物理量传感器组件、倾斜仪以及构造物监视装置的制作方法

本发明涉及物理量传感器组件等。

背景技术：

1、在构成检测加速度等物理量的物理量传感器组件的物理量传感器中，存在输出值相对于物理量的关系不为线性的非线性的问题。为了校正该非线性，例如，已知一种结构：在物理量传感器的一种即用于检测加速度的静电容量型物理量传感器中，设置用于切换输出的放大率的非线性校正电路(例如，参考专利文献1)。

2、专利文献1：日本特开平9-33563号公报

3、但是，当设置设置有非线性校正电路这样的专用电路或专用机构时，存在物理量传感器组件的电路规模变大、成本增大的技术问题。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述课题的至少一部分而提出的，能够作为以下的方式或者应用例实现。

2、用于解决上述课题的第一方式是物理量传感器组件，包括：频率变化式物理量传感器，频率根据物理量的变化而变化；基准信号振荡部，输出基准信号；频率δ-σ调制部，使用基于从所述频率变化式物理量传感器输出的被测量信号的动作信号，对所述基准信号进行频率δ-σ调制，生成频率δ-σ调制信号；第一滤波器，设置于所述频率δ-σ调制部的输出侧，与所述被测量信号同步动作；第二滤波器，设置于所述第一滤波器的输出侧，与所述基准信号同步动作；以及锁存器，设置于所述第一滤波器和所述第二滤波器之间，与所述基准信号同步动作，所述频率变化式物理量传感器对所述物理量的输出信号特性具有非线性。

3、根据第一方式，通过组合使设置于频率δ-σ调制部的输出侧的滤波器与被测量信号同步动作的第一滤波器，以及与基准信号同步动作的第二滤波器，能够校正所述被测量信号的非线性，所述被测量信号为频率变化式物理量传感器的输出。因此，不需要设置设置有非线性校正电路这样的专用电路或专用机构，能够低成本地校正从物理量传感器输出的被测量信号的非线性而不使物理量传感器组件大型化。

4、第二方式的物理量传感器组件，在第一方式中，通过所述第一滤波器和所述第二滤波器的组成而实现的作为滤波器特性的截止频率低于所述频率变化式物理量传感器的结构谐振频率。

5、根据第二方式，通过第一滤波器以及第二滤波器，能够降低显著地出现振动整流误差的结构谐振频率导致的噪声成分。

6、第三方式的物理量传感器组件，在第二方式中，所述结构谐振频率是根据所述频率变化式物理量传感器的结构确定的频率。

7、根据第三方式，能够通过频率变化式物理量传感器的结构确定结构谐振频率。

8、第四方式的物理量传感器组件，所述第一滤波器的输入输出特性被设定为用于使所述被测量信号的非线性接近线性的特性。

9、根据第四方式，通过使作为频率变化式物理量传感器的输出的被测量信号通过第一滤波器，以使所述被测量信号具有的非线性被校正为接近线性，并作为物理量传感器组件的输出。

10、第五方式的物理量传感器组件，在第四方式中，所述第一滤波器是能够通过滤波器抽头数来改变平滑化定时的平滑滤波器，所述滤波器抽头数设定在使由于所述非线性而出现的所述被测量信号的振动整流误差降低的平滑化定时。

11、根据第五方式，通过根据滤波器抽头数来改变作为平滑化滤波器的第一滤波器的平滑化定时，降低作为频率变化式物理量传感器的输出的被测量信号的振动整流误差，因此能够校正所述被测量信号具有的非线性。

12、第六方式的物理量传感器组件，在第五方式中，所述滤波器抽头数能够从外部进行设定变更。

13、根据第六方式，由于能够从外部设定变更第一滤波器的滤波器抽头数，因此，针对每个物理量传感器组件，能够根据频率变化式物理量传感器的特性适当地设定或者重新设定第一滤波器的滤波器抽头数。

14、第七方式的物理量传感器组件，在第五或第六方式中，所述第一滤波器能够通过所述平滑化定时的变更量的疏密不同的多个滤波器抽头数来改变所述平滑化定时。

15、根据第七方式，根据平滑化定时的变更量的疏密不同的多个滤波器抽头数，对作为频率变化式物理量传感器的输出的被测量信号的非线性的校正程度的调整变得容易。

16、第八方式的物理量传感器组件，在第一至第五方式中的任一个，所述物理量是加速度。

17、根据第八方式，在检测加速度的物理量传感器组件中，能够具有上述第一至第五方式的效果。

18、第九方式的倾斜仪，具备：第八方式的物理量传感器组件；以及计算部，根据所述物理量传感器组件的输出计算倾斜角度。

19、根据第九方式，能够实现倾斜角度的计算精度比以往提高的倾斜仪。

20、第十方式的惯性测量装置，是安装于移动体的惯性测量装置，具备：第八方式的物理量传感器组件；角速度物理量传感器组件；以及电路部，根据所述物理量传感器组件的输出和所述角速度物理量传感器组件的输出来计算所述移动体的姿势。

21、根据第十方式，能够实现移动体的姿势的计算精度比以往提高的惯性测量装置。

22、第十一方式的构造物监视装置，具备：安装于构造物的第八方式的物理量传感器组件；发送部，安装于所述构造物，发送所述物理量传感器组件的输出；接收部，接收来自所述发送部的发送信号；以及计算部，根据所述接收部的接收信号计算所述构造物的倾斜角度。

23、根据第十一方式，能够实现构造物的倾斜角度的计算精度比以往提高的构造物监视装置。

24、第十二方式的移动体，具备：第八方式的物理量传感器组件；以及控制部，根据所述物理量传感器组件的输出信号，控制加速、制动以及转向中的至少一个，根据所述物理量传感器组件的输出而切换自动运行的实施或不实施。

25、根据第十二方式，能够实现自动运行的品质相比于以往提高的移动体。

技术特征：

1.一种频率比测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的频率比测量装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的频率比测量装置，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的频率比测量装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的频率比测量装置，其特征在于，

6.根据权利要求2或3所述的频率比测量装置，其特征在于，

7.根据权利要求2或3所述的频率比测量装置，其特征在于，

8.根据权利要求6所述的频率比测量装置，其特征在于，

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的频率比测量装置，其特征在于，

10.一种物理量传感器组件，其特征在于，包括：

11.一种移动体，其特征在于，包括：

技术总结
一种物理量传感器组件、倾斜仪以及构造物监视装置，提供够校正物理量传感器的输出信号的非线性的技术，而不使物理量传感器组件大型化。物理量传感器组件(1)具备：频率变化式物理量传感器(3)，频率根据物理量的变化而变化；基准信号振荡部(5)，输出基准信号；频率Δ‑Σ调制部(10)，使用基于作为频率变化式物理量传感器(3)的输出的被测量信号的动作信号，通过对基准信号进行频率Δ‑Σ调制，生成频率Δ‑Σ调制信号；第一低通滤波器(20)，设置于频率Δ‑Σ调制部(10)的输出侧，与作为频率变化式物理量传感器(3)的输出的被测量信号同步动作；第二低通滤波器(60)，设置于第一低通滤波器(20)的输出侧，与基准信号同步动作。

技术研发人员：佐藤健太,轰原正义
受保护的技术使用者：精工爱普生株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15