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公開番号2025080305
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-26
出願番号2023193380
出願日2023-11-14
発明の名称加速度センサ
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類G01P 15/125 20060101AFI20250519BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物の状態検出に必要となる情報を正確且つ容易に取得する。
【解決手段】速度センサ(1B)は、対象物の加速度の検出結果を示す信号を出力するよう構成されたセンサ素子(11)と、センサ素子の出力信号に基づく加速度信号に対し包絡線検波処理を行うことで包絡線信号を生成するよう構成された包絡線検波回路(23)と、複数の要素帯域の夫々について包絡線信号の信号成分を抽出し、要素帯域ごとに包絡線信号の信号成分の強度データを導出するよう構成された周波数解析回路(16)と、を備える。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
対象物の加速度の検出結果を示す信号を出力するよう構成されたセンサ素子と、
前記センサ素子の出力信号に基づく加速度信号に対し包絡線検波処理を行うことで包絡線信号を生成するよう構成された包絡線検波回路と、
複数の要素帯域の夫々について前記包絡線信号の信号成分を抽出し、前記要素帯域ごとに前記包絡線信号の信号成分の強度データを導出するよう構成された周波数解析回路と、を備える
、加速度センサ。
続きを表示（約 750 文字）【請求項２】
前記包絡線検波回路は、前記センサ素子の出力信号に基づくアナログの加速度信号に対し前記包絡線検波処理を行うことでアナログの包絡線信号を生成し、
前記包絡線検波回路と前記周波数解析回路との間にＡＤ変換回路が設けられ、
前記ＡＤ変換回路は、前記アナログの包絡線信号をデジタルの包絡線信号に変換し、
前記周波数解析回路は、前記デジタルの包絡線信号に基づき各強度データを導出する
、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項３】
前記センサ素子と前記包絡線検波回路との間にＡＤ変換回路が設けられ、
前記ＡＤ変換回路は、前記センサ素子の出力信号に基づくアナログの加速度信号をデジタルの加速度信号に変換し、
前記包絡線検波回路は、前記デジタルの加速度信号に対し前記包絡線検波処理を行うことでデジタルの包絡線信号を生成し、
前記周波数解析回路は、前記デジタルの包絡線信号に基づき各強度データを導出する
、請求項１に記載の加速度センサ。
【請求項４】
前記周波数解析回路は、導出された各強度データを記憶するよう構成された記憶回路を備える
、請求項１～３の何れかに記載の加速度センサ。
【請求項５】
解析対象期間における前記センサ素子の出力信号に基づく前記強度データの群が前記周波数解析回路にて導出され、
前記記憶回路は、互いに異なる複数の解析対象期間に対して導出された複数の強度データの群を蓄積記憶する
、請求項４に記載の加速度センサ。
【請求項６】
前記強度データは実効値又はパワーを表す
、請求項１～３の何れかに記載の加速度センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、加速度センサに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な種類の加速度センサが広く用いられている。加速度センサはセンサ素子を用いて対象物の加速度を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／２３９６９２号
【０００４】
［概要］
対象物は状態によっては、特定の周波数の振動を発することがある。このため、センサ素子を用いて得られる加速度信号の周波数解析を通じて、対象物の状態を検出（推定）することが検討される。但し、加速度信号には様々な周波数成分が含まれることが多く、良好な周波数解析には工夫が必要となる。
【０００５】
本開示の一態様に係る加速度センサは、対象物の加速度の検出結果を示す信号を出力するよう構成されたセンサ素子と、前記センサ素子の出力信号に基づく加速度信号に対し包絡線検波処理を行うことで包絡線信号を生成するよう構成された包絡線検波回路と、複数の要素帯域の夫々について前記包絡線信号の信号成分を抽出し、前記要素帯域ごとに前記包絡線信号の信号成分の強度データを導出するよう構成された周波数解析回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、本開示の実施形態に係るシステムの全体構成図である。
図２は、本開示の実施形態に係り、通常状態における対象機器の可動機構の振動波形図である。
図３は、本開示の実施形態に係り、特定状態における対象機器の可動機構の振動波形図である。
図４は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、加速度センサの内部構成図である。
図５は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、加速度センサで生成される加速度信号及び包絡線信号の波形例を示す図である。
図６は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、周波数解析回路の内部構成図である。
図７は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、第１～第ｎ要素帯域の関係図である。
図８は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、帯域成分抽出回路の構成図である。
図９は、本開示の実施形態に属する第１実施例に係り、包絡線信号のパワースペクトルと周波数解析回路にて生成される強度データ群との関係図である。
図１０は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、加速度センサの内部構成図である。
図１１は、本開示の実施形態に属する第２実施例に係り、周波数解析回路の内部構成図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、機能部、回路、素子又は部品等の名称を省略又は略記することがある。また、任意の回路素子、配線、ノードなど、回路を形成する複数の部位間についての接続とは、特に記述なき限り、電気的な接続を指すと解して良い。
【０００８】
図１に本開示の実施形態に係るシステムの全体構成を示す。図１に示されるシステムは、加速度センサ１と、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）２と、対象機器３と、バス４と、を備える。
【０００９】
加速度センサ１は、半導体基板上に形成された半導体集積回路を有する半導体チップと、半導体チップを収容する筐体（パッケージ）と、筐体から加速度センサ１の外部に対して露出する複数の外部端子と、を備えた電子部品（半導体装置）である。半導体チップを樹脂にて構成された筐体内に封入することで加速度センサ１が形成される。
【００１０】
加速度センサ１は対象機器３における所定位置に取り付けられる。対象機器３は加速度が検出されるべき対象物の例である。対象機器３はベアリング等を有する可動機構を有し、可動機構の運動によって振動が発生する。加速度センサ１は当該振動が発生する箇所に取り付けられ、当該振動による加速度が加速度センサ１にて検出される。以下の説明において、加速度とは、特に記述なき限り、対象機器３の振動による加速度（対象機器３の振動に伴う対象機器３の加速度）を指す。
（【００１１】以降は省略されています）

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