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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Winkelgeschwindigkeitssensor.
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Hintergrund
der Erfindung
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Als
ein bekannter Winkelgeschwindigkeitssensor nach dem Stand der Technik
wird einer auf Seite 26 bis Seite 33 des Journal of Nippondenso
Engineering Society (Bd. 38, Nr. 3, 1994) offenbart. Dieser Winkelgeschwindigkeitssensor
umfasst eine Erregungseinheit, die eine Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
in Schwingung versetzt; eine Einrichtung zum Erfassen eines Schwingungspegels der
Schwingungserzeugungseinrichtung; eine Erfassungseinrichtung zum
Erfassen von Coriolis-Kraft, die in Reaktion auf eine Winkelgeschwindigkeit
erzeugt wird; einen ersten Verstärker
zum Verstärken eines
Ausgangssignals der Einrichtung zum Erfassen des Schwingungspegels;
eine Gleichrichterschaltung zum Gleichrichten eines Ausgangssignals des
ersten Verstärkers,
um eine Gleichspannung zu erzielen; einen Vergleicher einer Ausgangsspannung der
Gleichrichterschaltung mit einer Bezugsspannung; und einen Verstärker mit
variabler Verstärkung, der
mit der Erregungseinheit auf eine Weise verbunden ist, dass eine
Schwingungsamplitude der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
so gesteuert wird, dass sie konstant ist, indem ein Verstärkungsfaktor
zum Verstärken
einer Spannung, die durch Verschieben der Phase einer Ausgangsspannung
des ersten Verstärkers
um 90° erzeugt
wird, nach einer Ausgangsspannung des Vergleichers verändert wird.
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Der
oben beschriebene Stand der Technik war nicht ausreichend, um die
Zuverlässigkeit
des Winkelgeschwindigkeitssensors zu gewährleisten, da es schwierig
ist, eine Erfassung vorzunehmen, wenn ein offener Kreis in einer
Verbindungsleitung zwischen einer Erfassungselektrode und einer
Erfassungsschaltung oder eine Änderung
der Emp findlichkeit auf Grund der Verschlechterung der Erfassungselektrode
besteht oder es zu einem Ausfall in der Erfassungsschaltung kommt.
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EP-A-0
490 244 beschreibt ein Vibrations-Gyroskop, das einen abnormalen
Zustand erfasst, wenn eine der Verbindungsleitungen von den piezoelektrischen
Elementen zu der Differentialverstärkerschaltung getrennt oder
kurzgeschlossen wird. In diesem Fall findet ein Ungleichgewicht
zwischen den Ausgängen
der piezoelektrischen Elemente statt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung soll das vorgenannte Problem des Stands der
Technik lösen
und sie hat die Aufgabe einen Winkelgeschwindigkeitssensor von merklich
verbesserter Zuverlässigkeit
bereitzustellen, der eine Funktion aufweist, sogar eine Änderung
der Empfindlichkeit auf Grund eines Ausfalls und einer Verschlechterung
zu erfassen.
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Diese
Aufgabe wird mit den Ansprüchen
1 bis 3 erfüllt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer ersten
beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht, die eine Elektrodenanordnung eines Winkelgeschwindigkeitssensor-Elementblocks
derselben ersten beispielhaften Ausführung zeigt;
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3(a) und 3(b) sind
grafische Darstellungen, die Eingangs-/Ausgangs-Charakteristiken
bei derselben ersten beispielhaften Ausführung zeigen;
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer zweiten
beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer dritten
beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer vierten
beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungen
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(Erste beispielhafte Ausführung)
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer ersten
beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine
Draufsicht, die ausführlich
eine Elektrodenanordnung eines Winkelgeschwindigkeitssensor-Elementblocks
der ersten beispielhaften Ausführung
der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezugnahme auf 1 und 2 wird
bei einer Ziffer 1 eine Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
des Winkelgeschwindigkeitssensors, bestehend aus einem Kristall,
bezeichnet, die Zeichen 2a und 2b sind Elektroden,
die auf der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1)
ausgebildet sind, um eine Erregungseinheit zu bilden, Ziffer 3 ist
eine weitere Elektrode, die auf der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) ausgebildet ist, um eine Einrichtung zum Erfassen eines
Schwingungspegels der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) zu bilden, die Ziffern 4 und 5 sind
eine erste Erfassungselektrode zum Erfassen von Coriolis-Kraft,
die in Reaktion auf eine Winkelgeschwindigkeit erzeugt wird, und
eine zweite Elektrode zum Erfassen eines Signals mit einer zu der
ersten Erfassungselektrode umgekehrten Polarität, wobei beide auf der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) ausgebildet sind, um eine Erfassungseinrichtung zu
bilden, Ziffer 6 ist eine Ansteuerschaltung (6),
die Ziffern 7 und 8 sind eine erste und eine zweite
Erfassungsschaltung, um elektrische Ladungen, die von der ersten
und der zweiten Erfassungselektrode erfasst und eingegeben wurden,
in Spannungen entsprechend einem Betrag der Winkelgeschwindigkeit
umzuwandeln, und die Ziffern 9 und 10 sind ein
erster und ein zweiter Ausgangsanschluss für Signale des Winkelgeschwindigkeitssensors,
die in der ersten und der zweiten Erfassungsschaltung bereitgestellt
werden.
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Der
Winkelgeschwindigkeitssensor-Elementblock (1a) besteht
aus der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1), den Elektroden (2a, 2b und 3),
die auf der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1)
ausgebildet sind, und der ersten Erfassungselektrode (4)
und der zweiten Erfassungselektrode (5), die auf der Stimmga bel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) ausgebildet sind. Bezugsziffer 11 bezeichnet
einen ersten Verstärker,
Ziffer 12 einen zweiten Gleichrichter, Ziffer 13 eine
Glättschaltung,
Ziffer 14 einen Verstärker mit
variabler Verstärkung,
die Ziffern 15a und 15b einen zweiten Verstärker und
einen dritten Verstärker, die
Ziffern 16a und 16b einen vierten Verstärker und einen
fünften
Verstärker,
die Ziffern 17a und 17b eine ersten Phasenschieberschaltung
und eine zweite Phasenschieberschaltung, die Ziffern 18a und 18b einen
ersten Phasendetektor und einen zweiten Phasendetektor, Ziffer 19 einen
Vergleichen zum Erfassen einer Schwingungszeitsteuerung der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1), die Ziffern 20a und 20b ein erstes
Tiefpassfilter und ein zweites Tiefpassfilter, die Ziffern 21a und 21b eine erste
Reguliereinrichtung und eine zweite Reguliereinrichtung, die Ziffern 21c und 21f einen
ersten Gleichstromverstärker
und einen zweiten Gleichstromverstärker, die Ziffern 21d und 21g einen
ersten Verstärkungsfaktor-Abgleichwiderstand
und einen zweiten Verstärkungsfaktor-Abgleichwiderstand
und die Ziffern 21e und 21h eine erste Offset-Reguliereinheit
und eine zweite Offset-Reguliereinheit.
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Die
Ansteuerschaltung (6) umfasst den ersten Verstärker (11),
der als einen Eingang eine elektrische Ladung hat, die in der Elektrode
(3) erzeugt wird, die auf der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) ausgebildet ist, um die Einrichtung zum Erfassen des
Schwingungspegels zu bilden, den Gleichrichter (12) zum
Gleichrichten einer Ausgangsspannung des ersten Verstärkers (11),
die Glättschaltung
(13) zum Glätten
einer Ausgangsspannung des Gleichrichters (12), den Verstärker (14)
mit variabler Verstärkung,
der als einen Eingang eine Ausgangsspannung des ersten Verstärkers (11) hat,
zum Variieren eines Verstärkungsfaktors
entsprechend einer Ausgangsspannung der Glättschaltung (13),
den zweiten Verstärker
(15a) zum Verstärken
einer Ausgangsspannung des Verstärkers
(14) mit variabler Verstärkung und den dritten Verstärker (15b)
zum Erzeugen eines Ausgangs mit einer Phase, die umgekehrt zu der
des zweiten Verstärkers (15a)
ist.
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Der
erste Verstärker
(11) wird als Strom-Spannungs-Wandler, oder Stromverstärker, zum
Wandeln einer darin eingegebenen elektrischen Ladung in eine Spannung
bezeichnet und er umfasst einen Operationsverstärker und einen Rückkopplungswiderstand.
Diese Struktur arbeitet so, dass ein Eingangsanschluss stets bei
0 Volt bleibt, wobei dafür
ein Ausdruck verwendet wird, dass „ein Eingang imaginär kurzgeschlossen
ist". Dies ist eine
nützliche Schaltungseinrichtung
in dem Fall der Ansteuerschaltung (6), die sich mit einem
schwachen Signal befasst und das Signal verarbeitet, ohne dass Phasenverschiebung
erforderlich ist, während
sie eine synchrone Erfassung durchführt, da Einflüsse einer kapazitiven
Komponente der Elektrode (3), eine Kapazität, eine
Induktivität
und Ähnliches
einer Verdrahtung durch die Ansteuerschaltung (6) selbst
dann, wenn sie involviert sind, als eine Wirkung davon, dass die
Eingangsspannung stets auf Null gehalten wird, ausgeschlossen werden
können.
Der Gleichrichter (12) und die Glättschaltung (13) bilden
eine Schaltung zum Ändern
eines Betrags einer elektrischen Ladung, die in der Elektrode (3)
erzeugt wird, in eine Gleichspannung und die hier erzielte Spannung
stellt einen Schwingungspegel der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) dar. Der Verstärker
(14) mit variabler Verstärkung gibt einen Ausgang des
ersten Verstärkers
(11) sowie einen Ausgang der Glättschaltung (13) ein
und verstärkt das
Ausgangssignal des ersten Verstärkers
(11) in großem
Unfang, wenn die Ausgangsspannung der Glättschaltung (13) klein
ist (wenn die Schwingung der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) klein ist), und verringert dagegen seinen Verstärkungsfaktor,
wenn die Ausgangsspannung der Glättschaltung
(13) groß ist
(wenn die Schwingung der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) groß ist).
Die Schwingung der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1)
kann durch den Verstärker
(14) mit variabler Spannung konstant gehalten werden. Des
Weiteren kann mit Sicherheit gesagt werden, dass der Betrieb auf
eine Weise ausgeführt
wird, dass der Ausgang der Glättschaltung
(13) konstant wird, wobei eine Änderung der Effizienz der Elektrode
(3) zu berücksichtigen
ist, wenn die Änderung
auf Grund einer Temperaturänderung
usw. auftritt. Diese Schaltungen sind wichtig, um eine Empfindlichkeit
des Winkelgeschwindigkeitssensors konstant zu halten, da die in
der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1) erzeugte
Coriolis-Kraft, ausgedrückt
durch Fc = 2 mvΩ, direkt
proportional zu einer Schwinggeschwindigkeit „v" ist.
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Die
erste und die zweite Erfassungsschaltung (7 und 8)
umfassen den vierten Verstärker
(16a) bzw. den fünften
Verstärker
(16b), die elektrische Ladungen, die in der ersten Erfassungselektrode
(4) und der zweiten Erfassungselektrode (5) erzeugt werden,
als ihre Eingänge
haben und Spannungen ausgeben, die proportional zu Beträgen dieser
elektrischen Ladungen sind; die erste Phasenschieberschaltung (17a)
und die zweite Phasenschieberschaltung (17b) zum Verschieben
der Phase der Ausgangsspannungen des vierten Verstärkers (16a) und
des fünften
Verstärkers
(16b) um 90°;
den ersten Phasendetektor und den zweiten Phasendetektor (18a und 18b)
zum Ausführen
von Phasenerfassung mit einem von dem Vergleicher (19)
ausgegebenen Zeitsteuersignal, um eine Schwingungszeitsteuerung der
Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1) zu erfassen;
und die erste Reguliereinrichtung und die zweite Reguliereinrichtung
(21a und 21b) zur Gleichstromverstärkung von
Ausgangsspannungen, die erscheinen, nachdem Ausgangssignale dieser
Phasendetektoren (18a und 18b) das erste Tiefpassfilter
und das zweite Tiefpassfilter (20a und 20b) durchlaufen
haben. Des Weiteren umfassen die erste Reguliereinrichtung und die
zweite Reguliereinrichtung den ersten Gleichstromverstärker bzw.
den zweiten Gleichstromverstärker
(21c und 21f); den ersten Verstärkungsfaktor-Abgleichwiderstand
bzw. den zweiten Verstärkungsfaktor-Abgleichwiderstand
(21d und 21g) und die erste Offset-Reguliereinheit
bzw. die zweite Offset-Reguliereinheit (21e und 21h)
zum unabhängigen
Regulieren ihrer Verstärkungsfaktoren,
Offsets und Temperaturabhängigkeit
der Offsets.
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Die
Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1) schwingt
ständig,
während
Ansteuersignale von dem zweiten Verstärker (15a) bzw. dem dritten
Verstärker
(15b) der Ansteuerschaltung zu den Elektroden (2a und 2b)
gesendet werden. Wenn eine Drehwinkelgeschwindigkeit auf diese Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) aufgedrückt
wird, werden elektrische Ladungen, die durch die Coriolis-Kraft
erzeugt werden, von der ersten Erfassungselektrode (4)
und der zweiten Erfassungselektrode (5) erfasst. Die in 3(a) und 3(b) gezeigten
Ausgänge
werden von dem ersten bzw. dem zweiten Ausgangsanschluss (9 und 10)
der ersten und der zweiten Erfassungsschaltung (7 und 8)
erhalten, da die erste Erfassungselektrode (4) und die zweite
Erfassungselektrode (5) so angeordnet sind, dass sie elektrische
Ladungen mit einer zueinander umgekehrten Polarität erhalten.
Es ist daher möglich, einen
abnormalen Zustand zu erfassen, indem die Spannungen des ersten
und des zweiten Ausgangsanschlusses (9 und 10)
ständig
beobachtet werden, und zwar selbst dann, wenn eine Abnormalität bei einer
von der ersten Erfassungselektrode (4), der zweiten Erfassungselektrode
(5), der ersten Erfassungsschaltung (7), der zweiten
Erfassungsschaltung (8) und ihrer Verdrahtung auftritt.
Zusätzlich
steigt die Ausgangsspannung, wenn ein Winkelgeschwindigkeitseingang
(+) ist (ein Drehen im Uhrzeigersinn wird als positiv definiert),
und die Ausgangsspannung sinkt, wenn der Winkelgeschwindigkeitseingang
(–) ist,
wie in 3(a). Aus der Figur ist ersichtlich,
dass eine Empfindlichkeitscharakteristik, die von dem Ausgangsanschluss
(9) gewonnen wird, +20 mV/Grad/sec beträgt. In 3(b) dagegen sinkt
die Ausgangsspannung, wenn der Winkelgeschwindigkeitseingang (+)
ist, und die Ausgangsspannung steigt, wenn der Winkelgeschwindigkeitseingang
(–) ist.
Es ist außerdem
aus der Figur ersichtlich, dass die Empfindlichkeitscharakteristik,
die von dem Ausgangsanschluss (10) gewonnen wird, –20 mV/Grad/sec
beträgt.
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Zweite beispielhafte
Ausführung
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer zweiten
beispielhaften Ausführung
dieser Erfindung. In 4 werden dieselben Strukturbauteile
wie diejenigen von 1 mit denselben Ziffern bezeichnet
und die ausführliche Beschreibung
wird weggelassen, während
lediglich unterschiedliche Bauteile ausführlich beschrieben werden.
In 4 bezeichnet eine Bezugsziffer 50 eine
Differentialoperationseinrichtung und eine Ziffer 51 bezeichnet
eine Vergleichseinrichtung.
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Es
besteht die Differentialoperationseinrichtung (50) zum
Durchführen
einer Subtraktionsoperation zwischen einer Ausgangsspannung von
einem ersten Ausgangsanschluss (9), der in einer ersten
Erfassungsschaltung (7) bereitgestellt ist, und einer Ausgangsspannung
von einem zweiten Ausgangsanschluss (10), der in einer
zweiten Erfassungsschaltung (8) bereitgestellt ist. Eine
praktische Empfindlichkeit von 40 mV/Grad/sec wird von der Differentialoperationseinrichtung
(50) gewonnen. Daher wird im Vergleich zu der Ausgangsempfindlichkeit, die
von lediglich einer Seite gewonnen wird, eine doppelt so hohe Ausgangsempfindlichkeit
erreicht. Des Weiteren ist es möglich,
einen Dynamikbereich in einem Eingangsbereich zum Erfassen einer
Winkelgeschwindigkeit zu verdoppeln, wenn die Empfindlichkeit auf
den gewöhnlichen
Pegel (den Ausgangspegel von lediglich einer Seite) reguliert wird.
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Zusätzlich besteht
die Vergleichseinrichtung (50) zum Durchführen einer
Additionsoperation einer Spannung, die durch Subtrahieren der Bezugsspannung
von 2,5 V von der Ausgangsspannung des ersten Ausgangsanschlusses
(9) hergeleitet wird, und einer weiteren Spannung, die
durch Subtrahieren der Bezugsspannung von 2,5 V von der Ausgangsspannung
des zweiten Ausgangsanschlusses (10) hergeleitet wird.
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Nach
dieser Struktur wird eine Ausgangsspannung von 2,5 V sowohl an dem
ersten Ausgangsanschluss (9) als auch an dem zweiten Ausgangsanschluss
(10) erzielt, wenn ein Winkelgeschwindigkeitseingang Null
ist, wobei ein Ausgangssignal von Null für beide von ihnen gewonnen
wird, wenn Subtraktionsoperationen für Differenzen zu einer Bezugsspannung
von 2,5 V vorgenommen werden. Natürlich ergibt eine Additionsoperation
dieser Ausgangssignale Null. Da die Vergleichseinrichtung (51)
eine Additionsoperation einer Spannung, die durch Subtrahieren der
Bezugsspannung von 2,5 V von der Ausgangsspannung des ersten Ausgangsanschlusses
(9) hergeleitet wird, und einer weiteren Spannung, die
durch Subtrahieren der Bezugsspannung von 2,5 V von der Ausgangsspannung
des zweiten Ausgangsanschlusses (10) hergeleitet wird, durchführt, kann
sie selbst eine geringfügige
Abnormalität
aller Modi erfassen, wie zum Beispiel eine Abnormalität bei einer
ersten Erfassungselektrode (4) oder einer zweiten Erfassungselektrode
(5), einen Leerlauf oder einen Kurzschluss der Verdrahtung,
einen Ausfall der ersten Erfassungsschaltung (7) oder der
zweiten Erfassungsschaltung (8) und so weiter.
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Dritte beispielhafte
Ausführung
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5 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer dritten
beispielhaften Ausführung
dieser Erfindung. In 5 werden dieselben Strukturbauteile
wie diejenigen in 1 mit denselben Ziffern bezeichnet
und die ausführliche Beschreibung
wird weggelassen, während
lediglich unterschiedliche Bauteile ausführlich beschrieben werden.
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In 5 bezeichnet
eine Bezugsziffer 22 eine erste Pegel-Feststellschaltung,
die Vergleicher (23 und 24) und ein ODER-Gatter
(25) umfasst. Die Vergleicher (23 und 24)
erhalten als einen Eingang eine Ausgangsspannung einer Glättschaltung
(13) und das ODER-Gatter (25) gibt in beiden Fällen ein Signal
aus, wenn diese Spannung unter einen vorgeschriebenen Spannungsbereich
fällt oder
wenn sie über
den vorgeschriebenen Spannungsbereich steigt. Mit anderen Worten
gibt es eine Warnung aus, wenn ein Schwingungspegel einer Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet (wenn zum Beispiel
ein starker Stoß von
außen
angewendet wird, die Schwingung durch etwas behindert wird, das
gegen die Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung (1)
stößt und so
weiter). Die erste Pegel-Feststellschaltung (22) gibt außerdem eine Warnung
aus, wenn der Schwingungspegel der Stimmgabel-Schwingungserzeugungseinrichtung
(1) nach dem Einschalten einer Leistungsversorgung nicht
sofort einen vorgeschriebenen Pegel erreicht.
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Eine
zweite und eine dritte Pegel-Feststellschaltung (29a und 29b)
bestehen aus Erfassungsschaltungen (26a bzw. 26b),
Glättschaltungen
(27a bzw. 27b) und Vergleichern (28a bzw. 28b),
wobei erfasste Signale von der ersten Erfassungselektrode (4)
und der zweiten Erfassungselektrode (5) von den Erfassungsschaltungen
(26a bzw. 26b) erfasst und ihre Pegel werden von
den Vergleichern (28a und 28b) festgestellt, nachdem
sie von den Glättschaltungen
(27a und 27b) in Gleichspannungen umgewandelt
wurden, wodurch sie in die Lage versetzt werden, sie als abnormale
Signale von dem Vergleicher (28a oder 28b) ausgeben
zu können,
wenn auf Grund von einem mechanischen Einfluss und Ähnlichem
abnormale Signale in der ersten Erfassungselektrode (4)
und der zweiten Erfassungselektrode (5) erzeugt werden.
Wenn das abnormale Signal von einem der Vergleicher (28a und 28b)
ausgegeben wird, wird es von einem ODER-Gatter (30) ausgegeben. Zusätzlich wird,
wenn es einen Ausgang von einem des ODER-Gatters (25) und
des ODER-Gatters (30) gibt, er von einem weiteren ODER-Gatter
(31) ausgegeben.
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Eine
umfassende Diagnose des Winkelgeschwindigkeitssensors kann entsprechend
verwirklicht werden.
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Vierte beispielhafte
Ausführung
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitssensors einer vierten
beispielhaften Ausführung
dieser Erfindung. In 6 werden dieselben Strukturbauteile
wie diejenigen von 1 mit denselben Ziffern bezeichnet
und die ausführliche Beschreibung
wird weggelassen, während
lediglich unterschiedliche Bauteile ausführlich beschrieben werden.
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In 6 besteht
ein vierter Verstärker
(16a) in einer ersten Erfassungsschaltung (7)
aus Operationsverstärkern
(36, 37 und 38) und eine erste Erfassungselektrode
(4) ist über
eine Verdrahtung mit einem Eingangsanschluss (34) der ersten
Erfassungsschaltung (7) verbunden. Bei Verdrahtungsmustern (39 und 40),
die angrenzend an die Verdrahtung, die mit dem Eingangsanschluss
(34) verbunden ist, auf einem Substrat (41) ausgebildet
sind, ist das Verdrahtungsmuster (40) geerdet und das Verdrahtungsmuster
(39) ist mit einem Eingangsanschluss (35) der
ersten Erfassungsschaltung (7) verbunden. Die Ein gangsanschlüsse (34 und 35)
sind mit negativen Eingängen
der Operationsverstärker
(36 bzw. 37) verbunden und eine Subtraktion erfolgt
durch die Operationsverstärker
(38) nach Umwandlung einer elektrischen Ladung in eine
Spannung. Auf Grund der vorgenannten Struktur können äußere Störungen ähnlich in die Eingangsanschlüsse (34 und 35)
eingegeben werden. Beugung auf Grund von Induzierung von Spannungen,
die an Elektroden (2a und 2b) angelegt werden,
Beugung auf Grund von elektrostatischen Kapazitäten in den Verdrahtungsmustern, elektromagnetisches
Feld von äußerer Strahlung
und so weiter gelten als Beispiele für die äußeren Störungen. Da ihre Einflüsse auf
die gleiche Weise in die Eingangsanschlüsse (34 und 35)
eingegeben werden, können
sie als synchronisierte Signale durch den Operationsverstärker (38)
entfernt werden. Neben dem Vorgenannten werden, da jede andere Struktur
eines fünften
Verstärkers
(16b) in einer zweiten Erfassungsschaltung (8),
Verbindung mit einer zweiten Erfassungselektrode (5) und
so weiter ähnlich
gebildet sind, ihre Einzelheiten weggelassen.
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Gewerbliche
Verwendbarkeit
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Nach
der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird ein Duplexsystem
von Erfassungselektroden, die auf einer Schwingungserzeugungseinrichtung
ausgebildet sind, zu Erfassungsschaltungen bereitgestellt, um jederzeit
ihre jeweiligen Ausgangssignale beobachten und vergleichen zu können, wobei
eine sofortige Feststellung einer Abnormalität für den Fall, dass ein Ausfall
in einer der beiden auftritt, verwirklicht wird.
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Darüber hinaus
ist es, da Ausgangsspannungen von umgekehrter Polarität in Bezug
auf eine Eingangswinkelgeschwindigkeit erreichbar sind, nicht nur
in der Lage, eine doppelt so hohe Empfindlichkeit durch Berechnen
einer Differenz zwischen diesen Ausgangsspannungen zu erlangen,
sondern es ist außerdem
möglich,
einen Dynamikbereich in einem Eingangsbereich der Erfassung der
Winkelgeschwindigkeit zu verdoppeln, wenn die Empfindlichkeit auf
den gewöhnlichen
Pegel eingestellt ist.