JP2009168543A

JP2009168543A - Angular velocity sensor

Info

Publication number: JP2009168543A
Application number: JP2008005351A
Authority: JP
Inventors: Michihiko Hayashi; 道彦林; Noriyuki Jitosho; 典行地頭所
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2009-07-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an angular velocity sensor for easily revising correction data by specifying bits selves generated by alteration when the alteration occurs in the correction data. <P>SOLUTION: The angular velocity sensor composes a parity region in a first non-volatile memory 64 of a horizontal parity 74, a first vertical parity 71 and a second vertical parity 72. The sum of data of a horizontal direction of a data region 73 and the horizontal parity 74 and a vertical direction of the data region 73, the first vertical parity 71 and the second vertical parity 72 is unified into odd numbers or even numbers. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、特に、航空機、自動車、ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーション等に利用できる角速度センサに関するものである。 The present invention particularly relates to an angular velocity sensor that can be used for attitude control, navigation, and the like of a moving body such as an aircraft, an automobile, a robot, a ship, and a vehicle.

従来のこの種の角速度センサは、図７および図８に示されるような構成を有していた。 This type of conventional angular velocity sensor has a configuration as shown in FIGS.

以下、従来の角速度センサについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a conventional angular velocity sensor will be described with reference to the drawings.

図７は従来の角速度センサの回路を示すブロック図、図８は同角速度センサにおける駆動回路およびその故障検出回路を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing a circuit of a conventional angular velocity sensor, and FIG. 8 is a block diagram showing a drive circuit and its failure detection circuit in the angular velocity sensor.

図７、図８において、１はＨ型の音叉からなる水晶製の振動子で、この振動子１は一対の駆動部２と、この一対の駆動部２の反対側に配設された一対の検知部３とにより構成されており、そして、この検知部３に角速度検出用電極（図示せず）を設けている。また、前記振動子１の駆動部２の一方には駆動用電極４を設け、かつ駆動部２の他方には駆動検出用電極５を設けている。６は駆動回路で、この駆動回路６は前記振動子１における駆動用電極４および駆動検出用電極５と電気的に接続されており、振動子１を一定の振幅になるように制御している。また、駆動回路６には２つのＥＥＰＲＯＭ６ａを設けており、そして図９に示すような、このＥＥＰＲＯＭ６ａに保存した８ビットからなる２つの補正データを互いに比較することにより、補正データの改竄を防止した状態で、駆動信号を補正している。７は故障診断回路で、この故障診断回路７は、ウインドウコンパレータ８と、このウインドウコンパレータ８の出力信号をモニターするビット論理９とにより構成されている。１０は検出回路で、この検出回路１０は振動子１における検知部３から出力される電荷を増幅して電圧に変換し、出力信号として入出力端子１１から外部に出力されるものである。 7 and 8, reference numeral 1 denotes a quartz crystal vibrator composed of an H-shaped tuning fork. The vibrator 1 includes a pair of driving units 2 and a pair of driving units 2 disposed on opposite sides of the pair of driving units 2. The detection unit 3 includes an angular velocity detection electrode (not shown). A driving electrode 4 is provided on one side of the driving unit 2 of the vibrator 1, and a driving detection electrode 5 is provided on the other side of the driving unit 2. Reference numeral 6 denotes a drive circuit. The drive circuit 6 is electrically connected to the drive electrode 4 and the drive detection electrode 5 in the vibrator 1, and controls the vibrator 1 to have a constant amplitude. . Further, the drive circuit 6 is provided with two EEPROMs 6a, and two correction data composed of 8 bits stored in the EEPROM 6a as shown in FIG. 9 are compared with each other to prevent the correction data from being falsified. In the state, the drive signal is corrected. Reference numeral 7 denotes a failure diagnosis circuit. The failure diagnosis circuit 7 includes a window comparator 8 and a bit logic 9 that monitors an output signal of the window comparator 8. Reference numeral 10 denotes a detection circuit, which amplifies the electric charge output from the detection unit 3 in the vibrator 1 and converts it into a voltage, and outputs it as an output signal from the input / output terminal 11 to the outside.

以上のように構成された従来の角速度センサについて、次にその動作を説明する。 Next, the operation of the conventional angular velocity sensor configured as described above will be described.

振動子１の駆動用電極４に交流電圧を加えると前記振動子１が共振し、前記振動子１における駆動検出用電極５に、振動子１の振動振幅に応じた電荷が発生する。そして、この電荷を駆動回路６により増幅、調整した後、駆動用電極４に入力することにより、振動子１が一定の振幅で振動するように制御している。また、振動子１のバラツキにより、振幅が所定の値と外れている場合には、駆動回路６におけるＥＥＰＲＯＭ６ａのデータを書き換えることにより、振幅を微調整している。 When an AC voltage is applied to the drive electrode 4 of the vibrator 1, the vibrator 1 resonates, and a charge corresponding to the vibration amplitude of the vibrator 1 is generated on the drive detection electrode 5 in the vibrator 1. The electric charge is amplified and adjusted by the drive circuit 6 and then input to the drive electrode 4 to control the vibrator 1 to vibrate with a constant amplitude. Further, when the amplitude deviates from a predetermined value due to variations in the vibrator 1, the amplitude is finely adjusted by rewriting the data of the EEPROM 6a in the drive circuit 6.

そしてまた、前記振動子１に角速度ωが加わると、一対の検知部３に設けた角速度検出用電極（図示せず）に電荷が発生する。そしてこの角速度検出用電極（図示せず）に発生する電荷を検出回路１０により、出力電圧に変換して、前記入出力端子１１より角速度の信号として、相手側のコンピュータ（図示せず）等に入力し、角速度を検出するものである。 When the angular velocity ω is applied to the vibrator 1, electric charges are generated in the angular velocity detection electrodes (not shown) provided in the pair of detection units 3. Then, the electric charge generated in the electrode for detecting the angular velocity (not shown) is converted into an output voltage by the detection circuit 10 and is sent to the other computer (not shown) as an angular velocity signal from the input / output terminal 11. Input and detect angular velocity.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−１７４５２１号公報 As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
JP 2002-174521 A

しかしながら、上記従来の構成においては、ＥＥＰＲＯＭ６ａに保存した８ビットからなる２つの補正データを互いに比較することにより、補正データの改竄を防止した状態で、駆動信号を補正しているため、改竄が起きているビット自身は特定できないこととなり、補正データを修正することが困難になってしまうという課題を有していた。 However, in the above-described conventional configuration, the two correction data consisting of 8 bits stored in the EEPROM 6a are compared with each other to correct the drive signal while preventing the correction data from being falsified. The bit itself cannot be specified, and it has been difficult to correct the correction data.

本発明は上記従来の課題を解決するもので、補正データに改竄が生じた場合に、改竄が起きているビット自身の特定を可能にして、容易に補正データを修正することができる角速度センサを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide an angular velocity sensor that can easily correct correction data by enabling identification of a bit that has been falsified when correction data is falsified. It is intended to provide.

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

本発明の請求項１に記載の発明は、振動子と、この振動子を振動させるとともに可変直流アンプを有する駆動回路と、前記振動子に角速度が付加された際にコリオリ力により発生する電荷を出力信号に変換するとともに可変直流アンプを有する検出回路と、前記駆動回路または検出回路における可変直流アンプの補正量を指定する補正データを保存するとともにデータ領域およびパリティ領域を設けた少なくとも２つの不揮発性メモリと、この少なくとも２つの不揮発性メモリに保存された補正データが互いに一致するか相補的であるときにのみ補正データを出力する比較回路と、この比較回路の出力信号を入力するとともに前記駆動回路または検出回路における可変直流アンプの補正量を指定する出力用揮発性メモリとを備え、前記パリティ領域を水平パリティおよび垂直パリティで構成するとともに、データ領域およびパリティ領域の水平方向および垂直方向のデータの和が奇数または偶数に統一されるように構成したもので、この構成によれば、パリティ領域を水平パリティおよび垂直パリティで構成するとともに、データ領域およびパリティ領域の水平方向および垂直方向のデータの和が奇数または偶数に統一されるように構成しているため、データ領域、水平パリティ、垂直パリティの３値を比較することにより、容易に補正データのうちの誤っているデータを認識することができ、これにより、容易に補正データを修正することが可能な角速度センサを提供することができるという作用効果を有するものである。 According to the first aspect of the present invention, a vibrator, a drive circuit that vibrates the vibrator and includes a variable DC amplifier, and a charge generated by Coriolis force when an angular velocity is added to the vibrator are provided. A detection circuit for converting to an output signal and having a variable DC amplifier, and correction data for specifying a correction amount of the variable DC amplifier in the drive circuit or the detection circuit are stored, and at least two nonvolatile elements provided with a data area and a parity area A memory, a comparison circuit that outputs correction data only when the correction data stored in the at least two nonvolatile memories are identical or complementary, and an input signal of the comparison circuit and the drive circuit Or a volatile memory for output that specifies the correction amount of the variable DC amplifier in the detection circuit, The area is configured with horizontal parity and vertical parity, and the data area and parity area are configured such that the sum of the horizontal and vertical data is unified to an odd number or even number. Is composed of horizontal parity and vertical parity, and the sum of the horizontal and vertical data in the data area and parity area is unified to an odd number or even number. By comparing these three values, it is possible to easily recognize erroneous data in the correction data, thereby providing an angular velocity sensor that can easily correct the correction data. It has a working effect.

以上のように本発明の角速度センサは、振動子と、この振動子を振動させるとともに可変直流アンプを有する駆動回路と、前記振動子に角速度が付加された際にコリオリ力により発生する電荷を出力信号に変換するとともに可変直流アンプを有する検出回路と、前記駆動回路または検出回路における可変直流アンプの補正量を指定する補正データを保存するとともにデータ領域およびパリティ領域を設けた少なくとも２つの不揮発性メモリと、この少なくとも２つの不揮発性メモリに保存された補正データが互いに一致するか相補的であるときにのみ補正データを出力する比較回路と、この比較回路の出力信号を入力するとともに前記駆動回路または検出回路における可変直流アンプの補正量を指定する出力用揮発性メモリとを備え、前記パリティ領域を水平パリティおよび垂直パリティで構成するとともに、データ領域およびパリティ領域の水平方向および垂直方向のデータの和が奇数または偶数に統一されるように構成しているため、データ領域、水平パリティ、垂直パリティの３値を比較することにより、容易に補正データのうちの誤っているデータを認識することができ、これにより、容易に補正データを修正することができる角速度センサを提供することができるという優れた効果を奏するものである。 As described above, the angular velocity sensor of the present invention outputs a vibrator, a drive circuit having a variable DC amplifier while vibrating the vibrator, and a charge generated by Coriolis force when the angular velocity is added to the vibrator. A detection circuit that converts the signal into a signal and includes a variable DC amplifier; and at least two nonvolatile memories that store correction data that specifies the correction amount of the variable DC amplifier in the drive circuit or the detection circuit and that are provided with a data area and a parity area A comparison circuit that outputs correction data only when the correction data stored in the at least two non-volatile memories are identical or complementary to each other, and an input signal of the comparison circuit and the drive circuit or An output volatile memory that specifies the correction amount of the variable DC amplifier in the detection circuit, and The data area, the horizontal parity, and the data area and the horizontal parity are configured so that the sum of the horizontal and vertical data in the data area and the parity area is unified to an odd number or an even number. By comparing the three values of the vertical parity, it is possible to easily recognize erroneous data among the correction data, thereby providing an angular velocity sensor that can easily correct the correction data. This is an excellent effect.

以下、本発明の一実施の形態における角速度センサについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の一実施の形態における角速度センサの回路を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a circuit of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention.

図１において、３１は振動子で、この振動子３１は一対の駆動部３２と、この一対の駆動部３２のそれぞれの先端に配設された一対の検知部３３とにより構成されている。また前記振動子３１の駆動部３２の一方には駆動用電極３４を設けるとともに、前記駆動部３２の他方には駆動検出用電極３５を設けている。そしてまた前記振動子３１における一対の検知部３３には角速度検出用電極３６を設けている。３７はモニタ回路で、このモニタ回路３７は前記振動子３１の駆動検出用電極３５の電荷を入力する電流アンプ３８と、この電流アンプ３８の出力信号を入力するバンドパスフィルタ３９と、このバンドパスフィルタ３９の出力信号を入力する整流器４０と、この整流器４０の出力信号を入力する平滑回路４１とにより構成されている。４２はＡＧＣ回路で、このＡＧＣ回路４２は前記モニタ回路３７における平滑回路４１の出力信号を入力し、かつ前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９の出力信号を増幅あるいは減衰させるものである。４３は制御回路で、この制御回路４３は前記ＡＧＣ回路４２の出力信号を入力するとともに、前記振動子３１の駆動用電極３４に駆動信号を入力するものである。そして、前記モニタ回路３７、ＡＧＣ回路４２および制御回路４３によって駆動回路４４を構成している。 In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a vibrator, and the vibrator 31 includes a pair of drive units 32 and a pair of detection units 33 disposed at respective tips of the pair of drive units 32. In addition, a drive electrode 34 is provided on one side of the drive unit 32 of the vibrator 31, and a drive detection electrode 35 is provided on the other side of the drive unit 32. In addition, an angular velocity detection electrode 36 is provided on the pair of detection units 33 in the vibrator 31. Reference numeral 37 denotes a monitor circuit. The monitor circuit 37 includes a current amplifier 38 for inputting the electric charge of the drive detection electrode 35 of the vibrator 31, a bandpass filter 39 for inputting an output signal of the current amplifier 38, and the bandpass. A rectifier 40 for inputting the output signal of the filter 39 and a smoothing circuit 41 for inputting the output signal of the rectifier 40 are configured. Reference numeral 42 denotes an AGC circuit. The AGC circuit 42 inputs the output signal of the smoothing circuit 41 in the monitor circuit 37 and amplifies or attenuates the output signal of the band-pass filter 39 in the monitor circuit 37. Reference numeral 43 denotes a control circuit. The control circuit 43 inputs an output signal of the AGC circuit 42 and inputs a drive signal to the drive electrode 34 of the vibrator 31. The monitor circuit 37, AGC circuit 42 and control circuit 43 constitute a drive circuit 44.

４５はチャージアンプで、このチャージアンプ４５は前記振動子３１における一対の角速度検出用電極３６にコリオリ力により発生する電荷を電圧に変換するものである。４６は第１の検出回路で、この第１の検出回路４６は、前記チャージアンプ４５の出力信号を入力する第１のバンドパスフィルタ４７と、この第１のバンドパスフィルタ４７の出力信号を入力する第１の同期検波器４８と、この第１の同期検波器４８の出力信号を入力する第１の平滑回路４９と、この第１の平滑回路４９の出力信号を入力するとともに、増幅して角速度信号を出力する第１の可変直流アンプ５０とにより構成されている。そして、この第１の可変直流アンプ５０は、図２に示すように、アンプ本体５０ａと、このアンプ本体５０ａの増幅率を変化させる８つのラダー抵抗５０ｂとこのラダー抵抗５０ｂのオンオフを調整する８つのスイッチ５０ｃとで構成されている。５１は第２の検出回路で、この第２の検出回路５１は、前記チャージアンプ４５の出力信号を入力する第２のバンドパスフィルタ５２と、この第２のバンドパスフィルタ５２の出力信号を入力する第２の同期検波器５３と、この第２の同期検波器５３の出力信号を入力する第２の平滑回路５４と、この第２の平滑回路５４の出力信号を入力するとともに、増幅して角速度信号を出力する第２の可変直流アンプ５５とにより構成されている。５６は故障検出回路で、この故障検出回路５６は、前記第１の検出回路４６の可変直流アンプ５０の出力信号と、前記第２の検出回路５１の第２の可変直流アンプ５５の出力信号とを比較して、両者の電圧差を出力する差動アンプ５７と、この差動アンプ５７の出力信号を入力するとともに、基準電圧器５８の電圧と比較して、故障情報を出力電圧として出力する比較器５９とにより構成されている。 Reference numeral 45 denotes a charge amplifier. The charge amplifier 45 converts charges generated by Coriolis force on the pair of angular velocity detection electrodes 36 in the vibrator 31 into a voltage. Reference numeral 46 denotes a first detection circuit. The first detection circuit 46 receives a first band-pass filter 47 that receives the output signal of the charge amplifier 45 and an output signal of the first band-pass filter 47. The first synchronous detector 48, the first smoothing circuit 49 for inputting the output signal of the first synchronous detector 48, and the input signal for the first smoothing circuit 49 are input and amplified. The first variable DC amplifier 50 outputs an angular velocity signal. As shown in FIG. 2, the first variable DC amplifier 50 adjusts the amplifier body 50a, the eight ladder resistors 50b that change the amplification factor of the amplifier body 50a, and the on / off state of the ladder resistor 50b. And two switches 50c. Reference numeral 51 denotes a second detection circuit. The second detection circuit 51 receives a second band-pass filter 52 that inputs the output signal of the charge amplifier 45 and an output signal of the second band-pass filter 52. The second synchronous detector 53, the second smoothing circuit 54 that inputs the output signal of the second synchronous detector 53, and the output signal of the second smoothing circuit 54 that is input and amplified. And a second variable DC amplifier 55 that outputs an angular velocity signal. Reference numeral 56 denotes a failure detection circuit. The failure detection circuit 56 includes an output signal of the variable DC amplifier 50 of the first detection circuit 46 and an output signal of the second variable DC amplifier 55 of the second detection circuit 51. The differential amplifier 57 that outputs the voltage difference between the two and the output signal of the differential amplifier 57 are input, and compared with the voltage of the reference voltage device 58, the failure information is output as the output voltage. Comparator 59 is included.

６０は第１のＡＤ変換器で、この第１のＡＤ変換器６０は第１の検出回路４６における第１の可変直流アンプ５０から出力されるアナログからなる出力信号をデジタル信号に変換するものである。６１は第２のＡＤ変換器で、この第２のＡＤ変換器６１は故障検出回路５６における比較器５９から出力されるアナログからなる故障信号をデジタル信号に変換するものである。６２は揮発性メモリで、この揮発性メモリ６２には角速度情報としての出力信号、駆動回路４４の補正データおよび故障検出回路５６から出力された故障情報等がデータとして保存されているものである。６３は３線式シリアル通信におけるスレブに相当する通信制御回路で、この通信制御回路６３は揮発性メモリ６２とデータのやり取りを行っている。 Reference numeral 60 denotes a first AD converter. The first AD converter 60 converts an analog output signal output from the first variable DC amplifier 50 in the first detection circuit 46 into a digital signal. is there. Reference numeral 61 denotes a second AD converter. The second AD converter 61 converts an analog failure signal output from the comparator 59 in the failure detection circuit 56 into a digital signal. Reference numeral 62 denotes a volatile memory, in which an output signal as angular velocity information, correction data of the drive circuit 44, failure information output from the failure detection circuit 56, and the like are stored as data. Reference numeral 63 denotes a communication control circuit corresponding to a slave in three-wire serial communication. This communication control circuit 63 exchanges data with the volatile memory 62.

６４はＥＥＰＲＯＭからなる第１の不揮発性メモリで、この第１の不揮発性メモリ６４は、図３に示すように、各々８ビットからなる第１のアドレス６５、第２のアドレス６６、第３のアドレス６７、第４のアドレス６８、第５のアドレス６９、第６のアドレス７０、第１の垂直パリティ７１および第２の垂直パリティ７２とで構成されている。そして、各々のアドレスは、７ビットからなるデータ領域７３と、１ビットからなる水平パリティ７４とからなり、この水平パリティ７４により、各アドレスの“１”の個数の和が偶数になるように設定されている。例えば、第１の不揮発性メモリ６４における第１のアドレス６５は、データ領域７３に３つの“１”があるため、水平パリティ７４は“１”であり、一方、第４のアドレス６８は、データ領域７３に４つの“１”があるため、水平パリティ７４は“０”となる。また、７１は第１の垂直パリティで、この第１の垂直パリティ７１には、前記第１のアドレス６５、第２のアドレス６６、第３のアドレス６７、第４のアドレス６８および第１の垂直パリティ７１における垂直方向のビットの和が偶数になるように、“０”または“１”の値を入力している。例えば、第１のアドレス６５および第２のアドレス６６における先頭ビットは“１”であるため、第１の垂直パリティ７１における先頭ビットを“０”とすることにより、垂直方向のビットの和が偶数値“２”となっている。これと同様に、第１のアドレス６５、第２のアドレス６６および第４のアドレス６８における第２番目のビットは“１”であるため、第１の垂直パリティ７１における第２番目のビットを“１”とすることにより、垂直方向のビットの和が偶数値“４”となっている。そしてまた、７２は第２の垂直パリティで、この第２の垂直パリティ７２には、前記第５のアドレス６９および第６のアドレス７０における垂直方向のビットの和が偶数になるように、“０”または“１”の値を入力している。 Reference numeral 64 denotes a first non-volatile memory composed of an EEPROM. As shown in FIG. 3, the first non-volatile memory 64 includes a first address 65, a second address 66, a third address composed of 8 bits each. The address 67, the fourth address 68, the fifth address 69, the sixth address 70, the first vertical parity 71 and the second vertical parity 72 are configured. Each address is composed of a 7-bit data area 73 and a 1-bit horizontal parity 74, and the horizontal parity 74 is set so that the sum of the number of “1” s in each address is an even number. Has been. For example, since the first address 65 in the first nonvolatile memory 64 has three “1” s in the data area 73, the horizontal parity 74 is “1”, while the fourth address 68 is the data Since there are four “1” s in the area 73, the horizontal parity 74 is “0”. Reference numeral 71 denotes a first vertical parity. The first vertical parity 71 includes the first address 65, the second address 66, the third address 67, the fourth address 68, and the first vertical parity. A value of “0” or “1” is input so that the sum of the vertical bits in the parity 71 is an even number. For example, since the first bit in the first address 65 and the second address 66 is “1”, if the first bit in the first vertical parity 71 is set to “0”, the sum of the bits in the vertical direction is even. The value is “2”. Similarly, since the second bit in the first address 65, the second address 66, and the fourth address 68 is “1”, the second bit in the first vertical parity 71 is set to “1”. By setting “1”, the sum of the bits in the vertical direction is an even value “4”. In addition, 72 is a second vertical parity, and the second vertical parity 72 is “0” so that the sum of the bits in the vertical direction at the fifth address 69 and the sixth address 70 is an even number. "Or" 1 "is entered.

７５はＥＥＰＲＯＭからなる第２の不揮発性メモリで、この第２の不揮発性メモリ７５は、図４に示すように、各々８ビットからなる第１のアドレス７６、第２のアドレス７７、第３のアドレス７８、第４のアドレス７９、第５のアドレス８０、第６のアドレス８１、第１の垂直パリティ８２および第２の垂直パリティ８３とにより構成されている。そして、各々のアドレスは、７ビットからなるデータ領域８４と、１ビットからなる水平パリティ８５とからなり、データ領域８４には、前記第１の不揮発性メモリ６４におけるデータ領域７３に格納されたデータと互いに、相補性を有するデータが格納されている。そしてまた、水平パリティ８５により、各アドレスの“１”の個数の和が偶数になるように設定されている。例えば、第２の不揮発性メモリ７５における第１のアドレス７６におけるデータ領域８４に４つの “１”があるため、水平パリティは“０”であり、一方、第４のアドレス７９は、データ領域８４に３つの“１”があるため、水平パリティ８５は“１”となる。また、８２は第１の垂直パリティで、この第１の垂直パリティ８２には、前記第１のアドレス７６、第２のアドレス７７、第３のアドレス７８、第４のアドレス７９および第１の垂直パリティ８２における垂直方向のビットの和が偶数になるように、“０”または“１”の値を入力している。例えば、第３のアドレス７８および第４のアドレス７９における先頭ビットが“１”であるため、第１の垂直パリティ８２における先頭ビットを“０”とすることにより、垂直方向のビットの和が偶数値“２”となっている。これと同様に、第３のアドレス７８における第２番目のビットは“１”であるため、第１の垂直パリティ８２における第２番目のビットを“１”とすることにより、垂直方向のビットの和は偶数値“２”となるものである。そしてまた、８３は第２の垂直パリティで、この第２の垂直パリティ８３には、前記第５のアドレス８０、第６のアドレス８１および第２の垂直パリティ８３のビットの和が偶数になるように、“０”または“１”の値を入力している。 Reference numeral 75 denotes a second non-volatile memory made of EEPROM. As shown in FIG. 4, the second non-volatile memory 75 has a first address 76, a second address 77, and a third address each consisting of 8 bits. The address 78, the fourth address 79, the fifth address 80, the sixth address 81, the first vertical parity 82, and the second vertical parity 83 are configured. Each address is composed of a 7-bit data area 84 and a 1-bit horizontal parity 85. The data area 84 stores data stored in the data area 73 in the first nonvolatile memory 64. And data having complementarity are stored. Further, the horizontal parity 85 is set so that the sum of the number of “1” s in each address is an even number. For example, since there are four “1” s in the data area 84 at the first address 76 in the second nonvolatile memory 75, the horizontal parity is “0”, while the fourth address 79 is in the data area 84. Since there are three “1” s, the horizontal parity 85 is “1”. Reference numeral 82 denotes a first vertical parity. The first vertical parity 82 includes the first address 76, the second address 77, the third address 78, the fourth address 79, and the first vertical parity. A value of “0” or “1” is input so that the sum of the vertical bits in the parity 82 is an even number. For example, since the first bit in the third address 78 and the fourth address 79 is “1”, the sum of the bits in the vertical direction is even by setting the first bit in the first vertical parity 82 to “0”. The value is “2”. Similarly, since the second bit in the third address 78 is “1”, by setting the second bit in the first vertical parity 82 to “1”, the bit in the vertical direction is changed. The sum is an even value “2”. 83 is a second vertical parity, and the second vertical parity 83 has an even sum of bits of the fifth address 80, the sixth address 81, and the second vertical parity 83. A value of “0” or “1” is input.

８６は比較回路で、この比較回路８６は第１の不揮発性メモリ６４におけるデータ領域７３および第２の不揮発性メモリ７５におけるデータ領域８４に保存された補正データが相補的に一致したときのみにその補正データを選択して出力するものである。８７は出力用揮発性メモリで、この出力用揮発性メモリ８７は、前記比較回路８６から出力された補正データを保存するとともに、この出力用揮発性メモリ８７の出力データを基に、第１の可変直流アンプ５０または第２の可変直流アンプ５５の増幅度を変化させるものである。 Reference numeral 86 denotes a comparison circuit. The comparison circuit 86 is used only when the correction data stored in the data area 73 in the first nonvolatile memory 64 and the data area 84 in the second nonvolatile memory 75 are complementarily matched. The correction data is selected and output. Reference numeral 87 denotes an output volatile memory. The output volatile memory 87 stores the correction data output from the comparison circuit 86 and, based on the output data of the output volatile memory 87, the first volatile memory 87. The amplification degree of the variable DC amplifier 50 or the second variable DC amplifier 55 is changed.

以上のように構成された本発明の一実施の形態における角速度センサについて、次にその動作を説明する。 Next, the operation of the angular velocity sensor according to one embodiment of the present invention configured as described above will be described.

振動子３１の駆動用電極３４に交流電圧を加えると、前記振動子３１が共振し、この振動子３１における駆動検出用電極３５に電荷が発生する。そして、この駆動検出用電極３５に発生した電荷を駆動回路４４における電流アンプ３８に入力し、正弦波形の出力電圧に変換する。そしてこの電流アンプ３８の出力電圧をモニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９に入力し、前記振動子３１の共振周波数のみを抽出し、ノイズ成分を除去した図５（ａ）に示すような正弦波形を出力する。そしてまた、前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９の出力信号を整流器４０に入力することにより、負電圧成分を正電圧に変換した後、平滑回路４１に入力することにより、直流電圧信号に変換する。さらに、前記ＡＧＣ回路４２は前記平滑回路４１の直流電圧信号が大の場合には、前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９の出力信号を減衰させるような信号を、一方、前記平滑回路４１の直流電圧信号が小の場合には、前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９の出力信号を増幅させるような信号を制御回路４３に入力し、前記振動子３１の振動が一定振幅となるように調整するものである。 When an AC voltage is applied to the drive electrode 34 of the vibrator 31, the vibrator 31 resonates, and a charge is generated at the drive detection electrode 35 in the vibrator 31. Then, the electric charge generated in the drive detection electrode 35 is input to the current amplifier 38 in the drive circuit 44 and converted into a sine waveform output voltage. Then, the output voltage of the current amplifier 38 is inputted to a band pass filter 39 in the monitor circuit 37, and only the resonance frequency of the vibrator 31 is extracted, and a sine waveform as shown in FIG. Output. Further, the output signal of the bandpass filter 39 in the monitor circuit 37 is input to the rectifier 40 to convert the negative voltage component into a positive voltage and then input to the smoothing circuit 41 to be converted into a DC voltage signal. . Further, when the DC voltage signal of the smoothing circuit 41 is large, the AGC circuit 42 outputs a signal that attenuates the output signal of the band-pass filter 39 in the monitor circuit 37, while the DC voltage signal of the smoothing circuit 41. When the voltage signal is small, a signal that amplifies the output signal of the bandpass filter 39 in the monitor circuit 37 is input to the control circuit 43, and the vibration of the vibrator 31 is adjusted to have a constant amplitude. Is.

また、前記振動子３１の駆動部３２が駆動方向に速度Ｖで屈曲振動している状態において、前記振動子３１の長手方向の中心軸周りに振動子３１が角速度ωで回転すると、この振動子３１の検知部３３にＦ＝２ｍＶ×ωのコリオリ力が発生する。このコリオリ力により前記検知部３３における一対の角速度検出用電極３６に、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すような電荷が発生する。そしてこの角速度検出用電極３６に発生する電荷はコリオリ力により発生するため、前記駆動検出用電極３５に発生する信号より位相が９０度進んでいる。そしてまた、前記一対の角速度検出用電極３６に発生した出力信号を重ね合わせることにより図５（ｄ）に示すような電荷の信号を得る。さらにチャージアンプ４５により、図５（ｅ）に示すような出力電圧に変換する。このとき、前記チャージアンプ４５はコンデンサ（図示せず）を設けており、前記角速度検出用電極３６の出力をさらに９０度進めるものである。そしてこのチャージアンプ４５の出力信号を２つの出力信号に分岐するとともに、この分岐した出力信号の一方を第１の検出回路４６における第１のバンドパスフィルタ４７により前記振動子３１の共振周波数成分のみを抽出し、ノイズ成分を除去するとともに、この第１のバンドパスフィルタ４７の出力を第１の同期検波器４８に入力し、前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９の振動の周期で位相検波するとともに、前記第１のバンドパスフィルタ４７の電力電圧の負電圧成分を正電圧に変換し、図５（ｆ）に示すような出力信号を得る。そしてこの第１の同期検波器４８の出力電圧を第１の平滑回路４９および第１の可変直流アンプ５０により平滑化するとともに、増幅し、図５（ｇ）に示すような出力信号を得る。またこれと同様に、前記チャージアンプ４５の出力信号のうち、他方の出力信号から第２の検出回路５１における第２のバンドパスフィルタ５２により前記振動子３１の共振周波数成分のみを抽出し、ノイズ成分を除去するとともに、この第２のバンドパスフィルタ５２の出力を第２の同期検波器５３に入力し、前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９の振動の周期で位相検波させるとともに、前記第２のバンドパスフィルタ５２の出力電圧の負電圧成分を正電圧に変換し、図５（ｆ）に示すような出力信号を得る。そしてこの第２の同期検波器５３の出力電圧を第２の平滑回路５４および第２の可変直流アンプ５５により平滑化するとともに、増幅し、図５（ｇ）に示すような出力信号を得る。そして、前記第１の検出回路４６における第１の可変直流アンプ５０あるいは前記第２の検出回路５１における第２の可変直流アンプ５５の出力信号をアナログからなる角速度情報として第１のＡＤ変換器６０に入力する。そしてまた、この第１のＡＤ変換器６０は、前記可変直流アンプ５０から出力されるアナログからなる出力情報をデジタルからなる出力信号に変換するものである。 Further, when the vibrator 31 rotates at an angular velocity ω around the central axis in the longitudinal direction of the vibrator 31 in a state in which the drive unit 32 of the vibrator 31 is bendingly vibrated at a speed V in the driving direction, the vibrator 31 rotates. A Coriolis force of F = 2 mV × ω is generated in 31 detection units 33. Due to this Coriolis force, electric charges as shown in FIGS. 5B and 5C are generated in the pair of angular velocity detection electrodes 36 in the detection unit 33. Since the electric charge generated in the angular velocity detection electrode 36 is generated by the Coriolis force, the phase is advanced by 90 degrees from the signal generated in the drive detection electrode 35. Further, by superimposing the output signals generated on the pair of angular velocity detection electrodes 36, a charge signal as shown in FIG. 5D is obtained. Further, the charge amplifier 45 converts the output voltage as shown in FIG. At this time, the charge amplifier 45 is provided with a capacitor (not shown), and further advances the output of the angular velocity detection electrode 36 by 90 degrees. Then, the output signal of the charge amplifier 45 is branched into two output signals, and one of the branched output signals is subjected to only the resonance frequency component of the vibrator 31 by the first band pass filter 47 in the first detection circuit 46. And the noise component is removed, and the output of the first band-pass filter 47 is input to the first synchronous detector 48, and phase detection is performed at the period of vibration of the band-pass filter 39 in the monitor circuit 37. At the same time, the negative voltage component of the power voltage of the first band-pass filter 47 is converted into a positive voltage to obtain an output signal as shown in FIG. The output voltage of the first synchronous detector 48 is smoothed and amplified by the first smoothing circuit 49 and the first variable DC amplifier 50 to obtain an output signal as shown in FIG. Similarly, only the resonance frequency component of the vibrator 31 is extracted from the other output signal of the output signal of the charge amplifier 45 by the second band-pass filter 52 in the second detection circuit 51, and noise is extracted. While removing the component, the output of the second band-pass filter 52 is input to the second synchronous detector 53, and phase detection is performed at the period of vibration of the band-pass filter 39 in the monitor circuit 37. The negative voltage component of the output voltage of the bandpass filter 52 is converted into a positive voltage, and an output signal as shown in FIG. The output voltage of the second synchronous detector 53 is smoothed and amplified by the second smoothing circuit 54 and the second variable DC amplifier 55 to obtain an output signal as shown in FIG. Then, the first AD converter 60 uses the output signal of the first variable DC amplifier 50 in the first detection circuit 46 or the second variable DC amplifier 55 in the second detection circuit 51 as analog angular velocity information. To enter. The first AD converter 60 converts analog output information output from the variable DC amplifier 50 into a digital output signal.

そして、角速度センサの通常の使用状態において、角速度センサの出力信号値を適正な値に補正するために、予め、第１の不揮発性メモリ６４および第２の不揮発性メモリ７５に補正データが格納されており、この補正データを基に、第１の可変直流アンプ５０および第２の可変直流アンプ５５におけるスイッチ５０ｃを切り替えることにより、角速度センサの出力信号を補正している。すなわち、第１の不揮発性メモリ６４および第２の不揮発性メモリ７５の各々に、互いに相補性を有する８ビットからなる補正データを入力する。そして、比較回路８６により、第１の不揮発性メモリ６４および第２の不揮発性メモリ７５に保管された補正データが一致したときのみ、その補正データを出力用揮発性メモリ８７から第１の可変直流アンプ５０および第２の可変直流アンプ５５におけるスイッチ５０ｃに入力することにより、第１の可変直流アンプ５０および第２の可変直流アンプ５５の増幅率を補正するものである。 In the normal use state of the angular velocity sensor, correction data is stored in advance in the first nonvolatile memory 64 and the second nonvolatile memory 75 in order to correct the output signal value of the angular velocity sensor to an appropriate value. Based on this correction data, the output signal of the angular velocity sensor is corrected by switching the switch 50c in the first variable DC amplifier 50 and the second variable DC amplifier 55. In other words, 8-bit correction data having complementarity is input to each of the first nonvolatile memory 64 and the second nonvolatile memory 75. Then, only when the correction data stored in the first non-volatile memory 64 and the second non-volatile memory 75 are matched by the comparison circuit 86, the correction data is transferred from the output volatile memory 87 to the first variable DC. By inputting to the switch 50c in the amplifier 50 and the second variable DC amplifier 55, the amplification factors of the first variable DC amplifier 50 and the second variable DC amplifier 55 are corrected.

ここで、例えば、図６に示すように、第１の不揮発性メモリ６４におけるデータ領域７３に格納された補正データのうち、第３のアドレス６７における第３番目のビットが“０”から“１”にデータ化けした場合を考えると、本発明の一実施の形態における角速度センサにおいては、パリティ領域を水平パリティ７４および第１の垂直パリティ７１で構成するとともに、データ領域およびパリティ領域の水平方向および垂直方向のデータの和が偶数に統一されるように構成しているため、水平パリティ７４により第３のアドレスに異常なデータが存在することが分かり、また、第１の垂直パリティにより、第３番目のビットに異常なデータが存在することが分かることになり、これにより、容易に補正データのうちの誤っているデータが、第３のアドレス６７における第３番目のビットであることを認識することができるため、容易に補正データを修正することができるものである。 Here, for example, as shown in FIG. 6, among the correction data stored in the data area 73 in the first nonvolatile memory 64, the third bit at the third address 67 changes from “0” to “1”. In the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention, the parity area is composed of the horizontal parity 74 and the first vertical parity 71, and the data area and the parity area in the horizontal direction Since the configuration is such that the sum of the data in the vertical direction is unified to an even number, it can be seen from the horizontal parity 74 that there is abnormal data at the third address, and the third vertical parity causes the third data It can be seen that there is abnormal data in the 2nd bit, so that erroneous data in the correction data can be easily Since it is possible to recognize that the third bit in the address 67, in which can be modified easily corrected data.

本発明に係る角速度センサは、容易に補正データを修正することが可能な角速度センサを提供することができるという効果を有するものであり、特に航空機、自動車、ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲーション等に利用できる角速度センサとして有用なものである。 The angular velocity sensor according to the present invention has an effect that an angular velocity sensor capable of easily correcting correction data can be provided, and in particular, a mobile object such as an aircraft, an automobile, a robot, a ship, and a vehicle. It is useful as an angular velocity sensor that can be used for posture control, navigation, and the like.

本発明の一実施の形態における角速度センサの回路を示すブロック図The block diagram which shows the circuit of the angular velocity sensor in one embodiment of this invention 同角速度センサの増幅アンプの等価回路図Equivalent circuit diagram of amplification amplifier of same angular velocity sensor 同角速度センサにおける第１の不揮発性メモリを示す図The figure which shows the 1st non-volatile memory in the same angular velocity sensor 同角速度センサにおける第２の不揮発性メモリを示す図The figure which shows the 2nd non-volatile memory in the same angular velocity sensor 同角速度センサが動作する状態を示す波形図Waveform diagram showing how the angular velocity sensor operates 同角速度センサにおける第１の不揮発性メモリの補正データの１つのビットが化けた状態を示す図The figure which shows the state in which one bit of the correction data of the 1st non-volatile memory in the same angular velocity sensor was garbled 従来の角速度センサの回路を示すブロック図Block diagram showing the circuit of a conventional angular velocity sensor 従来の角速度センサにおける駆動回路および検出回路を示すブロック図Block diagram showing a drive circuit and a detection circuit in a conventional angular velocity sensor 従来の角速度センサの不揮発性メモリにおける補正データを示す図The figure which shows the correction data in the non-volatile memory of the conventional angular velocity sensor

Explanation of symbols

３１振動子
４４駆動回路
４６，５１検出回路
５０，５５可変直流アンプ
６４，７５不揮発性メモリ
７１，７２，８２，８３垂直パリティ
７３，８４データ領域
７４，８５水平パリティ
８６比較回路
８７出力用揮発性メモリ 31 vibrator 44 drive circuit 46, 51 detection circuit 50, 55 variable DC amplifier 64, 75 nonvolatile memory 71, 72, 82, 83 vertical parity 73, 84 data area 74, 85 horizontal parity 86 comparison circuit 87 volatile for output memory

Claims

A vibrator, a drive circuit that oscillates the vibrator and has a variable DC amplifier, and a detector that converts a charge generated by Coriolis force when an angular velocity is added to the vibrator into an output signal and has a variable DC amplifier Circuit, correction data specifying the correction amount of the variable DC amplifier in the drive circuit or the detection circuit, and at least two nonvolatile memories provided with a data area and a parity area, and stored in the at least two nonvolatile memories A comparison circuit that outputs correction data only when the corrected data matches or is complementary, and inputs the output signal of this comparison circuit and specifies the correction amount of the variable DC amplifier in the drive circuit or detection circuit Output parity volatile memory, and the parity area is divided into horizontal and vertical parities. Together comprise a tee, the angular velocity sensor constructed as the sum of the horizontal and vertical data in the data area and the parity area are unified to an odd or even number.