物理量测量装置、电子设备和移动体制造方法及图纸

物理量测量装置、电子设备和移动体。物理量测量装置包含：传感器元件，其在驱动电极与检测电极之间形成耦合电容；以及电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，驱动电路向驱动电极供给驱动信号，检测电路根据来自检测电极的检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，故障诊断电路具有从检测信号或者检测信号的放大信号中提取耦合电容的静电泄漏成分的静电泄漏成分提取电路，并根据所提取的静电泄漏成分进行故障诊断。

【技术实现步骤摘要】
物理量测量装置、电子设备和移动体
本专利技术涉及物理量测量装置、电子设备和移动体等。
技术介绍
以往，已知有根据来自传感器元件的检测信号测量物理量的物理量测量装置。以陀螺仪传感器为例，物理量测量装置检测角速度等，作为物理量。陀螺仪传感器例如被组装到数字照相机、智能手机等电子设备或者汽车、飞机等移动体中，使用检测出的角速度等物理量进行抖动校正、姿势控制、GPS自主导航等。作为这样的物理量测量装置中的故障诊断方法，例如，已知有专利文献1、2、3、4所公开的现有技术。在专利文献1中，通过由检测单元检测由于传感器元件的检测板(检测元件)与驱动板(驱动元件)的机械耦合而引起的机械耦合信号，实现了故障诊断。在专利文献2中也同样，通过监视由于振子自身激励而产生的自振成分(泄漏振动)，实现了故障诊断。在专利文献3中，通过提取自振成分，由温度特性校正单元进行温度校正，实现了高精度的故障诊断。在专利文献4中，在故障诊断模式时，生成频率与驱动信号不同的角速度伪信号，将所生成的角速度伪信号与驱动信号叠加，并供给到振子的驱动电极。而且，根据经由振子的驱动电极与检测电极之间的静电耦合电容将角速度伪信号传播到检测电极而得的信号，生成虚拟的角速度检测信号，实现故障诊断。专利文献1：日本特开平8-327363号公报专利文献2：日本特开2000-171257号公报专利文献3：日本特开2010-25695号公报专利文献4：日本特开2010-43962号公报但是，在使用振动泄漏成分(自振成分、机械耦合信号)进行物理量测量装置的故障诊断的方法中，容易受到传感器元件的个体偏差的影响，存在故障诊断的判定精度变差的趋势。此外，在振动泄漏成分在构造上较少的传感器元件中，为了进行可靠的故障诊断，需要使用微调技术等高精度地修正期望的振动泄漏成分。此外，为了以电气方式提取振动泄漏成分，除对哥氏力进行检波的电路以外，还需要对振动泄漏成分进行检波的同步检波电路，从而芯片尺寸增大，妨碍产品的小型化、低成本化。例如，在上述专利文献4中，需要另外生成信号来用于故障诊断，还会由于信号的生成电路、叠加电路的不良情况而判定为故障，从而难以可靠地判定驱动路径和检测路径中的故障。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的，可作为以下方式或形式实现。本专利技术的一个方式涉及物理量测量装置，该物理量测量装置包含：传感器元件，其具有驱动电极和检测电极，在所述驱动电极与所述检测电极之间形成耦合电容；以及电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，所述驱动电路向所述驱动电极供给驱动信号，所述检测电路根据来自所述检测电极的检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，所述故障诊断电路具有静电泄漏成分提取电路，所述静电泄漏成分提取电路从所述检测信号或者所述检测信号的放大信号中，提取基于所述耦合电容的静电泄漏成分，所述故障诊断电路根据所提取的所述静电泄漏成分来进行故障诊断。在本专利技术的一个方式中，当驱动电路利用驱动信号来驱动传感器元件的驱动电极时，利用形成在驱动电极与检测电极之间的耦合电容，将驱动信号的静电泄漏成分传播到检测信号侧。然后，故障诊断电路具有的静电泄漏成分提取电路从检测信号或者检测信号的放大信号中提取该静电泄漏成分。然后，故障诊断电路根据提取出的静电泄漏成分进行物理量测量装置的故障诊断。这样，在本专利技术的一个方式中，利用由于驱动电极与检测电极的耦合电容而产生的静电泄漏成分，进行了故障诊断。静电泄漏成分是根据驱动电极和检测电极的构造等确定的耦合电容，因此，不易受到传感器元件的个体偏差的影响，能够提高故障诊断的判定精度。此外，使用检测信号或者该检测信号的放大信号进行故障诊断，因此，能够利用更小规模且简单的电路结构实现故障诊断。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述驱动电路输出作为矩形波的所述驱动信号，所述静电泄漏成分提取电路提取由于作为矩形波的所述驱动信号的上升沿或者下降沿而引起的、所述检测信号或者所述放大信号的变化，作为所述静电泄漏成分。这样，利用作为矩形波的驱动信号进行驱动，由此，能够增大由静电泄漏成分而引起的电压电平的变化幅度，与使用作为正弦波的驱动信号相比，能够提高故障诊断的判定精度。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述静电泄漏成分提取电路具有被输入所述检测信号或者所述放大信号的微分电路，利用所述微分电路提取所述静电泄漏成分。如果使用这样的微分电路，则能够提取在微分电路的输出信号中出现的脉冲信号，作为静电泄漏成分，能够实现更高判定精度的故障诊断。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述故障诊断电路包含：波高值转换电路，其对作为所述微分电路的输出信号的、脉冲信号的波高值进行转换，输出转换电压；以及判定电路，其进行来自所述波高值转换电路的所述转换电压与阈值电压的比较判定，从而进行所述故障诊断的判定。由此，能够通过如下的简单判定处理来实现故障诊断，即、将与静电泄漏成分对应的脉冲信号的波高值转换为转换电压，并对该转换电压与阈值电压进行比较。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述故障诊断电路包含：计数器电路，其进行作为所述微分电路的输出信号的、脉冲信号的计数处理；以及判定电路，其根据所述计数器电路的计数值，进行所述故障诊断的判定。由此，能够利用进行在微分电路的输出信号中出现的脉冲信号的计数处理这一简单的电路结构，实现使用了静电泄漏成分的故障诊断的判定处理。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，在所述检测电路检测所述物理量信息的检测期间，所述故障诊断电路进行所述故障诊断。由此，能够实现例如始终确认物理量测量装置是否正在正常工作的始终故障诊断等。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述传感器元件包含基部、驱动臂和检测臂，在所述基部设置有驱动用端子和检测用端子，以覆盖所述基部的所述驱动用端子和所述检测用端子的方式设置有电介质。通过设置这样的电介质，能够增大形成在驱动电极与检测电极之间的耦合电容的电容值，能够增大静电泄漏成分，因此，能够实现高判定精度的故障诊断。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，向所述检测电路输入第1检测信号和第2检测信号，作为所述检测信号，所述故障诊断电路根据所述第1检测信号、所述第2检测信号或者作为所述第1检测信号、所述第2检测信号的放大信号的第1放大信号、第2放大信号，进行所述故障诊断。由此，不仅在第1、第2检测信号双方的检测路径中产生了故障的情况下，在第1、第2检测信号的一方的检测路径中产生了故障的情况下，也能够适当地检测故障产生。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述检测电路包含：第1电荷/电压转换电路，其对所述第1检测信号进行放大，输出第1放大信号；以及第2电荷/电压转换电路，其对所述第2检测信号进行放大，输出第2放大信号，所述静电泄漏成分提取电路提取来自所述第1电荷/电压转换电路、所述第2电荷/电压转换电路的所述第1放大信号、所述第2放大信号的所述静电泄漏成分。如果这样使用来自第1、第2电荷/电压转换电路的第1、第2放大信号，则与使用第1、第2检测信号的情况相比，能够在静电泄漏成分被放大后的状态下提取该泄漏成分，因此，可实现故障诊断的判定精度提高。此外，在本专利技术的一个方式中，也可以是，所述检测电路包含：差动放大器，其进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理量测量装置，其特征在于，包含：传感器元件，其具有驱动电极和检测电极，在所述驱动电极与所述检测电极之间形成耦合电容；以及电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，所述驱动电路向所述驱动电极供给驱动信号，所述检测电路根据来自所述检测电极的检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，所述故障诊断电路具有静电泄漏成分提取电路，所述静电泄漏成分提取电路从所述检测信号或者所述检测信号的放大信号中，提取基于所述耦合电容的静电泄漏成分，所述故障诊断电路根据所提取的所述静电泄漏成分来进行故障诊断。

