物理量检测电路和物理量检测装置的制作方法

1.本发明涉及物理量检测电路和物理量检测装置。


背景技术：

2.目前，在各种系统、电子设备中，检测角速度的陀螺仪传感器、检测加速度的加速度传感器等能够检测各种物理量的物理量检测装置被广泛利用。近年来，在使用了物理量检测装置的系统中，为了实现高可靠性，提出了诊断物理量检测装置是否发生了故障的方法。
3.例如，在专利文献1中记载有与物理量的检测并行地诊断故障的物理量传感器。在专利文献1所记载的物理量传感器中，物理量检测电路在向物理量检测元件的驱动电极施加驱动信号而使2个驱动振动臂进行了弯曲振动的状态下，通过2个电荷放大器电路将在施加了物理量的情况下由于2个检测振动臂进行弯曲振动而在2个检测电极处产生的第1物理量成分和第2物理量成分转换为电压，并且进行了差动放大之后进行同步检波而生成物理量检测信号。而且，物理量检测电路通过上述的2个电荷放大器电路而将因2个驱动振动臂的弯曲振动而在2个检测电极处产生的第1振动泄漏成分以及第2振动泄漏成分转换为电压，并且进行了加法放大之后进行同步检波而生成振动泄漏信号，基于振动泄漏信号进行故障诊断。因此，根据专利文献1所记载的物理量传感器，由于当对物理量检测元件与物理量检测电路进行连接的布线产生了切断、短路时，振动泄漏信号的大小会脱离规定的范围，因此能够诊断为故障。
4.专利文献1：日本特开2020-180785号公报
5.但是，在专利文献1所记载的物理量传感器中，假设在振动泄漏成分为零或接近零的情况下，由于在连接物理量检测元件和物理量检测电路的布线切断的前后，振动泄漏信号的大小几乎不产生差异，因此有可能错误地进行故障诊断。因此，需要特意以破坏物理量检测信号的弯曲振动的平衡的方式进行调谐(tuning)，从而产生大到某种程度的第1振动泄漏成分以及第2振动泄漏成分，但由于上述的2个电荷放大器电路的特性等，振动泄漏成分的一部分叠加在物理量检测信号上，从而有可能使物理量的检测精度降低。


技术实现要素：

6.本发明的物理量检测电路的一个方式具有：驱动电路，其向检测物理量的物理量检测元件的驱动电极施加驱动信号，所述驱动信号包含对所述物理量检测元件进行驱动的第1频率成分；物理量检测信号输出电路，其基于所述驱动信号施加于所述物理量检测元件而从所述物理量检测元件的第1检测电极输出的第1信号所包含的第1物理量成分以及从所述物理量检测元件的第2检测电极输出的第2信号所包含的第2物理量成分，输出与所述物理量对应的物理量检测信号；以及第1故障诊断用信号输出电路，所述驱动信号包含频率与所述第1频率成分的频率不同的第2频率成分，所述第1信号包含第1静电泄漏成分，所述第1静电泄漏成分是所述第2频率成分经由所述驱动电极与所述第1检测电极之间的第1静电耦
合电容而传播到所述第1检测电极的成分，所述第2信号包含第2静电泄漏成分，所述第2静电泄漏成分是所述第2频率成分经由所述驱动电极与所述第2检测电极之间的第2静电耦合电容而传播到所述第2检测电极的成分，所述第1故障诊断用信号输出电路输出基于所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分而生成的第1故障诊断用信号。
7.本发明的物理量检测装置的一个方式具备所述物理量检测电路的一个方式和所述物理量检测元件。
附图说明
8.图1为第1实施方式的物理量检测装置的功能框图。
9.图2为物理量检测元件的振动片的俯视图。
10.图3为表示第1实施方式中的驱动电路的结构例的图。
11.图4为表示第1实施方式中的检测电路的结构例的图。
12.图5为表示第1实施方式中的针对物理量成分的各种信号的波形的一例的图。
13.图6为表示第1实施方式中的针对静电泄漏成分的各种信号的波形的一例的图。
14.图7为第2实施方式的物理量检测装置的功能框图。
15.图8为表示第2实施方式中的驱动电路的结构例的图。
16.图9为表示第2实施方式中的检测电路的结构例的图。
17.图10为表示第2实施方式中的针对物理量成分的各种信号的波形的一例的图。
18.图11为表示第2实施方式中的针对静电泄漏成分的各种信号的波形的一例的图。
19.图12为表示第2实施方式中的针对振动泄漏成分的各种信号的波形的一例的图。
20.标号说明
21.1：物理量检测装置；5：mcu；10：基准电压电路；20：驱动电路；21：电流电压转换电路；22：全波整流电路；23：自动增益控制电路；24：驱动信号生成电路；25：移相电路；26：缓冲电路；27：exnor电路；28：缓冲电路；30：检测电路；31a：电荷放大器电路；31b：电荷放大器电路；32：差动放大电路；33：加法电路；34a：ac放大电路；34b：ac放大电路；35a：同步检波电路；35b：同步检波电路；35c：同步检波电路；36a：平滑电路；36b：平滑电路；36c：平滑电路；41：模拟/数字转换电路；42：模拟/数字转换电路；51：数字信号处理电路；52：数字信号处理电路；60：控制电路；61：故障诊断电路；62：故障诊断电路；70：接口电路；80：存储部；90：振荡电路；100：物理量检测元件；101a、101b：驱动振动臂；102：检测振动臂；103：配重部；104a、104b：驱动用基部；105a、105b：连结臂；106：配重部；107：检测用基部；112、113：驱动电极；114、115：检测电极；116：公共电极；200：物理量检测电路。
具体实施方式
22.以下，使用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并不对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定。此外，以下所说明的全部结构并不一定都是本发明的必要结构要件。
23.以下，以检测角速度作为物理量的物理量检测装置、即角速度检测装置为例进行说明。
24.1.第1实施方式
25.1-1.物理量检测装置的结构
26.图1为第1实施方式的物理量检测装置的功能框图。如图1所示，第1实施方式的物理量检测装置1包含对物理量进行检测的物理量检测元件100和物理量检测电路200。
27.物理量检测元件100具有配置有驱动电极和检测电极的振动片，一般而言，为了尽可能地减小振动片的阻抗而提高振荡效率，振动片被密封在确保了气密性的封装中。在本实施方式中，物理量检测元件100具有所谓的双t型的振动片，该双t型的振动片具有t型的2个驱动振动臂。
28.图2为本实施方式的物理量检测元件100的振动片的俯视图。物理量检测元件100例如具有由z切的石英基板形成的双t型的振动片。由于以石英为材料的振动片的共振频率相对于温度变化的变动极小，因此具有能够提高角速度的检测精度的优点。另外，图2中的x轴、y轴、z轴表示石英的轴。
29.如图2所示，在物理量检测元件100的振动片中，驱动振动臂101a、101b分别从2个驱动用基部104a、104b向+y轴方向以及-y轴方向延伸。在驱动振动臂101a的侧面和上表面分别形成有驱动电极112和113，在驱动振动臂101b的侧面和上表面分别形成有驱动电极113和112。驱动电极112通过未图示的布线而与图1所示的物理量检测电路200的dg端子连接，驱动电极113通过未图示的布线而与图1所示的物理量检测电路200的ds端子连接。
30.驱动用基部104a、104b分别经由在-x轴方向和+x轴方向上延伸的连结臂105a、105b而与矩形形状的检测用基部107连接。
31.检测振动臂102从检测用基部107起向+y轴方向以及-y轴方向延伸。在检测振动臂102的上表面形成有检测电极114以及115，在检测振动臂102的侧面形成有公共电极116。检测电极114、115分别经由图1所示的物理量检测电路200的s1端子、s2端子而与检测电路30连接。另外，公共电极116接地。
32.当在驱动振动臂101a、101b的驱动电极112与驱动电极113之间施加交流电压作为驱动信号时，2个驱动振动臂101a、101b的末端由于逆压电效应而在a方向和a’方向上进行反复相互接近和分离的弯曲振动。以下，有时也将驱动振动臂101a、101b的弯曲振动称为“激励振动”。
33.在该状态下，当对物理量检测元件100的振动片施加以z轴为旋转轴的角速度时，驱动振动臂101a、101b在与弯曲振动的方向和z轴双方垂直的方向上获得科里奥利力。其结果是，2个连结臂105a、105b在互为反方向的b方向和b’方向上振动。此时，2个检测振动臂102为了保持平衡而在互为反方向的c方向和c’方向上进行弯曲振动。与该科里奥利力相伴的检测振动臂102的弯曲振动和驱动振动臂101a、101b的弯曲振动的相位错开90
°
。
34.而且，通过压电效应，在检测振动臂102的检测电极114、115处产生基于这些弯曲振动的交流电荷。在此，基于科里奥利力而产生的交流电荷根据科里奥利力的大小、即施加于物理量检测元件100的角速度的大小而发生变化。
35.在驱动振动臂101a、101b的末端形成有宽度比驱动振动臂101a、101b宽的矩形形状的配重部103。通过在驱动振动臂101a、101b的末端形成配重部103，能够增大科里奥利力，并且能够以比较短的振动臂得到期望的共振频率。同样，在检测振动臂102的末端形成有宽度比检测振动臂102宽的配重部106。通过在检测振动臂102的末端形成配重部106，能够增大在检测电极114、115处产生的交流电荷。
36.此外，经由驱动电极113与检测电极114之间的第1静电耦合电容c1以及驱动电极113与检测电极115之间的第2静电耦合电容c2，向驱动电极113供给的驱动信号所包含的交流的频率成分传播到检测电极114、115，产生基于该频率成分的交流电荷，但如后述那样，该交流电荷不会被误检测为角速度。
37.另外，如果驱动振动臂101a、101b进行弯曲振动时的振动能量的大小或振动的振幅的大小在2个驱动振动臂101a、101b中相等，则取得了驱动振动臂101a、101b的振动能量的平衡，在未对物理量检测元件100施加角速度的状态下，检测振动臂102不进行弯曲振动。但是，当2个驱动振动臂101a、101b的振动能量的平衡破坏时，即使在未对物理量检测元件100施加角速度的状态下，检测振动臂102也会产生弯曲振动。该弯曲振动被称为泄漏振动，与基于科里奥利力的振动同样是c方向以及c’方向的弯曲振动，在检测电极114、115产生基于泄漏振动的交流电荷。泄漏振动的相位与基于科里奥利力的振动的相位错开90
°
，因此如后所述，该交流电荷不会被误检测为角速度，但为了提高角速度的检测精度，优选不产生泄漏振动。
