JP2999171B2 - 振動性回転センサの共振器に力を付与するための方法 - Google Patents
振動性回転センサの共振器に力を付与するための方法Info
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- 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
- G01C19/567—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
- G01C19/5691—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially three-dimensional vibrators, e.g. wine glass-type vibrators
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Description
【０００１】
【関連出願への相互参照】この発明の内容は、マシュー
ズ（Matthews）、ダーリン（Darling ）、およびバーテ
ィ（Varty ）による「振動性回転センサ、これを制御し
読出すための方法、およびその方法を実行するための装
置」（Vibratory Rotation Sensor with Multiplex Ele
ctronics）と、マシューズ（Matthews）、バーティ（Va
rty ）、リ（Li）、およびリンチ（Lynch ）による「振
動性回転センサ、これを制御し読出すための方法、およ
びその方法を実行するための装置」（Vibratory Rotati
on Sensor with Whole-Angle Tracking ）と、クーマ
（Kumar ）およびフォスター（Foster）による「ＡＣ強
制駆動およびセンシング電子部品を備えた振動性回転セ
ンサ」（Vibratory Rotation Sensor with AC Forcing
and Sensing Electronics ）との特許出願に開示される
発明によって共有される。
ズ（Matthews）、ダーリン（Darling ）、およびバーテ
ィ（Varty ）による「振動性回転センサ、これを制御し
読出すための方法、およびその方法を実行するための装
置」（Vibratory Rotation Sensor with Multiplex Ele
ctronics）と、マシューズ（Matthews）、バーティ（Va
rty ）、リ（Li）、およびリンチ（Lynch ）による「振
動性回転センサ、これを制御し読出すための方法、およ
びその方法を実行するための装置」（Vibratory Rotati
on Sensor with Whole-Angle Tracking ）と、クーマ
（Kumar ）およびフォスター（Foster）による「ＡＣ強
制駆動およびセンシング電子部品を備えた振動性回転セ
ンサ」（Vibratory Rotation Sensor with AC Forcing
and Sensing Electronics ）との特許出願に開示される
発明によって共有される。
【０００２】
【発明の背景】この発明は、一般的に振動性回転センサ
に関し、より特定的にはそのような回転センサに関連す
る電子部品に関する。
に関し、より特定的にはそのような回転センサに関連す
る電子部品に関する。
【０００３】図１に分解された状態で示される先行技術
の振動性回転センサ（ＶＲＳ）１０は、外部部材１２、
半球状の共振器１４、および内部部材１６からなり、こ
れらはすべて融解石英でできており、インジウムで共に
接合されている。慣性に敏感な素子は、壁の薄い５．８
ｃｍ直径の半球状の共振器１４であり、これは外部部材
１２と内部部材１６との間に位置づけられ、軸２６によ
って支持される。
の振動性回転センサ（ＶＲＳ）１０は、外部部材１２、
半球状の共振器１４、および内部部材１６からなり、こ
れらはすべて融解石英でできており、インジウムで共に
接合されている。慣性に敏感な素子は、壁の薄い５．８
ｃｍ直径の半球状の共振器１４であり、これは外部部材
１２と内部部材１６との間に位置づけられ、軸２６によ
って支持される。
【０００４】環状の強制駆動電極２０および１６個の別
個の強制駆動電極２２は、外部部材１２の内表面上に接
合される。組立てたＶＲＳ１０では、環状の強制駆動電
