EP2171481A2 - Method for measuring an acceleration using a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measurement device - Google Patents

Method for measuring an acceleration using a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measurement device

Info

Publication number
EP2171481A2
EP2171481A2 EP08829111A EP08829111A EP2171481A2 EP 2171481 A2 EP2171481 A2 EP 2171481A2 EP 08829111 A EP08829111 A EP 08829111A EP 08829111 A EP08829111 A EP 08829111A EP 2171481 A2 EP2171481 A2 EP 2171481A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
correction
signal
frequency
acceleration
vibrating
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.)
Withdrawn
Application number
EP08829111A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pierre Loisel
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.)
Safran Electronics and Defense SAS
Original Assignee
Sagem Defense Securite SA
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 Sagem Defense Securite SA filed Critical Sagem Defense Securite SA
Publication of EP2171481A2 publication Critical patent/EP2171481A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/097—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups

Definitions

  • the present invention relates to a method of measuring an acceleration by means of a piezoelectric vibrating accelerometer and the corresponding measuring device.
  • Acceleration measuring devices comprising a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric cell having an excitation electrode connected to an excitation control element and a detection electrode connected to an acceleration computer.
  • piezoelectric cell being associated with a control loop of the excitation control at a resonant frequency of the piezoelectric cell.
  • the output signal whose amplitude is used to calculate the acceleration is not only an image of the capacitance of the piezoelectric cell but is also influenced by parasitic characteristics, in particular parasitic capacitance resulting from the wiring or a resistance. parasite resulting from an insulation fault. These parasitic electrical characteristics vary not only from one device to another but also vary over time.
  • parasitic electrical characteristics are compensated in a standard manner so that neither variations between different devices nor variations in time of these parasitic electrical characteristics for the same device are taken into account.
  • An object of the invention is to provide a method and a device for accurately compensating for at least one parasitic electrical characteristic.
  • a method of measuring an acceleration by means of a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell comprising the steps of exciting the cell. vibrating by means of an excitation signal at a resonant frequency of the vibrating cell, and calculating a value of the acceleration from a detection signal resulting from the excitation signal, and exciting in addition, the vibrating cell with a correction excitation signal at a correction frequency different from the resonance frequency, extracting from the detection signal a correction signal representative of an electrical characteristic to be corrected and combining the signal of correction with the detection signal in a way reducing the electrical characteristic to be corrected.
  • the correction signal extracted at a frequency different from the resonant frequency can be considered as representative of the only parasitic electrical characteristics so that the correction can be performed by a simple subtraction of the correction signal.
  • the correction frequency is close to the resonance frequency. This ensures that the electrical characteristics to be corrected as detected at the correction frequency are close to those detected at the resonance frequency.
  • the correction signal is extracted by demodulating the detection signal at the correction frequency.
  • a device for measuring an acceleration comprising a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell having an excitation electrode receiving an excitation command signal at a frequency resonant circuit of the vibrating cell, and a detection electrode associated with a control loop for extracting a detection signal representative of an acceleration to which the device is subjected, and at least one correction loop comprising means for extracting at a correction frequency different from the resonant frequency a correction signal representative of an electrical characteristic to be corrected, and means for combining the correction signal with the detection signal at the resonant frequency in a reducing manner. the characteristic to correct.
  • the device according to the invention comprises a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell 1 on which are fixed an excitation electrode 2 and a detection electrode 3.
  • the piezoelectric vibrating cell 1 can be in a manner known per se consisting of two piezoelectric cell elements mounted in opposition to sensitivity to accelerations.
  • the detection electrode 3 is connected to the direct input of an addi- 4, the output of which is connected to a bandpass filter 5.
  • the output of the bandpass filter 5 is connected on the one hand to an acceleration calculator 6 and on the other hand to a main control loop 7, a first correction loop 8 and a second correction loop 9.
  • the main control loop 7 comprises a synchronous demodulator 10 at a resonant frequency f0 of the vibrating cell 1.
  • a regulator 11 has an input connected to the demodulator 10 and an input receiving an amplitude command setpoint CA (f0), and an output connected to an integral proportional corrector 12.
  • the output of the integral proportional corrector 12 is connected to an input of a modulator 13 whose second input is connected to the output of the bandpass filter 5.
  • the output of the modulator 13 is connected to the acceleration calculator 6 and to a direct input of an adder 14, a second direct input receives a comm signal ande of AC amplitude (fl) at a first correction frequency f1 different from the resonance frequency f0, and a third direct input receives a control signal at a second correction frequency f2 different from f0 and f1.
  • the output of the adder 14 is connected to the excitation electrode 2.
  • the vibrating cell 1 is therefore excited simultaneously by an amplitude control signal at the resonance frequency f0 and amplitude control signals at the frequencies correction fl and f2 different from the resonance frequency f0.
  • the first correction loop 8 comprises in parallel a synchronous demodulator 15 at the first correction frequency f1 and a synchronous demodulator 15a at the second correction frequency f2.
  • the outputs of demodulators 15 and 15a are connected to the input of an averager 25 which averages the signals received from the demodulators 15 and 15a.
  • the output of the averager 25 is connected to the input of a regulator member 16 whose second input receives a regulation setpoint, here a zero regulation.
  • the output of the regulator 16 is connected to an integral proportional corrector 17 whose output is connected to the input of a modulator 18, a second input of which is connected to the supply line of the excitation electrode. 2.
  • the output of the modulator 18 is connected to an inverting input of the adder 4.
  • the second correction loop 9 comprises a ⁇ / 2 phase shifter 19 which can indifferently be a derivative member or an integrating member, connected in parallel with a synchronous demodulator 20 at the correction frequency f1 and with a synchronous demodulator 20a at the second correction frequency f2.
  • the outputs of the demodulators 20 and 20a are connected to the input of an averager 26 whose output is connected to a regulator 21 having an input receiving a regulation setpoint, here a zero regulation.
  • the output of the regulator 21 is connected to an integral proportional corrector 22 whose output is connected to an input of a modulator 23 having a second input connected to the supply line of the excitation electrode 2 and whose output is connected to a ⁇ / 2 phase shift element 24 which ensures that the correction signal is put back in phase before it is applied to an inverting input of the adder 4.
  • the demodulator 10 carries out a signal extraction at the resonance frequency f0 and the regulation loop 7 maintains the main excitation signal at the amplitude control command CA (f0) which is supplied to the excitation electrode 2.
  • the regulation loop 8 ensures an extraction at the correction frequencies f1 and f2 of a correction signal which is representative of parasitic resistances.
  • the regulation loop 9 performs an extraction at the correction frequencies f1 and f2 of a signal which, because of its phase shift by the phase shifter 19, is representative of parasitic capacitances. Extraction at two different correction frequencies makes it possible to correct even if one of the parasitic parameters (resistance and / or capacitance) can not be corrected at one of the correction frequencies due to insensitivity of the cell to one of the correction frequencies for the parameter considered.
  • the averagers have the advantage of returning the correction to the same amplitude as the parasitic signal in the case where the cell is sensitive to the two correction frequencies.
  • the correction frequencies f 1 and f 2 are as close as possible to the resonance frequency f 0 while having a sufficient distance for the component of the correction signal resulting from the capacity of the vibrating cell itself to be small compared to this same component in the detection signal at the resonance frequency f0.
  • the method gives excellent results with correction signals f1 and f2 having, with f0, frequency deviations of 10 kHz.
  • the determination of the correction signals is carried out simultaneously with the determination of the main signal by superimposing an amplitude control at the resonant frequency and amplitude commands at the correction frequencies
  • the invention has been illustrated with extractions with two correction frequencies having the same deviation from the resonance frequency f0, extraction can be carried out at correction frequencies having different deviations from the resonance frequency, or still perform an extraction at a single correction frequency.
  • the correction loop with ⁇ / 2 phase shift has been illustrated with a common phase shifter 19 upstream of the demodulators 20 and 20a, it is also possible, particularly when the correction is performed at a single frequency, to mount the phase-shifting device downstream of the demodulator 20. Similarly, the phase shifter 24 can be mounted upstream of the modulator 23.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for measuring an acceleration using a vibrating accelerometer including a piezoelectric vibrating cell (1), wherein the method comprises the steps of exciting the vibrating cell with an excitation signal at a resonance frequency (f0) of the vibrating cell, calculating an acceleration value from a detection signal resulting from the excitation signal, exciting the vibrating cell with a correction excitation signal at a correction frequency (f1) different from the resonance frequency (f0), extracting a correction signal representative of an electric characteristic to be corrected, and combining the correction signal with the detection signal in a way to reduce the electric characteristic to be corrected.

Description

Procédé de mesure d'une accélération au moyen d'un accéléromètre vibrant piézo-électrique et dispositif de mesure correspondant. Method of measuring an acceleration by means of a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measuring device
La présente invention concerne un procédé de mesure d'une accélération au moyen d'un accéléromètre vibrant piézoélectrique et le dispositif de mesure correspondant. ARRIERE PLAN DE L'INVENTIONThe present invention relates to a method of measuring an acceleration by means of a piezoelectric vibrating accelerometer and the corresponding measuring device. BACKGROUND OF THE INVENTION
On connaît des dispositif de mesure d'accélération comprenant un accéléromètre vibrant comportant une cellule piézo-électrique ayant une électrode d'excitation reliée à un organe de commande d'excitation et une élec- trode de détection reliée à un calculateur d'accélération, la cellule piézo-électrique étant associée à une boucle de régulation de la commande d'excitation à une fréquence de résonance de la cellule piézo-électrique.Acceleration measuring devices are known comprising a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric cell having an excitation electrode connected to an excitation control element and a detection electrode connected to an acceleration computer. piezoelectric cell being associated with a control loop of the excitation control at a resonant frequency of the piezoelectric cell.
On sait également que le signal de sortie dont l'amplitude est utilisée pour calculer l'accélération est non seulement 1 ' image de la capacité de la cellule piézoélectrique mais est également influencée par des caractéristiques parasites notamment une capacité parasite résultant du câblage ou une résistance parasite résultant d'un défaut d'isolement. Ces caractéristiques électriques parasites varient non seulement d'un dispositif à un autre mais varient également au cours du temps.It is also known that the output signal whose amplitude is used to calculate the acceleration is not only an image of the capacitance of the piezoelectric cell but is also influenced by parasitic characteristics, in particular parasitic capacitance resulting from the wiring or a resistance. parasite resulting from an insulation fault. These parasitic electrical characteristics vary not only from one device to another but also vary over time.
Actuellement, les caractéristiques électriques parasites sont compensées de façon forfaitaire de sorte qu'il n'est tenu compte ni des variations entre différents dispositifs ni des variations dans le temps de ces caractéristiques électriques parasites pour un même dispositif .Currently, parasitic electrical characteristics are compensated in a standard manner so that neither variations between different devices nor variations in time of these parasitic electrical characteristics for the same device are taken into account.
OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de compenser de façon précise au moins une caractéristique électrique parasite. RESUME DE L ' INVENTIONOBJECT OF THE INVENTION An object of the invention is to provide a method and a device for accurately compensating for at least one parasitic electrical characteristic. SUMMARY OF THE INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un procédé de mesure d'une accélération au moyen d'un accéléromètre vibrant comprenant une cel- Iule vibrante piézo-électrique, le procédé comportant les étapes d'exciter la cellule vibrante au moyen d'un signal d'excitation à une fréquence de résonance de la cellule vibrante, et de calculer une valeur de l'accélération à partir d'un signal de détection résultant du signal d'ex- citation, et d'exciter en outre la cellule vibrante avec un signal d'excitation de correction à une fréquence de correction différente de la fréquence de résonance, d'extraire du signal de détection un signal de correction représentatif d'une caractéristique électrique à corriger et de combiner le signal de correction avec le signal de détection d'une façon réduisant la caractéristique électrique à corriger.With a view to achieving this object, a method of measuring an acceleration by means of a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell is proposed according to the invention, the method comprising the steps of exciting the cell. vibrating by means of an excitation signal at a resonant frequency of the vibrating cell, and calculating a value of the acceleration from a detection signal resulting from the excitation signal, and exciting in addition, the vibrating cell with a correction excitation signal at a correction frequency different from the resonance frequency, extracting from the detection signal a correction signal representative of an electrical characteristic to be corrected and combining the signal of correction with the detection signal in a way reducing the electrical characteristic to be corrected.
Ainsi, étant donné qu'à une fréquence différente de la fréquence de résonance, le signal de détection à une faible composante résultant de la capacité de la cellule, le signal de correction extrait à une fréquence différente de la fréquence de résonance peut être considéré comme représentatif des seules caractéristiques électriques parasites de sorte que la correction peut être effectuée par une simple soustraction du signal de correction.Thus, since at a frequency different from the resonant frequency, the low component detection signal resulting from the capacitance of the cell, the correction signal extracted at a frequency different from the resonant frequency can be considered as representative of the only parasitic electrical characteristics so that the correction can be performed by a simple subtraction of the correction signal.
Selon une version avantageuse de l'invention, la fréquence de correction est proche de la fréquence de résonance. On s'assure ainsi que les caractéristiques élec- triques à corriger telles que détectées à la fréquence de correction sont voisines de celles détectées à la fréquence de résonance .According to an advantageous version of the invention, the correction frequency is close to the resonance frequency. This ensures that the electrical characteristics to be corrected as detected at the correction frequency are close to those detected at the resonance frequency.
Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le signal de correction est extrait par june démodulation du signal de détection à la fréquence de correction. Selon encore un autre aspect de l'invention, on propose un dispositif de mesure d'une accélération comportant un accéléromètre vibrant comprenant une cellule vibrante piézo-électrique ayant une électrode d'excita- tion recevant un signal de commande d'excitation à une fréquence de résonance de la cellule vibrante, et une électrode de détection associée à une boucle de régulation permettant d'extraire un signal de détection représentatif d'une accélération à laquelle le dispositif est soumis, et au moins une boucle de correction comprenant des moyens pour extraire à une fréquence de correction différente de la fréquence de résonance un signal de correction représentatif d'une caractéristique électrique à corriger, et des moyens pour combiner le signal de cor- rection avec le signal de détection à la fréquence de résonance d'une façon réduisant la caractéristique à corriger.According to another advantageous aspect of the invention, the correction signal is extracted by demodulating the detection signal at the correction frequency. According to yet another aspect of the invention, there is provided a device for measuring an acceleration comprising a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell having an excitation electrode receiving an excitation command signal at a frequency resonant circuit of the vibrating cell, and a detection electrode associated with a control loop for extracting a detection signal representative of an acceleration to which the device is subjected, and at least one correction loop comprising means for extracting at a correction frequency different from the resonant frequency a correction signal representative of an electrical characteristic to be corrected, and means for combining the correction signal with the detection signal at the resonant frequency in a reducing manner. the characteristic to correct.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de 1 ' in- vention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention en relation avec la figure unique ci-jointe qui est une représentation schématique du dispositif selon 1 ' invention . DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of a preferred non-limiting embodiment of the invention in connection with the accompanying single figure which is a preferred embodiment of the invention. schematic representation of the device according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
En référence à la figure, le dispositif selon 1 ' invention comporte un accéléromètre vibrant comprenant une cellule vibrante piézo-électrique 1 sur laquelle sont fixées une électrode d'excitation 2 et une électrode de détection 3. La cellule vibrante piézo-électrique 1 peut être de façon connue en soi composée de deux éléments de cellule piézo-électriques montés en opposition de sensibilité aux accélérations.With reference to the figure, the device according to the invention comprises a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell 1 on which are fixed an excitation electrode 2 and a detection electrode 3. The piezoelectric vibrating cell 1 can be in a manner known per se consisting of two piezoelectric cell elements mounted in opposition to sensitivity to accelerations.
Dans le mode de réalisation illustré, l'électrode de détection 3 est reliée à l'entrée directe d'un addi- tionneur 4 dont la sortie est reliée à un filtre passe- bande 5. La sortie du filtre passe-bande 5 est reliée d'une part à un calculateur d'accélération 6 et d'autre part à une boucle de régulation principale 7, une pre- mière boucle de correction 8 et une deuxième boucle de correction 9. La boucle de régulation principale 7 comporte un démodulateur synchrone 10 à une fréquence de résonance fO de la cellule vibrante 1. Un organe de régulation 11 a une entrée reliée au démodulateur 10 et une en- trée recevant une consigne de commande d'amplitude CA (fO), et une sortie reliée à un correcteur proportionnel intégral 12. La sortie du correcteur proportionnel intégral 12 est reliée à une entrée d'un modulateur 13 dont la deuxième entrée est reliée à la sortie du filtre passe-bande 5. La sortie du modulateur 13 est reliée au calculateur d'accélération 6 et à une entrée directe d'un additionneur 14 dont une deuxième entrée directe reçoit un signal de commande d'amplitude CA (fl) à une première fréquence de correction fl différente de la fréquence de résonance fO, et une troisième entrée directe reçoit un signal de commande à une seconde fréquence de correction f2 différente de fO et de fl. De préférence fl et f2 encadrent la fréquence fO et de préférence encore fl et f2 présentent le même écart par rapport à f0 c ' est-à-dire que fl et f2 sont de la forme fl = fO+Δf et f2 = fO-Δf. La sortie de l'additionneur 14 est reliée à l'électrode d'excitation 2. La cellule vibrante 1 est donc excitée simultanément par un signal de commande d'amplitude à la fréquence de résonance fO et des signaux de commande d'amplitude aux fréquences de correction fl et f2 différentes de la fréquence de résonance f0.In the illustrated embodiment, the detection electrode 3 is connected to the direct input of an addi- 4, the output of which is connected to a bandpass filter 5. The output of the bandpass filter 5 is connected on the one hand to an acceleration calculator 6 and on the other hand to a main control loop 7, a first correction loop 8 and a second correction loop 9. The main control loop 7 comprises a synchronous demodulator 10 at a resonant frequency f0 of the vibrating cell 1. A regulator 11 has an input connected to the demodulator 10 and an input receiving an amplitude command setpoint CA (f0), and an output connected to an integral proportional corrector 12. The output of the integral proportional corrector 12 is connected to an input of a modulator 13 whose second input is connected to the output of the bandpass filter 5. The output of the modulator 13 is connected to the acceleration calculator 6 and to a direct input of an adder 14, a second direct input receives a comm signal ande of AC amplitude (fl) at a first correction frequency f1 different from the resonance frequency f0, and a third direct input receives a control signal at a second correction frequency f2 different from f0 and f1. Preferably, fl and f2 have the same frequency f0, and preferably f1 and f2 have the same deviation from f0 that is, f1 and f2 are of the form fl = f0 + Δf and f2 = f0-Δf . The output of the adder 14 is connected to the excitation electrode 2. The vibrating cell 1 is therefore excited simultaneously by an amplitude control signal at the resonance frequency f0 and amplitude control signals at the frequencies correction fl and f2 different from the resonance frequency f0.
La première boucle de correction 8 comporte en parallèle un démodulateur synchrone 15 à la première fréquence de correction fl et un démodulateur synchrone 15a à la seconde fréquence de correction f2. Les sorties des démodulateurs 15 et 15a sont reliées à l'entrée d'un moyenneur 25 qui effectue la moyenne des signaux reçus des démodulateurs 15 et 15a. La sortie du moyenneur 25 est reliée à l'entrée d'un organe de régulation 16 dont une deuxième entrée reçoit une consigne de régulation, ici une régulation à zéro. La sortie de l'organe de régulation 16 est reliée à un correcteur proportionnel intégral 17 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un modulateur 18 dont une seconde entrée est reliée à la ligne d'alimentation de l'électrode d'excitation 2. La sortie du modulateur 18 est reliée à une entrée inverseuse de l'additionneur 4.The first correction loop 8 comprises in parallel a synchronous demodulator 15 at the first correction frequency f1 and a synchronous demodulator 15a at the second correction frequency f2. The outputs of demodulators 15 and 15a are connected to the input of an averager 25 which averages the signals received from the demodulators 15 and 15a. The output of the averager 25 is connected to the input of a regulator member 16 whose second input receives a regulation setpoint, here a zero regulation. The output of the regulator 16 is connected to an integral proportional corrector 17 whose output is connected to the input of a modulator 18, a second input of which is connected to the supply line of the excitation electrode. 2. The output of the modulator 18 is connected to an inverting input of the adder 4.
La seconde boucle de correction 9 comporte un organe 19 de déphasage à π/2 qui peut indifféremment être organe dérivateur ou un organe intégrateur, relié en parallèle à un démodulateur synchrone 20 à la fréquence de correction fl et à un démodulateur synchrone 20a à la seconde fréquence de correction f2. Les sorties des démodulateurs 20 et 20a sont reliées à l'entrée d'un moyenneur 26 dont la sortie est reliée à un organe de régulation 21 ayant une entrée recevant une consigne de régulation, ici une régulation à zéro. La sortie de l'organe de régulation 21 est reliée à un correcteur proportionnel intégral 22 dont la sortie est reliée à une entrée d'un modulateur 23 ayant une seconde entrée reliée à la ligne d'alimentation de l'électrode d'excitation 2 et dont la sortie est reliée à un organe 24 de déphasage à π/2 qui assure une remise en phase du signal de correction avant son application à une entrée inverseuse de l'additionneur 4. Lors du fonctionnement, le démodulateur 10 effectue une extraction du signal principal à la fréquence de résonance fO et la boucle de régulation 7 assure un maintien du signal d'excitation principal à la consigne de commande d'amplitude CA(f0) qui est fournie à l'électrode d'excitation 2. La boucle de régulation 8 assure une extraction aux fréquences de correction fl et f2 d'un signal de correction qui est représentatif des résistances parasites. La boucle de régulation 9 effectue une extraction aux fréquences de correction fl et f2 d'un signal qui, en raison de son déphasage par le déphaseur 19, est représentatif des capacités parasites. L'extraction à deux fréquences de correction différentes permet d'assurer une correction même si l'un des paramètres parasites (résis- tance et/ou capacité) ne peut pas être corrigé à l'une des fréquences de correction en raison d'une insensibilité de la cellule à l'une des fréquences de correction pour le paramètre considéré. Les moyenneurs présentent l'intérêt de ramener la correction à la même amplitude que le signal parasite dans le cas où la cellule est sensible aux deux fréquences de correction.The second correction loop 9 comprises a π / 2 phase shifter 19 which can indifferently be a derivative member or an integrating member, connected in parallel with a synchronous demodulator 20 at the correction frequency f1 and with a synchronous demodulator 20a at the second correction frequency f2. The outputs of the demodulators 20 and 20a are connected to the input of an averager 26 whose output is connected to a regulator 21 having an input receiving a regulation setpoint, here a zero regulation. The output of the regulator 21 is connected to an integral proportional corrector 22 whose output is connected to an input of a modulator 23 having a second input connected to the supply line of the excitation electrode 2 and whose output is connected to a π / 2 phase shift element 24 which ensures that the correction signal is put back in phase before it is applied to an inverting input of the adder 4. During operation, the demodulator 10 carries out a signal extraction at the resonance frequency f0 and the regulation loop 7 maintains the main excitation signal at the amplitude control command CA (f0) which is supplied to the excitation electrode 2. The regulation loop 8 ensures an extraction at the correction frequencies f1 and f2 of a correction signal which is representative of parasitic resistances. The regulation loop 9 performs an extraction at the correction frequencies f1 and f2 of a signal which, because of its phase shift by the phase shifter 19, is representative of parasitic capacitances. Extraction at two different correction frequencies makes it possible to correct even if one of the parasitic parameters (resistance and / or capacitance) can not be corrected at one of the correction frequencies due to insensitivity of the cell to one of the correction frequencies for the parameter considered. The averagers have the advantage of returning the correction to the same amplitude as the parasitic signal in the case where the cell is sensitive to the two correction frequencies.
Afin que 1 ' image des caractéristiques parasites soit aussi proche que possible de la composante correspondante du signal de détection pour que les effets rési- duels de ces caractéristiques parasites soient le plus faible possible à la sortie de l'additionneur 9, il est souhaitable que les fréquences de correction fl et f2 soient aussi proche que possible de la fréquence de résonance fO tout en présentant un écart suffisant pour que la composante du signal de correction résultant de la capacité de la cellule vibrante proprement dite soit faible par rapport à cette même composante dans le signal de détection à la fréquence de résonance f0. A titre d'exemple, pour une fréquence de résonance fO de 70 kHz le pro- cédé donne d'excellents résultats avec des signaux de correction fl et f2 présentant avec fO des écarts de fréquence de 10 kHz.In order that the image of the parasitic characteristics is as close as possible to the corresponding component of the detection signal so that the residual effects of these parasitic characteristics are as small as possible at the output of the adder 9, it is desirable that the correction frequencies f 1 and f 2 are as close as possible to the resonance frequency f 0 while having a sufficient distance for the component of the correction signal resulting from the capacity of the vibrating cell itself to be small compared to this same component in the detection signal at the resonance frequency f0. By way of example, for a resonant frequency f0 of 70 kHz, the method gives excellent results with correction signals f1 and f2 having, with f0, frequency deviations of 10 kHz.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et on peut y appor- ter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.Of course, the invention is not limited to the embodiment described above and it is possible to provide variant embodiments without departing from the scope of the invention. the invention as defined by the claims.
En particulier, bien que l'invention ait été illustrée avec un dispositif assurant une correction des capacités parasites et des résistances parasites, on peut prévoir un dispositif de correction comportant seulement l'une ou l'autre de ces corrections.In particular, although the invention has been illustrated with a device ensuring correction of parasitic capacitances and parasitic resistances, it is possible to provide a correction device comprising only one or the other of these corrections.
Bien que dans le mode de mise en œuvre illustré la détermination des signaux de correction soit effectuée simultanément à la détermination du signal principal en superposant une commande d'amplitude à la fréquence de résonance et des commandes d'amplitude aux fréquences de correction, on peut également réaliser l'invention en prévoyant un multiplexage dans le temps des signaux de commande d'amplitude à la fréquence de résonance fO et aux fréquences de correction fl et f2 , le signal de correction soustrait du signal de détection étant alors le dernier signal obtenu dans la boucle de correction.Although in the illustrated embodiment the determination of the correction signals is carried out simultaneously with the determination of the main signal by superimposing an amplitude control at the resonant frequency and amplitude commands at the correction frequencies, it is possible to also realize the invention by providing a time multiplexing of the amplitude control signals at the resonance frequency f0 and the correction frequencies f1 and f2, the correction signal subtracted from the detection signal then being the last signal obtained in the correction loop.
Bien que l'invention ait été illustrée avec des extractions à deux fréquences de correction présentant le même écart par rapport à la fréquence de résonance fO, on peut effectuer une extraction à des fréquences de correction présentant des écarts différents avec la fréquence de résonance, ou encore effectuer une extraction à une seule fréquence de correction. Bien que la boucle de correction avec déphasage de π/2 ait été illustrée avec un organe de déphasage commun 19 en amont des démodulateurs 20 et 20a, il est également possible, en particulier lorsque la correction est effectuée à une seule fréquence, de monter l'organe de déphasage en aval du démodulateur 20. De même l'organe de déphasage 24 peut être monté en amont du modulateur 23.Although the invention has been illustrated with extractions with two correction frequencies having the same deviation from the resonance frequency f0, extraction can be carried out at correction frequencies having different deviations from the resonance frequency, or still perform an extraction at a single correction frequency. Although the correction loop with π / 2 phase shift has been illustrated with a common phase shifter 19 upstream of the demodulators 20 and 20a, it is also possible, particularly when the correction is performed at a single frequency, to mount the phase-shifting device downstream of the demodulator 20. Similarly, the phase shifter 24 can be mounted upstream of the modulator 23.
Bien que l'invention ait été illustrée avec le calculateur 6 relié d'une part à la sortie du modulateur 13 et d'autre part à la sortie du filtre passe bande 5 on peut également relier le calculateur 6 seulement, t à l'un ou l'autre de ces éléments, Although the invention has been illustrated with the computer 6 connected on the one hand to the output of the modulator 13 and on the other hand to the output of the bandpass filter 5 can also be connected to the computer 6 only, t to one either of these elements,

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de mesure d'une accélération au moyen d'un accéléromètre vibrant comportant une cellule vi- brante piézo-électrique (1), le procédé comportant les étapes d'exciter la cellule vibrante au moyen d'un signal d'excitation à une fréquence de résonance (fO) de la cellule vibrante et de calculer une valeur de l'accélération à partir d'un signal de détection résultant du signal d'excitation, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape d'exciter en outre la cellule vibrante avec un signal d'excitation de correction à une fréquence de correction (fl, f2) différente de la fréquence de résonance (fO), d'extraire du signal de détection un signal de correction représentatif d'une caractéristique électrique à corriger et de combiner le signal de correction avec le signal de détection d'une façon réduisant la caractéristique électrique à corriger.1. A method of measuring an acceleration by means of a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell (1), the method comprising the steps of exciting the vibrating cell by means of an excitation signal at a resonance frequency (fO) of the vibrating cell and calculating a value of the acceleration from a detection signal resulting from the excitation signal, characterized in that it comprises the step of exciting further the vibrating cell with a correction excitation signal at a correction frequency (f 1, f 2) different from the resonance frequency (f 0), extracting from the detection signal a correction signal representative of an electrical characteristic to be corrected and combining the correction signal with the detection signal in a manner reducing the electrical characteristic to be corrected.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de correction (fl) est proche de la fréquence de résonance (fO) .2. Method according to claim 1, characterized in that the correction frequency (fl) is close to the resonant frequency (fO).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de correction est extrait par une démodulation à la fréquence de correction (fl) . 3. Method according to claim 1, characterized in that the correction signal is extracted by a demodulation at the correction frequency (fl).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape d'effectuer un déphasage à π/2 du signal de détection.4. Method according to claim 3, characterized in that it comprises the step of performing a phase shift at π / 2 of the detection signal.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal d'excitation à la fréquence de réso- nance (fO) et à la fréquence de correction (fl) sont superposés .5. Method according to claim 1, characterized in that the excitation signal at the resonant frequency (f0) and at the correction frequency (fl) are superimposed.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes d'extraire des signaux de correction à deux fréquences de correction différentes. 6. Method according to claim 1, characterized in that it comprises the steps of extracting correction signals at two different correction frequencies.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux fréquences de correction (fl, f2) encadrent la fréquence de résonance (fO) .7. Method according to claim 6, characterized in that the two correction frequencies (fl, f2) frame the resonant frequency (fO).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que les fréquences de correction présentent un même écart (Δf) par rapport à la fréquence de résonance (fO).8. The method of claim 7, characterized in that the correction frequencies have the same difference (Δf) with respect to the resonant frequency (fO).
9. Dispositif de mesure d'une accélération comportant un accéléromètre vibrant comprenant une cellule vibrante piézo-électrique (1) ayant une électrode d'exci- tation (2) recevant un signal de commande d'excitation (CA(fO)) à une fréquence de résonance de la cellule vibrante (1) et une électrode de détection (3) associée à une boucle de régulation (7) permettant d'extraire un signal de détection représentatif d'une accélération à Ia- quelle le dispositif est soumis, au moins une boucle de correction (8, 9) comprenant des moyens (15, 20) pour extraire à une fréquence de correction (fl) différente de la fréquence de résonance (fO) un signal de correction représentatif d'une caractéristique électrique à corri- ger, et des moyens (4) pour combiner le signal de correction avec le signal de détection à la fréquence de résonance d'une façon réduisant la caractéristique à corriger.A device for measuring an acceleration comprising a vibrating accelerometer comprising a piezoelectric vibrating cell (1) having an excitation electrode (2) receiving an excitation control signal (CA (fO)) at a resonance frequency of the vibrating cell (1) and a detection electrode (3) associated with a control loop (7) for extracting a detection signal representative of an acceleration to which the device is subjected, at at least one correction loop (8, 9) comprising means (15, 20) for extracting at a correction frequency (f1) different from the resonant frequency (f0) a correction signal representative of an electrical characteristic corri- ger, and means (4) for combining the correction signal with the detection signal at the resonant frequency in a manner reducing the characteristic to be corrected.
10. Dispositif selon la revendication 9, caracté- risé en ce que la boucle de correction (8, 9) comporte un démodulateur (15, 20) à la fréquence de correction (fl) .10. Device according to claim 9, characterized in that the correction loop (8, 9) comprises a demodulator (15, 20) at the correction frequency (fl).
11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une boucle de correction (8) du signal directement extrait à la fréquence de correction. 11. Device according to claim 9, characterized in that it comprises a correction loop (8) of the signal directly extracted at the correction frequency.
12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une boucle de correction comportant un déphase de π/2 du signal extrait à la fréquence de correction.12. Device according to claim 9, characterized in that it comprises a correction loop comprising a phase shift of π / 2 of the signal extracted at the correction frequency.
13. Dispositif selon la revendication 11 et la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte une boucle de correction directe (8) et une boucle de correction avec déphasage (9) montées en parallèle et toutes les deux raccordées à des entrées inverseuses d'un additionneur (4) .13. Device according to claim 11 and claim 12, characterized in that it comprises a direct correction loop (8) and a phase shift correction loop (9) connected in parallel and both connected to inverting inputs of an adder (4).
14. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les boucles de correction comportent des organes d'extraction (15, 15a ; 20, 20a) à des fréquences de corrections (fl ; f2) différentes montés en parallèle. 14. Device according to claim 9, characterized in that the correction loops comprise extraction members (15, 15a; 20, 20a) at different correction frequencies (fl; f2) connected in parallel.
EP08829111A 2007-07-19 2008-07-16 Method for measuring an acceleration using a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measurement device Withdrawn EP2171481A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0705220A FR2919067B1 (en) 2007-07-19 2007-07-19 METHOD FOR MEASURING ACCELERATION USING A PIEZOELECTRIC VIBRANT ACCELEROMETER AND CORRESPONDING MEASURING DEVICE
PCT/FR2008/001039 WO2009030829A2 (en) 2007-07-19 2008-07-16 Method for measuring an acceleration using a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measurement device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2171481A2 true EP2171481A2 (en) 2010-04-07

Family

ID=39410463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08829111A Withdrawn EP2171481A2 (en) 2007-07-19 2008-07-16 Method for measuring an acceleration using a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measurement device

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8413508B2 (en)
EP (1) EP2171481A2 (en)
FR (1) FR2919067B1 (en)
WO (1) WO2009030829A2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10877063B2 (en) * 2015-12-10 2020-12-29 Invensense, Inc. MEMS sensor with compensation of residual voltage
US10564179B2 (en) * 2015-12-10 2020-02-18 Panasonic Corporation Residual voltage self test

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4761743A (en) * 1985-12-02 1988-08-02 The Singer Company Dynamic system analysis in a vibrating beam accelerometer
US5113698A (en) * 1990-02-26 1992-05-19 Sundstrand Data Control, Inc. Vibrating beam transducer drive system
US5275055A (en) * 1992-08-31 1994-01-04 Honeywell Inc. Resonant gauge with microbeam driven in constant electric field
US5834646A (en) * 1995-04-12 1998-11-10 Sensonor Asa Force sensor device
DE19845185B4 (en) * 1998-10-01 2005-05-04 Eads Deutschland Gmbh Sensor with resonant structure and device and method for self-test of such a sensor
EP1164378B1 (en) * 2000-06-16 2012-03-14 Infineon Technologies AG Acceleration Sensor
JP4779423B2 (en) * 2005-04-26 2011-09-28 パナソニック株式会社 Vibration type piezoelectric acceleration sensor element and vibration type piezoelectric acceleration sensor using the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2009030829A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009030829A2 (en) 2009-03-12
WO2009030829A3 (en) 2009-05-22
US8413508B2 (en) 2013-04-09
FR2919067A1 (en) 2009-01-23
FR2919067B1 (en) 2009-08-28
US20100186509A1 (en) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2790957B1 (en) Method for the contactless charging of the battery of an electric automobile
EP3339805B1 (en) Method for assisting navigation, associated computer program product and inertial navigation unit
FR2677096A1 (en) DEVICE FOR ATTENUATING PERIODIC VIBRATION OF A MECHANICAL STRUCTURE.
EP2124327B1 (en) Device for determining the angular position of a rotor of a multi-phase rotating electric machine and rotating electric machine comprising such a device
FR2879749A1 (en) Micromechanical rotation rate sensor e.g. linear vibrating vibration gyroscope, has compensation unit receiving compensation signal to compensate quadrature interference of seismic mass or reduce quadrature interference
EP2938965B1 (en) Method for comparing two inertial units integral with a same carrier
WO2012136931A1 (en) Method and system for detecting a short-circuit affecting a sensor
FR2988234A1 (en) METHOD FOR NON-CONTACT LOADING OF A BATTERY OF AN ELECTRIC MOTOR VEHICLE
EP2171481A2 (en) Method for measuring an acceleration using a piezoelectric vibrating accelerometer and corresponding measurement device
EP2620751A1 (en) Measurement device with resonant sensors
WO2004057270A1 (en) Vibrating rate gyro with slaving of detection frequency to excitation frequency
EP2817590B1 (en) Fiber-optic measurement device, gyrometer, and navigation and inertial-stabilization system
WO2013135576A1 (en) Method of capacitive measurement between an object and an electrode plane by partial synchronous demodulation
EP0750176A1 (en) Apparatus for measuring an angular speed
EP2989472A1 (en) Device for differential acquisition of current and method of controlling such an acquisition device
EP2438400B1 (en) Electronic circuit, vibrating gyroscope, and related processing method
EP0750177B1 (en) Apparatus and method for measuring angular speed
EP2972114B1 (en) Calibration method of a position sensor in a synchronous electric machine
FR2892504A1 (en) Gyroscope e.g. hemispherical resonator gyroscope, controlling system, has gyroscopes outputting intermediate frequency signals with same frequency, and processor processing frequency signals to output directional signal
EP1336857B1 (en) System for determining the state of charge of a battery, especially for a motor vehicle
EP1995575A2 (en) System for analysing the frequency of resonant devices
EP0796421B1 (en) Filtering device particularly for a fuel gauge of a motor vehicle
EP2232273B1 (en) Method of correcting the gain of a capacitive unit and device for implementing same
FR2934895A1 (en) RADIAL POSITION SENSOR DEVICE EXTENDED BY MORE THAN 90 °
FR2892505A1 (en) Directional system receives and processes intermediate frequency signals to output directional signals having same frequency

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100112

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SAGEM DEFENSE SECURITE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20160217

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160628