JP2011252927A - 分割またはスキュー作動要素を用いる振動慣性速度センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】振動慣性速度センサは、ノードまたは反ノードの基準線から回転偏位または「スキュー」される軸を画成する作動要素を備える。前記スキューは、別個のノードまたは反ノード基準線に関連し得るか、または同じノード線周りに「分割」される要素型をとり得る。駆動信号と検出信号の両信号は、共通組の検出要素から分解され得る。駆動要素はまた、ジャイロスコープの能動トルクに作用をすべく、振動パターンを回転偏位するスキュー軸角度で作動し得る。スキュー駆動要素は、同じデバイス上のスキュー要素または分割要素と組合わされ得る。スキュー検出要素は、一か複数のノード線を備える振動システムに適用され得る。スキュー駆動要素は、能動トルクに作用すべく二つ以上のノード線を備える振動システムに適用され得る。
【選択図】図18
Description
せる手段とが開示される(たとえば特許文献1参照)。第1エネルギと第2エネルギの相補性作用は、ノードの偏位を阻止または制限し、それによって振動ノードに設けられるセンサでのゼロ電圧信号を制限する。従って駆動電極と検出電極は、円筒形共振体の中心線周りに等角間隔で分配されるとともに、それぞれ反ノード線及びノード線と一致する。
作動要素対とを含み得る。複数の作動要素対は、軸線周りに非一様分布で配置され得るが、この非一様分布は、軸線を含む平面周りに鏡対称であることを特徴とする。
他の実施形態は、開示ジャイロスコープを使用または製造する方法を開示する。開示発明の特定の実施形態を用いる一方法は、第1駆動振動成分と第1回転速度成分を備える第1振動ベクトルを検出するように構成される第1検出要素と、第2駆動振動成分と第2回転速度成分を備える第2振動ベクトルを検出するように構成される第2検出要素とを備える
ジャイロスコープの選択を含み、前記第2駆動振動は、前記第1駆動振動成分に対して反対の振動位相からなる。第1信号は、第1検出要素から得られ、第2信号は第2検出要素から得られる。第1信号と第2信号は、第1信号と第2信号の減算と第1信号と第2信号の加算からなる群から選択される少なくとも一つの演算を実行することにより、駆動振
動の大きさを測定すべく用いられる。振動ジャイロスコープの回転速度はまた、第1信号と第2信号の加算と第1信号と第2信号の減算からなる群から選択される演算を実行することによって測定され得る。
にする。各々の駆動直線に対する駆動電圧の比率は、二つのスキュー角度の間の駆動ベクトルの位置に作用するように調整されるので、静止整列または駆動ベクトルのトルク化の何れかを生じさせる。
1励振信号と、第2組の少なくとも一つの駆動要素に適用される第2励振信号とを含む。第1励振信号と第2励振信号の相対振幅は、振動パターンのノードと反ノードの配置を制御する。
本明細書において開示される更に別の図面と方法のうちの各々は、改善されたデバイス、システムおよび方法を提供するため、同一物を製造および使用すべく、個別または他の形状構成および方法と併せて使用され得る。従って本明細書において開示される形状構成と方法の組合せは、広い意味において本発明を実行するのに必須ではなく、それよりはむしろ本発明の典型的および好適な実施形態を具体的に記載すべく、単に開示されるものである。
更に別の利点と形状構成は、以下の説明においてある程度示され、ある意味では当業者には下記の試験によって明らかになるか、本明細書において記載される実施形態の実行によって確認され得る。
電極46は、独立機能として駆動運動の検出専用なので、カップ振動の駆動に利用できない。
するように第1ノード基準線115と第2ノード基準線116を画成する。
S2=D・sin(2θ2)−DK...(式2)
式中、S1は、第1検出直線134上に位置する第1検出要素対112a由来の結合信号である。S2は、第2検出直線136上に位置する第2検出要素対112b由来の信号である。Dは、第1反ノード基準線130での最大振動点で検出され得る駆動振動信号である。θ1とθ2は、第1検出直線134と第2検出直線136が、それぞれ第1ノード基準線115と第2ノード基準線116に対して偏位される斜角の大きさである。DKは、角速度検出信号である。
駆動検出信号Dは、検出直線由来の信号和の関数として得ることが可能である。
θ1とθ2が先験的にわかれば、式3aと式4aは、DKとDについてそれぞれ解かれる。
S1−S2=2DK...(式3b)
S1+S2=2D・sin(2θ)...(式4b)。
化検出信号217(調整検出信号)と逆検出信号222の間の比率を加重か調整する調整可能ミキサとして働く。このようにして、加重比信号230での最小駆動信号(すなわち純粋な速度信号)の電位差計225の設定を決定可能である。
に示されるように、第1検出直線262に総じて直交する第2検出直線136を画成する第2検出要素対112bを含み得る。
置での振動パターン120の振幅に比例する信号を生成する。上記のように、振動パターン120の振幅の大きさは、第1ノード対114aと第2ノード対114bで最小にあるとともに(すなわち第1ノード基準線115と第2ノード基準線116に沿って)、考察に付随する式1と式2で説明されるように、ノード極値と反ノード極値の間で正弦的に増加することになる。理想的に構築された製品において、第1ノード基準線115は、軸線101に対して第1検出直線262と同じ角方向にある。従って第1分割検出要素254aと第2分割検出要素254bによって生じる信号は、以下の通りである。
S2=−D・sin(2θB)+DK...(式6)
式中、変数は式1と式2で定義される通りであり、角速度検出信号DKは、駆動検出信号Dを与えるべく差し引かれる。
駆動検出信号Dは、検出直線由来信号の総和の関数として得られることが可能である。
θAとθBが先験的にわかれば、式7aと式8aは、DKとDについてそれぞれ解かれる。θ=θA=θBである構成では、数式は以下のように縮小する。
S1−S2=2D・sin(2θ)...(式8b)。
図9は、本発明の実施形態に従う分割検出構成用の速度・駆動検出回路270を示す。図5および図6と同じ機能を備える成分は、同じ参照番号によって識別される。分割要素検出回路271は、第1分割検出要素254aと第2分割検出要素254bと接続して示される。分割要素検出回路271は、第1分割検出要素254aと第2分割検出要素254b由来の信号を第1緩衝器210aと第2緩衝器210bに伝送する信号線202aと202bを含む。第1緩衝器210aと第2緩衝器210bは、信号212aと212bを速度出力調整電位差計272に出力する。調整可能な出力273は、速度出力調整電位差計272から伝送されるとともに、第1緩衝化検出信号212と集計接合268で合計されることによって、回転速度信号274を生成すべく、直交検出要素対112b由来の逆緩衝化信号222に対して調整する電位差計225に転送される信号269を生成する。
S4=−D・sin(2θB)+DK...(式10)
式中、S3とS4は、それぞれ第3分割検出要素252aと第4分割検出要素252bから得られる信号である。残る変数は、式1と式2で定義される通りである。角速度検出信号DKは、それぞれ信号S1とS2に信号S3とS4を加算することによって決定可能であり、以下の数式に従って処理可能である。
信号S3とS4は、減算され、それらの差は、式8における差に加算され得る。それによって駆動検出信号Dが、以下の数式に従って得られ得る。
この場合もやはりθAとθBが先験的にわかれば、式11aと式12aは、DKとDについてそれぞれ解かれる。角度θAとθBが、実質的に等しい(θ=θA=θB)実施形態では、数式は、以下のように簡略化する。
S1−S2+S3−S4=4D・sin(2θ)...(式12b)。
機能的に二重分割要素カップ型組立体280は、駆動検出信号Dの測定において冗長量を提供する。冗長量は、駆動検出測定の信号対ノイズ比を改善すべく用いられ得る。二つの分割板が使用される場合、二倍の検出領域が存在するので、二重分割板構造は、二倍の信号を提供し得ると考える。しかも二つの駆動検出信号が生じるので、ノイズは、統計学的に単一信号のノイズの半分に減る。従って信号は、倍加され、ノイズが半減されことにより、単一分割板構成より信号対ノイズ比が4倍増加する。
に生じた任意の位相シフトを補正すべく、位相シフタ445によって処理され得る。位相シフタ445は駆動信号407を生成する。
される原理は、たとえばリング型とプレート型の振動構造を用いるジャイロスコープなどの他のジャイロスコープ構成に適用可能である。本明細書に記載されるカップ型実装のような実装において、容量検出または磁気検出と駆動を用いる検出要素と駆動要素は、小さな角度によって通常の方向からスキューされる。上記と同じ機能と利点が、結果として生じ得る。
VD1=VT・sin(ωt)+VC・sin(ωt)...(式13)
VD2=VT・sin(ωt)−VC・sin(ωt)...(式14)
式中、VD1とVD2は、各々の第1駆動要素対512aと第2駆動要素対512bに適用される第1駆動信号560と第2駆動信号562である。VCは、AGC信号552である。VTは、トルク信号554である。ωは、駆動基準周波数である。tは時間である。
において示される。VD1は正である。−VD2が負であるということは、VD1とVD2が反対の極性であることを示す。各々の第1駆動直線538と第2駆動直線540の方向のため、各々の第1駆動直線538と第2駆動直線540の間に大きな直交成分が存在し、VD1とVD2の間の対向極性は、大部分が構造的である。すなわち両駆動要素対が、駆動信号の全振幅に寄与する。正味の影響は、VD1とVD2の振幅が、相加的であることである。たとえば単位信号をVC(すなわちVC=1)と仮定すると、VD1とVD2の振幅は、結局2になる。実際問題として、駆動要素に送出される信号は通常、共振体の振動を維持するために十分であるべきである。
1は、VD1=−VD2の場合の値を超えて倍加されるので、この場合も振幅は結局のところ2になることに留意する。
θD=−1/2(θ2+θ1)・(VT/VC)...(式15a)
式中、θDは、図18において示される公称方向に対する駆動ベクトルの角度方向である。従って回転は、総じて比率VT/VCに比例する。θ2=θ1=θの実施形態では、数式は以下のように簡略化する。
角度方向θDの範囲は、−θ1≦θD≦+θ2に限定されない。方向θDは、式15aと式15bが示唆しているのと同じように、AGC信号VCよりも大きなトルク信号VTを適用することによって、−θ1〜θ2の境界を越えて駆動可能である。たとえばVT=1.1・VDの場合、VD1=2.1・sin(ω)およびVD2=0.1・sin(ω)である。正の係数は、VD1とVD2が、協働的でないため、多分に破壊的であることを例示する。しかし、信号VD1は、支配的であるので、その結果は、この場合も2に等しい振幅である。
ノード対514bは、作動要素パターン600に重ね合わされる。第1ノード対114aと第2ノード対114bおよび第1反ノード対514aと第2反ノード対514bの横方向配置は、図18において示されるような振動パターン520の公称位置に従う。
8のθ1とθ2)に作用するため、全長601の四分の一未満である。回転偏位はまた、全長601の四分の一より大きなスパン距離645の影響を受け得る。しかし、スパン距離が、連続体共振体における回転偏位に作用しない場合、実質的に四分の一に等しい。
操作的に、駆動スキューを用いることによって、駆動整列を調整するか、またはトルク信号を適用し得る。整列機能では、斜角は、電極の配置誤差を克服するのに十分大きければよい。トルク化構成が望まれる場合、斜角は、ジャイロスコープ仕様の最大角速度によって制御される。斜角と捕捉された角速度の間の関係は、所定のジャイロスコープの共鳴周波数と「Q」を含む多くの因子によって支配される。模範的な非限定的組合せは、±2,000度/秒の最大角速度を提供する±12度の斜角である。
振動ベクトル1404に応答する。何故なら回転速度振動ベクトル1404は、駆動ベクトル(共鳴ベクトル)1402に垂直であるからである。
S1=D・Sin(α1)+DK...(式16)
S2=D・Sin(α2)−DK...(式17)
式中、S1は、第1検出要素1412由来の信号である。S2は、第2検出要素1412b由来の信号である。Dは、最大振動点で(すなわち駆動直線1305で)検出され得るような駆動振動信号である。DKは、回転検出直線1301周りの角速度変化に対応する信号である。第1要素信号から第2要素信号を減算することによって、最大速度信号が与えられ、駆動検出信号がキャンセルされる。
ゲイン調整は、センサ変動に対してこの平衡を補正すべく用いられ得る。第1要素信号と第2要素信号を加算することによって、最大駆動検出信号が与えられ、速度信号がキャンセルされる。
斜角が実質的に等しい(αa=αb=α)実施形態では、数式は以下のように簡略化する。
S1+S2=2D・sin(α)...(式19b)。
図26は、プレート型ジャイロスコープとして公知のジャイロスコープ構成の要素であるプレート型ジャイロスコープ1600が略図で示される。駆動板振動の共鳴周波数と速度検出応答は、実質的に同じである。プレート型ジャイロスコープ1600は、検出直線1607に垂直なベクトル1606によって示される方向に駆動され得る内部フレーム1602と共振体1604を含む平面型マイクロ電気機械システム(MEMS)ジャイロスコープである。回転速度入力軸1605は実質的に共振体の中心にあるとともに、ベクトル1606と検出直線1607の両方に実質的に直交する(すなわち図26の平面に垂直)。プレート型ジャイロスコープ1600は、バネ要素1608を含むとともに、複数のコリオリ検出フィンガ1610を含み得る。
と図24の音叉型ジャイロスコープ1300と似ている。一般的にプレート要素1701aと1701bは、実質的に平行である一対の検出直線1707aと1707bを画成する骨格1702によって支持される。二つのプレート要素1701aと1701bは、図23〜図25に関連して記載された音叉型ジャイロスコープ1300の第1歯1302aと第2歯1302bに類似する、互いに対向して振動するとともに、回転速度検出直線1704周りの回転に感受性がある。
0.1≦D・sin(α)/DK≦10...(式20)。
式中、SSは、度で表示する作動検出斜角である。γは、歳差定数である。MRは、度/秒で表示する最大速度変化である。BWは、ヘルツで表示するジャイロスコープ出力応答の帯域幅である。たとえば歳差定数が1であり、ジャイロスコープ出力帯域幅が100Hzおよび最大期待角速度が200度/秒である場合、標的斜角は0.32°である。この値は、ノード数と共鳴周波数に無関係である。斜角は、作動検出斜角SSが構築の寸法公差より小さいなら、識別レベルまで増加され得る。
SD=γMR/(ΠBW)...(式22)
式中、度で表示する駆動トルク斜角γは、歳差定数である。MRは、度/秒で表示する最大角速度範囲である。BWはヘルツで表示するジャイロスコープ出力応答の帯域幅である。たとえば、ジャイロスコープ出力帯域幅が100Hzで、最大期待角速度が200度/秒の場合、標的駆動斜角は0.64度である。速度検出であったように、この値は、ノード数または共鳴周波数に無関係である。駆動斜角SDは、角度SDが分解可能な構造耐性よりも小さい場合、識別レベルまで増加され得る。
式中、SAは、度で表示する駆動整列斜角である。DAは、度で表示する駆動整列耐性である。たとえばジャイロスコープの駆動整列耐性が、0.5度の場合、標的駆動整列斜角は、1.5度である。従って式21または式22由来のより大きな結果が、駆動整列斜角に用いられ得る。
、公知の成分は、本発明を不必要に曖昧にしないため、詳細には記載されなかった。当然ながら、たとえ様々な実施形態の数多くの特性と利点が、様々な実施形態の構造および機能の詳細とともに、前述の説明において示されるとしても、この開示物は例示にすぎない。それでもなお本発明の原理と趣旨を用いる他の実施形態が、構築され得る。
Claims (41)
- 共振体、第1作動要素としての第1駆動要素、および第2作動要素としての第2駆動要素を有することによって角速度を検出する慣性センサであって、
前記第1駆動要素と前記第2駆動要素は、前記共振体上に振動パターンを発生させ、
前記共振体は、軸線を有する連続体を有し、
前記振動パターンは、それぞれ前記軸線周りに配置されるノード対と第1反ノード対と第2反ノード対を画成し、
前記ノード対は、前記ノード対を通過するノード基準線を画成し、
前記第1反ノード対は、前記第1反ノード対を通過する第1反ノード基準線を画成し、
前記第2反ノード対は、前記第2反ノード対を通過する第2反ノード基準線を画成し、
前記連続体に動作自在に連結される前記第1駆動要素は、前記第1駆動要素を通過し且つ前記軸線を横断する第1作動中心線としての第1駆動中心線を画成し、
前記連続体に動作自在に連結される前記第2駆動要素は、前記第2駆動要素を通過し且つ前記軸線を横断する第2作動中心線としての第2駆動中心線を画成し、
前記第1駆動中心線は、前記第1反ノード基準線に対して第1回転偏位で偏位され、
前記第1駆動中心線と前記第2駆動中心線は、前記第1反ノード基準線、前記第2反ノード基準線、および前記ノード基準線の何れにも一致せず、
第2駆動中心線は、前記第2反ノード基準線から、前記第1回転偏位とは反対方向に第2回転偏位で偏位され、
前記第1回転偏位と前記第2回転偏位は、互いに大きさが等しい
ことを特徴とする、慣性センサ。 - 前記連続体は、軸対称である、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記第1駆動要素と前記第2駆動要素のうちの少なくとも幾つかは、前記連続体の表面に物理的接触している、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記物理的接触は、接合結合、膠着、およびその組合せからなる群から選択される、
請求項3記載の慣性センサ。 - 前記第1反ノード基準線と前記第2反ノード基準線は、隣接する前記ノード基準線との間に一様な角偏位を画成し、
前記第1回転偏位は、前記一様な角偏位の半分未満である、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記第1駆動中心線は、前記第1駆動要素対を構成する2つの前記第1駆動要素を通過し、
前記第2駆動中心線は、前記第2駆動要素対を構成する2つの前記第2駆動要素を通過する、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記慣性センサは、振動慣性速度センサであり、
前記連続体は、前記軸線に対する直交断面上に閉鎖ループを形成し、
それぞれ前記駆動要素対の駆動要素は、前記第1駆動中心線と前記第2駆動中心線を画成すべく前記軸線周りに180度間隔で配置され、
複数の前記駆動要素対は、前記軸線周りに非一様な角度分布で配置され、
前記非一様な角度分布は、前記軸線を含む平面周りに鏡対称である、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記連続体は、前記軸線周りに対称な軸対称体である、
請求項7記載の慣性センサ。 - 前記駆動要素対は、駆動要素によって前記軸線に対して前記振動パターンの動的回転を可能にすべく、前記軸線周りに前記非一様な角度分布で配置される、
請求項7記載の慣性センサ。 - 前記慣性センサは更に、
前記共振体に動作自在に連結される第1検出要素と第2検出要素を有し、
前記ノードは、前記第1検出要素と前記第2検出要素の両方に隣接し、且つ前記第1検出要素と前記第2検出要素の間に位置する、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記共振体は、軸対称である、
請求項10記載の慣性センサ。 - 前記慣性センサは更に、
前記共振体の角速度を測定する角速度測定手段と;
前記反ノードの振動振幅を測定する振動振幅測定手段と
を有する、
請求項1記載の慣性センサ。 - 複数の検出要素は、前記角速度測定手段と前記振動振幅測定手段の両方に共用される、
請求項12記載の慣性センサ。 - 前記慣性センサは、作動要素パターンを有する慣性速度センサであり、
前記作動要素パターンは、横軸を画成するとともに第1半分と第2半分に分割できるパターン全長を有し、
前記第1駆動要素対と前記第2駆動要素対は、それぞれ重心を有し、
前記第1駆動要素対の前記重心は、前記第1半分に位置するとともに、前記横軸に平行な第1スパン距離を示し、
前記第1駆動要素対の重心同士は、間に等距離に位置する第1中間点を画成し、
前記第2駆動要素対の前記重心は、前記第2半分に位置するとともに、前記横軸に平行な第2スパン距離を示し、
前記第2駆動要素対の前記重心同士は、間に等距離に位置する第2中間点を画成し、
前記第1中間点と前記第2中間点は、前記パターン全長の二分の一に等しい距離によって互いに分離され、
前記第1スパン距離は、前記第2スパン距離に等しいが、前記パターン全長の四分の一には等しくない、
請求項1記載の慣性センサ。 - 前記パターン全長は、連続性がある、
請求項14記載の慣性センサ。 - 前記慣性センサは更に、前記第2半分上で繰返され、前記第1半分上で一連の間隔を画成する複数の信号接触タブを有する、
請求項14記載の慣性センサ。 - 前記信号接触タブは、アース端子要素に電気的接続する、
請求項16記載の慣性センサ。 - 慣性速度センサである請求項1の慣性センサの製造方法であって、前記製造方法は、
第1半分と第2半分に分割されるパターン全長を有するとともに、前記第1駆動要素対と前記第2駆動要素対を含む作動要素パターンを選択することであって、前記第1駆動要素対は、前記第1半分上に位置する第1中間点を有し、前記第2駆動要素対は、前記第2半分の中心に位置する第2中間点を有し、前記第1中間点と前記第2中間点は、前記パターン全長の半分に等しい距離を間に示し、それぞれ前記第1駆動要素対と前記第2駆動要素対が有する重心は、互いに同じスパン距離だけ離間し、前記スパン距離は、前記パターン全長の四分の一には等しくないことと;
前記作動要素パターンを、連続性を有する形状の前記共振体に移行させることと;
前記作動要素パターンを、前記第1駆動要素対と前記第2駆動要素対に変換することとを有することを特徴とする、慣性センサの製造方法。 - 前記変換は、前記作動要素を互いに電気的絶縁することを含む、
請求項18記載の製造方法。 - 前記変換は、前記共振体に結合される導電層に、前記作動要素パターンを変換することを含む、
請求項19記載の製造方法。 - 請求項1の慣性センサに電気的整合する整合方法であって、前記整合方法は、
第1振動駆動信号と第2振動駆動信号のうちの少なくとも一つが、前記共振体を前記軸線周りに振動パターンで振動させるように、前記第1振動駆動信号を前記第1駆動要素対に適用し、且つ前記第2振動駆動信号を前記第2駆動要素対に適用することであって、前記振動パターンは、前記共振体に関して第1位置に位置する複数のノードを含むことと;
前記第1振動駆動信号と前記第2振動駆動信号のうちの少なくとも一つの振幅を変動させる振幅変動によって、前記ノードが、前記共振体に関して前記第1位置とは異なる第2位置に位置するように、前記振動パターンを変化させることと
を有する、整合方法。 - 前記振幅変動は、前記軸線に対する前記振動パターンの回転偏位を生成する、
請求項21記載の整合方法。 - 前記振幅変動は、
前記第1振動駆動信号の振幅と前記第2振動駆動信号の振幅との第1比率に比例する量によって前記ノードが、前記第1位置から第1方向に偏位した前記第2位置に位置するように、前記第1比率が振動パターンを生成することと;
前記第1比率に比例する量によって前記ノードが、前記第1位置から前記第1方向とは反対方向に偏位した第3位置に位置するように、前記第1比率の逆数が振動パターンを生成することと
を満たすように、前記第1振動駆動信号と前記第2振動駆動信号の振幅を設定することを含む、
請求項21記載の整合方法。 - 前記第1駆動要素対への前記第1振動駆動信号の適用は、前記軸線に交差する第1駆動直線に沿って前記共振体上に位置する前記第1駆動要素対に、前記第1振動駆動信号を適用することを含み、
前記第2駆動要素対への前記第2振動駆動信号の適用は、前記軸線に交差し且つ前記第
1駆動直線に対して傾斜する第2駆動直線に沿って、前記共振体上に位置する前記第2駆動要素対に、前記第2振動駆動信号を適用することを含む、
請求項21記載の整合方法。 - 前記整合方法は更に、
第1検出要素対と第2検出要素対を用いることによって、前記振動パターンを監視することであって、前記第1検出要素対と前記第2検出要素対はそれぞれ、前記第1検出要素対と前記第2検出要素対に対応する前記共振体の位置に存在する前記振動パターンの特徴を示す検出信号を生成し、
前記第1検出要素対が、前記第1検出要素対の位置に存在するノードを示す検出信号を生成する場合、前記第2検出要素対は、前記第2検出要素対に対応する位置にはノードが存在しないことを示す検出信号を生成する、
請求項21記載の整合方法。 - 前記第1検出要素対と前記第2検出要素対による前記振動パターンの監視は、前記第1検出要素対に電気的に共通している第1検出信号を得ることと、前記第2検出要素対に電気的に共通している第2検出信号を得ることとを含み、
それぞれ前記第1検出信号と前記第2検出信号は、前記慣性センサの角度運動速度を示す第1振幅成分と、前記第1振動駆動信号と前記第2振動駆動信号を示す第2振幅成分とを含み、
前記振動パターンの前記監視は更に、前記角運動速度を示す速度検出信号と、前記第1振動駆動信号と前記第2振動駆動信号を示す駆動検出信号とからなる群から選択される少なくとも一つの監視信号を生成すべく、前記第1検出信号と前記第2検出信号を組合わせることを含む、
請求項25記載の整合方法。 - 請求項1の慣性センサを備える角運動測定システムであって、前記角運動測定システムは、前記第1駆動要素と前記第2駆動要素を駆動する駆動回路を有し、
前記共振体は更に、複数のセンサを有し、
前記駆動回路は、前記共振体が複数のノードと反ノードを含む振動パターンに従って振動するように、前記第1駆動要素と前記第2駆動要素対に励振信号を伝達し、
前記励振信号伝達は、少なくとも一つの第1駆動要素対に適用される第1励振信号と、少なくとも一つの第2駆動要素対に適用される第2励振信号とを含み、
前記第1励振信号と前記第2励振信号の相対振幅は、前記振動パターンの前記ノードと反ノードの配置を制御する、
角速度測定システム。 - 前記角速度測定システムは更に、振動監視回路と制御システムを有し、
前記振動監視回路は、複数の前記センサによって生成される信号伝達を得、
前記制御システムは、前記共振体に対して複数の前記ノードと反ノードを再配置すべく、前記振動パターンが変化するように、前記振動監視回路の出力に基づき前記第1励振信号と前記第2励振信号の前記相対振幅を調整する、
請求項27記載の角速度測定システム。 - 前記共振体に沿った前記ノードと反ノードの配置は、前記共振体の角運動に応じて変化し、
前記制御システムは、角運動の不在下において前記共振体に対して前記ノードと反ノードの初期配置を確立し、
前記制御システムは、前記ノードと反ノードの前記初期配置が修復されるように、検出角運動に応じて前記第1励振信号と前記第2励振信号の前記相対振幅を調整する、
請求項28記載の角速度測定システム。 - 請求項1の慣性センサの振動パターンを再配置する再配置方法であって、前記再配置方法は、
第1方向を画成すべく、前記第1駆動中心線に沿って配置される前記第1駆動要素対に第1駆動信号を適用することと;
前記第1方向から前記軸線周りに回転偏位を有する第2方向を画成すべく、前記第2駆動中心線に沿って配置される前記第2駆動要素対に第2駆動信号を適用することと;
前記軸線周りの任意角度方向に前記反ノード対を回転させるべく、前記第1駆動信号と前記第2駆動信号の相対振幅を調整することと
を有することを特徴とする、再配置方法。 - 前記第1駆動信号と第2駆動信号を前記適用することによって、隣接するノードの間に90度の角度が生じる、
請求項30記載の再配置方法。 - 前記第1駆動信号と前記第2駆動信号の前記相対振幅の前記調整は、
負極性を有する振幅によって前記第1駆動信号を設定することと、
前記共振体の振動を維持するのに十分な振幅によって前記第2駆動信号を設定することと
を含む、
請求項30記載の再配置方法。 - 前記第1駆動信号と前記第2駆動信号の前記相対振幅を前記調整することによって、隣接する反ノードの間において角度が保持される、
請求項30記載の再配置方法。 - 前記第1駆動信号と前記第2駆動信号の前記相対振幅の前記調整は、前記回転偏位の110%以下の範囲の調整に制限される、
請求項30記載の再配置方法。 - 前記調整範囲は、前記回転偏位の100%に制限される、
請求項34記載の再配置方法。 - 請求項1の慣性センサと角度方向制御手段を有する角運動測定システムであって、
前記角度方向制御手段は、前記軸線周りの前記振動パターンの角度方向を制御する、角運動測定システム。 - 前記角運動測定システムは更に、振動パターン監視手段を有し、
前記振動パターン監視手段は、前記振動パターンの前記角度方向を示す出力を生成すべく前記振動パターンを監視し、
前記角度方向制御手段は、前記出力を用いる、
請求項36記載の角運動測定システム。 - 請求項1の慣性センサに電気的整合する整合回路であって、前記整合回路は、
駆動成分と角速度成分を有する信号を得る信号取得手段と;
前記駆動成分と前記角速度成分を分解する分解手段と
を有する、整合回路。 - 請求項1の慣性センサを駆動振動パターンで回転させる回転方法であって、前記回転方
法は、
前記軸線に対して軸対称な前記共振体を有する振動ジャイロスコープを提供することであって、前記振動ジャイロスコープは更に、前記軸線に対して径方向に互いに反対に位置する第1駆動要素対と、前記軸線に対して径方向に互いに反対に位置する第2駆動要素対とを有し、前記第1駆動要素対は、前記共振体に対して第1ノード分布を有する第1振動パターンで駆動するように構成され、前記第1振動パターンは第1入力信号によって駆動され、前記第2駆動要素対は、前記共振体に対して第2ノード分布を有する第2振動パターンで駆動するように構成され、前記第2振動パターンは第2入力信号によって駆動され、前記第2ノード分布は、前記第1ノード分布から固定角だけ回転方向に偏位することと;
前記第1入力信号を前記第1駆動要素対に適用し、且つ前記第2入力信号を前記第2駆動要素対に適用することによって、振動方向の第3ノード分布を有する混合振動パターンを生成することと
を有する、回転方法。 - 前記回転方法は更に、
前記第3ノード分布の方向を決定することと;
前記第3ノード分布を回転させるべく、前記第1ノード分布と前記第2ノード分布のうちの何れか一つを調節することと
を備える、
請求項39記載の回転方法。 - 前記回転方法は更に、
前記第1信号から前記第2信号へのゲイン比を決定することと;
前記第3ノード分布を回転させるべく、前記ゲイン比を調節することと
を備える、
請求項39記載の回転方法。
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