極２０と１６個の別個の強制駆動電極２２とは半球状の
共振器１４の外側の金属被覆された表面３２に極めて近
接する。組立てたＶＲＳでは、内部部材１６上に装着さ
れた８個のピックオフ電極２４は、半球状の共振器１４
の内側の金属被覆された表面３０に極めて近接する。
個の強制駆動電極２２は、外部部材１２の内表面上に接
合される。組立てたＶＲＳ１０では、環状の強制駆動電
極２０と１６個の別個の強制駆動電極２２とは半球状の
共振器１４の外側の金属被覆された表面３２に極めて近
接する。組立てたＶＲＳでは、内部部材１６上に装着さ
れた８個のピックオフ電極２４は、半球状の共振器１４
の内側の金属被覆された表面３０に極めて近接する。
【０００５】金属被覆された表面３２と環状の強制駆動
電極２０との間の適当な強制駆動電圧によって容量性の
力を半球状の共振器１４に働かせ、半球状の共振器を最
下位の不拡張な（または曲がる）モードで振動させるこ
とができる。円周のまわりの９０度の間隔での４つの波
腹と、波腹から４５度外れた４つの波節とを有する定在
波が確立される。０度および１８０度の波腹は、９０度
および２７０度の波腹とは９０度位相外れで発振する。
定在波のため、半球状の共振器の縁の形は円形から（０
度／１８０度の波腹を通る長径での）楕円形、さらに円
形から（９０度／２７０度）の波腹を通る長径での）楕
円形へと変化する。
電極２０との間の適当な強制駆動電圧によって容量性の
力を半球状の共振器１４に働かせ、半球状の共振器を最
下位の不拡張な（または曲がる）モードで振動させるこ
とができる。円周のまわりの９０度の間隔での４つの波
腹と、波腹から４５度外れた４つの波節とを有する定在
波が確立される。０度および１８０度の波腹は、９０度
および２７０度の波腹とは９０度位相外れで発振する。
定在波のため、半球状の共振器の縁の形は円形から（０
度／１８０度の波腹を通る長径での）楕円形、さらに円
形から（９０度／２７０度）の波腹を通る長径での）楕
円形へと変化する。
【０００６】半球状の共振器の縁３４の平面に垂直であ
る軸についてＶＲＳ１０が回転すると、定在波はＶＲＳ
１０の回転の角度に比例する角度だけ反対の方向へ回転
する。そのため、ＶＲＳ１０に関して定在波の回転の角
度を測定することによってＶＲＳ１０の回転の角度を判
断することができる。
る軸についてＶＲＳ１０が回転すると、定在波はＶＲＳ
１０の回転の角度に比例する角度だけ反対の方向へ回転
する。そのため、ＶＲＳ１０に関して定在波の回転の角
度を測定することによってＶＲＳ１０の回転の角度を判
断することができる。
【０００７】半球状の共振器１４の振動モードは、半球
状の共振器１４にＤＣバイアス電圧を与え、環状の強制
駆動電極２０にＡＣ電圧を与えることで励起される。Ａ
Ｃ電圧の周波数は半球状の共振器１４の共振周波数の２
倍である。
状の共振器１４にＤＣバイアス電圧を与え、環状の強制
駆動電極２０にＡＣ電圧を与えることで励起される。Ａ
Ｃ電圧の周波数は半球状の共振器１４の共振周波数の２
倍である。
【０００８】ＶＲＳ１０に関する定在波パターンの角度
は、半球状の共振器１４が振動し、半球状の共振器１４
の金属被覆された内側の表面３０に関するピックオフ電
極２４の容量が異なるにつれ、ピックオフ電極２４に流
出入する電流を測定することで定められる。ｘ軸の信号
Ｉx は、組合せＩ0 −Ｉ90＋Ｉ180 −Ｉ270 から得ら
れ、ここで添字は電流が生じる電極のｘ軸に対する角度
位置を識別する。同様に、ｙ軸の信号Ｉy は、組合せＩ
45−Ｉ135 ＋Ｉ225 −Ｉ315 から得られる。０度の（つ
まりｘ）軸に関する定在波パターンの角度の２倍の正接
は、Ｉy のＩx に対する比によって与えられる。
は、半球状の共振器１４が振動し、半球状の共振器１４
の金属被覆された内側の表面３０に関するピックオフ電
極２４の容量が異なるにつれ、ピックオフ電極２４に流
出入する電流を測定することで定められる。ｘ軸の信号
Ｉx は、組合せＩ0 −Ｉ90＋Ｉ180 −Ｉ270 から得ら
れ、ここで添字は電流が生じる電極のｘ軸に対する角度
位置を識別する。同様に、ｙ軸の信号Ｉy は、組合せＩ
45−Ｉ135 ＋Ｉ225 −Ｉ315 から得られる。０度の（つ
まりｘ）軸に関する定在波パターンの角度の２倍の正接
は、Ｉy のＩx に対する比によって与えられる。
【０００９】半球状の共振器１４の厚さが不均一である
ため、第１の定在波が確立されると第２の定在波の発達
につながり、第２の定在波は、第１の定在波の波節と一
致する波腹と直角位相で発振する。適当な電圧を１６個
の別個の強制駆動電極２２に与えることで第２の定在波
の発達を抑えることができる。
ため、第１の定在波が確立されると第２の定在波の発達
につながり、第２の定在波は、第１の定在波の波節と一
致する波腹と直角位相で発振する。適当な電圧を１６個
の別個の強制駆動電極２２に与えることで第２の定在波
の発達を抑えることができる。
【００１０】環状の強制駆動電極２０および別個の強制
駆動電極２２に印加されるＡＣ強制駆動電圧の大きさを
減じ、かつ共振器に働く力をＡＣ駆動電圧の線形関数に
するために、ＤＣバイアス電圧が典型的に半球状の共振
器１４の外側の金属被覆された表面３２上で維持され
る。ＤＣバイアス電圧が存在する結果、ＶＲＳの電気的
特性がゆっくりと変化するが、このことは外部部材１２
および内部部材１６においてまたはその内部で起こる電
荷移動現象によって生じる容量の変化に帰するとされて
きた。このゆっくりとした変化は、時が経つと許容でき
ないほどの大きな性能劣化につながり、この影響を補う
ため特殊な手段を提供しなければならない。
駆動電極２２に印加されるＡＣ強制駆動電圧の大きさを
減じ、かつ共振器に働く力をＡＣ駆動電圧の線形関数に
するために、ＤＣバイアス電圧が典型的に半球状の共振
器１４の外側の金属被覆された表面３２上で維持され
る。ＤＣバイアス電圧が存在する結果、ＶＲＳの電気的
特性がゆっくりと変化するが、このことは外部部材１２
および内部部材１６においてまたはその内部で起こる電
荷移動現象によって生じる容量の変化に帰するとされて
きた。このゆっくりとした変化は、時が経つと許容でき
ないほどの大きな性能劣化につながり、この影響を補う
ため特殊な手段を提供しなければならない。
【００１１】
【発明の概要】この発明は、共振器の表面の導電領域と
導電領域に対向する１個または２個以上の強制駆動電極
との間にＡＣ電圧を確立することによって、振動性回転
センサ（ＶＲＳ）の共振器に力を付与するための方法で
ある。この方法は、第１の周波数および第１の位相を有
する第１のＡＣ電圧を発生するステップと、第２の周波
数を有する第２のＡＣ電圧を発生するステップと、共振
器の表面の導電領域と１個または２個以上の強制駆動電
極との間に第１および第２のＡＣ電圧の差異を確立する
ステップとを含む。第１および第２のＡＣ電圧は共振器
が振動する際、共振器上の１点の変位に同期する。
導電領域に対向する１個または２個以上の強制駆動電極
との間にＡＣ電圧を確立することによって、振動性回転
センサ（ＶＲＳ）の共振器に力を付与するための方法で
ある。この方法は、第１の周波数および第１の位相を有
する第１のＡＣ電圧を発生するステップと、第２の周波
数を有する第２のＡＣ電圧を発生するステップと、共振
器の表面の導電領域と１個または２個以上の強制駆動電
極との間に第１および第２のＡＣ電圧の差異を確立する
ステップとを含む。第１および第２のＡＣ電圧は共振器
が振動する際、共振器上の１点の変位に同期する。
【００１２】ＶＲＳの振動周波数の、第１および第２の
周波数の和または差異のいずれかに対する比は、整数の
比である。
周波数の和または差異のいずれかに対する比は、整数の
比である。
【００１３】
【好ましい実施例の説明】先行技術の機械化では、他に
もいくつか目的がある中で、必要なＡＣ強制駆動電圧の
大きさを減じ、かつ共振器に働く力をＡＣ駆動電圧の線
形関数にする目的で、ＤＣバイアス電圧が共振器上で維
持されてきた。この発明は、共振器上（または、共振器
上の力に関係するのは電極と共振器との間の電位差であ
るため、同様に強制駆動電極上でもよい）の適切に位相
を合わせたＡＣバイアス電圧を簡単に利用することによ
って、これらの２つの目的を達成する。
もいくつか目的がある中で、必要なＡＣ強制駆動電圧の
大きさを減じ、かつ共振器に働く力をＡＣ駆動電圧の線
形関数にする目的で、ＤＣバイアス電圧が共振器上で維
持されてきた。この発明は、共振器上（または、共振器
上の力に関係するのは電極と共振器との間の電位差であ
るため、同様に強制駆動電極上でもよい）の適切に位相
を合わせたＡＣバイアス電圧を簡単に利用することによ
って、これらの２つの目的を達成する。
【００１４】先行技術のＶＲＳ機械化におけるＤＣバイ
アス電圧の存在のため、ＶＲＳの電気的特性はゆっくり
と変化する。これらの変化は、電極ハウジングを含む融
解石英誘電体においてまたは内部で起こる電荷移動現象
によって生じる容量の変化から生じるものと解釈されて
きた。このようなゆっくりとした変化が存在するため、
結果として許容できないほど大きなＶＲＳ性能劣化を生
じており、これらの影響を補うために特殊な手段を提供
しなければならない。共振器上のＤＣバイアス電圧を除
去することは、電荷移動現象の影響が初めて観察されて
から、この現象の影響を減じる、または除去する手段と
見なされてきた。
アス電圧の存在のため、ＶＲＳの電気的特性はゆっくり
と変化する。これらの変化は、電極ハウジングを含む融
解石英誘電体においてまたは内部で起こる電荷移動現象
によって生じる容量の変化から生じるものと解釈されて
きた。このようなゆっくりとした変化が存在するため、
結果として許容できないほど大きなＶＲＳ性能劣化を生
じており、これらの影響を補うために特殊な手段を提供
しなければならない。共振器上のＤＣバイアス電圧を除
去することは、電荷移動現象の影響が初めて観察されて
から、この現象の影響を減じる、または除去する手段と
見なされてきた。
【００１５】ＶＲＳの環状の強制駆動電極２０または別
個の強制駆動電極２２のうちの１個は、これが小さな真
空の間隙を隔てて面する、共振器１４の外側の金属被覆
された表面３２の部分と共に球状のキャパシタの一部分
を形成する。電極と共振器との間に電位差Ｖが存在する
場合、Ｖ2に比例する力Ｆが共振器上に働く。たとえ
ば、先行技術のＶＲＳ機械化においては、ＤＣバイアス
電圧ＶBOが共振器上に与えられ、駆動電圧Ｖw ｓｉｎω
ｔ（Ｖの添字ｗは本文中においてωを表わすものとす
る）が強制駆動電極２０に与えられた。同様にＶw ｓｉ
ｎωｔ−ＶBOを強制駆動電極に与えることもでき、共振
器は接地されていてもよかった。いずれの場合にも、強
制駆動電極と共振器との間の電圧差に比例する共振器上
の結果として生じる力は、下の式（１）によって与えら
れる。定数項が共振器のダイナミックスに及ぼす影響は
事実上無視することができ、ｃｏｓ２ωｔに比例する項
の影響は非常に小さい。そのため、共振器上の力は主に
下の式（１）の第２の項に比例する。これは下の式
（２）のとおりである。すなわち、ＤＣバイアス電圧Ｖ
BOを用いることで、力が駆動電圧ＶWの振幅に依存する
ことの線形化と、ＶWの大きさに対する要求の減少とを
達成している。なぜなら、所与の力に対して、バイアス
電圧を対応して増加させるならＶWを減少することがで
きるからである。
個の強制駆動電極２２のうちの１個は、これが小さな真
空の間隙を隔てて面する、共振器１４の外側の金属被覆
された表面３２の部分と共に球状のキャパシタの一部分
を形成する。電極と共振器との間に電位差Ｖが存在する
場合、Ｖ2に比例する力Ｆが共振器上に働く。たとえ
ば、先行技術のＶＲＳ機械化においては、ＤＣバイアス
電圧ＶBOが共振器上に与えられ、駆動電圧Ｖw ｓｉｎω
ｔ（Ｖの添字ｗは本文中においてωを表わすものとす
る）が強制駆動電極２０に与えられた。同様にＶw ｓｉ
ｎωｔ−ＶBOを強制駆動電極に与えることもでき、共振
器は接地されていてもよかった。いずれの場合にも、強
制駆動電極と共振器との間の電圧差に比例する共振器上
の結果として生じる力は、下の式（１）によって与えら
れる。定数項が共振器のダイナミックスに及ぼす影響は
事実上無視することができ、ｃｏｓ２ωｔに比例する項
の影響は非常に小さい。そのため、共振器上の力は主に
下の式（１）の第２の項に比例する。これは下の式
（２）のとおりである。すなわち、ＤＣバイアス電圧Ｖ
BOを用いることで、力が駆動電圧ＶWの振幅に依存する
ことの線形化と、ＶWの大きさに対する要求の減少とを
達成している。なぜなら、所与の力に対して、バイアス
電圧を対応して増加させるならＶWを減少することがで
きるからである。
【００１６】
【数１】
【００１７】力を共振器に与えることによって、所望の
発振のモードを保ち、直角位相発振を抑え、再平衡する
力のモードにおいて、定在波をＶＲＳハウジングに対し
て固定された配向で維持する。これらの目的を達成する
ための力は、半球状の共振器とＶＲＳハウジング上の１
個または２個以上の強制駆動電極との間に電圧（Ｖ1−
Ｖ2 ）を設けることによって生じさせることができ、こ
れは下の式（３）のとおりである。結果生じる力Ｆは
（Ｖ1 −Ｖ2 ）2 に比例し、これは下の式（４）のとお
りである。下の式（４）は下の式（５）に書替えること
ができる。
発振のモードを保ち、直角位相発振を抑え、再平衡する
力のモードにおいて、定在波をＶＲＳハウジングに対し
て固定された配向で維持する。これらの目的を達成する
ための力は、半球状の共振器とＶＲＳハウジング上の１
個または２個以上の強制駆動電極との間に電圧（Ｖ1−
Ｖ2 ）を設けることによって生じさせることができ、こ
れは下の式（３）のとおりである。結果生じる力Ｆは
（Ｖ1 −Ｖ2 ）2 に比例し、これは下の式（４）のとお
りである。下の式（４）は下の式（５）に書替えること
ができる。
【００１８】
【数２】
【００１９】所望の発振モードの振幅を保つためには、
環状の強制駆動電極２０と共振器１４の外側の金属被覆
された表面３２との間に電圧を印加する。時間の関数と
しての半球状の共振器の縁の半径方向の変位がｓｉｎω
ｔによって表わされ、ωは発振の角周波数である場合、
発振を保つのに必要な環状の強制駆動電極と共振器電極
との間の力はｓｉｎ２ωｔに比例しなければならない。
このような力を生じるためには、たとえば、ω1＝ω、
ω2＝３ω、およびφ＝π／２に設定することもでき、
この場合、上の式（５）の中で重要な項は第３の項だけ
である。これは下の式（６）のとおりである。力ＦがＶ
w1またはＶw2のいずれかで線形に変化することに注目さ
れたい。
環状の強制駆動電極２０と共振器１４の外側の金属被覆
された表面３２との間に電圧を印加する。時間の関数と
しての半球状の共振器の縁の半径方向の変位がｓｉｎω
ｔによって表わされ、ωは発振の角周波数である場合、
発振を保つのに必要な環状の強制駆動電極と共振器電極
との間の力はｓｉｎ２ωｔに比例しなければならない。
このような力を生じるためには、たとえば、ω1＝ω、
ω2＝３ω、およびφ＝π／２に設定することもでき、
この場合、上の式（５）の中で重要な項は第３の項だけ
である。これは下の式（６）のとおりである。力ＦがＶ
w1またはＶw2のいずれかで線形に変化することに注目さ
れたい。
【００２０】
【数３】
【００２１】直角位相発振を抑えるためには、９０度間
隔に置かれた４セットの４個の強制駆動電極２２と共振
器１４の外側の金属被覆された表面３２との間に電圧を
印加する。セットは互いに２２．５度だけ外れている。
時間の関数としての半球状の共振器の縁の半径方向の変
位がｓｉｎωｔで表わされ、ωが発振の角周波数である
場合、強制駆動電極のセットと共振器電極との間の力は
ｃｏｓ２ωｔに比例しなければならない。このような力
を生じるには、たとえば、ω1＝ω、ω2＝３ω、および
φ＝０に設定してもよく、この場合、上の式（５）にお
ける重要な意味を持つ項は第３の項のみである。これは
下の式（７）のとおりである。再び、力ＦがＶw1または
Ｖw2のいずれかで線形に変化することに注目されたい。
隔に置かれた４セットの４個の強制駆動電極２２と共振
器１４の外側の金属被覆された表面３２との間に電圧を
印加する。セットは互いに２２．５度だけ外れている。
時間の関数としての半球状の共振器の縁の半径方向の変
位がｓｉｎωｔで表わされ、ωが発振の角周波数である
場合、強制駆動電極のセットと共振器電極との間の力は
ｃｏｓ２ωｔに比例しなければならない。このような力
を生じるには、たとえば、ω1＝ω、ω2＝３ω、および
φ＝０に設定してもよく、この場合、上の式（５）にお
ける重要な意味を持つ項は第３の項のみである。これは
下の式（７）のとおりである。再び、力ＦがＶw1または
Ｖw2のいずれかで線形に変化することに注目されたい。
【００２２】
【数４】
【００２３】再平衡する力のモードでは、波節強制駆動
電極２２と共振器１４の外側の金属被覆された表面３２
との間に電圧が印加される。時間の関数としての半球状
の共振器の縁の半径方向の変位がｓｉｎωｔで表わさ
れ、ωが発振の角周波数である場合、強制駆動電極と共
振器の導電領域との間の力はｃｏｓωｔに比例しなけれ
ばならない。このような力を生じるためには、たとえ
ば、ω1＝ω、ω2＝２ω、およびφ＝０に設定してもよ
く、この場合、上の式（５）において重要な意味を持つ
のは第３の項のみである。これは下の式（８）のとおり
である。再び、力ＦがＶw1またはＶw2のいずれかで線形
に変化することに注目されたい。
電極２２と共振器１４の外側の金属被覆された表面３２
との間に電圧が印加される。時間の関数としての半球状
の共振器の縁の半径方向の変位がｓｉｎωｔで表わさ
れ、ωが発振の角周波数である場合、強制駆動電極と共
振器の導電領域との間の力はｃｏｓωｔに比例しなけれ
ばならない。このような力を生じるためには、たとえ
ば、ω1＝ω、ω2＝２ω、およびφ＝０に設定してもよ
く、この場合、上の式（５）において重要な意味を持つ
のは第３の項のみである。これは下の式（８）のとおり
である。再び、力ＦがＶw1またはＶw2のいずれかで線形
に変化することに注目されたい。
【００２４】
【数５】
【００２５】整相エラーを最少にするためには、ω1 お
よびω2 を、共通の周波数からカウントダウンし、およ
び／または乗算することによって得られるωの整数倍ま
たは副整数倍（分数倍）になるように選択することが望
ましいかもしれない。
よびω2 を、共通の周波数からカウントダウンし、およ
び／または乗算することによって得られるωの整数倍ま
たは副整数倍（分数倍）になるように選択することが望
ましいかもしれない。
【００２６】共振器電極と強制駆動電極との間の電圧
（Ｖ1 −Ｖ2 ）は、電極のいずれかを接地し、電圧（Ｖ
1 −Ｖ2 ）をもう一方の電極に与えることによって実現
できる。別の選択肢は、電圧Ｖ1 を電極の一方に与え、
Ｖ2 を他方に与えることである。
（Ｖ1 −Ｖ2 ）は、電極のいずれかを接地し、電圧（Ｖ
1 −Ｖ2 ）をもう一方の電極に与えることによって実現
できる。別の選択肢は、電圧Ｖ1 を電極の一方に与え、
Ｖ2 を他方に与えることである。
【００２７】上のこの発明の実施例は正弦関数に関して
説明した。この発明のより一般的な実施例は、周期関数
Ｆ（ωｔ＋φ）に関して説明され、この場合、等式
（３）は下の式（９）となる。このような周期関数の最
も簡単な例は方形波である。このような周期関数を用い
ることで、正弦関数を用いて得た結果に等しい結果が得
られる。
説明した。この発明のより一般的な実施例は、周期関数
Ｆ（ωｔ＋φ）に関して説明され、この場合、等式
（３）は下の式（９）となる。このような周期関数の最
も簡単な例は方形波である。このような周期関数を用い
ることで、正弦関数を用いて得た結果に等しい結果が得
られる。
【００２８】
【数６】
【００２９】振動性回転センサに関するさらなる詳細
は、ここに引用により援用される１９９０年８月２８日
付のローパー・Ｊｒ（Loper, Jr.）他による米国特許第
４，９５１，５０８号に含まれる。
は、ここに引用により援用される１９９０年８月２８日
付のローパー・Ｊｒ（Loper, Jr.）他による米国特許第
４，９５１，５０８号に含まれる。
【図１】先行技術の振動性回転センサの構成部品を示す
図である。
図である。
１０ 振動性回転センサ １２ 外部部材 １４ 半球状の共振器 １６ 内部部材 ２０ 環状の強制駆動電極 ２２ 別個の強制駆動電極 ２４ ピックオフ電極 ２６ 軸 ３０ 内側の金属被覆された表面 ３２ 外側の金属被覆された表面 ３４ 半球状の共振器の縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4951508（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 G01P 1/00 - 3/80
Claims (3)
- 【請求項１】 振動性回転センサ（ＶＲＳ）の共振器に
力を付与するための方法であって、共振器の表面は１つ
または２つ以上の導電領域を有し、ＶＲＳは、共振器の
表面の導電領域に対向する複数の強制駆動電極を有し、
前記方法は第１の周波数および第１の位相を有する第１
のＡＣ電圧を発生するステップを含み、前記第１のＡＣ
電圧は共振器が振動する際、共振器上の１点の変位に同
期し、前記方法はさらに第２の周波数を有する第２のＡ
Ｃ電圧を発生するステップを含み、前記第２のＡＣ電圧
は共振器が振動する際、共振器上の１点の変位に同期
し、前記方法はさらに１個または２個以上の強制駆動電
力と共振器の表面の１つまたは２つ以上の導電領域との
間に電圧差を確立するステップを含み、前記電圧差は前
記第１のＡＣ電圧と前記第２のＡＣ電圧との差異に等し
い、方法。 - 【請求項２】 第１の周波数と第２の周波数との差異に
対するＶＲＳ振動周波数の比は整数の比である、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 第１および第２の周波数の和に対するＶ
ＲＳ振動周波数の比は整数の比である、請求項１に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/802,007 US5760304A (en) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | Vibratory rotation sensor with AC forcing voltages |
| US08/802007 | 1997-02-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260058A JPH10260058A (ja) | 1998-09-29 |
| JP2999171B2 true JP2999171B2 (ja) | 2000-01-17 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10034929A Expired - Lifetime JP2999171B2 (ja) | 1997-02-18 | 1998-02-17 | 振動性回転センサの共振器に力を付与するための方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5760304A (ja) |
| EP (1) | EP0859216B1 (ja) |
| JP (1) | JP2999171B2 (ja) |
| CN (1) | CN1193730A (ja) |
| CA (1) | CA2227134A1 (ja) |
| DE (1) | DE69835710D1 (ja) |
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| EP0488370B1 (en) * | 1990-11-29 | 1996-05-22 | Tokin Corporation | Gyroscope using circular rod type piezoelectric vibrator |
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| US5616864A (en) * | 1995-02-22 | 1997-04-01 | Delco Electronics Corp. | Method and apparatus for compensation of micromachined sensors |
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-
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-
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- 1998-01-15 CA CA002227134A patent/CA2227134A1/en not_active Abandoned
- 1998-01-26 EP EP98101304A patent/EP0859216B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-01-26 DE DE69835710T patent/DE69835710D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-17 JP JP10034929A patent/JP2999171B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-18 CN CN98105306.8A patent/CN1193730A/zh active Pending
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| JPH10260058A (ja) | 1998-09-29 |
| EP0859216A3 (en) | 2000-01-12 |
| CA2227134A1 (en) | 1998-08-18 |
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|---|---|---|---|
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