38.例如，通过以使2个驱动振动臂101a的振动能量相等、且2个驱动振动臂101b的振动能量相等、且2个驱动振动臂101a的振动能量之和与2个驱动振动臂101b的振动能量之和相等的方式，分别对4个配重部103的重量进行调谐，能够使得几乎不产生泄漏振动。配重部103的重量的调谐例如能够通过对配重部103照射激光而切削配重部103的一部分来进行。
39.如上所述，物理量检测元件100从检测电极114、115输出基于检测出的物理量的交流电荷以及基于经由第1静电耦合电容c1以及第2静电耦合电容c2传播的驱动信号的交流电荷。以下，有时将基于物理量的交流电荷称为“物理量成分”，将基于经由第1静电耦合电容c1以及第2静电耦合电容c2传播的驱动信号的交流电荷称为“静电泄漏成分”。另外，在本实施方式中，物理量检测元件100所检测出的物理量为与科里奥利力对应的角速度。
40.返回到图1的说明，物理量检测电路200包含基准电压电路10、驱动电路20、检测电路30、模拟/数字转换电路41、模拟/数字转换电路42、数字信号处理电路51、数字信号处理电路52、故障诊断电路61、接口电路70、存储部80以及振荡电路90。物理量检测电路200例如也可以通过1个芯片的集成电路来实现。此外，物理量检测电路200也可以是省略或变更这些要素的一部分、或者追加了其他要素的结构。
41.基准电压电路10基于从物理量检测电路200的vdd端子以及vss端子分别被供给的电源电压以及地电压，生成作为模拟地电压的基准电压等的恒压、恒流，向驱动电路20、检测电路30供给。
42.驱动电路20经由ds端子而向物理量检测元件100的驱动电极113施加包含对物理量检测元件100进行驱动的第1频率成分的驱动信号。物理量检测元件100通过驱动信号而进行激励振动。此外，驱动电路20经由dg端子而被输入通过物理量检测元件100的激励振动而在驱动电极112处产生的振荡电流，对驱动信号的振幅电平进行反馈控制，以使该振荡电流的振幅保持恒定。此外，驱动电路20生成相位与驱动信号相同的检波信号sdet、以及频率为检波信号sdet的频率的2倍的检波信号qdet，向检测电路30输出。
43.检测电路30基于从物理量检测元件100的检测电极114输出的第1信号所包含的第1物理量成分、和从物理量检测元件100的检测电极115输出的第2信号所包含的第2物理量成分，输出与物理量检测元件100所检测出的物理量对应的物理量检测信号sao。第1信号为
经由物理量检测电路200的s1端子而被输入的交流电荷，第2信号为经由物理量检测电路200的s2端子而被输入的交流电荷。检测电路30使用检波信号sdet，对基于第1信号所包含的第1物理量成分和第2信号所包含的第2物理量成分的物理量成分进行检测，生成并输出作为与所检测出的物理量成分的大小对应的电压电平的模拟信号的物理量检测信号sao。此外，检测电极114是“第1检测电极”的一例，检测电极115是“第2检测电极”的一例。
44.另外，检测电路30基于第1信号所包含的第1静电泄漏成分和第2信号所包含的第2静电泄漏成分，输出静电泄漏检测信号qao。从驱动电路20输出的驱动信号包含与第1频率成分不同的频率的第2频率成分，第1静电泄漏成分是第2频率成分经由物理量检测元件100的驱动电极113与检测电极114之间的第1静电耦合电容c1而传播到检测电极114的成分。同样地，第2静电泄漏成分是第2频率成分经由物理量检测元件100的驱动电极113与检测电极115之间的第2静电耦合电容c2而传播到检测电极115的成分。在本实施方式中，第2频率成分的频率是第1频率成分的频率的2倍，如后所述，是驱动电路20生成驱动信号时产生的频率成分。检测电路30使用检波信号qdet，检测基于第1信号所包含的第1静电泄漏成分和第2信号所包含的第2静电泄漏成分的静电泄漏成分，生成并输出与检测出的静电泄漏成分的大小对应的电压电平的模拟信号即静电泄漏检测信号qao。
45.存储部80具有未图示的非易失性存储器，在该非易失性存储器中存储有针对驱动电路20、检测电路30的各种调整数据(trimming data)。非易失性存储器例如也可以构成为monos型存储器、eeprom。monos是metal oxide nitride oxide silicon的缩写。eeprom是electrically erasable programmable read-only memory的缩写。并且，存储部80也可以构成为，具有未图示的寄存器，在物理量检测电路200的电源接通时，即vdd端子的电压从0v上升到期望的电压时，非易失性存储器中存储的各种调整数据被传送到寄存器而被保持，寄存器中保持的各种调整数据被供给到驱动电路20、检测电路30。
46.模拟/数字转换电路41基于时钟信号adclk进行动作，将从检测电路30输出的模拟信号即物理量检测信号sao转换为数字信号即物理量检测信号sdo并输出。
47.模拟/数字转换电路42基于时钟信号adclk进行动作，将从检测电路30输出的模拟信号即静电泄漏检测信号qao转换为数字信号即静电泄漏检测信号qdo并输出。
48.数字信号处理电路51基于主时钟信号mclk进行动作，对从模拟/数字转换电路41输出的物理量检测信号sdo进行规定的运算处理，输出通过运算处理得到的物理量检测信号sdox。
49.数字信号处理电路52基于主时钟信号mclk进行动作，对从模拟/数字转换电路42输出的静电泄漏检测信号qdo进行规定的运算处理，输出通过运算处理得到的静电泄漏检测信号qdox。
50.故障诊断电路61根据主时钟信号mclk进行动作，基于静电泄漏检测信号qdox进行物理量检测装置1的故障诊断。而且，故障诊断电路61输出表示物理量检测装置1是否发生了故障的故障诊断结果信号qf。如果物理量检测装置1正常，则静电泄漏检测信号qdox的值包含在规定的第1范围内。与此相对，例如，在与物理量检测元件100的检测电极114电连接的布线的一部分切断或短路、或者与物理量检测元件100的检测电极115电连接的布线的一部分切断或短路的情况下，静电泄漏检测信号qdox的值偏离第1范围。因此，故障诊断电路61也可以在静电泄漏检测信号qdox的值不包含于第1范围的情况下诊断为物理量检测装置
1发生了故障。例如，第1范围也可以被设定为包含在物理量检测装置1正常的情况下在设计上所设想的规定值，并且包含由于经时变化而从该规定值可能变化的范围。另外，第1范围可以是恒定的，也可以是可变的。例如，也可以根据存储部80所具有的能够从物理量检测电路200的外部进行改写的寄存器中存储的值而可变地设定第1范围。
51.接口电路70根据来自作为物理量检测电路200的外部装置的mcu 5的请求，进行将从数字信号处理电路51输出的物理量检测信号sdox输出到mcu 5的处理。mcu是micro control unit的缩写。另外，接口电路70也可以根据来自mcu 5的请求，进行将从数字信号处理电路52输出的静电泄漏检测信号qdox输出到mcu 5的处理。在该情况下，物理量检测电路200也可以不具有故障诊断电路61，mcu 5基于静电泄漏检测信号qdox，进行与故障诊断电路61同样的故障诊断。
52.另外，接口电路70根据来自mcu 5的请求，进行读出存储部80的非易失性存储器、寄存器中存储的数据并输出到mcu 5的处理、将从mcu 5输入的数据写入到存储部80的非易失性存储器、寄存器的处理。例如，mcu 5也可以进行向规定的寄存器写入用于设定前述的第1范围的值的处理。
53.接口电路70例如是spi总线的接口电路，从mcu 5发送的选择信号、时钟信号、数据信号分别经由物理量检测电路200的ss端子、sclk端子、si端子输入，经由物理量检测电路200的so端子将数据信号输出到mcu 5。spi是serial peripheral interface的缩写。此外，接口电路70也可以是与spi总线以外的各种总线、例如i2c总线等对应的接口电路。i2c是inter-integrated circuit的缩写。
54.振荡电路90产生主时钟信号mclk，将主时钟信号mclk提供给数字信号处理电路51、52以及故障诊断电路61。此外，振荡电路90对主时钟信号mclk进行分频而生成时钟信号adclk，将时钟信号adclk提供给模拟/数字转换电路41、42。振荡电路90例如也可以通过环形振荡器、cr振荡电路来产生主时钟信号mclk。
55.在这样构成的第1实施方式的物理量检测装置1中，物理量检测元件100输出作为在检测电极114产生的交流电荷的第1信号、以及作为在检测电极115产生的交流电荷的第2信号，物理量检测电路200基于从物理量检测元件100输出的第1信号以及第2信号，生成与物理量检测元件100检测出的物理量对应的物理量检测信号sdox。此外，物理量检测电路200基于从物理量检测元件100输出的第1信号以及第2信号，生成表示物理量检测装置1的故障的有无的故障诊断结果信号qf。
56.1-2.驱动电路的结构
57.图3为表示第1实施方式中的驱动电路20的结构例的图。如图3所示，驱动电路20包含电流电压(i/v)转换电路21、全波整流电路22、自动增益控制(agc)电路23、驱动信号生成电路24、移相电路25、缓冲电路26以及exnor电路27。exnor是exclusive nor的缩写。
58.通过物理量检测元件100的激励振动而在驱动电极112产生的振荡电流经由dg端子而被输入至电流电压转换电路21，通过电流电压转换电路21而被转换为交流电压信号。从电流电压转换电路21输出的交流电压信号被输入到全波整流电路22以及驱动信号生成电路24。
59.全波整流电路22对电流电压转换电路21的输出信号进行全波整流而输出直流化后的信号。
60.自动增益控制电路23对全波整流电路22的输出信号进行放大并输出规定电压的信号。自动增益控制电路23根据全波整流电路22的输出信号的大小来控制放大增益，使得该输出信号恒定为规定的电压。
61.驱动信号生成电路24输出将电流电压转换电路21的输出信号2值化后的驱动信号。该驱动信号的高电平的电压是自动增益控制电路23的输出信号的电压，恒定为规定的电压。该驱动信号经由ds端子被提供给物理量检测元件100的驱动电极113。物理量检测元件100通过被供给驱动信号，从而能够继续进行激励振动。此外，通过将驱动信号的高电平的电压保持为恒定，从而物理量检测元件100的驱动振动臂101a、101b能够获得恒定的振动速度。因此，成为产生科里奥利力的基础的振动速度恒定，能够使灵敏度更稳定。
62.这样生成的驱动信号的基本频率与物理量检测元件100的驱动振动臂101a、101b的弯曲振动的频率f一致。此外，通过全波整流电路22的全波整流而生成频率2f的第2频率成分，叠加于驱动信号的高电平的电压。因此，在驱动信号中包含频率f的第1频率成分和频率2f的第2频率成分。
63.移相电路25输出使从驱动信号生成电路24输出的驱动信号的相位超前90
°
后的信号。此外，缓冲电路26输出与驱动信号同相的检波信号sdet。此外，exnor电路27输出作为驱动信号和移相电路25的输出信号的exnor逻辑信号的检波信号qdet。检波信号sdet是频率f的方波电压信号，检波信号qdet是频率2f的方波电压信号。检波信号sdet、qdet被提供给检测电路30。
64.1-3.检测电路的结构
65.图4是表示第1实施方式中的检测电路30的结构例的图。如图4所示，检测电路30包含电荷放大器电路31a、31b、差动放大电路32、加法电路33、ac放大电路34a、34b、同步检波电路35a、35b以及平滑电路36a、36b。
66.第1信号经由s1端子被输入到电荷放大器电路31a。如上所述，第1信号为在物理量检测元件100的检测电极114处产生的交流电荷，包含第1物理量成分和第1静电泄漏成分。
67.第2信号经由s2端子被输入到电荷放大器电路31b。如上所述，第2信号为在物理量检测元件100的检测电极115处产生的交流电荷，包含第2物理量成分和第2静电泄漏成分。
68.在本实施方式中，如图2所示，当对物理量检测元件100施加角速度时，形成有检测电极114的检测振动臂102和形成有检测电极115的检测振动臂102以取得平衡的方式相互反向地进行弯曲振动。因此，第1信号所包含的第1物理量成分与第2信号所包含的第2物理量成分互为反相。在此，第1信号所包含的第1物理量成分与第2信号所包含的第2物理量成分互为反相不仅包含该2个物理量成分的相位差准确地为180
°
的情况，还包含由于物理量检测元件100的制造误差、信号传播路径的延迟时间的误差等而使该2个物理量成分的相位差相对于180
°
具有微差的情况。
69.另外，在本实施方式中，第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相。在此，第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相不仅包含该2个静电泄漏成分的相位差准确地为0
°
的情况，还包含由于物理量检测元件100的制造误差、信号传播路径的延迟时间的误差等而该2个静电泄漏成分的相位差相对于0
°
具有微差的情况。
70.电荷放大器电路31a将第1信号转换为以由基准电压电路10生成的基准电压v
ref
为
基准的交流电压信号并输出，电荷放大器电路31b将第2信号转换为以基准电压v
ref
为基准的交流电压信号并输出。
71.差动放大电路32对由电荷放大器电路31a的输出信号和电荷放大器电路31b的输出信号构成的信号对进行差动放大。该信号对是基于第1信号和第2信号的信号对。如上所述，由于第1信号所包含的第1物理量成分与第2信号所包含的第2物理量成分互为反相，因此物理量成分通过差动放大电路32而被放大。另一方面，由于第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，因此静电泄漏成分通过差动放大电路32而衰减。因此，在差动放大电路32的输出信号中，静电泄漏成分对物理量成分的影响变小。此外，在差动放大电路32的输出信号中，为了实质上消除静电泄漏成分对物理量成分的影响，优选第1静电泄漏成分与第2静电泄漏成分的差分量实质上为零。第1静电泄漏成分与第2静电泄漏成分的差分量实质上为零不仅是指差分量准确地为零的情况，还包含由于第1静电泄漏成分、第2静电泄漏成分的最小调整分辨率等而导致差分量相对于零具有微差的情况、由于第1静电泄漏成分与第2静电泄漏成分的差分量的测定误差而导致测定值相对于零具有微差的情况。
72.ac放大电路34a对差动放大电路32的输出信号进行放大。ac放大电路34a的输出信号被输入到同步检波电路35a。
73.同步检波电路35a将ac放大电路34a的输出信号作为被检波信号，通过检波信号sdet进行同步检波。通过该同步检波电路35a，提取ac放大电路34a的输出信号中包含的物理量成分。即，同步检波电路35a作为第1同步检波电路而发挥功能，所述第1同步检波电路对基于差动放大电路32的输出信号的信号即ac放大电路34a的输出信号进行同步检波，输出与第1信号所包含的第1物理量成分和第2信号所包含的第2物理量成分之差对应的信号。同步检波电路35a例如也可以是如下的开关电路，即，在检波信号sdet的电压电平高于基准电压v
ref
时选择ac放大电路34a的输出信号，在检波信号sdet的电压电平低于基准电压v
ref
时选择将ac放大电路34a的输出信号相对于基准电压v
ref
反转后的信号。
74.平滑电路36a将同步检波电路35a的输出信号平滑化为直流电压信号。平滑电路36a的输出信号作为物理量检测信号sao从检测电路30输出。即，平滑电路36a作为基于第1同步检波电路即同步检波电路35a的输出信号而生成物理量检测信号sao的物理量检测信号生成电路发挥功能。
75.如此，在本实施方式中，电荷放大器电路31a、31b、差动放大电路32、ac放大电路34a、同步检波电路35a以及平滑电路36a作为物理量检测信号输出电路而发挥功能，所述物理量检测信号输出电路基于第1信号所包含的第1物理量成分和第2信号所包含的第2物理量成分，输出与物理量检测元件100所检测出的物理量对应的物理量检测信号sao。
76.加法电路33将由电荷放大器电路31a的输出信号和电荷放大器电路31b的输出信号构成的信号对相加。如上所述，由于第1信号所包含的第1物理量成分与第2信号所包含的第2物理量成分互为反相，因此物理量成分通过加法电路33而衰减。另一方面，第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，因此静电泄漏成分通过加法电路33而被放大。
77.ac放大电路34b对加法电路33的输出信号进行放大。ac放大电路34b的输出信号被输入到同步检波电路35b。
78.同步检波电路35b将ac放大电路34b的输出信号作为被检波信号，通过检波信号qdet进行同步检波。通过该同步检波电路35b，提取ac放大电路34b的输出信号中包含的静电泄漏成分。即，同步检波电路35b作为第2同步检波电路发挥功能，该第2同步检波电路对基于加法电路33的输出信号的信号即ac放大电路34b的输出信号进行同步检波，输出与第1信号所包含的第1静电泄漏成分和第2信号所包含的第2静电泄漏成分之和对应的信号。同步检波电路35b例如也可以是如下开关电路，即，在检波信号qdet的电压电平比基准电压v
ref
高时选择ac放大电路34b的输出信号，在检波信号qdet的电压电平比基准电压v
ref
低时选择将ac放大电路34b的输出信号相对于基准电压v
ref
反转后的信号。
79.平滑电路36b将同步检波电路35b的输出信号平滑化为直流电压信号。平滑电路36b的输出信号作为静电泄漏检测信号qao从检测电路30输出。即，平滑电路36b作为基于第2同步检波电路即同步检波电路35b的输出信号，生成静电泄漏检测信号qao作为第1故障诊断用信号的第1故障诊断用信号生成电路发挥功能。
80.这样，在本实施方式中，电荷放大器电路31a、31b、加法电路33、ac放大电路34b、同步检波电路35b以及平滑电路36b作为将基于第1静电泄漏成分和第2静电泄漏成分生成的静电泄漏检测信号qao作为第1故障诊断用信号输出的第1故障诊断用信号输出电路发挥功能。另外，图1所示的模拟/数字转换电路42、数字信号处理电路52以及故障诊断电路61作为基于第1故障诊断用信号即静电泄漏检测信号qao进行故障诊断的第1故障诊断电路发挥功能。
81.1-4.信号波形的例子
82.图5为表示针对从物理量检测元件100输出的交流电荷所所包含的物理量成分的各种信号的波形的一例的图。在图5中，示出了图3所示的a点～d点的各信号的波形以及图4所示的e点～l点的各信号的波形，关于各信号的波形，横轴为时间，纵轴为电压。另外，图5为对物理量检测元件100施加了恒定的角速度的情况下的例子。
83.a点的信号是电流电压转换电路21的输出信号，是以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。
84.b点的信号是驱动信号生成电路24的输出信号、即驱动信号，是与a点的信号同相、且振幅为恒定值vc的方波电压信号。b点的信号包含频率f的第1频率成分，并且在高电平的电压上叠加有频率2f的第2频率成分。
85.b’点的信号是缓冲电路26的输出信号、即检波信号sdet，是与a点的信号同相、且振幅为恒定值vd的方波电压信号。
86.c点的信号是移相电路25的输出信号，是相对于b点的信号相位超前90
°
且振幅为恒定值vc的方波电压信号。c点的信号包含频率f的第1频率成分，并且在高电平的电压上叠加有频率2f的第2频率成分。
87.d点的信号是exnor电路27的输出信号、即检波信号qdet，是相对于a点的信号频率为2倍且振幅为恒定值vd的方波电压信号。
88.e点的信号是电荷放大器电路31a的输出信号所包含的第1物理量成分，是相对于a点的信号为同相且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。
89.f点的信号是电荷放大器电路31b的输出信号中包含的第2物理量成分，是相对于a点的信号相位相差180
°
且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。e点的信号所包含的
第1物理量成分和f点的信号所包含的第2物理量成分互为反相，且振幅实质上相同。
90.g点的信号是ac放大电路34a的输出信号所包含的物理量成分、即e点的信号所包含的第1物理量成分和f点的信号所包含的第2物理量成分被差动放大后的信号，是与a点的信号同相且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。
91.h点的信号是同步检波电路35a的输出信号所包含的物理量成分、即利用b’点的信号即检波信号sdet以基准电压v
ref
为基准对g点的信号所包含的物理量成分进行了全波整流后的信号。
