JP2012255669A

JP2012255669A - 加速度計測装置

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Publication number: JP2012255669A
Application number: JP2011127644A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Koyama; 光明小山; Takeshi Muto; 猛武藤; Hiroki Iwai; 宏樹岩井; Ryoichi Ichikawa; 了一市川
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-12-27
Also published as: TW201250253A; CN102818915A; CN102818915B; US20120312097A1; US8919201B2

Abstract

【課題】加速度を高精度にかつ容易に検出することができる加速度計測装置を提供すること。
【解決手段】揺動可能に設けられた振り子部材２の位置変位を検出し、アクチュエータ５を用いて振り子部材２の静止状態を保つようにフィードバック制御し、そのときのアクチュエータ５の出力を計測することで加速度を測定する加速度計測装置において、振り子部材２に可動電極３３（３５）を設け、その可動電極３３（３５）に対向するように設けられた固定電極３６（３８）、発振回路４１、水晶振動子４及び可動電極３３（３５）を電気的に直列に接続してループを形成する。このとき発振回路４１の発振周波数を計測することにより、可動電極３３（３５）と固定電極３６（３８）との間で形成される可変容量Ｃｖ１（Ｃｖ２）の大きさの変化を検出することで、振り子部材２の位置変位を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は圧電板例えば水晶板を用い、発振周波数に基づいて加速度を検出する技術に関する。

地震などの計測のために、微弱で低周波の加速度の検出が重要な課題となっており、このような測定を行うにあたって、できるだけ簡素な構造でありかつ高精度に測定することが要求されている。この微弱で低周波の加速度を検出するセンサとして、サーボ式の加速度計測装置がよく用いられている。

一般に、サーボ式加速度計測装置は、振り子、振り子位置検出器、振り子に力を作用させるアクチュエータ、振り子位置検出器による検出結果に基づいてアクチュエータを制御する調整部により構成されている。振り子は、錘とバネにより構成されており、バネの一端が加速度計測装置の容器に固定されていて、加速度計測装置に加速度が加わると慣性力の作用により容器に対して錘の位置が変位する。振り子の共振周波数は非常に低く設定されており、僅かな加速度でも振り子は大きく変位する。振り子の容器に対する変位は、振り子の共振周波数よりも低い周波数域では加わる加速度に比例する。振り子位置検出器は、振り子の容器に対する位置変位を検出するセンサである。アクチュエータは、振り子に設けられるコイルと容器に設けられる磁気回路とからなり、コイルに電流を流すことで発生する電磁気力により振り子の位置を変位させることができる。調整部は、振り子位置検出器で得られた振り子の位置変位データに基づき、アクチュエータのコイルに電流を流すためのものである。

この加速度計測装置に外力による加速度が加わると、慣性力により振り子の位置が変位する。このとき調整部からアクチュエータに電流を流して、慣性力と同じ大きさで反対向きの電磁気力を振り子に作用させることにより、振り子を静止状態に保つことができる。従って振り子位置検出器により振り子の位置変位を検出して、その位置変位をゼロにするようにアクチュエータを動作させることにより、振り子の位置変位をフィードバック制御し、このときのアクチュエータの出力、例えばコイルに流す電流値を計測することにより外力の加速度を測定することができる。このサーボ式加速度計測装置は、高精度かつ高分解能で測定可能周波数が０〜４００Ｈｚ程度という特徴がある。

サーボ式加速度計測装置のサーボ機構における振り子の位置検出方法としては、主に光学式とコンデンサ方式が用いられている。このうち光学式振り子位置検出器はレーザーダイオード、２素子の分割型フォトダイオード、レンズを使用しており、その検出方法は一種の差動法を採用している。しかし、この光学式振り子位置検出器は、構造が複雑であり、またフォトダイオードの寿命が短いという課題がある。コンデンサ方式の振り子位置検出器は、振り子の位置変位により変化するように静電容量が形成された構造をしており、この静電容量の変化を検出することで振り子位置を検出するものであるが、ノイズの影響は排除できない。このため加速度を高精度に検出することが困難である。

特許文献１には、可動電極に定電流を通電し、その可動電極と対向する固定電極に生じた誘導電流のパルス数を検知して加速度を検出する加速度センサについて記載されているが、これは本発明とは異なる。特許文献２には、静電容量変化検出型の加速度センサが記載されており、可動式のセンタープレートとその両側に設けられた固定プレートとの間に２つの可変容量を形成し、その２つの固定プレートに逆相となるパルスの電圧を夫々印加している。加速度が発生してセンタープレートの位置が変位することで両可変容量が変化し、このときの両固定プレートからセンタープレートに印加される電圧のパルスの位相のずれを検出して加速度を検出している。しかし、これは本発明とは異なる。

特開平７−１６７８８５号公報特開２００４−１９８３１０号公報

本発明は、このような背景の下になされたものであり、その目的は加速度を高精度にかつ容易に検出することができる加速度計測装置を提供することにある。

本発明の加速度計測装置は、
慣性力によって揺動しようとする振り子部材の基準位置からの変位分を検出し、その検出結果に基づいて当該振り子部材を基準位置に静止させるように操作部により前記振り子部材に外力を加え、このときの前記外力の大きさに基づいて、前記振り子部材に作用する加速度を評価する加速度計測装置において、
圧電板と、
この圧電板を振動させるために、当該圧電板の一面側及び他面側に夫々設けられた一方の励振電極及び他方の励振電極と、
前記一方の励振電極に電気的に接続された発振回路と、
前記振り子部材に設けられ、前記他方の励振電極に電気的に接続された可変容量形成用の可動電極と、
前記振り子部材とは離間して、前記可動電極に対向するように設けられると共に前記発振回路に接続され、前記振り子部材の揺動により前記可動電極との間の容量が変化してこれにより可変容量を形成する固定電極と、
前記発振回路の発振周波数に対応する周波数情報である信号を検出するための周波数情報検出部と、を備え、
前記発振回路から前記一方の励振電極、前記他方の励振電極、前記可動電極及び前記固定電極を経て前記発振回路に戻る発振ループが形成され、
前記周波数情報検出部にて検出された周波数情報は、前記振り子部材の位置の変位分を評価するためのものであることを特徴とする。

また、本発明の加速度計測装置は、
前記可動電極として、前記振り子部材を挟んで前記慣性力の働く方向に対向するように第１の可動電極及び第２の可動電極が設けられ、
前記固定電極として、第１の可動電極及び第２の可動電極に夫々対向するように前記振り子部材とは離間して、第１の固定電極及び第２の固定電極が設けられ、
前記発振回路の電気的な接続先を、前記第１の可動電極及び第１の固定電極間の第１の可変容量と、前記第２の可動電極及び第２の固定電極間の第２の可変容量との間で切り替え可能なように、切り替え部を設け、
前記周波数情報検出部は、前記切り替え部により時分割された前記第１の可変容量に対応する発振周波数及び前記第２の可変容量に対応する発振周波数の差分に応じた情報を求めるものであってもよい。
前記振り子部材は、支持部にて、その一端側で片持ちで支持されていてもよい。また前記振り子部材は、前記圧電板であるか、あるいはその一部に前記圧電板を含んでいてもよい。

本発明は、加速度により振り子部材が揺動して基準位置から変位したときにその変位分を、振り子部材側の可動電極とその可動電極に対向する固定電極との間の容量変化を介して圧電板の発振周波数の変化として捉えている。このため加速度を高精度にかつ容易に検出することができる。更に、可変容量を振り子の振れる方向に対して両側に形成することにより、発振周波数の変化を計測する際に差動法を適用することができるため、ノイズや温度特性の影響を抑制することができ、より一層高精度に加速度を検出することができる。

本発明の実施形態に係る加速度計測装置の要部を模式的に示す縦断側面図である。前記加速度計測装置に用いられる振り子部材の一面及び他面を示す平面図である。前記加速度計測装置の回路構成を示すブロック図である。前記加速度計測装置における振り子位置検出器の等価回路を示す回路図である。前記加速度計測装置を用いて取得した振り子部材の位置変位と発振周波数の差分との関係を示す特性図である。本発明に係わる他の実施形態を示す縦断側面図である。図６に示す加速度計測装置に用いられる振り子部材の一面及び他面を示す平面図である。本発明に係わる他の実施形態における振り子部材を示す斜視図である。

本発明の実施形態であるサーボ式加速度計測装置について説明する。本実施形態のサーボ式加速度計測装置は主に、位置制御の対象である振り子部材、発振周波数の変化に基づいて振り子の位置変位を検出しその位置変位データの電気信号を出力する振り子位置検出部、振り子位置検出部から受信した位置変位データに基づき、振り子が静止状態を保つようにアクチュエータの出力を制御する調整部、振り子に力を作用させるアクチュエータ及び例えばアクチュエータの駆動電力量から慣性力の加速度を算出するデータ処理部などにより構成される。図１は、本実施形態のサーボ式加速度計測装置を示す図であり、図１中、１は直方体形状の密閉型の例えば水晶からなる容器であり、内部に不活性ガス例えば窒素ガスが封入されている。なお容器１としては必ずしも密閉型の容器に限定されるものではない。この容器１は、絶縁基板１３に固定されている。

容器１内には、板状の振り子部材２が、その一端側における一面側及び他面側において、支持部に相当する容器１の内側壁の上方部位に導電性接着剤１０、１１、１２により固定されている。即ち振り子部材２は、容器１内の上部において、支持箇所を上にして鉛直方向に立てた状態で片持ち支持されている。振り子部材２は、その長手方向（鉛直方向）に沿って上の部分から、先ず導電性接着剤１０、１１、１２により容器１に固定されている被支持部２１、この被支持部２１よりも厚さが薄く形成されており、振り子部材２に慣性力が作用したときに撓もうとする撓み部２２、そして撓み部２２よりも厚さを厚くして質量を確保し、作用する慣性力をより大きくして振り子部材２の位置変位を検出し易くするための錘部２３の３つの部分に区分できる。振り子部材２は、被支持部２１を支点にして図１における左右方向（Ｘ方向）に振れる。錘部２３では、後述する第１の可動電極３３及び第２の可動電極３５の厚さを大きくすることにより錘として兼用してもよい。

振り子部材２の一面側における被支持部２１の表面には、図２（ａ）に示すように、引き出し電極３１が形成されている。この引き出し電極３１は、一面側の表面上に形成された導電路３２を介して、振り子部材２の錘部２３の一面側の表面に設けられた第１の可動電極３３と電気的に接続している。更にこの第１の可動電極３３は、錘部２３の一面側から他面側に振り子部材２の他端を通って折り返すように形成された導電路３４を介して、錘部２３の他面側の表面に設けられた第２の可動電極３５と電気的に接続している。本実施形態における導電路及び各種電極は、例えばスパッタ形成された金属薄膜よりなる。

振り子部材２の他面側における被支持部２１には、図２（ｂ）に示すように、左右方向（Ｙ方向）における両端部に例えば金属薄膜からなる引き出し電極５４、５６が夫々形成されている。この引き出し電極５４、５６は、夫々導電路５３、５５を介して、振り子部材２の他面側における撓み部２２の表面に設けられているコイル部５１内のコイルの両端に夫々電気的に接続されている。

容器１の内壁には、第１の可動電極３３及び第２の可動電極３５夫々に対向するように、第１の固定電極３６及び第２の固定電極３８が形成されている。第１の可動電極３３と第１の固定電極３６の間の隙間は第１の可変容量Ｃｖ１を形成しており、第２の可動電極３５と第２の固定電極３８の間の隙間は第２の可変容量Ｃｖ２を形成している。

容器１の内壁には、コイル部５１に対向するように、例えば永久磁石などを有する磁気回路５２が設けられている。コイル部５１のコイルは、コイルに通電したときに生じる磁束の向きがこの磁気回路５２に向くように設定されており、通電する電流の向きや大きさを調整することにより、振り子部材２の位置（振れ位置）の調整を行うことができる。コイル部５１と磁気回路５２とでアクチュエータ５が構成されている。

図３は加速度センサーの配線の接続状態を示し、図４は等価回路を示している。図４中、Ｌ１は水晶振動子の質量に対応する直列インダクタンス、Ｃ１は直列容量、Ｒ１は直列抵抗、Ｃ０は電極間容量を含む実効並列容量、Ｃoscは発振回路１４の負荷容量である。可動電極３３、３５と接続している引き出し電極３１は、図１及び図３に示すように、導電性接着剤１０、容器１及び絶縁基板１３を通る導電路３０を介して水晶振動子４に電気的に接続されている。そしてこの水晶振動子４は、発振回路４１の一端に電気的に接続されている。一方固定電極３６、３８は夫々、導電路３７、３９を介して切り替え部４２の切り替え接点側に接続されている。この切り替え部４２の固定接点側は、発振回路４１の他端に電気的に接続されており、発振回路４１を固定電極３７、３９間で交互に切り替え接続できるようになっている。水晶振動子４、発振回路４１及び切り替え部４２は、絶縁基板１３に固定されている容器３内に収納されている。この切り替え部４２による切り替えは、例えば１０Ｈｚの周期で（接続時間が１００ｍｓで）自動で行うように構成され、これにより第１の可変容量Ｃｖ１を介するループで得られる発振周波数ＦＬｘ１と第２の可変容量Ｃｖ２を介するループで得られる発振周波数ＦＬｘ２とが時分割で振り子位置検出部６に取り込まれることになる。

ここで、ＪＩＳＣ６７０１「水晶振動子通則」によれば、水晶発振回路の一般式は次の（１）式のように表される。

ＦＬ＝Ｆｒ×（１＋ｘ）
ｘ＝（Ｃ１／２）×１／（Ｃ０＋ＣＬ） ……（１）
ＦＬは、水晶振動子に負荷が加わったときの発振周波数であり、Ｆｒは水晶振動子そのものの共振周波数である。

本実施形態では、図３及び図４に示されるように、負荷容量ＣＬは、Ｃoscと可変容量Ｃｖが直列接続した合成容量である。従って（１）式におけるＣＬの代わりに（２）式で表されるｙが代入される。

ｙ＝１／（１／Ｃｖ＋１／Ｃosc） ……（２）
従って振り子部材２の位置が変化し、これにより可変容量ＣｖがＣｖ０からＣｖｘに変わったとすると、周波数の変化ｄＦＬは、（３）式で表される。

ｄＦＬ＝ＦＬ０−ＦＬｘ＝Ａ×Ｃosc^２×（Ｃｖｘ−Ｃｖ０）／（Ｂ×Ｃ）…（３）
ここで、
Ａ＝Ｃ１×Ｆｒ／２
Ｂ＝Ｃ０×Ｃosc＋（Ｃ０＋Ｃosc）×Ｃｖ０
Ｃ＝Ｃ０×Ｃosc＋（Ｃ０＋Ｃosc）×Ｃｖｘ
である。

また振り子部材２に加速度が加わっていないときのいわば基準状態（静止状態）にあるときにおける可動電極及び固定電極の間の離間距離をｄ０とし、振り子部材２に加速度が加わったときの前記離間距離をｄｘとすると、（４）式が成り立つ。

Ｃｖ０＝Ｓ×ε／ｄ０
Ｃｖｘ＝Ｓ×ε／ｄｘ ……（４）
ただしＳは可動電極及び固定電極の対向領域の面積、εは比誘電率である。
ｄ０は既知であることから、ｄＦＬとｄｘ（即ち、振り子部材２の位置変位Δｄ＝ｄ０−ｄｘ）とが対応関係にあることが分かる。

振り子位置検出部６では、第１の可変容量及び第２の可変容量夫々に対応する発振周波数ＦＬｘ１、ＦＬｘ２について、振り子部材２が静止位置にあるときの発振周波数（以下、基準周波数と言う）ＦＬ０１、ＦＬ０２との差分ΔＦ１（＝ＦＬ０１−ＦＬｘ１）、ΔＦ２（＝ＦＬ０２−ＦＬｘ２）を夫々算出し、更にこれら差分ΔＦ１、ΔＦ２をそれらに対応する基準周波数で夫々割った値である周波数変化率ΔＦ１／ＦＬ０１、ΔＦ２／ＦＬ０２を算出する。そしてこれら周波数変化率ΔＦ１／ＦＬ０１、ΔＦ２／ＦＬ０２の差分ΔＦを算出する。この変化率差分ΔＦから振り子部材２の位置変位Δｄを算出することができる。ここで言う位置変位Δｄとは、振り子部材２の静止位置における第１の可動電極と第１の固定電極との離間間隔（第１の離間間隔ｄｘ１）をｄ０１、第２の可動電極と第２の固定電極との離間間隔（第２の離間間隔ｄｘ２）をｄ０２としたときのΔｄ＝ｄ０１−ｄｘ１＝ｄｘ２−ｄ０２のことである。

図５は、振り子部材２の位置変位Δｄと発振周波数の差分ΔＦ１（ΔＦ２）との関係を示す実験データである。このように位置変位Δｄと発振周波数の差分ΔＦ１（ΔＦ２）とは一対一に対応する関係にあることから、発振周波数差分ΔＦ１（ΔＦ２）を測定することにより位置変位Δｄを算出することができる。また発振周波数差分ΔＦ１、ΔＦ２の変化率差分ΔＦを求めて、この変化率差分ΔＦから位置変位Δｄを算出することにより、ノイズや温度特性による悪影響を抑制することができる。このようにして振り子位置検出部６において算出された位置変位Δｄに相当する信号は、調整部６１に送信される。

調整部６１は、受信した位置変位Δｄの大きさに基づいて、例えばサイリスタ位相制御によりアクチュエータ５のコイル部５１のコイルに流す電流の大きさと向きを調整することで、位置変位Δｄを零にするようにアクチュエータ５を動作させて振り子部材２が基準位置において静止状態を維持するように制御する。また調整部６１は、アクチュエータ５により振り子部材２に作用させる電磁気力の大きさに相当する信号、例えばコイル部５１のコイルの電流値などを、データ処理部６２に送信する。

このデータ処理部６２は、例えばパーソナルコンピュータからなり、調整部６１から得られたアクチュエータ５の電磁気力の大きさに関する情報例えばコイル部５１のコイルに流れる電流値を基にして、事前にメモリに記憶してあるコイル部５１のコイルの電流値と振り子部材２に作用する加速度とを対応付けたデータテーブルを参照して慣性力の加速度を求める機能を有する。振り子部材２の静止状態を維持できている限り、検出対象である慣性力と、アクチュエータ５により振り子部材２に作用させる電磁気力の大きさとは釣り合っていることから、コイル部５１のコイルの電流値から慣性力の加速度を算出することができる。

続いて、本実施形態の作用について説明する。先ずこの加速度計測装置を容器１が予め決められた姿勢となるように振動検出対象物に固定する。この振動検出対象物が振動し、この加速度計測装置の振動計測方向の振動成分が生じると、振り子部材２の錘部２３に慣性力が作用する。そしてこの慣性力の大きさに応じて振り子部材２の撓み部２２が撓むため片方の離間間隔例えば第１の離間間隔はわずかに狭まり、逆にもう一方の離間間隔例えば第２の離間間隔はわずかに広がる。このため第１の可変容量は大きくなり、第２の可変容量は小さくなる。これにより第１の可変容量及び第２の可変容量夫々に対応する発振周波数が変化する。このときの発振周波数と基準周波数との差分ΔＦ１、ΔＦ２を振り子位置検出部６にて検出し、それらの差分ΔＦ１、ΔＦ２から振り子部材２の位置変位を算出する。この算出した位置変位のデータは随時調整部６１に送られており、調整部６１ではこの位置変位データに基づいて、例えばサイリスタ位相制御によりアクチュエータ５のコイル部５１のコイルに流す電流の大きさと向きを調整することで、位置変位が零になるように制御する。こうすることにより、実際には振り子部材２は基準位置、この例では垂直姿勢で静止状態を維持しているとみなすことができる。そして、例えばコイル部５１のコイルの電流値を常時監視することで、検出対象の振動の加速度を計測することができる。この加速度センサを３台用意し、夫々の振り子の振動方向が全て異なりかつ振動方向が３台同一平面上にならないように設置することにより、３次元の振動を測定することができる。

上述の実施形態によれば、加速度計測装置が振動することにより、その容器１の内部に片持ちで支持された振り子部材２にはその振動による慣性力が作用し、そのため振り子部材２が撓む。この結果振り子部材２が基準位置から変位し、振り子部材２の先端側に形成された可動電極３３（３５）とそれに対向する固定電極３６、３８との離間距離が変わるので、可変容量Ｃｖ１（Ｃｖ２）の容量が変化する。このため、この容量変化が発振周波数の変化ΔＦ１（ΔＦ２）として現れる。従って、振り子部材２の僅かな位置変位Δｄも発振周波数の変化ΔＦ１（ΔＦ２）として検出できるので、振り子部材２の位置変位Δｄを高精度に測定することができ、しかも装置構成が簡素である。

また、１つの振り子部材２に対して２つの可変容量Ｃｖ１、Ｃｖ２が形成されており、同一の温度環境に配置されているため、可変容量Ｃｖ１、Ｃｖ２に対応する各々の周波数が温度により変化したとしても、この変化分がキャンセルされ、結果として振り子部材２の位置変位Δｄに基づく周波数変化率の変化分だけを検出できるので、検出精度が高いという効果がある。

次に本発明の他の実施形態について、図６及び図７を用いて説明する。この実施形態では、上述の実施形態における振り子部材２の被支持部２１が水晶振動子４を兼ねるという点が上述の実施形態と異なる。先ず本実施形態における加速度計測装置の構造について説明する。上述の実施形態と同様の構造である場合には、上述の実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。本実施形態における振り子部材２ａは水晶からなる。この被支持部２１ａの一面側及び他面側には夫々励振電極２４ａ、２５ａが形成されている。一面側の励振電極２４ａは、導電路３２を介して可動電極３３に電気的に接続されている。他面側の励振電極２５ａは、導電路２６ａ、振り子部材２ａを容器１に固定するための導電性接着剤１０ａ及び図示しない導電路を介して発振回路４１の一端に接続されている。
この実施形態によれば、上述の実施形態の効果に加えて、振り子部材２とは別の場所に水晶振動子４の設置スペースを設ける必要がないため、加速度計測装置の小型化に寄与する。
本実施形態では振り子部材２全体が水晶からなっているが、被支持部２１ａにおける励振電極２４ａ、２５ａに挟まれている部分が水晶であればよい。

図８に他の実施形態に関する振り子部材２ｂを示す。この実施形態では、振り子部材２の形状が上述の実施形態のように板状ではなく、その水平面による断面が正方形となる棒状の振り子部材２となっており、撓み部２２は水平方向のどの方向にも撓むことが可能である。そして錘部２３の４つの側面には各々可動電極３３ｂ、３５ｂ、７０ｂ、７１ｂが形成されている。錘部２３を間に挟んで対向している２組の可動電極（３３ｂと３５ｂの組及び７０ｂと７１ｂの組）は各々、図示しない固定電極と対向して振り子部材２ｂの錘部２３ｂの表面に形成されている。即ち、第１の可変容量Ｃｖ１及び第２の可変容量Ｃｖ２の組が２組水平方向に対して直交して設けられていることになる。このような構成にすることにより、水平方向におけるあらゆる方向の振動について、加速度を検出できる。図８では、図を見易くするための便宜上、導電路及び端子は省略している。この実施形態では、第１の可変容量Ｃｖ１及び第２の可変容量Ｃｖ２の組を２組水平方向に対して直交して設けているが、直交していなくても２組が平行に設けられてさえいなければよい。

上述の実施形態では、電磁気力により振り子部材２の静止状態を維持するようにしたが、例えば静電気力など他の力を作用させて静止状態を維持してもよい。また上述の実施形態では、振り子部材２は片持ち支持の板状部材あるいは棒状部材であったが、本発明はそれに限らず、例えば振り子部材の両側を弾性部材で揺動可能に支持したものでもよい。

Ｃｖ１第１の可変容量
Ｃｖ２第２の可変容量
１容器
２振り子部材
３３、３５可動電極
３６、３８固定電極
４水晶振動子
４１発振回路
４２切り替え部
５アクチュエータ
５１コイル部
５２磁気回路
６振り子位置検出部
６１調整部
６２データ処理部

Claims

慣性力によって揺動しようとする振り子部材の基準位置からの変位分を検出し、その検出結果に基づいて当該振り子部材を基準位置に静止させるように操作部により前記振り子部材に外力を加え、このときの前記外力の大きさに基づいて、前記振り子部材に作用する加速度を評価する加速度計測装置において、
圧電板と、
この圧電板を振動させるために、当該圧電板の一面側及び他面側に夫々設けられた一方の励振電極及び他方の励振電極と、
前記一方の励振電極に電気的に接続された発振回路と、
前記振り子部材に設けられ、前記他方の励振電極に電気的に接続された可変容量形成用の可動電極と、
前記振り子部材とは離間して、前記可動電極に対向するように設けられると共に前記発振回路に接続され、前記振り子部材の揺動により前記可動電極との間の容量が変化してこれにより可変容量を形成する固定電極と、
前記発振回路の発振周波数に対応する周波数情報である信号を検出するための周波数情報検出部と、を備え、
前記発振回路から前記一方の励振電極、前記他方の励振電極、前記可動電極及び前記固定電極を経て前記発振回路に戻る発振ループが形成され、
前記周波数情報検出部にて検出された周波数情報は、前記振り子部材の位置の変位分を評価するためのものであることを特徴とする加速度計測装置。
前記可動電極として、前記振り子部材を挟んで前記慣性力の働く方向に対向するように第１の可動電極及び第２の可動電極が設けられ、
前記固定電極として、第１の可動電極及び第２の可動電極に夫々対向するように前記振り子部材とは離間して、第１の固定電極及び第２の固定電極が設けられ、
前記発振回路の電気的な接続先を、前記第１の可動電極及び第１の固定電極間の第１の可変容量と、前記第２の可動電極及び第２の固定電極間の第２の可変容量との間で切り替え可能なように、切り替え部を設け、
前記周波数情報検出部は、前記切り替え部により時分割された前記第１の可変容量に対応する発振周波数及び前記第２の可変容量に対応する発振周波数の差分に応じた情報を求めるものであることを特徴とする請求項１記載の加速度計測装置。
前記振り子部材は、支持部にて、その一端側で片持ちで支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の加速度計測装置。
前記振り子部材は、前記圧電板であるか、あるいはその一部に前記圧電板を含むことを特徴とする請求項３に記載の加速度計測装置。