JP2781161B2 - 比率トランスジューサ及び方法 - Google Patents
比率トランスジューサ及び方法Info
- Publication number
- JP2781161B2 JP2781161B2 JP7219149A JP21914995A JP2781161B2 JP 2781161 B2 JP2781161 B2 JP 2781161B2 JP 7219149 A JP7219149 A JP 7219149A JP 21914995 A JP21914995 A JP 21914995A JP 2781161 B2 JP2781161 B2 JP 2781161B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drive
- circuit
- signal
- power supply
- providing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
- G01C19/5614—Signal processing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転速度センサや
慣性センサのようなトランスジューサ、更に言えば、出
力電圧が電源電圧に線型的に比例するトランスジューサ
装置および方法に関する。
慣性センサのようなトランスジューサ、更に言えば、出
力電圧が電源電圧に線型的に比例するトランスジューサ
装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転速度センサ、加速度計、他の慣性セ
ンサのようなトランスジューサは、航空機、自動車、他
の乗物で使用される制御システムのような幅広い様々な
分野で使用されている。加速度計の初期タイプの１つ
は、加速度計の抵抗を変更するためにプルーフマス（pr
oofmass)によって駆動される調整可能な素子、若しく
は、ワイパーを備えた電位差計を有していた。このタイ
プの加速度計は、電位差計自身が線型である限り出力電
圧が電源電圧に線型的に比例するような、比率装置（ra
tiometric device）であった。より最近では、加速度計
や、速度センサ、他のトランスジューサは、電位差計装
置よりも実質的に感度が良好な振動水晶検出素子を使用
していた。しかしながら、不幸にも、本発明以前では、
振動水晶装置から比率出力を得ることは不可能であっ
た。本発明の目的は、新しく改良されたトランスジュー
サと方法を提供することである。本発明の他の目的は、
従来技術の制限と欠点を克服する上述の特性のトランス
ジューサと方法とを提供することにある。
ンサのようなトランスジューサは、航空機、自動車、他
の乗物で使用される制御システムのような幅広い様々な
分野で使用されている。加速度計の初期タイプの１つ
は、加速度計の抵抗を変更するためにプルーフマス（pr
oofmass)によって駆動される調整可能な素子、若しく
は、ワイパーを備えた電位差計を有していた。このタイ
プの加速度計は、電位差計自身が線型である限り出力電
圧が電源電圧に線型的に比例するような、比率装置（ra
tiometric device）であった。より最近では、加速度計
や、速度センサ、他のトランスジューサは、電位差計装
置よりも実質的に感度が良好な振動水晶検出素子を使用
していた。しかしながら、不幸にも、本発明以前では、
振動水晶装置から比率出力を得ることは不可能であっ
た。本発明の目的は、新しく改良されたトランスジュー
サと方法を提供することである。本発明の他の目的は、
従来技術の制限と欠点を克服する上述の特性のトランス
ジューサと方法とを提供することにある。
【０００３】これらの及び他の目的は、本発明によれ
ば、出力信号が電源電圧や励起のレベルに線型的に比例
する比率トランスジューサおよび方法を提供することに
よって達成される。監視すべき状態（例えば、加速度の
回転）に従って変化を受ける素子に対し、駆動回路が駆
動信号を与え、ピックアップ回路がこの素子から信号を
受け、監視すべき状態に対応した出力信号を与える。動
作電圧を電源から駆動回路に与え、駆動回路のゲインを
動作電圧における変化に従って調整し、駆動信号と出力
信号を動作電圧に比例させる。
ば、出力信号が電源電圧や励起のレベルに線型的に比例
する比率トランスジューサおよび方法を提供することに
よって達成される。監視すべき状態（例えば、加速度の
回転）に従って変化を受ける素子に対し、駆動回路が駆
動信号を与え、ピックアップ回路がこの素子から信号を
受け、監視すべき状態に対応した出力信号を与える。動
作電圧を電源から駆動回路に与え、駆動回路のゲインを
動作電圧における変化に従って調整し、駆動信号と出力
信号を動作電圧に比例させる。
【０００４】
【発明の実施の形態及び実施例】図では、しばしば「水
晶速度センサ」と呼ばれるタイプの回転速度センサとの
関係で本発明を示している。しかしながら、比率出力が
所望される他の型のトランスジューサや、加速度計、他
の型の速度センサにも等しく用いることができる。図１
に示された速度センサは、多くの点で１９９３年８月２
日に出願された同時継続出願第０８／１００，７５９号
に示された速度センサと同様である。それは、水晶のよ
うな圧電物質から製造された二端音さ１１を有する。こ
の音さは、中央本体、即ち、ベース１４から相対する方
向に延長しているような一対の駆動叉１２と一対のピッ
クアップ叉１３とを有し、圧電構造への、および、圧電
構造からの、信号を結合するため、これらの叉の上に駆
動電極１６、１７とピックアップ電極１８、１9 とを有
する。図を簡単にするため、図１には、２つの駆動電極
と２つのピックアップ電極のみが示されている。しかし
ながら、実際の音さでは一般にはより多くの電極が使用
されており、第８／１００，７５９号に示された例で
は、２対の駆動電極と２対のピックアップ電極が使用さ
れる。
晶速度センサ」と呼ばれるタイプの回転速度センサとの
関係で本発明を示している。しかしながら、比率出力が
所望される他の型のトランスジューサや、加速度計、他
の型の速度センサにも等しく用いることができる。図１
に示された速度センサは、多くの点で１９９３年８月２
日に出願された同時継続出願第０８／１００，７５９号
に示された速度センサと同様である。それは、水晶のよ
うな圧電物質から製造された二端音さ１１を有する。こ
の音さは、中央本体、即ち、ベース１４から相対する方
向に延長しているような一対の駆動叉１２と一対のピッ
クアップ叉１３とを有し、圧電構造への、および、圧電
構造からの、信号を結合するため、これらの叉の上に駆
動電極１６、１７とピックアップ電極１８、１9 とを有
する。図を簡単にするため、図１には、２つの駆動電極
と２つのピックアップ電極のみが示されている。しかし
ながら、実際の音さでは一般にはより多くの電極が使用
されており、第８／１００，７５９号に示された例で
は、２対の駆動電極と２対のピックアップ電極が使用さ
れる。
【０００５】駆動回路２１は駆動電極に接続され、ピッ
クアップ回路２２はピックアップ電極に接続される。音
さが長手方向軸２３の周囲で回転したとき、回転速度に
対応した周波数を有するコリオリの力が、駆動叉のねじ
りを生成する。このねじりは、圧電構造を通じてピック
アップ叉に伝送され、ピックアップ電極と結合された信
号が回転速度に応じて駆動周波数で振幅を変化させる。
駆動回路は、電流増幅器２６とＡＧＣループ２７を備え
た自動ゲイン制御（ＡＧＣ）を有する発振器である。Ａ
ＧＣループは、ＡＧＣ増幅器２８と、レベル検出器２９
と、ループ・増幅器／フィルタ３１とを含む。電流増幅
器２６の入力は「駆動低」電極１６に接続され、電流増
幅器の出力はＡＧＣ増幅器２８の入力に接続され、ＡＧ
Ｃ増幅器の出力は「駆動高」電極１７に接続される。電
流増幅器２６の出力における信号はサイン波である。レ
ベル検出器２９は、サイン波増幅器のピークを等価なＲ
ＭＳ値に変換し、レベル検出器の出力は基準電流に対し
て比較される。エラー、即ち、基準とレベル検出器の出
力との差は、ループ・フィルタ／増幅器３１によって増
幅され、ＡＧＣ増幅器のゲインを制御するためにＡＧＣ
増幅器２８の制御入力に付与される。
クアップ回路２２はピックアップ電極に接続される。音
さが長手方向軸２３の周囲で回転したとき、回転速度に
対応した周波数を有するコリオリの力が、駆動叉のねじ
りを生成する。このねじりは、圧電構造を通じてピック
アップ叉に伝送され、ピックアップ電極と結合された信
号が回転速度に応じて駆動周波数で振幅を変化させる。
駆動回路は、電流増幅器２６とＡＧＣループ２７を備え
た自動ゲイン制御（ＡＧＣ）を有する発振器である。Ａ
ＧＣループは、ＡＧＣ増幅器２８と、レベル検出器２９
と、ループ・増幅器／フィルタ３１とを含む。電流増幅
器２６の入力は「駆動低」電極１６に接続され、電流増
幅器の出力はＡＧＣ増幅器２８の入力に接続され、ＡＧ
Ｃ増幅器の出力は「駆動高」電極１７に接続される。電
流増幅器２６の出力における信号はサイン波である。レ
ベル検出器２９は、サイン波増幅器のピークを等価なＲ
ＭＳ値に変換し、レベル検出器の出力は基準電流に対し
て比較される。エラー、即ち、基準とレベル検出器の出
力との差は、ループ・フィルタ／増幅器３１によって増
幅され、ＡＧＣ増幅器のゲインを制御するためにＡＧＣ
増幅器２８の制御入力に付与される。
【０００６】ピックアップ回路は、充電増幅器３３、同
期復調器３４、ロー・パス・フィルタ３６を含むものと
して示されている。「ピックアップ低」電極１８は、比
較的小さな（例えば１００オーム）抵抗３７を通じて電
荷増幅器３３の１つの入力に接続され、「ピックアップ
高」電極１９は、電荷増幅器の第２の入力に接続され
る。電荷増幅器からの信号は駆動回路の電流増幅器２６
からの信号に従って復調され、フィルタリングを行って
高周波成分を除去した後に、出力端子３９に伝送され
る。図１や第８／１００，７０９号に示された装置は試
験回路４０も含んでいる。試験回路４０は、装置を試験
するために、駆動回路からの減衰信号を抵抗３７を通じ
てピックアップ回路の入力に付与することを可能とす
る。試験回路４０は、通常的には開いた状態であるスイ
ッチ４１と、電流増幅器２６の出力と抵抗器３７の入力
側の間に直列接続された減衰器４２を含む。本発明は、
電源電圧（Ｖcc）をＡＧＣ回路の基準電圧として用い
て、駆動信号と出力信号の双方が電源電圧に線型的に比
例するような比率出力を、この装置が有するようにした
点で、第８／１００，７５９号に開示された装置とは異
なる。この装置のスケールは電源電圧とともに上下に移
動し、スケールの端部にデッドゾーンを設ける必要はな
い。ユーザは、その電源電圧を基準電圧として有する自
身のＡ／Ｄコンバータを使用することが可能であり、Ａ
／Ｄコンバータは、電源電圧に係わりのない「純粋な速
度」をデジタル形態で読みだす。このことは、ＡＧＣ回
路の基準が固定電圧である第８／１００，７５９号に示
されているような装置に関する実質的な改善を示すもの
である。
期復調器３４、ロー・パス・フィルタ３６を含むものと
して示されている。「ピックアップ低」電極１８は、比
較的小さな（例えば１００オーム）抵抗３７を通じて電
荷増幅器３３の１つの入力に接続され、「ピックアップ
高」電極１９は、電荷増幅器の第２の入力に接続され
る。電荷増幅器からの信号は駆動回路の電流増幅器２６
からの信号に従って復調され、フィルタリングを行って
高周波成分を除去した後に、出力端子３９に伝送され
る。図１や第８／１００，７０９号に示された装置は試
験回路４０も含んでいる。試験回路４０は、装置を試験
するために、駆動回路からの減衰信号を抵抗３７を通じ
てピックアップ回路の入力に付与することを可能とす
る。試験回路４０は、通常的には開いた状態であるスイ
ッチ４１と、電流増幅器２６の出力と抵抗器３７の入力
側の間に直列接続された減衰器４２を含む。本発明は、
電源電圧（Ｖcc）をＡＧＣ回路の基準電圧として用い
て、駆動信号と出力信号の双方が電源電圧に線型的に比
例するような比率出力を、この装置が有するようにした
点で、第８／１００，７５９号に開示された装置とは異
なる。この装置のスケールは電源電圧とともに上下に移
動し、スケールの端部にデッドゾーンを設ける必要はな
い。ユーザは、その電源電圧を基準電圧として有する自
身のＡ／Ｄコンバータを使用することが可能であり、Ａ
／Ｄコンバータは、電源電圧に係わりのない「純粋な速
度」をデジタル形態で読みだす。このことは、ＡＧＣ回
路の基準が固定電圧である第８／１００，７５９号に示
されているような装置に関する実質的な改善を示すもの
である。
【０００７】図２に示されているように、この装置は、
駆動およびピックアップ回路のための動作電圧Ｖccを与
える電源４３を有する。この電源はコンデンサ４４〜４
７とチョーク４８から成るフィルタを有し、電圧Ｖccは
チョークの出力側から取り出される。電圧調整器４９
は、装置の他の部分のための調整電圧を与える。この実
施例において、ＡＧＣ制御駆動回路は、電流増幅器５１
と、全波整流器５２と、積分器５３と、コンパレーター
／マルチプライヤ５４を有し、後者のものは、増幅器５
６と、増幅器の出力に接続されたベースを有するトラン
ジスタ５７を備える。加算ノード５８が積分器の入力に
設けられている。音さの「駆動低」電極１６は電流増幅
器５１の入力に接続され、電流増幅器の出力は結合コン
デンサ５９を通じてコンパレーター増幅器５６の入力に
接続されている。コンパレーター／マルチプライヤの出
力はトランジスタ５７のコレクタで取られて、音さ上の
「駆動高」電極１７に接続される。電流増幅器５１から
の電流はまた、整流されて全波整流負電流として加算ノ
ード５８に付与される。このため、第１の抵抗６０が電
流増幅器の出力と加算ノード５８の間に接続され、第２
の抵抗６１が電流増幅器の出力と半波整流器６２の入力
の間に接続される。抵抗６３は半波整流器の出力と加算
ノードの間に接続される。抵抗６０を通ずる電流はサイ
ン波であり、抵抗６２を通ずる電流は負に進む半波整流
サイン波である。抵抗６０を抵抗６２の値の２倍とする
ことにより、抵抗６０を通ずる電流の増幅は抵抗６２を
通ずる電流の増幅の半分となり、これら２つの電流を足
し合わせて、半波整流電流と同じ振幅を有する負の全波
整流電流を生成する。積分器５３の出力は、駆動信号の
レベルを制御するため、マルチプライヤ・トランジスタ
５７のエミッタに抵抗６４によって接続される。
駆動およびピックアップ回路のための動作電圧Ｖccを与
える電源４３を有する。この電源はコンデンサ４４〜４
７とチョーク４８から成るフィルタを有し、電圧Ｖccは
チョークの出力側から取り出される。電圧調整器４９
は、装置の他の部分のための調整電圧を与える。この実
施例において、ＡＧＣ制御駆動回路は、電流増幅器５１
と、全波整流器５２と、積分器５３と、コンパレーター
／マルチプライヤ５４を有し、後者のものは、増幅器５
６と、増幅器の出力に接続されたベースを有するトラン
ジスタ５７を備える。加算ノード５８が積分器の入力に
設けられている。音さの「駆動低」電極１６は電流増幅
器５１の入力に接続され、電流増幅器の出力は結合コン
デンサ５９を通じてコンパレーター増幅器５６の入力に
接続されている。コンパレーター／マルチプライヤの出
力はトランジスタ５７のコレクタで取られて、音さ上の
「駆動高」電極１７に接続される。電流増幅器５１から
の電流はまた、整流されて全波整流負電流として加算ノ
ード５８に付与される。このため、第１の抵抗６０が電
流増幅器の出力と加算ノード５８の間に接続され、第２
の抵抗６１が電流増幅器の出力と半波整流器６２の入力
の間に接続される。抵抗６３は半波整流器の出力と加算
ノードの間に接続される。抵抗６０を通ずる電流はサイ
ン波であり、抵抗６２を通ずる電流は負に進む半波整流
サイン波である。抵抗６０を抵抗６２の値の２倍とする
ことにより、抵抗６０を通ずる電流の増幅は抵抗６２を
通ずる電流の増幅の半分となり、これら２つの電流を足
し合わせて、半波整流電流と同じ振幅を有する負の全波
整流電流を生成する。積分器５３の出力は、駆動信号の
レベルを制御するため、マルチプライヤ・トランジスタ
５７のエミッタに抵抗６４によって接続される。
【０００８】電源電圧Ｖccに比例する基準電流Ｉ
REF が、全波整流器からの電流との組合せのために抵抗
６５、６６を通じて加算ノードに付与される。これは以
前提供された装置とは全くかけ離れたものである。以前
の装置では、ＡＧＣ回路のための基準は、例えば抵抗６
６をツェナーダイオードや他の定電圧源に接続すること
によって定電圧源から得られる一定電流であった。図２
の実施例の動作および使用、本発明の方法は、以下の通
りである。駆動電圧はコンパレーター／マルチプライヤ
５４によって「駆動高」電極１７に付与され、ここで
は、駆動電圧のレベルは積分器５３の出力によって制御
される。「駆動低」電極１６からの電流が電流増幅器５
１によって増幅されて、駆動電流に比例した正弦波形の
電圧を与える。この電圧は、全波整流器５２によって整
流されて、反転された、即ち、負の電流を与える。この
負の電流は、抵抗６０、６３を通じて加算ノードに付与
される。加算ノードで、これら２つの電流は、抵抗６６
を通じてノードに供給された、電源電圧ＶCCと比例す
る、基準電流ＩREF と組み合わされる。安定動作点では
加算ノードと積分器への正味電流は０である。この状態
は全波整流器からの負の正味電流が基準電流と等しいと
きに満たされる。
REF が、全波整流器からの電流との組合せのために抵抗
６５、６６を通じて加算ノードに付与される。これは以
前提供された装置とは全くかけ離れたものである。以前
の装置では、ＡＧＣ回路のための基準は、例えば抵抗６
６をツェナーダイオードや他の定電圧源に接続すること
によって定電圧源から得られる一定電流であった。図２
の実施例の動作および使用、本発明の方法は、以下の通
りである。駆動電圧はコンパレーター／マルチプライヤ
５４によって「駆動高」電極１７に付与され、ここで
は、駆動電圧のレベルは積分器５３の出力によって制御
される。「駆動低」電極１６からの電流が電流増幅器５
１によって増幅されて、駆動電流に比例した正弦波形の
電圧を与える。この電圧は、全波整流器５２によって整
流されて、反転された、即ち、負の電流を与える。この
負の電流は、抵抗６０、６３を通じて加算ノードに付与
される。加算ノードで、これら２つの電流は、抵抗６６
を通じてノードに供給された、電源電圧ＶCCと比例す
る、基準電流ＩREF と組み合わされる。安定動作点では
加算ノードと積分器への正味電流は０である。この状態
は全波整流器からの負の正味電流が基準電流と等しいと
きに満たされる。
【０００９】コンパレーター／マルチプライヤは、積分
器の出力によって制御された振幅を用いて、増幅器５１
からの正弦電圧を方形波に変換する。その出力は、大部
分で、電源電圧に依存しており、従って、音さに付与さ
れる駆動電流はこの電源電圧に比例する。ピックアップ
回路に結合された電流は駆動電流に密に対応し、ＡＧＣ
回路のための基準を与える電源電圧を用いて、ピックア
ップ回路からの出力電圧は電源電圧に線型的に比例す
る。電源電圧における変化以外の何らかの原因によって
駆動電流がドリフトし始めた場合、ＡＧＣ動作はその変
化と相反するものとなり、駆動電圧を適当に変更するこ
とによってその駆動電流を予め設定されたレベルに戻
す。例えば、もし駆動電流が増加し始めた場合には、全
波整流器から加算ノードに供給される電流が増加し始
め、この結果、加算ノード中への正味負電流が生じる。
これは、積分器の出力に電圧の増加を生じさせ、こうし
て、駆動電流制御電圧、それ故、駆動電流自身を、積分
器における加算ノード中への正味電流が０に戻るまで減
少させる。しかしながら、電源電圧が変化した場合に
は、基準電流ＩREF がそれと調和して変化し、積分器の
出力はその変化に追随する。音さに付与される駆動電圧
は、それ故変化することになり、駆動電流は電源電圧に
比例したままである。加算ノードに全波整流器５２によ
って付与される電流は、基準電流の新たなレベルを用い
て、積分器中への正味電流を０に保つよう調整する。
器の出力によって制御された振幅を用いて、増幅器５１
からの正弦電圧を方形波に変換する。その出力は、大部
分で、電源電圧に依存しており、従って、音さに付与さ
れる駆動電流はこの電源電圧に比例する。ピックアップ
回路に結合された電流は駆動電流に密に対応し、ＡＧＣ
回路のための基準を与える電源電圧を用いて、ピックア
ップ回路からの出力電圧は電源電圧に線型的に比例す
る。電源電圧における変化以外の何らかの原因によって
駆動電流がドリフトし始めた場合、ＡＧＣ動作はその変
化と相反するものとなり、駆動電圧を適当に変更するこ
とによってその駆動電流を予め設定されたレベルに戻
す。例えば、もし駆動電流が増加し始めた場合には、全
波整流器から加算ノードに供給される電流が増加し始
め、この結果、加算ノード中への正味負電流が生じる。
これは、積分器の出力に電圧の増加を生じさせ、こうし
て、駆動電流制御電圧、それ故、駆動電流自身を、積分
器における加算ノード中への正味電流が０に戻るまで減
少させる。しかしながら、電源電圧が変化した場合に
は、基準電流ＩREF がそれと調和して変化し、積分器の
出力はその変化に追随する。音さに付与される駆動電圧
は、それ故変化することになり、駆動電流は電源電圧に
比例したままである。加算ノードに全波整流器５２によ
って付与される電流は、基準電流の新たなレベルを用い
て、積分器中への正味電流を０に保つよう調整する。
【００１０】圧電、若しくは、水晶物質から形成された
音さを有する速度センサを特別に参照して本発明を記述
してきたが、他の型のトランスジューサや他の型の振動
素子に等しく適用することが可能である。例えば、電気
的に作動され且つ容量的に感知される振動性シリコンセ
ンサを有した速度センサや、他のトランスジューサで利
用することも可能である。本発明は数多くの重要な特徴
と利点を有する。この装置は、駆動電流と出力信号の両
方が電源電圧に線型的に比例する比率出力を有する。こ
の装置のスケールは電源電圧とともに上下に移動し、ス
ケールの端部にデッドゾーンを設ける必要はない。ユー
ザは、その電源電圧を基準電圧として有する自身のＡ／
Ｄコンバータを使用することが可能であり、Ａ／Ｄコン
バータは、電源電圧に係わりのない「純粋な速度」をデ
ジタル形態で読み出す。以上のことから、新しく、改善
された比率トランスジューサおよび方法が提供されたこ
とは明らかである。現存の好ましい実施例を詳細に記述
しているが、当業者には明らかなように、特許請求の範
囲に規定されている本発明の範囲を逸脱することなく、
変更および変形を行うことが可能である。
音さを有する速度センサを特別に参照して本発明を記述
してきたが、他の型のトランスジューサや他の型の振動
素子に等しく適用することが可能である。例えば、電気
的に作動され且つ容量的に感知される振動性シリコンセ
ンサを有した速度センサや、他のトランスジューサで利
用することも可能である。本発明は数多くの重要な特徴
と利点を有する。この装置は、駆動電流と出力信号の両
方が電源電圧に線型的に比例する比率出力を有する。こ
の装置のスケールは電源電圧とともに上下に移動し、ス
ケールの端部にデッドゾーンを設ける必要はない。ユー
ザは、その電源電圧を基準電圧として有する自身のＡ／
Ｄコンバータを使用することが可能であり、Ａ／Ｄコン
バータは、電源電圧に係わりのない「純粋な速度」をデ
ジタル形態で読み出す。以上のことから、新しく、改善
された比率トランスジューサおよび方法が提供されたこ
とは明らかである。現存の好ましい実施例を詳細に記述
しているが、当業者には明らかなように、特許請求の範
囲に規定されている本発明の範囲を逸脱することなく、
変更および変形を行うことが可能である。
【図１】本発明に組み込んでいる速度測定用トランスジ
ューサの一実施例のブロック図。
ューサの一実施例のブロック図。
【図２】図１の実施例で使用するＡＧＣ制御型駆動回路
の回路図。
の回路図。
１１ 音さ １２ 駆動叉 １３ ピックアップ叉 １４ 中央本体 １６、１７ 駆動電極 １８、１９ ピックアップ電極 ２１ 駆動回路 ２２ ピックアップ回路 ２３ 長手方向軸 ２６ 電流増幅器 ２７ ＡＧＣループ ２８ ＡＧＣ増幅器 ２９ レベル検出器 ３１ フィルタ ３３ 充電増幅器 ３４ 同期復調器 ３６ ロー・パス・フィルタ ３７ 抵抗 ４０ 試験回路 ４４〜４７ コンデンサ ４８ チョーク ４９ 電圧調整器 ５１ 電流増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01P 9/04 G01C 19/56
Claims (10)
- 【請求項１】 慣性トランスジューサにおいて、振動素
子と、該振動素子に駆動信号を与える駆動回路と、前記
振動素子に結合されて振動素子の動きに応じた出力信号
を与えるピックアップ回路と、前記駆動回路に動作電力
を与える電源と、電源電圧に応じて駆動レベルを制御
し、前記駆動信号と前記出力信号が電源電圧に比例する
ようにする手段と、を備えることを特徴とする慣性トラ
ンスジューサ。 - 【請求項２】 請求項１記載のトランスジューサにおい
て、駆動レベルを制御する前記手段は自動ゲイン制御
（ＡＧＣ）回路を備え、電源電圧はＡＧＣ回路の制御素
子に付与されるトランスジューサ。 - 【請求項３】 トランスジューサにおいて、監視すべき
状態に応じてその状態に対応した出力信号を与えるピッ
クアップ回路と、監視すべき状態に従って変化するピッ
クアップ回路における応答を刺激するような駆動信号を
与える駆動回路と、前記駆動回路に動作電流を与える電
源と、電源電圧に応じて駆動レベルを制御し、駆動信号
と出力信号が電源電圧に比例するようにする手段と、を
有することを特徴とするトランスジューサ。 - 【請求項４】 請求項３記載のトランスジューサにおい
て、駆動レベルを制御する前記手段は自動ゲイン制御
（ＡＧＣ）回路を備え、電源電圧はＡＧＣ回路の制御素
子に付与されるトランスジューサ。 - 【請求項５】 回転を監視するトランスジューサにおい
て、音さと、この音さに結合されて駆動信号を音さに与
え、音さに振動を引き起こす駆動回路と、音さの振動に
よって生成された信号に応じて音さの回転に対応する出
力信号を与えるピックアップ回路と、駆動回路に動作電
圧を与える電源と、駆動信号のレベルを制御する駆動回
路の自動ゲイン制御と、動作電圧をゲイン制御に制御信
号として与えて駆動信号と出力信号のレベルを動作電圧
に比例させる手段と、を備えることを特徴とするトラン
スジューサ。 - 【請求項６】 慣性動作を監視する方法において、駆動
回路から慣性力を受ける振動素子に駆動信号を与える段
階と、振動素子からの信号をピックアップ回路を用いて
監視して、慣性力に応じた出力信号を付与する段階と、
電源から駆動回路へ動作電圧を付与する段階と、動作電
圧に従って駆動回路を制御し、駆動信号と出力信号が動
作電圧に比例するようにする段階と、を備えることを特
徴とする監視方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の方法において、前記駆動
回路は動作電圧に従って駆動回路のゲインを制御するこ
とによって制御される方法。 - 【請求項８】 励起レベルに比例して出力信号を与える
方法において、ピックアップ回路を用いて状態を監視し
てこの状態に応じた出力信号を与える段階と、駆動回路
を動作させて、監視すべき状態に従って変化するピック
アップ回路における応答を刺激するような駆動信号を与
える段階と、電源から駆動回路に動作電圧を与える段階
と、動作電圧に応じて駆動回路を制御して前記駆動信号
と出力信号が動作電圧に比例するようにする段階と、を
備えることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項８記載の方法において、前記駆動
回路は動作電圧に従って駆動回路のゲインを制御するこ
とによって制御される方法。 - 【請求項１０】 回転を監視する方法において、駆動回
路から音さに駆動信号を与えて音さに振動を引き起こす
段階と、音さの振動によって生成された信号をピックア
ップ回路を用いて監視して、音さの回転に対応した出力
信号を与える段階と、動作電圧を駆動回路に与える段階
と、動作電圧における変化に応じて駆動回路のゲインを
調整し、駆動信号と出力信号のレベルを動作電圧に比例
させる段階と、を備えることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/306,766 US5942686A (en) | 1994-09-15 | 1994-09-15 | Ratiometric transducer and method |
| US8/306766 | 1994-09-15 | ||
| US08/306766 | 1994-09-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08178945A JPH08178945A (ja) | 1996-07-12 |
| JP2781161B2 true JP2781161B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=23186743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7219149A Expired - Fee Related JP2781161B2 (ja) | 1994-09-15 | 1995-08-28 | 比率トランスジューサ及び方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5942686A (ja) |
| EP (1) | EP0702207B1 (ja) |
| JP (1) | JP2781161B2 (ja) |
| DE (1) | DE69512492T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7069783B2 (en) | 2004-02-16 | 2006-07-04 | Gytronix Inc. | Angular velocity sensor |
| JP2009124203A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Seiko Instruments Inc | 発振子、発振子の製造方法及び発振器 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6705151B2 (en) * | 1995-05-30 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| US6912901B1 (en) | 1995-05-30 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor |
| JP3932661B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2007-06-20 | 松下電器産業株式会社 | 角速度センサ駆動回路 |
| US6359578B1 (en) * | 2000-02-04 | 2002-03-19 | Delphi Technologies | System for externally referenced ratiometric signal processing |
| US6553835B1 (en) | 2000-09-15 | 2003-04-29 | Bei Technologies, Inc. | Inertial rate sensor and method with improved clocking |
| US6510737B1 (en) | 2000-09-15 | 2003-01-28 | Bei Technologies, Inc. | Inertial rate sensor and method with improved tuning fork drive |
| US6497146B1 (en) | 2000-09-15 | 2002-12-24 | Bei Technologies, Inc. | Inertial rate sensor and method with built-in testing |
| JP4668407B2 (ja) * | 2000-12-08 | 2011-04-13 | 京セラキンセキ株式会社 | 角速度センサ |
| JP4697373B2 (ja) * | 2001-08-14 | 2011-06-08 | セイコーエプソン株式会社 | 物理量測定方法、物理量測定装置および物理量測定器への電力供給方法 |
| DE10240087C5 (de) * | 2002-08-30 | 2011-12-01 | Austriamicrosystems Ag | Vibrationskreisel |
| US6789029B2 (en) * | 2002-10-18 | 2004-09-07 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for signal extraction in an electronic sensor |
| US6934665B2 (en) * | 2003-10-22 | 2005-08-23 | Motorola, Inc. | Electronic sensor with signal conditioning |
| US7464590B1 (en) * | 2004-03-12 | 2008-12-16 | Thomson Licensing | Digitally programmable bandwidth for vibratory rate gyroscope |
| DE102004029941B3 (de) * | 2004-06-21 | 2005-12-15 | Infineon Technologies Ag | System zur Auswertung eines Sensorsignals |
| JP2006105659A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Nec Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ及びその感度調整方法 |
| JP4534741B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2010-09-01 | 株式会社デンソー | ジャイロセンサ |
| US7779688B2 (en) * | 2006-12-20 | 2010-08-24 | Epson Toyocom Corporation | Vibration gyro sensor |
| JP2008209182A (ja) * | 2007-02-26 | 2008-09-11 | Seiko Epson Corp | 検出装置、センサ及び電子機器 |
| EP2037218B1 (fr) | 2007-09-11 | 2014-10-15 | EM Microelectronic-Marin SA | Circuit électronique de mesure d'un paramètre physique fournissant un signal analogique de mesure dépendant de la tension d'alimentation |
| IL202712A (en) * | 2009-12-14 | 2014-07-31 | Rafael Advanced Defense Sys | Micro-electromechanical device |
| RU175143U1 (ru) * | 2017-01-31 | 2017-11-23 | Акционерное общество "Вибро-прибор" | Пьезоэлектрический измерительный преобразователь виброскорости |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4674331A (en) * | 1984-07-27 | 1987-06-23 | Watson Industries Inc. | Angular rate sensor |
| US4884446A (en) * | 1987-03-12 | 1989-12-05 | Ljung Per B | Solid state vibrating gyro |
| US4930351A (en) * | 1988-03-24 | 1990-06-05 | Wjm Corporation | Vibratory linear acceleration and angular rate sensing system |
| US5014554A (en) * | 1989-04-14 | 1991-05-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular rate sensor |
| JPH04216409A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
| DE69213976T2 (de) * | 1991-03-12 | 1997-04-03 | New Sd Inc | Stimmgabelinertialsensor mit einem Ende und Verfahren |
| EP0517259B1 (en) * | 1991-06-07 | 1996-05-15 | Akai Electric Co., Ltd. | Vibration control apparatus |
| JPH0674774A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-03-18 | Murata Mfg Co Ltd | ジャイロの駆動回路 |
| US5426970A (en) * | 1993-08-02 | 1995-06-27 | New Sd, Inc. | Rotation rate sensor with built in test circuit |
-
1994
- 1994-09-15 US US08/306,766 patent/US5942686A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-08-07 EP EP95305489A patent/EP0702207B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-07 DE DE69512492T patent/DE69512492T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-28 JP JP7219149A patent/JP2781161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7069783B2 (en) | 2004-02-16 | 2006-07-04 | Gytronix Inc. | Angular velocity sensor |
| JP2009124203A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Seiko Instruments Inc | 発振子、発振子の製造方法及び発振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08178945A (ja) | 1996-07-12 |
| EP0702207A1 (en) | 1996-03-20 |
| DE69512492D1 (de) | 1999-11-04 |
| DE69512492T2 (de) | 2000-01-05 |
| EP0702207B1 (en) | 1999-09-29 |
| US5942686A (en) | 1999-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2781161B2 (ja) | 比率トランスジューサ及び方法 | |
| EP1460380B1 (en) | A method and system of exciting a driving vibration in a vibrator | |
| JPH09170927A (ja) | 振動型角速度検出装置 | |
| US4578650A (en) | Resonance drive oscillator circuit | |
| JP3178212B2 (ja) | 発振回路 | |
| US5902931A (en) | Vibration gyroscope | |
| JP3010591B2 (ja) | 超音波送信器 | |
| JP3039344B2 (ja) | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの特性の調整方法 | |
| JP2998248B2 (ja) | 角速度センサ装置 | |
| EP0216288B1 (en) | Interface circuit between a sensor, particularly a thick film pressure sensor, and an electrodynamic instrument, and a sensor incorporating such a circuit | |
| JP2003156524A (ja) | 電位固定装置および電位固定方法 | |
| JPH0155419B2 (ja) | ||
| JPH0643929B2 (ja) | 振動式力検出器 | |
| JPH09292231A (ja) | 振動ジャイロ | |
| JPH07260493A (ja) | 振動ジャイロにおける角速度検出回路 | |
| JPS61142415A (ja) | 角速度検出装置 | |
| JPH0519796Y2 (ja) | ||
| JPS6029673A (ja) | 表面電位センサ | |
| SU1004800A1 (ru) | Устройство дл измерени момента трени в подшипниках | |
| JPS6175251A (ja) | 水滴検知センサ | |
| JPH021248B2 (ja) | ||
| JP3170890B2 (ja) | ジャイロのドリフト抑制回路 | |
| JPH0418608B2 (ja) | ||
| JPH07159182A (ja) | 振動ジャイロ | |
| SU781594A1 (ru) | Устройство дл измерени массы с компенсацией вибропомех |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080515 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090515 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |