JP2011141210A - Method of adjusting angular velocity detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of adjusting an angular velocity detection device capable of compensating a characteristic difference of a weight in a mode uninfluenced by magnitude of a disturbance. <P>SOLUTION: The method of adjusting the angular velocity detection device for detecting angular velocity based on vibration in a vertical direction to a driving direction of two weights driven in mutually reverse phases includes: a driving step for driving the two weights in reverse phases mutually; an operation step for applying a carrier signal for amplitude modulation to detection electrodes of the two weights during driving; an excitation step for applying the same acceleration so that the two weights are vibrated in the same phase mutually in the vertical direction to the driving direction during the operation step; a signal extraction step for extracting a signal showing a vibration component in the vertical direction to the driving direction, from an electric signal acquired from the two weights during the excitation step; and an amplitude adjusting step for adjusting an amplitude of the carrier signal for amplitude modulation so that each amplitude of signals related to the two weights acquired in the signal extraction step becomes the same. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、互いに逆相に駆動される2つの錘を備え、前記駆動方向に垂直な方向の該2つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置の調整方法等に関する。   The present invention relates to an adjustment method for an angular velocity detection device that includes two weights driven in opposite phases and detects angular velocity based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction.

従来、基板上に変位可能に支持された錘を有する角速度センサを搭載し、所定軸周りの角速度の発生時にその錘に作用する変位量を角速度センサから出力して、その変位量に基づいて所定軸周りの角速度を検出する角速度検出装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この角速度検出装置において、錘は2つ対称的に設けられており、これら2つの錘は、所定の第1方向へ逆相で励起振動されつつ、角速度に応じたコリオリ力によりその第1方向と直交する所定の第2方向へ逆相で変位振動される。そして、2つの錘の第2方向における変位量の差を検出して、その変位差に基づいて第1方向及び第2方向の双方直交する所定軸周りの角速度を検出する。   Conventionally, an angular velocity sensor having a weight supported on a substrate in a displaceable manner is mounted, and a displacement amount acting on the weight when an angular velocity around a predetermined axis is generated is output from the angular velocity sensor, and a predetermined amount is determined based on the displacement amount. An angular velocity detection device that detects an angular velocity around an axis is known (for example, see Patent Document 1). In this angular velocity detection device, two weights are provided symmetrically, and these two weights are excited and oscillated in a reverse phase in a predetermined first direction, and the first direction is caused by the Coriolis force according to the angular velocity. Displacement vibration is performed in a reverse phase in a predetermined second direction orthogonal to each other. Then, a difference in displacement amount between the two weights in the second direction is detected, and an angular velocity around a predetermined axis orthogonal to both the first direction and the second direction is detected based on the displacement difference.

上述の如く、上記した力学量検出装置においては、角速度発生時に互いに逆相に変位振動する2つの錘の変位差に基づいて角速度が検出される。かかる構成においては、外乱振動等に起因して2つの錘が互いに同相に変位振動するときは、それら2つの錘の間に変位差がほとんど生じない筈である。このため、角速度検出への外乱による影響が排除され、角速度の誤検出を極力抑制することが可能となる。   As described above, in the mechanical quantity detection device described above, the angular velocity is detected based on the displacement difference between the two weights that displace and vibrate in opposite phases when the angular velocity is generated. In such a configuration, when two weights displace and vibrate in phase with each other due to disturbance vibrations or the like, there should be almost no displacement difference between the two weights. For this reason, the influence of disturbance on the angular velocity detection is eliminated, and erroneous detection of the angular velocity can be suppressed as much as possible.

しかし、角速度センサのセンサ素子の加工バラツキ等に起因して、上記した2つの錘の間で質量やバネ特性等に差が生じることがある。かかる事態が生じていると、外乱等で2つの錘が同相に変位した際に変位差が現れることとなるため、その結果、上記した力学量検出装置の如き構成では、角速度の誤検出を招くおそれがある。   However, due to variations in processing of sensor elements of the angular velocity sensor, a difference in mass, spring characteristics, or the like may occur between the two weights described above. When such a situation occurs, a displacement difference appears when the two weights are displaced in phase due to a disturbance or the like. As a result, the configuration such as the above-described mechanical quantity detection device causes erroneous detection of angular velocity. There is a fear.

かかる角速度の誤検出を防止するための1つのアプローチ方法として、特許文献2に開示されるアプローチ方法が知られている。この特許文献2には、所定の力学量が作用した際に互いに逆相変位する2つの錘を備え、前記所定の力学量に応じた信号として前記2つの錘の変位差に応じた信号を出力する角速度検出装置であって、前記2つの錘の検出方向における同相変位成分の、和の時間微分値又は各時間微分値の和を算出する算出手段と、前記算出手段による算出値に基づいて、前記2つの錘を検出方向の同相方向へフィードバック駆動するダンピング制御手段とを備える角速度検出装置が開示されている。   As one approach method for preventing such erroneous detection of angular velocity, an approach method disclosed in Patent Document 2 is known. This Patent Document 2 includes two weights that are displaced in opposite phases when a predetermined mechanical quantity acts, and outputs a signal corresponding to a displacement difference between the two weights as a signal corresponding to the predetermined dynamic quantity. An angular velocity detection device that calculates the sum of the time differential values or the sum of the time differential values of the in-phase displacement component in the detection direction of the two weights, based on the calculated value by the calculation means, An angular velocity detection device is disclosed that includes a damping control unit that feedback-drives the two weights in the in-phase direction of the detection direction.

特許第3512004号公報Japanese Patent No. 351004 特開2009−47649号公報JP 2009-47649 A

しかしながら、上記の特許文献2に開示の方法では、ダンピング制御手段により減衰しきれないような大きな外乱が発生した場合に、外乱による振動を角速度として誤検出する可能性がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 2 described above, when a large disturbance that cannot be attenuated by the damping control means occurs, vibration due to the disturbance may be erroneously detected as an angular velocity.

そこで、本発明は、外乱の大きさに影響されることが無い態様で錘の特性差を補償することができる角速度検出装置の調整方法等の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an adjustment method of an angular velocity detection device that can compensate for a characteristic difference of a weight in a manner that is not affected by the magnitude of disturbance.

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、互いに逆相に駆動される2つの錘を備え、前記駆動方向に垂直な方向の該2つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置の調整方法であって、
2つの錘を互いに逆相に駆動する駆動ステップと、
前記駆動ステップ中に、2つの錘のそれぞれの検出電極に、振幅変調用のキャリア信号をそれぞれ印加する作動ステップと、
前記作動ステップ中に、前記駆動方向に垂直な方向で2つの錘が互いに同相に振動するように、2つの錘に同一の加速度を作用させる加振ステップと、
前記加振ステップ中に2つの錘から得られる各電気信号から、前記駆動方向に垂直な方向での振動成分を表す信号を抽出する信号抽出ステップと、
前記信号抽出ステップで得られる2つの錘に係る信号のそれぞれの振幅が同一になるように、前記振幅変調用のキャリア信号の振幅を調整する振幅調整ステップとを備える、角速度検出装置の調整方法が提供される。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, two weights driven in opposite phases are provided, and an angular velocity is detected based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction. A method for adjusting an angular velocity detection device, comprising:
A driving step for driving the two weights in mutually opposite phases;
An operation step of applying a carrier signal for amplitude modulation to each of the detection electrodes of the two weights during the driving step;
An excitation step for applying the same acceleration to the two weights so that the two weights vibrate in phase with each other in a direction perpendicular to the driving direction during the operation step;
A signal extraction step of extracting a signal representing a vibration component in a direction perpendicular to the driving direction from each electric signal obtained from two weights during the vibration step;
An adjustment method of the angular velocity detection device, comprising: an amplitude adjustment step of adjusting the amplitude of the carrier signal for amplitude modulation so that the amplitudes of the signals related to the two weights obtained in the signal extraction step are the same. Provided.

本発明によれば、外乱の大きさに影響されることが無い態様で錘の特性差を補償することができる角速度検出装置の調整方法等が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adjustment method of the angular velocity detection apparatus etc. which can compensate the characteristic difference of a weight in the aspect which is not influenced by the magnitude of a disturbance are obtained.

本発明の一実施例による角速度検出装置1を組み込む電子部品実装パッケージ10の一例の要部断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part cross section of an example of the electronic component mounting package 10 incorporating the angular velocity detection apparatus 1 by one Example of this invention. 図1の電子部品実装パッケージ10におけるセンサチップ60の要部を概略的に示す上面図である。FIG. 2 is a top view schematically showing a main part of a sensor chip 60 in the electronic component mounting package 10 of FIG. 1. ヨーレート検出原理のモデルを示す図である。It is a figure which shows the model of a yaw rate detection principle. ヨーレートセンサの振動子(錘)の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the vibrator | oscillator (weight) of a yaw rate sensor. 音叉構造のヨーレート検出部70のヨーレート検出原理の説明図である。It is explanatory drawing of the yaw rate detection principle of the yaw rate detection part 70 of a tuning fork structure. 図6(A)は、2つの錘が対称振動した場合の各種波形を示す図であり、図6(B)は、2つの錘が同相振動した場合の各種波形を示す図である。FIG. 6A is a diagram illustrating various waveforms when two weights vibrate symmetrically, and FIG. 6B is a diagram illustrating various waveforms when two weights vibrate in phase. 2つの錘74a,74bの間に特性差が存在する場合において、2つの錘が同相振動したときの各種波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing various waveforms when two weights vibrate in phase when there is a characteristic difference between two weights 74a and 74b. 本実施例の角速度検出装置1における調整機能に関連する要部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the principal part relevant to the adjustment function in the angular velocity detection apparatus 1 of a present Example. 本実施例の角速度検出装置1の調整方法で使用する調整装置100のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the adjustment apparatus 100 used with the adjustment method of the angular velocity detection apparatus 1 of a present Example. 本実施例の角速度検出装置1の調整方法の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the adjustment method of the angular velocity detection apparatus 1 of a present Example. 振幅調整処理の説明図である。It is explanatory drawing of an amplitude adjustment process. その他の実施例による角速度検出装置1における調整機能に関連する要部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the principal part relevant to the adjustment function in the angular velocity detection apparatus 1 by other Examples.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例による角速度検出装置1を組み込む電子部品実装パッケージ10の一例の要部断面を示す断面図である。図2は、本実施例のセンサチップ(センサ基板)60の要部を概略的に示す上面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a main part of an example of an electronic component mounting package 10 incorporating an angular velocity detection device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view schematically showing the main part of the sensor chip (sensor substrate) 60 of this embodiment.

電子部品実装パッケージ10は、パッケージ本体17を備える。パッケージ本体17は、底部と底部から立設された側壁により内部空間(キャビティ)17aを画成する。内部空間17aには、角速度検出装置1の各種の電子部品(後述のセンサチップ60や制御ICチップ40)が収容される。内部空間17aの上方側は開口しており、蓋部材16により覆われる。パッケージ本体17は、セラミック材料のような任意の材料から構成されてよいし、若しくは、樹脂材料(例えばエポキシ樹脂)から構成されてもよい。   The electronic component mounting package 10 includes a package body 17. The package body 17 defines an internal space (cavity) 17a by a bottom portion and side walls standing from the bottom portion. Various electronic components (a sensor chip 60 and a control IC chip 40 described later) of the angular velocity detection device 1 are accommodated in the internal space 17a. The upper side of the internal space 17 a is open and is covered with the lid member 16. The package body 17 may be made of any material such as a ceramic material, or may be made of a resin material (for example, epoxy resin).

パッケージ本体17は、複数のリード14を備える。リード14は、電導性を有する材料からなる。制御ICチップ40の各電極とリード14とはワイヤ32のワイヤボンディングにより電気的に接続される。   The package body 17 includes a plurality of leads 14. The lead 14 is made of a conductive material. Each electrode of the control IC chip 40 and the lead 14 are electrically connected by wire bonding of a wire 32.

蓋部材16は、電導性を有する材料(典型的には、金属材料)から形成される。蓋部材16は、シールド機能を果たすため、図示しない接地構造により接地電位に接続されてもよい。   The lid member 16 is made of a conductive material (typically a metal material). Since the lid member 16 performs a shielding function, the lid member 16 may be connected to a ground potential by a ground structure (not shown).

角速度検出装置1は、主に、制御ICチップ40、キャップ基板50、及び、センサチップ60を備える。   The angular velocity detection device 1 mainly includes a control IC chip 40, a cap substrate 50, and a sensor chip 60.

制御ICチップ40は、センサチップ60のヨーレート検出部70(後述)と電気的に接続され、センサチップ60のヨーレート検出部70からの信号等を処理する機能等を有する集積回路(IC)を備える。例えば車両実装状態では、制御ICチップ40は、ワイヤ32によりリード14を介して外部の制御装置(図示せず)に接続される。制御ICチップ40の要部は、図8を参照して後述する。   The control IC chip 40 includes an integrated circuit (IC) that is electrically connected to a yaw rate detection unit 70 (described later) of the sensor chip 60 and has a function of processing a signal from the yaw rate detection unit 70 of the sensor chip 60. . For example, in a vehicle mounted state, the control IC chip 40 is connected to an external control device (not shown) via the lead 14 by the wire 32. The main part of the control IC chip 40 will be described later with reference to FIG.

キャップ基板50は、センサチップ60を下方から覆うように設けられ、センサチップ60のヨーレート検出部70等の可動部を密封・保護する。また、キャップ基板50は、グランド等の定電位に接続されることで、センサチップ60のヨーレート検出部70を電気的に保護してもよい。即ち、キャップ基板50は、電気的なシールド機能を備え、ヨーレート検出部70の安定的な動作を保証してもよい。尚、キャップ基板50は、省略されてもよい。   The cap substrate 50 is provided so as to cover the sensor chip 60 from below, and seals and protects movable parts such as the yaw rate detection part 70 of the sensor chip 60. Further, the cap substrate 50 may be electrically protected from the yaw rate detection unit 70 of the sensor chip 60 by being connected to a constant potential such as ground. In other words, the cap substrate 50 may have an electrical shielding function and guarantee a stable operation of the yaw rate detection unit 70. Note that the cap substrate 50 may be omitted.

センサチップ60は、後述のヨーレート検出部70が一方の側に形成される基板を備える。図示の例では、センサチップ60は、ヨーレート検出部70の設置側が、キャップ基板50側になるように、キャップ基板50上に配置される。尚、センサチップ60は、ヨーレート検出部70の設置側が上側になるように配置されてもよく、この場合、センサチップ60の上方側を覆うようにキャップ基板50が設けられてよい。また、センサチップ60及び制御ICチップ40は、必ずしも積層構造である必要はなく、横並びに配置されてもよい。   The sensor chip 60 includes a substrate on which a later-described yaw rate detector 70 is formed on one side. In the illustrated example, the sensor chip 60 is disposed on the cap substrate 50 so that the installation side of the yaw rate detection unit 70 is on the cap substrate 50 side. The sensor chip 60 may be arranged so that the installation side of the yaw rate detection unit 70 is on the upper side. In this case, the cap substrate 50 may be provided so as to cover the upper side of the sensor chip 60. In addition, the sensor chip 60 and the control IC chip 40 do not necessarily have a laminated structure, and may be arranged side by side.

センサチップ60は、例えば車両に搭載されるヨーレートセンサとして機能するものであってよい。この場合、センサチップ60は、搭載される車両に生ずる車体前後方向又は車幅方向の加速度に応じた信号を出力する加速度センサと、車両の重心軸回りに生ずる角速度に応じた信号を出力するヨーレートセンサとを一体的に構成してもよい(図2参照)。この場合、電子部品実装パッケージ1は、センサチップ60を一体に構成した車両制御用センサユニットとして具現化される。この場合、電子部品実装パッケージ1は、センサチップ60等を内部に実装した状態で、車両の重心位置付近(フロアトンネル等)に設けられ、センサチップ60は、当該搭載位置に発生するヨーレート及び加速度を検出する。検出されたヨーレート及び加速度は、例えば、横滑り等を防止して車両の挙動を安定化させる車両走行制御に利用されてよい。   The sensor chip 60 may function as a yaw rate sensor mounted on a vehicle, for example. In this case, the sensor chip 60 outputs an acceleration sensor that outputs a signal corresponding to the acceleration in the vehicle body longitudinal direction or the vehicle width direction generated in the mounted vehicle, and a yaw rate that outputs a signal corresponding to the angular velocity generated around the center of gravity axis of the vehicle. You may comprise a sensor integrally (refer FIG. 2). In this case, the electronic component mounting package 1 is embodied as a vehicle control sensor unit in which the sensor chip 60 is integrated. In this case, the electronic component mounting package 1 is provided in the vicinity of the center of gravity of the vehicle (floor tunnel or the like) with the sensor chip 60 or the like mounted therein, and the sensor chip 60 includes the yaw rate and acceleration generated at the mounting position. Is detected. The detected yaw rate and acceleration may be used, for example, for vehicle travel control that prevents side slipping and stabilizes the behavior of the vehicle.

センサチップ60は、典型的には、SOI(Silicon on Insulator)ウェーハを用いたマイクロマシーン技術によって製造される。この場合、センサチップ60の各要素は、にMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)で構成される。   The sensor chip 60 is typically manufactured by a micromachine technique using an SOI (Silicon on Insulator) wafer. In this case, each element of the sensor chip 60 is configured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).

センサチップ60は、一般的に、図2に示すような、左右の錘74a,74bがリンクばね78によって結合される音叉構造のヨーレート検出部70を有する。錘74a,74bは、センサチップ基板表面から浮いた状態でX軸方向対称位置に配置される。錘74a、74bは、駆動フレーム72に、Y軸方向に振動可能な検出ばね77を介して接続される。駆動フレーム72は、X軸方向に振動可能な駆動ばね71を介して固定部75(センサチップ基板に対して固定された部分)に接続される。尚、このようなセンサチップ60のヨーレート検出部70の構造は、上述のような左右の錘(振動子)がリンクばねによって結合される音叉構造である限り、任意であってよい。例えば、ヨーレート検出部70の詳細は、例えば特開2006−242730公報に記載された構造(但し、ダンピング部は省略可)が採用されてもよい。   The sensor chip 60 generally includes a yaw rate detector 70 having a tuning fork structure in which left and right weights 74a and 74b are coupled by a link spring 78 as shown in FIG. The weights 74a and 74b are arranged at symmetrical positions in the X-axis direction in a state where they are lifted from the sensor chip substrate surface. The weights 74a and 74b are connected to the drive frame 72 via a detection spring 77 that can vibrate in the Y-axis direction. The drive frame 72 is connected to a fixed portion 75 (portion fixed to the sensor chip substrate) via a drive spring 71 that can vibrate in the X-axis direction. The structure of the yaw rate detector 70 of the sensor chip 60 may be arbitrary as long as it is a tuning fork structure in which the left and right weights (vibrators) are coupled by link springs as described above. For example, details of the yaw rate detection unit 70 may employ a structure described in JP 2006-242730 A (however, the damping unit may be omitted).

図3及び図4は、ヨーレート検出部70におけるヨーレート検出原理の説明図であり、図3は、ヨーレート検出原理のモデルを示し、ヨーレートセンサの錘の特性を示す図である。   3 and 4 are explanatory diagrams of the yaw rate detection principle in the yaw rate detection unit 70, and FIG. 3 is a diagram showing a model of the yaw rate detection principle and the characteristics of the weight of the yaw rate sensor.

錘に一定振幅の駆動振動(X軸方向)を与えた状態で角速度が働くと、駆動振動と角速度回転軸(Z軸)に垂直な方向(Y軸方向)にコリオリ力が働き、検出方向(Y軸方向)に検出振動が励起される。この検出振動の振幅に基づいて角速度が検出される。一般的には、図4に示すように、錘の駆動振動と検出振動の共振周波数は一定量離される。また、駆動振動は、その共振周波数にて駆動される。検出振動は、駆動周波数に同期するため、検出は、検出振動の共振ピークからやや離れた周波数(離調周波数)にて検出する。検出の共振ピークが高い(Q値が高い)ほど、且つ離調周波数が小さいほどセンサ素子感度が高くなる。   If angular velocity is applied in a state in which drive vibration (X-axis direction) with a constant amplitude is applied to the weight, Coriolis force acts in the direction (Y-axis direction) perpendicular to the drive vibration and the angular velocity rotation axis (Z-axis), and the detection direction ( Detection vibration is excited in the Y-axis direction). An angular velocity is detected based on the amplitude of the detected vibration. Generally, as shown in FIG. 4, the resonance frequency of the drive vibration and the detection vibration of the weight is separated by a certain amount. The drive vibration is driven at the resonance frequency. Since the detected vibration is synchronized with the drive frequency, the detection is performed at a frequency (detuning frequency) slightly away from the resonance peak of the detected vibration. The higher the resonance peak of detection (higher the Q value) and the lower the detuning frequency, the higher the sensor element sensitivity.

図5は、音叉構造のヨーレート検出部70のヨーレート検出原理の説明図であり、図6(A)は、2つの錘74a,74bが対称振動した場合の各種波形を示す図であり、図6(B)は、2つの錘74a,74bが同相振動した場合の各種波形を示す図である。図6(A)及び図6(B)では、上から順に、第1の錘74aの振動変位A1の波形、第2の錘74bの振動変位A2の波形、角速度信号(A1−A2)の波形、及び、加速度信号(A1+A2)の波形が示される。   FIG. 5 is an explanatory diagram of the yaw rate detection principle of the yaw rate detection unit 70 having a tuning fork structure, and FIG. 6 (A) is a diagram showing various waveforms when the two weights 74a and 74b vibrate symmetrically. (B) is a diagram showing various waveforms when two weights 74a and 74b vibrate in phase. 6A and 6B, in order from the top, the waveform of the vibration displacement A1 of the first weight 74a, the waveform of the vibration displacement A2 of the second weight 74b, and the waveform of the angular velocity signal (A1-A2). , And the waveform of the acceleration signal (A1 + A2).

音叉構造では、2つの錘74a,74bが対称振動となるため、コリオリ力も対称方向に作用する(図6(A)参照)。一方、車両振動(外乱振動)は、図6(B)に示すように、2つの錘に対して同一方向に働くため(同相のため)、図6(A)及び図6(B)に示すように、コリオリ力と車両振動とを区別することができる。   In the tuning fork structure, since the two weights 74a and 74b are symmetric vibrations, the Coriolis force also acts in the symmetric direction (see FIG. 6A). On the other hand, as shown in FIG. 6B, vehicle vibration (disturbance vibration) works in the same direction with respect to the two weights (because they are in phase), and therefore, shown in FIGS. 6A and 6B. Thus, Coriolis force and vehicle vibration can be distinguished.

しかしながら、このような音叉構造のヨーレート検出部70であっても、2つの錘74a,74bの間に特性差が存在すると、図7に示すように、外乱振動による同相振動振幅に差が生じ、この差が角速度信号の成分を発生させてしまう。即ち、図6(B)及び図7にて対照的に示すように、2つの錘74a,74bの間に特性差が存在しなければ、図6(B)に示すように、外乱振動による同相振動振幅に差が生じず、角速度信号の成分が発生しないが、2つの錘74a,74bの間に特性差が存在すると、図7に示すように、外乱振動による同相振動振幅に差が生じ、角速度信号の成分が発生してしまう。尚、2つの錘74a,74bの間の特性差とは、質量の差や2つの錘74a,74bに接続されるばねの特性差等に起因して生じる。   However, even in the yaw rate detection unit 70 having such a tuning fork structure, if there is a characteristic difference between the two weights 74a and 74b, a difference occurs in the in-phase vibration amplitude due to disturbance vibration, as shown in FIG. This difference generates an angular velocity signal component. That is, as shown in FIG. 6B and FIG. 7 in contrast, if there is no characteristic difference between the two weights 74a and 74b, as shown in FIG. Although there is no difference in the vibration amplitude and no component of the angular velocity signal is generated, if there is a characteristic difference between the two weights 74a and 74b, a difference occurs in the in-phase vibration amplitude due to disturbance vibration, as shown in FIG. An angular velocity signal component is generated. The characteristic difference between the two weights 74a and 74b is caused by a difference in mass or a characteristic difference between springs connected to the two weights 74a and 74b.

そこで、本実施例では、以下で詳説する調整方法及び構成を実現することで、このような錘74a,74b間の特性差に起因した誤差要因を無くすことを可能としている。   Therefore, in this embodiment, it is possible to eliminate such an error factor due to the characteristic difference between the weights 74a and 74b by realizing the adjustment method and configuration described in detail below.

図8は、本実施例の角速度検出装置1における調整機能に関連する要部を示す構成図である。   FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a main part related to the adjustment function in the angular velocity detection device 1 of the present embodiment.

制御ICチップ40は、ヨーレート検出部70の各錘74a,74bにチャージアンプ41を介して接続される角速度検出回路42と、各錘74a,74bの検出電極(コンデンサ)に接続されるキャリア発生回路46とを備える。   The control IC chip 40 includes an angular velocity detection circuit 42 connected to the weights 74a and 74b of the yaw rate detection unit 70 via the charge amplifier 41, and a carrier generation circuit connected to the detection electrodes (capacitors) of the weights 74a and 74b. 46.

チャージアンプ41は、各錘74a,74bに発生する電荷を電圧(電気信号)に変換する。   The charge amplifier 41 converts charges generated in the weights 74a and 74b into voltages (electric signals).

角速度検出回路42は、各錘74a,74bからチャージアンプ41を介して得られる各電気信号から、検出方向(本例ではY方向)の振動成分(図6等に示す各変位信号A1、A2)を抽出し、これらの差分を取ることで角速度信号を生成する。   The angular velocity detection circuit 42 detects vibration components in the detection direction (Y direction in this example) from the electric signals obtained from the weights 74a and 74b via the charge amplifier 41 (displacement signals A1 and A2 shown in FIG. 6 and the like). And an angular velocity signal is generated by taking the difference between them.

キャリア発生回路46は、各錘74a,74bの振動(信号波)でAM変調するためのキャリア信号(搬送波)を生成する。キャリア発生回路46は、錘74aと錘74bに対して逆相のキャリア信号を印加する。また、キャリア発生回路46は、各錘74a,74bの両側の検出電極に反転したキャリア信号をそれぞれ印加する。キャリア発生回路46は、図8に示すように、定電圧源から分圧してキャリア信号のレベルシフトを行うように構成されている。ここで、本実施例では、キャリア発生回路46は、各錘74a,74bに印加される各キャリア信号の振幅を互いに対して変化させる(調整する)可変抵抗48を備える。振幅調整手段は、可変抵抗48以外であってもよく、各キャリア信号の振幅を互いに対して変化させるものであれば任意である。図8に示す例では、キャリア発生回路46は、共通の定電圧源からそれぞれ独立に分圧して各錘74a,74bに対するキャリア信号の振幅(レベル)を設定するように構成されている。この分圧に可変抵抗48を用いることで、錘74aに対するキャリア信号の振幅を可変するように構成される。尚、図8に示す例は、錘74aに対するキャリア信号の振幅を可変して、錘74aに対するキャリア信号の振幅を、錘74bに対するキャリア信号の振幅(固定)に対して調整する構成であるが、逆であってもよい。即ち、錘74bに対するキャリア信号の振幅を同様に可変して、錘74bに対するキャリア信号の振幅を、錘74aに対するキャリア信号の振幅(固定)に対して調整することとしてもよい。   The carrier generation circuit 46 generates a carrier signal (carrier wave) for AM modulation with vibrations (signal waves) of the weights 74a and 74b. The carrier generation circuit 46 applies carrier signals having opposite phases to the weights 74a and 74b. The carrier generation circuit 46 applies inverted carrier signals to the detection electrodes on both sides of each of the weights 74a and 74b. As shown in FIG. 8, the carrier generation circuit 46 is configured to perform voltage level shift of the carrier signal by dividing the voltage from the constant voltage source. Here, in the present embodiment, the carrier generation circuit 46 includes a variable resistor 48 that changes (adjusts) the amplitude of each carrier signal applied to each of the weights 74a and 74b. The amplitude adjusting means may be other than the variable resistor 48 and is arbitrary as long as the amplitude of each carrier signal is changed with respect to each other. In the example shown in FIG. 8, the carrier generation circuit 46 is configured to divide the voltage independently from a common constant voltage source and set the amplitude (level) of the carrier signal for each of the weights 74a and 74b. By using the variable resistor 48 for this voltage division, the amplitude of the carrier signal with respect to the weight 74a is made variable. The example shown in FIG. 8 is a configuration in which the amplitude of the carrier signal for the weight 74a is varied and the amplitude of the carrier signal for the weight 74a is adjusted with respect to the amplitude (fixed) of the carrier signal for the weight 74b. The reverse may be possible. That is, the amplitude of the carrier signal for the weight 74b may be similarly varied, and the amplitude of the carrier signal for the weight 74b may be adjusted with respect to the amplitude (fixed) of the carrier signal for the weight 74a.

図9は、本実施例の角速度検出装置1の調整方法で使用する調整装置100のハードウェア構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a hardware configuration of the adjusting device 100 used in the adjusting method of the angular velocity detecting device 1 according to the present embodiment.

調整装置100は、例えば角速度検出装置1の製造メーカに設置され、角速度検出装置1の出荷前に後述の調整を行う。若しくは、調整装置100は、例えば角速度検出装置1の供給先メーカ(例えば車両メーカ)に設置され、角速度検出装置1を商品(例えば車両)に実装する前に後述の調整を行う。   The adjustment device 100 is installed, for example, in the manufacturer of the angular velocity detection device 1 and performs the adjustment described later before the angular velocity detection device 1 is shipped. Alternatively, the adjustment device 100 is installed, for example, at a supplier manufacturer (for example, a vehicle manufacturer) of the angular velocity detection device 1 and performs the adjustment described later before the angular velocity detection device 1 is mounted on a product (for example, a vehicle).

調整装置100は、コントローラ102と、加振機104と、電源106と、信号発生器108と、測定器110とを含む。信号発生器108及び測定器110の機能は、コントローラ102に内蔵されてもよい。また、コントローラ102の一部の機能(例えば、後述の加振機104に対する加振周波数の指示/調整)は、オペレータによる手動作業により実現されてもよい。   The adjustment device 100 includes a controller 102, a vibration exciter 104, a power source 106, a signal generator 108, and a measuring device 110. The functions of the signal generator 108 and the measuring device 110 may be built in the controller 102. In addition, some functions of the controller 102 (for example, an instruction / adjustment of an excitation frequency for the shaker 104 described later) may be realized by a manual operation by an operator.

加振機104は、角速度検出装置1(完成品状態の電子部品実装パッケージ10)に対して振動を付加する機能を有する。加振機104が付加する振動方向は、角速度検出装置1のヨーレート検出部70の検出方向(本例では、図2のY方向)に対応する。但し、加振機104が付加する振動方向は、ヨーレート検出部70の検出方向の成分が含まれていればよい。加振機104は、加振周波数が調整可能である。この調整は、コントローラ102による指示に従って行われる。尚、加振機104による加振は、角速度検出装置1を含む電子部品実装パッケージ10に対して行うのが効果的であるが、電子部品実装パッケージ10としてアセンブルされる前の状態の角速度検出装置1の単品に対して行うものであってもよい。   The vibrator 104 has a function of adding vibration to the angular velocity detection device 1 (the electronic component mounting package 10 in a finished product state). The vibration direction added by the shaker 104 corresponds to the detection direction of the yaw rate detection unit 70 of the angular velocity detection device 1 (in this example, the Y direction in FIG. 2). However, the vibration direction added by the shaker 104 only needs to include a component in the detection direction of the yaw rate detection unit 70. The vibration exciter 104 can adjust the vibration frequency. This adjustment is performed according to an instruction from the controller 102. The vibration by the vibrator 104 is effective for the electronic component mounting package 10 including the angular velocity detection device 1, but the angular velocity detection device in a state before being assembled as the electronic component mounting package 10. It may be performed for one single item.

電源106は、角速度検出装置1に電源電圧を供給する機能を有する。   The power supply 106 has a function of supplying a power supply voltage to the angular velocity detection device 1.

信号発生器108は、角速度検出装置1の制御ICチップ40に対して各種指示信号を送信する。各種指示信号は、後述の可変抵抗48の抵抗値を変化させるための信号や、制御ICチップ40内のメモリへの各種書き込みを指示する信号を含む。   The signal generator 108 transmits various instruction signals to the control IC chip 40 of the angular velocity detection device 1. The various instruction signals include a signal for changing a resistance value of a variable resistor 48 described later, and a signal for instructing various writing to the memory in the control IC chip 40.

測定器110は、角速度検出装置1の自励振周波数(各錘74a,74bの駆動周波数)を計測し、計測結果をコントローラ102に出力する。また、測定器110は、角速度検出装置1から出力される角速度信号(図8の角速度出力)から角速度を計測し、計測結果をコントローラ102に出力する。尚、測定器110の機能は、角速度検出装置1の制御ICチップ40側に設定されてもよい。   The measuring device 110 measures the self-excited frequency (the driving frequency of each of the weights 74 a and 74 b) of the angular velocity detection device 1 and outputs the measurement result to the controller 102. Further, the measuring instrument 110 measures the angular velocity from the angular velocity signal (angular velocity output in FIG. 8) output from the angular velocity detection device 1 and outputs the measurement result to the controller 102. Note that the function of the measuring instrument 110 may be set on the control IC chip 40 side of the angular velocity detection device 1.

図10は、本実施例の角速度検出装置1に対する調整方法の流れを示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing a flow of an adjustment method for the angular velocity detection device 1 of the present embodiment.

ステップ1000では、コントローラ102は、電源106から調整対象の角速度検出装置1に電源電圧を供給する。これを受けて、角速度検出装置1は、動作を開始する。即ち、角速度検出装置1は、正規の動作状態(例えば車両に搭載される場合は、イグニッションスイッチのオンによりオンし、角速度を検出可能な状態と等価の状態)となる。この状態では、制御ICチップ40は、2つの錘74a,74bを駆動方向(本例では、図2のX方向)に同相で駆動すると共に、キャリア発生回路46によりキャリア信号を錘74a,74bの各検出電極に印加する。この際、錘74a,74bの各検出電極に印加するキャリア信号の振幅は、調整前であるので、任意のレベルであってよい(即ち、可変抵抗48の抵抗値は、任意であってよい)。典型的には、錘74a,74bの各検出電極に印加するキャリア信号の振幅は、初期的には互いに等しい振幅値に設定される。   In step 1000, the controller 102 supplies a power supply voltage from the power supply 106 to the angular velocity detection device 1 to be adjusted. In response to this, the angular velocity detection device 1 starts operating. That is, the angular velocity detection device 1 enters a normal operation state (for example, when mounted on a vehicle, the angular velocity detection device 1 is turned on when the ignition switch is turned on and is equivalent to a state in which the angular velocity can be detected). In this state, the control IC chip 40 drives the two weights 74a and 74b in the driving direction (in this example, the X direction in FIG. 2) in the same phase, and the carrier generation circuit 46 sends the carrier signal to the weights 74a and 74b. Applied to each detection electrode. At this time, since the amplitude of the carrier signal applied to each detection electrode of the weights 74a and 74b is before adjustment, it may be at an arbitrary level (that is, the resistance value of the variable resistor 48 may be arbitrary). . Typically, the amplitudes of carrier signals applied to the detection electrodes of the weights 74a and 74b are initially set to equal amplitude values.

ステップ1010では、コントローラ102は、測定器110により錘74a,74bの自励振周波数を計測する。尚、錘74a,74bの自励振周波数は、制御ICチップ40により2つの錘74a,74bを駆動方向に駆動する際の駆動周波数に対応する。この駆動周波数は、錘74a,74bの駆動方向の共振周波数に対応する。測定器110は、制御ICチップ40から自励振周波数を表す情報を受信するものであってもよい。   In step 1010, the controller 102 measures the self-excited frequencies of the weights 74 a and 74 b using the measuring instrument 110. The self-excited frequencies of the weights 74a and 74b correspond to the drive frequency when the control IC chip 40 drives the two weights 74a and 74b in the drive direction. This drive frequency corresponds to the resonance frequency in the drive direction of the weights 74a and 74b. The measuring instrument 110 may receive information representing the self-excited frequency from the control IC chip 40.

ステップ1020では、コントローラ102は、加振機104により錘74a,74bを検出方向に自励振周波数(上記ステップ1010で得られた計測結果に基づく自励振周波数)で加振する。ここで、自励振周波数で加振する理由は、自励振周波数での外乱振動が角速度検出に最も影響が大きいためである(図4参照)。   In Step 1020, the controller 102 vibrates the weights 74a and 74b with the vibration exciter 104 at the self-excited frequency (the self-excited frequency based on the measurement result obtained in Step 1010) in the detection direction. Here, the reason for exciting at the self-excited frequency is that disturbance vibration at the self-excited frequency has the greatest influence on angular velocity detection (see FIG. 4).

ステップ1030では、コントローラ102は、測定器110からの測定結果に基づいて、角速度検出装置1から出力される角速度信号が示す角速度がゼロであるか否かを判定する。尚、ここでいうゼロとは、完全なゼロである必要はなく、許容可能なレベルの誤差を含んでよい。例えば、可変抵抗48により抵抗値の最小変化幅(分解能)に依存してある程度の誤差が生じる場合もある。角速度がゼロである場合は、調整が首尾よく行われた若しくは調整が不要であると判断して、ステップ1050に進む。他方、角速度検出装置1から出力される角速度信号が示す角速度がゼロでない場合は、調整が必要であると判断して、ステップ1040に進む。   In step 1030, the controller 102 determines whether or not the angular velocity indicated by the angular velocity signal output from the angular velocity detection device 1 is zero based on the measurement result from the measuring instrument 110. The zero here does not need to be completely zero, and may include an allowable level of error. For example, the variable resistor 48 may cause a certain amount of error depending on the minimum change width (resolution) of the resistance value. If the angular velocity is zero, it is determined that the adjustment has been successfully performed or no adjustment is necessary, and the process proceeds to step 1050. On the other hand, if the angular velocity indicated by the angular velocity signal output from the angular velocity detecting device 1 is not zero, it is determined that adjustment is necessary, and the process proceeds to step 1040.

ステップ1040では、コントローラ102は、キャリア発生回路46で生成されるキャリア信号の振幅調整処理を行う。即ち、コントローラ102は、角速度検出装置1から出力される角速度信号が示す角速度がゼロとなるように、信号発生器108を介して可変抵抗48の抵抗値を変化させる。   In step 1040, the controller 102 performs amplitude adjustment processing of the carrier signal generated by the carrier generation circuit 46. That is, the controller 102 changes the resistance value of the variable resistor 48 via the signal generator 108 so that the angular velocity indicated by the angular velocity signal output from the angular velocity detection device 1 becomes zero.

ここで、図11を参照して、ステップ1040における振幅調整処理について説明する。図11には、錘74a,74bの各上下の検出電極に印加されるキャリア信号の波形(振幅がVm1,Vm2)がそれぞれ示されている。図11に示す例では、錘74aの検出電極の容量は、C1であり、錘74bの検出電極の容量は、C2である。上記ステップ1020の加振(外乱に相当)が付与されたとき、チャージアンプ41の出力Voutは、以下のように表せる。
Vout=2×(ΔC1×Vm1−ΔC2×Vm2)/Cf 式(1)
ここで、ΔC1、ΔC2は、上記ステップ1020により付与された振動成分に起因した容量変化量を表す。ΔC1とΔC2の差が、錘74aと錘74bの間の特性差を反映する。Cfは、図11に示すように、チャージアンプ41の出力端子と反転入力端子の間のフィードバックコンデンサの容量を表す。
Here, the amplitude adjustment processing in step 1040 will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows waveforms of carrier signals (amplitudes are Vm1 and Vm2) applied to the upper and lower detection electrodes of the weights 74a and 74b, respectively. In the example shown in FIG. 11, the capacitance of the detection electrode of the weight 74a is C1, and the capacitance of the detection electrode of the weight 74b is C2. When the vibration of step 1020 (corresponding to disturbance) is applied, the output Vout of the charge amplifier 41 can be expressed as follows.
Vout = 2 × (ΔC1 × Vm1−ΔC2 × Vm2) / Cf Equation (1)
Here, ΔC1 and ΔC2 represent the amount of change in capacitance due to the vibration component applied in step 1020. The difference between ΔC1 and ΔC2 reflects the characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b. Cf represents the capacitance of the feedback capacitor between the output terminal and the inverting input terminal of the charge amplifier 41 as shown in FIG.

式(1)において、Vm1=Vm2である場合、錘74aと錘74bの間の特性差が存在すると、Voutがゼロでなく、角速度信号が示す角速度がゼロにならない。他方、錘74aと錘74bの間の特性差が存在しても、チャージアンプ41の出力VoutがゼロになるようにVm1(錘74aのキャリア信号の振幅)を調整すれば、錘74aと錘74bの間の特性差を補償することができる。即ち、この場合、錘74aと錘74bの間の特性差が存在しても、外乱発生時における角速度信号が示す角速度がゼロになり、外乱による角速度出力をゼロにすることができる。   In Formula (1), when Vm1 = Vm2, if there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b, Vout is not zero, and the angular velocity indicated by the angular velocity signal does not become zero. On the other hand, if Vm1 (the amplitude of the carrier signal of the weight 74a) is adjusted so that the output Vout of the charge amplifier 41 becomes zero even if there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b, the weight 74a and the weight 74b. The characteristic difference between the two can be compensated. That is, in this case, even if there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b, the angular velocity indicated by the angular velocity signal when the disturbance occurs becomes zero, and the angular velocity output due to the disturbance can be zero.

従って、ステップ1040では、コントローラ102は、チャージアンプ41の出力Voutがゼロになるように錘74aのキャリア信号の振幅Vm1を調整する。かかる錘74aのキャリア信号の振幅Vm1の調整は、上述の如く可変抵抗48の抵抗値を変化させることで実現することができる。例えば、Vout>ゼロのとき、コントローラ102は、チャージアンプ41の出力Voutがゼロになるように、可変抵抗48の抵抗値を増加させる。他方、Vout<ゼロのとき、コントローラ102は、チャージアンプ41の出力Voutがゼロになるように、可変抵抗48の抵抗値を減少させる。   Therefore, in step 1040, the controller 102 adjusts the amplitude Vm1 of the carrier signal of the weight 74a so that the output Vout of the charge amplifier 41 becomes zero. The adjustment of the carrier signal amplitude Vm1 of the weight 74a can be realized by changing the resistance value of the variable resistor 48 as described above. For example, when Vout> zero, the controller 102 increases the resistance value of the variable resistor 48 so that the output Vout of the charge amplifier 41 becomes zero. On the other hand, when Vout <zero, the controller 102 decreases the resistance value of the variable resistor 48 so that the output Vout of the charge amplifier 41 becomes zero.

このようにして、コントローラ102は、上記ステップ1030で肯定判定を得るまで(即ち角速度検出装置1から出力される角速度信号が示す角速度がゼロになるまで)、ステップ1040によるキャリア信号の振幅調整処理を行う。   In this manner, the controller 102 performs the carrier signal amplitude adjustment process in step 1040 until an affirmative determination is obtained in step 1030 (that is, until the angular velocity indicated by the angular velocity signal output from the angular velocity detector 1 becomes zero). Do.

ステップ1050では、コントローラ102は、信号発生器108を介して角速度検出装置1の制御ICチップ40に調整値(調整後の可変抵抗48の抵抗値)を書き込む。制御ICチップ40は、実稼動時、この調整値に基づいて、キャリア発生回路46でキャリア信号を生成する。従って、実稼動時、錘74aと錘74bの間の特性差が存在しても、外乱による角速度出力がゼロとなる。   In step 1050, the controller 102 writes the adjustment value (the adjusted resistance value of the variable resistor 48) in the control IC chip 40 of the angular velocity detection device 1 via the signal generator 108. The control IC chip 40 generates a carrier signal by the carrier generation circuit 46 based on this adjustment value during actual operation. Therefore, during actual operation, even if there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b, the angular velocity output due to the disturbance becomes zero.

図12は、その他の実施例による角速度検出装置2における調整機能に関連する要部を示す構成図である。図12に示す実施例では、キャリア発生回路46で生成されるキャリア信号は、各錘74a,74bに印加される。尚、キャリア信号の役割自体は、上述の実施例と同様であり、キャリア信号は各錘74a,74bの振動(Y方向の振動に起因した容量変化信号)でAM変調される。   FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a main part related to the adjustment function in the angular velocity detection device 2 according to another embodiment. In the embodiment shown in FIG. 12, the carrier signal generated by the carrier generation circuit 46 is applied to the weights 74a and 74b. The role of the carrier signal itself is the same as in the above-described embodiment, and the carrier signal is AM-modulated by the vibrations of the weights 74a and 74b (capacitance change signal caused by the vibration in the Y direction).

錘74aの上下の各検出電極から取り出される電気信号は、チャージアンプ43aを介して減算器45に入力される。同様に、錘74bの上下の各検出電極から取り出される電気信号は、チャージアンプ43bを介して減算器45に入力される。チャージアンプ43aは、容量可変のフィードバックコンデンサ47aを有する。容量可変のフィードバックコンデンサ47aは、後述の如くチャージアンプ43aのゲインを可変する機能を果たす。チャージアンプ43bは、固定された容量のフィードバックコンデンサ47bを有する。フィードバックコンデンサ47aは、その容量を調整することで、錘74aから出力される電気信号(容量変化信号)に係るゲイン(チャージアンプ43aのゲイン)を、錘74bから出力される電気信号に係るゲイン(チャージアンプ43bのゲイン)に対して変化させる(調整する)。尚、図12に示す例では、錘74aから出力される電気信号に係るゲインを可変して、錘74aから出力される検出信号(角速度成分変位信号)の振幅を、錘74bから出力される検出信号の振幅に対して調整する構成であるが、逆であってもよい。即ち、フィードバックコンデンサ47bを容量可変に構成することで、錘74bから出力される電気信号に係るゲインを可変して、錘74bから出力される検出信号(角速度成分変位信号)の振幅を、錘74aから出力される検出信号の振幅に対して調整することとしてもよい。   Electric signals taken out from the upper and lower detection electrodes of the weight 74a are input to the subtractor 45 through the charge amplifier 43a. Similarly, electrical signals extracted from the upper and lower detection electrodes of the weight 74b are input to the subtracter 45 through the charge amplifier 43b. The charge amplifier 43a has a variable capacitance feedback capacitor 47a. The variable-capacitance feedback capacitor 47a functions to vary the gain of the charge amplifier 43a as will be described later. The charge amplifier 43b includes a feedback capacitor 47b having a fixed capacity. The feedback capacitor 47a adjusts its capacitance, thereby adjusting the gain related to the electrical signal (capacitance change signal) output from the weight 74a (the gain of the charge amplifier 43a) to the gain related to the electrical signal output from the weight 74b ( The gain of the charge amplifier 43b is changed (adjusted). In the example shown in FIG. 12, the gain related to the electric signal output from the weight 74a is varied, and the amplitude of the detection signal (angular velocity component displacement signal) output from the weight 74a is detected from the weight 74b. Although it is the structure which adjusts with respect to the amplitude of a signal, the reverse may be sufficient. That is, by configuring the feedback capacitor 47b to have a variable capacity, the gain related to the electrical signal output from the weight 74b is varied, and the amplitude of the detection signal (angular velocity component displacement signal) output from the weight 74b is changed to the weight 74a. It is good also as adjusting with respect to the amplitude of the detection signal output from.

図12に示す角速度検出装置2における調整に使用する調整装置は、図9に示した調整装置100と実質的に同様であってよい。但し、コントローラ102は、信号発生器108を介してフィードバックコンデンサ47aの容量を変化させるための指示(上述の実施例における可変抵抗48の抵抗値を変化させるための指示の代わりとして)を角速度検出装置2に送信する。   The adjustment device used for adjustment in the angular velocity detection device 2 shown in FIG. 12 may be substantially the same as the adjustment device 100 shown in FIG. However, the controller 102 sends an instruction for changing the capacitance of the feedback capacitor 47a via the signal generator 108 (instead of an instruction for changing the resistance value of the variable resistor 48 in the above-described embodiment) to the angular velocity detection device. 2 to send.

図12に示す角速度検出装置2における調整方法は、図10に示した調整方法と実質的に同様であってよい。但し、ステップ1040においては、コントローラ102は、角速度検出装置1から出力される角速度信号が示す角速度がゼロとなるように、フィードバックコンデンサ47aの容量を調整する。これにより、錘74aと錘74bの間の特性差が存在しても、外乱発生時における角速度信号が示す角速度がゼロになり、外乱による角速度出力をゼロにすることができる。   The adjustment method in the angular velocity detection device 2 shown in FIG. 12 may be substantially the same as the adjustment method shown in FIG. However, in step 1040, the controller 102 adjusts the capacity of the feedback capacitor 47a so that the angular velocity indicated by the angular velocity signal output from the angular velocity detecting device 1 becomes zero. As a result, even if there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b, the angular velocity indicated by the angular velocity signal when the disturbance occurs becomes zero, and the angular velocity output due to the disturbance can be zero.

以上説明した実施例の角速度検出装置1,2によれば、とりわけ、以下のような優れた効果が奏される。   According to the angular velocity detectors 1 and 2 of the embodiment described above, the following excellent effects are achieved, among others.

上述の如く、錘74aと錘74bの間の特性差(質量はばね定数等における僅かなずれによって生ずる特性差)が存在しても、かかる特性差をキャリア信号の振幅等の調整により補償して、外乱による角速度出力をゼロにすることができる。これにより、錘74aと錘74bの間の特性差が存在した場合でも、簡易(且つ低コスト)な構成で角速度検出精度を高めることができる。また、上述の説明では、出荷時に調整を行うことを例示したが、出荷後であっても同様の調整を行うことができ、調整の機会を任意のタイミングで設けることができる。   As described above, even if there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b (mass is a characteristic difference caused by a slight deviation in the spring constant), the characteristic difference is compensated by adjusting the amplitude of the carrier signal. The angular velocity output due to disturbance can be made zero. Thereby, even when there is a characteristic difference between the weight 74a and the weight 74b, the angular velocity detection accuracy can be increased with a simple (and low cost) configuration. In the above description, the adjustment is illustrated at the time of shipment. However, the same adjustment can be performed even after the shipment, and an opportunity for adjustment can be provided at an arbitrary timing.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

1、2 角速度検出装置
10 電子部品実装パッケージ
14 リード
16 蓋部材
17 パッケージ本体
17a 内部空間
32 ワイヤ
40 制御ICチップ
41 チャージアンプ
42 角速度検出回路
43a,43b チャージアンプ
45 減算器
46 キャリア発生回路
47a,47b フィードバックコンデンサ
48 可変抵抗
50 キャップ基板
60 センサチップ
70 ヨーレート検出部
71 駆動ばね
72 駆動フレーム
74a,74b 錘
75 固定部
77 検出ばね
78 リンクばね
100 調整装置
102 コントローラ
104 加振機
106 電源
108 信号発生器
110 測定器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Angular velocity detection apparatus 10 Electronic component mounting package 14 Lead 16 Lid member 17 Package body 17a Internal space 32 Wire 40 Control IC chip 41 Charge amplifier 42 Angular velocity detection circuit 43a, 43b Charge amplifier 45 Subtractor 46 Carrier generation circuit 47a, 47b Feedback capacitor 48 Variable resistance 50 Cap substrate 60 Sensor chip 70 Yaw rate detection unit 71 Drive spring 72 Drive frame 74a, 74b Weight 75 Fixed unit 77 Detection spring 78 Link spring 100 Adjustment device 102 Controller 104 Exciter 106 Power supply 108 Signal generator 110 Measuring instrument

Claims (8)

互いに逆相に駆動される2つの錘を備え、前記駆動方向に垂直な方向の該2つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置の調整方法であって、
2つの錘を互いに逆相に駆動する駆動ステップと、
前記駆動ステップ中に、2つの錘のそれぞれの検出電極に、振幅変調用のキャリア信号をそれぞれ印加する作動ステップと、
前記作動ステップ中に、前記駆動方向に垂直な方向で2つの錘が互いに同相に振動するように、2つの錘に同一の加速度を作用させる加振ステップと、
前記加振ステップ中に2つの錘から得られる各電気信号から、前記駆動方向に垂直な方向での振動成分を表す信号を抽出する信号抽出ステップと、
前記信号抽出ステップで得られる2つの錘に係る信号のそれぞれの振幅が同一になるように、前記振幅変調用のキャリア信号の振幅を調整する振幅調整ステップとを備える、角速度検出装置の調整方法。
An adjustment method of an angular velocity detection device comprising two weights driven in opposite phases to each other, and detecting an angular velocity based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction,
A driving step for driving the two weights in mutually opposite phases;
An operation step of applying a carrier signal for amplitude modulation to each of the detection electrodes of the two weights during the driving step;
An excitation step for applying the same acceleration to the two weights so that the two weights vibrate in phase with each other in a direction perpendicular to the driving direction during the operation step;
A signal extraction step of extracting a signal representing a vibration component in a direction perpendicular to the driving direction from each electric signal obtained from two weights during the vibration step;
An adjustment method of the angular velocity detection device, comprising: an amplitude adjustment step of adjusting the amplitude of the carrier signal for amplitude modulation so that the amplitudes of the signals related to the two weights obtained in the signal extraction step are the same.
互いに逆相に駆動される2つの錘を備え、前記駆動方向に垂直な方向の該2つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置の調整方法であって、
2つの錘を互いに逆相に駆動する駆動ステップと、
前記駆動ステップ中に、2つの錘に共通の振幅変調用のキャリア信号を印加する作動ステップと、
前記作動ステップ中に、前記駆動方向に垂直な方向で2つの錘が互いに同相に振動するように、2つの錘に同一の加速度を作用させる加振ステップと、
2つの錘のそれぞれの検出電極から得られる各電気信号から、前記駆動方向に垂直な方向での振動成分を表す信号を抽出する信号抽出ステップと、
前記信号抽出ステップで得られる2つの錘に係る信号のそれぞれの振幅が同一になるように、2つの錘のそれぞれの検出電極から得られる各電気信号のゲインを調整するゲイン調整ステップとを備える、角速度検出装置の調整方法。
An adjustment method of an angular velocity detection device comprising two weights driven in opposite phases to each other, and detecting an angular velocity based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction,
A driving step for driving the two weights in mutually opposite phases;
An operation step of applying a common carrier signal for amplitude modulation to the two weights during the driving step;
An excitation step for applying the same acceleration to the two weights so that the two weights vibrate in phase with each other in a direction perpendicular to the driving direction during the operation step;
A signal extraction step of extracting a signal representing a vibration component in a direction perpendicular to the drive direction from each electrical signal obtained from the respective detection electrodes of the two weights;
A gain adjustment step of adjusting the gain of each electrical signal obtained from the respective detection electrodes of the two weights so that the respective amplitudes of the signals related to the two weights obtained in the signal extraction step are the same. Adjustment method of angular velocity detection device.
前記加振ステップは、前記駆動ステップにおける駆動周波数と同一周波数で2つの錘が互いに同相に振動するように、2つの錘に同一の加速度を作用させる、請求項1又は2に記載の角速度検出装置の調整方法。   The angular velocity detection device according to claim 1 or 2, wherein the vibration step causes the same acceleration to act on the two weights so that the two weights vibrate in phase with each other at the same frequency as the driving frequency in the driving step. Adjustment method. 互いに逆相に駆動される2つの錘を備え、前記駆動方向に垂直な方向の該2つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置であって、
2つの錘のそれぞれの検出電極に、振幅変調用のキャリア信号をそれぞれ印加するキャリア発生回路を備え、
前記キャリア発生回路は、一方の錘用の振幅変調用のキャリア信号の振幅を、他方の錘用の振幅変調用のキャリア信号の振幅に対して調整する振幅調整手段を備える、角速度検出装置。
An angular velocity detecting device comprising two weights driven in opposite phases to each other, and detecting an angular velocity based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction,
A carrier generation circuit for applying a carrier signal for amplitude modulation to each detection electrode of the two weights,
The carrier generation circuit comprises an angular velocity detecting device comprising amplitude adjusting means for adjusting the amplitude of the carrier signal for amplitude modulation for one weight with respect to the amplitude of the carrier signal for amplitude modulation for the other weight.
前記振幅調整手段は、可変抵抗を含む、請求項4に記載の角速度検出装置。   The angular velocity detection device according to claim 4, wherein the amplitude adjusting unit includes a variable resistor. 前記振幅調整手段は、2つの錘に前記駆動方向に垂直な方向で作用する同一の加速度に起因して2つの錘が前記駆動方向に垂直な方向で互いに同相に振動している状況下で2つの錘から得られる各電気信号の振幅であって前記駆動方向に垂直な方向での振動成分を表す各電気信号の振幅が同一になるように、前記キャリア信号の振幅の調整を行う、請求項4に記載の角速度検出装置。   The amplitude adjusting means is 2 under the situation where the two weights vibrate in phase with each other in the direction perpendicular to the driving direction due to the same acceleration acting on the two weights in the direction perpendicular to the driving direction. The amplitude of each carrier signal is adjusted such that the amplitude of each electrical signal obtained from two weights and the amplitude of each electrical signal representing a vibration component in a direction perpendicular to the driving direction is the same. 4. An angular velocity detection device according to 4. 互いに逆相に駆動される2つの錘を備え、前記駆動方向に垂直な方向の該2つの錘の振動に基づいて角速度を検出する角速度検出装置であって、
2つの錘のそれぞれの検出電極から出力される各検出信号の差分を取ることで角速度信号を生成する角速度検出回路を備え、
前記角速度検出回路は、一方の錘の検出信号に係るゲインを、他方の錘の検出信号に係るゲインに対して調整するゲイン調整手段を備える、角速度検出装置。
An angular velocity detecting device comprising two weights driven in opposite phases to each other, and detecting an angular velocity based on vibrations of the two weights in a direction perpendicular to the driving direction,
An angular velocity detection circuit that generates an angular velocity signal by taking the difference between the detection signals output from the detection electrodes of the two weights;
The angular velocity detection circuit is provided with a gain adjusting means for adjusting a gain related to a detection signal of one weight with respect to a gain related to the detection signal of the other weight.
前記ゲイン調整手段は、2つの錘に前記駆動方向に垂直な方向で作用する同一の加速度に起因して2つの錘が前記駆動方向に垂直な方向で互いに同相に振動している状況下で2つの錘から得られる各検出信号の振幅が同一になるように、前記ゲインの調整を行う、請求項7に記載の角速度検出装置。   The gain adjusting means is 2 in a situation where the two weights vibrate in phase with each other in the direction perpendicular to the driving direction due to the same acceleration acting on the two weights in the direction perpendicular to the driving direction. The angular velocity detection device according to claim 7, wherein the gain is adjusted so that the amplitudes of the detection signals obtained from two weights are the same.
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