加速度センシングの原理はシンプルで信頼できる原理、すなわち惯性质量に関するニュートンの第2法则に従っています。
加速度センサのエレメントの基本构成はボディ、スプリングとマスです。センサボディの速度が変化すると、マスはスプリングを介して変化に従うような力を受けます。マスの変化には力が必要です。この力によってスプリングは曲げられ、ボデーとマスの距离が、ボデーの加速度に比例して変化します。
センサの作動原理は、ボデーとマス間の動き方の検出方法により異なります。容量式センサでは、ボデーとマスは互いに絶縁されていて、その静電容量 (荷電蓄積容量) が測定されます。距離が減少すると、静電容量が増加し、電流がセンサ方向に流れます。距離が増加すると、逆になります。センサはボデーの加速度を電流、電荷、電圧のいずれかに変換します。
基本とするテクノロジーはセンサの微小容量変化の计测で、优れた性能により、センサのわずかな动きを検出する用途に非常に适しています。加速度センシングエレメントは単体结晶シリコンとガラスでできています。それによりセンサには、时间と温度に関して、抜群の信頼性、无类の精度、杰出した安定性が备わります。
1gのセンシングエレメントは標準で50,000gを超える加速度に耐えられます (1g=地球の引力による加速度) 。容量式センシングエレメントはプラスとマイナスの両方向の加速度を計測し、静的加速度ならびに振動もセンシングします。
弊社の低g加速度センサと傾斜センサの心臓部は、対称にバルクマイクロマシニングで作られた加速度センシングエレメントで、2つのキャパシターを備えています。対称であるため、温度依存性とクロスアクシスが減少し、リニアリティが向上します。密封性は陽極接合 (ハーメチックシール) でウエハーを相互に接合することにより実現できます。
これにより、センシングエレメントのパッケージ化が容易になり、信頼性が向上し、センサ内でガスダンピングの利用が可能になります。
弊社の3轴加速度センサの设计コンセプトは、1轴加速度センサで用いられているソリューションを踏袭しています。3轴加速度センサエレメントには、1轴センサエレメントで培われた技术、バルク惭贰惭厂や静电容量検出机构などを活用しています。
センサエレメント内部には复数のマスがあり、このマスはシリコンウェハの表面近傍にあるトーションスプリングで保持されています。バルク惭贰惭厂で作られたこれらのマスは表面惭贰惭厂に比べて厚みや重さがあり、高感度?低ノイズを実现しています。
検出结果は、これら复数のマスのベクトル合成结果になります。マスの上下に静电容量検出机能が构成されています。このマスに加速度が加えられると、トーションスプリングにより、マスは回転方向に动かされます。この动きに合わせて、マス上下の静电容量が変化します。
复数のマスのベクトル成分を内部础厂滨颁で合成计算し、製品の齿、驰、窜方向の検出加速度として出力します。计算结果により、3轴いずれも高精度な线形応答が得られます。