DE19982627C2 - Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number
DE19982627C2
DE19982627C2 DE19982627T DE19982627T DE19982627C2 DE 19982627 C2 DE19982627 C2 DE 19982627C2 DE 19982627 T DE19982627 T DE 19982627T DE 19982627 T DE19982627 T DE 19982627T DE 19982627 C2 DE19982627 C2 DE 19982627C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
yaw sensor
axis
drive
annular
drive surfaces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19982627T
Other languages
English (en)
Other versions
DE19982627T1 (de
Inventor
Hitoshi Iwata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Publication of DE19982627T1 publication Critical patent/DE19982627T1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19982627C2 publication Critical patent/DE19982627C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/567—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
    • G01C19/5677—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially two-dimensional vibrators, e.g. ring-shaped vibrators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Ein zweiachsiger Giersensor (1) umfaßt einen Vibrationsring (15) und eine Ringstützplatte zum Abstützen des Vibrationsrings (15). Der Vibrationsring (15) ist mit ersten bis vierten vibrierenden Antriebsflächen (16a-16d), die ihrerseits in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und mit schmalen Abschnitten (17) versehen, die zwischen benachbarten Antriebsflächen (16a-16d) angeordnet sind. Die erste und die dritte Antriebsfläche (16a, 16c) liegen einander auf einer Achse Y gegenüber, die durch die Mitte des Vibrationsrings (15) verläuft. Die zweite und die vierte Antriebsfläche (16b, 16d) sind einander gegenüberliegend auf einer Achse X angeordnet, die durch die Mitte des Vibrationsrings (15) verläuft. Die Achse Y steht im wesentlichen senkrecht zur Achse X. Auf den Antriebsflächen (16a-16d) ist ein PZT-Film (15) ausgebildet, der die Antriebsflächen (16a-16d) in radialer Richtung zum Vibrationsring (15) in Vibration versetzt. Ein Gewicht (21) ist mit einem Verbindungsabschnitt (22) jeder Antriebsfläche (16a-16d) versehen und vibriert in einer im wesentlichen senkrecht zur Vibrationsrichtung der vibrierenden Flächen (16a-16d) verlaufenden Richtung. Auf den Verbindungsabschnitten (22) sind Detektionselektrodenfilme (24a-24d) ausgebildet und detektieren die Verformung der entsprechenden Verbindungsabschnitte (22).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Giersensor und insbesondere auf einen Giersensor, der das Gieren zweier senkrecht zueinander stehender Achsen erkennt, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Sensors.
Üblicherweise sind Sensoren mit einer Stimmgabel oder einem Vibrationsring als Giersensoren bekannt. Giersensoren mit einer Stimmgabel oder einem Vibrationsring bestehen aus vielen Teilen und erfassen die Winkelgeschwindigkeit und die Drehrichtung um eine Achse.
Es besteht aber ein Bedürfnis für einen zweiachsigen Giersensor, der gleichzeitig die Winkelgeschwindigkeiten und die Drehrichtungen von X- und Y-Achsen erkennt, die sich im rechten Winkel kreuzen. Durch das Kombinieren von zwei Sensoren, deren jeder die Winkelgeschwindigkeit und die Drehung einer Achse erkennt, wird die Bauweise des Giersensors jedoch komplizierter, was zu einer Erhöhung der Anzahl der Teile und der Herstellungskosten des Giersensors führt. Diesbezüglich sind zweiachsige Giersensoren mit ringförmigen Elementen, die vibrierende Antriebsflächen, welche der Reihe nach in einer Umfangsrichtung angeordnet sind und Stützteile aufweisen, bekannt. Schließlich sind Stützelemente zum Abstützen des ringförmigen Elementes und piezoelektrische Elemente, die sich auf jeder Antriebsfläche erstrecken bekannt. Diesbezüglich sei auf die EP 0 836 073 A2, JP 02198315 A, WO 98/17973 A1, DE 691 02 590 T2, JP 08272258 A, JP 08201067 A, GB 2 113 842 A, GB 2 318 184 A oder FR 2 772 469 A1 verwiesen.
Ziel der vorliegenden Erfindung sind die Bereitstellung eines einfachen zweiachsigen Giersensors und sein Herstellungsverfahren.
Dieses Ziel wird durch einen zweiachsigen Giersensor gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, der folgendes aufweist: ein ringförmiges Element, wobei das ringförmige Element erste bis vierte vibrierende Antriebsflächen, die der Reihe nach in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und Stützteile aufweist, die zwischen den benachbarten Antriebsflächen liegen, wobei die erste und die dritte Antriebsfläche einander gegenüberliegend auf einer ersten Achse angebracht sind, die durch die Mitte des ringförmigen Elementes verläuft, und die zweite und die vierte Antriebsfläche im wesentlichen senkrecht zur ersten Achse liegen und einander gegenüberliegend auf einer zweiten Achse angeordnet sind, die durch die Mitte des ringförmigen Elementes verläuft, wobei die zweite Achse im wesentlichen senkrecht zur ersten Achse verläuft; ein Stützelement zum Abstützen des ringförmigen Elementes an jedem Stützteil; ein piezoelektrisches Element, das sich auf jeder Antriebsfläche befindet und diese in einer radialen Richtung des ringförmigen Elementes in Vibration versetzt; einen Verbindungsabschnitt, der sich von jeder Antriebsfläche aus erstreckt, ein Gewicht an jedem Verbindungsabschnitt, das sich in einer im wesentlichen senkrecht zur Vibrationsrichtung der Antriebsflächen verlaufenden Richtung bewegt, und ein Verformungsdetektionselement, das auf jedem Verbindungsabschnitt ausgebildet ist, zum Erkennen der Verformung des entsprechenden Verbindungsabschnittes.
Ein Verfahren zur Herstellung eines zweiachsigen Giersensors gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt folgende Schritte: Ausbilden eines ringförmigen Elementes, eines Gewichtes und eines Verbindungsabschnitts durch Stanzen einer flachen Metallplatte, wobei das Gewicht einstückig mit dem ringförmigen Element verbunden ist, und der Verbindungsabschnitt das Gewicht mit dem ringförmigen Element verbindet; Biegen des ringförmigen Elementes, bis es zylindrisch ist; Biegen des Verbindungsabschnitts derart, daß sich das Gewicht im wesentlichen senkrecht zu der Umfangsfläche oder der inneren Fläche des ringförmigen Elementes erstreckt; Bilden eines Titanfilms auf der inneren Fläche oder der Umfangsfläche und auf dem Verbindungsabschnitt des Gewichtes; Bilden eines piezoelektrischen Films auf dem Titanfilm; und Bilden einer Elektrode auf dem piezoelektrischen Film, der dem ringförmigen Element entspricht, und auf dem piezoelektrischen Film des Verbindungsabschnitts.
In den Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung eines zweiachsigen Giersensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Giersensors aus Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Vibrationsring des Giersensors aus Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Diagrammdarstellung, welche die Vibration des Vibrationsrings aus Fig. 3 zeigt;
Fig. 5 zeigt eine Wellenform von Steuersignalen, die an den Giersensor aus Fig. 1 übertragen werden;
Die Fig. 6(a) bis 6(c) stellen vergrößerte Teilansichten dar, welche die einzelnen Zustände des Giersensors aus Fig. 1 wiedergeben;
Fig. 7 ist eine Diagrammdarstellung, welche die Bewegung der Masse des Giersensors aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht, welche die Bewegung der Masse aus Fig. 7 zeigt;
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Grundplattenrohling;
Fig. 10 ist eine Perspektivdarstellung des Grundplattenrohlings aus Fig. 9 nach Ausführung der Biegeverformungen;
Fig. 11 ist eine Perspektivdarstellung einer zweiachsigen Giersensorvorrichtung mit dem Giersensor aus Fig. 1;
Fig. 12 zeigt ein schematisches Diagramm eines elektrischen Stromkreises der zweiachsigen Giersensorvorrichtung aus Fig. 11, und
Fig. 13 ist eine Diagrammdarstellung einer Coriolis-Kraft, die entsprechend der Vibrationsrichtung und der Winkelgeschwindigkeit des Giersensors erzeugt wird.
Es sei nun ein Giersensor entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4, sowie 6 und 7 beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist ein Giersensor 1 eine Ringstützplatte 11, einen Vibrationsring 15, der von der Ringstützplatte 11 getragen wird, und vier Massen 21 auf, die sich radial vom Vibrationsring 15 wegerstrecken.
Die Ringstützplatte 11, der Vibrationsring 15 und die Massen 21 sind als ein Körper ausgebildet, der vorzugsweise aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von weniger als etwa 0,5 mm besteht. Die Ringstützplatte 11 ist über erste Verbindungselemente 13 mit dem Vibrationsring 15 verbunden, und die Massen 21 sind über zweite Verbindungselemente 22 mit dem Vibrationsring 15 verbunden.
Alternativ dazu kann die Ringstützplatte 11 unabhängig und an den Vibrationsring 15 und an die Massen 21 durch Verbindungsmittel, wie Klebstoffe, Löten und Hartlöten, angeschlossen sein. Der Vibrationsring 15 kann auch aus Metallen hergestellt sein, bei denen es sich nicht um rostfreien Stahl handelt. Wenn der Vibrationsring 15 aus Titan besteht, ist es nicht erforderlich, einen (noch weiter unten erwähnten) Titanfilm auszubilden. Die Form des Vibrationsrings 15 kann rechteckig sein.
Die Ringstützplatte 11 ist im wesentlichen kreuzförmig und weist vier Stützarme 12 auf, die sich entlang der Achsen X, Y erstrecken, welche sich im rechten Winkel kreuzen. Ein fester Stift 14 ist an einer zentralen unteren Fläche der Ringstützplatte 11 angebracht. Der Vibrationsring 15 ist als ein Zylinder geringer Höhe ausgebildet und umfaßt vier vibrierende Abschnitte 16 und schmale Abschnitte 17, welche die benachbarten vibrierenden Abschnitte miteinander verbinden. Wie durch die vergrößerte Darstellung von Fig. 2 gezeigt, ist die Breite der schmalen Abschnitte 17 geringer als die der vibrierenden Abschnitte 16. Der Vibrationsring 15 ist über erste Verbindungsabschnitte 13 über die schmalen Abschnitte 17 einstückig mit der Ringstützplatte 11 verbunden und auf dieser gelagert. Die ersten Verbindungsabschnitte 13 sind wellenförmig und elastisch ausgebildet. Daher vibrieren die vibrierenden Abschnitte 16 des Vibrationsrings 15 an ihren Verbindungspunkten mit den Verbindungsabschnitten 13. Statt die Ringstützplatte 11 innerhalb des Vibrationsrings 15 anzuordnen, kann auch eine Vielzahl von Stützen außerhalb des Vibrationsrings 15 angeordnet werden, die den Vibrationsring 15 stützen.
Wie in Fig. 1 gezeigt, bildet die Außenfläche des vibrierenden Abschnitts 16 vier Antriebsflächen 16a bis 16d. Dabei weist eine erste Antriebsfläche 16a in eine der Richtung Y der Achse Y entgegengesetzte Richtung, eine zweite Antriebsfläche 16b in die Richtung X der Achse X, eine dritte Antriebsfläche 16c in die Richtung Y der Achse Y und eine vierte Steuerfläche 16d in eine der Richtung X der Achse X entgegengesetzte Richtung (siehe Fig. 3, in der die Massen 21 zur leichteren Darstellung nicht gezeigt sind). Die Antriebsflächen 16a bis 16d können die Innenfläche des Vibrationsrings 15 bilden. In diesem Fall können sich die Massen 21 zur Mitte des Vibrationsrings 15 hin erstrecken.
Fig. 7 zeigt die Bewegung des Giersensors 1 und die Antriebsflächen 16a-16c, wenn sie vibrieren. Die erste und die dritte Antriebsfläche 16a, 16c sind um 180 Grad voneinander um eine Achse Z (die Achse des festen Stiftes 14) angeordnet, die senkrecht zu den Achsen X, Y verläuft. Die zweite und die vierte Antriebsfläche 16b, 16d befinden sich um 180 Grad zueinander um die Achse Z versetzt angebracht.
Durch Sputtern wird ein Titanfilm auf den gesamten Flächen des Vibrationsrings 15, der Ringstützplatte 11, der Massen 21, der ersten Verbindungsabschnitte 13 und der zweiten Verbindungsabschnitte 22 gebildet. Der Titanfilm bildet eine Grundschicht. Auf der gesamten Fläche des Titanfilms wird ein PZT (Blei (Pb)-Zirkonat-Titanat)-Film 18 (siehe Fig. 3) gebildet, der vorzugsweise mehrere zehn µm dick ist. Der PZT-Film 18 bildet einen ferroelektrischen Film (piezoelektrischen Film). An Stelle des PZT-Films 18 können auch andere piezoelektrische Materialien zur Bildung eines piezoelektrischen Films eingesetzt werden. Es kann auch ein aus einem massiven piezoelektrischen Material oder einem Piezowiderstandselement bestehender Verformungssensor ausgebildet werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt, sind auf dem PZT-Film 18 erste bis vierte Elektrodenfilme 19a bis 19d ausgebildet, die den ersten bis vierten Antriebsflächen 16a bis 16d entsprechen. Die ersten bis vierten Antriebselektrodenfilme 19a bis 19d weisen die gleiche Fläche auf. Jeder Antriebselektrodenfilm 19a bis 19d besteht aus Aluminium und ist einige µm dick. Die Elektrodenfilme 19a bis 19d können auch aus anderen leitfähigen Materialien, wie Gold (Au), bestehen. In Fig. 3 sind die Dicke des PZT-Films 18 und die Elektrodenfilme 19a bis 19d zur besseren Darstellung vergrößert.
Wie in Fig. 1 gezeigt, verläuft jede Masse 21 radial vom oberen Mittelpunkt jedes Vibrationsabschnitts 16 aus über die entsprechenden zweiten Verbindungsabschnitte 22. Jede Masse 21 ist im wesentlichen dreieckig und weist eine zur Achse Z senkrecht liegende Ebene auf. Zudem ist das Gewicht jeder Masse 21 im wesentlichen gleich. Die Massen 21 können am unteren Abschnitt des Vibrationsabschnitts 16 sitzen oder vom Vibrationsring 15 aus nach innen verlaufen.
Die Breite der zweiten Verbindungsabschnitte 22 ist geringer als die des proximalen Teils der Massen 21. Außerdem sind die zweiten Verbindungsabschnitte 22 elastisch. Auf dem PZT-Film 18 auf den zweiten Verbindungsabschnitten 22 sind erste bis vierte Detektionselektrodenfilme (Verformungsdetektionselemente) 24a bis 24d ausgebildet. Die Detektionselektrodenfilme 24a bis 24d haben alle dieselbe Fläche und bestehen aus Aluminium mit einer Dicke von einigen µm. Dabei weist der erste Detektionselektrodenfilm 24a in eine der Richtung Y der Achse Y entgegengesetzte Richtung, der zweite Detektionselektrodenfilm 24b in die Richtung X der Achse X, der dritte Detektionselektrodenfilm 24c in die Richtung Y der Achse Y und der vierte Detektionselektrodenfilm 24d in eine der Richtung X der Achse X entgegengesetzte Richtung.
Es sei nun ein Verfahren zur Herstellung des Giersensors 1 unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 beschrieben.
Zunächst wird eine Platte aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von weniger als 0,5 mm Dicke wie in Fig. 9 gezeigt gestanzt. Durch das Stanzen wird die Ringstützplatte 11 mit den Stützarmen 12 gebildet. Dann wird der mit dem ersten Verbindungsabschnitt 13 verbundene Vibrationsring 15 geformt und in der Mitte der Ringstützplatte 11 eine Durchgangsöffnung 11a ausgebildet.
Die vibrierenden Abschnitte 16 des Vibrationsrings 15 sind um diesen in vier Richtungen ausgebildet, und die Antriebsflächen 16a bis 16d der vibrierenden Abschnitte 16 sind auf der sichtbaren Seite des vibrierenden Abschnitts 16 in Fig. 9 ausgebildet. Die Massen 21 verlaufen zur Ringstützplatte 11 hin durch die zweiten Verbindungsabschnitte 22.
Anschließend wird die gesamte Fläche der Grundplatte aus Fig. 9 gereinigt, und der Titanfilm wird auf der Oberfläche durch ein physikalisches Filmbildungsverfahren, wie z. B. Sputtern oder Dampfablagerung, gebildet.
Dann wird der Vibrationsring 15, wie in Fig. 10 gezeigt, relativ zu den ersten Verbindungsabschnitten 13 der Ringstützplatte 11 um 90 Grad gebogen. Ferner werden die zweiten Verbindungsabschnitte 22 relativ zum Vibrationsring 15 um 90 Grad nach außen gebogen, so daß die Massen 21 um die Durchgangsöffnung 11a radial verlaufen. Diese Prozesse bewirken, daß die Antriebsflächen 16a bis 16d sich auf den radialen Außenflächen der vibrierenden Abschnitte 16 befinden.
Anschließend wird der PZT-Film 18 auf dem Titanfilm durch ein Wasser-Wärme- Verfahren ausgebildet. Das Wasser-Wärme-Verfahren umfaßt zwei Schritte.
Erster Schritt
Eine wäßrige Lösung von Zirkoniumoxychlorid (ZrOCl2.8H2O) und Bleinitrat (Pb(NO3)2) und eine Lösung von KOH(8N) werden in einem (nicht gezeigten) Tetrafluorethylen-Behälter vermischt. Die Anteile an Bleititanat und Bleizirkonat im PZT-Film 18 bestimmen die piezoelektrische Eigenschaft des PZT-Films 18. Daher ist das Molverhältnis zwischen Zirkoniumoxychlorid und Bleinitrat gemäß der piezoelektrischen Eigenschaft des PZT-Films 18 festgelegt.
Anschließend wird die Grundplatte am oberen Abschnitt des (nicht gezeigten) Behälters angeordnet, und die wäßrige Lösung von Zirkoniumoxychlorid (ZrOCl2. 8H2O) und das Bleinitrat (Pb(NO3)2) sowie eine Lösung von KOH(8N) werden miteinander vermischt. Das Lösungsgemisch wird erwärmt und unter Druck gesetzt, während es mit einer Geschwindigkeit von 300 U/Min. gerührt wird. Das Lösungsgemisch wird durch Verdampfen der erwärmten Lösung unter Druck gesetzt. Dieses Verfahren wird 48 Stunden bei 150 Grad Celsius fortgesetzt. Dies hat zur Folge, daß Impfkristalle (Kristallkerne) von PZT auf dem Titanfilm der Grundplatte in Übersättigung gebildet werden. Dann wird die Grundplatte aus dem unter Druck stehenden Behälter entnommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Zweiter Schritt
Anschließend, nachdem die Grundplatte mit den Impfkristallen versehen ist, werden eine wäßrige Lösung aus Zirkoniumoxychlorid (ZrOCl2.8H2O) und Bleinitrat (Pb(NO3)2) und eine Lösung aus Titantetrachlorid (TiCl4) und KOH(4N) in einem (nicht dargestellten) Tetrafluorethylen-Behälter miteinander verrührt. Die piezoelektrische Eigenschaft des PZT-Films 18 ist durch die Anteile von Bleititanat und Bleizirkonat festgelegt. Daher sind das Molverhältnis von Zirkoniumoxychlorid, Titantetrachlorid und Bleinitrat entsprechend der piezoelektrischen Eigenschaft von PZT festgelegt.
Dann wird die Grundplatte am oberen Abschnitt des (nicht gezeigten) Behälters angeordnet und die wäßrige Lösung von Zirkoniumoxychlorid (ZrOCl2.8H2O) sowie das Bleinitrat (Pb(NO3)2), das Titantetrachlorid (TiCl4) und eine Lösung von KOH(4N) werden vermischt. Das Lösungsgemisch wird erwärmt und unter Druck gesetzt, während es bei einer Geschwindigkeit von 300 U/Min. gerührt wird. Dabei wird das Lösungsgemisch durch Verdampfen der erwärmten Lösung unter Druck gesetzt. Dieses Verfahren wird 48 Stunden bei 120 Grad Celsius fortgesetzt. Dies führt dazu, daß der PZT-Film 18 auf der gesamten Fläche der Grundplatte in Übersättigung gebildet wird. Der PZT-Film weist vorzugsweise eine Dicke von einigen zehn µm auf. Dann wird die Grundplatte aus dem unter Druck stehenden Behälter entnommen, mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Dann wird Aluminium mit einem physikalischen Filmbildungsverfahren, wie Sputtern oder Vakuumverdampfen, auf dem PTZ-Film 18 auf den ersten bis vierten Antriebsflächen 16a-16d der vibrierenden Abschnitte 16 und auf den zweiten Verbindungsabschnitten 22 gebildet. Dann wird das Aluminium mit einem Muster versehen, indem man alle unnötigen Teile entfernt. Dadurch werden die ersten bis vierten Antriebselektrodenfilme 19a bis 19d und die ersten bis vierten Detektionselektrodenfilme 24a bis 24d und damit auch der Giersensor 1 gebildet. Bei der Verwendung des Giersensors 1 wird der feste Stift 14 durch Schrumpfen in der Durchgangsöffnung 11a der Ringstützplatte 11 befestigt. Die Antriebselektrodenfilme 19a bis 19d können ebenfalls durch Sprühen oder durch Maskieren von leitfähiger Paste (z. B. Ag-Epoxy) gebildet werden. Die leitfähige Paste kann durch ein Siebdruckverfahren aufgedruckt werden.
Es sei nun eine Giersensorvorrichtung 41, die mit dem Giersensor 1 arbeitet, unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 beschrieben:
Wie in Fig. 11 gezeigt, weist die Giersensorvorrichtung 41 den Giersensor 1, ein Schaltungssubstrat 25 und ein Ankergehäuse 29 auf. Das Gehäuse 29 ist kastenförmig mit einer Öffnung ausgebildet und mit einer Aufnahmevertiefung 30 versehen. Der feste Stift 14 zum Abstützen des Giersensors 1 befindet sich in der Mitte der unteren Fläche der Aufnahmevertiefung 30. Das Schaltungssubstrat 25 ist an einer Seitenwand des Ankergehäuses 29 so befestigt, daß es die Öffnung des Ankergehäuses 29 verdeckt. In der Mitte des Schaltungssubstrates 25 ist eine Aufnahmeöffnung 26 zur Aufnahme des Giersensors 1 ausgebildet. Die Aufnahmeöffnung 26 ist groß genug, um eine Vibration des Vibrationsrings 15 des Giersensors 1 zuzulassen.
Zwischen die Kissen der Elektrodenfilme 19a bis 19d, 24a bis 24d und die Verbindungskissen 27 (Eingangs-/Ausgangs-Anschlusses) des Schaltungssubstrates 25 sind Verbindungsdrähte 28 gelötet.
Nun sei eine elektrische Schaltung des Substrates 25 unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben:
Die Giersensorvorrichtung 41 weist eine Signalerzeugungsschaltung 40 und Detektionsschaltungen 50A, 50B auf.
Die Signalerzeugungsschaltung 40 umfaßt einen Schwingkreis 42, einen Inverter 44 und eine Verstärkerschaltung 43. Der Schwingkreis 42 oszilliert, gibt ein Spannungssignal mit einer vorbestimmten Frequenz (siehe Fig. 5) aus und überträgt das Schwingungssignal an die Verstärkerschaltung 43 und an den Inverter 44. Die Verstärkerschaltung 43 überträgt das Signal von der Signalerzeugungsschaltung 40 als Steuersignal an den zweiten und den vierten Antriebselektrodenfilm 19b, 19d. Der Inverter 44 wandelt das Signal aus dem Schwingkreis 42 in bezug auf ein Standardpotential (Vcc/2) um und überträgt das umgewandelte Signal als Steuersignal an den ersten und den dritten Antriebselektrodenfilm 19a, 19c. Die Steuersignal sind alternierende Signale mit Frequenzen, die im Zusammenhang mit der Resonanz des Giersensors 1 stehen. Ein Paar von Widerständen R1 ist in Reihe zwischen einer Stromquelle Vcc und einer Erdleitung angeschlossen. Der positive Anschluß des Widerstands R1 auf der Erdseite ist an einen nichtinvertierenden Anschluß eines Operationsverstärkers 51 angeschlossen, der einen Spannungsfolger bildet. Der Ausgangsanschluß des Spannungsfolgers 51 ist an die Grundplatte des Giersensors 1 angeschlossen, d. h. das Potential auf der Grundplattenseite ist ein Standardpotential VA (bei der vorliegenden Ausführungsform: 2,5 V = Vcc/2).
Nun wird die Bauweise der Detektionsschaltung 50A beschrieben. Die Detektionsschaltung 50A weist eine Sensorsignal-Verstärkungsschaltung 52, eine Synchrondetektionsschaltung 53 und eine Tiefpaßfilterschaltung 54 auf.
Die Sensorsignal-Verstärkungsschaltung 52 ist mit einem ersten Operationsverstärker 55, einem zweiten Operationsverstärker 56, einem Widerstand RS und zwei gegengekoppelten Widerständen Rf versehen.
Der zweite Detektionselektrodenfilm 24b weist einen Anschluß auf, der an den nicht­ invertierenden Eingangsanschluß des ersten Operationsverstärkers 55 angeschlossen ist. der erste Operationsverstärker 55 verstärkt das piezoelektrische Spannungssignal (Verformungssignal) aus dem zweiten Detektionselektrodenfilm 24b bei einem Verstärkungsgrad (Verstärkungsverhältnis), das durch die Widerstände Rs und den gegengekoppelten Widerstand Rf festgelegt ist. Das verstärkte piezoelektrische Spannungssignal wird durch den Widerstand Rs an den invertierenden Eingangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers 56 gesendet. Der nicht­ invertierende Eingangsanschluß des ersten Operationsverstärkers 55 ist durch einen Widerstand R2 an den Ausgangsanschluß des Spannungsfolgers 51 angeschlossen.
Der vierte Detektionselektrodenfilm 24d weist einen Anschluß auf, der an den nicht­ invertierenden Eingangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers 56 angeschlossen ist. Der zweite Operationsverstärker 56 verstärkt das piezoelektrische Spannungssignal (Verformungssignal) aus dem vierten Detektionselektrodenfilm 24d bei einem Verstärkungsgrad (Verstärkungsverhältnis), das durch den Widerstand Rs und den gegengekoppelten Widerstand Rf festgelegt ist. Das verstärkte piezoelektrische Spannungssignal wird an die Synchrondetektionsschaltung 53 gesendet. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers 56 ist über den Widerstand R2 an den Ausgangsanschluß des Spannungsfolgers 51 angeschlossen.
Die Synchrondetektionsschaltung 53 detektiert das piezoelektrische Signal aus der Sensorsignalverstärkungsschaltung 52 aufgrund des Detektionssignals aus dem Schwingkreis 42 und erkennt die Drehrichtung um die Achse X, d. h. die Synchrondetektionsschaltung 53 gibt entsprechend der Drehrichtung der Winkelgeschwindigkeit um die Achse X entweder ein Spannungssignal, das größer als das Standardpotential (bei der vorliegenden Erfindung: Vcc/2) ist, oder ein Spannungssignal aus, das kleiner als das Standardpotential ist. Die Drehrichtung der Winkelgeschwindigkeit um die Achse X wird durch den Vergleich zwischen dem Standardpotential und der Stärke des Spannungssignals aus der Synchrondetektionsschaltung 53 erkannt.
Der Ausgangsanschluß des zweiten Operationsverstärkers 56 ist über die Synchrondetektionsschaltung 53 an die Tiefpaßfilterschaltung 54 angeschlossen. Der Ausgangsanschluß der Tiefpaßfilterschaltung 54 ist mit einem Anschluß Vxout verbunden. Die Tiefpaßfilterschaltung 54 filtert eine vorbestimmte Frequenz aus dem piezoelektrischen Spannungssignal aus der Synchrondetektionsschaltung 53 aus und gleicht dieses ab und gibt ein dem Wert der Winkelgeschwindigkeit um die Achse X entsprechendes Signal aus, das an den Giersensor 1 angelegt wird. Die Größe des Ausgangssignals ist proportional zum Wert der Winkelgeschwindigkeit, und der Wert der Winkelgeschwindigkeit wird durch die Größe des Ausgangssignals detektiert.
Die Detektionsschaltung 50B detektiert den Wert der Winkelgeschwindigkeit um die Achse Y und die Drehrichtung. Der Aufbau der Detektionsschaltung 50B ist dem der Detektionsschaltung 50A ähnlich, weshalb auf seine Beschreibung verzichtet wird.
Die Tiefpaßfilterschaltung 54 der Detektionsschaltung 50B empfängt ein piezoelektrisches Spannungssignal, das auf dem piezoelektrischen Signal (Verformungssignal) der ersten und der dritten Detektionselektroden 24a, 24c beruht. Dann filtert die Tiefpaßfilterschaltung 54 eine vorbestimmte Frequenz aus dem piezoelektrischen Spannungssignal aus und gleicht diese ab und gibt von einem Anschluß Vyout ein Signal aus, das der Größe der Winkelgeschwindigkeit um die Achse Y entspricht und an den Giersensor 1 angelegt wird.
Nun wird der Betrieb der Giersensorvorrichtung 41 beschrieben:
Als erstes wird das Steuersignal durch die Verstärkungsschaltung 43 der Signalerzeugungsschaltung 40 gleichzeitig an den zweiten und den vierten Elektrodenfilm 19b, 19d angelegt. Zudem wird das andere Steuersignal über den Inverter 44 der Signalerzeugungsschaltung 40 gleichzeitig an den ersten und den dritten Elektrodenfilm 19a, 19c angelegt.
Die Fig. 6(a) bis 6(c) zeigen den vibrierenden Zustand der vierten Antriebsfläche 16d des vibrierenden Abschnitts 16. Die Polarisationsrichtung des PZT-Films 18 ist, wie durch den Pfeil gezeigt, eine Richtung von der Grundplatte zum Antriebselektrodenfilm 24a hin. In den Figuren weist der vibrierende Abschnitt 16 die Standardspannung Vcc/2 auf.
Wenn ein Potential durch das Steuersignal an den PZT-Film 18 angelegt wird, das größer als das Standardpotential (Vcc/2) ist, wird der PZT-Film 18, wie in Fig. 6(a) gezeigt, nach außen erweitert. Im Gegensatz dazu zieht sich der PZT-Film 18, wie in Fig. 6(c) gezeigt, nach innen, wenn ein Potential an den PZT-Film 18 angelegt wird, das kleiner als das Standardpotential (Vcc/2) ist. Fig. 6(b) zeigt den Fall, in dem eine Spannung, die dasselbe Potential wie der Vibrationsring 15 (Grundplatte) aufweist, an den PZT-Film 18 angelegt wird. Der vibrierende Abschnitt 16 befindet sich in der Mittelstellung zwischen Fig. 6(a) und 6(c).
Auf diese Weise werden die erste und die dritte Antriebsfläche 16a, 16c des vibrierenden Abschnitts 16 synchronisiert und vibrieren durch die Änderung des Potentials des Steuersignals relativ zum Standardpotential (Vcc/2) in entgegengesetzten Richtungen entlang der Achse Y. Ebenso werden die zweite und die vierte Antriebsfläche 16b, 16d des vibrierenden Abschnitts 16 synchronisiert und vibrieren in entgegengesetzten Richtungen entlang der Achse X, wenn sich das Potential über das Standardpotential (Vcc/2) des Steuersignals ändert. Dies bedeutet, daß die Antriebsflächen 16a bis 16d abwechselnd in radialer Richtung oder zur Mitte hin vibrieren.
Das an die erste und die dritte Antriebsfläche 16a, 16c angelegte Steuersignal wird relativ zum Standardpotential (Vcc/2) aus dem an die zweite und vierte Antriebsfläche 16b, 16d angelegten Steuersignal umgekehrt. Daher vibriert der Vibrationsring 15, wie in Fig. 4 gezeigt, wodurch der Durchmesser in Richtung der Achse X zu- und abnimmt. Die Vibration bewirkt, daß die Massen 21 der vibrierenden Abschnitte 16 in derselben Richtung vibrieren wie die Antriebsflächen 16a-16d.
Wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, unterliegen die in Richtung der Achse Y angeordneten Massen 21, wenn eine Winkelgeschwindigkeit ω um die Achse X im Giersensor 1 erzeugt wird, einer Coriolis-Kraft Fc in Richtung der Achse Z und biegen sich an den zweiten Verbindungsabschnitten 22. Genauer gesagt, wenn sich der Vibrationsring 15 in Richtung der Achse Y erstreckt, biegt sich die Masse 21 auf der Seite der ersten Antriebsfläche 16a in Richtung der Achse Z. Wenn sich der Vibrationsring 15 in Richtung der Achse Y zusammenzieht, biegen sich die zweiten Verbindungsabschnitte 22 in der zur Richtung der Achse Z entgegengesetzten Richtung. Dabei ist die Amplitude (der Biegungsgrad) der Massen 21 proportional zur Coriolis-Kraft Fc. Wie in Fig. 13 gezeigt, ist die Richtung der Coriolis-Kraft Fc durch die Vibrationsrichtung eines Gegenstandes und die auf das Objekt einwirkende Winkelgeschwindigkeit ω festgelegt. In Fig. 8 entspricht die linke Masse 21 der ersten Antriebsfläche 16a und die rechte Masse 21 der dritten Antriebsfläche 16c. Die Masse 21 der dritten Antriebsfläche 16c biegt sich in einer Richtung, die der Masse 21 der ersten Antriebsfläche 16a entgegengesetzt ist. Dabei biegen sich die Massen 21 der zweiten und der vierten Antriebsfläche 16b, 16d nicht, sofern nicht eine Beschleunigung um die Achse Y auf den Giersensor 1 einwirkt.
Die Drehrichtung und die Winkelgeschwindigkeit der auf den Giersensor 1 ausgeübten Kraft werden durch die Vibrationsrichtung (Phase) und die Amplitude der Massen 21 in bezug auf die Vibration des Vibrationsrings 15 erhalten.
Außerdem werden die Drehrichtung und die Winkelgeschwindigkeit der auf den Giersensor 1 ausgeübten Kraft, wenn die Drehung mit der Winkelgeschwindigkeit ω um die Achse Y dem Giersensor 1 mitgeteilt wird, durch die Vibrationsrichtung (Phase) und die Amplitude der Massen 21 bezüglich der Vibration des Vibrationsrings 15 erhalten.
Bei der Giersensorvorrichtung 41 befinden sich der erste bis vierte Detektionselektrodenfilm 24a bis 24d in den Teilen, an denen die zweiten Verbindungsabschnitte 22 der Massen 21 sich ausdehnen und zusammenziehen. Daher liefern die Detektionselektrodenfilme 24a bis 24d piezoelektrische Spannungssignale, die im PZT-Film 18 erzeugt werden, an die Sensorsignal- Verstärkungsschaltungen 52 der Detektionsschaltungen 50A, 50B. Die Sensorsignal- Verstärkungsschaltungen 52 verstärken und senden die piezoelektrischen Spannungssignale (Verformungssignale) der ersten bis vierten Detektionselektrodenfilme 24a bis 24d an die Synchrondetektionsschaltungen 53.
Dann detektieren die Synchrondetektionsschaltungen 53 die Drehrichtung der auf den Giersensor 1 wirkenden Winkelgeschwindigkeit aufgrund des Detektionssignals aus dem Schwingkreis 42 und der piezoelektrischen Signale aus den Sensorsignal- Verstärkungsschaltungen 52. Eine vorbestimmte Frequenz der Synchrondetektionssignale wird durch die Tiefpaßfilterschaltungen 54 gefiltert und abgeglichen und dazu verwendet, die Größe der Winkelgeschwindigkeit zu detektieren.
Wie gezeigt, werden die Größe und die Drehrichtung der Winkelgeschwindigkeit um die Achsen X, Y detektiert, wenn der Vibrationsring 15 so vibriert, daß die erste und die dritte Antriebsfläche 16a, 16c und die zweite und dritte Antriebsfläche 16b, 16d in unterschiedliche Richtungen vibrieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Wert des Unterschiedes der Signale zwischen den Detektionselektrodenfilmen 24a, 24c oder zwischen den Detektionselektrodenfilmen 24b, 24d bei den Massen 21 auf den Achsen X, Y zweimal so groß wie der der Ausgangssignale. Daher detektiert der Giersensor präzise die Größe der Winkelgeschwindigkeit.
Wenn eine Beschleunigung entlang der zur jeweiligen Achse senkrecht verlaufenden Achse angelegt wird, wirken die Coriolis-Kräfte Fc, die auf die Massen 21 ausgeübt werden, welche die Detektionsteile sind, in derselben Richtung. Daher ist der Unterschied der Ausgangssignale aus den Detektionselektrodenfilmen 24a bis 24d, die den einander gegenüberliegenden Massen 21 entsprechen, gleich Null, und die durch die Beschleunigung verursachten Ausgangssignale werden unterdrückt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Vibrationsring 15, die Massen 21 und die Ringstützplatte 11 aus einer rostfreien Platte ausgestanzt und von Anfang an miteinander verbunden. Dies vereinfacht die Anordnung der Teile 11, 15 und 21 und erhöht die Effizienz bei der Herstellung.
Der PZT-Film 18 wird durch das Wasser-Wärme-Verfahren hergestellt. Dabei werden der PZT-Film der vibrierenden Abschnitte 16 und der PZT-Film 18 der zweiten Verbindungsabschnitte 22 zur Detektion in einem einzigen Verfahren ausgebildet, und die Qualität, z. B. die Detektionsempfindlichkeit des Giersensors, wird auf einem bestimmten Niveau gehalten. Da der PZT-Film 18 zur Steuerung und der PZT-Film 18 zur Detektion durch das Wasser-Wärme-Verfahren gleichzeitig hergestellt werden, wird die Herstellungszeit im Vergleich zu einer getrennten Ausbildung der PZT-Filme 18 zur Steuerung und zur Detektion verkürzt.

Claims (11)

1. Zweiachsiger Giersensor mit:
einem ringförmigen Element (15);
wobei das ringförmige Element (15) erste bis vierte vibrierende Antriebsflächen (16a-16d), die der Reihe nach in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und Stützteile (17) aufweist, die zwischen benachbarten Antriebsflächen (16a-16d) liegen, wobei die erste und die dritte Antriebsfläche (16a, 16c) einander gegenüberliegend auf einer ersten Achse angebracht sind, die durch die Mitte des ringförmigen Elementes (15) verläuft, und die zweite und die vierte Antriebsfläche (16b, 16d) einander gegenüberliegend auf einer zweiten Achse angeordnet sind, die durch die Mitte des ringförmigen Elementes (15) verläuft, wobei die zweite Achse im wesentlichen senkrecht zur ersten Achse verläuft;
einem Stützelement (11) zum Abstützen des ringförmigen Elementes (15) an jedem Stützteil (17);
einem piezoelektrischen Element (18), das sich auf jeder Antriebsfläche (16a-­ 16d) befindet und die entsprechende Antriebsfläche (16a-16d) in einer radialen Richtung des ringförmigen Elementes (15) in Vibration versetzt;
einem Verbindungsabschnitt (22), der sich von jeder Antriebsfläche (16a-16d) aus erstreckt;
einem Gewicht (21), das mit jedem Verbindungsabschnitt (22) verbunden ist und sich in einer im wesentlichen senkrecht zur Vibrationsrichtung der Antriebsflächen (16a-16d) verlaufenden Richtung bewegt; und
einem Verformungserkennungselement (24a-24d), das auf jedem Verbindungsabschnitt (22) ausgebildet ist, zum Erkennen der Verformung des entsprechenden Verbindungsabschnittes (22).
2. Zweiachsiger Giersensor nach Anspruch 1, bei dem das ringförmige Element (15) und das Gewicht (21) aus ein und derselben Metallplatte gebildet sind.
3. Zweiachsiger Giersensor nach Anspruch 1, bei dem das Stützelement (11) einstückig mit dem Stützteil (17) verbunden und aus derselben Metallplatte wie das ringförmige Element (15) gebildet ist.
4. Zweiachsiger Giersensor nach Anspruch 3, bei dem das Stützelement (11) im wesentlichen kreuzförmig ausgebildet ist.
5. Zweiachsiger Giersensor nach Anspruch 1, bei dem die Antriebsflächen (16a-­ 16d) auf einer Umfangsfläche des ringförmigen Elementes (15) ausgebildet sind.
6. Zweiachsiger Giersensor nach Anspruch 1, bei dem das piezoelektrische Element einen Blei-Zirkonat-Titanat-Film (18) aufweist.
7. Zweiachsiger Giersensor nach Anspruch 1, bei dem jedes Gewicht (21) in einem mittleren Abschnitt der zugeordneten Antriebsfläche (16a-16d) angebracht ist und relativ zur Mitte des ringförmigen Elementes (15) radial nach außen verläuft.
8. Verfahren zur Herstellung eines zweiachsigen Giersensors, das folgendes umfaßt:
Ausbilden eines ringförmigen Elementes (15), eine Gewichtes (21) und eines Verbindungsabschnitts (22) durch Stanzen einer flachen Metallplatte, wobei das Gewicht (21) einstückig mit dem ringförmigen Element (15) verbunden ist und der Verbindungsabschnitt (22) das Gewicht (21) mit dem ringförmigen Element (15) verbindet;
Biegen des ringförmigen Elementes (15), bis es zylindrisch ist;
Biegen des Verbindungsabschnitts (22) derart, daß sich das Gewicht (21) im wesentlichen bis zu einer äußeren oder inneren Umfangsfläche des ringförmigen Elementes (15) erstreckt;
Bilden eines Titanfilms auf der inneren oder äußeren Umfangsfläche und auf dem Verbindungsabschnitt (22) des Gewichtes (21);
Bilden eines piezoelektrischen Films (18) auf dem Titanfilm; und
Bilden einer Elektrode (19a-19d, 24a, 24d) auf dem piezoelektrischen Film (18), der dem ringförmigen Element (15) zugeordnet ist, und auf dem piezoelektrischen Film (18) des Verbindungsabschnitts (22).
9. Verfahren zur Herstellung eines Giersensors nach Anspruch 8, wobei das Stanzen der Metallplatte auch das Stanzen einer Titanplatte umfaßt.
10. Verfahren zur Herstellung eines Giersensors nach Anspruch 8, wobei das Formen des piezoelektrischen Films auch das Bilden des piezoelektrischen Films (18) durch ein Wasser-Wärme-Verfahren umfaßt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Giersensors nach Anspruch 8, wobei das Formen des ringförmigen Elementes das Ausbilden von vier vibrierenden Abschnitten (16), die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, und eines schmalen Abschnitts (17) umfaßt, der sich zwischen den vibrierenden Abschnitten (16) befindet und eine schmälere Breite als der vibrierende Abschnitt (16) aufweist.
DE19982627T 1998-06-22 1999-06-21 Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung Expired - Fee Related DE19982627C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10174787A JP2000009473A (ja) 1998-06-22 1998-06-22 ２軸ヨーレートセンサ及びその製造方法
PCT/JP1999/003280 WO1999067598A1 (fr) 1998-06-22 1999-06-21 Capteur de vitesse angulaire de lacet sur deux axes et son procede de fabrication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19982627T1 DE19982627T1 (de) 2001-02-01
DE19982627C2 true DE19982627C2 (de) 2003-04-17

Family

ID=15984673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19982627T Expired - Fee Related DE19982627C2 (de) 1998-06-22 1999-06-21 Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6539804B1 (de)
JP (1) JP2000009473A (de)
DE (1) DE19982627C2 (de)
WO (1) WO1999067598A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008002748A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Sensordynamics Ag Mikro-Gyroskop
DE102007051591B4 (de) 2007-10-12 2019-04-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Vorrichtung mit Antriebsrahmen
DE112005002196B4 (de) 2004-09-27 2023-12-21 Conti Temic Microelectronic Gmbh Drehratensensor

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10139333A1 (de) * 2001-08-10 2003-03-06 Biedermann Motech Gmbh Sensoreinrichtung, insbesondere für eine Prothese und Prothese mit einer solchen Sensoreinrichtung
GB0122256D0 (en) * 2001-09-14 2001-11-07 Bae Systems Plc Vibratory gyroscopic rate sensor
TWI220155B (en) * 2003-07-25 2004-08-11 Ind Tech Res Inst Micro vibratory dual-axis sensitive gyroscope
US7861589B2 (en) * 2003-07-29 2011-01-04 Industrial Technology Research Institute Ring body and supporting structure of vibratile gyroscope
TWI245902B (en) * 2004-05-14 2005-12-21 Chung Shan Inst Of Science Microstructure angular velocity sensor device
US8056413B2 (en) * 2007-09-11 2011-11-15 Evigia Systems, Inc. Sensor and sensing method utilizing symmetrical differential readout
KR20100080555A (ko) * 2007-11-08 2010-07-08 로베르트 보쉬 게엠베하 2개의 감지축을 구비한 회전각 감지 센서
JP5392913B2 (ja) 2008-01-29 2014-01-22 住友精密工業株式会社 圧電体膜を用いた振動ジャイロ及びその製造方法
EP2267407A4 (de) 2008-03-25 2016-03-09 Sumitomo Precision Prod Co Vibrationskreisel mit piezoelektrischer folie
JP5524044B2 (ja) 2008-03-25 2014-06-18 住友精密工業株式会社 圧電体膜を用いた振動ジャイロ
CN102246003B (zh) * 2008-12-09 2015-09-09 株式会社村田制作所 振动陀螺仪元件及其制造方法
US8040207B2 (en) 2009-01-15 2011-10-18 Infineon Technologies Ag MEMS resonator devices with a plurality of mass elements formed thereon
JP5523755B2 (ja) 2009-02-11 2014-06-18 住友精密工業株式会社 圧電体膜を用いた振動ジャイロ及びその製造方法
DE102009001244A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Sensordynamics Ag Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Rotationsbewegungen um eine x-, y- oder z-Achse
JP5093405B2 (ja) * 2009-07-07 2012-12-12 株式会社村田製作所 振動ジャイロ素子
US9097524B2 (en) 2009-09-11 2015-08-04 Invensense, Inc. MEMS device with improved spring system
US8534127B2 (en) 2009-09-11 2013-09-17 Invensense, Inc. Extension-mode angular velocity sensor
EP2392897B1 (de) * 2010-01-12 2014-06-11 Sony Corporation Winkelgeschwindigkeitssensor, elektronische vorrichtung und verfahren zur winkelgeschwindigkeitserkennung
DE102010028005A1 (de) 2010-04-20 2011-10-20 Sensordynamics Ag Mikro-Gyroskop zur Ermittlung von Bewegungen
US20110279287A1 (en) * 2010-05-12 2011-11-17 Sunrex Technology Corp. Keyboard with laser pointer and micro-gyroscope
JP5652112B2 (ja) * 2010-10-18 2015-01-14 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
US8539832B2 (en) * 2010-10-25 2013-09-24 Rosemount Aerospace Inc. MEMS gyros with quadrature reducing springs
FR2969278B1 (fr) * 2010-12-20 2013-07-05 Onera (Off Nat Aerospatiale) Structure planaire pour gyrometre tri-axe
JP5807344B2 (ja) * 2011-02-25 2015-11-10 ソニー株式会社 角速度センサ及び電子機器
JP5821995B2 (ja) * 2014-05-16 2015-11-24 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
JP6575129B2 (ja) * 2014-06-12 2019-09-18 株式会社デンソー 振動型角速度センサ
US10053838B2 (en) * 2016-03-04 2018-08-21 Deere & Company Coupler load measurement for work vehicle
CN108258932B (zh) * 2018-02-13 2019-09-10 哈尔滨工业大学 一种多层式旋转型压电微位移驱动器
DE102018109215A1 (de) * 2018-04-18 2019-10-24 Logicdata Electronic & Software Entwicklungs Gmbh Sensorbaugruppe, Aktuator, Steuerung, elektrisch verstellbares Möbelstück und Verfahren zum Betreiben eines elektrisch verstellbaren Möbelstücks
JP6787437B2 (ja) * 2018-05-08 2020-11-18 株式会社村田製作所 ピエゾリングジャイロスコープ
JP6769517B2 (ja) 2018-05-08 2020-10-14 株式会社村田製作所 ピエゾリングジャイロスコープ
JP6579244B2 (ja) * 2018-08-29 2019-09-25 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器
JP6741133B2 (ja) * 2019-08-28 2020-08-19 セイコーエプソン株式会社 物理量センサーおよび電子機器

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2113842A (en) * 1982-01-27 1983-08-10 Marconi Co Ltd A sensor for detecting rotational movement
JPH02198315A (ja) * 1989-01-27 1990-08-06 Canon Inc リング状振動ジャイロ
DE69102590T2 (de) * 1990-05-18 1994-10-06 British Aerospace Trägheitssensoren.
JPH08201067A (ja) * 1995-01-27 1996-08-09 Miyota Kk 角速度センサ
JPH08271258A (ja) * 1995-03-28 1996-10-18 Taiyo Yuden Co Ltd リング状振動子の支持構造
GB2318184A (en) * 1996-10-08 1998-04-15 British Aerospace Vibratory gyroscopic rate sensor
WO1998017973A1 (en) * 1996-10-21 1998-04-30 Btg International Limited A solid-state, multi-axis gyroscope
FR2772469A1 (fr) * 1997-12-15 1999-06-18 Commissariat Energie Atomique Gyroscope vibrant

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE6910259U (de) 1969-03-13 1969-11-20 Karl Kuehnle Wandkalender
GB8826640D0 (en) 1988-11-15 1988-12-21 Sensotect Ltd Apparatus for determining surface roughness of material
JPH02163611A (ja) 1988-12-16 1990-06-22 Canon Inc 角速度計
JP2749379B2 (ja) 1989-06-30 1998-05-13 松下電工株式会社 プレート
JPH0336912U (de) * 1989-08-21 1991-04-10
JPH0791958A (ja) * 1993-09-27 1995-04-07 Canon Inc 角速度センサ
JPH08247769A (ja) 1995-03-07 1996-09-27 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロ
JPH09166446A (ja) 1995-12-14 1997-06-24 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロ
JPH09189553A (ja) 1996-01-08 1997-07-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 角速度センサ
JPH10115526A (ja) * 1996-10-15 1998-05-06 Ngk Insulators Ltd 振動ジャイロ・センサ及び振動ジャイロ・センサの製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2113842A (en) * 1982-01-27 1983-08-10 Marconi Co Ltd A sensor for detecting rotational movement
JPH02198315A (ja) * 1989-01-27 1990-08-06 Canon Inc リング状振動ジャイロ
DE69102590T2 (de) * 1990-05-18 1994-10-06 British Aerospace Trägheitssensoren.
JPH08201067A (ja) * 1995-01-27 1996-08-09 Miyota Kk 角速度センサ
JPH08271258A (ja) * 1995-03-28 1996-10-18 Taiyo Yuden Co Ltd リング状振動子の支持構造
GB2318184A (en) * 1996-10-08 1998-04-15 British Aerospace Vibratory gyroscopic rate sensor
EP0836073A2 (de) * 1996-10-08 1998-04-15 British Aerospace Public Limited Company Drehgeschwindigkeitssensor
WO1998017973A1 (en) * 1996-10-21 1998-04-30 Btg International Limited A solid-state, multi-axis gyroscope
FR2772469A1 (fr) * 1997-12-15 1999-06-18 Commissariat Energie Atomique Gyroscope vibrant

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112005002196B4 (de) 2004-09-27 2023-12-21 Conti Temic Microelectronic Gmbh Drehratensensor
DE102007051591B4 (de) 2007-10-12 2019-04-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanische Vorrichtung mit Antriebsrahmen
DE102008002748A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Sensordynamics Ag Mikro-Gyroskop

Also Published As

Publication number Publication date
US6539804B1 (en) 2003-04-01
JP2000009473A (ja) 2000-01-14
WO1999067598A1 (fr) 1999-12-29
DE19982627T1 (de) 2001-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19982627C2 (de) Zweiachsiger Giersensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69628981T2 (de) Drehgeschwindigkeitssensor
DE19530007C2 (de) Drehratensensor
DE69202991T2 (de) Kapazitiver Winkelbeschleunigungsaufnehmer.
DE69309541T2 (de) Winkelgeschwindigkeitsmessaufnehmer und damit ausgerüstete Kamera
EP0828992B1 (de) Mikromechanischer drehratensensor
DE102009027897B4 (de) Mikromechanischer Drehratensensor
EP2531813B1 (de) Corioliskreisel mit korrektureinheiten und verfahren zur reduktion des quadraturbias
DE3741568C2 (de)
DE69938533T2 (de) Trägheitssensor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102005012155B4 (de) Vibrations-Winkelgeschwindigkeitssensor
DE19801981C2 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor vom Vibrationstyp
DE69403112T2 (de) Signalverarbeitung für Vibrationskreisel
DE102005026955A1 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor eines Schwingungstyps
DE102005041059B4 (de) Winkelratensensor und Anbringungsstruktur eines Winkelratensensors
DE3509948A1 (de) Planarer traegheitssensor
DE102005031128A1 (de) Winkelgeschwindigkeitsdetektor
DE19959369A1 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor
DE102007002180A1 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor
DE4446890A1 (de) Kapazitiver Beschleunigungssensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112013002769T5 (de) Sensor für eine physikalische Grösse
DE102005013554A1 (de) Sensorsystem
WO2005098358A2 (de) Rotations-drehratensensor mit mechanisch entkoppelten schwingungsmoden
WO1992001941A1 (de) Mikromechanischer drehratensensor
DE102006040489A1 (de) Mechanischer Größensensor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8607 Notification of search results after publication
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee