DE69833078T2 - Vibrationskreisel - Google Patents

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DE69833078T2
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oscillatory
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Ltd. Akira Murata Manufacturing Co. Nagaokakyo-shi Mori
Ltd. Akira Murata Manufacturing Co. Nagaokakyo-shi Kumada
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5642Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Vibrationsgyroskop und insbesondere auf ein Vibrationsgyroskop zum Messen der Rotationswinkelgeschwindigkeit zur Verwendung bei Techniken, wie z. B. der Navigation von Autos, Steuerung einer Fahrzeugstellung und Korrektur eines Kamerawackelns.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines herkömmlichen Vibrators darstellt, und 15 ist ein Blockdiagramm, das ein herkömmliches Vibrationsgyroskop, das den Vibrator aufweist, zeigt. Ein Vibrator 1 weist einen Vibrationskörper 2 in einer Form, wie z. B. einem regulären dreieckigen Prisma, auf. Piezoelektrische Bauelemente 3a, 3b und 3c sind in den Mittelabschnitten der jeweiligen drei Seitenoberflächen des Vibrationskörpers 2 gebildet. Die piezoelektrischen Bauelemente 3a und 3b sind mit Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 4a und 4b verbunden und Ausgangssignale der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 4a und 4b werden addiert und dann in eine Treiberschaltung 5 eingegeben. In der Treiberschaltung 5 wird das Eingangssignal verstärkt und phasenkorrigiert und das erhaltene Signal wiederum wird als ein Treibersignal an das piezoelektrische Bauelement 3c geliefert. Dies führt zu einer Biegevibration des Vibrationskörpers 2 in der Richtung, die senkrecht zu der Oberfläche ist, auf der das piezoelektrische Bauelement 3c gebildet ist.
  • Die Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 4a und 4b sind ebenso mit einer Erfassungsschaltung 6 verbunden. Die Erfassungsschaltung 6 weist eine Differenzschaltung, eine Synchronerfassungsschaltung, eine Glättungsschaltung und eine DC-Verstärkerschaltung, usw. auf. In der Differenzschaltung wird die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 4a und 4b erhalten und das Ausgangssignal der Differenzschaltung wiederum wird erfasst, geglättet und verstärkt. Wenn keine Rotation vorliegt, sind, da die Zustände eines Biegens der piezoelektrischen Bauelemente 3a und 3b gleich sind, elektrische Ladungen, die in den piezoelektrischen Bauelementen 3a und 3b erzeugt werden, die gleichen. Deshalb sind Ausgangssignale aus den Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 4a und 4b die gleichen und ein Ausgangssignal der Erfassungsschaltung 6, wo die Differenz der Ausgangssignale zwischen denselben gemessen wird, ist Null. Wenn der Vibrationskörper 2 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω um seine Achse rotiert wird, wie in 14 gezeigt ist, wird die Richtung der Biegevibration in dem Vibrationskörper 2 mittels einer Coriolis-Kraft verändert. Entsprechend werden die Biegezustände der piezoelektrischen Bauelemente 3a und 3b verändert, um eine Differenz bei den Ladungen, die durch die piezoelektrischen Bauelemente 3a und 3b erzeugt werden, zu erzeugen und eine Differenz bei den Ausgangssignalen aus den Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 4a und 4b zu erzeugen. Deshalb wird ein Signal aus der Differenzschaltung der Erfassungsschaltung 6 ausgegeben und das Signal wiederum wird erfasst, geglättet und verstärkt, um ein DC-Signal zu erhalten, das der Winkelgeschwindigkeit entspricht.
  • Es ist auch ein Vibrationsgyroskop bekannt, das einen Vibrator aufweist, der einen Stimmgabelvibrationskörper 2 verwendet, wie in den 16 und 17 gezeigt ist. In diesem Vibrator 8 ist der Vibrationskörper 2 durch Treiberplatten 2a und Erfassungsplatten 2b gebildet, deren Oberflächen senkrecht zueinander angeordnet sind. In den Treiberplatten 2a sind piezoelektrische Bauelemente zum Treiben 7a gebildet, während in den Treiberplatten 2b piezoelektrische Bauelemente zum Erfassen 7b gebildet sind. Zwischen den beiden piezoelektrischen Bauelementen zum Treiben ist eine Treiberschaltung angeschlossen und ein Ausgangssignal aus einem piezoelektrischen Bauelement 7a zum Treiben wird als Rückkopplung zum Liefern eines Treibersignals an ein weiteres piezoelektrisches Bauelement 7a zum Treiben verwendet. Dies führt zu einem Vibrieren des Vibrationskörpers 2, um diesen zu öffnen/schließen.
  • Wenn keine Rotation vorliegt, wird, da die Erfassungsplatten 2b sich in den Richtungen ihrer Breiten bewegen, kein Biegen in den Erfassungsplatten 2b erzeugt. Entsprechend wird das Ausgangssignal Null, was keine Rotationswinkelgeschwindigkeit anzeigt. Wenn eine Rotationswinkelgeschwindigkeit um die Achse des Vibrationskörpers 2 erzeugt wird, wird eine Biegevibration mittels einer Coriolis-Kraft in der Richtung erzeugt, die senkrecht zu den Oberflächen der Erfassungsplatten 2b ist, d. h. in der Richtung der Dicke der Erfassungsplatten 2b. Zu dieser Zeit wird, wenn sich zwei Erfassungsplatten in den Richtungen entgegengesetzt zueinander biegen, eine Differenz bei den Ladungen erzeugt, die durch die beiden piezoelektrischen Bauelemente 7b erzeugt werden, was in ein DC-Signal entsprechend der Coriolis-Kraft umgewandelt werden kann.
  • In diesen Vibrationsgyroskopen könnte die Ausgangsempfindlichkeit abhängig von Veränderungen an der äußeren Umgebung, Vibrationen, physischen Erschütterungen, usw. variiert werden. Diese Vibrationsgyroskope jedoch besitzen kein Mittel zum Diagnostizieren von Veränderungen an einer Ausgangsempfindlichkeit durch sich selbst und sind bisher nicht in der Lage, ihre Ausfälle zu bewerten.
  • Patent abstracts of Japan, Bd. 1995, Nr. 6, 31. Juli 1995 und die JP 07083951 A offenbaren einen Winkelgeschwindigkeitssensor, der einen Erfassungselementteil, einen Sensor signalverarbeitungsschaltungsteil, der ein erfasstes Signal von dem Erfassungselementteil in Signalinformationen über eine Winkelgeschwindigkeit umwandelt, und einen elektromagnetischen Erzeugungsteil aufweist, der den Erfassungselementteil bewegt. So wird der Erfassungselementteil durch den elektromagnetischen Erzeugungsteil bewegbar gemacht, eine Pseudo-Coriolis-Kraft wird an den Elementteil übertragen und der Betriebszustand des Winkelgeschwindigkeitssensors wird durch ein Prüfen der Ausgabe des Sensorsignalverarbeitungsschaltungsteils bestätigt.
  • Die EP 0638782 A1 offenbart einen Rotationsratensensor mit eingebauter Testschaltung. Der Sensor ist ein Stimmgabelsensor. Er umfasst zwei Treiberzinken und zwei Aufgreifzinken. Jede Treiberzinke ist mit zwei Treiber-Hoch-Elektroden und zwei Treiber-Niedrig-Elektroden versehen. Die Treiber-Hoch-Elektroden sind auf dem gleichen Potential, d. h. empfangen das gleiche Signal, während die Treiber-Niedrig-Elektroden ihre Signale an einen gemeinsamen Knoten liefern. Eine Aufgreifzinke umfasst zwei Aufgreif-Hoch-Elektroden sowie zwei Aufgreif-Niedrig-Elektroden, die an der Zinke angeordnet sind. Die Aufgreif-Niedrig-Elektroden werden mit dem gleichen Signal beliefert, während die Aufgreif-Hoch-Elektroden 1 mit einem Aufgreif-Hoch-Eingangsanschluss einer Aufgreifschaltung verbunden sind. Während des Normalmodus empfangen die Aufgreif-Niedrig-Elektroden nur die Masse. Andererseits greifen die Aufgreif-Hoch-Elektroden oszillierende elektrische Feldgradienten der Aufgreifzinken auf, die durch Belastungen bewirkt werden, die auf das piezoelektrische Material der Aufgreifzinken ausgeübt werden.
  • In dem Testmodus wird ein Schalter betätigt und das Treibersignal wird mittels eines Dämpfers gedämpft und an die Aufgreif-Niedrig-Elektroden geliefert. Die Aufgreif-Niedrig-Elektroden, die Aufgreif-Hoch-Elektroden und das piezoelektrische Material der Aufgreifzinke bilden eine Kapazität, die der Aufgreifzinke zugeordnet ist. Wenn das Sinus testsignal durch die Aufgreif-Niedrig-Elektroden empfangen wird, sind dieses Elektroden kapazitiv mit den entsprechenden Aufgreif-Hoch-Elektroden durch die Kapazität, die der Aufgreifzinke zugeordnet ist, gekoppelt. Als ein Ergebnis greifen die Aufgreifelektroden zusammen das Testsignal von den Aufgreifzinken auf, was deshalb einer Pseudo-Aufgreifmodenvibration oder -Ablenkung der Aufgreifzinken entspricht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein Vibrationsgyroskop gemäß dem angehängten Anspruch 1 und Abänderungen an demselben gemäß den beigefügten Ansprüchen 2 bis 6.
  • In diesen Vibrationsgyroskopen, die einen säulenförmigen schwingfähigen Körper oder einen stimmgabelförmigen schwingfähigen Körper aufweisen, könnte eine einzelne Einrichtung als die Erfassungseinrichtung dienen und auch als die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung.
  • In diesen Vibrationsgyroskopen wird der schwingfähige Körper in der gleichen Richtung wie derjenigen der Coriolis-Kraft angeregt, indem ein Pseudo-Coriolis-Signal an die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung angelegt wird, wenn der schwingfähige Körper schwingt.
  • Die Treibereinrichtung bewirkt, dass eine Biegevibration in einem säulenförmigen schwingfähigen Körper angeregt wird und eine Schwingung in einem stimmgabelförmigen schwingfähigen Körper angeregt wird, um so den schwingfähigen Körper zu öffnen/schließen. Durch das Anlegen eines Coriolissignals an die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung wird die gleiche Vibration wie dann, wenn eine feste Coriolis-Kraft ausgeübt wird, in dem schwingfähigen Körper angeregt. Deshalb können, wenn ein Signal, das von der Erfassungseinrichtung erhalten wird, gespeichert wird, wenn ein Pseudo-Coriolis-Signal an das Vibrationsgyroskop mit einer vorbestimmten Ausgangsempfindlichkeit geliefert wird, Veränderungen an der Ausgangsempfindlichkeit durch ein Vergleichen von Signalen zwischen einem Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung aufgrund einer Vibration, die durch die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung beim Testen erzeugt wird, und dem gespeicherten Signal erkannt werden. Dies bedeutet, dass, da der schwingfähige Körper auch in der Richtung einer Coriolis-Kraft vibriert, indem ein Pseudo-Coriolis-Signal geliefert wird, wenn der schwingfähige Körper vibriert, Veränderungen an der Ausgangsempfindlichkeit durch das Messen eines Ausgangssignals der Erfassungseinrichtung selbst-diagnostiziert werden können.
  • Die Konfiguration des Vibrationsgyroskops kann durch ein gemeinschaftliches Verwenden der gleichen Einrichtung für die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung und die Treibereinrichtung oder durch ein gemeinschaftliches Verwenden der gleichen Einrichtung für die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung und die Erfassungseinrichtung oder auch durch ein gemeinschaftliches Verwenden der gleichen Einrichtung für die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung, die Treibereinrichtung und auch für die Erfassungseinrichtung vereinfacht werden.
  • Zu Zwecken einer Darstellung der Erfindung sind in den Zeichnungen mehrere Formen, die gegenwärtig bevorzugt werden, gezeigt, wobei jedoch darauf verwiesen wird, dass die Erfindung nicht auf die genauen gezeigten Anordnungen und Instrumentalitäten eingeschränkt ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Vibrator darstellt, der in einem Vibrationsgyroskop gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird.
  • 2 ist eine Seitenansicht des in 1 gezeigten Vibrators.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht an der Linie III-III aus 1.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht an der Linie IV-IV aus 1.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop, das den in 1 gezeigten Vibrator aufweist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Vibrator darstellt, der in dem in 7 gezeigten Vibrationsgyroskop verwendet wird.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 10 ist eine Draufsicht, die einen Vibrator, der in einem Vibrationsgyroskop gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, darstellt.
  • 11 ist eine Seitenansicht, die den in 10 gezeigten Vibrator darstellt.
  • 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 13 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Vibrator darstellt, der bei einem Beispiel eines herkömmlichen Vibrationsgyroskops verwendet wird.
  • 15 ist ein Blockdiagramm, das ein herkömmliches Vibrationsgyroskop darstellt.
  • 16 ist eine Draufsicht, die einen Vibrator darstellt, der bei einem weiteren herkömmlichen Vibrationsgyroskop verwendet wird.
  • 17 ist eine Seitenansicht, die den in 16 gezeigten Vibrator darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert Bezug nehmend auf die Zeichnungen erläutert.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Vibrator 101 darstellt, der in einem Vibrationsgyroskop 111 (5) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und 2 ist eine Seitenansicht des Vibrators 101. Der Vibrator 101 weist einen schwingfähigen Körper 12 in einer Form, wie z. B. einem regulären dreieckigen Prisma, auf. Der Vibrationskörper 12 ist aus einem Material gebildet, das allgemein eine mechanische Vibration erzeugt, wie z. B. Elinvar, einer Eisen-Nickel-Legierung, Quarz, Glas oder Keramik. Auf den drei Seitenflächen des Vibrationskörpers 12 sind in Positionen, die benachbart zu einem Ende in der Längsrichtung des Vibrationskörpers 12 von dessen Mitte sind, piezoelektrische Bauelemente 14a, 14b und 14c gebildet, während piezoelektrische Bauelemente 14d und 14e an Positionen, die benachbart zu einem anderen Ende in der Längsrichtung des Vibrationskörpers 12 von dessen Mitte sind, auf den Flächen gebildet sind, wo die piezoelektrischen Bauelemente 14a bzw. 14b auf denselben gebildet sind.
  • Die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b werden als Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Veränderungen einer Biegevibration des Vibrationskörpers 12 verwendet. Das piezoelektrische Bauelement 14c wird als Treibereinrichtung zum Anregen einer Biegevibration des Vibrationskörpers 12 verwendet. Zu dieser Zeit werden die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b auch als Rückkopplungseinrichtung zum Erhalten eines Treibersignals zum Zuführen zu der Treibereinrichtung verwendet. Die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e werden als Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung zum Erzeugen einer Biegevibration des Vibrationskörpers 12 in der gleichen Richtung wie derjenigen einer Coriolis-Kraft, die erzeugt wird, wenn eine Rotationswinkelgeschwindigkeit um die Achse des Vibrationskörpers 12 erzeugt wird, verwendet.
  • Das piezoelektrische Bauelement 14a, wie in 3 gezeigt ist, weist eine piezoelektrische Schicht 16a auf, die aus piezoelektrischen Keramiken, usw. besteht. Elektroden 18a und 20a sind auf beiden Seiten der piezoelektrischen Schicht 16a gebildet, während eine derselben, die Elektrode 20a, mit einer Seitenfläche des Vibrationskörpers 12 verbunden ist. Ähnlich weisen die piezoelektrischen Bauelemente 14b und 14c piezoelektrische Schichten 16b bzw. 16c auf, die wiederum Elektroden 18b und 20b bzw. Elektroden 18c und 20c auf beiden Seiten derselben aufweisen, während eines der Paare, die Elektroden 20b und 20c, mit Seitenflächen des Vibrationskörpers 12 verbunden ist. Außerdem weisen, wie in 4 gezeigt ist, die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e piezoelektrische Schichten 16d bzw. 16e auf, die wiederum Elektroden 18d und 20d bzw. Elektroden 18e und 20e auf beiden Seiten derselben aufweisen, während eines der Paare, die Elektroden 20d und 20e, mit Seitenflächen des Vibrationskörpers 5 verbunden ist.
  • 5 zeigt ein Vibrationsgyroskop 111 unter Verwendung des Vibrators 101. In 5 ist der Vibrator 101 als Ansichten aus zwei unterschiedlichen Richtungen dargestellt, um Verbindungsbeziehungen zwischen piezoelektrischen Bauelementen darzustellen. Die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b sind mit Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a bzw. 22b verbunden, die wiederum jeweils mit einem Ende von Widerständen 24a bzw. 24b verbunden sind. Die anderen Enden der Widerstände 24a und 24b sind miteinander gekoppelt, um mit einer Treiberschaltung 26 verbunden zu sein. Die Treiberschaltung 26 weist eine automatische Gewinnsteuerschaltung (AGC-Schaltung) 28 und eine Phasenkorrekturschaltung 30 auf, um eine Amplitude und eine Phase des Signals, das in den Widerständen 24a und 24b synthetisiert wird, einzustellen. Das auf diese Weise erhaltene Signal wird als ein Treibersignal an das piezoelektrische Bauelement 14c geliefert.
  • Die Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b sind außerdem mit einer Erfassungsschaltung 32 verbunden. Die Erfassungsschaltung 32 weist eine Differenzverstärkerschaltung 34 auf, die eine Differenz zwischen Ausgangssignalen der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b ausgibt. Der Ausgangsanschluss der Differenzverstärkerschaltung 34 ist mit einer Synchronerfassungsschaltung 36 gekoppelt, um das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 34 in Synchronisation mit dem Signal, das in den Widerständen 24a und 24b synthetisiert wird, zu erfassen.
  • Das Ausgangssignal der Synchronerfassungsschaltung 36 wird in einer Glättungsschaltung 38 geglättet und wird dann in einer Verstärkerschaltung 40 verstärkt.
  • Das in den Widerständen 24a und 24b synthetisierte Signal wird auch in eine Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 eingegeben, die eine Verstärkerschaltung 44, eine Phasenkorrekturschaltung 46 und eine Schaltvorrichtung 48 aufweist. Die Schaltvorrichtung 48 ist mit dem piezoelektrischen Bauelement 14d verbunden, während sie über eine Inversionsschaltung 50 mit dem piezoelektrischen Bauelement 14e gekoppelt ist. Bei Normalbetrieb sind das piezoelektrische Bauelement 14d und die Inversionsschaltung 50 mittels der Schaltvorrichtung 48 mit einem Referenzpotential verbunden. Die Phasenkorrekturschaltung 46 kann durch ein Schalten der Schaltvorrichtung 48 mit dem piezoelektrischen Bauelement 14d und der Inversionsschaltung 50 gekoppelt werden. Die Schaltvorrichtung 48 könnte z. B. einen mechanischen Schalter oder eine Halbleiterschaltvorrichtung verwenden.
  • In dem Vibrationsgyroskop 111 geben die Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b Signale aus, die in den piezoelektrischen Bauelementen 14a und 14b erzeugten Ladungen entsprechen. Diese Signale werden in den Widerständen 24a und 24b synthetisiert, um in Formen von Amplitude und Phase in der Treiberschaltung 26 eingestellt zu werden. Das auf diese Weise erhaltene Signal wird als das Treibersignal an das piezoelektrische Bauelement 14c geliefert, derart, dass der Vibrationskörper 12 unter dem Biegemodus in der Richtung vibriert, die senkrecht zu der Oberfläche ist, auf der das piezoelektrische Bauelement 14c gebildet ist. Zu dieser Zeit vibriert der Vibrationskörper 12 aufgrund der AGC-Schaltung 28, die das Treibersignal bei einer konstanten Amplitude beibehält, unter dem Biegemodus mit einer konstanten Amplitude.
  • Ohne Rotation sind, da die Biegezustände der piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b die gleichen sind, in den piezoelektrischen Bauelementen 14a und 14b erzeugte Ladungen die gleichen. Entsprechende sind auch die aus den Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b erhaltenen Signale die gleichen und kein Ausgangssignal in der Differenzverstärkungsschaltung 34 wird erzeugt. Dies bedeutet, dass keine Rotationswinkelgeschwindigkeit an den Vibrator 101 angelegt wird.
  • Wenn eine Rotationswinkelgeschwindigkeit ω um die Achse des Vibrationskörpers 12 erzeugt wird, wie in 5 gezeigt ist, wird eine Coriolis-Kraft in der Richtung, die senkrecht zu der Richtung der Biegevibration ist, wenn keine Rotation vorliegt, erzeugt. Die Vibrationsrichtung des Vibrationskörpers 12 wird mittels dieser Coriolis-Kraft verschoben. Entsprechend entwickelt sich eine Differenz zwischen den Biegezuständen der piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b, um eine Differenz zwischen den in den piezoelektrischen Bauelementen 14a und 14b erzeugten Ladungen zu erzeugen. Deshalb wird eine Differenz zwischen den Ausgangssignalen der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b erzeugt, derart, dass ein Signal aus der Differenzverstärkungsschaltung 34 ausgegeben wird, das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschaltung 34 wird in der Synchronerfassungsschaltung 36 erfasst, in Synchronisation mit dem Signal, das in den Widerständen 24a und 24b synthetisiert wird. Als ein Ergebnis dieses Vorgangs wird ein Signal erfasst, das nur der positive oder nur der negative Abschnitt oder auch ein umgekehrtes Signal von entweder dem positiven oder negativen Abschnitt des Ausgangssignals der Differenzverstärkerschaltung 34 sein könnte. Das erfasste Signal in der Synchronerfassungsschaltung 36 wird in der Glättungsschaltung 38 geglättet und wird dann in der Verstärkerschaltung 40 verstärkt.
  • Veränderungen an Ladungen, die durch die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b erzeugt werden, entsprechen Verän derungen an der Biegerichtung des Vibrationskörpers 12. Da Veränderungen an der Biegerichtung des Vibrationskörpers 12 einer Coriolis-Kraft entsprechen, entspricht das Ausgangssignal aus der Erfassungsschaltung 32 einer Coriolis-Kraft. Entsprechend kann die Rotationswinkelgeschwindigkeit, die in dem Vibrator 101 erzeugt wird, durch ein Messen des Signals aus der Erfassungsschaltung 32 gemessen werden.
  • Wenn die Richtung der in dem Vibrator 101 erzeugten Rotationswinkelgeschwindigkeit umgekehrt ist, verändert sich auch die Biegevibration des Vibrationskörpers 12 in die umgekehrte. Deshalb werden Veränderungen an Ladungen, die durch die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b erzeugt werden, umgekehrt und das Ausgangssignal aus der Differenzverstärkungsschaltung 34 bekommt eine entgegengesetzte Phase. Entsprechend bekommt auch das durch die Synchronerfassungsschaltung 36 erfasste Signal eine entgegengesetzte Polarität und das durch die Verstärkerschaltung 40 ausgegebene DC-Signal bekommt ebenso eine entgegengesetzte Polarität. Deshalb kann die Richtung der Rotationswinkelgeschwindigkeit durch eine Polarität des Ausgangssignals der Erfassungsschaltung 32 erkannt werden.
  • Um die Ausgangsempfindlichkeit in dem Vibrationsgyroskop 111 zu messen, wird die Schaltvorrichtung 48 geschaltet, während der Vibrationskörper 12 sich biegend vibriert. Als ein Ergebnis wird ein in den Widerständen 24a und 24b synthetisiertes Signal durch die Verstärkerschaltung 44 der Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 verstärkt und wird dann phasenmäßig in der Phasenkorrekturschaltung 46 korrigiert. Das so erhaltene Signal wird als ein Pseudo-Coriolis-Signal an das piezoelektrische Bauelement 14d geliefert. Das Pseudo-Coriolis-Signal wird auch durch die Inversionsschaltung 50 invertiert, um an das piezoelektrische Bauelement 14e geliefert zu werden. Entsprechend werden die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e mit Signalen beliefert, die zueinander entgegengesetzte Phasen aufweisen. Deshalb wird eine Kraft in dem Vibrationskörper 12 in der Richtung erzeugt, die senkrecht zu derjenigen einer Biegevibration ist, wenn keine Rotation vorliegt, so dass die gleiche Biegevibration angeregt wird wie diejenige, wenn eine echte Coriolis-Kraft ausgeübt wird.
  • Zu dieser Zeit wird, da die Biegevibration auf die gleiche Art und Weise ihre Richtung verändert wie die einer echten Coriolis-Kraft, ein Ausgangssignal, das dem entspricht, erhalten. Deshalb können, wenn der Ausgangswert gespeichert wird, wenn ein Pseudo-Coriolis-Signal an das Vibrationsgyroskop 10 mit einer vorbestimmten Ausgangsempfindlichkeit geliefert wird, Veränderungen an der Ausgangsempfindlichkeit durch ein Vergleichen von Werten zwischen dem gespeicherten Wert und demjenigen, der durch das Anlegen eines Pseudo-Coriolis-Signals beim Testen erhalten wird, erkannt werden. Dies bedeutet, dass eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal, wenn ein Pseudo-Coriolis-Signal angelegt wird, und dem gespeicherten festen Wert eine anormale Bedingung bei der Ausgangsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops 10 bedeutet. So kann dieses Vibrationsgyroskop 111 Veränderungen an der Empfindlichkeit durch das Anlegen eines Pseudo-Coriolis-Signals selbst-diagnostizieren.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop 112 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, bei dem die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e beide als Treibereinrichtung und Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung verwendet werden. Das in 6 gezeigte Vibrationsgyroskop 112 unterscheidet sich von dem in 5 gezeigten Vibrationsgyroskop 111 dadurch, dass das piezoelektrische Bauelement 14c nicht in einem Vibrator 102 gebildet ist. Bei diesem Vibrationsgyroskop 112 wird das Ausgangssignal der Treiberschaltung 26 an die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e geliefert. Die Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 ist mit dem piezoelektrischen Bauelement 14e über die Inversionsschaltung 50 verbunden, sowie mit dem piezoelekt rischen Bauelement 14d, ähnlich wie das in 5 gezeigte Vibrationsgyroskop 111.
  • In dem Vibrationsgyroskop 112 wird eine Biegekraft in der Richtung erzeugt, die senkrecht zu der Oberfläche des Vibrationskörpers 12 ist, auf dem das piezoelektrische Bauelement 14d gebildet ist, indem ein Treibersignal an das piezoelektrische Bauelement 14d angelegt wird. Ebenso wird eine Biegekraft in der Richtung erzeugt, die senkrecht zu einer Oberfläche des Vibrationskörpers 12 ist, auf dem das piezoelektrische Bauelement 14e gebildet ist, indem ein Treibersignal an das piezoelektrische Bauelement 14e angelegt wird. Die resultierende Gesamtkraft dieser Kräfte erzeugt eine Biegeschwingung des Vibrationskörpers 12 in der Richtung, die senkrecht zu der Oberfläche ist, auf der kein piezoelektrisches Bauelement gebildet ist. Ein Messen der Rotationswinkelgeschwindigkeit kann ähnlich wie bei dem Vibrationsgyroskop 111, das in 5 gezeigt ist, durchgeführt werden.
  • Bei dem Vibrationsgyroskop 112 wird ein Signal mit entgegengesetzter Phase an die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e geliefert, die zum Treiben verwendet wurden, indem die Schaltvorrichtung 48 schaltet, wenn der Vibrationskörper 12 sich biegend vibriert. Dies führt zu der Erzeugung einer Kraft in dem Vibrationskörper 12 in der Richtung, die senkrecht zu derjenigen einer Biegevibration ist, wenn keine Rotation vorliegt. Diese Kraft verändert die Biegevibrationsrichtung des Vibrationskörpers 12, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das demjenigen entspricht, das erhalten wird, wenn eine echte Coriolis-Kraft ausgeübt wird. Deshalb kann das Vibrationsgyroskop 112 ein Problem bei der Empfindlichkeit durch ein Vergleichen von Werten zwischen dem vorbestimmten Wert und demjenigen, der durch das Anlegen eines Pseudo-Coriolis-Signals beim Testen erhalten wird, selbst-diagnostizieren.
  • 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop 113 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt, bei dem die Erfassungseinrichtung auch als Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung dient. Das in 7 gezeigte Vibrationsgyroskop 113 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Vibrationsgyroskop 111 dadurch, dass die piezoelektrischen Bauelemente 14a, 14b und 14c in den Mittelabschnitten der jeweiligen drei Seitenflächen des Vibrationskörpers 12 gebildet sind, während die piezoelektrischen Bauelemente 14d und 14e nicht auf Seitenflächen des Vibrationskörpers 14 gebildet sind, wodurch ein Vibrator 103 gebildet wird, wie in 8 gezeigt ist.
  • Bei dem Vibrationsgyroskop 113 wird das Ausgangssignal der Treiberschaltung 26 an das piezoelektrische Bauelement 14c geliefert. Die piezoelektrischen Bauelemente 14 und 14b sind über die Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b mit der Erfassungsschaltung 32 verbunden. Die Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 ist mit dem piezoelektrischen Bauelement 14a über die Inversionsschaltung 50 sowie mit dem piezoelektrischen Bauelement 14b verbunden. Dies bedeutete, das bei diesem Vibrationsgyroskop 113 die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b beide als Erfassungseinrichtung und Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung verwendet werden.
  • Bei diesem Vibrationsgyroskop 113 wird der Vibrationskörper 12 unter dem Biegemodus in der Richtung, die senkrecht zu der Fläche ist, auf der das piezoelektrische Bauelement 14c gebildet ist, aufgrund des Treibersignals, das an das piezoelektrische Bauelement 14c angelegt wird, zum Schwingen gebracht. Ein Messen einer Rotationswinkelgeschwindigkeit kann ähnlich wie bei dem in 5 gezeigten Vibrationsgyroskop durchgeführt werden.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, das ein Vibrationsgyroskop 114 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt, bei dem eine einzelne Einrichtung als Treibereinrichtung, als Erfassungseinrichtung und auch als Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung dient. Dieses Vibrationsgyroskop 114 weist außerdem den Vibrator 104 auf, der die drei piezoelektrischen Bauelemente 14a, 14b und 14c aufweist, wie in 8 gezeigt ist. In dem Vibrationsgyroskop 114 wird das Ausgangssignal des piezoelektrischen Bauelements 14c in die Treiberschaltung 26 als ein Rückkopplungssignal eingegeben und das Ausgangssignal der Treiberschaltung 26 wiederum wird an die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b geliefert. Die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b sind mit der Erfassungsschaltung 32 über die Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b verbunden. Die Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 ist mit dem piezoelektrischen Bauelement 14a über die Inversionsschaltung 50 verbunden, sowie mit dem piezoelektrischen Bauelement 14b. Dies bedeutet, dass in diesem Vibrationsgyroskop 114 die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b dreifach als Treibereinrichtung, Erfassungseinrichtung und Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung verwendet werden.
  • In dem Vibrationsgyroskop 114 wird der Vibrationskörper 12, ähnlich wie bei dem in 6 gezeigten Vibrationsgyroskop 112, in der Richtung, die senkrecht zu der Fläche ist, auf der das piezoelektrische Bauelement 14c gebildet ist, aufgrund des Treibersignals, das an die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b angelegt wird, zum Schwingen gebracht. Ein Messen einer Rotationswinkelgeschwindigkeit kann ähnlich wie bei dem in 5 gezeigten Vibrationsgyroskop 111 durchgeführt werden.
  • Bei diesen in den 7 und 9 gezeigten Vibrationsgyroskopen 113 bzw. 114 wird ein Signal mit entgegengesetzter Phase an die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b geliefert, die zum Erfassen verwendet werden, oder an die piezoelektrischen Bauelemente 14a und 14b, die zum Treiben und Erfassen verwendet werden, indem die Schaltvorrichtung 48 schaltet, wenn der Vibrationskörper 14 unter dem Biegemodus vibriert. Dies führt zu dem Erzeugen einer Kraft in dem Vibrationskörper 12 in der Richtung, die senkrecht ist zu derjenigen einer Biegevibration, wenn keine Rotation vorliegt. Diese Kraft verändert die Biegevibrationsrichtung des Vibrationskörpers 12, um ein Ausgangssignal zu erhalten, das demjenigen entspricht, das erhalten wird, wenn eine echte Coriolis-Kraft ausgeübt wird. Deshalb können die Vibrationsgyroskope 113 und 114 ein Problem bei der Empfindlichkeit durch ein Vergleichen von Werten zwischen dem vorbestimmten Wert und demjenigen, der durch das Anlegen eines Pseudo-Coriolis-Signals beim Testen erhalten wird, selbst-diagnostizieren.
  • Gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können Veränderungen an der Ausgangsempfindlichkeit in einem Vibrationsgyroskop 115 unter Verwendung eines stimmgabelförmigen Vibrators 105, wie in den 10 und 11 gezeigt ist, geprüft werden. Ein Vibrationskörper 12 des Vibrators 105 weist zwei Treiberplatten 12a, die so angeordnet sind, dass alle Flächen einander gegenüberliegen, und Erfassungsplatten 12b, die in einer Ebene angeordnet sind, die orthogonal zu derjenigen der Treiberplatten 12a ist, auf. Die Erfassungsplatten 12b sind an einem Ende der Längen der Treiberplatten 12a gebildet und auch an einem Ende der Breiten der Treiberplatten 12a. Die anderen Enden der beiden Treiberplatten 12a sind miteinander durch ein Verbindungsbauteil 12c verbunden, um den stimmgabelförmigen Vibrationskörper 12 zu bilden. Ein L-förmiges Trägerbauteil 60 ist zwischen den beiden Treiberplatten 12a, die sich von dem Mittelabschnitt des Verbindungsbauteils 12c nach oben erstrecken, gebildet. Ein Ende dieses Trägerbauteils 60 ist mit einer Trägerbasis verbunden, usw.
  • Piezoelektrische Bauelemente 62a und 62b sind als Treibereinrichtung an den Außenflächen der beiden Treiberplatten 12a gebildet. Piezoelektrische Bauelemente 64a, 64b und piezoelektrische Bauelemente 66a, 66b sind an den Erfassungsplatten 12b als Erfassungseinrichtung bzw. Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungseinrichtung gebildet. Zu dieser Zeit sind das piezoelektrische Bauelement 64a und das piezoelektrische Bauelement 66a auf einer der Erfassungsplatten 12a Seite an Seite in der Breitenrichtung gebildet, während das piezoelektrische Bauelement 64b und das piezoelektrische Bauelement 66b auf der anderen der Erfassungsplatten 12b Seite an Seite in der breiten Richtung gebildet sind.
  • In dem Vibrationsgyroskop 115, wie in 12 gezeigt ist, ist eine der Treibereinrichtungen, das piezoelektrische Bauelement 62a, mit der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltung 68 verbunden, die wiederum mit der Treiberschaltung 26 verbunden ist. Das in der Treiberschaltung 26 erhaltene Treibersignal wird an die andere Treibereinrichtung, das piezoelektrische Bauelement 62b, geliefert. Die beiden piezoelektrischen Bauelemente 64a und 64b sind mit den Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a bzw. 22b verbunden, die wiederum mit der Erfassungsschaltung 32 verbunden sind. In der Synchronerfassungsschaltung 36 der Erfassungsschaltung 32 wird das Ausgangssignal der Differenzverstärkerschalung 34 erfasst, synchronisiert mit dem Signal der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltung 68 in der Treiberseite. Das Treibersignal der Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltung 68 wird in die Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 eingegeben. Das Ausgangssignal der Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 wird dann über eine Schaltvorrichtung 48 an die Inversionsschaltung 50 und an das piezoelektrische Bauelement 66b geliefert. Das Ausgangssignal der Inversionsschaltung 50 wird an das piezoelektrische Bauelement 66a geliefert.
  • Bei dem Vibrationsgyroskop 115, das den Vibrator 105 verwendet, regt die Treiberschaltung 26 eine Biegevibration in den Treiberplatten 12a an. Dies bewirkt eine Öffnen-/Schließen-Vibration des Vibrationskörpers 12 als Ganzes. Wenn keine Rotation vorliegt, biegen sich, da die Erfassungsplatten 12b in der Richtung ihrer Breiten vibrieren, die Erfassungsplatten 12b nicht. Deshalb erzeugen die piezoelektrischen Bauelemente 64a und 64b keine elektrische Ladung, so dass kein Ausgangssignal aus der Erfassungsschaltung 32 erzeugt wird.
  • Wenn eine Rotationswinkelgeschwindigkeit ω um die Achse des Vibrationskörpers 12 erzeugt wird, wie in 12 gezeigt ist, wird eine Coriolis-Kraft in der Richtung erzeugt, die senkrecht zu der Richtung der Biegevibration des Vibrationskörpers 12 ist. Dies bedeutet, dass eine Coriolis-Kraft in der Richtung erzeugt wird, die senkrecht zu der Oberfläche der Erfassungsplatten 12b ist. Deshalb wird ein Biegen in den Erfassungsplatten 12b erzeugt, so dass die piezoelektrischen Bauelemente 64a und 64b elektrische Ladungen erzeugen. Zu dieser Zeit sind, da der Vibrationskörper 12 eine Öffnen-/Schließen-Vibration durchführt, d. h. die beiden Treiberplatten 12a vibrieren in zueinander entgegengesetzten Richtungen, die Coriolis-Kräfte, die auf die beiden Erfassungsplatten 12b ausgeübt werden, in entgegengesetzten Richtungen zueinander. Entsprechend biegen sich die beiden Erfassungsplatten in entgegengesetzten Richtungen zueinander, so dass Ladungen, die in den piezoelektrischen Bauelementen 64a und 64b erzeugt werden, eine entgegengesetzte Polarität besitzen. Entsprechend besitzen Ausgangssignale aus den Elektrische-Ladung-Erfassungsschaltungen 22a und 22b entgegengesetzte Phasen und durch das Erzeugen einer Differenz zwischen diesen Signalen aus der Differenzverstärkerschaltung 34 kann ein DC-Signal, das der Rotationswinkelgeschwindigkeit entspricht, aus der Erfassungsschaltung 32 erhalten werden. Außerdem kann die Richtung der Rotationswinkelgeschwindigkeit durch eine Polarität des Ausgangssignals der Erfassungsschaltung 32 erkannt werden.
  • In dem Vibrationsgyroskop 115 kann auch ein Pseudo-Coriolis-Signal mit entgegengesetzter Phase an die piezoelektrischen Bauelemente 66a und 66b geliefert werden, indem die Schaltvorrichtung 48 schaltet, wenn keine Rotation vorliegt. Dies führt zu der Erzeugung einer Biegung in den beiden Erfassungsplatten 12b in entgegengesetzten Richtungen zueinander, auf eine ähnliche Art und Weise, wie wenn eine echte Coriolis-Kraft ausgeübt wird. Dieses Biegen erzeugt elektrische Ladungen in den piezoelektrischen Bauelementen 64a und 64b zur Ausgabe eines Signals aus der Erfassungsschaltung 32. Deshalb können, wenn der Ausgangswert gespeichert wird, wenn ein Pseudo-Coriolis-Signal an das Vibrationsgyroskop 115 mit einer vorbestimmten Ausgangsempfindlichkeit geliefert wird, Veränderungen an der Ausgangsempfindlichkeit durch ein Vergleichen des Werts mit dem gespeicherten Wert erkannt werden.
  • Der Vibrator könnte auch aus zwei Erfassungsplatten 12b, die piezoelektrische Bauelemente 70a und 70b darauf bilden, eine für jede Platte, wie in 13 gezeigt ist, gebildet sein. Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel dienen in einem Vibrator 106 eines Vibrationsgyroskops 116 bei diesem Fall die piezoelektrischen Bauelemente 70a und 70b beide als die Erfassungseinrichtung und die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung. Dies bedeutet, dass das Ausgangssignal aus der Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungsschaltung 42 in die piezoelektrischen Bauelemente 70a und 70b eingegeben wird, die auch mit der Erfassungsschaltung 32 verbunden sind. Zu dieser Zeit wird ein Pseudo-Coriolis-Signal, das durch die Inversionsschaltung 50 invertiert wird, in eines der piezoelektrischen Bauelemente 70a und 70b eingegeben. Auf diese Weise wird ein Pseudo-Coriolis-Signal an die piezoelektrischen Bauelemente 70a und 70b als Erfassungseinrichtung geliefert, so dass eine Kraft in der Richtung, die senkrecht zu derjenigen einer Vibration ist, wenn keine Rotation vorliegt, erzeugt werden kann, um eine Veränderung an der Ausgangsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops zu erkennen. Bei diesem Vibrationsgyroskop wie bei dem Vibrationsgyroskop, das einen säulenförmigen Vibrationskörper verwendet, könnte eine einzelne Einrichtung als die Erfassungseinrichtung und auch als die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung dienen.
  • Obwohl bei jedem zuvor genannten Vibrationsgyroskop piezoelektrische Bauelemente auf dem Vibrationskörper gebildet sind, um dieselben als die Treibereinrichtung, die Erfassungseinrichtung und die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung zu verwenden, könnte ein Vibrationskörper aus einem piezoelektrischen Objekt hergestellt sein, so dass Elektroden auf demselben gebildet sind. Bei dem Vibrationsgyroskop, das ein reguläres dreieckiges Prisma verwendet, sind z. B. Elektroden an den gleichen Positionen wie denjenigen, die in den 1, 4 oder 8 gezeigt sind, gebildet. Der Vibrationskörper wird durch ein Liefern eines Treibersignals an die Elektrode als die Treibereinrichtung sich biegend zum Schwingen gebracht und ein Signal, das einer Coriolis-Kraft entspricht, kann aus der Elektrode als die Erfassungseinrichtung erhalten werden. Der Vibrationskörper kann in einer ähnlichen Weise gebogen werden, wenn eine echte Coriolis-Kraft ausgeübt wird, indem ein Pseudo-Coriolis-Signal an die Elektrode als die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung geliefert wird. Entsprechend kann eine Veränderung an der Ausgangsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops durch das Messen eines Ausgangssignals der Erfassungsschaltung erkannt werden.
  • Bei dem Vibrationsgyroskop, das einen säulenförmigen Vibrationskörper verwendet, könnten andere prismenförmige Vibrationskörper, wie z. B. ein quadratisches, ein fünfeckiges oder ein kreisförmiges Prisma, als Vibrationskörper verwendet werden. Dies bedeutet, dass die Ausgangsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops durch das Ermöglichen der Erzeugung einer Pseudo-Coriolis-Kraft in der Richtung, die senkrecht zu derjenigen einer Grundvibration ist, wenn keine Rotation vorliegt, geprüft werden kann.
  • Auf diese Weise kann eine Veränderung der Ausgangsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops einfach durch ein Anlegen eines Pseudo-Coriolis-Signals, um eine Veränderung an der Umgebung und einen möglichen Ausfall des Vibrationsgyro skops aus Gründen, wie z. B. einer Erschütterung, zu bestimmen, bestätigt werden.
  • Während bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart wurden, werden verschiedene Modi zum Ausführen der hierin offenbarten Prinzipien als innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche befindlich erachtet. Deshalb wird angemerkt, dass der Schutzbereich der Erfindung nicht eingeschränkt sein soll, mit Ausnahme davon, wie anderweitig in den Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (6)

  1. Ein Vibrationsgyroskop (111; 112; 113; 114; 115; 116) mit folgenden Merkmalen: einem schwingfähigen Körper (12); einer Treibereinrichtung (14c; 14d, 14e; 14a, 14b; 62a, 62b), die an dem schwingfähigen Körper (12) gebildet ist, zum Anregen einer Biegevibration in dem schwingfähigen Körper (12); einer Erfassungseinrichtung (14a, 14b; 64a, 64b; 70a, 70b), die an dem schwingfähigen Körper (12) gebildet ist, zum Erfassen von Veränderungen an der Biegevibration des schwingfähigen Körpers (12); einer Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung (14d, 14e; 14a, 14b; 64a, 64b; 70a, 70b), die an dem schwingfähigen Körper (12) gebildet ist, zum Ausüben einer Kraft auf den schwingfähigen Körper (12) in der gleichen Richtung wie derjenigen einer Coriolis-Kraft, die erzeugt wird, wenn eine Rotationswinkelgeschwindigkeit um den schwingfähigen Körper (12) erzeugt wird; und einer Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungseinrichtung (42) zum Beliefern der Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung mit einem Pseudo-Coriolis-Signal zum Ausüben einer Kraft in der gleichen Richtung wie derjenigen der Coriolis-Kraft auf den schwingfähigen Körper (12), wobei eine einzelne Einrichtung (14d, 14e; 14a, 14b) als die Treibereinrichtung dient und auch als die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung.
  2. Ein Vibrationsgyroskop (114) gemäß Anspruch 1, bei dem eine einzelne Einrichtung (14a, 14b) als die Treibereinrichtung, als die Erfassungseinrichtung und auch als die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung dient.
  3. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der schwingfähige Körper (12) säulenförmig ist, bei dem die Treibereinrichtung (14c; 14d, 14e; 14a, 14b) an Seitenflächen des schwingfähigen Körpers (12) gebildet ist, bei dem die Erfassungseinrichtung (14a, 14b) an Seitenflächen des schwingfähigen Körpers (12) gebildet ist, und bei dem die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung (14d, 14e; 14a, 14b) an Seitenflächen des schwingfähigen Körpers (12) gebildet ist;
  4. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 1, bei dem der schwingfähige Körper ein stimmgabelförmiger schwingfähiger Körper (12) ist, bei dem die Treibereinrichtung (62a, 62b) an Seitenflächen des schwingfähigen Körpers (12) zum Anregen einer Vibration in dem schwingfähigen Körper (12) gebildet ist, um so den schwingfähigen Körper (12) zu öffnen/schließen, bei dem die Erfassungseinrichtung (64a, 64b; 70a, 70b) an Seitenflächen des schwingfähigen Körpers (12) zum Erfassen von Veränderungen an einer Vibration des schwingfähigen Körpers (12) gebildet ist, und bei dem die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung (64a, 64b; 70a, 70b) an Seitenflächen des schwingfähigen Körpers (12) zum Ausüben einer Kraft auf den schwingfähigen Körper (12) in der gleichen Richtung wie derjenigen einer Coriolis-Kraft, die erzeugt wird, wenn eine Rotationswinkelgeschwindigkeit um den schwingfähigen Körper (12) erzeugt wird, gebildet ist.
  5. Ein Vibrationsgyroskop (114, 115) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Pseudo-Coriolis-Signalerzeugungseinrichtung zum Anlegen des Pseudo-Coriolis-Signals an die Pseudo-Coriolis-Krafterzeugungseinrichtung, wenn der schwingfähige Körper schwingt, angeordnet ist.
  6. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 1, bei dem die Erfassungseinrichtung zwei piezoelektrische Bauelemente (14a, 14b) umfasst, bei dem die einzelne Einrichtung zwei piezoelektrische Bauelemente (14d, 14e), die an dem schwingfähigen Körper gebildet sind, umfasst, und bei dem die piezoelektrischen Bauelemente der einzelnen Einrichtung und die piezoelektrischen Bauelemente der Erfassungseinrichtung separat an dem schwingfähigen Körper gebildet sind.
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