【技术特征摘要】
2017.09.28 JP 2017-1873011.一种物理量测量装置，其特征在于，包含：传感器元件，其具有驱动电极和检测电极，在所述驱动电极与所述检测电极之间形成耦合电容；以及电路装置，其具有驱动电路、检测电路和故障诊断电路，所述驱动电路向所述驱动电极供给驱动信号，所述检测电路根据来自所述检测电极的检测信号，检测与物理量对应的物理量信息，所述故障诊断电路具有静电泄漏成分提取电路，所述静电泄漏成分提取电路从所述检测信号或者所述检测信号的放大信号中，提取基于所述耦合电容的静电泄漏成分，所述故障诊断电路根据所提取的所述静电泄漏成分来进行故障诊断。2.根据权利要求1所述的物理量测量装置，其特征在于，所述驱动电路输出作为矩形波的所述驱动信号，所述静电泄漏成分提取电路提取由于作为矩形波的所述驱动信号的上升沿或者下降沿而引起的、所述检测信号或者所述放大信号的变化，作为所述静电泄漏成分。3.根据权利要求1所述的物理量测量装置，其特征在于，所述静电泄漏成分提取电路具有被输入所述检测信号或者所述放大信号的微分电路，利用所述微分电路提取所述静电泄漏成分。4.根据权利要求3所述的物理量测量装置，其特征在于，所述故障诊断电路包含：波高值转换电路，其对作为所述微分电路的输出信号的、脉冲信号的波高值进行转换，输出转换电压；以及判定电路，其进行来自所述波高值转换电路的所述转换电压与阈值电压的比较判定，从而进行所述故障诊断的判定。5.根据权利要求3所述的物理量测量装置，其特征在于，所述故障诊断电路包含：计数器电路，其进行作为所述微分电路的输出信号的、脉冲信号的计数处理；以及判定电路，其根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田丰，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP