(57)【要約】【課題】振動子とダイアフラムとの共振を防ぎ、振動子の発振停止を防ぐことである。【解決手段】ダイアフラム１１上に設けられ、第１振動子２１１、第２振動子２１２及び第３振動子２１３を有する検出振動子２１と、ダイアフラム１１上に設けられ、第４振動子２２１、第５振動子２２２及び第６振動子２２３を有する補償振動子２２と、検出振動子２１及び補償振動子２２に対して磁場を発生するマグネット５と、第１振動子２１１に励振電流を入力して振動させるとともに、第２振動子２１２に発生する起電力に対応する励振電流を生成して出力するアンプ２３、電流源２４と、励振電流に基づいて検出振動子２１の振動周波数を検出する周波数検出部２８と、を備え、第４振動子２２１は、第１振動子２１１に発生するローレンツ力と逆向きにローレンツ力が発生する方向に励振電流が入力されて振動する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラム上に設けられ、同じ長さで平行の第１振動子及び第２振動子、並びに当該第１振動子及び当該第２振動子を接続する第３振動子を有する検出振動子と、
前記ダイアフラム上に設けられ、前記第１振動子と同じ長さで平行の第４振動子及び第５振動子、並びに当該第４振動子及び当該第５振動子を接続する第６振動子を有する補償振動子と、
前記検出振動子及び前記補償振動子に対して磁場を発生する磁場発生手段と、
前記第１振動子に励振電流を入力して振動させるとともに、前記第２振動子に発生する起電力に対応する前記励振電流を生成して出力する発振手段と、
前記励振電流に基づいて前記検出振動子の振動周波数を検出する周波数検出手段と、を備え、
前記第４振動子は、前記第１振動子に発生するローレンツ力と逆向きにローレンツ力が発生する方向に前記励振電流が入力されて振動することを特徴とする振動検出装置。
【請求項２】
前記検出振動子及び前記補償振動子は、当該ダイアフラム上で相互に対称な位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項３】
検出振動子及び補償振動子が前記ダイアフラム上の中央部分に設けられた請求項１又は２に記載の第１の振動検出装置と、
検出振動子及び補償振動子が前記ダイアフラム上の縁部分に設けられた請求項１又は２に記載の第２の振動検出装置と、
前記第１及び第２の振動検出装置により検出された振動周波数に基づいて、前記ダイアフラム上側に入力される第１の圧力と前記ダイアフラム下側に入力される第２の圧力との差圧を算出する圧力算出手段と、
を備えることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項４】
ダイアフラム上に設けられ、同じ長さで平行の第１振動子及び第２振動子、並びに当該第１振動子及び当該第２振動子を接続する第３振動子を有する検出振動子と、前記ダイアフラム上に設けられ、前記第１振動子と同じ長さで平行の第４振動子及び第５振動子、並びに当該第４振動子及び当該第５振動子を接続する第６振動子を有する補償振動子と、に対して磁場を発生する工程と、
前記第１振動子に励振電流を入力して振動させるとともに、前記第２振動子に発生する起電力に対応する起電力に対応する前記励振電流を生成して出力する検出振動工程と、
前記励振電流に基づいて前記検出振動子の振動周波数を検出する工程と、
前記補償振動子の前記第４振動子に、前記第１振動子に発生するローレンツ力と逆向きにローレンツ力が発生する方向に前記励振電流を入力して振動させる補償振動工程と、を含むことを特徴とする振動検出方法。
【請求項５】
前記検出振動子及び前記補償振動子は、前記ダイアフラム上で相互に対称な位置に設けられることを特徴とする請求項４に記載の振動検出方法。
【請求項６】
前記ダイアフラム上の中央部分に設けられた検出振動子及び補償振動子から振動周波数を検出する請求項４又は５に記載の第１の振動検出方法と、
前記ダイアフラム上の縁部分に設けられた検出振動子及び補償振動子から振動周波数を検出する請求項４又は５に記載の第２の振動検出方法と、
前記第１及び第２の振動検出方法により検出された振動周波数に基づいて、前記ダイアフラム上側に入力される第１の圧力と前記ダイアフラム下側に入力される第２の圧力との差圧を算出する工程と、を含むことを特徴とする圧力検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動検出装置、圧力検出装置、振動検出方法及び圧力検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動子を用いた流体の圧力センサが実施されている（例えば、特許文献１参照）。この圧力センサは、差圧センサであり、例えば、流体の流量を計測する流量センサに適用される。
【０００３】
図８を参照して、従来の振動子を用いた圧力センサの原理を簡単に説明する。図８（ａ）に、振動子部８，９を有する圧力センサの土台部１を示す。図８（ｂ）に、振動子部８の構成を示す。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、従来の圧力センサは、シリコンの土台部１を有する。土台部１は、ダイアフラム１１を有する。ダイアフラム１１上に振動子部８，９を備える。ダイアフラム１１の上側から、圧力媒体としてのシリコンオイルを介して流体の圧力Ｐ１が加えられ、ダイアフラム１１の下側からシリコンオイルを介して流体の圧力Ｐ２が加えられている。また、図示しないマグネットにより土台部１の振動子部８，９に一様な磁場Ｂがかけられている。
【０００５】
図８（ｂ）に示すように、振動子部８は、平行に設けられた同じ長さで梁状の第１振動子８１と、第２振動子８２と、第１振動子８１及び第２振動子８２の中央を接続する第３振動子８３と、を備える。第１振動子８１及び第２振動子８２は、導電体である。第３振動子８３は、絶縁体である。また、振動子部８は、ダイアフラム１１上の中央部分に設けられ、振動子部９が、ダイアフラム１１上の縁部分に設けられる。また、振動子部８の第１振動子８１及び第２振動子８２は、磁場Ｂに垂直に向けられ、振動子部９も同様である。
【０００６】
従来の圧力センサの動作を説明する。磁場Ｂ中の第１振動子８１に交流（励振電流）が通電されると、ローレンツ力が発生して第１振動子８１が振動する。第１振動子８１の振動は、第３振動子８３を介して第２振動子８２に伝えられ、第２振動子８２も第１振動子８１と同じ周波数で振動する。磁場Ｂ中の第２振動子８２の振動により、起電力が発生し、第２振動子８２間に起電力の電圧が発生する。この電圧を増幅して図示しない電流源により励振電流に変換して第１振動子８１に帰還させることにより、振動子部８の振動を継続させる。振動子部９の振動も同様である。振動子部８の振動周波数を振動周波数ｆ８とし、振動子部９の振動周波数を振動周波数ｆ９とする。
【０００７】
圧力Ｐ２に比べて圧力Ｐ１が小さい場合、ダイアフラム１１は上側に撓む。逆に、圧力Ｐ２に比べて圧力Ｐ１が大きい場合、ダイアフラム１１は下側に撓む。ダイアフラム１１が上側に撓む場合、振動子部８の振動周波数ｆ８は大きくなり、振動子部９の振動周波数ｆ９は小さくなる。逆に、ダイアフラム１１が下側に撓む場合、振動子部８の振動周波数ｆ８は小さくなり、振動子部９の振動周波数ｆ９は大きくなる。
【０００８】
そして、差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）は、次式（１）により算出される。
ΔＰ＝ｋ０（ｆ８２−ｆ９２）  …（１）
但し、ｋ０：所定係数である。
【特許文献１】特公平７−１０４２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来の圧力センサでは、温度上昇によりシリコンオイルの粘度が低下し、なおかつ、振動子部８又は９の振動周波数ｆ８又はｆ９と、ダイアフラム１１の固有振動数と、が一致して、共振が発生するおそれがあった。この共振の発生により、振動子部８，９の振動の力が土台部１に逃げてしまい、振動子部８，９の第２振動子から得られる起電力も弱まる。このため、この起電力の電圧を、振動を継続させるために十分増幅できなく、振動子部８，９の発振が停止するおそれがあった。
【００１０】
本発明の課題は、振動子とダイアフラムとの共振を防ぎ、振動子の発振停止を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の振動検出装置は、
ダイアフラム上に設けられ、同じ長さで平行の第１振動子及び第２振動子、並びに当該第１振動子及び当該第２振動子を接続する第３振動子を有する検出振動子と、
前記ダイアフラム上に設けられ、前記第１振動子と同じ長さで平行の第４振動子及び第５振動子、並びに当該第４振動子及び当該第５振動子を接続する第６振動子を有する補償振動子と、
前記検出振動子及び前記補償振動子に対して磁場を発生する磁場発生手段と、
前記第１振動子に励振電流を入力して振動させるとともに、前記第２振動子に発生する起電力に対応する前記励振電流を生成して出力する発振手段と、
前記励振電流に基づいて前記検出振動子の振動周波数を検出する周波数検出手段と、を備え、
前記第４振動子は、前記第１振動子に発生するローレンツ力と逆向きにローレンツ力が発生する方向に前記励振電流が入力されて振動することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の振動検出装置において、
前記検出振動子及び前記補償振動子は、当該ダイアフラム上で相互に対称な位置に設けられることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明の圧力検出装置は、
検出振動子及び補償振動子が前記ダイアフラム上の中央部分に設けられた請求項１又は２に記載の第１の振動検出装置と、
検出振動子及び補償振動子が前記ダイアフラム上の縁部分に設けられた請求項１又は２に記載の第２の振動検出装置と、
前記第１及び第２の振動検出装置により検出された振動周波数に基づいて、前記ダイアフラム上側に入力される第１の圧力と前記ダイアフラム下側に入力される第２の圧力との差圧を算出する圧力算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明の振動検出方法は、
ダイアフラム上に設けられ、同じ長さで平行の第１振動子及び第２振動子、並びに当該第１振動子及び当該第２振動子を接続する第３振動子を有する検出振動子と、前記ダイアフラム上に設けられ、前記第１振動子と同じ長さで平行の第４振動子及び第５振動子、並びに当該第４振動子及び当該第５振動子を接続する第６振動子を有する補償振動子と、に対して磁場を発生する工程と、
前記第１振動子に励振電流を入力して振動させるとともに、前記第２振動子に発生する起電力に対応する起電力に対応する前記励振電流を生成して出力する検出振動工程と、
前記励振電流に基づいて前記検出振動子の振動周波数を検出する工程と、
前記補償振動子の前記第４振動子に、前記第１振動子に発生するローレンツ力と逆向きにローレンツ力が発生する方向に前記励振電流を入力して振動させる補償振動工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の振動検出方法において、
前記検出振動子及び前記補償振動子は、前記ダイアフラム上で相互に対称な位置に設けられることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明の圧力検出方法は、
前記ダイアフラム上の中央部分に設けられた検出振動子及び補償振動子から振動周波数を検出する請求項４又は５に記載の第１の振動検出方法と、
前記ダイアフラム上の縁部分に設けられた検出振動子及び補償振動子から振動周波数を検出する請求項４又は５に記載の第２の振動検出方法と、
前記第１及び第２の振動検出方法により検出された振動周波数に基づいて、前記ダイアフラム上側に入力される第１の圧力と前記ダイアフラム下側に入力される第２の圧力との差圧を算出する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１、４に記載の発明によれば、検出振動子の振動周波数と、ダイアフラムの固有振動数とが一致しても、検出振動子及び補償振動子がダイアフラムに与える力を打ち消し合わせて、検出振動子とダイアフラムとの共振を防ぎ、検出振動子の発振停止を防ぐことができる。
【００１８】
請求項２、５に記載の発明によれば、検出振動子及び補償振動子がダイアフラムに与える力をより効率的に打ち消し合わせることができる。
【００１９】
請求項３、６に記載の発明によれば、検出振動子及びダイアフラムの共振を生じることなく検出された振動周波数に基づいて、ダイアフラムを境とした第１及び第２の圧力の差圧を正確に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００２１】
先ず、図１を参照して、本実施の形態の圧力検出装置としての圧力センサ１００の構成を説明する。図１に、圧力センサ１００の断面構成を示す。
【００２２】
本実施の形態の圧力センサ１００は、圧力Ｐ１と、圧力Ｐ２との差圧ΔＰを検出するセンサである。圧力センサ１００は、例えば、石油パイプライン等の流量計に利用されるものとする。例えば、流量Ｑは次式（２）により算出される。
Ｑ＝ｋ１（Ｐ１−Ｐ２）１／２  …（２）
但し、ｋ１：所定係数、Ｐ１：上流側の流体の圧力、Ｐ１：下流側の流体の圧力とする。例えば、パイプ内にドーナツ状のプレートを設け、そのプレートを境にして圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧を検出することにより流量Ｑが検出できる。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態の圧力センサ１００は、土台部１と、振動子部２，３と、ガラスベース４と、マグネット５と、を備える。ガラスベース４及びマグネット５の間にはギャップがあり、そのギャップ内に圧力媒体としてのシリコンオイル６が充填されている。
【００２４】
土台部１は、シリコンにより形成され、その下側に空洞部１２が形成され、空洞部１２上にダイアフラム１１が形成されている。振動子部２，３は、ダイアフラム１１上に形成されており、シリコンオイル６に接触されている。土台部１は、ガラスベース４上に形成される。ガラスベース４は、空洞部１２に対応する孔部４１が形成されている。マグネット５は、一定量及び一定方向の磁場Ｂを発生させる。また、空洞部１２及び孔部４１内には圧力媒体としてのシリコンオイル７が充填されている。
【００２５】
ダイアフラム１１の上側には、ギャップ内のシリコンオイル６を介して圧力Ｐ１が加えられている。ダイアフラム１１の下側には、空洞部１２及び孔部４１内のシリコンオイル７を介して圧力Ｐ２が加えられている。圧力センサ１００は、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧ΔＰを検出するセンサである。
【００２６】
図２に、土台部１上の振動子部２，３の配置を示す。図２に示すように、振動子部２は、Ｈ状の振動子組としての検出振動子２１と、補償振動子２２と、を有し、ダイアフラム１１の中央部分に形成される。振動子部３は、Ｈ形状の振動子組としての検出振動子３１及び補償振動子３２を有し、ダイアフラム１１の縁部分に形成される。検出振動子２１及び補償振動子２２が、ダイアフラム１１上でお互いに近傍の位置に形成されており、同様に、検出振動子３１及び補償振動子３２は、お互いに近傍の位置に形成されている。
【００２７】
マグネット５により、図２上で左から右に磁場Ｂが発生するものとする。検出振動子２１、補償振動子２２、検出振動子３１及び補償振動子３２の各両端部分の振動子（後述する第１及び第２振動子）は、磁場Ｂに対して垂直になるよう形成されている。
【００２８】
図３に、圧力センサ１００の演算部分の構成を示す。図３に示すように、圧力センサ１００は、振動検出装置としての振動検出部２０及び振動検出部３０と、圧力算出部４０と、を備える。振動検出部２０は、検出振動子２１の振動周波数ｆ１を検出して振動周波数ｆ１を示す信号を出力する。振動検出部２０は、検出振動子３１の振動周波数ｆ２を検出して振動周波数ｆ２を示す信号を出力する。
【００２９】
圧力算出部４０は、振動検出部２０から入力される振動周波数ｆ１を示す信号と、振動検出部３０から入力される振動周波数ｆ２を示す信号と、に基づいて、差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）を算出して出力する。差圧ΔＰは、次式（３）により算出される。
ΔＰ＝ｋ２（ｆ１２−ｆ２２）  …（３）
但し、ｋ２：所定係数である。振動子部２，３の２つの振動周波数を用いるのは、温度変化による土台部１自体の変形の影響を補償するためである。
【００３０】
圧力Ｐ２に比べて圧力Ｐ１が小さい場合、ダイアフラム１１は上側に撓む。逆に、圧力Ｐ２に比べて圧力Ｐ１が大きい場合、ダイアフラム１１は下側に撓む。ダイアフラム１１が上側に撓む場合、振動子部２の振動周波数ｆ１は大きくなり、振動子部３の振動周波数ｆ２は小さくなる。逆に、ダイアフラム１１が下側に撓む場合、振動子部２の振動周波数ｆ１は小さくなり、振動子部３の振動周波数ｆ２は大きくなる。
【００３１】
図４に、振動検出部２０の構成を示す。図４に示すように、振動検出部２０は、検出振動子２１と、補償振動子２２と、発振手段としてのアンプ２３及び電流源２４と、アース２５〜２７と、周波数検出手段としての周波数検出部２８と、を備えて構成される。
【００３２】
検出振動子２１は、第１振動子２１１と、第２振動子２１２と、第３振動子２１３と、を備えたＨ形状の振動子である。第１振動子２１１及び第２振動子２１２は、平行に設けられた同じ長さで梁状の導電性の振動子である。第３振動子２１３は、第１振動子２１１の中央部分と第２振動子２１２の中央部分と接続する絶縁性の振動子である
【００３３】
補償振動子２２は、第４振動子２２１と、第５振動子２２２と、第６振動子２２３と、を備えたＨ形状の振動子である。第４振動子２２１及び第５振動子２２２は、平行に設けられ、第１振動子２１１と同じ長さで梁状の導電性の振動子である。第６振動子２２３は、第４振動子２２１の中央部分と第５振動子２２２の中央部分と接続する絶縁性の振動子である
【００３４】
第１振動子２１１及び第２振動子２１２の両端は、固定されており、振動時に固定端となる。第４振動子２２１及び第５振動子２２２の両端も、同様に固定されている。
【００３５】
第１振動子２１１の一端（図で上側）は、電流源２４に接続され、第１振動子２１１の他端（図で下側）が第４振動子２２１の一端（図で下側）に接続される。第４振動子２２１の他端（図で上側）はアース２７に接続される。第２振動子２１２の一端（図上側）は、アンプ２３の一つの入力端に接続され、第２振動子２１２の他端（図下側）がアンプ２３のもう一つの入力端及びアース２６に接続される。アンプ２３の出力端は、電流源２４及び周波数検出部２８に接続される。また、電流源２４及び周波数検出部２８は、アース２５に接続される。
【００３６】
磁場Ｂ中の第１振動子２１１に電流源２４から交流の励振電流Ｉが入力されると、ローレンツ力の発生により、第１振動子２１１は振動周波数ｆ１で振動される。第１振動子２１１の振動は第３振動子２１３を介して第２振動子２１２に伝えられ、第２振動子２１２が振動周波数ｆ１で振動する。磁場Ｂ中の第２振動子２１２の振動により起電力が発生し、その起電力に対応する電圧Ｖがアンプ２３に入力される。アンプ２３は、電圧Ｖを増幅して電流源２４及び周波数検出部２８に出力する。
【００３７】
アンプ２３の増幅率をゲインＧとすると、電流源２４は、―ＧＶに対応する励振電流Ｉを生成して第１振動子２１１に帰還する。励振電流Ｉは、第２振動子２１２の運動方程式の減衰成分を打ち消すような値にされるため、第２振動子２１２には復元力のみが働く。このため、検出振動子２１の振動が継続される。
【００３８】
第１振動子２１１に流れる励振電流Ｉは、磁場Ｂ中の第４振動子２２１に入力され、ローレンツ力の発生により、第４振動子２２１も振動周波数ｆ１で振動する。第４振動子２２１の振動は第６振動子２２３を介して第５振動子２２２に伝えられ、第５振動子２２２が振動周波数ｆ１で振動する。
【００３９】
周波数検出部２８は、アンプ２３から出力される増幅後の電圧信号が入力され、この増幅後の電圧信号の振動周波数ｆ１を検出して振動周波数ｆ１を示す信号を圧力算出部４０に出力する。周波数検出部２８は、例えば、コンパレータ及びカウンタ等を備え、コンパレータにより、入力された増幅後の電流の電圧が所定電圧と比較され、カウンタにより所定電圧よりも大きくなった回数が計測されて、所定時間中の計測回数に対応する振動周波数を示す信号が出力される。
【００４０】
図５に、検出振動子２１及び補償振動子２２におけるローレンツ力Ｆ１，Ｆ２を示す。なお、図５では、見易くするために検出振動子２１及び補償振動子２２を上下に配列したが、実際の配列は図２のとおりとする。図５に示すように、第１振動子２１１及び第４振動子２２１の長さを長さＬとする。第１振動子２１１には、ＩＢＬの大きさのローレンツ力Ｆ１がダイアフラム１１に対して上向きに発生するものとする。ローレンツ力Ｆ１の反作用でダイアフラム１１にローレンツ力Ｆ１の逆向きの力が加わる。
【００４１】
これと同時に、第４振動子２２１には、ＩＢＬの大きさのローレンツ力Ｆ２がダイアフラム１１に対して下向きに発生する。ローレンツ力Ｆ２の反作用でダイアフラム１１にローレンツ力Ｆ２の逆向きの力が加わる。このため、検出振動子２１及び補償振動子２２の振動により、ダイアフラム１１に働く力が打ち消しあってダイアフラム１１には力がほとんどかからない。従って、温度上昇によりシリコンオイル６の粘度が低下し、振動周波数ｆ１と、ダイアフラム１１の固有振動数と、が一致したとしても、共振が起こらない。
【００４２】
振動検出部３０は、振動検出部２０と同様な構成を有し、検出振動子及び補償振動子が同じ磁場Ｂで振動周波数ｆ２の振動を行う。同様に、温度上昇によりシリコンオイル６、７の粘度が低下し、振動周波数ｆ２と、ダイアフラム１１の固有振動数と、が一致したとしても、共振が起こらない。
【００４３】
次に、図６及び図７を参照して、圧力センサ１００におけるダイアフラム１１の変位のシミュレーションモデル計算結果の一例を説明する。先ず、図６を参照して、検出振動子の振動周波数とダイアフラム１１の固有振動数とが一致した場合のシミュレーションモデル計算結果を説明する。図６（ａ）に、検出振動子の振動周波数とダイアフラム１１の固有振動数とが一致した場合の、時間に対するダイアフラムの変位を示す。図６（ｂ）に、同じく、時間に対する検出振動子及び補償振動子の変位を示す。ダイアフラム１１の固有振動数を６０［ｋＨｚ］とし、検出振動子の振動周波数を６０［ｋＨｚ］とする。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、圧力センサ１００の起動後の過渡現象を過ぎてからは、ダイアフラム１１の変位がほとんど変化していないことが分かる。また、図６（ｂ）に示すように、検出振動子の変位（Ｘ変位）と、補償振動子の変位（Ｚ変位）とについて、時間経過によらず、互いに１８０度位相がずれて、力を打ち消しあっていることが分かる。
【００４５】
次いで、検出振動子の振動周波数とダイアフラムの固有振動数とが一致し、検出振動子の振動周波数と補償振動子の振動周波数とに２％程度のずれがある振動子を使う場合のシミュレーションモデル計算結果を説明する。図７（ａ）に、検出振動子の振動周波数とダイアフラム１１の固有振動数とが一致し、検出振動子の振動周波数と補償振動子の振動周波数とに２％程度のずれがある振動子を使う場合の、時間に対するダイアフラムの変位を示す。図７（ｂ）に、同じく、時間に対する検出振動子及び補償振動子の変位を示す。ダイアフラム１１の固有振動数を８０［ｋＨｚ］とし、検出振動子の振動周波数を６０［ｋＨｚ］とする。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、ダイアフラム１１の変位の振幅は小さく抑えられていることが分かる。ちなみに、検出振動子及びダイアフラムに共振が発生した場合には、図７（ａ）で示される変位の５〜１０倍程度の変位が発生する。また、図７（ｂ）に示すように、検出振動子に対する補償振動子の悪影響は無く、検出振動子の変位（Ｘ変位）と、補償振動子の変位（Ｚ変位）とについて、位相ずれが経過時間により異なるが、共振しないので、かなり力が打ち消しあっていることが分かる。
【００４７】
以上、本実施の形態によれば、振動検出部２０，３０において、ダイアフラム１１上で検出振動子２１，３１を振動させるとともに、検出振動子２１，３１に発生するローレンツ力と逆向きにローレンツ力が働く方向に、補償振動子２２，３２が振動し、検出振動子２１，３１及び補償振動子２２，３２がダイアフラム１１に与える力が打ち消し合う。このため、検出振動子の振動周波数と、ダイアフラム１１の固有振動数とが一致しても、検出振動子２１，３１とダイアフラム１１との共振を防ぎ、検出振動子２１，３１の発振停止を防ぐことができる。
【００４８】
また、振動検出部２０，３０において、検出振動子２１，３１及び補償振動子２２，３２がダイアフラム１１上で相互に近傍の位置に設けられる。このため、検出振動子２１，３１及び補償振動子２２，３２がダイアフラム１１に与える力を効率的に打ち消し合わせることができる。
【００４９】
また、検出振動子２１，３１及びダイアフラム１１の共振が生じない振動検出部２０，３０で検出された振動周波数ｆ１，ｆ２に基づいて、圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰを算出する。このため、差圧ΔＰを正確に検出できる。
【００５０】
また、一般に、圧力媒体は、粘度が低いものほど、圧力伝達の応答速度が良好であるが、振動子とダイアフラムとの共振発生のおそれも高くなる。本実施の形態では、圧力媒体としてのシリコンオイル６に、正常動作時の温度で粘度の低いものを用いても、検出振動子２１，３１とダイアフラム１１との共振を防ぐことができる。このため、圧力（振動周波数）検出の応答速度を高めることができる。
【００５１】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る振動検出装置及び圧力検出装置の一例であり、これに限定されるものではない。
【００５２】
例えば、上記実施の形態において、振動検出部２０，３０を用いて、２つの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧を検出する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、振動検出部２０，３０において、ダイアフラム１１の上側又は下側の空間を、基準圧力となる空気等で満たし、空気等が満たされてない逆側に満たされたシリコンオイル等を介して圧力を検出する圧力センサとして構成することとしてもよい。ダイアフラム１１の片側を空気等に代えて真空とすれば、絶対圧力センサとなる。また、振動子部を用いて、温度計、密度計等を構成することとしてもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態において、ダイアフラム１１上における検出振動子２１，補償振動子２２（検出振動子３１，補償振動子３２）の位置関係を、お互いに近傍の位置としたが、これに限定されるものではない。理想的には、検出振動子及び補償振動子を重ね合わせるのが最も好ましいが、この構成の検出振動子及び補償振動子の形成が困難である。このため、検出振動子及び補償振動子の位置が近いほど好ましく、さらに検出振動子及び補償振動子のダイアフラム上で点対称の位置が好ましい。このように配置することにより、検出振動子及び補償振動子がダイアフラムに与える力をより効率的に打ち消し合わせることができる。また、第１振動子及び第４振動子それぞれの磁場Ｂに直交する長さ成分が同じとなる位置とすることが好ましい。
【００５４】
その他、上記実施の形態における圧力検出装置としての圧力センサ１００の細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】圧力センサ１００の断面構成を示す図である。
【図２】土台部１上の振動子部２，３の配置を示す図である。
【図３】圧力センサ１００の演算部分の構成を示す図である。
【図４】振動検出部２０の構成を示す図である。
【図５】検出振動子２１及び補償振動子２２におけるローレンツ力Ｆ１，Ｆ２を示す図である。
【図６】（ａ）は、検出振動子の振動周波数とダイアフラム１１の固有振動数とが一致した場合の、時間に対するダイアフラムの変位を示す図である。（ｂ）は、同じく、時間に対する検出振動子及び補償振動子の変位を示す図である。
【図７】（ａ）は、検出振動子の振動周波数とダイアフラム１１の固有振動数とが一致し、検出振動子の振動周波数と補償振動子の振動周波数とに２％程度のずれがある振動子を使う場合の、時間に対するダイアフラムの変位を示す図である。（ｂ）は、同じく、時間に対する検出振動子及び補償振動子の変位を示す図である。
【図８】（ａ）は、振動子部８，９を有する圧力センサの土台部１を示す図である。（ｂ）は、振動子部８の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  圧力センサ
１  土台部
２，３  振動子部
４  ガラスベース
５  マグネット
６，７  シリコンオイル
２０，３０  振動検出部
２１，３１  検出振動子
２１１  第１振動子
２１２  第２振動子
２１３  第３振動子
２２，３２  補償振動子
２２１  第４振動子
２２２  第５振動子
２２３  第６振動子
２３  アンプ
２４  電流源
２５〜２７  アース
２８  周波数検出部
４０  圧力算出部
８，９  振動子部
８１  第１振動子
８２  第２振動子
８３  第３振動子
【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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【図８】
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