加速度センサ

加速度センサの最新ニュースをまとめて検索！

加速度センサ
計測用（筐体入）

加速度センサ（かそくどせんさ）は、加速度を計測するセンサである。 加速度センサは一般に、機械式、光学式、半導体式の3種類に分類できる。 厳密な精度が要求される科学実験や地震計といった加速度の計測機器として利用される他に、歩数計や携帯電話の画面の上下方向を決めるのに使用されるなど、このセンサの用途は多岐に渡っている。

[編集] 機械式

機械式の加速度センサは一般に加速度計として知られ、コイルばねや板ばねによって加速度を計測するものを指す場合が多い。計測装置としてある程度の大きさと重量を占め、慣性質量が大きくなる傾向があるので、短時間での計測には向かず、また、ばね自身が振動をもたらすために共振域近くでの加速運動には大きな誤差が生じる。可動部での注油や金属部での錆びなどの機械ゆえの経時劣化という問題もある。一方では、高い精度が求められる「絶対重力加速度計」では、高真空容器内にコーナキューブという反射体を落下させて、その経過時間を測定することで地球の重力を精密に測るという計測器もある。

[編集] 光学式

光学式の加速度センサにはいくつかの形式があり、加速度によって生じる位置の変化を光学的に伝達する目的や検出・増幅するために使用され、光センサによって最終的には電気信号に変換する。FBG光ファイバ式では、重りに掛かる加速度をFBG（Fiber Bragg Grating）光ファイバへの張力とすることで、波長の変化を検出する。一度、半導体式加速度センサで測定したデータを光ファイバーに乗せて伝送する物を光学式と呼ぶ場合もあり、さまざまな形式が存在する。

静電容量型
上下方向の加速度を測定する。
1.アンカー電極 2.固定電極 3.中間電極 4.固定-可動電極間静電容量検出部 5.中間電極-可動電極静電容量検出部 6.梁構造

半導体ピエゾ抵抗型
1.上面図 2.ダイヤフラム 3.ピエゾ抵抗器 4.側面図 5.X軸またはY軸方向に加速度がかかった場合の側面図 6.重りが横に引かれピエゾ抵抗器に不等分の変化が検出される 7.Z軸方向に加速度がかかった場合の側面図 8.重りが縦に引かれピエゾ抵抗器に等分の変化が検出される

ガス温度分布型
2軸方向に測定できる。
1.上面図 2.ヒーター 3.側面図 4.温度計測抵抗ブリッジ

[編集] 半導体式

機械式や光学式の加速度センサでは製造・調整・保守に手間がかかりコストを押し上げ、小型化や知能化にも向かないため、近年の多様な装置に使用される加速度センサには半導体式の採用が多くなっている。いずれもMEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術を使ったものである^[1]。

[編集] 静電容量型

梁構造で支えられた微小な可動部でのわずかな位置変化を静電容量の変化として検出し、電気回路によって増幅・計測する。 静電容量を検出する櫛の歯型の構造を荒い箇所と細かな箇所の2種類を作ることで、検出精度を上げている。

[編集] ピエゾ抵抗型

シリコン半導体の製造技術によって、表面を円環状に薄く作りダイヤフラムを形成する。中央の重りをこの薄い金属で支えることで加速度による変位を検出しやすくする。 ダイヤフラムの位置変化をピエゾ抵抗素子によって検出し、電気回路によって増幅・計測する。 ダイヤフラムとピエゾ抵抗素子の取り付け方を工夫することで、3軸方向での加速度検出が可能になっている。

[編集] ガス温度分布型

空洞部中央で暖められたガスが加速度によって移動するのを、周囲の温度計測抵抗ブリッジの抵抗変化で検出し、電気回路によって増幅・計測する。 1つの素子で2軸方向までは検出できる。

[編集] 検出軸数

検出軸数によって1軸、2軸、3軸のセンサがある。 例えば携帯電話に使用されている3軸の加速度センサは、地球の重力加速度を計測することで携帯電話の傾きを検出し、画面が常に正しい向きで表示されるようにしている^[2]。なお、3軸加速度センサを参照。

[編集] 出典

[編集] 関連項目

• 加速度計
• 3軸加速度センサ
• 慣性計測装置
• ジャイロスコープ

[編集] 外部リンク

• 慣性センサ用語集