CN104583717B - 物理量传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明的物理量传感器具备：检测电路，其进行动作使得输出表示赋予给检测元件的物理量的检测值；和校正运算部，其进行动作使得对检测值进行校正而输出校正后值。校正运算部进行动作使得基于检测值和校正后值使校正后值实质上成为零值。该物理量传感器尽管部件件数较少但是能够防止因温度变化而引起的输出信号的变动。

Description

物理量传感器
技术领域
本发明特别涉及用于飞机、车辆等的移动体的姿势控制、导航系统等的物理量传感器。
背景技术
图12是在专利文献1中记载的现有的物理量传感器500的立体图。振子1收纳于外壳2内。温度传感器3收纳于外壳2的内侧，并且对振子1的附近的温度进行检测。珀耳帖元件4设置于外壳2的上表面。温度控制单元5基于来自温度传感器3的输出信号，控制流过珀耳帖元件4的电流的方向以及量，将外壳2内的温度控制为固定值。
关于现有的物理量传感器500，接下来说明其动作。
若通过对振子1施加交流电压，使振子1在Y轴方向上对称地振动，并维持该振动状态不变地使振子1绕Z轴以角速度ω进行旋转，则在振子1中产生科里奥利力。通过将由于该科里奥利力而在振子1中产生的电荷变换成输出电压，来检测角速度。
在设置有物理量传感器500的周边的温度产生变化的情况下，通过温度传感器3对外壳2内的温度进行检测，并且通过温度控制单元5对施加给珀耳帖元件4的电流的方向以及量进行控制，从而将外壳2内的温度控制为给定值，由此防止因温度变化而产生的输出信号的变动。但是，对于现有的物理量传感器500而言，部件件数增加而大型化。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开平5-18762号公报
发明内容
物理量传感器具备：检测电路，其进行动作使得输出表示赋予给检测元件的物理量的检测值；和校正运算部，其进行动作使得对检测值进行校正而输出校正后值。校正运算部进行动作使得基于检测值和校正后值使校正后值实质上成为零值。
该物理量传感器尽管部件件数少，但是能够防止因温度变化而引起的输出信号的变动。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的物理量传感器的电路图。
图2是表示实施方式1中的物理量传感器的信号的图。
图3是实施方式1中的物理量传感器的校正运算部的电路图。
图4是表示实施方式1中的物理量传感器的信号的图。
图5A是实施方式1中的物理量传感器的延迟设定部的电路图。
图5B是表示实施方式1中的物理量传感器的延迟设定部的信号的图。
图5C是实施方式1中的物理量传感器的比较例的延迟设定部的电路图。
图6是本发明的实施方式2中的物理量传感器的电路图。
图7A是搭载有实施方式2中的物理量传感器的电子设备的示意图。
图7B是表示实施方式2中的物理量传感器的信号的图。
图8是本发明的实施方式3中的物理量传感器的电路图。
图9是实施方式3中的物理量传感器中的校正部的电路图。
图10是表示实施方式3中的物理量传感器的信号的图。
图11是本发明的实施方式4中的物理量传感器的校正运算部的电路图。
图12是现有的物理量传感器的立体图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1中的物理量传感器1000的电路图。检测元件30具备由振子构成的振动体31、使振动体31进行振动的驱动电极32、根据振动体31的振动状态产生电荷的监视电极33、和若对检测元件30施加角速度则产生电荷的感测电极34、35。驱动电极32具有用于使振动体31进行振动的压电体。监视电极33具有根据振动体31的振动状态产生电荷的压电体。感测电极34、35具有若对检测元件30施加角速度则产生电荷的压电体。感测电极34、35构成为彼此为相反极性。在电荷放大器36中输入检测元件30的监视电极33所输出的电荷，将所输入的电荷以给定倍率变换为电压。带通滤波器(BPF)37去除电荷放大器36所输出的信号的噪声分量后输出监视器信号。自动增益控制(AGC)电路38具有半波整流平滑电路，对带通滤波器37的输出信号进行半波整流而生成平滑的直流(DC)信号，并基于DC信号使带通滤波器37所输出的监视器信号放大或者衰减来输出。在驱动电路39中输入AGC电路38的输出，对检测元件30的驱动电极32输出驱动信号。由电荷放大器36、带通滤波器37、AGC电路38以及驱动电路39构成了驱动器电路40。
锁相环(PLL)电路41对驱动器电路40的带通滤波器37所输出的监视器信号的频率进行倍增，通过对相位噪声在时间上进行积分来使其降低，从而输出具有对监视器信号的频率进行倍增而得到的频率的倍频信号(frequency-multiplied signal)。定时生成电路42基于从PLL电路41输出的倍频信号，生成并输出定时信号。由PLL电路41和定时生成电路42构成了定时控制电路43。
DA切换部47具有基准电压49、50、和通过给定信号对基准电压49、50进行切换来择一地输出的开关。DA输出部51由输入DA切换部47的输出信号的电容器52、和与电容器52的两端连接的开关53、54构成。开关53连接在电容器52的一端与接地之间，开关54连接在电容器52的另一端与接地之间。开关53、54通过定时信号Φ2来执行接通/断开(ON/OFF)动作，对电容器52的电荷进行放电。由DA切换部47和DA输出部51构成DA变换部48。DA变换部48通过定时信号Φ1对电容器52的电荷进行放电，并且输入/输出与DA切换部47所输出的基准电压相应的电荷。开关55通过定时信号Φ1从感测电极34输出电流即输出信号。对于积分电路56而言，被输入开关55所输出的电流，并由运算放大器57、连接在运算放大器57的输出端与反相输入端之间的电容器58构成。
DA切换部59具有基准电压60、61，通过给定信号对基准电压60、61进行切换来择一地输出。DA输出部62由输入DA切换部59的输出信号的电容器63、和与电容器63的两端连接的开关64a、64b构成。开关64a连接在电容器63的一端与接地之间，开关64b连接在电容器63的另一端与接地之间。开关64a、64b通过定时信号Φ2来执行接通/断开动作，对电容器63的电荷进行放电。由DA切换部59和DA输出部62构成DA变换部66。DA变换部66通过定时信号Φ2对电容器63的电荷进行放电，并且输入/输出与DA切换部59所输出的基准电压相应的电荷。开关65通过定时信号Φ1从感测电极35输出电流即输出信号。对于积分电路67而言，被输入开关65的输出，并由运算放大器68、并联连接在运算放大器68的输出端与反相输入端之间的电容器69构成。
比较电路70由对积分电路56所输出的积分信号和积分电路67所输出的积分信号进行比较的比较器71、和D型触发器72构成。在D型触发器72中输入由比较器71所输出的1比特构成的1比特数字信号。D型触发器72在定时信号Φ1的上升沿时对1比特数字信号进行锁存而输出锁存信号。该锁存信号被输入到DA变换部48的DA切换部47对基准电压49、50进行切换，并且被输入到DA变换部66的DA切换部59对基准电压60、61进行切换。由DA变换部48、DA变换部66、积分电路56、积分电路67以及比较电路70构成了∑△调制器即检测电路73。检测电路73(∑△调制器)通过上述构成，对由检测元件30的感测电极34、35输出的电荷进行∑△调制，变换为1比特数字信号进行输出。
在数字滤波器74中输入由检测电路73输出的1比特数字信号，进行去除噪声分量的滤波处理，并向校正运算部75输出1比特数字信号。在校正运算部75中输入数字滤波器74所输出的1比特数字信号，并通过置换处理来实现基于该1比特数字信号和给定校正值的1比特数字信号的校正运算。例如，在校正值是“5”的情况下，若输入值“0”“1”“-1”的1比特数字信号，则校正运算部75分别以值“0”“5”“-5”的多比特数字信号进行置换并输出。
由数字滤波器74以及校正运算部75构成了运算部76。由定时控制电路43、检测电路73(∑△调制器)以及运算部76构成了感测电路。
关于实施方式1中的物理量传感器1000，接下来说明其动作。图2表示物理量传感器1000的信号。
若对检测元件30的驱动电极32施加交流电压则振动体31发生共振而以共振频率进行振动，在监视电极33产生电荷。在监视电极33产生的电荷被输入到驱动器电路40的电荷放大器36，被变换为正弦波形的输出电压。电荷放大器36的输出电压被输入到带通滤波器37，仅提取振动体31的共振频率的分量，去除噪声分量而输出图2所示的正弦波形的输出信号S33。驱动器电路40的带通滤波器37的输出信号S33被输入到AGC电路38的半波整流平滑电路中被变换为DC信号。对于AGC电路38而言，若该DC信号变大则将使驱动器电路40中的带通滤波器37的输出信号S33衰减那样的信号输入到驱动电路39，若DC信号变小则将使驱动器电路40的带通滤波器37的输出信号S33变大那样的信号输入到驱动电路39，调整为振动体31以固定振幅进行振动。对定时控制电路43输入正弦波形的信号S33。基于由PLL电路41对正弦波形的信号S33进行了倍增的信号，定时生成电路42产生图2所示的定时信号Φ1、Φ2。定时信号Φ1、Φ2具有交替重复的高电平和低电平的2值。定时信号Φ1、Φ2为彼此反相，即定时信号Φ1为高电平时定时信号Φ2为低电平，定时信号Φ1为低电平时定时信号Φ2为高电平。定时信号Φ1、Φ2被输入到检测电路73(∑△调制器)以及校正运算部75，决定检测电路73(∑△调制器)以及校正运算部75中的开关的切换定时以及锁存电路的锁存定时。
在检测元件30的具有质量m的振动体31在图1所示的驱动方向D31上以速度V进行弯曲振动的状态下，若振动体31绕振动体31的长边方向的中心轴以角速度ω进行旋转，则在检测元件30产生以下所示的科里奥利力F。
F＝2mω×V
由科里奥利力F在检测元件30的感测电极34、35产生电荷，分别产生图2所示的电流即信号S34、S35。由于在感测电极34、35产生的电荷即信号S34、S35由科里奥利力F产生的，所以相位比在监视电极33产生的信号S33前进90度。如图2所示，信号S34、S35具有彼此反相的正弦波形，处于正极性信号和负极性信号的关系。
以下说明该情况下的检测电路73(∑△调制器)的动作。定时信号Φ1、Φ2规定连续地交替重复的期间P1、P2。检测电路73(∑△调制器)通过定时信号Φ1、Φ2对信号S34、S35进行∑△调制而变换为1比特数字信号。
说明期间P1、P2中的检测电路73的动作。在以下的说明中，以检测元件30的中心轴为中心对检测元件30赋予物理量即给定角速度而使检测元件30旋转，从感测电极34、35输出的信号S34、S35的最大值为值“8”。
在定时Φ1的值成为高电平的期间P1中，由从感测电极34产生的相当于值“8”的电荷Q34构成的输出信号被保持于积分电路56的电容器58中，在电容器58中保持的电荷所形成的电压被输入到比较电路70的比较器71的反相输入端子71a。同样地，在期间P1中，从感测电极35产生的相当于值“-8”的电荷Q35被保持于积分电路67的电容器69中，在电容器69中保持的相当于值“-8”的电荷所形成的电压被输入到比较电路70的比较器71的非反相输入端子71b。比较器71将值“1”的1比特数字信号作为比较结果输入到触发器72，在定时信号Φ2的上升沿即期间P2的开始时值“1”的1比特数字信号被锁存在触发器72中。接着，在定时Φ2成为高电平的期间P2中DA输出部51的开关53、54接通(ON)，在电容器52中保持的电荷被放电，并且DA输出部62的开关64a、64b成为接通，在电容器63中保持的电荷被放电。由触发器72锁存的值“1”的数字信号在下一个期间P1被输入到DA变换部48的DA切换部47，被切换为产生相当于值“-10”的电荷的基准电压V50。同样地，由触发器72锁存的值“1”的数字信号被输入到DA变换部66的DA切换部59，被切换为产生相当于值“10”的电荷的基准电压V60。由此，在DA输出部51的电容器52中蓄积与基准电压V50的相当于值“-10”的电荷相对应的电荷并输入到积分电路56，并且在DA输出部62的电容器63中蓄积与基准电压V60的相当于值“10”的电荷相对应的电荷，并输入到积分电路67。随之，在期间P1中开关55接通，与由检测元件30的感测电极34产生的相当于值“8”的电荷相对应的电荷被输出到积分电路56。而且，开关65接通，从感测电极35输入与相当于值“8”的电荷相对应的电荷到积分电路67。
由此，在期间P2中，在积分电路56的电容器58中对图2所示的电荷量G34和由DA变换部48输出的电荷量的总和进行积分，由相当于值“6”的电荷构成的输出信号被保持在积分电路56中。同样地，在期间P2中，在积分电路67的电容器69中对图2所示的电荷量G35和由DA变换部66输出的电荷量的总和进行积分，由相当于值“-6”的电荷构成的输出信号被保持在积分电路67中。比较器71将对积分电路56、67的输出信号进行比较的结果作为1比特数字信号而输出到触发器72。每次反复期间P1、P2中的上述动作，保持在积分电路56中的电压就依次下降与相当于值“2”的电荷相当的电压，另一方面，保持在积分电路67中的电压增加与相当于值“2”的电荷相当的电压。结果，直到保持在积分电路56、67中的电压成为相当于值“0”的电荷为止，比较电路70输出值“1”的1比特数字信号。然后，若保持在积分电路56中的电压成为相当于值“-2”的电荷，并且保持在积分电路67中的电压成为相当于值“2”的电荷，则比较器71输出值“-1”的1比特数字信号。由此，触发器72将值“-1”的输出信号输出到DA切换部47、DA切换部59，从DA变换部48的基准电压V49输出相当于值“10”的电荷的电压，所对应的电荷保持在电容器52中，并且从DA变换部66的基准电压V61输出相当于值“-10”的电荷的电压，所对应的电荷保持在电容器63中。由此，在积分电路56中保持相当于值“16”的电荷的电压，并且在积分电路67中保持相当于值“-16”的电荷的电压。之后，积分电路56、67的输出电压以与相当于值“2”的电荷相当的电压相应量为单位依次变化，从而比较器71输出9次值“1”的1比特数字信号之后，输出1次值“-1”的1比特数字信号。通过对这些1比特数字信号进行多比特化从而将值“0.8”的输出信号作为表示物理量即角速度的检测信号来输出。在数字滤波器74中输入由检测电路73输出的1比特数字信号，进行去除噪声分量的滤波处理，并向校正运算部75输出表示物理量即角速度的检测值S74。
图3是校正运算部75的电路图。校正运算部75对检测值S74进行校正并输出校正后值S89。校正运算部75具有微分判定部77、AND运算器78、窗口比较器80、更新条件判定部81、更新缓冲器79、减法运算器89和延迟设定部84。在微分判定部77中输入检测值S74。在AND运算器78中输出来自微分判定部77的输出信号。更新缓冲器79保持偏置值S79。减法运算器89通过从由数字滤波器74输出的检测值S74减去偏置值S79来输出校正后值S89。在物理量传感器1000中，校正运算部75判定检测值S74的变动是否是因赋予给检测元件30的物理量以外的温度漂移(drift)等主要原因而引起的。校正运算部75在检测值S74是因物理量以外的主要原因而引起的情况下，对从检测值S74减去的偏置值S79进行更新使得校正后值S89实质上成为零值。在检测值S74是基于物理量的情况下，更新缓冲器79停止偏置值S79的更新，减法运算器89输出从检测值S74减去所保持的偏置值S79而得到的校正后值S89。
以下说明校正运算部75的动作的详细情况。延迟设定部84将使检测值S74延迟给定时间而得到的延迟检测值S84输出到更新缓冲器79。微分判定部77对从数字滤波器74(检测电路73)输出的检测值S74进行时间微分而得到微分值。微分判定部77在该微分值的绝对值为给定微分阈值THD1(实施方式1中为800deg/sec2)以下的情况下将高电平(有效电平：active level)的信号S77输出到AND运算器78，而在该微分值的绝对值大于给定微分阈值THD1的情况下将低电平(非有效电平)的信号S77输出到AND运算器78。窗口比较器80在从减法运算器89输出的校正后值S89的绝对值是给定输出阈值TH1(实施方式1中为2deg/sec)以下的情况下将高电平(有效电平)的信号S80输出到AND运算器78，而在校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1的情况下将低电平(非有效电平)的信号S80输出到AND运算器78。AND运算器78仅在来自微分判定部77和窗口比较器80的信号S77、S80都是高电平(有效电平)的情况下输出高电平(有效电平)的信号S78，并判定为未对检测元件30赋予物理量即角速度。另一方面，AND运算器78在信号S77、S80的至少1个是低电平(非有效电平)的情况下输出低电平(非有效电平)的信号S78，并判定为对检测元件30赋予有物理量即角速度。若从AND运算器78持续输出给定漂移持续时间(实施方式1中为0.5sec)以上的高电平(有效电平)的信号S78，则更新条件判定部81向更新缓冲器79输出一次更新指示信号S81。若即使输出了更新指示信号S81之后从AND运算器78又持续输出给定漂移持续时间(实施方式1中为0.5sec)以上的高电平(有效电平)的信号S78，则更新条件判定部81向更新缓冲器79再输出更新指示信号S81。更新缓冲器79若接受更新指示信号S81，则进行动作使得从减法运算器89输出的校正后值S89实质上成为零值。具体来说，若接收更新指示信号S81，则更新缓冲器79用此时的延迟检测值S84替换偏置值S79来更新偏置值S79并保持。在输出了更新指示信号S81的情况下检测值S74的时间微分值小且变化小，所以在刚接受到更新指示信号S81之后偏置值S79就等于检测值S74。在该状态下减法运算器89从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89，所以校正后值S89实质上成为零值。在实施方式1中，更新缓冲器79只要没有接受更新指示信号S81就维持偏置值S79而不进行更新。
NOT运算器82将窗口比较器80所输出的信号S80进行反相来输出信号S82。即，NOT运算器82在校正后值S89的绝对值大于输出阈值TH1(实施方式1中为2deg/sec)的情况下将高电平(有效电平)的信号S82输出到更新缓冲器79，而在校正后值S89的绝对值是输出阈值TH1以下的情况下将低电平(非有效电平)的信号S82输出到更新缓冲器79。更新缓冲器79若接受低电平的信号S82，则判断为对检测元件30赋予有物理量即角速度，从而更新缓冲器79维持并保持所保持的偏置值S79而不对其进行更新。减法运算器89输出从检测值S74减去所维持的偏置值S79而得到的校正后值S89。
起动时控制部83仅在物理量传感器1000的起动时将更新条件判定部81中的给定漂移持续时间设定得比起动时以后的通常动作时的漂移持续时间短。在实施方式1中，起动时的漂移持续时间设定为0.15sec，比通常动作时的给定漂移持续时间的0.5sec设定得短。
关于周围的温度变化时的物理量传感器1000的动作进行说明。图4表示从数字滤波器74(检测电路73)输出的检测值S74、微分判定部77的输出信号S77、校正后值S89和窗口比较器80的输出信号S80。在图4中横轴表示时间。由于物理量传感器1000的周围的温度发生变化，从数字滤波器74(检测电路73)输出的检测值S74发生变化。在检测值S74中出现低频的变动FL。变动FL的时间微分值的绝对值为微分判定部77的给定微分阈值THD1(实施方式1中为800deg/sec2)以下。
由于变动FL的时间微分值为给定微分阈值THD1(实施方式1中为800deg/sec2)以下，所以微分判定部77输出高电平的信号S77。由于从减法运算器89输出的校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1(2deg/sec)以下，所以窗口比较器80输出高电平的信号S80。于是，AND运算器78输出高电平的信号。若AND运算器78输出高电平的信号的状态持续给定漂移持续时间(实施方式1中为0.5sec)以上，则更新条件判定部81向更新缓冲器79输出更新指示信号S81。更新缓冲器79若接受更新指示信号S81，则通过用延迟检测值S84置换偏置值S79来更新偏置值S79并保持。此时，由于检测值S74的微分值的绝对值小且检测值S74的变化小，所以延迟检测值S84与检测值S74相等，从而偏置值S79与检测值S74相等。由于减法运算器89从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89，所以如图4所示，更新缓冲器79对检测值S74进行校正使得校正后值S89的低频即变动FL的部分实质上成为零值。
此时，防止在对检测元件30赋予有物理量即角速度的情况下，更新缓冲器79误将校正后值S89强制性地校正为零值。因此，在实施方式1中的物理量传感器1000中，窗口比较器80以及NOT运算器82对物理量即角速度被施加给检测元件30的情况进行探测，更新缓冲器79停止对偏置值S79进行更新并输出从检测值S74减去偏置值S79而得到的校正后值S89，能够得到施加角速度时的校正后值S89。
起动时控制部83将物理量传感器1000的起动时的更新条件判定部81中的判定中使用的给定漂移持续时间的值(实施方式1中为0.15sec)设定得比起动时以外的通常动作时的给定漂移持续时间的值(实施方式1中为0.5sec)短。由此，即使在检测电路73的输出的变动较大的起动时，物理量传感器1000也能够正确地检测物理量即角速度。
图5A是延迟设定部84的电路图。图5B表示延迟设定部84的信号。延迟设定部84由延迟元件84A构成，所述延迟元件84A由D型触发器构成。延迟设定部84由与检测值S74的比特数相应的量的延迟元件84A构成。如图5B所示，从检测电路73经由数字滤波器74输出的检测值S74的数据D0、D1、…与具有给定周期(实施方式1中为0.05sec)的检测值采样时钟CK74同步地被输出。更新缓冲器79若接受更新指示信号S81，则与具有将检测值采样时钟CK74的周期与更新速率(updating rate)(实施方式1中为4)相乘而得到的周期(实施方式1中为0.2sec)的更新采样时钟CK79同步地取入延迟检测值S84作为偏置值S79来保持。即更新缓冲器79能够不取入检测值S74的数据D0、D1、…而是取入检测值S74的数据D0、D4、D8、…并作为偏置值S79来保持。由更新缓冲器79和减法运算器89校正的检测值S74的变动FL的时间微分值较小，所以检测值S74的变动FL中的变化迟缓。因此，更新缓冲器79能够通过保持抽取出的数据D0、D4、D8、…而并非检测值S74的全部数据D0、D1、…，得到使变动FL充分地降低后的校正后值S89。
延迟元件84A与更新采样时钟CK79同步地保持检测值S74的数据D0、D4、D8、…并延迟与更新采样时钟CK79的1个周期相应的量，即延迟将检测值采样时钟CK74的周期乘以更新速率而得到的周期来作为延迟检测值S84进行输出。
图5C是比较例的延迟设定部584的电路图。在图5C中，对与图5A所示的实施方式1中的延迟设定部84相同的部分附上相同的参照编号。延迟设定部584具有串联连接的4个延迟元件84A，4个延迟元件84A并非与更新采样时钟CK79同步而是与检测值采样时钟CK74同步地保持检测值S74的数据D0、D1、D2、…并使其延迟。
如图5A所示，实施方式1中的延迟设定部84并不需要图5C所示的比较例的延迟设定部584中的那样多的延迟元件84A，能够抑制电路规模并扩大能够设定的延迟量的范围，并且能够正确地检测物理量即角速度。
另外，更新缓冲器79也可以取代延迟检测值S84而通过用检测值S74置换偏置值S79来更新偏置值。
另外，校正运算部75不仅可以通过硬件来实现，也可以通过由CPU执行的软件来实现。
如上所述，校正运算部75进行动作使得在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的情况下，使校正后值S89实质上成为零值。
此外，校正运算部75也可以进行动作使得在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的状态持续了给定漂移持续时间时，使校正后值S89实质上成为零值。
此外，校正运算部75也可以进行动作使得将物理量传感器1000的起动时的给定漂移持续时间的值设定得比物理量传感器1000的起动时以外的通常动作时的给定漂移持续时间的值短。
此外，校正运算部75也可以进行动作使得保持偏置值S79，并在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的情况下，通过用检测值S74(延迟检测值S84)置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新。在此情况下，校正运算部75进行动作使得通过从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89从而使校正后值S89实质上成为零值。
此外，校正运算部75也可以进行动作使得在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的状态持续了给定漂移持续时间时，通过用检测值S74(延迟检测值S84)置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新。
此外，校正运算部75也可以进行动作使得在检测值S74的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THD1或校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1的情况下，维持并保持偏置值S79而不对其进行更新。
此外，校正运算部75也可以具有使检测值S74延迟而输出延迟检测值S84的延迟设定部84、和保持偏置值S79的更新缓冲器79。在此情况下，检测电路73(数字滤波器74)进行动作使得与检测值采样时钟CK74同步地输出检测值S74。进而，更新缓冲器79进行动作使得通过与具有将检测值采样时钟CK74的周期与更新速率(4)相乘而得到的周期的更新采样时钟CK79同步地取入延迟检测值S84并用取入的延迟检测值S84置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新。延迟设定部84进行动作使得与更新采样时钟CK79同步地取入检测值S74并使其延迟而输出延迟检测值S84。
如图1和图3所示，物理量传感器1000具备检测电路73、被输入来自检测电路73的输出信号的电路99a、和被输入来自检测电路73的输出信号以及来自电路99a的输出信号的电路99b。来自电路99b的输出信号被输入到电路99a。电路99a具有电路99c(微分判定部77)和电路99d(窗口比较器80)。来自检测电路73的输出信号被输入到电路99c，来自电路99b的输出信号被输入到电路99d。
检测电路73输出来自构成为被赋予物理量的检测元件30的信号。
电路99b包含减法运算器83。
电路99a还包含AND运算器78和更新缓冲器79。来自微分判定部77的输出和来自窗口比较器80的输出被输入到AND运算器78。来自AND运算器78的输出信号被输入到更新缓冲器79。来自更新缓冲器79的输出被输入到电路99b。
构成为在来自微分判定部77的输出信号在给定范围(实施方式1中信号的绝对值为给定阈值以下)内并且输入到窗口比较器80的输出信号在给定范围(实施方式1中信号的绝对值为给定阈值以下)内的情况下，使来自检测电路73的输出信号实质上成为零值。
实施方式1中的物理量传感器1000作为物理量而对角速度进行探测，但也可以对作用于物体的变形量等其他的物理量进行探测。
(实施方式2)
图6是本发明的实施方式2的物理量传感器1001的电路图。物理量传感器1001作为物理量而对以彼此成直角的不同的X轴、Y轴和Z轴为中心的角速度进行检测。
在图6中，由振子构成的检测元件101具有X轴的感测电极102、Y轴的感测电极103和Z轴的感测电极104。感测电极102对因物理量即绕X轴的角速度AX而引起的科里奥利力所产生的电荷进行检测。感测电极103对因物理量即绕Y轴的角速度AY而引起的科里奥利力所产生的电荷进行检测。感测电极104对因物理量即绕Z轴的角速度AZ而引起的科里奥利力所产生的电荷进行检测。
X轴的检测电路105通过与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的检测电路73同样的动作，对来自检测元件101的感测电极102的输出信号进行处理，输出表示赋予给检测元件101的物理量即绕X轴的角速度的数字信号。数字滤波器106X通过与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的数字滤波器74同样的动作，进行去除由X轴的检测电路105输出的数字信号的噪声分量的滤波处理并作为检测值S106X进行输出。
Y轴的检测电路112通过与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的检测电路73同样的动作，对来自检测元件101的感测电极103的输出信号进行处理，输出表示赋予给检测元件101的物理量即绕Y轴的角速度的数字信号。数字滤波器106Y通过与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的数字滤波器74同样的动作，进行去除由Y轴的检测电路112输出的数字信号的噪声分量的滤波处理并作为检测值S106Y进行输出。
Z轴的检测电路115通过与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的检测电路73同样的动作，对来自检测元件101的感测电极104的输出信号进行处理，输出表示赋予给检测元件101的物理量即绕Z轴的角速度的数字信号。数字滤波器106Z通过与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的数字滤波器74同样的动作，进行去除由Z轴的检测电路115输出的数字信号的噪声分量的滤波处理并作为检测值S106Z进行输出。X轴的检测电路105和Y轴的检测电路112和Z轴的检测电路115构成检测电路173。
校正运算部107具有与图1所示的实施方式1中的物理量传感器1000的校正运算部75类似的X轴的微分判定部108、AND运算器109、X轴的窗口比较器110、AND运算器111、Y轴的微分判定部113、Y轴的窗口比较器114、Z轴的微分判定部116、Z轴的窗口比较器117、AND运算器118、X轴的更新缓冲器120X、Y轴的更新缓冲器120Y、Z轴的更新缓冲器120Z、更新条件判定部119、NOT运算器121、X轴的减法运算器89X、Y轴的减法运算器89Y、Z轴的减法运算器89Z、X轴的延迟设定部84X、Y轴的延迟设定部84Y和Z轴的延迟设定部84Z。更新缓冲器120X、120Y、120Z分别保持有偏置值S120X、S120Y、S120Z。减法运算器89X、89Y、89X分别输出从检测值S106X、S106Y、S106Z分别减去偏置值S120X、S120Y、S120Z而得到的校正后值S89X、S89Y、S89Z。
从X轴的检测电路105输出的信号经由数字滤波器106X而作为检测值S106X被输入到X轴的微分判定部108。从微分判定部108输出的信号被输入到AND运算器109。从X轴的减法运算器89X输出的校正后值S89X被输入到X轴的窗口比较器110。从窗口比较器110输出的信号被输入到AND运算器111。从Y轴的检测电路112输出的信号经由数字滤波器106Y而作为检测值S106Y输入到Y轴的微分判定部113。从微分判定部113输出的信号被输入到AND运算器109。从Y轴的减法运算器89Y输出的校正后值S89Y被输入到Y轴的窗口比较器114。从窗口比较器114输出的信号被输入到AND运算器111。从Z轴的检测电路115输出的信号经由数字滤波器106Z而作为检测值S106Z输入到Z轴的微分判定部116。从微分判定部116输出的信号被输入到AND运算器109。从Z轴的减法运算器89Z输出的校正后值S89Z被输入到Z轴的窗口比较器117。从窗口比较器117输出的信号被输入到AND运算器111。AND运算器118在从AND运算器109、111输出的信号全都为高电平(有效电平)时输出高电平(有效电平)的信号S118，而在从AND运算器109、111输出的信号的至少1个为低电平(非有效电平)时输出低电平(非有效电平)的信号S118。
X轴的延迟设定部84X使从检测电路105经由数字滤波器106X输出的检测值S106X延迟给定延迟时间而将延迟检测值S84X输出到更新缓冲器120X。Y轴的延迟设定部84Y使从检测电路112经由数字滤波器106Y输出的检测值S106Y延迟给定延迟时间而将延迟检测值S84Y输出到更新缓冲器120Y。Z轴的延迟设定部84Z使从检测电路115经由数字滤波器106Z输出的检测值S106Z延迟给定延迟时间而将延迟检测值S84Z输出到更新缓冲器120Z。
微分判定部108在对所输入的检测值S106X进行时间微分而得到的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1(实施方式2中为800deg/sec2)以下的情况下将高电平(有效电平)的信号输出到AND运算器109，而在检测值S106X的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDX1的情况下将低电平(非有效电平)的信号输出到AND运算器109。微分判定部113在对所输入的检测值S106Y进行时间微分而得到的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1(实施方式2中为800deg/sec2)以下的情况下将高电平(有效电平)的信号输出到AND运算器109，而在检测值S106Y的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDY1的情况下将低电平(非有效电平)的信号输出到AND运算器109。微分判定部116在对所输入的检测值S106Z进行时间微分而得到的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1(实施方式2中为800deg/sec2)以下的情况下将高电平(有效电平)的信号输出到AND运算器109，而在检测值S106Z的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDZ1的情况下将低电平(非有效电平)的信号输出到AND运算器109。
AND运算器109在从微分判定部108、113、116输出的信号全部是高电平(有效电平)的情况下将高电平(有效电平)的信号输出到AND运算器118，而在从微分判定部108、113、116输出的信号的至少1个是低电平(非有效电平)的情况下将低电平(非有效电平)的信号输出到AND运算器118。因此，在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且检测值S106Z的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1以下的情况下，AND运算器109向AND运算器118输出高电平的信号。此外，在检测值S106X的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDX1或检测值S106Y的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDY1或检测值S106Z的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDZ1的情况下，AND运算器109向AND运算器118输出低电平的信号。
窗口比较器110在校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1(实施方式2中为2deg/sec)以下的情况下输出高电平的信号，而在校正后值S89X的绝对值大于给定输出阈值THX1的情况下将低电平的信号输出到AND运算器111。同样地，窗口比较器114在校正后值S89Y的绝对值分别为给定输出阈值THY1(实施方式2中为2deg/sec)以下的情况下输出高电平的信号，而在校正后值S89Y的绝对值大于给定输出阈值THY1的情况下将低电平的信号输出到AND运算器111。窗口比较器117在校正后值S89Z的绝对值分别为给定输出阈值THZ1(实施方式2中为2deg/sec)以下的情况下输出高电平的信号，而在校正后值S89Z的绝对值大于给定输出阈值THZ1的情况下将低电平的信号输出到AND运算器111。AND运算器111在从窗口比较器110、114、117输出的信号全部是高电平(有效电平)的情况下将高电平(有效电平)的信号输出到AND运算器118，而在从窗口比较器110、114、117输出的信号的至少1个是低电平(非有效电平)的情况下将低电平(非有效电平)的信号输出到AND运算器118。因此，在校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下并且校正后值S89Z的绝对值为给定输出阈值THZ1以下的情况下，AND运算器111向AND运算器118输出高电平(有效电平)的信号。此外，在校正后值S89X的绝对值大于给定输出阈值THX1或校正后值S89Y的绝对值大于给定输出阈值THY1或校正后值S89Z的绝对值大于给定输出阈值THZ1的情况下，AND运算器111向AND运算器118输出低电平(非有效电平)的信号。
AND运算器118仅在从AND运算器109、111输出的信号全都是高电平(有效电平)的情况下输出高电平(有效电平)的信号S118，并识别为未从外部对检测元件101施加物理量即角速度。另一方面，AND运算器118在从AND运算器109、111输出的信号的至少1个为低电平(非有效电平)的情况下输出低电平(非有效电平)的信号S118，并识别为从外部对检测元件101施加有物理量即角速度。若从AND运算器118输出的高电平(有效电平)的信号S118持续输出给定漂移持续时间(实施方式2中为0.5sec)以上，则更新条件判定部119向更新缓冲器120X、120Y、129Z输出一次更新指示信号S119。若即使输出了更新指示信号S119之后从AND运算器118输出的高电平(有效电平)的信号S118又持续输出给定漂移持续时间以上，则更新条件判定部119向更新缓冲器120X、120Y、129Z再输出更新指示信号S119。更新缓冲器120X、120Y、120Z若接受更新指示信号S119，则与实施方式1中的物理量传感器1000的更新缓冲器79同样地进行动作而将校正后值S89X、S89Y、S89Z分别实质上校正为零值。具体来说，若接受更新指示信号S119，则更新缓冲器120X、120Y、120Z在接受到更新指示信号S119时通过用延迟检测值S84X、S84Y、S84Z分别置换偏置值S120X、S120Y、S120Z来对偏置值S120X、S120Y、S120Z分别进行更新。在输出了更新指示信号S119的情况下，检测值S106X、S106Y、S106Z的时间微分值小且变化小，所以在刚接受到更新指示信号之后偏置值S120X、S120Y、S120Z就分别与延迟检测值S84X、S84Y、S84Z相等。由于在该状态下减法运算器89X、89Y、89Z从检测值S106X、S106Y、S106Z分别减去偏置值S120X、S120Y、S120Z而得到校正后值S89X、S89Y、S89Z，所以校正后值S89X、S89Y、S89Z实质上成为零值。更新缓冲器120X、120Y、120Z只要不接受更新指示信号S119就分别维持并保持偏置值S120X、S120Y、S120Z而不对其进行更新。
NOT运算器121将AND运算器111所输出的信号进行反相来输出。即，NOT运算器121在校正后值S89X的绝对值大于窗口比较器110的给定输出阈值THX1(实施方式2中为2deg/sec)或校正后值S89Y的绝对值大于窗口比较器114的给定输出阈值THY1(实施方式2中为2deg/sec)或校正后值S89Z的绝对值大于窗口比较器117的给定输出阈值THZ1(实施方式2中为2deg/sec)的情况下输出高电平的信号。此外，NOT运算器121在校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下并且校正后值S89Z的绝对值为给定输出阈值THZ1以下的情况下输出低电平的信号。若NOT运算器121输出高电平的信号，则更新缓冲器120X、120Y、120Z判定为对检测元件101施加有物理量即角速度AX、AY、AZ，从而维持偏置值S120X、S120Y、S120Z而不进行更新。减法运算器89X、89Y、89Z从由数字滤波器106X、106Y、106Z输出的检测值S106X、S106Y、S106Z减去所维持的偏置值S120X、S120Y、S120Z而得到校正后值S89X、S89Y、S89Z并进行输出。
图7A是搭载有实施方式2中的物理量传感器1001的电子设备130的立体图。图7B表示物理量传感器1001的X轴的微分判定部108、Y轴的微分判定部113、Z轴的微分判定部116、X轴的窗口比较器110、Y轴的窗口比较器114和Z轴的窗口比较器117所输出的信号。电子设备130是数字静态照相机。如图7A所示，说明使电子设备130(数字静态照相机)绕Z轴(天轴)以固定角速度AZ旋转来进行全景拍摄的情况下的物理量传感器1001的动作。具体来说，从图7B所示的时间点t1到时间点t2，操作者使电子设备130静止。从时间点t2到时间点t4，操作者一边使绕Z轴的角速度AZ的值增加一边使电子设备130绕Z轴进行旋转。从时间点t4到时间点t5，操作者使电子设备130绕Z轴以固定值的角速度AZ进行旋转。从时间点t5到时间点t7，操作者一边使绕Z轴的角速度AZ的值减少一边使电子设备130绕Z轴进行旋转。在时间点t7，操作者使电子设备130停止，时间点t7以后使电子设备130静止。
在时间点t2到时间点t4的期间和时间点t5到时间点t7的期间中，绕Z轴的角速度AZ的时间微分值的绝对值较大，因此校正后值S89Z的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDZ1，微分判定部116输出低电平的信号，在这以外的期间中校正后值S89Z的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1以下，微分判定部116输出高电平的信号。绕Z轴的角速度AZ在时间点t2和时间点t4之间的时间点t3超过给定输出阈值THZ1，在时间点t5和时间点t7之间的时间点t6减少至给定输出阈值THZ1以下。因此，绕Z轴的角速度AZ在时间点t3到时间点t6的期间中大于给定输出阈值THZ1，窗口比较器117输出低电平的信号，在时间点t1到时间点t3的期间和时间点t6以后的期间中，窗口比较器117输出高电平的信号。
时间点t7以后操作者不使电子设备130绕X轴或Y轴旋转，所以X轴的微分判定部108和Y轴的微分判定部113在时间点t1以后输出高电平的信号，X轴的窗口比较器110和Y轴的窗口比较器114输出高电平的信号。
即使在使电子设备130绕Z轴以固定值的角速度A进行旋转的情况下，实际上有时也会由于手抖动而发生伴随X轴和Y轴的旋转的角速度AX、AY的微振动。因此，在X轴的微分判定部108和Y轴的微分判定部113所输出的信号中不规则地产生从高电平到低电平的短宽度的脉冲Px、Py。而且，使绕Z轴的角速度AZ的值严密地保持固定也很困难，所以存在产生绕Z轴的角加速度的情况，因此，在Z轴的微分判定部116所输出的信号中，也会与上述的较长期间的低电平另外不规则地产生从高电平到低电平的短宽度的脉冲Pz。
在时间点t1到时间点t2的期间和时间点t7以后的期间，AND运算器109、111全都输出高电平的信号，从而AND运算器118输出高电平的信号。由此，更新缓冲器120X、120Y、120Z通过将所保持的偏置值S120X、S120Y、S120Z设定为延迟检测值S84X、S84Y、S84Z来对偏置值S120X、S120Y、S120Z进行更新、保持并输出到减法运算器89X、89Y、89Z。减法运算器89X、89Y、89Z从检测值S106X、S106Y、S106Z减去偏置值S120X、S120Y、S120Z来使校正后值S89X、S89Y、S89Z分别实质上成为零值。
在时间点t2到时间点t3的期间和时间点t6到时间点t7的期间，由于AND运算器109输出低电平的信号，所以AND运算器118也输出低电平的信号。因此，更新缓冲器120X、120Y、120Z分别维持偏置值S120X、S120Y、S120Z而不进行更新。减法运算器89X、89Y、89Z从检测值S106X、S106Y、S106Z减去偏置值S120X、S120Y、S120Z并分别输出校正后值S89X、S89Y、S89Z。
在时间点t3到时间点t6的期间中，AND运算器118输出低电平的信号，NOT运算器121输出高电平的信号。因此，更新缓冲器120X、120Y、120Z维持并保持偏置值S120X、S120Y、S120Z而不对其进行更新。减法运算器89X、89Y、89Z从检测值S106X、S106Y、S106Z分别减去偏置值S120X、S120Y、S120Z而得到校正后值S89X、S89Y、S89Z并分别进行输出，能够得到表示绕Z轴的角速度的校正后值S89X、S89Y、S89Z。在时间点t3到时间点t6的期间中，即使如图7B所示在微分判定部108、113、116所输出的信号中产生到达低电平的较短宽度的脉冲，也能够通过NOT运算器121所输出的高电平的信号来防止更新缓冲器120X、120Y、120Z被误更新。
在实施方式2中的物理量传感器1001中给定输出阈值THX1、THY1、THZ1相同，但它们也可以不同。同样地，在实施方式2中的物理量传感器1001中给定微分阈值THDX1、THDY1、THDZ1相同，但它们也可以不同。
另外，更新缓冲器120X、120Y、120Z也可以通过取代延迟检测值S84X、S84Y、S84Z而用检测值S106X、S106Y、S106Z分别置换偏置值S120X、120Y、120Z来对偏置值S120X、120Y、120Z进行更新。
另外，实施方式2中的物理量传感器1001对绕X轴、Y轴以及Z轴这3轴的角速度进行检测，但也可以是对绕X轴以及Z轴这2轴的角速度进行检测的二轴检测用物理量传感器，具有同样的效果。
如上所述，校正运算部107进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下的情况下，使校正后值S89X、S89Y实质上成为零值。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下的状态持续了给定漂移持续时间时，使校正后值S89X、S89Y实质上成为零值。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得将物理量传感器1001的起动时的给定漂移持续时间的值设定得比物理量传感器1001的起动时以外的通常动作时的给定漂移持续时间的值短。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得保持偏置值S120X、S120Y，并在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下的情况下，通过用检测值S106X、S106Y(延迟检测值S84X、S84Y)分别置换偏置值S120X、S120Y来对偏置值S120X、S120Y进行更新。在此情况下，校正运算部107进行动作使得通过从检测值S106X、S106Y分别减去偏置值S120X、S120Y来得到校正后值S89X、S89Y从而使校正后值S89X、S89Y实质上成为零值。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下的状态持续了给定漂移持续时间时，通过将检测值S106X、S106Y(S89X、S89Y)分别保持为偏置值S120X、S120Y来更新偏置值S120X、S120Y。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDX1或校正后值S89X的绝对值大于给定输出阈值S89X或检测值S106Y的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDY1或校正后值S89Y的绝对值大于给定输出阈值THY1的情况下，维持并保持偏置值S120X、S120Y而不对其进行更新。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下并且检测值S106Z的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1以下并且校正后值S89Z的绝对值为给定输出阈值THZ1以下的情况下，使校正后值S89X、S89Y、S89Z实质上成为零值。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下并且检测值S106Z的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1以下并且校正后值S89Z的绝对值为给定输出阈值THZ1以下的状态持续了给定漂移持续时间时，使校正后值S89X、S89Y、S89Z实质上成为零值。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得将物理量传感器1001的起动时的给定漂移持续时间的值设定得比物理量传感器1001的起动时以外的通常动作时的给定漂移持续时间的值短。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得保持偏置值S120X、S120Y、S120Z，并在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下并且检测值S106Z的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1以下并且校正后值S89Z的绝对值为给定输出阈值THZ1以下的情况下，通过用检测值S106X、S106Y、S106Z(延迟检测值S84X、S84Y、S84Z)分别置换偏置值S120X、S120Y、S120Z来对偏置值S120X、S120Y、S120Z进行更新。在此情况下，校正运算部107进行动作使得通过从检测值S106X、S106Y、S106Z分别减去偏置值S120X、S120Y、S120Z来得到校正后值S89X、S89Y、S89Z从而使校正后值S89X、S89Y、S89Z实质上成为零值。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDX1以下并且校正后值S89X的绝对值为给定输出阈值THX1以下并且检测值S106Y的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDY1以下并且校正后值S89Y的绝对值为给定输出阈值THY1以下并且检测值S106Z的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THDZ1以下并且校正后值S89Z的绝对值为给定输出阈值THZ1以下的状态持续了给定漂移持续时间时通过用检测值S106X、S106Y、S106Z(S89X、S89Y、S89Z)分别置换偏置值S120X、S120Y、S120Z来对偏置值S120X、S120Y、S120Z进行更新。
此外，校正运算部107也可以进行动作使得在检测值S106X的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDX1或校正后值S89X的绝对值大于给定输出阈值THX1或检测值S106Y的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDY1或校正后值S89Y的绝对值大于给定输出阈值THY1或检测值S106Z的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THDZ1或校正后值S89Z的绝对值大于给定输出阈值THZ1的情况下，维持并保持偏置值S120X、S120Y、S120Z而不对其进行更新。
另外，校正运算部107不仅可以通过硬件来实现，也可以通过由CPU执行的软件来实现。
(实施方式3)
图8是本发明的实施方式3中的物理量传感器2000的电路图。在图8中，对与图1至图3所示的实施方式1中的物理量传感器1000相同的部分附上相同的参照编号。物理量传感器2000取代实施方式1中的物理量传感器的校正运算部75而具备校正运算部175。
图9是校正运算部175的电路图。校正运算部175取代图3所示的实施方式1中的物理量传感器1000的校正运算部75的AND运算器78和更新条件判定部81而具有AND运算器91和异常条件判定部92。减法运算器89从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89。AND运算器91在从微分判定部77输出的信号和NOT运算器82所输出的信号全都是高电平(有效电平)时输出高电平(有效电平)的信号，而在从微分判定部77输出的信号和NOT运算器82所输出的信号中的至少1个是低电平(非有效电平)时输出低电平(非有效电平)的信号。即，AND运算器91在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1的情况下输出高电平(有效电平)的信号，并判定为未对检测元件30(图1)赋予物理量即角速度。此外，AND运算器91在检测值S74的时间微分值的绝对值大于给定微分阈值THD1或校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的情况下输出低电平(非有效电平)的信号。异常条件判定部92在AND运算器91输出高电平(有效电平)的信号的状态持续了给定异常持续时间(实施方式3中为5sec)以上时，向更新缓冲器79输出一次更新指示信号S92。异常条件判定部92在输出了更新指示信号S92之后AND运算器91输出高电平(有效电平)的信号的状态持续了给定异常持续时间(实施方式3中为5sec)以上时，向更新缓冲器79再输出更新指示信号S92。更新缓冲器79若接受更新指示信号S92则通过用延迟检测值S84置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新并保持。减法运算器89从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89。在检测值S74的时间微分值为给定微分阈值THD1以下时，检测值S74的变化少，所以延迟检测值S84与检测值S74大致相等。因此在接受到延迟更新指示信号S92的时间点，偏置值S79与检测值S74大致相等，所以能够使校正后值S89实质上成为零值。
以下说明在物理量传感器2000的周围的温度发生变化的情况下物理量传感器2000的动作。图10表示从数字滤波器74(检测电路73)输出的检测值S74、微分判定部77的输出信号S77、校正后值S89和窗口比较器80的输出信号S80。在图10中横轴表示时间。由于物理量传感器2000的周围的温度发生变化，从数字滤波器74(检测电路73)输出的检测值S74发生变化。在检测值S74中出现低频的变动FL。变动FL的时间微分值的绝对值为微分判定部77的给定微分阈值THD1(实施方式3中为800deg/sec2)以下。
在产生了变动FL时，由于检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下，所以微分判定部77输出高电平的信号S77。存在校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1(实施方式3中为2deg/sec)的状态持续给定异常持续时间(实施方式3中为5sec)以上的情况。尤其是由微分判定部77判定的检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且由窗口比较器80判定的校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1的状态持续给定异常持续时间(实施方式3中为5sec)以上的状态是异常的。在实施方式3中的物理量传感器2000中，来自微分判定部77的输出信号和NOT运算器82的输出信号被输入到AND运算器91。若从AND运算器91输出高电平的信号的状态持续给定异常持续时间(实施方式3中为5sec)以上，则异常条件判定部92向更新缓冲器79输出更新指示信号S92。更新缓冲器79若接受更新指示信号S92，则通过将偏置值S79设定为延迟检测值S84并进行保持从而对偏置值S79进行更新，并输出到减法运算器89。减法运算器89通过从检测值S74减去偏置值S79，从而如图10所示，使校正后值S89尤其是变动FL实质上成为零值。
另外，更新缓冲器79也可以取代延迟检测值S84而通过用检测值S74置换偏置值S79来对偏置值进行更新。
另外，校正运算部175不仅可以通过硬件来实现，也可以通过由CPU执行的软件来实现。
如上所述，校正运算部175进行动作使得在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1的状态持续了给定异常持续时间以上的情况下，使校正后值S89实质上成为零值。
此外，校正运算部175也可以进行动作使得保持偏置值S79，并在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值大于给定输出阈值TH1的状态持续了给定异常持续时间以上的情况下，通过用检测值S74(延迟检测值S84)置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新。在此情况下，校正运算部175进行动作使得通过从检测值S74减去偏置值S79来得到校正后值S89从而使校正后值S89实质上成为零值。
此外，物理量传感器2000也可以与实施方式2中的物理量传感器1001同样地构成为对多个物理量即2轴或3轴等多个轴的角速度进行检测。
(实施方式4)
图11是本发明的实施方式4中的物理量传感器的校正运算部275的电路图。在图11中，对与图1至图4、图8和图9所示的实施方式1、2中的物理量传感器1000、2000的校正运算部75、175相同的部分附上相同参照编号。
实施方式4中的校正运算部275在实施方式1中的校正运算部75中还具备实施方式3中的AND运算器91和异常条件判定部92。更新条件判定部81在AND运算器78持续输出给定漂移持续时间(实施方式4中为0.5sec)以上的高电平(有效电平)的信号的情况下，输出一次更新指示信号S81。更新条件判定部81在即使输出了更新指示信号S81之后AND运算器78又持续输出了给定漂移持续时间(实施方式4中为0.5sec)以上的高电平(有效电平)的信号的情况下，再输出更新指示信号S81。异常条件判定部92在AND运算器91持续输出了给定异常持续时间(实施方式4中为5sec)以上的高电平(有效电平)的信号的情况下，输出一次更新指示信号S92。异常条件判定部92在即使输出了更新指示信号S92之后AND运算器91又持续输出了给定异常持续时间(实施方式4中为5sec)以上的高电平(有效电平)的信号的情况下，再输出更新指示信号S92。更新缓冲器79若接受更新指示信号S81或接受更新指示信号S92，则用延迟检测值S84置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新并保持。减法运算器89从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89并进行输出。
即，更新缓冲器79在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的状态持续了给定漂移持续时间以上的情况下，用延迟检测值S84置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新并保持。此外，更新缓冲器79在检测值S74的时间微分值的绝对值为给定微分阈值THD1以下并且校正后值S89的绝对值为给定输出阈值TH1以下的状态持续了给定异常持续时间(实施方式4中为5sec)以上的情况下，用延迟检测值S84置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新并保持。
在上述以外的情况下，更新缓冲器79对偏置值S79进行维持并保持而不进行更新。减法运算器89从检测值S74减去偏置值S79而得到校正后值S89并进行输出。由此，实施方式4中的物理量传感器能够降低温度漂移等的缓慢且较少的变动，并且降低异常所引起的变动而得到表示赋予给检测元件30(图1)的物理量的校正后值S89。
在校正后值S89大于给定输出阈值TH1的情况下NOT运算器82输出高电平(有效电平)的信号，更新缓冲器79对偏置值S79进行维持并保持而不进行更新。但是，若从异常条件判定部92接受更新指示信号S92，则更新缓冲器79使更新指示信号S92比NOT运算器82所输出的信号优先，即不管NOT运算器82所输出的信号而用延迟检测值S84置换偏置值S79来对偏置值S79进行更新并保持。
另外，校正运算部275不仅可以通过硬件来实现，也可以通过由CPU执行的软件来实现。
此外，实施方式4中的物理量传感器也可以与实施方式2中的物理量传感器1001同样地构成为对多个物理量即2轴或3轴等多个轴的角速度进行检测。
工业实用性
本发明所涉及的物理量传感器能够防止因温度变化而引起的输出信号的变动，特别是作为用于飞机、车辆等的移动体的姿势控制、导航系统等的物理量传感器非常有用。
符号说明
30 检测元件
73 检测电路
75 校正运算部
77 微分判定部
78 AND运算器
80 窗口比较器
81 更新条件判定部
83 起动时控制部
84 延迟设定部
89、89X、89Y、89Z 减法运算器
92 异常条件判定部
99a 电路(第1电路)
99b 电路(第2电路)
99c 电路(第3电路)
99d 电路(第4电路)
101 检测元件
105 检测电路
108 微分判定部
110 窗口比较器
112 检测电路
113 微分判定部
114 窗口比较器
115 检测电路
116 微分判定部
117 窗口比较器
120X、120Y、120Z 更新缓冲器
173 检测电路
175 校正运算部
275 校正运算部
AX 角速度(第1物理量)
AY 角速度(第2物理量)
AZ 角速度(第3物理量)

Claims (3)

1.一种物理量传感器，其具备：
检测电路；
第1电路，其被输入来自所述检测电路的第1输出信号；和
第2电路，其被输入来自所述检测电路的所述第1输出信号以及来自所述第1电路的第2输出信号，
来自所述第2电路的第3输出信号被输入到所述第1电路，
所述第1电路具有第3电路和第4电路，
所述第1输出信号被输入到所述第3电路，仅所述第3输出信号被输入到所述第4电路，
所述第2电路包含减法运算器，
所述第3电路包含微分判定部，
所述第4电路包含窗口比较器，
所述第1电路还包含AND运算器和更新缓冲器，
来自所述微分判定部的输出和来自所述窗口比较器的输出被输入到所述AND运算器，
来自所述AND运算器的输出信号被输入到所述更新缓冲器，
来自所述更新缓冲器的输出被输入到所述第2电路。
2.根据权利要求1所述的物理量传感器，其中，
所述检测电路是输出来自构成为被赋予物理量的传感器的信号的检测电路。
3.一种物理量传感器，其具备：
检测电路；
第1电路，其被输入来自所述检测电路的第1输出信号；和
第2电路，其被输入来自所述检测电路的所述第1输出信号以及来自所述第1电路的第2输出信号，
来自所述第2电路的第3输出信号被输入到所述第1电路，
所述第1电路具有第3电路和第4电路，
所述第1输出信号被输入到所述第3电路，仅所述第3输出信号被输入到所述第4电路，
所述第3电路包含微分判定部，
所述第4电路包含窗口比较器，
所述物理量传感器构成为：在来自所述微分判定部的输出信号在第1给定范围内、并且被输入到所述窗口比较器的所述第3输出信号在第2给定范围内的情况下，使来自所述检测电路的所述第1输出信号实质上成为零值。
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