振动整流误差校正电路及其校正值调整方法与流程

本发明涉及振动整流误差校正电路、物理量传感器模块、结构物监视装置及振动整流误差校正电路的校正值调整方法。

背景技术：

在包括传感器元件的装置或系统中，当传感器元件输出的输出信号的线性(直线性)相对于施加到传感器元件的施加信号良好时，施加信号为正弦波振动时的输出信号的平均值为零。另一方面，在传感器元件输出的输出信号相对于施加到传感器元件的施加信号为非线性(非直线性)的装置或系统中，输出信号相对于施加信号产生失真。在对具有这种非线性的装置或系统输入了正弦波振动作为施加信号的情况下，输出信号的平均值有时不为零。这种输出信号中包含振动整流误差(vre：vibrationrectificationerror)。

振动整流误差是由具有非直线性的装置或系统产生的误差信号，原本不包含在施加信号中。这种整流误差信号可能对连接到装置或系统的后级的处理系统或应用系统的性能造成影响。例如，在使用具有非线性的传感器的测量装置中，由于该非线性引起的振动整流误差，测量精度可能降低。另外，例如在用于环境计测的加速度传感器中，期望对于宽动态范围的信号具有低漂移(低误差)的性能，以便测量结构振动环境、声音振动环境的宽频的振动分量。

一般来说，作为减少振动整流误差的技术，已知有如下技术：在加速度传感器中设置复原力致动器，并基于加速度传感器的检测信号对复原力致动器进行反馈控制，从而减少振动整流误差。由此，减轻振动整流误差造成的影响。具体而言，将已知的振动信号沿规定轴供给至加速度传感器，测量振动整流误差。然后，调整反馈增益设定值，直到该振动整流误差小于规定的阈值。

这里，在专利文献1中公开有在检测加速度等物理量的物理量传感器中，针对输出值相对于施加的物理量的非直线性等问题，校正非直线性的技术。

专利文献1：特开平9-33563号公报

然而，由于振动整流误差为非线性，因此用于校正振动整流误差的校正运算复杂，用于校正振动整流误差的运算负荷可能增大。

技术实现要素：

本发明涉及的振动整流误差校正电路的一方面包括第一校正电路，所述第一校正电路基于从能够检测物理量的传感器元件输出的被测量信号获得数字值，并通过基于将所述数字值偏置而得的值的乘积的校正函数来校正所述数字值的振动整流误差。

在所述振动整流误差校正电路的一方面中，可选地，所述校正函数是二次函数，所述二次函数的二次系数是1。

在所述振动整流误差校正电路的一方面中，可选地，包括：频率δ-σ调制电路；以及第二校正电路，所述第二校正电路包括第一滤波电路和第二滤波电路，并基于所述第一滤波电路的滤波特性和所述第二滤波电路的滤波特性来校正所述振动整流误差，所述频率δ-σ调制电路生成使用基于所述被测量信号的动作信号对基准信号进行频率δ-σ调制而得的频率δ-σ调制信号，所述第一滤波电路设置于所述频率δ-σ调制电路的输出侧，并与所述动作信号同步地进行动作，所述第二滤波电路设置于所述第一滤波电路的输出侧，并与所述基准信号同步地进行动作，所述第二滤波电路的输出信号被输入到所述第一校正电路。

本发明涉及的物理量传感器模块的一方面包括：所述振动整流误差校正电路的一方面；以及所述传感器元件。

在所述物理量传感器模块的一方面中，可选地，所述传感器元件检测质量、加速度、角速度、角加速度、静电电容以及温度中至少任一方作为物理量。

本发明涉及的结构物监视装置的一方面包括：所述物理量传感器模块的一方面；接收部，接收来自安装于结构物的所述物理量传感器模块的检测信号；以及计算部，基于从所述接收部输出的信号，计算所述结构物的倾斜角度。

在本发明涉及的振动整流误差校正电路的校正值调整方法的一方面中，所述振动整流误差校正电路包括：第一校正电路，基于从能够检测物理量的传感器元件输出的被测量信号获得数字值，并通过基于将所述数字值偏置而得的值的乘积的校正函数来校正所述数字值的振动整流误差；频率δ-σ调制电路，使用基于所述被测量信号的动作信号，对基准信号进行频率δ-σ调制，生成频率δ-σ调制信号；以及第二校正电路，所述第二校正电路包括第一滤波电路和第二滤波电路，并基于所述第一滤波电路的滤波特性和所述第二滤波电路的滤波特性来校正所述振动整流误差，所述第一滤波电路设置于所述频率δ-σ调制电路的输出侧，并与所述动作信号同步地进行动作，所述第二滤波电路设置于所述第一滤波电路的输出侧，与所述基准信号同步地进行动作，并向所述第一校正电路输出信号，所述校正值调整方法包括：第一调整工序，调整所述第一校正电路的所述校正函数的校正值；以及第二调整工序，调整所述第二校正电路的所述第一滤波电路和所述第二滤波电路的滤波特性，所述第一调整工序在所述第二调整工序之前进行。

附图说明

图1是示出第一实施方式的传感器输出检测电路的功能块的框图。

图2是用于说明振动整流误差(vre)的概要的图。

图3是示出施加物理量与振荡频率的关系的图。

图4是示出振荡频率与倒数计数值的关系的图。

图5是示出施加物理量与倒数计数值的关系的图。

图6是示出fdsm电路的结构的电路图。

图7是示出第一实施方式的低频带校正电路的结构的电路图。

图8是示出第二实施方式的低频带校正电路的结构的电路图。

图9是示出第三实施方式的传感器输出检测电路的功能块的框图。

图10是示出高频带校正电路的结构的框图。

图11是示出第一滤波电路的结构的电路图。

图12是示出第二滤波电路的结构的电路图。

图13的(1)～(3)是用于说明调整高频带校正电路40的输入输出特性的非线性的原理的图。

图14是示出校正值和滤波特性的调整顺序的流程图。

图15是用于说明校正值和滤波特性的调整方法的图。

图16是示出物理量传感器模块的结构的立体图。

图17是物理量传感器模块的分解立体图。

图18是说明传感器元件的概要结构的立体图。

图19是说明加速度检测器的概要结构的截面图。

图20是示出实施vre校正前后的vrc的变化的图。

图21是结构物监视装置的结构图。

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的优选实施方式进行说明。使用的附图是为了便于说明。需要注意的是，下面说明的实施方式不对权利要求书中记载的本发明的内容进行不当限定。另外，下面说明的结构并非全部都是本发明的必需构成要件。

1传感器输出检测电路

1.1第一实施方式

图1是示出第一实施方式的传感器输出检测电路1的功能块的框图。如图1所示，第一实施方式的传感器输出检测电路1包括fdsm(频率δ-σ调制：frequencydelta-sigmamodulator)电路2和vre(振动整流误差：vibrationrectificationerror)校正电路3。

基准信号clk和例如从如图18所记载的能够检测物理量的传感器元件输出的被测量信号x被输入到传感器输出检测电路1。传感器输出检测电路1通过倒数计数方式测量被测量信号x与基准信号clk的频率比，并将该频率比作为倒数计数输出信号out输出。需要说明的是，在下面的说明中，假设从传感器元件输出的被测量信号x被直接输入到传感器输出检测电路1来进行说明，但也可以将基于被测量信号x的动作信号输入到传感器输出检测电路1。这里，基于被测量信号x的动作信号是与被测量信号x相关的信号，并且也包括被测量信号x本身。需要说明的是，本实施方式的传感器元件是频率根据物理量的检测电平而发生变化的频率变化型传感器元件。

在如本实施方式所示的频率变化型传感器元件中，包括该传感器元件的系统的输入输出关系为非线性的情况下，有时会产生整流振动误差(下面称为vre：vibrationrectificationerror)。

图2是用于说明vre的概要的图。在对施加于传感器元件的施加物理量和从传感器元件输出的振荡频率为线性的系统施加了正弦波振动作为施加物理量时，如图2中实线所示，从该传感器元件输出的信号作为正弦波振动的信号而输出。因此，对从传感器元件输出的信号进行整流而得的整流信号的平均值理想上为零。即，在施加于传感器元件的施加物理量和从传感器元件输出的振荡频率为线性时，从传感器元件输出的信号不产生漂移分量。

另一方面，在对施加于传感器元件的施加物理量和从传感器元件输出的振荡频率为非线性的系统施加了正弦波振动作为施加物理量时，如图2中虚线所示，从该传感器元件输出的信号作为相对于所施加的正弦波振动产生失真的信号而输出。因此，对从传感器元件输出的信号进行整流而得的整流信号的平均值有时不为零。即，在施加于传感器元件的施加物理量和从传感器元件输出的振荡频率为非线性时，从传感器元件输出的信号中可能产生漂移分量。在这种输入输出关系为非线性的系统中，将输出信号中产生的漂移分量称为vre。

这里，使用图3至图5，对产生vre的因素进行具体说明。

图3是示出施加于传感器元件的施加物理量与从传感器元件输出的振荡频率的关系的图。在图3中，以横轴为施加物理量、纵轴为振荡频率而例示出具有非线性的传感器元件的施加物理量与振荡频率的关系。另外，在图3中用点划线例示了假设传感器元件的输入输出特性为线性时的施加物理量与振荡频率的关系。需要说明的是，图3所示的施加物理量的基准值d0是在稳定状态下施加于传感器元件的物理量，此外，振荡频率的基准值f0是施加物理量为基准值d0时的振荡频率。

在图3所示的示例中，施加物理量大于基准值d0以及小于基准值d0时的振荡频率比假设传感器元件的输入输出特性为线性时的振荡频率低。

图4是示出从传感器元件输出的振荡频率与对应于该振荡频率的倒数计数值的关系的图。在图4中，以横轴为振荡频率、纵轴为倒数计数值而示出了振荡频率与倒数计数值的关系。另外，图4中用点划线例示出假设将倒数计数值校正为相对于振荡频率为线性时的、振荡频率与倒数计数值的关系。需要说明的是，图4所示的倒数计数值的基准值c0是传感器元件的振荡频率为基准值f0时的倒数计数值。

在图4所示的示例中，振荡频率大于基准值f0时以及小于基准值f0时的倒数计数值比校正为相对于振荡频率为线性的倒数计数值大。

图5是示出基于图3和图4的、施加物理量与倒数计数值的关系的图。在图5中，以横轴为施加物理量、纵轴为倒数计数值而示出了检测值与倒数计数值的关系。另外，在图5中用点划线例示出假设施加物理量和倒数计数值为线性时的、施加物理量与倒数计数值的关系。

在图5所示的示例中，在施加物理量大于基准值d0时以及小于基准值d0时，倒数计数值比假设线性的倒数计数值高。这种情况下的倒数计数值和点划线的偏离成为产生vre的主要原因。

另外，在图5所示的示例中，叠加产生如图3所示的由传感器元件的输入输出特性引起的非线性以及如图4所示的由倒数计数值引起的非线性。即，在传感器元件的输入输出特性具有非线性、并进一步地通过倒数方式测量出从传感器元件输出的振荡频率的情况下，vre可能变大。这种vre可能对与包括传感器元件的装置或系统的后级连接的处理系统或应用系统的性能造成影响，一般来说，通过校正电路将施加物理量与最终输出值的关系校正为线性。

第一实施方式中的传感器输出检测电路1具有vre校正电路3，该vre校正电路3减轻用于校正这种vre的运算负荷，而且用于提高校正精度。下面，具体说明第一实施方式中的传感器输出检测电路1的结构。需要注意的是，在下面的说明中，虽对通过倒数方式测量从传感器元件输出的振荡频率的情况进行说明，但即使在利用直接计数方式测量从传感器元件输出的振荡频率的情况下，也可以进行校正而获得同样的效果。

返回到图1，fdsm电路2生成使用基于被测量信号x的动作信号对基准信号clk进行频率δ-σ调制而得的fdsm信号(频率δ-σ调制信号)sfdsm。

图6是示出fdsm电路2的结构的电路图。fdsm电路2包括计数电路21、d触发器电路22、23以及减法器24。需要说明的是，在图6中，为了简化图示，d触发器电路22和d触发器电路23分别仅图示出一个，但实际上存在n个d触发器电路22和d触发器电路23。

基准信号clk被输入到计数电路21。计数电路21对基准信号clk的上升沿进行计数。然后，生成表示计数值的n位的计数值dcnt。

n个d触发器电路22各自与被测量信号x的上升沿同步地取入并保持从计数电路21输出的n位的计数值dcnt。

n个d触发器电路23各自与被测量信号x的上升沿同步地取入并保持由n个d触发器电路22各自所保持的n位的计数值dcnt。

减法器24从n个d触发器电路22各自保持的n位的信号的值中减去n个d触发器电路23各自所保持的n位的值，并输出fdsm信号sfdsm。即，从减法器24输出的fdsm信号sfdsm的值相当于被测量信号x的最近一个周期中的基准信号clk的边沿数量。

如上所述，fdsm电路2将与从传感器元件输出的被测量信号x的频率具有相关关系的倒数计数值作为fdsm信号sfdsm输出。

返回到图1，vre校正电路3包括低频带校正电路30。vre校正电路3对从fdsm电路2输出的fdsm信号sfdsm中包含的vre进行校正并将其作为倒数计数输出信号out输出。

具体而言，包括在vre校正电路3中的低频带校正电路30包括以因式分解的形式表现的vre校正函数。于是，低频带校正电路30通过运算该vre校正函数的各因数的积，从而对从能够检测物理量的传感器元件输出的被测量信号x的vre进行校正。这里，通过低频带校正电路30校正的vre的频带优选设定为具备检测物理量的传感器元件的装置或系统设为测量对象的频带。

如上所述，由于包括传感器元件的系统的输入输出关系的非线性而产生vre。即，vre相对于施加到传感器元件的施加物理量以及随着施加物理量而变化的传感器元件的振荡频率具有非线性。因此，为了消除非线性，用以传感器元件的振荡频率为变量的多项式来表示用于校正vre的vre校正函数。然而，在使用多项式实施vre的校正时，随着vre校正函数的次数增加，积的运算次数增加，其结果，vre校正电路3的运算负荷有可能增大。在第一实施方式所示的vre校正函数中，可以减少随着校正函数即多项式的次数的增加而增加的积的运算次数，减轻vre校正中的vre校正电路3的运算负荷。

式(1)是低频带校正电路30中包含的vre校正函数的一例。需要说明的是，在式(1)中，将是输入到低频带校正电路30的信号且从传感器元件输出的振荡频率的倒数计数值设为作为数字值的检测值c，并将在用于校正vre的运算中使用的校正值设为校正值a1～ap。这里，第一实施方式中的检测值c相当于图1所示的fdsm信号sfdsm。另外，校正值a1～ap是为了校正vre而任意设定的值，能够根据传感器元件和包括传感器元件的装置或系统的各种结构的特性而任意设定。

out＝(c-a1)·(c-a2)·…·(c-ap)…(i)

图7是示出相当于式(1)的低频带校正电路30的结构的电路图。如图7所示，低频带校正电路30基于从能够检测物理量的传感器元件输出的被测量信号x获得作为数字值的检测值c，并通过基于用校正值a1～ap对检测值c进行偏置(bias)而得的值的乘积(乘法)的校正函数来校正检测值c的振动整流误差。

如图7所示，低频带校正电路30包括p个减法器31(31-1～31-p)和p-1个乘法器32(32-1～32-(p-1))。

减法器31-1从自fdsm电路2输出的fdsm信号sfdsm中减去校正值a1。另外，减法器31-2从fdsm信号sfdsm中减去校正值a2。下面同样地，减法器31-i(i是1～p中任一个)从fdsm信号sfdsm中减去校正值ai。减法器31-i的输出值相当于对fdsm信号sfdsm进行偏置而得的值。需要说明的是，校正值a1～ap可以从传感器输出检测电路1的外部进行设定、变更，另外，例如也可以存储在未图示的寄存器等中。

乘法器32-1将从减法器31-1输出的信号与从减法器31-2输出的信号相乘。

乘法器32-2将从乘法器32-1输出的信号与从减法器31-3输出的信号相乘。另外，乘法器32-3将从乘法器32-2输出的信号与从减法器31-4输出的信号相乘。下面同样地，乘法器32-j(j是2～p-1中任一个)将从乘法器32-(j-1)输出的信号与从减法器31-(j+1)输出的信号相乘。然后，乘法器32-(p-1)将从乘法器32-(p-2)输出的信号与从减法器31-p输出的信号相乘，并将乘法结果作为倒数计数输出信号out输出。

如上所述，在第一实施方式的传感器输出检测电路1中，通过在设置于vre校正电路3的低频带校正电路30中使用以因式分解的形式表现的p次的校正函数来进行vre的校正，能够通过p-1次的乘积的运算来校正vre。由此，能够减少在校正运算时产生的乘积的运算次数而不降低vre的校正精度，并且能够减轻vre的校正运算的负荷。

另外，能够减少积的运算次数，因此也能够降低传感器输出检测电路1的结构的复杂性。

需要说明的是，上述低频带校正电路30相当于第一实施方式中的“第一校正电路”。

1.2第二实施方式

接着，说明第二实施方式的传感器输出检测电路1。第二实施方式的传感器输出检测电路1与第一实施方式的不同之处在于，低频带校正电路30中包含的vre校正函数是以因式分解的形式表现的二次多项式，并且以因数的乘方表示。需要说明的是，在说明第二实施方式的传感器输出检测电路1时，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。

vre是由于输入的施加物理量而从传感器元件输出的振荡频率的函数，如果由施加物理量引起的振荡频率为一定，则vre的大小与由施加物理量引起的传感器元件的输出信号的振幅的平方成比例。即，vre校正函数也可以是二次函数。如第一实施方式所示，当vre校正函数是三次以上的函数时，能够提高基于校正函数的vre的跟随性，并能提高vre的校正精度。另一方面，当vre校正函数是二次函数时，能够进一步减少在vre的校正运算时产生的乘积的运算次数，并能进一步减轻随着vre的校正的运算负荷。

式(2)是以二次多项式表现的vre校正函数的一例。这里，式(2)所示的系数a是表示vre校正函数的校正灵敏度的常数，基准值c0是上述倒数计数值的基准值。

式(2)的第一项所示的检测值c相当于从fdsm电路2输出的倒数计数值。另外，第二项是从检测值c减去基准值c0而得的值的平方的a倍，相当于vre。即，在式(2)所示的vre校正函数中，通过从包含vre的倒数计数值即检测值c中减去vre来进行vre的校正运算。

out＝c-a·(c-c0)²…(2)

另外，式(3)是将式(2)展开后的多项式。

out＝-a·c²+(1+2·a·c0)·c+c0²…(3)

这里，在式(3)中，表示vre校正函数的校正灵敏度的系数a是设定成使得传感器元件和传感器输出检测电路1的特性接近线性的值。因此，也可以使式(2)的第一项为1/a倍来替代使式(2)的第二项为a倍，可得到使特性接近线性的同等的vre校正效果。换言之，在用二次函数表示的vre校正函数中，也可以以二次系数为1的方式进行校正。由此，在vre校正函数的运算中，能够省略二次项中的系数a的乘积的运算，能够减轻vre校正函数的运算负荷。另外，在vre的校正中，系数a的正负表示vre校正函数的斜率。即，系数a可以为正也可以为负。

综上，表示vre校正函数的式(3)的多项式也可以如式(4)表示。

式(5)是第二实施方式中的vre校正函数的一例。

out＝(c-a1)·(c-a2)…(5)

另外，式(6)是将式(5)展开后的多项式。

out＝c²-(a1+a2)·c+a1·a2…(6)

这里，vre校正函数以针对物理量未施加于传感器元件时、即施加物理量的基准值d0的倒数计数值为基准，校正为接近线性即可。因此，vre校正函数对于基于从传感器元件输出的振荡频率的检测值c，校正以基准值c0为基准时的斜率即可。因此，在式(4)和式(6)中，与检测值c有关的系数相同即可，换言之，式(6)所示的校正值a1、a2设定为满足式(7)的关系即可。

这里，校正值a1、a2是根据包括传感器元件的系统的特性而设定的任意的值，在第二实施方式中，满足式(7)的关系即可。因此，校正值a1和校正值a2也可以是相同的值，在这种情况下，式(7)如式(8)所示。

综上，第二实施方式中的vre校正函数通过使式(5)所示的校正值a1、a2为共同的校正值a，可以表示为如式(9)所示的因数的乘方。由此，能够降低电路的复杂性，而无需保持多个校正值。

out＝(c-a)²…(9)

这里，使用图8，对用于实现式(9)的结构的低频带校正电路30的电路结构进行说明。图8是示出与式(9)相当的低频带校正电路30的结构的电路图。低频带校正电路30包括减法器31和乘法器32。

减法器31从自fdsm电路2输出的fdsm信号sfdsm减去校正值a。

将从减法器31输出的信号分支，并将该分支后的信号分别输入到乘法器32。即，乘法器32对从减法器31输出的信号进行平方。然后，乘法器32将运算结果作为倒数计数输出信号out输出。

在如上所述构成的低频带校正电路30中，无需保持多个校正值a(a1～ap)，因此，不需要用于保持多个校正值a(a1～ap)的寄存器等。进一步地，各因数是共同的，因此可以由一个减法器31进行vre的校正运算。因此，在第二实施方式的传感器输出检测电路1中，能够使vre校正电路3进一步小型化。

如上所述，在第二实施方式的传感器输出检测电路1中，通过在设置于vre校正电路3的低频带校正电路30中利用以因式分解的形式表现的二次校正函数进行vre的校正，可获得与第一实施方式的传感器输出检测电路1相同的效果。另外，可以进一步减少在校正运算时产生的积的运算次数。

另外，在第二实施方式的传感器输出检测电路1中，通过在设置于vre校正电路3的低频带校正电路30中使以因式分解的形式表现的vre校正函数的各因数所包含的校正值a1、a2为相同的校正值a，从而可以减少用于存储校正值的寄存器等。进一步地，通过使之为共同的校正值a，减法器31也可以是共同的。因此，可以使vre校正电路3和低频带校正电路30小型化。

需要说明的是，上述低频带校正电路30相当于第二实施方式中的“第一校正电路”。

1.3第三实施方式

图9是示出第三实施方式的传感器输出检测电路1的功能块的框图。如图9所示，第三实施方式的传感器输出检测电路1与第一实施方式及第二实施方式的传感器输出检测电路1的不同之处在于，vre校正电路3还包括高频带校正电路40。需要说明的是，图9所示的低频带校正电路30也可以是第一实施方式和第二实施方式的任一结构。另外，在说明第三实施方式的传感器输出检测电路1时，对与第一实施方式及第二实施方式相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。

从fdsm电路2输出的fdsm信号sfdsm、被测量信号x以及基准信号clk被输入到高频带校正电路40。然后，高频带校正电路40的输出信号作为检测值c被输入到低频带校正电路30。

图10是示出高频带校正电路40的结构的框图。高频带校正电路40包括第一滤波电路41、d触发器电路42和第二滤波电路43。在高频带校正电路40中，第一滤波电路41设置于fdsm电路2的输出侧，与被测量信号x同步地进行动作。第二滤波电路43设置于第一滤波电路41的输出侧，与基准信号clk同步地进行动作。需要说明的是，第二滤波电路43的输出信号被输入到低频带校正电路30。其中，高频带校正电路40基于第一滤波电路41和第二滤波电路43的滤波特性进行vre的校正。另外，d触发器电路42设置在第一滤波电路41与第二滤波电路43之间，与基准信号clk同步地保持第一滤波电路41的输出并将其输出到第二滤波电路43。

这里，由高频带校正电路40校正的vre的频带在具备检测物理量的传感器元件的装置或系统中优选设定为估计vrc变大的频带。估计vrc变大的频带例如可举出包括装置或系统所具有的固有频率的频带等。

图11是示出第一滤波电路41的结构的电路图。第一滤波电路41包括加法器44、47、48、延迟电路45、50、52、减法器46、51、53以及抽取器49。第一滤波电路41的各部与被测量信号x同步地进行动作。延迟电路45所示的延迟数n1、延迟电路50所示的延迟数n2、延迟电路52所示的延迟数n3分别表示滤波器抽头数，并且也可以从传感器输出检测电路1的外部进行设定变更。包括第一滤波电路41所包含的构成要素中的加法器44、延迟电路45以及减法器46的前级部分作为移动平均滤波器发挥功能。另外，包括第一滤波电路41所包含的构成要素中的加法器47、48、抽取器49、延迟电路50、52以及减法器51、53的后级部分作为cic(cascadedintegratorcomb；级联积分梳状)滤波器发挥功能。

图12是示出第二滤波电路43的结构的电路图。第二滤波电路43包括加法器56、延迟电路57以及减法器58。第二滤波电路43的各部与基准信号clk同步地进行动作。延迟电路57所示的延迟数n4表示滤波器抽头数，并且也可以从传感器输出检测电路1的外部进行设定变更。第二滤波电路43作为移动平均滤波器发挥功能。

在图10至图12所示的高频带校正电路40中，通过任意地设定、变更第一滤波电路41的延迟数n1、n2、n3以及第二滤波电路43的延迟数n4，能够任意地设定、变更高频带校正电路40的输入输出特性。

具体而言，第一滤波电路41作为基于被测量信号x进行动作的多级移动平均滤波器发挥功能。在将抽取器49的抽取率设为r时，第一滤波电路41的输出信号相对于输入信号的相位延迟与(n1-1+r·(n2+n3-1))/2个时钟相应的量。

第二滤波电路43作为基于基准信号clk进行动作的移动平均滤波器发挥功能。第一滤波电路41的输出信号被输入到第二滤波电路43。然后，第二滤波电路43基于延迟数n4依次取出输入的信号进行平滑化。

如此，高频带校正电路40通过各自设定延迟数n1、n2、n3、n4，从而调整截止频率和平滑化定时，实现任意的输入输出特性。

此时，通过连结第一滤波电路41和第二滤波电路43而实现的高频带校正电路40的截止频率在具备传感器元件的装置或系统中设定为比估计vrc变大的频带略低。由此，能够减轻估计vrc变大的频带的信号对从传感器输出检测电路1输出的倒数计数输出信号out的影响。

这里，使用图13对高频带校正电路40的动作进行说明。图13是用于说明调整高频带校正电路40的输入输出特性的非线性的原理的图。在图13的(1)～(3)各图中，将向右方向作为时间的推移，从上开始依次图示出基准信号clk、被测量信号x以及从第二滤波电路43输出的采样信号。另外，在图13中，用短竖线示出基准信号clk以及被测量信号x的上升沿的定时。进一步地，在图13中，将表示在被测量信号x的上升沿的定时进行动作的第一滤波电路41的输出信号的数值一并记于被测量信号x的各上升沿之间。需要说明的是，在图13的说明中，为了方便起见，以简单的比率示出基准信号clk、被测量信号x以及采样信号各自的周期，并且将仅加进相位差的值作为第一滤波电路41的输出值，但并不限于此。

第二滤波电路43在基准信号clk的上升沿的定时通过与基准信号clk同步地进行动作的d触发器电路42取入第一滤波电路41的输出信号进行平滑化处理。然后，第二滤波电路43将平滑化处理的结果输出到低频带校正电路30。在图13中，着眼于任意的动作定时t1，用短竖线示出平滑化期间的开始时间点和结束时间点，连同平滑化处理的中途经过一并记载了表示第二滤波电路43的输出信号的数值。需要说明的是，该平滑化期间的长度由基于基准信号clk的时钟周期和第二滤波电路43的延迟电路57的延迟数n4确定。

第一滤波电路41在被测量信号x的上升沿的定时取入fdsm信号sfdsm，并输出平滑化处理的结果。fdsm信号sfdsm是被测量信号x的频率fx与基准信号clk的频率fc的频率比fc/fx。也就是说，第一滤波电路41对该被测量信号x与基准信号clk的频率比fc/fx进行平滑化处理。需要说明的是，该平滑化期间的长度和延迟量由基于被测量信号x的时钟周期和第一滤波电路41的延迟数n1、n2、n3确定。

图13的(1)中示出基准信号clk的频率fc与被测量信号x的频率fx的比为一定的整数值的示例。在频率fc与频率fx之比为一定的整数值时，第一滤波电路41的平滑化处理的结果是与被测量信号x的频率fx相应的一定的值。需要说明的是，在图13的(1)中，为了便于说明，将包含于被测量信号x的上升沿之间的基准信号clk的上升沿数量即“4”作为表示第二滤波电路43的输出信号的数值而示出。

然后，第二滤波电路43在基准信号clk的上升定时取入第一滤波电路41的输出信号，并输出平滑化处理的结果。在图13中，作为第二滤波电路43的平滑化处理的结果，示出了简单地对平滑化期间取入的值进行累计而得的值。需要说明的是，图13的(1)所示的示例中的采样信号是“64”。

图13的(2)相对于图13的(1)示出了在保持被测量信号x的重复区间中的倒数计数值的总和的状态下进行fm调制后以使输入信号的相位与输出信号的相位为同相的方式对第一滤波电路41的延迟数n1、n2、n3进行调整的示例。通过fm调制，被测量信号x的上升沿的定时周期性地变化，作为平滑化处理的结果的第一滤波电路41的输出值也周期性地变化。随着该变化，在图13的(2)中，倒数计数值也变化为“5”、“3”。第二滤波电路43基于基准信号clk累计“5”或“3”。根据该定时对倒数计数值进行加权。在图13的(2)中，将输入信号的相位和输出信号的相位调整为同相。因此，倒数计数值越大，进行越大的加权。需要说明的是，图13的(2)所示的示例中的采样信号是“68”。

图13的(3)中示出在如图13的(2)那样对被测量信号x进行了fm调制的情况下以使输入信号的相位与输出信号的相位相反的方式调整第一滤波电路41的延迟数n1、n2、n3的示例。

通过fm调制，被测量信号x的上升沿的定时周期性地变化、并且作为平滑化处理的结果的第一滤波电路41的输出值也周期性地变化这一点与图13的(2)的情况相同。另外，在图13的(3)中，倒数计数值也变化为“5”、“3”，但与图13的(2)相位相反。第二滤波电路43基于基准信号clk累计“5”或“3”。即，对倒数计数值进行加权这一点也相同。然而，在图13的(3)中，将输入信号的相位和输出信号的相位调整为相位相反，因此倒数计数值越小，进行越大的加权。需要说明的是，在图13的(3)所示的示例中的采样信号是“60”。

一般来说，通过在对被测量信号x进行了fm调制之后调整输入信号的相位和输出信号的相位，能够控制从第二滤波电路43输出的采样信号所具有的直流分量的漂移量。在图13的示例中，对于没有漂移时的采样信号“64”，通过使第一滤波电路41的输入输出关系为同相而能将采样信号调整为“68”，另外，通过使第一滤波电路41的输入输出关系为反相位而能将采样信号调整为“60”。进而，通过进一步调整第一滤波电路41的相位，还可以控制中间值的漂移量。

另外，根据上述机制，通过设置用于调整从第一滤波电路41输出信号的定时的结构，由于第二滤波电路43的输出信号发生变化，所以即使不改变截止频率也能够控制漂移量。

需要说明的是，在如图13的(1)所示被测量信号x的频率不发生变动时，即使在从第一滤波电路41输出信号的定时延迟的情况下，第一滤波电路41的平滑化期间的长度或其处理结果也不发生变动。因此，第二滤波电路43的输出不发生变动。

这样，通过进行第一滤波电路41的延迟数n2、n3的设定变更，能够使从第一滤波电路41输出信号的定时延迟，其结果，能够使高频带校正电路40的输入输出特性产生非线性。

于是，通过以相对于传感器元件和传感器输出检测电路1原本具有的输入输出特性的非线性消除使高频带校正电路40产生的非线性的方式进行调整，从而能够削弱传感器元件和传感器输出检测电路1原本具有的输入输出特性的非线性的影响。由此，能够使传感器元件和传感器输出检测电路1整体的输入输出特性接近线性，能够降低vre。

需要说明的是，在图13的说明中，第一滤波电路41的滤波特性只在延迟数n2、n3进行调整，但通过调整延迟数n1，能够进行更详细的滤波特性的调整。如图11所示，延迟数n1是延迟电路45的滤波器抽头数，基于被测量信号x进行动作。另一方面，延迟数n2、n3是在第一滤波电路41中设置于抽取器49的后级的延迟电路50、52的滤波器抽头数。因此，延迟电路50、52基于对被测量信号x进行抽取后的信号进行动作。即，延迟电路50、52相对于延迟电路45基于慢的频率的信号进行动作。因此，延迟电路50、52的延迟数n2、n3可以进行更大范围内的相位调整。这样，在第一滤波电路41中，通过调整延迟数n1、n2、n3，可以更详细地调整滤波特性。需要说明的是，上述高频带校正电路40相当于“第二校正电路”。

这里，使用图14和图15，对设定、变更低频带校正电路30的校正值a1～ap以及高频带校正电路40的滤波特性的延迟数n1、n2、n3、n4的调整方法进行说明。

图14是示出调整校正值和滤波特性等的校正值调整方法的流程图。如图14所示，关于校正值a1～ap和延迟数n1、n2、n3、n4的调整，首先实施第一调整工序，进行低频带校正电路30的vre校正函数的校正值a1～ap的设定(s100)，然后，实施第二调整工序，基于延迟数n1、n2、n3、n4调整高频带校正电路40的滤波特性(s110)。即，在第二调整工序之前进行第一调整工序。

第三实施方式中的vre校正电路3由于通过低频带校正电路30和高频带校正电路40实施非线性校正，因此低频带校正电路30和高频带校正电路40的校正可能相互影响。如图14所示，通过在第二调整工序之前实施第一调整工序，能够减轻低频带校正电路30和高频带校正电路40的校正相互造成的影响。

这里，使用图15具体说明vre校正电路3的校正值和滤波特性的调整次序。图15是用于说明校正值和滤波特性的调整方法的图。在图15中，当在n2＝n3的条件下进行了调整时，横轴示出高频带校正电路40的延迟数n2、n3的值，纵轴示出vrc。需要注意的是，在下面的说明中，为了便于说明，应用上述式(9)对低频带校正电路30的vre校正函数进行说明。因此，根据式(8)确定低频带校正电路30的vre校正函数的校正值a。另外，以高频带校正电路40的延迟数n1固定为“8”的情况为例进行说明。

在图15中，将延迟数n2、n3作为参数以实线示出了通过vre校正函数校正后的vrc，其中，该vre校正函数包含根据式(8)确定的校正值a(n2＝n3)。需要说明的是，在图15中，还用虚线示出了通过低频带校正电路30进行校正之前的vrc。

在图15所示的示例中，在通过低频带校正电路30实施校正之后，当使高频带校正电路40的延迟数n2、n3从1开始依次改变时，在延迟数n2、n3为“2”或“12”的情况下，vrc最接近“0”。即，作为高频带校正电路40的滤波特性，通过将延迟数n2、n3设定为“2”或“12”，能够高精度地校正vre。需要说明的是，如上所述，延迟数n2、n3可以进行大的频率范围内的调整，延迟数n1可以进行小的频率范围内的调整。即，当需要更精细的调整时，可以在完成延迟数n2、n3的调整之后，实施延迟数n1的调整。

另外，低频带校正电路30的vre校正函数是二次函数。因此，如图15所示，在以延迟数n2、n3为参数时，vrc在使延迟数n2、n3为“2”时和为“12”时的两点处接近0。因此，在高频带校正电路40中，通过将延迟数n2、n3设定为“2”或“12”，能够降低vrc。在这种情况下，延迟数n2、n3也可以选择“2”或“12”任一方，例如，也可以根据在传感器输出检测电路1中产生的vre以外的噪声电平、电路动作等来适当地选择。

如上所述，第三实施方式的传感器输出检测电路1在vre校正电路3中具备对估计vrc变大的频带进行校正的高频带校正电路40，因此能够减少vre大的信号。因此，能够减轻该vre大的信号对由低频带校正电路30校正的频带造成的影响。因此，能够在具备由低频带校正电路30校正的传感器元件的装置或系统中进一步减少在所检测的物理量的频带中产生vre。

进一步地，通过在调整了低频带校正电路30的校正值a之后确定高频带校正电路40的滤波特性，从而能够减轻低频带校正电路30中的非线性校正与高频带校正电路40的非线性校正的相互影响，并能高效地确定用于高精度地进行vre校正的校正值和滤波特性。

2包括传感器输出检测电路的物理量传感器模块

2.1在加速度传感器模块中的应用

上述第一实施方式至第三实施方式的传感器输出检测电路1可以应用于各种物理量传感器模块。这里，使用具有加速度传感器的加速度传感器模块进行说明，其中，该加速度传感器具备上述传感器输出检测电路1和检测作为物理量的加速度的传感器元件。

本实施方式的加速度传感器包括具有质量部的悬臂和传感器元件。此外，当对加速度传感器施加了加速度时，悬臂变形，随着该变形，传感器元件的振动频率发生变化。传感器输出检测电路1通过检测传感器元件的振动频率的变化，来检测所施加的加速度。

使用图16、图17，具体说明检测作为物理量的加速度的物理量传感器模块100的结构。图16是示出从固定物理量传感器模块100的被安装面一侧观察时的物理量传感器模块100的结构的立体图。

在下面的说明中，将沿俯视观察时呈长方形的物理量传感器模块100的长边的方向作为x轴方向，将俯视观察时与x轴方向正交的方向作为y轴方向，将物理量传感器模块100的厚度方向作为z轴方向进行说明。

物理量传感器模块100是平面形状为长方形的长方体，例如是沿x轴方向的长边的长度约为50mm，沿与x轴方向正交的y轴方向的短边的长度约为24mm，厚度约为16mm的尺寸。在一方的长边的两端部附近的两处及另一方的长边的中央部的一处形成有螺纹孔103。以在这三处的螺纹孔103中分别通过固定螺钉固定在例如桥梁或公告板等结构物的被安装体(装置)的被安装面上的状态使用。

如图16所示，在从物理量传感器模块100的被安装面侧观察时的表面上设置有开口部121。在开口部121的内部配置有插头型的连接器116。连接器116具有配置成两列的多个销，在各个列中，多个销在y轴方向上排列。图中未示出的插座型的连接器从被安装体与连接器116连接，进行物理量传感器模块100的驱动电压、检测数据等电信号的收发。

图17是物理量传感器模块100的分解立体图。如图17所示，物理量传感器模块100由容器101、盖部102、密封部件141及电路基板115等构成。详细地说，物理量传感器模块100是在容器101的内部借助固定部件130安装电路基板115，并由盖部102隔着具有缓冲性的密封部件141覆盖容器101的开口的结构。

容器101是使用例如铝而成形为具有内部空间的箱状的电路基板115的收容容器。容器101能够通过对铝进行切削，或者使用压铸法(金属模具铸造法)形成。此外，容器101的材质并不限于铝，也可以使用锌、不锈钢等其它金属、树脂或金属和树脂的复合材料等。容器101的外形与上述物理量传感器模块100的整体形状同样地是平面形状大致呈长方形的长方体，在一方的长边的两端部附近的两处及另一方的长边的中央部的一处设置有固定突起部104。在该固定突起部104中分别形成有螺纹孔103。这里，在一方的长边的两端部附近的两处设置的固定突起部104包括短边和长边的交叉部，在俯视观察时大致呈三角形形状。此外，在另一方的长边的中央部的一处设置的固定突起部104在俯视观察时呈朝向容器101的内部空间侧的大致梯形形状。

容器101是外形为长方体且一方开口的箱状。容器101的内部是由底壁112和侧壁111包围的内部空间(收容空间)。换言之，容器101是以与底壁112相对的一面作为开口面123的箱状，电路基板115以外缘沿侧壁111的内表面122的方式被配置(收容)，以覆盖开口的方式固定盖部102。这里，与底壁112相对的开口面123是载置盖部102的面。在开口面123中，在容器101的一方的长边的两端部附近的两处及另一方的长边的中央部的一处立设有固定突起部104。此外，固定突起部104的上表面(向–z方向露出的面)与容器101的上表面是同一面。

此外，在容器101的内部空间中，在与设置于另一方的长边的中央部的固定突起部104相对的一方的长边的中央部从底壁112到开口面123地设置有从侧壁111向内部空间侧突出的突起部129。在突起部129的上表面(和开口面123是同一面)设置有内螺纹174。盖部102通过在贯通孔176中插通的螺钉172和内螺纹174隔着密封部件141固定在容器101上。这里，在另一方的长边的中央部设置的固定突起部104也可以与突起部129同样地采用从底壁112到开口面123地从侧壁111向内部空间侧突出的结构。此外，突起部129及固定突起部104设置在与后述的电路基板115的缩窄部133、134相对的位置。

在容器101的内部空间中，设置有从底壁112向开口面123侧呈高一阶的台阶状突出的第一基座127及第二基座125。第一基座127在与安装在电路基板115上的插头型(阳)的连接器116的配置区域相对的位置设置，设置有被插头型(阳)的连接器116插入的开口部121(参照图6)。第一基座127作为用于将电路基板115固定在容器101上的基座发挥功能。此外，开口部121将容器101的内部(内侧)和外部贯通。

第二基座125相对于位于长边的中央部的固定突起部104及突起部129位于第一基座127的相反侧，在固定突起部104及突起部129的附近设置。此外，第二基座125也可以与固定突起部104及突起部129中任一方连结。第二基座125相对于固定突起部104及突起部129在第一基座127的相反侧作为用于将电路基板115固定在容器101上的基座发挥功能。

此外，以容器101的外形是平面形状大致呈长方形的长方体的无盖箱状为例进行了说明，但并不限于此，容器101的外形的平面形状也可以是正方形、六边形、八边形等。此外，在容器101的外形的平面形状中，多边形的顶点部分的角也可以进行倒角，进而，也可以是各边中的任一条边由曲线构成的平面形状。此外，容器101的内部的平面形状也并不限于上述形状，还可以是其它形状。进而，容器101的外形和内部的平面形状既可以是相似形状，也可以不是相似形状。

电路基板115是形成有多个通孔等的多层基板，使用玻璃环氧基板。此外，电路基板115并不限于玻璃环氧基板，只要是能够搭载多个物理量传感器、电子零部件、连接器等的刚性基板即可，例如也可以使用复合基板、陶瓷基板。

电路基板115具有底壁112侧的第二面115r和与第二面115r为正反面关系的第一面115f。在电路基板115的第一面115f上搭载有作为处理部的控制ic119和作为物理量传感器的加速度传感器118x、118y、118z。此外，在电路基板115的第二面115r上搭载有连接器116。此外，虽然省略了图示及其说明，但也可以在电路基板115中设置有其它布线、端子电极等。

电路基板115在俯视观察时，在沿容器101的长边的x轴方向的中央部具备电路基板115的外缘缩窄的缩窄部133、134。缩窄部133、134在俯视观察时设置在电路基板115的y轴方向的两侧，从电路基板115的外缘向中央缩窄。此外，缩窄部133、134与容器101的突起部129及固定突起部104相对设置。

电路基板115使第二面115r朝向第一基座127及第二基座125地插入到容器101的内部空间。此外，电路基板115通过第一基座127和第二基座125被容器101支承。

检测作为物理量的加速度的加速度传感器118x、118y、118z分别对单轴方向的加速度进行检测。具体地，加速度传感器118x以封装的正反面朝向x轴方向、且侧面与电路基板115的第一面115f相对的方式立设。于是，加速度传感器118x对施加到x轴方向上的加速度进行检测。加速度传感器118y以封装的正反面朝向y轴方向、且侧面与电路基板115的第一面115f相对的方式立设。于是，加速度传感器118y对施加到y轴方向上的加速度进行检测。加速度传感器118z以封装的正反面朝向z轴方向，即封装的正反面与电路基板115的第一面115f正对的方式设置。于是，加速度传感器118z对施加到z轴方向上的加速度进行检测。

作为处理部的控制ic119通过图中未示出的布线与加速度传感器118x、118y、118z电连接。此外，控制ic119是mcu(microcontrollerunit：微控制器单元)，内置传感器输出检测电路1、存储部等，控制物理量传感器模块100的各部。另外，存储部包括非易失性存储器。在存储部中存储有：在传感器输出检测电路1中用于进行vre的校正的校正值a、延迟数n1、n2、n3、n4；规定了用于检测加速度的顺序和内容的程序；将检测数据数字化并嵌入于分组数据的程序；以及附带的数据等。需要说明的是，虽省略了图示，但也可以在电路基板115上搭载其它多个电子零部件等。另外，在控制ic119中，也可以设置与加速度传感器118x、118y、118z分别对应的三个传感器输出检测电路1。

这里，使用图18和图19说明加速度传感器118x、118y、118z的结构。

图18是说明用于检测加速度的传感器元件的概略结构的立体图。图19是说明使用了检测加速度的传感器元件的加速度检测器的概略结构的剖视图。

此外，在图18中，作为互相正交的三个轴，图中示出了x轴、y’轴、z’轴。各轴在由作为加速度传感器的基材使用的压电体材料即水晶的作为电轴的x轴、作为机械轴的y轴、作为光轴的z轴构成的正交坐标系中，在将x轴作为旋转轴，将使z轴以+z侧向y轴的–y方向旋转的方式倾斜旋转角度φ(优选–5°≤φ≤15°)后的轴作为z’轴，将使y轴以+y侧向z轴的+z方向旋转的方式倾斜旋转角度φ后的轴作为y’轴时，将沿由x轴及y’轴规定的平面切出并加工为平板状的、在与该平面正交的z’轴方向上具有规定的厚度t的所谓水晶z板(z’板)作为基材使用，以此为例进行说明。此外，在加速度传感器118x、118y、118z中，z’轴为沿重力作用的方向的轴。

首先，使用图18，对检测加速度的传感器元件200的结构进行说明。传感器元件200具有包括基部210等的基板结构体201、与基板结构体201连接并检测物理量的加速度检测元件270、以及质量部280、282。

传感器元件200的基板结构体201具备基部210、与基部210通过接头部212连结的可动部214、连结部240以及与基部210连结设置的第一支承部220、第二支承部230、第三支承部250和第四支承部260。这里，第三支承部250和第四支承部260在配置有连结部240的一侧连结。

基板结构体201使用了如上所述的以规定的角度从压电材料即水晶的原石等切出的水晶z板(z’板)的水晶基板。通过对该水晶基板进行图案化，它们作为基板结构体201被一体地形成。此外，图案化例如能够使用光刻技术及湿蚀刻技术。

基部210通过接头部212与可动部214连接，并支承可动部214。基部210与经由接头部212的可动部214、位于可动部的接头部212所处的一侧的相反侧的连接部240、第一支承部220和第二支承部230、以及在连结部240侧连结的第三支承部250和第四支承部260连接。

接头部212在基部210和可动部214之间设置，与基部210及可动部214连接。接头部212的厚度(z’轴方向的长度)被设置为比基部210的厚度及可动部214的厚度薄(短)，在从x轴方向的截面观察中被形成为缩窄状。例如通过对包括接头部212的基板结构体201进行所谓的半蚀刻，接头部212被作为厚度较薄的薄壁部形成。接头部212在可动部214相对于基部210位移(转动)时，作为支点(中间铰链)具有作为沿x轴方向的旋转轴的功能。

可动部214经由接头部212与基部210连接。可动部214其形状为板状，具有沿z’轴方向相互相对且为正反面关系的主面214a、214b。可动部214根据施加到与主面214a、214b交叉的方向(z’轴方向)上的物理量即加速度，将接头部212作为支点(旋转轴)向与主面214a、214b交叉的方向(z’轴方向)位移。

连结部240以从设置有后述的第三支承部250的+x方向侧的基部210沿x轴方向包围可动部214的方式延伸，与设置有后述的第四支承部260的–x方向侧的基部210连接设置。

第一支承部220及第二支承部230以加速度检测元件270为中心对称设置。此外，第三支承部250及第四支承部260以加速度检测元件270为中心对称设置。于是，在第一支承部220、第二支承部230、第三支承部250及第四支承部260中，基板结构体201由被固定部支承。

加速度检测元件270与基部210和可动部214连接。换言之，加速度检测元件270以跨基部210和可动部214的方式设置。加速度检测元件270具有作为振动部的振动梁部271a、271b以及第一基部272a和第二基部272b。在第一基部272a和第二基部272b与基部210连接的加速度检测元件270中，例如通过可动部214根据物理量而位移，从而在振动梁部271a、271b中产生应力，振动梁部271a、271b中产生的物理量检测信息发生变化。换言之，振动梁部271a、271b的振动频率(共振频率)发生变化。此外，本实施方式中的加速度检测元件270是具有两个振动梁部271a、271b、第一基部272a及第二基部272b的双音叉元件(双音叉型振动元件)。这里，作为振动部的振动梁部271a、271b有时也称为振动臂、振动梁或柱状梁等。

在加速度检测元件270中，与上述基板结构体201同样地，使用了以规定的角度从压电材料即水晶的原石等切出的水晶z板(z’板)的水晶基板。通过对该水晶基板使用光刻技术及蚀刻技术进行图案化，形成加速度检测元件270。由此，振动梁部271a、271b、第一基部272a及第二基部272b能够一体地形成。

需要注意的是，加速度检测元件270的材质并不限于上述水晶基板。作为加速度检测元件270的材质，例如能够使用钽酸锂(litao3)、四硼酸锂(li2b4o7)、铌酸锂(linbo3)、锆钛酸铅(pzt)、氧化锌(zno)、氮化铝(aln)等压电材料以及具备氧化锌(zno)、氮化铝(aln)等的压电体(压电材料)覆膜的硅等半导体材料。在这种情况下，基板结构体201和加速度检测元件270优选使用相同的材料。

此外，虽然省略了图示及说明，但也可以在加速度检测元件270中设置引出电极、激励电极。

质量部280、282设置在可动部214的主面214a、和与主面214a为正反面关系的作为反面的主面214b上。具体地，质量部280、282通过质量接合材料(图中未示出)在主面214a及主面214b上设置。作为质量部280、282的材质，例如可列举铜(cu)、金(au)等金属。该质量部280、282作为悬臂发挥功能。

此外，在本实施方式中，加速度检测元件270由通过振动梁部271a、271b这两个柱状梁构成振动部的双音叉振子(双音叉型振动元件)构成，但也能够由一个柱状梁(单梁)构成其。

下面，使用图19对使用了上述检测加速度的传感器元件200的加速度检测器300的结构进行说明。

在加速度检测器300中，如图19所示，搭载有上述的传感器元件200。加速度检测器300具有传感器元件200及封装310。此外，封装310具有封装基座320及盖330。此外，在加速度检测器300的封装310中收容传感器元件200。具体地，在封装基座320和盖330连接而设置的空间311中收容有传感器元件200。

在封装基座320中具有凹部321，在该凹部321内设置有传感器元件200。封装基座320的形状只要能够在凹部321内收容传感器元件200即可，并不特别限定。作为本实施方式中的封装基座320，例如能够使用陶瓷、水晶、玻璃、硅等材料。

封装基座320具有从封装基座320的凹部的内侧的底面即内底面322向盖330侧突出的台阶部323。台阶部323例如沿凹部321的内壁设置。在台阶部323上设置有多个内部端子340b。

内部端子340b与设置在传感器元件200的第一支承部220、第二支承部230、第三支承部250及第四支承部260的各固定部上的固定部连接端子379b在俯视观察时重叠的位置相对设置。内部端子340b例如使用包括金属填料等导电性物质的有机硅树脂类的导电性粘接剂343与固定部连接端子379b电连接。如此，传感器元件200被安装在封装基座320上，被收容在封装310内。

在封装基座320中，在内底面322的相反侧的面即外底面324上设置有在安装在外部部件上时使用的外部端子344。外部端子344通过图中未示出的内部布线与内部端子340b电连接。

内部端子340b及外部端子344例如由在钨(w)等金属化层上通过电镀等方法层叠镍(ni)、金(au)等覆膜而成的金属膜构成。

在封装基座320中，在凹部321的底部设置有对封装310的内部进行密封的密封部350。密封部350在封装基座320上形成的贯通孔325内设置。贯通孔325从外底面324贯通至内底面322。在图19所示的例子中，贯通孔325具有外底面324侧的孔径比内底面322侧的孔径大的带阶梯的形状。密封部350通过在贯通孔325中配置例如由金(au)和锗(ge)合金、焊料等构成的密封材料，在加热熔融后固化而形成。密封部350是为了对封装310的内部进行气密密封而设置的。

盖330以覆盖封装基座320的凹部321的方式设置。盖330的形状例如是板状。作为盖330，例如能够使用与封装基座320相同的材料、铁(fe)和镍(ni)的合金、不锈钢等金属。盖330通过盖接合部件332与封装基座320接合。作为盖接合部件332，例如能够使用接缝环、低熔点玻璃、无机类粘接剂等。

在将盖330与封装基座320接合后，在封装310的内部被减压的状态(真空度高的状态)下，在贯通孔325内配置密封材料，并在加热熔融后进行固化来设置密封部350，从而能够对封装310内进行气密密封。封装310的内部也可以填充氮气、氦气、氩气等不活泼气体。

在加速度检测器300中，经由外部端子344、内部端子340b、固定部连接端子379b等对传感器元件200的激励电极施加了驱动信号时，传感器元件200的振动梁部271a、271b以规定的频率振动。然后，加速度检测器300将根据被施加的加速度而变化的传感器元件200的共振频率作为输出信号输出。能够将加速度检测器300作为上述的物理量传感器模块100的加速度传感器118x、118y、118z使用，加速度传感器118x、118y、118z分别输出与被施加的加速度相应的频率的被测量信号x。

在图20中示出表示在对如上所述构成的物理量传感器模块100应用具备vre校正电路3的传感器输出检测电路1时降低vre分量的效果的实验结果。

图20是示出由传感器输出检测电路1实施vre校正前后的vrc的变化的图。图20的横轴表示输入到传感器元件的正弦波信号的频率，纵轴表示vrc。另外，图20示出了低频带校正电路30的校正频带71和高频带校正电路40的校正频带72。

低频带校正电路30的校正频带71是物理量传感器模块100的检测频带，在图20的实验中，设为0hz到200hz。另外，根据图20的实验结果，高频带校正电路40的校正频带72被设定为750hz至900hz。图16至图20所示的物理量传感器模块100具备的传感器元件200根据质量部280、282和振动梁部271a、271b的长度，以约820hz的频率产生共振振动。于是，在产生该共振振动的共振频率下，vrc显著地增加。因此，通过将高频带校正电路40的校正频带72设为750hz至900hz，从而减轻传感器元件中产生的共振振动对物理量传感器模块100的检测频带的影响。

另外，在图20中作为实验结果示出未进行vre校正时的vrc电平81、实施了vre校正时的vrc电平83。通过包括在上述频带中具有校正频率的低频带校正电路30和高频带校正电路40的vre校正电路3进行vre的校正，从而如图20所示，减少作为物理量传感器模块100的检测频带的0hz至200hz中的vrc，因此，减少物理量传感器模块100中产生的vre。

2.2在其它物理量传感器模块中的应用

上面以具备检测加速度的加速度检测器300作为检测物理量的传感器元件的物理量传感器模块100为例进行了说明，但也可以是具备检测质量、角速度、角加速度、静电电容以及温度中至少任一方作为物理量的传感器元件作为检测物理量的传感器元件的物理量传感器模块。

在检测作为物理量的质量的质量传感器中，作为对微小质量变化进行计测的方法，已知水晶振子微平衡法(qcm：quartzcrystalmicrobalance)。在这种质量传感器中，利用了在水晶振子电极面上的附着物质量增加时水晶振子的振荡频率减少，而附着物质量减少时振荡频率增加这一点。上述这种质量传感器的检测灵敏度能够通过sauerbrey表现式计算出来，例如具有27mhz的基本振动频率的at切割水晶振子的情况下，1hz的振动频率的减少对应电极表面上0.62ng/cm²的质量增加。

此外，检测作为物理量的角速度或角加速度的角速度传感器利用在从以角速度ω转动的观测点，观测以一定的角速度ω转动的物体的情况下，该物体的角速度看起来像是“ω-ω”这一点来检测角速度。在这种角速度传感器中，利用通过使用电极对圆盘状的质量进行静电驱动而使具有固有振动频率的波环绕的状态下传感器元件受到角加速度时，从电极观测的表观共振频率会发生变化这一点。在以上这种角速度传感器中，原理上没有带宽的限制，例如频率计测所涉及的技术、非线性校正所涉及的技术的高精度化都与检测灵敏度的高灵敏度化直接相关。

此外，在检测作为物理量的静电电容的静电电容传感器中，通过使用基准电阻和被测静电电容进行rc振荡，并对振荡频率进行计测，能够进行被测静电电容的计测。而且，利用在被测静电电容变化时，rc给出的时间常数发生变化，振荡频率偏移这一点。此外，在静电电容传感器中，通过准备与被测静电电容不同的基准静电电容，使之为使用基准电阻和基准静电电容进行rc振荡，以此作为基准振荡频率，对与之前的振荡频率的差分进行检测的机构，能够排除各种误差因素。

此外，在检测作为物理量的温度的温度传感器中，通过使用热敏电阻和基准静电电容进行rc振荡，并对振荡频率进行计测，能够进行温度计测。而且，利用在热敏电阻的电阻值随着温度而变化时，rc给出的时间常数发生变化，振荡频率偏移这一点。此外，在温度传感器中，通过准备与热敏电阻不同的基准电阻，使之为使用基准电阻和基准静电电容进行rc振荡，以此作为基准振荡频率，对与之前的振荡频率的差分进行检测的机构，能够排除各种误差因素。

在具备如上所述检测各种物理量的传感器元件的物理量传感器模块100中，通过应用具备vre校正电路3的传感器输出检测电路1，也能够减少vre，并且可以减轻vre校正中的运算负荷。

3.结构物监视装置(shm：structuralhealthmonitoring；结构健康监测)

图21是本实施方式涉及的结构物监视装置的结构图。如图21所示，本实施方式所涉及的结构物监视装置500具有与上述实施方式的物理量传感器模块100具有相同功能的安装在作为监视对象的结构物590上的物理量传感器模块510。物理量传感器模块510包括发送检测信号的发送部511。发送部511也可以作为与物理量传感器模块510分体的通信模块及天线实现。

物理量传感器模块510例如通过无线或有线的通信网络580与例如监视计算机570连接。监视计算机570具有通过通信网络580与物理量传感器模块510连接的接收部520和基于从接收部520输出的接收信号来计算结构物590的倾斜角度的计算部530。

计算部530在本实施方式中通过搭载在监视计算机570上的asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)或fpga(fieldprogrammablegatearray：现场可编程门阵列)等实现。但是，也可以是将计算部530作为cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)等处理器，通过该处理器对ic存储器531中存储的程序进行运算处理来在软件上实现的结构。监视计算机570能够通过键盘540接收操作者的各种操作输入，并将运算处理的结果显示在触摸面板550上。

根据本实施方式的结构物监视装置500，利用与上述实施方式的物理量传感器模块100具有相同功能的物理量传感器模块510监视结构物590的倾斜。因此，能够利用物理量传感器模块100的作用效果，即减少vre，并且减轻vre校正中的运算负荷，实现高精度的物理量(加速度、角速度等)的检测，可以高精度地检测作为监视对象的结构体590的倾斜，可以提高结构体590的监视品质。

以上，对实施方式和变形例进行了说明，但本发明不限于这些实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够以各种方式进行实施。例如，也可以适当地组合上述实施方式。

本发明包括与实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如功能、方法及结果相同的结构、或者目的及效果相同的结构)。此外，本发明包括对实施方式中说明的结构的非本质部分进行替换的结构。此外，本发明包括与实施方式中说明的结构发挥相同作用效果的结构或能够达到相同目的的结构。此外，本发明包括对实施方式中说明的结构添加了公知技术的结构。