。
また加速度以外の強い衝撃が瞬間的に加わり応力感応素子の周波数が大きく変動した場合でも、電圧制御型発振回路は直流サーボ回路の時定数により、瞬間的な周波数変動に伴う電圧変化を追従しないので、電圧制御型発振回路において周波数制御が不能になり発振が停止してしまうという不具合を防止することができる。
【０００６】
本発明の加速度検出装置は、増幅回路から出力される出力信号を緩衝する緩衝増幅回路を備え、緩衝増幅回路の出力を制御電圧として電圧制御型圧電発振回路、又は／及び直流サーボ回路に出力することを特徴とする。
このような本発明によれば、緩衝増幅回路のドリフトを加味して補正が可能になる。
【０００７】
本発明の加速度検出装置は、応力感応素子が、並列に配置された２本の振動腕と、２本の振動腕の延長方向一端を結合する結合部とを有する音叉型振動素子であり、結合部を固定し、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。
【０００８】
本発明の加速度検出装置は、応力感応素子が、並列に配置された２本の振動腕と、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。
【０００９】
本発明の加速度検出装置は、少なくとも、電圧制御型圧電発振回路、又は電圧制御発振回路から出力される出力信号波形の何れか一方を矩形化する矩形化回路と備えることを特徴とする。このように構成すれば、電圧制御型圧電発振回路及び電圧制御発振回路から出力される出力信号波形が正弦状の波形の場合でも、少なくとも電圧制御型圧電発振回路又は電圧制御発振回路の何れか一方から位相比較回路に出力される出力信号の波形を矩形状にできるので、位相比較回路において確実に位相比較を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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、本発明の第１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、電圧制御型水晶発振回路（以下、ＶＣＸＯ（voltage controlled crystal oscillator）と称する）２、電圧制御型発振回路（以下、ＶＣＯ（voltage controlled oscillator）と称する）３、位相比較回路４、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと称する）５、高利得増幅回路６、緩衝増幅回路（以下、バッファアンプと称する）７、及び直流サーボ回路（以下、ＤＣサーボ回路）８により構成される。
ＶＣＸＯ２は、音叉型振動素子として音叉型水晶振動素子２０を備える。音叉型水晶振動素子２０は、発振回路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機能する。ＶＣＸＯ２では、高利得増幅回路６の出力信号を制御電圧Ｖcont1として、ＶＣＸＯ２のこの図には示していない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に制御している。
【００１１】
ＶＣＯ３は、例えばコンデンサや抵抗により共振回路を備え、ＤＣサーボ回路８からの制御電圧Ｖcont2を、図示していない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に制御している。
位相比較回路４は、ＶＣＸＯ２から出力される出力信号の位相とＶＣＯ３から出力される出力信号の位相とを比較し、その比較結果を出力する。
ローパスフィルタ５は、位相比較回路４から出力される位相差信号を直流化して出力する。高利得増幅器６は、ＬＰＦ５からの出力信号を増幅して出力する。高利得増幅器６で増幅された信号はバッファアンプ７を介して加速度検出信号Ｓαとして出力される。また高利得増幅器６で増幅された信号の一部は制御電圧Ｖcont１としてＶＣＸＯ２にフィードバックされると共にＤＣサーボ回路８に出力される。
ＤＣサーボ回路８は、例えば抵抗Ｒ及びコンデンサＣからなる時定数回路とオペアンプＯＰ等により構成され、高利得増幅器６で増幅された信号を遅延させて制御電圧Ｖcont2としてＶＣＯ３にフィードバックするようにしている。
【００１２】
図２は上記したＶＣＸＯ２の回路構成の一例を示した図である。
この図２に示すＶＣＸＯ２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２０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２０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２０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２０にそれぞれ接続されている。
このように構成されるＶＣＸＯ２においては、音叉型水晶振動素子２０、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Ｖcont１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ＶＣＸＯ２は、その出力信号波形が矩形となる。
【００１３】
図３はＶＣＸＯ２に備えられる音叉型水晶振動素子２０の構成を模式的に示した図である。この図３に示す音叉型水晶振動素子２０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の延長方向一端を結合する結合部２２とから成る。そして、音叉型水晶振動素子２０の結合部２２を、当該音叉型水晶振動素子２０が搭載される基板（図示しない）に固定するようにしている。このとき、図３に示すように音叉型水晶振動素子２０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るようにしている。
このように構成される音叉型水晶振動素子２０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な屈曲振動する。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、音叉型水晶振動素子２０には見かけ上では加速度αの方向と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２０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、音叉型水晶振動素子２０の周波数は引張応力の影響を受けて高くなる。一方、図３に示す矢印方向とは逆方向の加速度が加わると、音叉型水晶振動素子２０には加速度の方向と逆方向に向かう慣性力が見かけ上発生するので音叉型水晶振動素子２０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、音叉型水晶振動素子２０の周波数は圧縮応力の影響を受けて加速度αの場合のときとは逆に低くなる。そこで、本実施形態では、このような音叉型水晶振動素子２０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。
このような音叉型水晶振動素子２０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。
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２０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のである。
【００１４】
以下、上記した音叉型水晶振動素子の特性を踏まえて本実施形態の加速度検出装置１の動作を説明する。
図１に示す加速度検出装置１では、ＶＣＸＯ２に備えられている音叉型水晶振動素子２０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においては、ＶＣＸＯ２及びＶＣＯ３の発振周波数は一定になり、位相比較回路４において検波されるＶＣＸＯ２の出力信号とＶＣＯ３の出力信号との位相差はゼロになる。
一方、ＶＣＸＯ２に備えられている音叉型水晶振動素子２０の加速度検出軸方向に加速度が加わり、音叉型水晶振動素子２０の発振周波数が変化すると、ＶＣＸＯ２の出力信号とＶＣＯ３の出力信号との間で位相ズレが生じる。すると、位相比較回路４から位相差に応じた位相差信号が出力され、これによりＬＰＦ５の出力電圧が変化する。
そこで、本実施形態では、このＬＰＦ５の出力を高利得増幅器６により増幅した後、バッファアンプ７を介して加速度検出信号Ｓαとして出力するようにしている。
【００１５】
また本実施形態の加速度検出装置１では、高利得増幅器６の出力信号の一部をＶＣＸＯ２に対してＰＬＬ制御するよう制御電圧Ｖcont１としてフィードバックすると共に、ＤＣサーボ回路８にも供給し、ＤＣサーボ回路８を介してＶＣＯ３に対して制御電圧Ｖcont２としてフィードバックするようにしている。このように構成した場合、ＶＣＯ３に印加される制御電圧Ｖcont２は、ＶＣＸＯ２に印加される制御電圧Ｖcont１に比べてＤＣサーボ回路８が備える時定数回路によりＬＰＦ５の出力信号の急なレベル変動に対して追従しない。従って、このように構成すれば、位相比較回路４からはＶＣＸＯ２の音叉型水晶振動素子２０で検出された加速度による位相差を出力することができる。即ち、例えば加速と減速とを繰返すような急な加速度変化に対しては、ＶＣＸＯ２の音叉型水晶振動素子２０の周波数変動に伴いＶＣＸＯ２の出力信号とＶＣＯ３の出力信号との間で位相差に変動が生じる。この位相差変動は位相比較回路４にて検波される。この検波結果に基づいてＶＣＸＯ２は、発振周波数が所望の値（変動前の値）になるよう制御電圧Ｖcont１が印加されＰＬＬ制御される。よって、制御電圧Ｖcont１をバッファアンプ７等を介して加速度検出信号Ｓαとして出力することができる。
一方、上述の急な加速度変化に伴うＬＰＦ５の出力電圧は高周波的に変動する。そしてＤＣサーボ回路８はこのような高周波的な出力電圧の供給に対して追従した出力信号を出力しないので、制御電圧Ｖcont２は加速度の変化に関わらず、ほぼ一定値を保ったものとなりＶＣＯ３の発振周波数を変動させることがない。
従って、加速度検出装置１は加速度変化に対しては、音叉型水晶振動子２０の検知結果に基づく加速度検出信号Sαを出力することができる。
【００１６】
また、本実施形態の加速度検出装置１においては、加速度以外の強い衝撃が瞬間的に加わりＶＣＸＯ２の音叉型水晶振動素子２０の発振周波数が大きく変動した場合でも、ＶＣＯ３はＤＣサーボ回路８の時定数により瞬間的な周波数変動に伴う電圧変化を追従しないので、ＶＣＯ３の周波数制御が不能になり発振が停止してしまうといったことがない。よって、例えば自動車等の走行時の衝撃が加速度検出装置１に加わったとしても誤作動することが無い。つまり、従来のセンサ回路を加速度センサとして搭載した場合のような不具合を防止することができる。
一方、定加速度状態に於いて、例えば高利得増幅回路６の電気的特性が有する温度特性の影響により制御電圧Ｖcont１の値がドリフト（高利得増幅回路６の出力信号がドリフト）した場合、これに基づいて加速度検出信号Ｓαの値もドリフトしようとする。
しかしこの場合、上述したドリフトは加速度変化に対して比較的緩やかに推移する傾向があるので、ＤＣサーボ回路８はドリフトに追従動作して制御電圧Ｖcont２を制御し、ＶＣＯ３の発振周波数を変化させることができる。
従って、ドリフトの影響によりＶＣＸＯ２の発振周波数が例えば高くなるように変動した場合であっても、これに追従するようにＶＣＯ３の発振周波数も高くなるよう変動するので両発振器の発振周波数間の位相差変動を抑えることができ、加速度検出信号Ｓαの値のドリフトを抑えることができる。
【００１７】
また、例えば図８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４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、ＶＣＸＯ２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。
【００１８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る加速度検出装置について説明する。
図５は、本発明の第２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。なお、図１に示す加速度検出装置１と同一ブロックには同一符号を付して詳細な説明は省略する。
この図５に示す加速度検出装置３０においては、高利得増幅器６で増幅した信号の一部を制御電圧Ｖcont１としてＶＣＸＯ２にフィードバックすると共に、バッファアンプ７を介して出力する加速度検出信号Ｓαの一部をＤＣサーボ回路８に出力し、ＤＣサーボ回路８ではバッファアンプ７から出力される加速度検出信号Ｓαを遅延させて制御電圧Ｖcont2としてＶＣＯ３にフィードバックするようにしている。このように構成した場合は上記の機能に加えて高利得増幅回路６とバッファアンプ７の電気的特性の影響による周波数ドリフトが生じたとしても補正することが可能になる。
【００１９】
次に、本発明の第３の実施形態に係る加速度検出装置について説明する。
なお、図１に示す加速度検出装置１と同一ブロックには同一符号を付して詳細な説明は省略する。図６に示す加速度検出装置３１は、ＶＣＸＯ２とＶＣＯ３から出力される出力信号の波形を矩形化する第１及び第２の矩形化回路（波形整形回路）３２、３３を備えた点に特徴がある。これは、本実施形態の加速度検出装置に備えられる位相比較回路４は、比較する２つの信号波形の少なくとも何れか一方が矩形波でないと正確に位相比較を行うことができない場合があると共に、位相比較回路４に入力される２つの信号のレベルが一致していないと検波結果に２つの入力信号の位相差以外に信号レベルの差に基づく値も含まれてしまうことになるので正確な加速度検知結果を得ることができない。
【００２０】
そこで、図６に示す加速度検出装置３１では、ＶＣＸＯ２と位相比較回路４途の間、及びＶＣＯ３と位相比較回路４との間にそれぞれＶＣＸＯ２及びＶＣＯ３の出力信号波形を矩形化するためにコンパレータ等の第１及び第２の矩形化回路３２、３３を設けるようにしている。
このように構成すれば、位相比較回路４において確実に位相比較を行うことが可能になる。なお、第３の実施形態では、ＶＣＸＯ２と位相比較回路４及びＶＣＯ３と位相比較回路４との間にそれぞれ第１及び第２の矩形化回路３２、３３を設けるようにしているが、位相比較回路４は、ＶＣＸＯ２又はＶＣＯ３の何れか一方から出力される出力信号の波形を矩形状であれば確実に位相比較を行うことができるので、少なくともＶＣＸＯ２又はＶＣＯ３から出力される出力信号波形の何れか一方を矩形化するように第１の矩形化回路３２または第２の矩形化回路３３の何れか一方を設けるだけでよい。
【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７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７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】本発明の第１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】ＶＣＸＯとＶＣＯの周波数感度特性を示した図である。
【図５】第２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６】第３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７】双音叉型水晶振動素子の構成を示した図である。
【図８】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、３０、３１…加速度検出装置、２…ＶＣＸＯ、３…ＶＣＯ、４…位相比較器、５…ＬＰＦ、６…高利得増幅器、７…バッファアンプ、８…ＤＣサーボ回路、２０…音叉型水晶振動素子、２１ａ、２１ｂ…振動腕、２２、２２ａ、２２ｂ…結合部、２３…双音叉型水晶振動素子、３２、３３…矩形化回路
【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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【図８】
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