JP2000002543A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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- JP2000002543A JP2000002543A JP10167873A JP16787398A JP2000002543A JP 2000002543 A JP2000002543 A JP 2000002543A JP 10167873 A JP10167873 A JP 10167873A JP 16787398 A JP16787398 A JP 16787398A JP 2000002543 A JP2000002543 A JP 2000002543A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
Abstract
(57)【要約】
【課題】 共通端子から流出入する電流を基準電圧生成
手段側へ流出入しないように抑制することでセンサの出
力電圧のオフセットの発生を抑えることが可能な角速度
センサを提供することを目的とする。 【解決手段】 基準電圧生成手段３２と励振部５０、振
動レベルを検出する手段６０及びコリオリ力を検出する
検出手段７０，８０の共通端子としての支持ピン２との
間に前記支持ピン２から流出入する電流を前記基準電圧
生成手段３２側へ流出入しないように抑制するバッファ
３７とを備えるものである。
手段側へ流出入しないように抑制することでセンサの出
力電圧のオフセットの発生を抑えることが可能な角速度
センサを提供することを目的とする。 【解決手段】 基準電圧生成手段３２と励振部５０、振
動レベルを検出する手段６０及びコリオリ力を検出する
検出手段７０，８０の共通端子としての支持ピン２との
間に前記支持ピン２から流出入する電流を前記基準電圧
生成手段３２側へ流出入しないように抑制するバッファ
３７とを備えるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は角速度センサに関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、角速度センサとしては図３に示す
ようなものが提案されている。図３において、金属製の
支持ピン１０１がウェイト板（図示せず）に垂直に圧入
され固定されており、この支持ピン１０１に対して直交
する方向に金属製の支持ピン１０２の一端が圧入され固
定されている。共通端子も兼ねるこの支持ピン１０２の
他端に金属製のブロック１０３が半田により固定されて
いる。この金属製のブロック１０３の両端には振動板１
０４，１０５が固定されている。振動板１０４には圧電
素子１０６が貼付され励振部１５０が構成され、振動板
１０５には圧電素子１０７が貼付され振動レベルを検出
する手段１６０が構成されている。振動板１０４の先は
圧電素子１０６と直交するように振動板１０４が延長さ
れ検知板１０８となり、振動板１０５の先は圧電素子１
０７と直交するように振動板１０５が延長され検知板１
０９となる。検知板１０８，１０９にはそれぞれ圧電素
子１１０，１１１が貼付され角速度に応じて生ずるコリ
オリ力を検出する検出手段１７０，１８０が構成されて
いる。以上により、音叉構造振動型角速度センサ素子ブ
ロック１１２が完成する。
ようなものが提案されている。図３において、金属製の
支持ピン１０１がウェイト板（図示せず）に垂直に圧入
され固定されており、この支持ピン１０１に対して直交
する方向に金属製の支持ピン１０２の一端が圧入され固
定されている。共通端子も兼ねるこの支持ピン１０２の
他端に金属製のブロック１０３が半田により固定されて
いる。この金属製のブロック１０３の両端には振動板１
０４，１０５が固定されている。振動板１０４には圧電
素子１０６が貼付され励振部１５０が構成され、振動板
１０５には圧電素子１０７が貼付され振動レベルを検出
する手段１６０が構成されている。振動板１０４の先は
圧電素子１０６と直交するように振動板１０４が延長さ
れ検知板１０８となり、振動板１０５の先は圧電素子１
０７と直交するように振動板１０５が延長され検知板１
０９となる。検知板１０８，１０９にはそれぞれ圧電素
子１１０，１１１が貼付され角速度に応じて生ずるコリ
オリ力を検出する検出手段１７０，１８０が構成されて
いる。以上により、音叉構造振動型角速度センサ素子ブ
ロック１１２が完成する。