92.i点的信号是平滑电路36a的输出信号所包含的物理量成分，是与物理量检测元件100所检测出的物理量对应的电压值v1的信号。
93.j点的信号是ac放大电路34b的输出信号所包含的物理量成分，即e点的信号所包含的第1物理量成分以及f点的信号所包含的第2物理量成分被相加放大而几乎被去除后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
94.k点的信号是同步检波电路35b的输出信号所所包含的物理量成分，即利用d点的信号即检波信号qdet以基准电压v
ref
为基准对j点的信号所包含的物理量成分进行了全波整流后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
95.l点的信号是平滑电路36b的输出信号所包含的物理量成分，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
96.图6为表示针对从物理量检测元件100输出的交流电荷所包含的静电泄漏成分的各种信号的波形的一例的图。在图6中，示出了图3所示的a点～d点的各信号的波形以及图4所示的e点～l点的各信号的波形，关于各信号的波形，横轴为时间，纵轴为电压。
97.在图6中，a点～d点的信号与图5相同。
98.e点的信号是电荷放大器电路31a的输出信号所包含的第1静电泄漏成分，是以基准电压v
ref
为中心的恒定频率2f的信号。第1静电泄漏成分是与b点的信号的高电平的电压叠加的频率2f的第2频率成分经由驱动电极113与检测电极114之间的第1静电耦合电容c1传播到e点的成分。因此，e点的信号所包含的第1静电泄漏成分与b点的信号所包含的频率2f的第2频率成分同相。
99.f点的信号是电荷放大器电路31b的输出信号所包含的第2静电泄漏成分，是以基准电压v
ref
为中心的恒定频率2f的信号。第2静电泄漏成分是与b点的信号的高电平的电压叠加的频率2f的第2频率成分经由驱动电极113与检测电极115之间的第2静电耦合电容c2传播到f点的成分。因此，f点的信号所包含的第2静电泄漏成分与b点的信号所包含的频率2f的第2频率成分同相。e点的信号所包含的第1静电泄漏成分和f点的信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，并且振幅实质上相同。
100.g点的信号是ac放大电路34a的输出信号所包含的静电泄漏成分、即e点的信号所包含的第1静电泄漏成分以及f点的信号所包含的第2静电泄漏成分被差动放大而几乎被去除后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
101.h点的信号是同步检波电路35a的输出信号所包含的静电泄漏成分、即利用b’点的信号即检波信号sdet以基准电压v
ref
为基准对g点的信号所包含的静电泄漏成分进行了全波整流后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
102.i点的信号是平滑电路36a的输出信号所包含的静电泄漏成分，是电压值为基准电
压v
ref
的信号。
103.j点的信号是ac放大电路34b的输出信号所包含的静电泄漏成分、即e点的信号所包含的第1静电泄漏成分以及f点的信号所包含的第2静电泄漏成分被相加放大后的信号。因此，j点的信号所包含的静电泄漏成分是与b点的信号所包含的频率2f的第2频率成分同相、且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率2f的信号。
104.k点的信号是同步检波电路35b的输出信号所包含的静电泄漏成分、即利用d点的信号即检波信号qdet以基准电压v
ref
为基准对j点的信号所包含的静电泄漏成分进行了全波整流后的信号。
105.l点的信号是平滑电路36b的输出信号所包含的静电泄漏成分，是与在物理量检测元件100中产生的静电泄漏对应的电压值v2的信号。
106.实际上，e点～l点的各信号成为将图5的各波形和图6的各波形相加后的波形。在此，图6中的i点的信号是电压值为基准电压v
ref
的信号，因此平滑电路36a的输出信号、即物理量检测信号sao几乎不包含静电泄漏成分，与图5中的i点的信号大致一致，成为与物理量成分对应的电压电平的信号。这样，由于在物理量检测信号sao中几乎不包含静电泄漏成分，因此静电泄漏成分对物理量的检测造成的不良影响极小。因此，mcu 5通过读出基于物理量检测信号sao生成的物理量检测信号sdox，能够测定施加于物理量检测装置1的物理量。
107.另外，图5中的l点的信号是电压值为基准电压v
ref
的信号，因此平滑电路36b的输出信号、即静电泄漏检测信号qao几乎不包含物理量成分，与图6中的l点的信号大致一致，成为与静电泄漏成分对应的电压电平的信号。这样，在静电泄漏检测信号qao中几乎不包含物理量成分，因此物理量成分对基于静电泄漏成分的故障诊断造成的不良影响极小。而且，如果物理量检测元件100的布线正常，则静电泄漏检测信号qao的电压成为规定值。因此，故障诊断电路61在基于静电泄漏检测信号qao生成的静电泄漏检测信号qdox的大小不包含于规定的第1范围内的情况下，能够诊断为物理量检测元件100的布线发生了故障。
108.1-5.作用效果
109.在第1实施方式的物理量检测装置1中，在与物理量检测元件100连接的布线发生了切断、短路等故障的情况下，驱动信号中包含的第2频率成分分别传播到检测电极114、115而产生的第1静电泄漏成分和第2静电泄漏成分的大小发生变化，因此在物理量检测电路200中，基于第1静电泄漏成分和第2静电泄漏成分而生成的静电泄漏检测信号qdox的值也发生变化。因此，根据第1实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够生成能够用于与物理量检测元件100连接的布线的故障诊断的静电泄漏检测信号qdox，因此例如作为外部装置的mcu 5能够基于静电泄漏检测信号qdox来诊断该布线的故障。
110.此外，在第1实施方式的物理量检测装置1中，由于物理量检测电路200能够基于静电泄漏成分生成能够在与物理量检测元件100连接的布线的故障诊断中利用的静电泄漏检测信号qdox，因此能够使用被调谐为振动泄漏成分成为零或接近零的大小的物理量检测元件100。因此，根据第1实施方式的物理量检测装置1，能够降低因振动泄漏成分而导致物理量的检测精度降低的可能性。
111.另外，根据第1实施方式的物理量检测装置1，由于能够将驱动信号的生成所需的全波整流电路22兼用作生成基于静电泄漏成分的故障诊断所需的第2频率成分的电路，因
此不需要生成第2频率成分的专用电路。
112.另外，根据第1实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200具有基于静电泄漏检测信号qdox进行故障诊断的故障诊断电路61，由此，在与物理量检测元件100连接的布线发生了切断、短路等故障的情况下，静电泄漏检测信号qdox发生变化，因此能够诊断该布线的故障。
113.此外，在第1实施方式的物理量检测装置1中，由于从检测电极114输出的第1信号所包含的物理量成分与从检测电极115输出的第2信号所包含的物理量成分互为反相，因此在物理量检测电路200中，物理量成分通过差动放大电路32而被放大，并且通过加法电路33而衰减。因此，根据第1实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够高精度地生成物理量检测信号sdox，并且降低了由于物理量成分而导致静电泄漏检测信号qdox的精度降低的可能性。
114.此外，在第1实施方式的物理量检测装置1中，由于第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，因此在物理量检测电路200中，静电泄漏成分通过加法电路33而被放大，并且通过差动放大电路32而衰减。因此，根据第1实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够高精度地生成静电泄漏检测信号qdox，并且降低了由于静电泄漏成分而导致物理量检测信号sdox的精度降低的可能性。
115.2.第2实施方式
116.关于第2实施方式的物理量检测装置1，对与第1实施方式相同的结构要素标注相同的标号，省略或简化与第1实施方式重复的说明，主要对与第1实施方式不同的内容进行说明。
117.图7为第2实施方式的物理量检测装置的功能框图。如图7所示，第2实施方式的物理量检测装置1具备物理量检测元件100和物理量检测电路200。物理量检测元件100的结构以及功能与第1实施方式相同，因此省略说明。
118.如上所述，通过对物理量检测元件100的4个配重部103的重量进行调谐，如果物理量检测元件100正常，则几乎不产生泄漏振动，但在物理量检测元件100发生了故障的情况下，例如在驱动振动臂101a、101b和检测振动臂102中的至少一方中产生了裂纹等的情况下，驱动振动臂101a、101b的振动能量的平衡被破坏而产生泄漏振动。因此，在物理量检测元件100发生了故障的情况下，物理量检测元件100从检测电极114、115输出基于泄漏振动的交流电荷。以下，有时也将基于泄漏振动的交流电荷称为“振动泄漏成分”。
119.如图7所示，第2实施方式中的物理量检测电路200与第1实施方式同样地包含基准电压电路10、驱动电路20、检测电路30、模拟/数字转换电路41、模拟/数字转换电路42、数字信号处理电路51、数字信号处理电路52、故障诊断电路61、接口电路70、存储部80以及振荡电路90。而且，第2实施方式中的物理量检测电路200包含选择器40、控制电路60以及故障诊断电路62。物理量检测电路200例如也可以通过1个芯片的集成电路来实现。此外，物理量检测电路200也可以是省略或变更这些要素的一部分、或者追加了其他要素的结构。
120.基准电压电路10、模拟/数字转换电路41、数字信号处理电路51、故障诊断电路61、存储部80以及振荡电路90的功能与第1实施方式相同，因此省略说明。
121.驱动电路20具有与第1实施方式相同的功能，并且，生成相位与驱动信号相差90
°
的检波信号vdet，向检测电路30输出。
122.检测电路30具有与第1实施方式相同的功能，并且，基于从物理量检测元件100的检测电极114输出的第1信号所包含的第1振动泄漏成分和从物理量检测元件100的检测电极115输出的第2信号所包含的第2振动泄漏成分，输出振动泄漏检测信号vao。如上所述，第1信号为经由物理量检测电路200的s1端子而被输入的交流电荷，第2信号为经由物理量检测电路200的s2端子而被输入的交流电荷。第1振动泄漏成分是基于物理量检测元件100的振动的成分，在物理量检测元件100发生了故障的情况下包含在第1信号中。同样地，第2振动泄漏成分为基于物理量检测元件100的振动的成分，在物理量检测元件100发生了故障的情况下包含在第2信号中。检测电路30使用检波信号vdet，检测基于第1信号所包含的第1振动泄漏成分和第2信号所包含的第2振动泄漏成分的振动泄漏成分，生成并输出与检测出的振动泄漏成分的大小对应的电压电平的模拟信号即振动泄漏检测信号vao。
123.选择器40根据从控制电路60输出的控制信号，时分地选择静电泄漏检测信号qao和振动泄漏检测信号vao并输出到模拟/数字转换电路42。
124.模拟/数字转换电路42根据振荡电路90产生的时钟信号adclk进行动作，将从选择器40时分地输出的模拟信号即静电泄漏检测信号qao和振动泄漏检测信号vao分别时分地转换为数字信号即静电泄漏检测信号qdo和振动泄漏检测信号vdo并输出。
125.数字信号处理电路52基于振荡电路90产生的主时钟信号mclk进行动作，对从模拟/数字转换电路42时分地输出的静电泄漏检测信号qdo以及振动泄漏检测信号vdo进行规定的运算处理，输出通过运算处理得到的静电泄漏检测信号qdox以及振动泄漏检测信号vdox。
126.故障诊断电路62通过主时钟信号mclk而进行动作，基于振动泄漏检测信号vdox进行物理量检测装置1的故障诊断。而且，故障诊断电路62输出表示物理量检测装置1是否发生了故障的故障诊断结果信号vf。如果物理量检测装置1正常，则振动泄漏检测信号vdox的值包含在规定的第2范围内。与此相对，例如，在物理量检测元件100的一部分破损的情况下，振动泄漏检测信号vdox的值偏离第2范围。因此，故障诊断电路62也可以在振动泄漏检测信号vdox的值不包含在第2范围内的情况下诊断为物理量检测装置1发生了故障。例如，第2范围也可以被设定为包含在物理量检测装置1正常的情况下在设计上所设想的规定值，并且包含由于经时变化而可能从该规定值发生变化的范围。另外，第2范围可以是恒定的，也可以是可变的。例如，也可以根据存储部80所具有的能够从物理量检测电路200的外部进行改写的寄存器中存储的值而可变地设定第2范围。
127.控制电路60根据主时钟信号mclk而进行动作，生成对选择器40的动作进行控制的控制信号、以及用于使故障诊断电路61、62分别进行动作的使能信号。
128.接口电路70具有与第1实施方式同样的功能，并且也可以根据来自mcu 5的请求，进行将从数字信号处理电路52时分地输出的静电泄漏检测信号qdox以及振动泄漏检测信号vdox输出到mcu 5的处理。在该情况下，物理量检测电路200也可以不具有故障诊断电路62，mcu 5基于振动泄漏检测信号vdox，进行与故障诊断电路62同样的故障诊断。此外，mcu 5也可以进行向规定的寄存器写入用于设定前述的第2范围的值的处理。
129.在这样构成的第2实施方式的物理量检测装置1中，物理量检测元件100输出作为在检测电极114处产生的交流电荷的第1信号以及作为在检测电极115处产生的交流电荷的第2信号，物理量检测电路200基于从物理量检测元件100输出的第1信号以及第2信号，生成
与物理量检测元件100检测出的物理量对应的物理量检测信号sdox。此外，物理量检测电路200基于从物理量检测元件100输出的第1信号以及第2信号，生成表示物理量检测装置1的故障的有无的故障诊断结果信号qf、vf。
130.图8为表示第2实施方式中的驱动电路20的结构例的图。如图8所示，第2实施方式中的驱动电路20与第1实施方式相同，包含电流电压转换电路21、全波整流电路22、自动增益控制电路23、驱动信号生成电路24、移相电路25、缓冲电路26、exnor电路27以及缓冲电路28。电流电压转换电路21、全波整流电路22、自动增益控制电路23、驱动信号生成电路24、移相电路25、缓冲电路26以及exnor电路27的功能与第1实施方式相同，因此省略说明。缓冲电路26输出与移相电路25的输出信号同相的检波信号vdet。检波信号vdet为与检波信号sdet相比相位超前了90
°
的频率f的方波电压信号，与检波信号sdet、qdet一起被提供到检测电路30。
131.图9是示出第2实施方式中的检测电路30的结构例的图。如图9所示，第2实施方式中的检测电路30与第1实施方式相同，包含电荷放大器电路31a、31b、差动放大电路32、加法电路33、ac放大电路34a、34b、同步检波电路35a、35b以及平滑电路36a、36b。电荷放大器电路31a、31b、差动放大电路32、加法电路33、ac放大电路34a、34b、同步检波电路35a、35b以及平滑电路36a、36b的功能与第1实施方式相同，因此省略说明。而且，第2实施方式中的检测电路30包含同步检波电路35c以及平滑电路36c。
132.经由s1端子输入至电荷放大器电路31a的第1信号包含第1物理量成分以及第1静电泄漏成分，在物理量检测元件100发生了故障的情况下，还包含第1振动泄漏成分。同样地，经由s2端子输入至电荷放大器电路31b的第2信号包含第2物理量成分以及第2静电泄漏成分，在物理量检测元件100发生了故障的情况下，还包含第2振动泄漏成分。
133.在本实施方式中，在物理量检测元件100发生了故障的情况下，第1信号所包含的第1振动泄漏成分与第2信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相。在此，第1信号所包含的第1振动泄漏成分与第2信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相不仅包含该2个振动泄漏成分的相位差准确地为0
°
的情况，还包含由于物理量检测元件100的制造误差、信号传播路径的延迟时间的误差等而该2个振动泄漏成分的相位差相对于0
°
具有微差的情况。
134.由于第1信号所包含的第1振动泄漏成分与第2信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相，因此振动泄漏成分通过差动放大电路32而衰减。因此，即使在物理量检测元件100发生了故障的情况下，在差动放大电路32的输出信号中，振动泄漏成分对物理量成分的影响也会变小。此外，为了在差动放大电路32的输出信号中，实质上消除振动泄漏成分对物理量成分的影响，优选第1振动泄漏成分与第2振动泄漏成分的差分量实质上为零。第1振动泄漏成分与第2振动泄漏成分的差分量实质上为零不仅是指差分量准确地为零的情况，还包含因第1振动泄漏成分、第2振动泄漏成分的最小调整分辨率等而导致差分量相对于零具有微差的情况、因第1振动泄漏成分与第2振动泄漏成分的差分量的测定误差而导致测定值相对于零具有微差的情况。
135.另外，由于第1信号所包含的第1振动泄漏成分与第2信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相，因此振动泄漏成分通过加法电路33而被放大，通过ac放大电路34b进一步被放大。
136.同步检波电路35c将ac放大电路34b的输出信号作为被检波信号，通过检波信号
vdet进行同步检波。通过该同步检波电路35b，提取ac放大电路34b的输出信号所包含的振动泄漏成分。
137.即，同步检波电路35c作为第3同步检波电路而发挥功能，所述第3同步检波电路对基于加法电路33的输出信号的信号即ac放大电路34b的输出信号进行同步检波，输出与第1信号所包含的第1振动泄漏成分和第2信号所包含的第2振动泄漏成分之和对应的信号。同步检波电路35c例如也可以是如下开关电路，即，在检波信号vdet的电压电平比基准电压v
ref
高时选择ac放大电路34b的输出信号，在检波信号vdet的电压电平比基准电压v
ref
低时选择将ac放大电路34b的输出信号相对于基准电压v
ref
反转后的信号。
138.平滑电路36c将同步检波电路35c的输出信号平滑化为直流电压信号。平滑电路36c的输出信号作为振动泄漏检测信号vao从检测电路30输出。即，平滑电路36c作为基于第3同步检波电路即同步检波电路35c的输出信号而生成振动泄漏检测信号vao作为第2故障诊断用信号的第2故障诊断用信号生成电路发挥功能。
139.这样，在本实施方式中，电荷放大器电路31a、31b、加法电路33、ac放大电路34b、同步检波电路35b以及平滑电路36b作为将基于第1静电泄漏成分和第2静电泄漏成分生成的静电泄漏检测信号qao作为第1故障诊断用信号输出的第1故障诊断用信号输出电路发挥功能。此外，电荷放大器电路31a、31b、加法电路33、ac放大电路34b、同步检波电路35c以及平滑电路36c作为将基于第1振动泄漏成分和第2振动泄漏成分而生成的振动泄漏检测信号vao作为第2故障诊断用信号而输出的第2故障诊断用信号输出电路发挥功能。另外，图7所示的模拟/数字转换电路42、数字信号处理电路52以及故障诊断电路61作为基于第1故障诊断用信号即静电泄漏检测信号qao进行故障诊断的第1故障诊断电路发挥功能。另外，图7所示的模拟/数字转换电路42、数字信号处理电路52以及故障诊断电路62作为基于第2故障诊断用信号即振动泄漏检测信号vao进行故障诊断的第2故障诊断电路发挥功能。
140.图10为表示针对从物理量检测元件100输出的交流电荷所包含的物理量成分的各种信号的波形的一例的图。在图10中，示出了图8所示的a点～d点的各信号的波形以及图9所示的e点～n点的各信号的波形，关于各信号的波形，横轴为时间，纵轴为电压。另外，图10为对物理量检测元件100施加了恒定的角速度的情况下的例子。
141.在图10中，a点～c点的信号以及d点～l点的信号与图5相同。
142.c’点的信号是缓冲电路28的输出信号、即检波信号vdet，是相对于a点的信号相位超前90
°
且振幅为恒定值vd的方波电压信号。
143.m点的信号是同步检波电路35c的输出信号所包含的物理量成分、即利用c’点的信号即检波信号vdet以基准电压v
ref
为基准对j点的信号所包含的物理量成分进行了全波整流后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
144.n点的信号是平滑电路36c的输出信号中包含的物理量成分，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
145.图11为表示针对从物理量检测元件100输出的交流电荷所包含的静电泄漏成分的各种信号的波形的一例的图。在图11中，示出了图8所示的a点～d点的各信号的波形以及图9所示的e点～n点的各信号的波形，关于各信号的波形，横轴为时间，纵轴为电压。
146.在图11中，a点～c点的信号以及d点～l点的信号与图6相同。此外，点c'处的信号与图10中的信号相同。
147.m点的信号是同步检波电路35c的输出信号所包含的静电泄漏成分、即利用c’点的信号即检波信号vdet以基准电压v
ref
为基准对j点的信号所包含的静电泄漏成分进行了全波整流后的信号。
148.n点的信号为平滑电路36b的输出信号所包含的静电泄漏成分，是与在物理量检测元件100中产生的静电泄漏对应的电压值v3的信号。
149.图12为表示在物理量检测元件100发生了故障的情况下，针对从物理量检测元件100输出的交流电荷所包含的振动泄漏成分的各种信号的波形的一例的图。在图12中，示出了图8所示的a点～d点的各信号的波形以及图9所示的e点～n点的各信号的波形，关于各信号的波形，横轴为时间，纵轴为电压。
150.在图12中，a点～d点的信号与图10以及图11相同。
151.e点的信号是电荷放大器电路31a的输出信号所包含的第1振动泄漏成分，是相对于a点的信号相位超前90
°
且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。
152.f点的信号是电荷放大器电路31b的输出信号所包含的第2振动泄漏成分，是相对于a点的信号相位超前90
°
且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。e点的信号所包含的第1振动泄漏成分和f点的信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相，并且振幅实质上相同。
153.g点的信号是ac放大电路34a的输出信号中包含的振动泄漏成分、即e点的信号中包含的第1振动泄漏成分以及f点的信号中包含的第2振动泄漏成分被差动放大而几乎被去除后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
154.h点的信号是同步检波电路35a的输出信号所包含的振动泄漏成分、即利用b’点的信号即检波信号sdet以基准电压v
ref
为基准对g点的信号所包含的振动泄漏成分进行了全波整流后的信号，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
155.i点的信号是平滑电路36a的输出信号所包含的振动泄漏成分，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
156.j点的信号是ac放大电路34b的输出信号所包含的振动泄漏成分、即e点的信号所包含的第1振动泄漏成分以及f点的信号所包含的第2振动泄漏成分被相加放大后的信号，是相对于a点的信号相位超前90
°
且以基准电压v
ref
为中心的恒定频率f的信号。
157.k点的信号是同步检波电路35b的输出信号所包含的振动泄漏成分、即利用d点的信号即检波信号qdet以基准电压v
ref
为基准对j点的信号所包含的振动泄漏成分进行了全波整流后的信号。
158.l点的信号是平滑电路36b的输出信号所包含的振动泄漏成分，是电压值为基准电压v
ref
的信号。
159.m点的信号是同步检波电路35c的输出信号所包含的振动泄漏成分、即利用c’点的信号即检波信号vdet以基准电压v
ref
为基准对j点的信号所包含的振动泄漏成分进行了全波整流后的信号。
160.n点的信号为平滑电路36c的输出信号所包含的振动泄漏成分，是与在物理量检测元件100中产生的振动泄漏对应的电压值v4的信号。
161.实际上，e点～n点的各信号成为将图10的各波形、图11的各波形和图12的各波形相加后的波形。在此，图11中的i点的信号以及图12中的i点的信号都是电压值为基准电压vref
的信号，因此平滑电路36a的输出信号、即物理量检测信号sao几乎不包含静电泄漏成分以及振动泄漏成分，与图10中的i点的信号大致一致，成为与物理量成分对应的电压电平的信号。如此，由于在物理量检测信号sao中几乎不包含静电泄漏成分以及振动泄漏成分，因此静电泄漏成分以及振动泄漏成分对物理量的检测造成的不良影响极小。因此，mcu 5通过读出基于物理量检测信号sao生成的物理量检测信号sdox，能够测定施加于物理量检测装置1的物理量。
162.另外，图10中的l点的信号以及图12中的l点的信号都是电压值为基准电压v
ref
的信号，因此平滑电路36b的输出信号、即静电泄漏检测信号qao几乎不包含物理量成分以及振动泄漏成分，与图11中的l点的信号大致一致，成为与静电泄漏成分对应的电压电平的信号。这样，在静电泄漏检测信号qao中几乎不包含物理量成分以及振动泄漏成分，因此物理量成分对基于静电泄漏成分的故障诊断造成的不良影响极小。而且，如果物理量检测元件100的布线正常，则静电泄漏检测信号qao的电压成为规定值。因此，故障诊断电路61在基于静电泄漏检测信号qao生成的静电泄漏检测信号qdox的大小不包含于规定的第1范围内的情况下，能够诊断为物理量检测元件100的布线发生了故障。
163.另外，图10中的n点的信号是电压值为基准电压v
ref
的信号，因此平滑电路36b的输出信号、即振动泄漏检测信号vao几乎不包含物理量成分，但图11中的n点的信号是电压值v3的信号，因此振动泄漏检测信号vao包含静电泄漏成分。因此，振动泄漏检测信号vao成为以电压值v3为基准与振动泄漏成分对应的电压电平的信号。这样，在振动泄漏检测信号vao中几乎不包含物理量成分，因此物理量成分对基于振动泄漏成分的故障诊断造成的不良影响极小。此外，虽然在振动泄漏检测信号vao中包含静电泄漏成分，但由于如果物理量检测元件100的布线正常则静电泄漏成分的大小恒定，因此静电泄漏成分对基于振动泄漏成分的故障诊断造成的不良影响较小。而且，如果物理量检测元件100正常，则振动泄漏检测信号vao的电压成为规定值。因此，故障诊断电路62在基于振动泄漏检测信号vao而生成的振动泄漏检测信号vdox的大小不包含在第2范围内的情况下，能够诊断为物理量检测元件100发生了故障。
164.如以上所说明的那样，在第2实施方式的物理量检测装置1中，在与物理量检测元件100连接的布线产生了切断、短路等故障的情况下，由于驱动信号所包含的第2频率成分分别传播至检测电极114、115而产生的第1静电泄漏成分以及第2静电泄漏成分的大小发生变化，因此在物理量检测电路200中，基于第1静电泄漏成分以及第2静电泄漏成分而生成的静电泄漏检测信号qdox的值也发生变化。因此，根据第1实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够生成能够用于与物理量检测元件100连接的布线的故障诊断的静电泄漏检测信号qdox，因此例如作为外部装置的mcu 5能够基于静电泄漏检测信号qdox来诊断该布线的故障。
165.此外，在第2实施方式的物理量检测装置1中，由于物理量检测电路200能够基于静电泄漏成分而生成能够在与物理量检测元件100连接的布线的故障诊断中利用的静电泄漏检测信号qdox，因此能够使用被调谐为振动泄漏成分成为零或接近零的大小的物理量检测元件100。因此，根据第2实施方式的物理量检测装置1，能够降低因振动泄漏成分而导致物理量的检测精度降低的可能性。
166.并且，在第2实施方式的物理量检测装置1中，在物理量检测元件100产生了破损等
故障的情况下，基于物理量检测元件100的振动而在检测电极114、115处分别产生的第1振动泄漏成分以及第2振动泄漏成分的大小发生变化，因此在物理量检测电路200中，基于第1振动泄漏成分以及第2振动泄漏成分而生成的振动泄漏检测信号vdox的值也发生变化。因此，根据第2实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够生成能够用于物理量检测元件100的故障诊断的振动泄漏检测信号vdox，因此例如作为外部装置的mcu 5能够基于振动泄漏检测信号vdox来诊断物理量检测元件100的故障。
167.另外，根据第2实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200具有基于振动泄漏检测信号vdox进行故障诊断的故障诊断电路62，由此在物理量检测元件100产生了破损等故障的情况下，静电泄漏检测信号qdox发生变化，因此能够诊断物理量检测元件100的故障。
168.此外，在第2实施方式的物理量检测装置1中，由于从检测电极114输出的第1信号所包含的物理量成分与从检测电极115输出的第2信号所包含的物理量成分互为反相，因此在物理量检测电路200中，物理量成分通过差动放大电路32而被放大，并且通过加法电路33而衰减。因此，根据第2实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够高精度地生成物理量检测信号sdox，并且降低了由于物理量成分而导致静电泄漏检测信号qdox的精度降低的可能性。
169.此外，在第2实施方式的物理量检测装置1中，由于第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，因此在物理量检测电路200中，静电泄漏成分通过加法电路33而被放大，并且通过差动放大电路32而衰减。因此，根据第2实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够高精度地生成静电泄漏检测信号qdox，并且降低了由于静电泄漏成分而导致物理量检测信号sdox的精度降低的可能性。
170.此外，在第2实施方式的物理量检测装置1中，由于第1信号所包含的第1振动泄漏成分与第2信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相，因此在物理量检测电路200中，振动泄漏成分通过加法电路33而被放大，并且通过差动放大电路32而衰减。因此，根据第2实施方式的物理量检测装置1，物理量检测电路200能够高精度地生成振动泄漏检测信号vdox，并且降低了由于振动泄漏成分而导致物理量检测信号sdox的精度降低的可能性。
171.3.变形例
172.本发明并不限定于本实施方式，能够在本发明的主旨的范围内实施各种变形。
173.例如，在上述的各实施方式中，物理量检测装置1同时进行物理量的检测处理和故障诊断用信号的生成处理，但也可以排他地进行物理量的检测处理和故障诊断用信号的生成处理。例如，物理量检测装置1也可以在通常动作模式下进行物理量的检测处理并且不进行故障诊断用信号的生成处理，在故障诊断模式下不进行物理量的检测处理而进行故障诊断用信号的生成处理。
174.另外，在上述的各实施方式中，物理量检测装置1检测驱动信号所包含的第1频率成分的频率的2倍的频率的第2频率成分传播到检测电极114、115而产生的静电泄漏成分，来生成故障诊断用信号，但也可以检测驱动信号所包含的第1频率成分的频率的2倍以外的偶数倍或奇数倍的频率成分传播到检测电极114、115而产生的静电泄漏成分，来生成故障诊断用信号。
175.另外，在上述的各实施方式中，物理量检测电路200经由接口电路70输出作为数字
信号的物理量检测信号sdox以及静电泄漏检测信号qdox，但也可以经由外部端子输出作为模拟信号的物理量检测信号sao以及静电泄漏检测信号qao。同样地，在上述的第2实施方式中，物理量检测电路200经由接口电路70输出作为数字信号的振动泄漏检测信号vdox，但也可以经由外部端子输出作为模拟信号的振动泄漏检测信号vao。
176.此外，在上述的第1实施方式中，模拟/数字转换电路41将物理量检测信号sao转换为物理量检测信号sdo，模拟/数字转换电路42将静电泄漏检测信号qao转换为静电泄漏检测信号qdo，但也可以是1个模拟/数字转换电路时分地进行将物理量检测信号sao转换为物理量检测信号sdo的处理和将静电泄漏检测信号qao转换为静电泄漏检测信号qdo的处理。另外，在上述的第2实施方式中，模拟/数字转换电路41将物理量检测信号sao转换为物理量检测信号sdo，模拟/数字转换电路42时分地进行将静电泄漏检测信号qao转换为静电泄漏检测信号qdo的处理和将振动泄漏检测信号vao转换为振动泄漏检测信号vdo的处理，但也可以是1个模拟/数字转换电路时分地进行将物理量检测信号sao转换为物理量检测信号sdo的处理、将静电泄漏检测信号qao转换为静电泄漏检测信号qdo的处理和将振动泄漏检测信号vao转换为振动泄漏检测信号vdo的处理。或者，也可以是，模拟/数字转换电路42将静电泄漏检测信号qao转换为静电泄漏检测信号qdo，与模拟/数字转换电路41、42不同的模拟/数字转换电路将振动泄漏检测信号vao转换为振动泄漏检测信号vdo。
177.另外，在上述的第1实施方式中，数字信号处理电路51对物理量检测信号sdo进行规定的运算处理而生成物理量检测信号sdox，数字信号处理电路52对静电泄漏检测信号qdo进行规定的运算处理而生成静电泄漏检测信号qdox，但也可以是1个数字信号处理电路时分地进行生成物理量检测信号sdox的处理和生成静电泄漏检测信号qdox的处理。另外，在上述的第2实施方式中，数字信号处理电路51对物理量检测信号sdo进行规定的运算处理而生成物理量检测信号sdox，数字信号处理电路52时分地进行对静电泄漏检测信号qdo进行规定的运算处理而生成静电泄漏检测信号qdox的处理和对振动泄漏检测信号vdo进行规定的运算处理而生成振动泄漏检测信号vdox的处理，但也可以是1个数字信号处理电路时分地进行生成物理量检测信号sdox的处理、生成静电泄漏检测信号qdox的处理和生成振动泄漏检测信号vdox的处理。或者，也可以是数字信号处理电路52生成静电泄漏检测信号qdox，与数字信号处理电路51、52不同的数字信号处理电路生成振动泄漏检测信号vdox。
178.此外，在上述的各实施方式中，物理量检测装置1包含检测角速度作为物理量的物理量检测元件100，但是也可以包含对角速度以外的物理量进行检测的物理量检测元件。例如，物理量检测装置1也可以包含对加速度、角加速度、速度、力等物理量进行检测的物理量检测元件。
179.另外，在上述的各实施方式中，物理量检测装置1包含1个物理量检测元件，但也可以包含多个物理量检测元件。例如，物理量检测装置1也可以包含多个物理量检测元件，多个物理量检测元件分别将相互正交的2个轴以上的任意1个作为检测轴来检测物理量。另外，例如，物理量检测装置1也可以包含多个物理量检测元件，多个物理量检测元件分别检测角速度、加速度、角加速度、速度、力等多个种类的物理量中的任意1个。即，物理量检测装置1也可以是复合传感器。
180.此外，在上述的各实施方式中，列举了物理量检测元件100的振动片为双t型的石英振动片的例子，但是对各种物理量进行检测的物理量检测元件的振动片例如既可以为音
叉型、梳齿型，也可以为三棱柱、四棱柱、圆柱状等形状的音片型。此外，作为物理量检测元件的振动片的材料，也可以代替石英(sio2)而使用例如钽酸锂(litao3)、铌酸锂(linbo3)等压电单晶、锆钛酸铅(pzt)等压电陶瓷等压电性材料，还可以使用硅半导体。此外，物理量检测元件的振动片例如也可以为在硅半导体的表面的一部分配置有被驱动电极夹着的氧化锌(zno)、氮化铝(aln)等的压电薄膜的结构。例如，物理量检测元件也可以是mems元件。mems是micro electro mechanical systems的缩写。
181.此外，在上述的实施方式中，例示了压电型的物理量检测元件，但是对各种物理量进行检测的物理量检测元件并不限定于压电型的元件，也可以为静电电容型、电动式、涡电流型、光学型、应变计型等的元件。另外，物理量检测元件的检测方式不限于振动式，例如也可以是光学式、旋转式、流体式。
182.上述的实施方式以及改变例为一例，并不限定于此。例如，也能够适当组合各实施方式以及各变形例。
183.本发明包含与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构，例如功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构。此外，本发明包含对在实施方式中所说明的结构的非本质部分进行了置换的结构。另外，本发明包含能够起到与在实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构或实现相同目的的结构。另外，本发明包含对在实施方式中说明的结构附加了公知技术的结构。
184.根据上述的实施方式以及变形例导出以下的内容。
185.物理量检测电路的一个方式具有：驱动电路，其向对物理量进行检测的物理量检测元件的驱动电极施加驱动信号，所述驱动信号包含对所述物理量检测元件进行驱动的第1频率成分；物理量检测信号输出电路，其基于所述驱动信号施加于所述物理量检测元件而从所述物理量检测元件的第1检测电极输出的第1信号所包含的第1物理量成分和从所述物理量检测元件的第2检测电极输出的第2信号所包含的第2物理量成分，输出与所述物理量对应的物理量检测信号；以及第1故障诊断用信号输出电路，所述驱动信号包含频率与所述第1频率成分的频率不同的第2频率成分，所述第1信号包含作为所述第2频率成分经由所述驱动电极与所述第1检测电极之间的第1静电耦合电容而传播到所述第1检测电极的成分的第1静电泄漏成分，所述第2信号包含作为所述第2频率成分经由所述驱动电极与所述第2检测电极之间的第2静电耦合电容而传播到所述第2检测电极的成分的第2静电泄漏成分，所述第1故障诊断用信号输出电路输出基于所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分而生成的第1故障诊断用信号。
186.在该物理量检测电路中，在与物理量检测元件连接的布线产生了切断、短路等故障的情况下，由于驱动信号所包含的第2频率成分分别传播到第1检测电极以及第2检测电极而产生的第1静电泄漏成分以及第2静电泄漏成分的大小发生变化，因此基于第1静电泄漏成分以及第2静电泄漏成分而生成的第1故障诊断用信号也发生变化。因此，根据该物理量检测电路，由于能够生成能够用于与物理量检测元件连接的布线的故障诊断的第1故障诊断用信号，因此，例如，外部装置能够基于第1故障诊断用信号而对该布线的故障进行诊断。
187.此外，在该物理量检测电路中，由于能够基于静电泄漏成分而生成能够在与物理量检测元件连接的布线的故障诊断中利用的第1故障诊断用信号，因此能够连接被调谐为
振动泄漏成分为零或接近零的大小的物理量检测元件。因此，根据该物理量检测电路，能够降低由于振动泄漏成分而使物理量的检测精度降低的可能性。
188.在所述物理量检测电路的一个方式中，也可以是，所述第2频率成分的频率为所述第1频率成分的频率的2倍。
189.在所述物理量检测电路的一个方式中，也可以是，所述驱动电路包含全波整流电路，所述第2频率成分是利用所述全波整流电路生成的。
190.根据该物理量检测电路，由于能够将驱动信号的生成所需的全波整流电路兼用作生成基于静电泄漏成分的故障诊断所需的第2频率成分的电路，因此不需要生成第2频率成分的专用电路。
191.所述物理量检测电路的一个方式也可以还具有基于所述第1故障诊断用信号进行故障诊断的第1故障诊断电路。
192.根据该物理量检测电路，由于在与物理量检测元件连接的布线产生了切断、短路等故障的情况下，第1故障诊断用信号发生变化，因此能够对该布线的故障进行诊断。
193.在所述物理量检测电路的一个方式中，也可以是，所述物理量检测信号输出电路包含：差动放大电路，其对基于所述第1信号以及所述第2信号的信号对进行差动放大；第1同步检波电路，其对基于所述差动放大电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1物理量成分和所述第2物理量成分之差对应的信号；物理量检测信号生成电路，其基于所述第1同步检波电路的输出信号生成所述物理量检测信号，所述第1故障诊断用信号输出电路包含：加法电路，其对所述信号对进行加法运算；第2同步检波电路，其对基于所述加法电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分之和对应的信号；第1故障诊断用信号生成电路，其基于所述第2同步检波电路的输出信号生成所述第1故障诊断用信号。
194.在该物理量检测电路中，由于第1信号所包含的物理量成分与第2信号所包含的物理量成分互为反相，因此物理量成分通过差动放大电路而被放大，并且通过加法电路而衰减。因此，根据该物理量检测电路，能够高精度地生成物理量检测信号，并且降低了由于物理量成分而使第1故障诊断用信号的精度降低的可能性。
195.此外，在该物理量检测电路中，由于第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，因此静电泄漏成分通过加法电路而被放大，并且通过差动放大电路而衰减。因此，根据该物理量检测电路，能够高精度地生成第1故障诊断用信号，并且降低了由于静电泄漏成分而使物理量检测信号的精度降低的可能性。
196.所述物理量检测电路的一个方式也可以还具有第2故障诊断用信号输出电路，所述第1信号包含基于所述物理量检测元件的振动的第1振动泄漏成分，所述第2信号包含基于所述物理量检测元件的所述振动的第2振动泄漏成分，所述第2故障诊断用信号输出电路输出基于所述第1振动泄漏成分和所述第2振动泄漏成分而生成的第2故障诊断用信号。
197.在该物理量检测电路中，在物理量检测元件产生了破损等故障的情况下，由于基于物理量检测元件的振动而在第1检测电极以及第2检测电极处分别产生的第1振动泄漏成分以及第2振动泄漏成分的大小发生变化，因此基于第1振动泄漏成分以及第2振动泄漏成分而生成的第2故障诊断用信号也发生变化。因此，根据该物理量检测电路，由于能够生成能够用于物理量检测元件的故障诊断的第2故障诊断用信号，因此，例如，外部装置能够根
据第2故障诊断用信号而对物理量检测元件的故障进行诊断。
198.在所述物理量检测电路的一个方式中，也可以是，所述物理量检测信号输出电路包含：差动放大电路，其对基于所述第1信号以及所述第2信号的信号对进行差动放大；第1同步检波电路，其对基于所述差动放大电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1物理量成分和所述第2物理量成分之差对应的信号；物理量检测信号生成电路，其基于所述第1同步检波电路的输出信号而生成所述物理量检测信号，所述第1故障诊断用信号输出电路包含：加法电路，其对所述信号对进行加法运算；第2同步检波电路，其对基于所述加法电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分之和对应的信号；第1故障诊断用信号生成电路，其基于所述第2同步检波电路的输出信号而生成所述第1故障诊断用信号，所述第2故障诊断用信号输出电路包含：第3同步检波电路，其对基于所述加法电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1振动泄漏成分和所述第2振动泄漏成分之和对应的信号；以及第2故障诊断用信号生成电路，其基于所述第3同步检波电路的输出信号而生成所述第2故障诊断用信号。
199.在该物理量检测电路中，由于第1信号所包含的物理量成分与第2信号所包含的物理量成分互为反相，因此物理量成分通过差动放大电路而被放大，并且通过加法电路而衰减。因此，根据该物理量检测电路，能够高精度地生成物理量检测信号，并且降低了由于物理量成分而使第1故障诊断用信号以及第2故障诊断用信号的精度降低的可能性。
200.此外，在该物理量检测电路中，由于第1信号所包含的第1静电泄漏成分与第2信号所包含的第2静电泄漏成分互为同相，因此静电泄漏成分通过加法电路而被放大，并且通过差动放大电路而衰减。因此，根据该物理量检测电路，能够高精度地生成第1故障诊断用信号，并且降低了由于静电泄漏成分而使物理量检测信号的精度降低的可能性。
201.此外，在该物理量检测电路中，由于第1信号所包含的第1振动泄漏成分与第2信号所包含的第2振动泄漏成分互为同相，因此振动泄漏成分通过加法电路而被放大，并且通过差动放大电路而衰减。因此，根据该物理量检测电路，能够高精度地生成第2故障诊断用信号，并且降低了由于振动泄漏成分而使物理量检测信号的精度降低的可能性。
202.所述物理量检测电路的一个方式也可以还具有基于所述第2故障诊断用信号进行故障诊断的第2故障诊断电路。
203.根据该物理量检测电路，由于在物理量检测元件产生了破损等故障的情况下，第2故障诊断用信号发生变化，因此能够对物理量检测元件的故障进行诊断。
204.物理量检测装置的一个方式具备所述物理量检测电路的一个方式和所述物理量检测元件。
205.在该物理量检测装置中，在与物理量检测元件连接的布线产生了切断、短路等故障的情况下，由于驱动信号所包含的第2频率成分分别传播到第1检测电极以及第2检测电极而产生的第1静电泄漏成分以及第2静电泄漏成分的大小发生变化，因此基于第1静电泄漏成分以及第2静电泄漏成分而生成的第1故障诊断用信号也发生变化。因此，根据该物理量检测装置，由于能够生成能够用于与物理量检测元件连接的布线的故障诊断的第1故障诊断用信号，因此，例如，外部装置能够根据第1故障诊断用信号而对该布线的故障进行诊断。
206.此外，在该物理量检测装置中，由于能够根据静电泄漏成分而生成能够在与物理
量检测元件连接的布线的故障诊断中利用的第1故障诊断用信号，因此能够使用被调谐为振动泄漏成分为零或接近零的大小的物理量检测元件。因此，根据该物理量检测装置，能够降低因振动泄漏成分而使物理量的检测精度降低的可能性。

技术特征：
1.一种物理量检测电路，其具有：驱动电路，其向检测物理量的物理量检测元件的驱动电极施加驱动信号，所述驱动信号包含对所述物理量检测元件进行驱动的第1频率成分；物理量检测信号输出电路，其基于所述驱动信号施加于所述物理量检测元件而从所述物理量检测元件的第1检测电极输出的第1信号所包含的第1物理量成分以及从所述物理量检测元件的第2检测电极输出的第2信号所包含的第2物理量成分，输出与所述物理量对应的物理量检测信号；以及第1故障诊断用信号输出电路，所述驱动信号包含频率与所述第1频率成分的频率不同的第2频率成分，所述第1信号包含第1静电泄漏成分，所述第1静电泄漏成分是所述第2频率成分经由所述驱动电极与所述第1检测电极之间的第1静电耦合电容而传播到所述第1检测电极的成分，所述第2信号包含第2静电泄漏成分，所述第2静电泄漏成分是所述第2频率成分经由所述驱动电极与所述第2检测电极之间的第2静电耦合电容而传播到所述第2检测电极的成分，所述第1故障诊断用信号输出电路输出基于所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分而生成的第1故障诊断用信号。2.根据权利要求1所述的物理量检测电路，其中，所述第2频率成分的频率是所述第1频率成分的频率的2倍。3.根据权利要求1或2所述的物理量检测电路，其中，所述驱动电路包含全波整流电路，所述第2频率成分是由所述全波整流电路生成的。4.根据权利要求1或2所述的物理量检测电路，其中，所述物理量检测电路还具有基于所述第1故障诊断用信号进行故障诊断的第1故障诊断电路。5.根据权利要求1或2所述的物理量检测电路，其中，所述物理量检测信号输出电路包含：差动放大电路，其对基于所述第1信号以及所述第2信号的信号对进行差动放大；第1同步检波电路，其对基于所述差动放大电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1物理量成分和所述第2物理量成分之差对应的信号；以及物理量检测信号生成电路，其基于所述第1同步检波电路的输出信号生成所述物理量检测信号，所述第1故障诊断用信号输出电路包含：加法电路，其对所述信号对进行加法运算；第2同步检波电路，其对基于所述加法电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分之和对应的信号；以及第1故障诊断用信号生成电路，其基于所述第2同步检波电路的输出信号生成所述第1故障诊断用信号。6.根据权利要求1或2所述的物理量检测电路，其中，
所述物理量检测电路还具有第2故障诊断用信号输出电路，所述第1信号包含基于所述物理量检测元件的振动的第1振动泄漏成分，所述第2信号包含基于所述物理量检测元件的所述振动的第2振动泄漏成分，所述第2故障诊断用信号输出电路输出基于所述第1振动泄漏成分和所述第2振动泄漏成分而生成的第2故障诊断用信号。7.根据权利要求6所述的物理量检测电路，其中，所述物理量检测信号输出电路包含：差动放大电路，其对基于所述第1信号以及所述第2信号的信号对进行差动放大；第1同步检波电路，其对基于所述差动放大电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1物理量成分和所述第2物理量成分之差对应的信号；以及物理量检测信号生成电路，其基于所述第1同步检波电路的输出信号生成所述物理量检测信号，所述第1故障诊断用信号输出电路包含：加法电路，其对所述信号对进行加法运算；第2同步检波电路，其对基于所述加法电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1静电泄漏成分和所述第2静电泄漏成分之和对应的信号；以及第1故障诊断用信号生成电路，其基于所述第2同步检波电路的输出信号生成所述第1故障诊断用信号，所述第2故障诊断用信号输出电路包含：第3同步检波电路，其对基于所述加法电路的输出信号的信号进行同步检波，输出与所述第1振动泄漏成分和所述第2振动泄漏成分之和对应的信号；以及第2故障诊断用信号生成电路，其基于所述第3同步检波电路的输出信号生成所述第2故障诊断用信号。8.根据权利要求6所述的物理量检测电路，其中，所述物理量检测电路还具有基于所述第2故障诊断用信号进行故障诊断的第2故障诊断电路。9.一种物理量检测装置，其具备权利要求1至8中的任一项所述的物理量检测电路以及所述物理量检测元件。

技术总结
提供物理量检测电路和物理量检测装置，能够降低因振动泄漏成分而使物理量的检测精度降低的可能性并且生成能够用于与物理量检测元件连接的布线的故障诊断的信号。物理量检测电路具有：驱动电路，向物理量检测元件的驱动电极施加包含第1频率成分和频率与第1频率成分的频率不同的第2频率成分的驱动信号；物理量检测信号输出电路，基于从物理量检测元件的第1检测电极输出的第1物理量成分和从物理量检测元件的第2检测电极输出的第2物理量成分输出物理量检测信号；第1故障诊断用信号输出电路，输出基于第2频率成分传播到1检测电极产生的第1静电泄漏成分和第2频率成分传播到第2检测电极产生的第2静电泄漏成分生成的第1故障诊断用信号。障诊断用信号。障诊断用信号。


技术研发人员：青山孝志
受保护的技术使用者：精工爱普生株式会社
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/9/26