JP2000171258A - Oscillation gyro - Google Patents

Oscillation gyro

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JP2000171258A
JP2000171258A JP10346018A JP34601898A JP2000171258A JP 2000171258 A JP2000171258 A JP 2000171258A JP 10346018 A JP10346018 A JP 10346018A JP 34601898 A JP34601898 A JP 34601898A JP 2000171258 A JP2000171258 A JP 2000171258A
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JP
Japan
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circuit
temperature
characteristic
vibrator
detection circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP10346018A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Ebara
和博 江原
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an oscillation gyro in which temperature drift is suppressed. SOLUTION: An oscillation gyro 10 comprises an oscillator 12 where piezoelectric elements 16a, 16b, 16c are formed on the side faces of an oscillator 14. An oscillation circuit 22 is connected between the piezoelectric elements 16a, 16b and the piezoelectric element 16c in order to generate bending oscillation of the oscillator 14 in the direction orthogonal to the plane for forming the piezoelectric element 16c. The piezoelectric elements 16a, 16b, 16c are connected with a detecting circuit 24 in order to produce a signal corresponding to the rotational angular speed. The detecting circuit 24 is provided with such temperature characteristics as the gain is varied by temperature variation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は振動ジャイロに関
し、特にたとえば、カーナビゲーションシステムやポイ
ンティングデバイスなどに用いられる振動ジャイロのよ
うに、低温度ドリフトが要求される振動ジャイロに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrating gyroscope, and more particularly to a vibrating gyroscope requiring a low temperature drift, such as a vibrating gyroscope used for a car navigation system or a pointing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、この発明の背景となる振動ジャ
イロの一例を示す図解図である。振動ジャイロ10は、
振動子12を含む。振動子12は、図2に示すように、
正3角柱状の振動体14を含む。振動体14は、たとえ
ばエリンバ,鉄−ニッケル合金,石英,ガラス,水晶,
セラミックなど、一般的に機械的な振動を生じる材料で
形成される。
2. Description of the Related Art FIG. 1 is an illustrative view showing one example of a vibrating gyroscope as a background of the present invention. The vibrating gyro 10
The vibrator 12 is included. The vibrator 12, as shown in FIG.
It includes a regular triangular prism-shaped vibrating body 14. The vibrating body 14 is made of, for example, elinvar, iron-nickel alloy, quartz, glass, quartz,
It is generally formed of a material that generates mechanical vibration, such as ceramic.

【0003】振動体14の3つの側面には、それぞれ圧
電素子16a,16b,16cが形成される。これらの
圧電素子16a,16b,16cは、たとえば磁器から
なる圧電層を含み、この圧電層の両面に電極が形成され
たものである。そして、圧電素子16a,16b,16
cの一方の電極が、振動体14の3つの側面に接着され
る。
[0003] Piezoelectric elements 16a, 16b and 16c are formed on three side surfaces of the vibrating body 14, respectively. These piezoelectric elements 16a, 16b and 16c include a piezoelectric layer made of, for example, porcelain, and electrodes are formed on both surfaces of the piezoelectric layer. Then, the piezoelectric elements 16a, 16b, 16
One electrode c is bonded to three side surfaces of the vibrating body 14.

【0004】圧電素子16a,16bには、それぞれ抵
抗18,20が接続される。そして、これらの抵抗1
8,20と圧電素子16cとの間に、発振回路22が接
続される。そして、圧電素子16cからの出力信号が発
振回路22に帰還され、ここで増幅および位相補正され
て得られた駆動信号が圧電素子16a,16bに与えら
れる。この駆動信号によって、振動体14は、圧電素子
16c形成面に直交する向きに屈曲振動する。
[0004] Resistors 18 and 20 are connected to the piezoelectric elements 16a and 16b, respectively. And these resistors 1
An oscillation circuit 22 is connected between 8, 20 and the piezoelectric element 16c. Then, an output signal from the piezoelectric element 16c is fed back to the oscillation circuit 22, and a drive signal obtained by amplifying and phase-correcting the amplified signal is supplied to the piezoelectric elements 16a and 16b. By this drive signal, the vibrating body 14 bends and vibrates in a direction orthogonal to the surface on which the piezoelectric element 16c is formed.

【0005】2つの圧電素子16a,16bは、検出回
路24に接続される。検出回路24は差動回路26を含
み、この差動回路26の入力端に圧電素子16a,16
bが接続される。差動回路26の出力端は、同期検波回
路28に接続される。同期検波回路28では、発振回路
22の信号に同期して、差動回路28の出力信号が検波
される。同期検波回路28は平滑回路30に接続され、
さらに平滑回路30は増幅回路32に接続される。
[0005] The two piezoelectric elements 16a and 16b are connected to a detection circuit 24. The detection circuit 24 includes a differential circuit 26, and the piezoelectric elements 16a, 16a
b is connected. The output terminal of the differential circuit 26 is connected to the synchronous detection circuit 28. In the synchronous detection circuit 28, the output signal of the differential circuit 28 is detected in synchronization with the signal of the oscillation circuit 22. The synchronous detection circuit 28 is connected to the smoothing circuit 30,
Further, the smoothing circuit 30 is connected to the amplifier circuit 32.

【0006】この振動ジャイロ10では、発振回路22
によって、振動体14が圧電素子16c形成面に直交す
る方向に屈曲振動する。このとき、圧電素子16a,1
6bの出力信号は同じであるため、差動回路26からは
信号が出力されない。この状態で、振動体14の軸を中
心として回転すると、コリオリ力によって振動体14の
振動方向が変わる。それにより、圧電素子16a,16
b間に出力信号の差が生じ、差動回路26から信号が出
力される。差動回路26の出力信号は同期検波回路28
で検波され、さらに平滑回路30で平滑されたのち、増
幅回路32で増幅される。差動回路26の出力信号は、
振動体14の振動方向の変化に対応しているため、増幅
回路32の出力信号を測定すれば、振動子12に加わっ
た回転角速度を検出することができる。
In the vibrating gyroscope 10, the oscillation circuit 22
Accordingly, the vibrating body 14 bends and vibrates in a direction orthogonal to the surface on which the piezoelectric element 16c is formed. At this time, the piezoelectric elements 16a, 1
Since the output signal of 6b is the same, no signal is output from the differential circuit 26. In this state, when the vibrating body 14 rotates around the axis, the vibration direction of the vibrating body 14 changes due to the Coriolis force. Thereby, the piezoelectric elements 16a, 16
A difference in the output signal occurs between b and the signal is output from the differential circuit 26. The output signal of the differential circuit 26 is a synchronous detection circuit 28
, And further smoothed by the smoothing circuit 30, and then amplified by the amplifier circuit 32. The output signal of the differential circuit 26 is
Since the change corresponds to the change in the vibration direction of the vibrating body 14, the rotational angular velocity applied to the vibrator 12 can be detected by measuring the output signal of the amplifier circuit 32.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】振動子は25℃付近で
基準電圧となる信号を出力するように形成されている
が、振動子の出力信号には温度ドリフトがあり、雰囲気
温度によって、出力信号が変化する。このような温度ド
リフトは、振動子の組み立て精度のばらつきによって生
じ、一定の傾向をもつものではない。そのため、振動子
の製造後に温度ドリフトを測定し、仕様別に選別をする
必要がある。
The vibrator is formed so as to output a signal which becomes a reference voltage at about 25 ° C. However, the output signal of the vibrator has a temperature drift, and the output signal depends on the ambient temperature. Changes. Such a temperature drift is caused by variations in assembly accuracy of the vibrator, and does not have a certain tendency. Therefore, it is necessary to measure the temperature drift after the manufacture of the vibrator, and to sort out the specifications.

【0008】それゆえに、この発明の主たる目的は、温
度ドリフトの少ない振動ジャイロを提供することであ
る。
[0008] Therefore, a main object of the present invention is to provide a vibrating gyroscope having a small temperature drift.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、回転角速度
に対応した信号を出力する振動子と、振動子の出力信号
を検出するための検出回路とを含む振動ジャイロであっ
て、検出回路のゲインが、温度上昇とともに上昇するよ
うな正特性、または温度上昇とともに低下する負特性を
有することを特徴とする、振動ジャイロである。このよ
うな振動ジャイロにおいて、振動子の出力信号の温度特
性に対応して、検出回路の出力電圧値が設定される。ま
た、検出回路の出力信号を基準値に近づけるためのオフ
セット調整回路を含むものであることが好ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a vibrating gyroscope including a vibrator for outputting a signal corresponding to a rotational angular velocity and a detecting circuit for detecting an output signal of the vibrator. A vibrating gyroscope characterized in that the gain has a positive characteristic that increases with increasing temperature or a negative characteristic that decreases with increasing temperature. In such a vibrating gyroscope, the output voltage value of the detection circuit is set according to the temperature characteristics of the output signal of the vibrator. Further, it is preferable to include an offset adjustment circuit for making the output signal of the detection circuit close to the reference value.

【0010】検出回路のゲインが温度変化に対して正特
性または負特性を有することにより、振動子の温度ドリ
フトが相殺され、温度変化によって出力信号の変化の少
ない振動ジャイロを得ることができる。そのために、振
動子の出力信号の温度特性に対応して、検出回路の出力
電圧が設定される。さらに、振動ジャイロの出力信号の
温度変化が少なくなっても、その出力信号が基準値から
外れている場合、オフセット調整回路を用いることによ
って、基準値付近において出力信号の温度変化が少ない
振動ジャイロを得ることができる。
Since the gain of the detection circuit has a positive characteristic or a negative characteristic with respect to a temperature change, a temperature drift of the vibrator is canceled out, and a vibration gyro having a small change in an output signal due to the temperature change can be obtained. Therefore, the output voltage of the detection circuit is set according to the temperature characteristics of the output signal of the vibrator. Furthermore, even if the temperature change of the output signal of the vibration gyro decreases, if the output signal deviates from the reference value, by using an offset adjustment circuit, a vibration gyro with a small temperature change of the output signal near the reference value is used. Obtainable.

【0011】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】この発明について、図1に示す振
動ジャイロを用いて説明する。この振動ジャイロ10に
おいて、検出回路24のゲインとして、図3(a)に示
すような温度特性を有するものを用いることができる。
図3(a)に示す特性は、温度が上昇するにしたがって
ゲインが上昇する正特性をもっている。つまり、図3
(b)に示すように、温度が上昇するにしたがって、検
出回路24の出力電圧と基準電圧Vref との差が大きく
なっている。なお、図3では、出力電圧と基準電圧V
refとの差であるオフセット電圧が正の特性と、オフセ
ット電圧が負の特性とがあるが、これらは振動子12の
出力信号の温度ドリフトに対応して選択される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to a vibrating gyroscope shown in FIG. In the vibration gyroscope 10, a gain having a temperature characteristic as shown in FIG. 3A can be used as the gain of the detection circuit 24.
The characteristic shown in FIG. 3A has a positive characteristic in which the gain increases as the temperature increases. That is, FIG.
As shown in (b), as the temperature increases, the difference between the output voltage of the detection circuit 24 and the reference voltage Vref increases. In FIG. 3, the output voltage and the reference voltage V
The offset voltage, which is the difference from ref , has a positive characteristic and the offset voltage has a negative characteristic, which are selected according to the temperature drift of the output signal of the vibrator 12.

【0013】たとえば、図4に示すように、共振子12
の温度ドリフトが、温度上昇にしたがって出力電圧が低
下するような特性を有する場合、検出回路24として、
オフセット電圧が正であって正特性の温度特性を有する
ゲインのものが用いられる。この場合、振動子12の温
度ドリフトと検出回路22の温度ドリフトとが相殺さ
れ、図5に示すように、正のオフセット電圧を有し、温
度変化に対してほぼフラットな特性の出力信号を得るこ
とができる。
For example, as shown in FIG.
Has a characteristic that the output voltage decreases as the temperature rises, the detection circuit 24
A gain having a positive offset voltage and a positive temperature characteristic is used. In this case, the temperature drift of the vibrator 12 and the temperature drift of the detection circuit 22 cancel each other out, and as shown in FIG. 5, an output signal having a positive offset voltage and having almost flat characteristics with respect to a temperature change is obtained. be able to.

【0014】また、図6に示すように、共振子12の温
度ドリフトが、温度上昇にしたがって出力電圧が上昇す
るような特性を有する場合、検出回路24として、オフ
セット電圧が負であって正特性の温度特性を有するゲイ
ンのものが用いられる。この場合、振動子12の温度ド
リフトと検出回路22の温度ドリフトとが相殺され、図
7に示すように、負のオフセット電圧を有し、温度変化
に対してほぼフラットな特性の出力信号を得ることがで
きる。
As shown in FIG. 6, when the temperature drift of the resonator 12 has such a characteristic that the output voltage increases as the temperature rises, the detection circuit 24 has a negative offset voltage and a positive characteristic. The one having a gain having the following temperature characteristic is used. In this case, the temperature drift of the vibrator 12 and the temperature drift of the detection circuit 22 cancel each other out, and as shown in FIG. 7, an output signal having a negative offset voltage and having almost flat characteristics with respect to a temperature change is obtained. be able to.

【0015】このようなゲイン特性を有する検出回路2
2を得るために、たとえば図8に示すような増幅回路を
用いることができる。この増幅回路はオペアンプ34を
含み、オペアンプ34の反転入力端子に抵抗R1 が接続
され、非反転入力端子が抵抗R3 を介して基準電圧V
ref に接続される。また、オペアンプ34の反転入力端
子と出力端子との間に、負帰還用の抵抗R2 が接続され
る。この増幅回路は反転増幅回路として機能し、入力電
圧と基準電圧Vref との差V0 を増幅した出力電圧V
out を得る回路である。ここで、出力電圧と基準電圧の
差をVout とすると、Vout とV0 との関係は次式で表
される。 Vout ={(R2 +ΔR2 )/(R1 +ΔR1 )}×V
0 ここで、ΔR1 およびΔR2 は、それぞれ抵抗R1 およ
びR2 の温度特性を示す。つまり、抵抗R1 およびR2
の温度特性を適当に選択することにより、増幅回路の出
力の温度特性を調整することができる。また、Vout
傾斜は、回路ゲインの大きさによって変化するが、オフ
セット電圧によっても変化するため、出力信号に温度ド
リフトをもつ振動子12に対して、その温度ドリフトを
最小にするようなオフセット電圧を選択することができ
る。
Detection circuit 2 having such a gain characteristic
For example, an amplifier circuit as shown in FIG. The amplifier circuit includes an operational amplifier 34, the inverting input terminal resistor R 1 is connected to operational amplifier 34, the reference voltage V non-inverting input terminal via a resistor R 3
Connected to ref . Further, a resistor R 2 for negative feedback is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 34. This amplifying circuit functions as an inverting amplifying circuit, and an output voltage V amplifies a difference V 0 between the input voltage and the reference voltage V ref.
It is a circuit to get out . Here, assuming that the difference between the output voltage and the reference voltage is V out , the relationship between V out and V 0 is expressed by the following equation. V out = {(R 2 + ΔR 2 ) / (R 1 + ΔR 1 )} × V
0 Here, [Delta] R 1 and [Delta] R 2 represents a respective temperature characteristics of the resistors R 1 and R 2. That is, the resistors R 1 and R 2
The temperature characteristics of the output of the amplifier circuit can be adjusted by appropriately selecting the temperature characteristics. Further, the slope of Vout changes depending on the magnitude of the circuit gain, but also changes depending on the offset voltage. Therefore, the oscillator 12 having a temperature drift in the output signal has an offset that minimizes the temperature drift. The voltage can be selected.

【0016】また、検出回路24のゲインとして、図9
(a)に示すような温度特性を有するものを用いること
もできる。図9(a)に示す特性は、温度が上昇するに
したがってゲインが低下する負特性をもっている。つま
り、図9(b)に示すように、温度が上昇するにしたが
って、検出回路24の出力電圧と基準電圧との差が小さ
くなっている。なお、図9(b)においても、オフセッ
ト電圧が正の特性と、オフセット電圧が負の特性とがあ
るが、これらは振動子12の出力信号の温度ドリフトに
対応して選択される。
The gain of the detection circuit 24 is shown in FIG.
A material having a temperature characteristic as shown in FIG. The characteristic shown in FIG. 9A has a negative characteristic that the gain decreases as the temperature increases. That is, as shown in FIG. 9B, as the temperature rises, the difference between the output voltage of the detection circuit 24 and the reference voltage decreases. In FIG. 9B as well, there are a positive offset voltage characteristic and a negative offset voltage characteristic, which are selected according to the temperature drift of the output signal of the vibrator 12.

【0017】たとえば、図10に示すように、振動子1
2の温度ドリフトが、温度上昇にしたがって出力電圧が
低下するような特性を有する場合、検出回路24とし
て、オフセット電圧が負であって負特性の温度特性を有
するゲインのものが用いられる。この場合、振動子12
の温度ドリフトと検出回路22の温度ドリフトとが相殺
され、図11に示すように、負のオフセット電圧を有
し、温度変化に対してほぼフラットな特性の出力信号を
得ることができる。
For example, as shown in FIG.
In the case where the temperature drift of No. 2 has such a characteristic that the output voltage decreases as the temperature rises, the detection circuit 24 having a gain in which the offset voltage is negative and has a negative temperature characteristic is used. In this case, the vibrator 12
And the temperature drift of the detection circuit 22 are canceled out, and as shown in FIG. 11, an output signal having a negative offset voltage and almost flat characteristics with respect to a temperature change can be obtained.

【0018】また、図12に示すように、振動子12の
温度ドリフトが、温度上昇にしたがって出力電圧が上昇
するような特性を有する場合、検出回路24として、オ
フセット電圧が正であって負特性の温度特性を有するゲ
インのものが用いられる。この場合、振動子12の温度
ドリフトと検出回路22の温度ドリフトとが相殺され、
図13に示すように、正のオフセット電圧を有し、温度
変化に対してほぼフラットな特性の出力信号を得ること
ができる。なお、これらの場合においても、出力信号に
温度ドリフトをもつ振動子12に対して、その温度ドリ
フトを最小にするようなオフセット電圧を選択すること
ができる。
As shown in FIG. 12, when the temperature drift of the vibrator 12 has such a characteristic that the output voltage rises as the temperature rises, the detection circuit 24 has a positive offset voltage and a negative characteristic. The one having a gain having the following temperature characteristic is used. In this case, the temperature drift of the vibrator 12 and the temperature drift of the detection circuit 22 cancel each other, and
As shown in FIG. 13, it is possible to obtain an output signal having a positive offset voltage and substantially flat characteristics with respect to a temperature change. In these cases as well, an offset voltage that minimizes the temperature drift of the vibrator 12 having a temperature drift in the output signal can be selected.

【0019】なお、検出回路24のゲインに温度特性を
もたせることにより、振動子12の出力信号の温度ドリ
フトを相殺してフラットな特性を得たとしても、図5,
図7,図11,図13からわかるように、その出力信号
にはオフセット電圧が存在する。この場合、振動ジャイ
ロを機器に組み込むときに、ジャイロ出力処理回路やソ
フトウェアのアルゴリズム上、不具合が発生する可能性
がある。そこで、図14に示すように、増幅回路の後に
オフセット調整回路36を設けることが好ましい。この
オフセット調整回路36によって、図15や図16に示
すように、フラットな特性となった出力信号のオフセッ
ト電圧をほぼ0にする、つまり基準電圧にほぼ一致させ
ることができ、上述のような不具合を解消することがで
きる。
It should be noted that even if the gain of the detection circuit 24 is given a temperature characteristic to cancel out the temperature drift of the output signal of the vibrator 12 and obtain a flat characteristic, FIG.
As can be seen from FIGS. 7, 11 and 13, the output signal has an offset voltage. In this case, when the vibrating gyroscope is incorporated into the device, a problem may occur in the algorithm of the gyro output processing circuit or software. Therefore, as shown in FIG. 14, it is preferable to provide an offset adjustment circuit 36 after the amplification circuit. As shown in FIGS. 15 and 16, the offset voltage of the output signal having a flat characteristic can be made almost zero, that is, almost equal to the reference voltage, by the offset adjusting circuit 36. Can be eliminated.

【0020】上述のような、ゲイン特性を有する検出回
路24とオフセット調整回路36を用いた実験例につい
て、図17〜図20に、温度に対する出力電圧のグラフ
を示す。図17〜図20において、菱形を結ぶ線は振動
子12の出力電圧を示し、四角形を結ぶ線はゲインに温
度特性を有する増幅回路を用い、温度ドリフトを補正し
た場合の出力電圧を示し、三角形を結ぶ線は、さらにそ
れをオフセット調整回路36を用いてオフセット調整し
たときの出力電圧を示す。
FIGS. 17 to 20 show graphs of the output voltage with respect to the temperature in the experimental examples using the detection circuit 24 having the gain characteristic and the offset adjustment circuit 36 as described above. 17 to 20, a line connecting diamonds indicates an output voltage of the vibrator 12, and a line connecting squares indicates an output voltage when an amplifier having a temperature characteristic in gain is used to correct temperature drift. Indicate the output voltage when the offset voltage is further adjusted using the offset adjustment circuit 36.

【0021】図17〜図20からわかるように、振動子
12の出力電圧が増幅回路によってフラットな特性とな
り、さらにオフセット調整回路を用いることにより、基
準電圧である2.5Vの付近においてフラットな特性を
有する出力とすることができる。なお、この実験例で
は、オフセット調整回路部に反転アンプを用いたため、
増幅回路の出力波形とオフセット調整回路の出力波形と
は、互いに反転した形となっている。
As can be seen from FIGS. 17 to 20, the output voltage of the vibrator 12 has a flat characteristic by the amplifier circuit, and further, by using the offset adjusting circuit, the output characteristic of the vibrator 12 has a flat characteristic near the reference voltage of 2.5 V. Output. In this experimental example, since an inverting amplifier was used for the offset adjustment circuit,
The output waveform of the amplifier circuit and the output waveform of the offset adjustment circuit are mutually inverted.

【0022】このように、検出回路24のゲインに温度
特性をもたせることにより、振動子12の出力信号の温
度ドリフトが相殺され、フラットな波形とすることがで
きる。したがって、雰囲気温度の変化によって、振動ジ
ャイロ10の出力変化があまり変動せず、正確に回転角
速度を検出することができる。さらに、オフセット調整
回路36を付加することにより、振動ジャイロ10の出
力信号を基準電圧付近で検出することができ、振動ジャ
イロ10を使用する際に、周辺回路やソフトウェア上の
不具合を解消することができる。
As described above, by giving the temperature characteristic to the gain of the detection circuit 24, the temperature drift of the output signal of the vibrator 12 is canceled, and a flat waveform can be obtained. Therefore, the change in the output of the vibrating gyroscope 10 does not fluctuate much due to the change in the ambient temperature, and the rotational angular velocity can be accurately detected. Further, by adding the offset adjusting circuit 36, the output signal of the vibrating gyroscope 10 can be detected near the reference voltage, and when the vibrating gyroscope 10 is used, it is possible to eliminate problems in peripheral circuits and software. it can.

【0023】なお、検出回路24のゲインに温度特性を
もたせるために、図8に示すような回路に限らず、ダイ
オードなどの温度特性を有する素子を用いることも可能
であり、その方法は限定されない。また、振動子12と
しては、図2に示すような正3角柱状のものに限らず、
4角柱状や円柱状のような他の柱状のものを用いてもよ
いし、音叉型のものを用いてもよく、出力信号に温度ド
リフトをもつ振動子に適用することができる。
In order to provide the gain of the detection circuit 24 with a temperature characteristic, not only the circuit shown in FIG. 8 but also an element having a temperature characteristic such as a diode can be used, and the method is not limited. . The vibrator 12 is not limited to a regular triangular prism as shown in FIG.
Other pillars such as a quadrangular pillar or a column may be used, or a tuning fork type may be used, and the invention can be applied to a vibrator having a temperature drift in an output signal.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明によれば、振動子の出力信号の
温度ドリフトを解消して、雰囲気温度の変化によっても
出力信号の変動の少ない振動ジャイロを得ることができ
る。したがって、雰囲気温度の変化にかかわらず、正確
に回転角速度を検出することができる。さらに、オフセ
ット調整回路を用いることによって、機器の中への振動
ジャイロの組み込みを容易にすることができる。
According to the present invention, it is possible to eliminate the temperature drift of the output signal of the vibrator and to obtain a vibrating gyroscope in which the output signal does not fluctuate even when the ambient temperature changes. Therefore, it is possible to accurately detect the rotational angular velocity regardless of a change in the ambient temperature. Further, by using the offset adjustment circuit, it is possible to easily incorporate the vibrating gyroscope into the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の背景となる振動ジャイロの一例を示
す図解図である。
FIG. 1 is an illustrative view showing one example of a vibrating gyroscope as a background of the present invention;

【図2】図1に示す振動ジャイロに用いられる振動子を
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a vibrator used in the vibrating gyroscope shown in FIG.

【図3】(a)はこの発明に用いられる検出回路のゲイ
ンの温度特性の一例として正特性のゲインを示す特性図
であり、(b)は図3(a)の回路ゲインをもつ検出回
路のオフセット電圧とその温度ドリフトの関係を示す図
である。
FIG. 3A is a characteristic diagram showing a positive characteristic gain as an example of the temperature characteristic of the gain of the detection circuit used in the present invention, and FIG. 3B is a detection circuit having the circuit gain of FIG. FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the offset voltage and its temperature drift.

【図4】温度上昇にしたがって出力電圧が低下する振動
子に正特性のゲインを有する検出回路を適用したときの
例を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an example in which a detection circuit having a positive characteristic gain is applied to a vibrator whose output voltage decreases as the temperature increases.

【図5】図4に示す場合における検出回路の出力を示す
特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an output of the detection circuit in the case shown in FIG.

【図6】温度上昇にしたがって出力電圧が上昇する振動
子に正特性のゲインを有する検出回路を適用したときの
例を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an example in which a detection circuit having a positive characteristic gain is applied to a vibrator whose output voltage increases as the temperature increases.

【図7】図6に示す場合における検出回路の出力を示す
特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an output of the detection circuit in the case shown in FIG.

【図8】検出回路のゲインに温度特性をもたせるために
用いられる増幅回路の一例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of an amplifier circuit used to give a temperature characteristic to the gain of the detection circuit.

【図9】(a)はこの発明に用いられる検出回路のゲイ
ンの温度特性の他の例として負特性のゲインを示す特性
図であり、(b)は図9(a)の回路ゲインをもつ検出
回路のオフセット電圧とその温度ドリフトの関係を示す
図である。
9 (a) is a characteristic diagram showing a negative characteristic gain as another example of the temperature characteristic of the gain of the detection circuit used in the present invention, and FIG. 9 (b) has the circuit gain of FIG. 9 (a). FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an offset voltage of a detection circuit and a temperature drift thereof.

【図10】温度上昇にしたがって出力電圧が低下する振
動子に負特性のゲインを有する検出回路を適用したとき
の例を示す特性図である。
FIG. 10 is a characteristic diagram illustrating an example in which a detection circuit having a negative characteristic gain is applied to a vibrator whose output voltage decreases as the temperature increases.

【図11】図10に示す場合における検出回路の出力を
示す特性図である。
11 is a characteristic diagram showing an output of the detection circuit in the case shown in FIG.

【図12】温度上昇にしたがって出力電圧が上昇する振
動子に負特性のゲインを有する検出回路を適用したとき
の例を示す特性図である。
FIG. 12 is a characteristic diagram illustrating an example in which a detection circuit having a negative characteristic gain is applied to a vibrator whose output voltage increases with an increase in temperature.

【図13】図12に示す場合における検出回路の出力を
示す特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram showing an output of the detection circuit in the case shown in FIG.

【図14】図8に示す増幅回路にオフセット調整回路を
接続した例を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example in which an offset adjustment circuit is connected to the amplifier circuit shown in FIG.

【図15】増幅回路の出力電圧に正のオフセット電圧が
あるときにオフセット調整回路を適用した例を示す特性
図である。
FIG. 15 is a characteristic diagram illustrating an example in which an offset adjustment circuit is applied when the output voltage of the amplifier circuit has a positive offset voltage.

【図16】増幅回路の出力電圧に負のオフセット電圧が
あるときにオフセット調整回路を適用した例を示す特性
図である。
FIG. 16 is a characteristic diagram showing an example in which an offset adjustment circuit is applied when the output voltage of the amplifier circuit has a negative offset voltage.

【図17】振動子、増幅回路、オフセット調整回路の出
力を測定した実験例を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing an experimental example in which outputs of a vibrator, an amplifier circuit, and an offset adjustment circuit are measured.

【図18】振動子、増幅回路、オフセット調整回路の出
力を測定した他の実験例を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing another experimental example in which outputs of a vibrator, an amplifier circuit, and an offset adjustment circuit were measured.

【図19】振動子、増幅回路、オフセット調整回路の出
力を測定したさらに他の実験例を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing still another experimental example in which outputs of a vibrator, an amplifier circuit, and an offset adjustment circuit were measured.

【図20】振動子、増幅回路、オフセット調整回路の出
力を測定した別の実験例を示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing another experimental example in which outputs of a vibrator, an amplifier circuit, and an offset adjustment circuit were measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 振動ジャイロ 12 振動子 14 振動体 16a,16b,16c 圧電素子 22 発振回路 24 検出回路 26 差動回路 28 同期検波回路 30 平滑回路 32 増幅回路 34 オペアンプ 36 オフセット調整回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration gyroscope 12 Vibrator 14 Vibrating body 16a, 16b, 16c Piezoelectric element 22 Oscillation circuit 24 Detection circuit 26 Differential circuit 28 Synchronous detection circuit 30 Smoothing circuit 32 Amplification circuit 34 Operational amplifier 36 Offset adjustment circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転角速度に対応した信号を出力する振
動子と、前記振動子の出力信号を検出するための検出回
路とを含む振動ジャイロであって、 前記検出回路のゲインが、温度上昇とともに上昇するよ
うな正特性、または温度上昇とともに低下する負特性を
有することを特徴とする、振動ジャイロ。
1. A vibrating gyroscope comprising: a vibrator that outputs a signal corresponding to a rotational angular velocity; and a detection circuit for detecting an output signal of the vibrator, wherein a gain of the detection circuit increases with an increase in temperature. A vibrating gyroscope having a positive characteristic that rises or a negative characteristic that decreases with increasing temperature.
【請求項2】 前記振動子の出力信号の温度特性に対応
して、前記検出回路出力電圧値を設定した、請求項1に
記載の振動ジャイロ。
2. The vibrating gyroscope according to claim 1, wherein the detection circuit output voltage value is set according to a temperature characteristic of an output signal of the vibrator.
【請求項3】 前記検出回路の出力信号を基準値に近づ
けるためのオフセット調整回路を含む、請求項1または
請求項2に記載の振動ジャイロ。
3. The vibrating gyroscope according to claim 1, further comprising an offset adjusting circuit for bringing an output signal of the detecting circuit closer to a reference value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10203855B4 (en) * 2001-01-31 2004-07-08 Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo Vibration gyroscope and temperature drift adjustment method for the same
JP2008082866A (en) * 2006-09-27 2008-04-10 Citizen Holdings Co Ltd Physical quantity sensor

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