【０００３】振動板１０４の振動により音叉振動する振
動板１０５上の振動レベルを検出する圧電素子１０７か
らの出力信号を増幅するカレントアンプ回路１２０と、
このカレントアンプ回路１２０の出力信号をバンドパス
フィルタ（以下、ＢＰＦと略す）回路１２１に入力し、
このＢＰＦ回路１２１からの出力信号（即ちＡ点の信号
電圧波形は、図４に示す）を整流し直流電圧を得る全波
整流回路１２２と、この全波整流回路１２２からの出力
信号の値に応じて前記ＢＰＦ回路１２１からの出力信号
に対する増幅度が変化する自動利得制御回路（以下、Ａ
ＧＣと略す）１２３と、このＡＧＣ１２３からの出力信
号の値に応じて振動板１０４上に貼付された圧電素子１
０６を駆動するためのドライバ回路１２４（これからの
出力信号、即ちＢ点の信号電圧波形は、図４に示す）
と、角速度に応じて生ずるコリオリ力を検出する圧電素
子１１０，１１１からの出力信号を入力し増幅するため
のチャージアンプ回路１２５と、このチャージアンプ回
路１２５の出力信号をＢＰＦ回路１２６に入力し、この
ＢＰＦ回路１２６からの出力信号を検波するための同期
検波回路１２７と、この同期検波回路１２７からの出力
信号をローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）回路１
２８に入力し、このＬＰＦ回路１２８からの出力信号が
センサ出力端子１２９から出力される。
動板１０５上の振動レベルを検出する圧電素子１０７か
らの出力信号を増幅するカレントアンプ回路１２０と、
このカレントアンプ回路１２０の出力信号をバンドパス
フィルタ（以下、ＢＰＦと略す）回路１２１に入力し、
このＢＰＦ回路１２１からの出力信号（即ちＡ点の信号
電圧波形は、図４に示す）を整流し直流電圧を得る全波
整流回路１２２と、この全波整流回路１２２からの出力
信号の値に応じて前記ＢＰＦ回路１２１からの出力信号
に対する増幅度が変化する自動利得制御回路（以下、Ａ
ＧＣと略す）１２３と、このＡＧＣ１２３からの出力信
号の値に応じて振動板１０４上に貼付された圧電素子１
０６を駆動するためのドライバ回路１２４（これからの
出力信号、即ちＢ点の信号電圧波形は、図４に示す）
と、角速度に応じて生ずるコリオリ力を検出する圧電素
子１１０，１１１からの出力信号を入力し増幅するため
のチャージアンプ回路１２５と、このチャージアンプ回
路１２５の出力信号をＢＰＦ回路１２６に入力し、この
ＢＰＦ回路１２６からの出力信号を検波するための同期
検波回路１２７と、この同期検波回路１２７からの出力
信号をローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）回路１
２８に入力し、このＬＰＦ回路１２８からの出力信号が
センサ出力端子１２９から出力される。
【０００４】また、電源１３０とバッファ１３１から基
準電圧生成手段１３２が構成されており、この基準電圧
生成手段１３２から前記各回路へ配線抵抗１３３（抵抗
値Ｒ１とする）を通して基準電圧が供給される。
準電圧生成手段１３２が構成されており、この基準電圧
生成手段１３２から前記各回路へ配線抵抗１３３（抵抗
値Ｒ１とする）を通して基準電圧が供給される。
【０００５】さらに、前記基準電圧生成手段１３２から
配線抵抗１３３、配線抵抗１３４（抵抗値Ｒ２とする）
を介して支持ピン１０２に接続するための端子１３５が
設けられている。以上により、駆動回路１３６が構成さ
れる。
配線抵抗１３３、配線抵抗１３４（抵抗値Ｒ２とする）
を介して支持ピン１０２に接続するための端子１３５が
設けられている。以上により、駆動回路１３６が構成さ
れる。
【０００６】これらの音叉構造振動型角速度センサ素子
ブロック１１２と駆動回路１３６により角速度センサが
完成する。
ブロック１１２と駆動回路１３６により角速度センサが
完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、通
常の音叉振動状態の時にもドライバ回路１２４から励振
部１５０を通り、端子１３５を経由して基準電圧生成手
段１３２に向かって交流電流ｉが流れる。
常の音叉振動状態の時にもドライバ回路１２４から励振
部１５０を通り、端子１３５を経由して基準電圧生成手
段１３２に向かって交流電流ｉが流れる。
【０００８】また、角速度センサ全体の小型化の要請に
より駆動回路１３６も１チップにＩＣ化されるため、配
線パターンも必然的に狭幅化となり配線抵抗１３３，１
３４の各抵抗値もそれぞれ大きくなる。
より駆動回路１３６も１チップにＩＣ化されるため、配
線パターンも必然的に狭幅化となり配線抵抗１３３，１
３４の各抵抗値もそれぞれ大きくなる。
【０００９】従って、両配線抵抗１３３，１３４の箇所
では、（Ｒ１＋Ｒ２）・ｉで規定される大きな電圧リッ
プルが発生する（この電圧リップルはＣ点にて観察さ
れ、その信号電圧波形を、図４に示す）。
では、（Ｒ１＋Ｒ２）・ｉで規定される大きな電圧リッ
プルが発生する（この電圧リップルはＣ点にて観察さ
れ、その信号電圧波形を、図４に示す）。
【００１０】これにより各回路へ入力される基準電圧と
端子１３５の電圧との間に著しい差異が発生し、その結
果として圧電素子１１０，１１１から変位電流（この変
位電流はＤ点にて観察され、その信号電流波形を、図４
に示す）が流れる。この変位電流はチャージアンプ回路
１２５に入力され、その出力信号電圧はＥ点に現れる
（その信号電圧波形を、図４に示す）。しかし、この信
号電圧は同期検波回路１２７のタイミング信号でもある
Ａ点の信号電圧波形と同位相であるため、同期検波でカ
ットされずに同期検波回路１２７から出力信号となって
Ｆ点に現れる（その信号電圧波形を、図４に示す）。こ
の出力信号はＬＰＦ回路１２８を通り、最終的にオフセ
ット電圧（このオフセット電圧はＧ点にて観察され、図
４に示す通りである）となって出力端子１２９に現れ
る。このオフセット電圧△Ｖは、（１）式に示す通りで
ある。
端子１３５の電圧との間に著しい差異が発生し、その結
果として圧電素子１１０，１１１から変位電流（この変
位電流はＤ点にて観察され、その信号電流波形を、図４
に示す）が流れる。この変位電流はチャージアンプ回路
１２５に入力され、その出力信号電圧はＥ点に現れる
（その信号電圧波形を、図４に示す）。しかし、この信
号電圧は同期検波回路１２７のタイミング信号でもある
Ａ点の信号電圧波形と同位相であるため、同期検波でカ
ットされずに同期検波回路１２７から出力信号となって
Ｆ点に現れる（その信号電圧波形を、図４に示す）。こ
の出力信号はＬＰＦ回路１２８を通り、最終的にオフセ
ット電圧（このオフセット電圧はＧ点にて観察され、図
４に示す通りである）となって出力端子１２９に現れ
る。このオフセット電圧△Ｖは、（１）式に示す通りで
ある。
【００１１】 △Ｖ＝Ａ・Ｄ・(Ｒ1＋Ｒ2)・ｉ・(1／Ｃ０)・(Ｃｓ1＋Ｃｓ2)・ｓｉｎφ……(１) Ａ：ローパスフィルタ、バンドパスフィルタのゲイン Ｄ：検波定数 Ｃ０：チャージアンプ帰還容量（ｐＦ） Ｃｓ1，Ｃｓ2：圧電素子１１０，１１１の静電容量（ｐ
Ｆ） また、配線抵抗１３３の部分でもＲ１・ｉで規定される
大きな電圧リップルが発生しているため、各回路へ入力
される基準電圧の変動も起こる。
Ｆ） また、配線抵抗１３３の部分でもＲ１・ｉで規定される
大きな電圧リップルが発生しているため、各回路へ入力
される基準電圧の変動も起こる。
【００１２】本発明はこのような課題を解決するもので
あり、共通端子から流出入する電流を基準電圧生成手段
側へ流出入しないように抑制することでセンサの出力電
圧のオフセットの発生を抑えることが可能な角速度セン
サを提供することを目的とする。
あり、共通端子から流出入する電流を基準電圧生成手段
側へ流出入しないように抑制することでセンサの出力電
圧のオフセットの発生を抑えることが可能な角速度セン
サを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の角速度センサは、振動体に振動を与える励振
部と、振動体の振動レベルを検出する手段と、角速度に
応じて生ずるコリオリ力を検出する検出手段と、前記振
動レベルを検出する手段の出力信号を増幅するカレント
アンプ回路と、このカレントアンプ回路の出力信号をバ
ンドパスフィルタ回路に入力し、このバンドパスフィル
タ回路からの出力信号を整流し直流電圧を得る全波整流
回路と、この全波整流回路からの出力信号の値に応じて
前記バンドパスフィルタ回路からの出力信号に対する増
幅度が変化する自動利得制御回路と、この自動利得制御
回路からの出力信号の値に応じて前記励振部を駆動する
ためのドライバ回路と、前記コリオリ力を検出する検出
手段により検出された信号を入力し増幅するためのチャ
ージアンプ回路と、このチャージアンプ回路の出力信号
をバンドパスフィルタ回路に入力し、このバンドパスフ
ィルタ回路からの出力信号を検波するための同期検波回
路と、この同期検波回路からの出力信号をローパスフィ
ルタ回路に入力し、このローパスフィルタ回路からの出
力信号が出力されるセンサ出力端子と、基準電圧生成手
段と、この基準電圧生成手段と前記励振部、前記振動レ
ベルを検出する手段及び前記コリオリ力を検出する検出
手段の共通端子との間に前記共通端子から流出入する電
流を前記基準電圧生成手段側へ流出入しないように抑制
するバッファとを備えた構成とするものである。この構
成により、センサの出力電圧のオフセットの発生を抑え
ることが可能な角速度センサを実現できる。
に本発明の角速度センサは、振動体に振動を与える励振
部と、振動体の振動レベルを検出する手段と、角速度に
応じて生ずるコリオリ力を検出する検出手段と、前記振
動レベルを検出する手段の出力信号を増幅するカレント
アンプ回路と、このカレントアンプ回路の出力信号をバ
ンドパスフィルタ回路に入力し、このバンドパスフィル
タ回路からの出力信号を整流し直流電圧を得る全波整流
回路と、この全波整流回路からの出力信号の値に応じて
前記バンドパスフィルタ回路からの出力信号に対する増
幅度が変化する自動利得制御回路と、この自動利得制御
回路からの出力信号の値に応じて前記励振部を駆動する
ためのドライバ回路と、前記コリオリ力を検出する検出
手段により検出された信号を入力し増幅するためのチャ
ージアンプ回路と、このチャージアンプ回路の出力信号
をバンドパスフィルタ回路に入力し、このバンドパスフ
ィルタ回路からの出力信号を検波するための同期検波回
路と、この同期検波回路からの出力信号をローパスフィ
ルタ回路に入力し、このローパスフィルタ回路からの出
力信号が出力されるセンサ出力端子と、基準電圧生成手
段と、この基準電圧生成手段と前記励振部、前記振動レ
ベルを検出する手段及び前記コリオリ力を検出する検出
手段の共通端子との間に前記共通端子から流出入する電
流を前記基準電圧生成手段側へ流出入しないように抑制
するバッファとを備えた構成とするものである。この構
成により、センサの出力電圧のオフセットの発生を抑え
ることが可能な角速度センサを実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、基準電圧生成手段と励振部、振動レベルを検出する
手段及びコリオリ力を検出する検出手段の共通端子との
間に前記共通端子から流出入する電流を前記基準電圧生
成手段側へ流出入しないように抑制するバッファとを備
えているため、前記共通端子から流出入する電流を前記
基準電圧生成手段側へ流出入しないように抑制すること
ができ、センサの出力電圧のオフセットの発生を抑える
ことが可能となるといった作用を有する。
は、基準電圧生成手段と励振部、振動レベルを検出する
手段及びコリオリ力を検出する検出手段の共通端子との
間に前記共通端子から流出入する電流を前記基準電圧生
成手段側へ流出入しないように抑制するバッファとを備
えているため、前記共通端子から流出入する電流を前記
基準電圧生成手段側へ流出入しないように抑制すること
ができ、センサの出力電圧のオフセットの発生を抑える
ことが可能となるといった作用を有する。
【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、バッファへ入力される基準電圧が、各
回路へ基準電圧を供給する基準電圧生成手段の出力電圧
であるため、部品点数の削減を図ってもセンサの出力電
圧のオフセットの発生を抑えることが可能となるといっ
た作用を有する。
の発明において、バッファへ入力される基準電圧が、各
回路へ基準電圧を供給する基準電圧生成手段の出力電圧
であるため、部品点数の削減を図ってもセンサの出力電
圧のオフセットの発生を抑えることが可能となるといっ
た作用を有する。
【００１６】以下、本発明の実施の形態について、図
１、図２を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の角速度センサの実施の
形態を説明するブロック図である。図２は図１における
各部の信号波形を説明するための図である。
１、図２を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の角速度センサの実施の
形態を説明するブロック図である。図２は図１における
各部の信号波形を説明するための図である。
【００１７】図１において、金属製の支持ピン１がウェ
イト板（図示せず）に垂直に圧入され固定されており、
この支持ピン１に対して直交する方向に金属製の支持ピ
ン２の一端が圧入され固定されている。この支持ピン２
の他端に金属製のブロック３が半田により固定されてい
る。この金属製のブロック３の両端には振動板４，５が
固定されている。振動板４には圧電素子６が貼付され励
振部５０が構成され、振動板５には圧電素子７が貼付さ
れ振動レベルを検出する手段６０が構成されている。振
動板４の先は圧電素子６と直交するように振動板４が延
長され検知板８となり、振動板５の先は圧電素子７と直
交するように振動板５が延長され検知板９となる。検知
板８，９にはそれぞれ圧電素子１０，１１が貼付され角
速度に応じて生ずるコリオリ力を検出する検出手段７
０，８０が構成されている。以上により、音叉構造振動
型角速度センサ素子ブロック１２が完成する。
イト板（図示せず）に垂直に圧入され固定されており、
この支持ピン１に対して直交する方向に金属製の支持ピ
ン２の一端が圧入され固定されている。この支持ピン２
の他端に金属製のブロック３が半田により固定されてい
る。この金属製のブロック３の両端には振動板４，５が
固定されている。振動板４には圧電素子６が貼付され励
振部５０が構成され、振動板５には圧電素子７が貼付さ
れ振動レベルを検出する手段６０が構成されている。振
動板４の先は圧電素子６と直交するように振動板４が延
長され検知板８となり、振動板５の先は圧電素子７と直
交するように振動板５が延長され検知板９となる。検知
板８，９にはそれぞれ圧電素子１０，１１が貼付され角
速度に応じて生ずるコリオリ力を検出する検出手段７
０，８０が構成されている。以上により、音叉構造振動
型角速度センサ素子ブロック１２が完成する。
【００１８】振動板４の振動により音叉振動する振動板
５上の振動レベルを検出する圧電素子７からの出力信号
を増幅するカレントアンプ回路２０と、このカレントア
ンプ回路２０の出力信号をバンドパスフィルタ（以下、
ＢＰＦと略す）回路２１に入力し、このＢＰＦ回路２１
からの出力信号（即ちＨ点の信号電圧波形は、図２に示
す）を整流し直流電圧を得る全波整流回路２２と、この
全波整流回路２２からの出力信号の値に応じてＢＰＦ回
路２１からの出力信号に対する増幅度が変化する自動利
得制御回路（以下、ＡＧＣと略す）２３と、このＡＧＣ
２３からの出力信号の値に応じて振動板４上に貼付され
た圧電素子６を駆動するためのドライバ回路２４（これ
からの出力信号、即ちＩ点の信号電圧波形は、図２に示
す）と、角速度に応じて生ずるコリオリ力を検出する圧
電素子１０，１１からの出力信号を入力し増幅するため
のチャージアンプ回路２５と、このチャージアンプ回路
２５の出力信号をＢＰＦ回路２６に入力し、このＢＰＦ
回路２６からの出力信号を検波するための同期検波回路
２７と、この同期検波回路２７からの出力信号をローパ
スフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）回路２８に入力し、
このＬＰＦ回路２８からの出力信号がセンサ出力端子２
９から出力される。
５上の振動レベルを検出する圧電素子７からの出力信号
を増幅するカレントアンプ回路２０と、このカレントア
ンプ回路２０の出力信号をバンドパスフィルタ（以下、
ＢＰＦと略す）回路２１に入力し、このＢＰＦ回路２１
からの出力信号（即ちＨ点の信号電圧波形は、図２に示
す）を整流し直流電圧を得る全波整流回路２２と、この
全波整流回路２２からの出力信号の値に応じてＢＰＦ回
路２１からの出力信号に対する増幅度が変化する自動利
得制御回路（以下、ＡＧＣと略す）２３と、このＡＧＣ
２３からの出力信号の値に応じて振動板４上に貼付され
た圧電素子６を駆動するためのドライバ回路２４（これ
からの出力信号、即ちＩ点の信号電圧波形は、図２に示
す）と、角速度に応じて生ずるコリオリ力を検出する圧
電素子１０，１１からの出力信号を入力し増幅するため
のチャージアンプ回路２５と、このチャージアンプ回路
２５の出力信号をＢＰＦ回路２６に入力し、このＢＰＦ
回路２６からの出力信号を検波するための同期検波回路
２７と、この同期検波回路２７からの出力信号をローパ
スフィルタ（以下、ＬＰＦと略す）回路２８に入力し、
このＬＰＦ回路２８からの出力信号がセンサ出力端子２
９から出力される。
【００１９】また、電源３０とバッファ３１から基準電
圧生成手段３２が構成されており、この基準電圧生成手
段３２から前記各回路へ配線抵抗３３（抵抗値Ｒ３とす
る）を通して基準電圧が供給される。以上により、基本
駆動回路３５は完成する。
圧生成手段３２が構成されており、この基準電圧生成手
段３２から前記各回路へ配線抵抗３３（抵抗値Ｒ３とす
る）を通して基準電圧が供給される。以上により、基本
駆動回路３５は完成する。
【００２０】さらに、基本駆動回路３５内の基準電圧生
成手段３２から配線抵抗３３、配線抵抗３４（抵抗値Ｒ
４とする）及び端子３６を介して支持ピン２に接続する
間にバッファ３７が設けられている。これらにより本角
速度センサが完成する。
成手段３２から配線抵抗３３、配線抵抗３４（抵抗値Ｒ
４とする）及び端子３６を介して支持ピン２に接続する
間にバッファ３７が設けられている。これらにより本角
速度センサが完成する。
【００２１】このバッファ３７により前記励振部５０、
前記振動レベルを検出する手段６０及び前記コリオリ力
を検出する検出手段７０，８０の共通端子としての支持
ピン２から流出入する電流が前記基準電圧生成手段３２
側へ流出入するのを抑制する。
前記振動レベルを検出する手段６０及び前記コリオリ力
を検出する検出手段７０，８０の共通端子としての支持
ピン２から流出入する電流が前記基準電圧生成手段３２
側へ流出入するのを抑制する。
【００２２】従って、両配線抵抗３３，３４において、
（Ｒ３＋Ｒ４）・ｉにより規定される電圧リップルは僅
かしか発生しない（この電圧リップルはＪ点にて観察さ
れ、その信号電圧波形を、図２に示す）。これにより、
各回路へ入力される基準電圧と支持ピン２との間の電圧
差は僅かとなり、圧電素子１０，１１からの変位電流
（この変位電流はＫ点にて観察され、その信号電流波形
を、図２に示す）も僅かとなる。
（Ｒ３＋Ｒ４）・ｉにより規定される電圧リップルは僅
かしか発生しない（この電圧リップルはＪ点にて観察さ
れ、その信号電圧波形を、図２に示す）。これにより、
各回路へ入力される基準電圧と支持ピン２との間の電圧
差は僅かとなり、圧電素子１０，１１からの変位電流
（この変位電流はＫ点にて観察され、その信号電流波形
を、図２に示す）も僅かとなる。
【００２３】従って、チャージアンプ回路２５からの出
力信号電圧（この出力信号、即ちＬ点の信号電圧波形
を、図２に示す）も小さくなる。これ以降の同期検波回
路２７、ＬＰＦ回路２８のそれぞれの出力信号電圧（こ
れらの出力信号、即ちＭ点、Ｎ点の信号電圧波形は、図
２に示す）も同様に小さくなる。即ち、最終的なオフセ
ット電圧△Ｖは極めて小さい。
力信号電圧（この出力信号、即ちＬ点の信号電圧波形
を、図２に示す）も小さくなる。これ以降の同期検波回
路２７、ＬＰＦ回路２８のそれぞれの出力信号電圧（こ
れらの出力信号、即ちＭ点、Ｎ点の信号電圧波形は、図
２に示す）も同様に小さくなる。即ち、最終的なオフセ
ット電圧△Ｖは極めて小さい。
【００２４】また、配線抵抗３３の部分におけるＲ３・
ｉで規定される圧電リップルも極めて小さくなり、各回
路へ入力される基準電圧も安定し各回路動作の安定性も
高い。
ｉで規定される圧電リップルも極めて小さくなり、各回
路へ入力される基準電圧も安定し各回路動作の安定性も
高い。
【００２５】本実施の形態においては、各回路への基準
電圧の供給を配線抵抗３３と配線抵抗３４の接続点から
行なう例に関して説明したが、配線抵抗３３と配線抵抗
３４を流れる電流は極めて僅かであるため配線抵抗３４
以降の点から供給しても構わない。
電圧の供給を配線抵抗３３と配線抵抗３４の接続点から
行なう例に関して説明したが、配線抵抗３３と配線抵抗
３４を流れる電流は極めて僅かであるため配線抵抗３４
以降の点から供給しても構わない。
【００２６】本実施の形態においては、各回路へ基準電
圧を供給する基準電圧生成手段と共通端子としての支持
ピンとの間にバッファを設ける構成について説明した
が、これとは別の専用の基準電圧生成手段と共通端子と
しての支持ピンとの間にバッファを設ける構成でも当然
構わない。
圧を供給する基準電圧生成手段と共通端子としての支持
ピンとの間にバッファを設ける構成について説明した
が、これとは別の専用の基準電圧生成手段と共通端子と
しての支持ピンとの間にバッファを設ける構成でも当然
構わない。
【００２７】なお、本実施の形態では、音叉構造振動型
角速度センサ素子ブロックとして振動板に圧電素子を貼
付した構成の例のみについて説明したが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく単結晶圧電材料、多結晶圧電
材料等からなる音叉振動体であっても構わない。また、
振動体としては必ずしも従来のような音叉構造振動型に
限定されるものでもない。
角速度センサ素子ブロックとして振動板に圧電素子を貼
付した構成の例のみについて説明したが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく単結晶圧電材料、多結晶圧電
材料等からなる音叉振動体であっても構わない。また、
振動体としては必ずしも従来のような音叉構造振動型に
限定されるものでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、基準電圧生成手
段と励振部、振動レベルを検出する手段及びコリオリ力
を検出する検出手段の共通端子との間に前記共通端子か
ら流出入する電流を前記基準電圧生成手段側へ流出入し
ないように抑制するバッファとを備えることにより、セ
ンサの出力電圧のオフセットの発生を抑えることができ
る角速度センサを提供可能である。
段と励振部、振動レベルを検出する手段及びコリオリ力
を検出する検出手段の共通端子との間に前記共通端子か
ら流出入する電流を前記基準電圧生成手段側へ流出入し
ないように抑制するバッファとを備えることにより、セ
ンサの出力電圧のオフセットの発生を抑えることができ
る角速度センサを提供可能である。
【図１】本発明の角速度センサの実施の形態を説明する
ブロック図
ブロック図
【図２】同センサの各部の信号波形を説明するための図
【図３】従来の角速度センサを説明するブロック図
【図４】同センサの各部の信号波形を説明するための図
２ 支持ピン １２ 音叉構造振動型角速度センサ素子ブロック ２０ カレントアンプ回路 ２１，２６ ＢＰＦ回路 ２２ 全波整流回路 ２３ ＡＧＣ ２４ ドライバ回路 ２５ チャージアンプ回路 ２７ 同期検波回路 ２８ ＬＰＦ回路 ２９ センサ出力端子 ３０ 電源 ３１，３７ バッファ ３２ 基準電圧生成手段 ３３，３４ 配線抵抗 ３５ 基本駆動回路 ３６ 端子 ５０ 励振部 ６０ 振動レベルを検出する手段 ７０，８０ コリオリ力を検出する検出手段
Claims (2)
- 【請求項１】 振動体に振動を与える励振部と、振動体
の振動レベルを検出する手段と、角速度に応じて生ずる
コリオリ力を検出する検出手段と、前記振動レベルを検
出する手段の出力信号を増幅するカレントアンプ回路
と、このカレントアンプ回路の出力信号をバンドパスフ
ィルタ回路に入力し、このバンドパスフィルタ回路から
の出力信号を整流し直流電圧を得る全波整流回路と、こ
の全波整流回路からの出力信号の値に応じて前記バンド
パスフィルタ回路からの出力信号に対する増幅度が変化
する自動利得制御回路と、この自動利得制御回路からの
出力信号の値に応じて前記励振部を駆動するためのドラ
イバ回路と、前記コリオリ力を検出する検出手段により
検出された信号を入力し増幅するためのチャージアンプ
回路と、このチャージアンプ回路の出力信号をバンドパ
スフィルタ回路に入力し、前記バンドパスフィルタ回路
からの出力信号を検波するための同期検波回路と、この
同期検波回路からの出力信号をローパスフィルタ回路に
入力し、このローパスフィルタ回路からの出力信号が出
力されるセンサ出力端子と、基準電圧生成手段と、この
基準電圧生成手段と前記励振部、前記振動レベルを検出
する手段及び前記コリオリ力を検出する検出手段の共通
端子との間に前記共通端子から流出入する電流を前記基
準電圧生成手段側へ流出入しないように抑制するバッフ
ァとを備えた角速度センサ。 - 【請求項２】 バッファへ入力される基準電圧は、各回
路へ基準電圧を供給する基準電圧生成手段の出力電圧で
ある請求項１に記載の角速度センサ。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP16787398A JP3937589B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | 角速度センサ |
| PCT/JP1999/003151 WO1999066288A1 (fr) | 1998-06-16 | 1999-06-11 | Detecteur de vitesse angulaire |
| US09/485,665 US6345533B1 (en) | 1998-06-16 | 1999-06-11 | Angular rate sensor |
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| EP99924018A EP1004848B1 (en) | 1998-06-16 | 1999-06-11 | Angular velocity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16787398A JP3937589B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | 角速度センサ |
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|---|---|
| JP2000002543A true JP2000002543A (ja) | 2000-01-07 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP16787398A Expired - Fee Related JP3937589B2 (ja) | 1998-06-16 | 1998-06-16 | 角速度センサ |
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| EP (1) | EP1004848B1 (ja) |
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-
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- 1998-06-16 JP JP16787398A patent/JP3937589B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-06-11 US US09/485,665 patent/US6345533B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-11 WO PCT/JP1999/003151 patent/WO1999066288A1/ja active IP Right Grant
- 1999-06-11 EP EP99924018A patent/EP1004848B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-11 DE DE69932788T patent/DE69932788T2/de not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| WO2005068938A1 (ja) * | 2004-01-20 | 2005-07-28 | Ngk Insulators, Ltd. | 物理量測定装置 |
| JPWO2005068938A1 (ja) * | 2004-01-20 | 2007-09-06 | 日本碍子株式会社 | 物理量測定装置 |
| US7441458B2 (en) | 2004-01-20 | 2008-10-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Systems for measuring physical quantities |
| JP4608435B2 (ja) * | 2004-01-20 | 2011-01-12 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量測定装置 |
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| US8850887B2 (en) | 2011-02-25 | 2014-10-07 | Seiko Epson Corporation | Detection circuit, physical quantity detection apparatus, angular velocity detection apparatus, integrated circuit device, and electronic instrument |
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| US6345533B1 (en) | 2002-02-12 |
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| EP1004848B1 (en) | 2006-08-16 |
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