JP2019105631A - 振動マスジャイロスコープシステム - Google Patents
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- 振動マスと、それぞれが、駆動力およびフォースリバランスのうちの1つを前記振動マスに3つの直交軸の各々の向きに与えるように配置された複数の電極とを備えるセンサシステムと、
前記複数の電極のうちの第1の電極に与えられる駆動信号を生成することにより、前記駆動力を与えて、前記3つの直交軸のうちの第1の軸に沿った前記振動マスの面内周期振動運動を容易にし、かつ、3つの直交軸のうちの第2の軸および第3の軸にそれぞれ関連付けられた、前記複数の電極のうちの第2の電極および第3の電極の各々に与えられるフォースリバランス信号を生成して、前記3つの直交軸の前記第2の軸および前記第3の軸のそれぞれを中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めるジャイロスコープコントローラと
を備えるジャイロスコープシステム。 - 前記ジャイロスコープコントローラは、異なる期間の各々において、前記駆動信号を前記第1の軸に関連付けられた複数のセンサのうちの1つに交互に与えて、前記フォースリバランス信号を前記複数のセンサのうちの他のセンサに交互に与え、前記異なる期間の各々において前記第2の軸および前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの前記回転を求めるように構成された、請求項1に記載のシステム。
- 前記ジャイロスコープコントローラは、第1の期間において前記第2および第3の直交軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めるために、前記フォースリバランス信号を前記第2および第3の電極に同時に印加しながら、前記駆動信号を前記第1の電極に与え、第2の期間において前記ジャイロスコープシステムの前記第1および第3の直交軸を中心とした回転を求めるために、前記フォースリバランス信号を前記第1および第3の電極に同時に印加しながら、前記駆動信号を前記第2の電極に与え、第2の期間において前記第1および第2の直交軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めるために、前記フォースリバランス信号を前記第1および第2の電極に同時に印加しながら、前記駆動信号を前記第3の電極に与えるように構成された、請求項2に記載のシステム。
- 前記センサシステムは、複数の振動マスを備え、前記複数の電極は、駆動力およびフォースリバランスのうちの1つを前記複数の振動マスの各々に3つの直交軸の各々の向きに与えるように配置される、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数の振動マスは、一対の振動マスを備え、前記ジャイロスコープコントローラは、前記一対の振動マスの各振動マスの前記複数の電極の前記第1の電極に与えられる前記駆動信号を生成することにより、前記駆動力を与えて、前記振動マスの各々の前記3つの直交軸の前記第1の軸に沿って互いに等しくかつ逆向きの面内周期振動運動を容易にするように構成された、請求項4に記載のシステム。
- 前記ジャイロスコープシステムは、複数のセンサシステムを備え、前記ジャイロスコープコントローラは、前記複数のセンサシステムのうちの第1のセンサシステムの前記第1の電極に与えられる前記駆動信号を生成して、前記第1のセンサシステムに関連付けられた前記振動マスの前記3つの直交軸のうちの前記第1の軸に沿った面内周期振動運動を容易にし、前記複数のセンサシステムのうちの第2のセンサシステムの前記第2の電極に与えられる前記駆動信号を生成して、前記第2のセンサシステムに関連付けられた前記振動マスの前記3つの直交軸のうちの前記第2の軸に沿った面内周期振動運動を容易にするように構成され、
前記ジャイロスコープコントローラは、前記第1のセンサシステムの前記第2の電極および前記第3の電極の各々に、ならびに前記第2のセンサシステムの前記第1の電極および前記第3の電極に与えられる前記フォースリバランス信号を生成して、前記3つの直交軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めるようにさらに構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記複数のセンサシステムは、共通の平面上に配置される、請求項6に記載のシステム。
- 前記複数のセンサシステムは、
前記ジャイロスコープコントローラを介して、前記第2の軸および前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転の計算を容易にするように前記第1の軸の向きに駆動される第1のセンサシステムと、
前記ジャイロスコープコントローラを介して、前記第1の軸および前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転の計算を容易にするように前記第2の軸の向きに駆動される第2のセンサシステムと、
前記ジャイロスコープコントローラを介して、前記第1の軸および前記第2の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転の計算を容易にするように前記第3の軸の向きに駆動される第3のセンサシステムと
を備える、請求項6に記載のシステム。 - 前記ジャイロスコープコントローラは、前記第1の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を、前記第2および第3のセンサシステムを介して差分計算し、前記第2の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を、前記第1および第3のセンサシステムを介して差分計算し、前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を、前記それぞれの第2および第3のセンサシステムを介して差分計算するように構成された、請求項8に記載のシステム。
- 前記ジャイロスコープコントローラは、複数の期間の各々において前記駆動信号を介して前記第1、第2、および第3のセンサシステムの各々が沿って駆動される前記軸を交互に変化させて、前記第1、第2、および第3のセンサシステムの各々についての前記複数の期間のうちの2つにおける前記直交軸のうちの所与の1つを中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転の差分計算に基づいて、前記第1、第2、および第3のセンサシステムのキャリブレーションを交互に行うように構成された、請求項8に記載のシステム。
- ジャイロスコープシステムを介して、3つの直交軸の各々を中心とした回転を測定するための方法であって、
第1の期間において、駆動信号を第1の電極に与えて、駆動力を振動マスに前記3つの直交軸のうちの第1の軸に沿って与えることと、
前記第1の期間において、第1のフォースリバランス信号を第2の電極に与えて、第1のフォースリバランスを前記振動マスに前記3つの直交軸のうちの第2の軸の向きに与え、前記第1のフォースリバランス信号に基づいて前記第2の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
前記第1の期間において、第2のフォースリバランス信号を第3の電極に与えて、第2のフォースリバランスを前記振動マスに前記3つの直交軸のうちの第3の軸の向きに与え、前記第2のフォースリバランス信号に基づいて前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
第2の期間において、前記駆動信号を前記第2の電極に与えて、前記駆動力を前記振動マスに前記第2の軸に沿って与えることと、
前記第2の期間において、前記第1のフォースリバランス信号を前記第1の電極に与えて、前記第1のフォースリバランスを前記振動マスに前記第1の軸の向きに与え、前記第1のフォースリバランス信号に基づいて前記第1の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
を含む方法。 - 前記第2の期間において、前記第2のフォースリバランス信号を前記第3の電極に与えて、前記第2のフォースリバランスを前記振動マスに前記第3の軸の向きに与え、前記第2のフォースリバランス信号に基づいて前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第2のフォースリバランス信号を前記第3の電極に与えることは、前記第1および第2の期間において、前記第2のフォースリバランス信号に基づいて前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を差分計算して、前記第2のフォースリバランス信号に基づく前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転の計算に対して、前記ジャイロスコープシステムのキャリブレーションを行うことを含む、請求項12に記載の方法。
- 第3の期間において、前記駆動信号を前記第3の電極に与えて、前記駆動力を前記振動マスに前記第3の軸に沿って与えることと、
前記第3の期間において、前記第1のフォースリバランス信号を前記第1の電極に与えて、前記第1のフォースリバランスを前記振動マスに前記第1の軸の向きに与え、前記第1のフォースリバランス信号に基づいて前記第1の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
前記第3の期間において、前記第2のフォースリバランス信号を前記第2の電極に与えて、前記第2のフォースリバランスを前記振動マスに前記第2の軸の向きに与え、前記第2のフォースリバランス信号に基づいて前記第2の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記振動マスは、第1のセンサシステムに関連付けられた第1の振動マスであり、前記駆動信号は、第1の駆動信号であり、前記方法は、
前記第1の期間において、第2の駆動信号を第4の電極に与えて、第2の駆動力を第2のセンサシステムに関連付けられた第2の振動マスに前記第2の軸に沿って与えることと、
前記第1の期間において、第3のフォースリバランス信号を第5の電極に与えて、第3のフォースリバランスを前記第2の振動マスに前記第1の軸の向きに与え、前記第3のフォースリバランス信号に基づいて前記第1の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
前記第1の期間において、第4のフォースリバランス信号を第6の電極に与えて、第4のフォースリバランスを前記第2の振動マスに前記第3の軸の向きに与え、前記第4のフォースリバランス信号に基づいて前記第3の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと、
前記第2の期間において、前記第2の駆動信号を前記第4の電極に与えて、前記駆動力を前記第2の振動マスに前記第1の軸に沿って与えることと、
前記第2の期間において、前記第3のフォースリバランス信号を前記第5の電極に与えて、前記第3のフォースリバランスを前記第2の振動マスに前記第2の軸の向きに与え、前記第3のフォースリバランス信号に基づいて前記第2の軸を中心とした前記ジャイロスコープシステムの回転を求めることと
をさらに含む、請求項11に記載の方法。
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