JP3039344B2 - 振動ジャイロおよび振動ジャイロの特性の調整方法 - Google Patents
振動ジャイロおよび振動ジャイロの特性の調整方法Info
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- 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
- G01C19/5642—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams
- G01C19/5649—Signal processing
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は振動ジャイロおよ
び振動ジャイロの特性の調整方法に関し、特に回転角速
度に応じた信号を得るための検出素子を有する振動ジャ
イロおよび振動ジャイロの特性の調整方法に関する。
び振動ジャイロの特性の調整方法に関し、特に回転角速
度に応じた信号を得るための検出素子を有する振動ジャ
イロおよび振動ジャイロの特性の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の振動ジャイロの一例を示す
図解図である。図６に示す振動ジャイロ１は振動子２を
含む。振動子２は正３角柱状の振動体３を含む。振動体
３はたとえばエリンバなどの恒弾性金属材料で形成され
る。振動体３の３つの側面のほぼ中央には、３つの圧電
素子４ａ，４ｂおよび４ｃがそれぞれ形成される。これ
らの圧電素子４ａ〜４ｃは、それぞれ、セラミックから
なる圧電体層を含み、圧電体層の両主面に電極がそれぞ
れ形成され、圧電体層の一方主面の電極が振動体３の側
面に接着され、圧電体層の他方主面の電極が信号の入出
力用として用いられる。
図解図である。図６に示す振動ジャイロ１は振動子２を
含む。振動子２は正３角柱状の振動体３を含む。振動体
３はたとえばエリンバなどの恒弾性金属材料で形成され
る。振動体３の３つの側面のほぼ中央には、３つの圧電
素子４ａ，４ｂおよび４ｃがそれぞれ形成される。これ
らの圧電素子４ａ〜４ｃは、それぞれ、セラミックから
なる圧電体層を含み、圧電体層の両主面に電極がそれぞ
れ形成され、圧電体層の一方主面の電極が振動体３の側
面に接着され、圧電体層の他方主面の電極が信号の入出
力用として用いられる。
【０００３】この振動子２では、２つの圧電素子４ａお
よび４ｂが帰還用かつ検出用として用いられ、他の１つ
の圧電素子４ｃが駆動用として用いられる。そのため、
２つの圧電素子４ａおよび４ｂは、それらの負荷となる
抵抗５ａおよび５ｂを介して、発振回路６の入力端に接
続される。この場合、同期検波効率が最も良い所で使用
するために、抵抗５ａおよび５ｂのインピーダンスは、
検出素子として働く圧電素子４ａおよび４ｂのマッチン
グ状態のインピーダンスにそれぞれ合わされる。なお、
圧電素子のマッチング状態のインピーダンスＺは、駆動
信号の周波数をｆとし、その圧電素子の静電容量をＣと
すると、Ｚ＝１／（２πｆＣ）で表される。また、発振
回路６の出力端は、圧電素子４ｃに接続される。さら
に、２つの圧電素子４ａおよび４ｂは、差動増幅回路７
の非反転入力端および反転入力端にそれぞれ接続され
る。差動増幅回路７の出力端は、同期検波回路８の入力
端に接続される。同期検波回路８の出力端は、平滑回路
９の入力端に接続される。
よび４ｂが帰還用かつ検出用として用いられ、他の１つ
の圧電素子４ｃが駆動用として用いられる。そのため、
２つの圧電素子４ａおよび４ｂは、それらの負荷となる
抵抗５ａおよび５ｂを介して、発振回路６の入力端に接
続される。この場合、同期検波効率が最も良い所で使用
するために、抵抗５ａおよび５ｂのインピーダンスは、
検出素子として働く圧電素子４ａおよび４ｂのマッチン
グ状態のインピーダンスにそれぞれ合わされる。なお、
圧電素子のマッチング状態のインピーダンスＺは、駆動
信号の周波数をｆとし、その圧電素子の静電容量をＣと
すると、Ｚ＝１／（２πｆＣ）で表される。また、発振
回路６の出力端は、圧電素子４ｃに接続される。さら
に、２つの圧電素子４ａおよび４ｂは、差動増幅回路７
の非反転入力端および反転入力端にそれぞれ接続され
る。差動増幅回路７の出力端は、同期検波回路８の入力
端に接続される。同期検波回路８の出力端は、平滑回路
９の入力端に接続される。
【０００４】図６に示す振動ジャイロ１では、発振回路
６から出力される駆動信号が圧電素子４ｃに与えられる
と、振動体３は圧電素子４ｃの主面に直交する方向に振
動する。この状態で振動ジャイロ１が振動体３の軸を中
心として回転すると、コリオリ力によって、振動体３の
振動方向が変わる。そして、２つの圧電素子４ａおよび
４ｂ間には、回転角速度に応じた信号が生じる。この信
号は、差動増幅回路７で検出され、差動増幅回路７の出
力信号は、同期検波回路８で同期検波され、同期検波回
路８の出力信号は、平滑回路９で平滑にされる。したが
って、この振動ジャイロ１では、平滑回路９の出力信号
から回転角速度を検出することができる。
６から出力される駆動信号が圧電素子４ｃに与えられる
と、振動体３は圧電素子４ｃの主面に直交する方向に振
動する。この状態で振動ジャイロ１が振動体３の軸を中
心として回転すると、コリオリ力によって、振動体３の
振動方向が変わる。そして、２つの圧電素子４ａおよび
４ｂ間には、回転角速度に応じた信号が生じる。この信
号は、差動増幅回路７で検出され、差動増幅回路７の出
力信号は、同期検波回路８で同期検波され、同期検波回
路８の出力信号は、平滑回路９で平滑にされる。したが
って、この振動ジャイロ１では、平滑回路９の出力信号
から回転角速度を検出することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図６に示す振動ジャイ
ロ１では、補正をかけない場合の温度−感度変化率特性
が、検出素子として働く圧電素子４ａおよび４ｂの圧電
体層のセラミックの温度特性によって決まる。そして、
図６に示す振動ジャイロ１において、所望の温度−感度
変化率特性を得ようとした場合、発振回路６などの駆動
信号処理系にサーミスタやダイオードなどを用いて駆動
信号のレベルを変化させたり、差動増幅回路７、同期検
波回路８および平滑回路９などの検出信号処理系にサー
ミスタやダイオードなどを用いて検出信号のゲインを変
化させたりする。ところが、サーミスタやダイオードな
どを用いると、サーミスタやダイオードが高価であるの
でコストが高くなり、また、部品点数も増えてしまう。
ロ１では、補正をかけない場合の温度−感度変化率特性
が、検出素子として働く圧電素子４ａおよび４ｂの圧電
体層のセラミックの温度特性によって決まる。そして、
図６に示す振動ジャイロ１において、所望の温度−感度
変化率特性を得ようとした場合、発振回路６などの駆動
信号処理系にサーミスタやダイオードなどを用いて駆動
信号のレベルを変化させたり、差動増幅回路７、同期検
波回路８および平滑回路９などの検出信号処理系にサー
ミスタやダイオードなどを用いて検出信号のゲインを変
化させたりする。ところが、サーミスタやダイオードな
どを用いると、サーミスタやダイオードが高価であるの
でコストが高くなり、また、部品点数も増えてしまう。
【０００６】また、図６に示す振動ジャイロ１では、そ
の応答性を改善する場合、振動子の振動周波数を高くし
たり、振動子の材料を変更したりする。ところが、振動
子の振動周波数を高くするためには、振動子の大きさ、
形状の変更をともない、周辺回路の回路定数の変更が必
要になり、コストが高くなる。また、振動子の材料を変
更すれば、周辺回路の回路定数の変更および振動子の変
更をともない、コストが高くなる。
の応答性を改善する場合、振動子の振動周波数を高くし
たり、振動子の材料を変更したりする。ところが、振動
子の振動周波数を高くするためには、振動子の大きさ、
形状の変更をともない、周辺回路の回路定数の変更が必
要になり、コストが高くなる。また、振動子の材料を変
更すれば、周辺回路の回路定数の変更および振動子の変
更をともない、コストが高くなる。
【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、安
価に、所望の温度−感度変化率特性を有する振動ジャイ
ロを提供することである。
価に、所望の温度−感度変化率特性を有する振動ジャイ
ロを提供することである。
【０００８】この発明の他の目的は、安価に、応答性の
よい振動ジャイロを提供することである。
よい振動ジャイロを提供することである。
【０００９】この発明のさらに他の目的は、安価に、振
動ジャイロの特性を調整することができる振動ジャイロ
の特性の調整方法を提供することである。
動ジャイロの特性を調整することができる振動ジャイロ
の特性の調整方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる振動ジ
ャイロは、回転角速度に応じた信号を得るための検出素
子と、検出素子に接続される負荷とを有し、所望の温度
−感度変化率特性を得るために、負荷のインピーダンス
を検出素子のマッチング状態のインピーダンスから異な
らせた、振動ジャイロである。
ャイロは、回転角速度に応じた信号を得るための検出素
子と、検出素子に接続される負荷とを有し、所望の温度
−感度変化率特性を得るために、負荷のインピーダンス
を検出素子のマッチング状態のインピーダンスから異な
らせた、振動ジャイロである。
【００１１】この発明にかかる他の振動ジャイロは、回
転角速度に応じた信号を得るための検出素子と、検出素
子に接続される負荷とを有し、応答性を改善するため
に、負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング状態
のインピーダンスより小さくした、振動ジャイロであ
る。
転角速度に応じた信号を得るための検出素子と、検出素
子に接続される負荷とを有し、応答性を改善するため
に、負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング状態
のインピーダンスより小さくした、振動ジャイロであ
る。
【００１２】この発明にかかるさらに他の振動ジャイロ
は、回転角速度に応じた信号を得るための検出素子と、
検出素子に接続される負荷とを有し、応答性を改善する
ために、負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング
状態のインピーダンスより大きくした、振動ジャイロで
ある。
は、回転角速度に応じた信号を得るための検出素子と、
検出素子に接続される負荷とを有し、応答性を改善する
ために、負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング
状態のインピーダンスより大きくした、振動ジャイロで
ある。
【００１３】この発明にかかる振動ジャイロの特性の調
整方法は、回転角速度に応じた信号を得るための検出素
子を有する振動ジャイロの特性の調整方法であって、検
出素子に負荷を接続し、負荷のインピーダンスを検出素
子のマッチング状態のインピーダンスから異ならせるこ
とによって、振動ジャイロの特性を調整する、振動ジャ
イロの特性の調整方法である。
整方法は、回転角速度に応じた信号を得るための検出素
子を有する振動ジャイロの特性の調整方法であって、検
出素子に負荷を接続し、負荷のインピーダンスを検出素
子のマッチング状態のインピーダンスから異ならせるこ
とによって、振動ジャイロの特性を調整する、振動ジャ
イロの特性の調整方法である。
【００１４】
【作用】この発明にかかる振動ジャイロでは、回転角速
度に応じた信号を得るための検出素子に接続される負荷
のインピーダンスを検出素子のマッチング状態のインピ
ーダンスから異ならせることによって、所望の温度−感
度変化率特性が得られる。そのため、所望の温度−感度
変化率特性を得るために、サーミスタやダイオードなど
が不要になり、安価になる。
度に応じた信号を得るための検出素子に接続される負荷
のインピーダンスを検出素子のマッチング状態のインピ
ーダンスから異ならせることによって、所望の温度−感
度変化率特性が得られる。そのため、所望の温度−感度
変化率特性を得るために、サーミスタやダイオードなど
が不要になり、安価になる。
【００１５】この発明にかかる他の振動ジャイロでは、
回転角速度に応じた信号を得るための検出素子に接続さ
れる負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング状態
のインピーダンスより小さくすることによって、応答性
が改善される。そのため、応答性を改善するために、振
動子の振動周波数を高くしたり、振動子の材料を変更し
たりする必要がなくなり、安価になる。
回転角速度に応じた信号を得るための検出素子に接続さ
れる負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング状態
のインピーダンスより小さくすることによって、応答性
が改善される。そのため、応答性を改善するために、振
動子の振動周波数を高くしたり、振動子の材料を変更し
たりする必要がなくなり、安価になる。
【００１６】この発明にかかるさらに他の振動ジャイロ
では、回転角速度に応じた信号を得るための検出素子に
接続される負荷のインピーダンスを検出素子のマッチン
グ状態のインピーダンスより大きくすることによって、
応答性が改善される。そのため、応答性を改善するため
に、振動子の振動周波数を高くしたり、振動子の材料を
変更したりする必要がなくなり、安価になる。
では、回転角速度に応じた信号を得るための検出素子に
接続される負荷のインピーダンスを検出素子のマッチン
グ状態のインピーダンスより大きくすることによって、
応答性が改善される。そのため、応答性を改善するため
に、振動子の振動周波数を高くしたり、振動子の材料を
変更したりする必要がなくなり、安価になる。
【００１７】この発明にかかる振動ジャイロの特性の調
整方法では、回転角速度に応じた信号を得るための検出
素子に負荷を接続し、負荷のインピーダンスを検出素子
のマッチング状態のインピーダンスから異ならせること
によって、振動ジャイロの特性が調整される。そのた
め、振動ジャイロの特性を調整するために、サーミスタ
やダイオードなどが不要になるとともに、振動子の振動
周波数を高くしたり、振動子の材料を変更したりする必
要がなくなり、安価になる。
整方法では、回転角速度に応じた信号を得るための検出
素子に負荷を接続し、負荷のインピーダンスを検出素子
のマッチング状態のインピーダンスから異ならせること
によって、振動ジャイロの特性が調整される。そのた
め、振動ジャイロの特性を調整するために、サーミスタ
やダイオードなどが不要になるとともに、振動子の振動
周波数を高くしたり、振動子の材料を変更したりする必
要がなくなり、安価になる。
【００１８】
【発明の効果】この発明によれば、安価に、所望の温度
−感度変化率を有する振動ジャイロが得られる。
−感度変化率を有する振動ジャイロが得られる。
【００１９】また、この発明によれば、安価に、応答性
のよい振動ジャイロが得られる。なお、この発明のよう
に、回転角速度に応じた信号を得るための検出素子に接
続される負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング
状態のインピーダンスより大きくすれば、応答性が改善
されるとともに、振動子の検出感度もよくなる。
のよい振動ジャイロが得られる。なお、この発明のよう
に、回転角速度に応じた信号を得るための検出素子に接
続される負荷のインピーダンスを検出素子のマッチング
状態のインピーダンスより大きくすれば、応答性が改善
されるとともに、振動子の検出感度もよくなる。
【００２０】さらに、この発明によれば、安価に、振動
ジャイロの特性を調整することができる振動ジャイロの
特性の調整方法が得られる。
ジャイロの特性を調整することができる振動ジャイロの
特性の調整方法が得られる。
【００２１】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態の一
例を示す図解図である。図１に示す振動ジャイロ１０は
振動子１２を含む。
例を示す図解図である。図１に示す振動ジャイロ１０は
振動子１２を含む。
【００２３】振動子１２はたとえば正３角柱状の振動体
１４を含む。振動体１４は、たとえばエリンバ、鉄−ニ
ッケル合金などの恒弾性金属材料で形成される。
１４を含む。振動体１４は、たとえばエリンバ、鉄−ニ
ッケル合金などの恒弾性金属材料で形成される。
【００２４】振動体１４の３つの側面のほぼ中央には、
３つの圧電素子１６ａ，１６ｂおよび１６ｃがそれぞれ
形成される。これらの圧電素子１６ａ〜１６ｃは、それ
ぞれ、セラミックからなる圧電体層を含み、圧電体層の
両主面に電極がそれぞれ形成され、圧電体層の一方主面
の電極が振動体１４の側面に接着され、圧電体層の他方
主面の電極が信号の入出力用として用いられる。
３つの圧電素子１６ａ，１６ｂおよび１６ｃがそれぞれ
形成される。これらの圧電素子１６ａ〜１６ｃは、それ
ぞれ、セラミックからなる圧電体層を含み、圧電体層の
両主面に電極がそれぞれ形成され、圧電体層の一方主面
の電極が振動体１４の側面に接着され、圧電体層の他方
主面の電極が信号の入出力用として用いられる。
【００２５】この振動子１２では、２つの圧電素子１６
ａおよび１６ｂが帰還用かつ検出用として用いられ、他
の１つの圧電素子１６ｃが駆動用として用いられる。そ
のため、２つの圧電素子１６ａおよび１６ｂは、それら
の負荷となる抵抗１８ａおよび１８ｂを介して、発振回
路２０の入力端に接続される。また、発振回路２０の出
力端は、圧電素子１６ｃに接続される。
ａおよび１６ｂが帰還用かつ検出用として用いられ、他
の１つの圧電素子１６ｃが駆動用として用いられる。そ
のため、２つの圧電素子１６ａおよび１６ｂは、それら
の負荷となる抵抗１８ａおよび１８ｂを介して、発振回
路２０の入力端に接続される。また、発振回路２０の出
力端は、圧電素子１６ｃに接続される。
【００２６】さらに、２つの圧電素子１６ａおよび１６
ｂは、差動増幅回路２２の非反転入力端および反転入力
端にそれぞれ接続される。差動増幅回路２２の出力端
は、同期検波回路２４の入力端に接続される。同期検波
回路２４の出力端は、平滑回路２６の入力端に接続され
る。
ｂは、差動増幅回路２２の非反転入力端および反転入力
端にそれぞれ接続される。差動増幅回路２２の出力端
は、同期検波回路２４の入力端に接続される。同期検波
回路２４の出力端は、平滑回路２６の入力端に接続され
る。
【００２７】この振動ジャイロ１０では、発振回路２０
から出力される駆動信号が圧電素子１６ｃに与えられる
と、振動体１４は圧電素子１６ｃの主面に直交する方向
に振動する。この状態で振動ジャイロ１０が振動体１４
の軸を中心として回転すると、コリオリ力によって、振
動体１４の振動方向が変わる。そのため、検出素子とし
て働く２つの圧電素子１６ａおよび１６ｂ間には、回転
角速度に応じた信号が生じる。この信号は、差動増幅回
路２２で検出され、差動増幅回路２２の出力信号は、同
期検波回路２４で同期検波され、同期検波回路２４の出
力信号は、平滑回路２６で平滑にされる。したがって、
この振動ジャイロ１０では、平滑回路２６の出力信号か
ら回転角速度を検出することができる。
から出力される駆動信号が圧電素子１６ｃに与えられる
と、振動体１４は圧電素子１６ｃの主面に直交する方向
に振動する。この状態で振動ジャイロ１０が振動体１４
の軸を中心として回転すると、コリオリ力によって、振
動体１４の振動方向が変わる。そのため、検出素子とし
て働く２つの圧電素子１６ａおよび１６ｂ間には、回転
角速度に応じた信号が生じる。この信号は、差動増幅回
路２２で検出され、差動増幅回路２２の出力信号は、同
期検波回路２４で同期検波され、同期検波回路２４の出
力信号は、平滑回路２６で平滑にされる。したがって、
この振動ジャイロ１０では、平滑回路２６の出力信号か
ら回転角速度を検出することができる。
【００２８】また、この振動ジャイロ１０では、抵抗１
８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素
子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれのイ
ンピーダンスから異ならせることによって、所望の温度
−感度変化率特性を得ることができる。
８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素
子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれのイ
ンピーダンスから異ならせることによって、所望の温度
−感度変化率特性を得ることができる。
【００２９】すなわち、この振動ジャイロ１０におい
て、圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそ
れぞれのインピーダンスを１５ｋΩにし、抵抗１８ａお
よび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを１２ｋΩ、１
５ｋΩまたは１８ｋΩにしたときの２５℃における感度
を基準にした温度−感度変化率特性を図２に示す。図２
に示すグラフから明らかなように、この振動ジャイロ１
０では、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピー
ダンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態
のそれぞれのインピーダンス（１５ｋΩ）に合わせる
と、温度−感度変化率特性が負特性になるが、抵抗１８
ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素子
１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれのイン
ピーダンスより小さいインピーダンス（１２ｋΩ）にす
ると、ほぼフラットな温度−感度変化率特性が得られ、
逆に、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダ
ンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態の
それぞれのインピーダンスより大きいインピーダンス
（１８ｋΩ）にすると、傾斜の大きい負特性である温度
−感度変化率特性が得られる。
て、圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそ
れぞれのインピーダンスを１５ｋΩにし、抵抗１８ａお
よび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを１２ｋΩ、１
５ｋΩまたは１８ｋΩにしたときの２５℃における感度
を基準にした温度−感度変化率特性を図２に示す。図２
に示すグラフから明らかなように、この振動ジャイロ１
０では、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピー
ダンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態
のそれぞれのインピーダンス（１５ｋΩ）に合わせる
と、温度−感度変化率特性が負特性になるが、抵抗１８
ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素子
１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれのイン
ピーダンスより小さいインピーダンス（１２ｋΩ）にす
ると、ほぼフラットな温度−感度変化率特性が得られ、
逆に、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダ
ンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態の
それぞれのインピーダンスより大きいインピーダンス
（１８ｋΩ）にすると、傾斜の大きい負特性である温度
−感度変化率特性が得られる。
【００３０】さらに、この振動ジャイロ１０では、抵抗
１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電
素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれの
インピーダンスより小さくするか大きくすることによっ
て、応答性を改善することができる。
１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電
素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれの
インピーダンスより小さくするか大きくすることによっ
て、応答性を改善することができる。
【００３１】すなわち、この振動ジャイロ１０におい
て、圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそ
れぞれのインピーダンスを１５ｋΩにし、抵抗１８ａお
よび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを５．６ｋΩ〜
３３ｋΩにし、３０Ｈｚの回転角速度を印加したときの
回転角速度に対する平滑回路２６の出力信号の位相遅れ
特性を図３に示す。図３に示すグラフから明らかなよう
に、この振動ジャイロ１０では、抵抗１８ａおよび１８
ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素子１６ａおよび
１６ｂのマッチング状態のそれぞれのインピーダンス
（１５ｋΩ）に合わせると、出力信号の位相遅れが大き
いが、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダ
ンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態の
それぞれのインピーダンス（１５ｋΩ）より小さくする
か大きくすると、出力信号の位相遅れが小さくなる。
て、圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそ
れぞれのインピーダンスを１５ｋΩにし、抵抗１８ａお
よび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを５．６ｋΩ〜
３３ｋΩにし、３０Ｈｚの回転角速度を印加したときの
回転角速度に対する平滑回路２６の出力信号の位相遅れ
特性を図３に示す。図３に示すグラフから明らかなよう
に、この振動ジャイロ１０では、抵抗１８ａおよび１８
ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素子１６ａおよび
１６ｂのマッチング状態のそれぞれのインピーダンス
（１５ｋΩ）に合わせると、出力信号の位相遅れが大き
いが、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダ
ンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態の
それぞれのインピーダンス（１５ｋΩ）より小さくする
か大きくすると、出力信号の位相遅れが小さくなる。
【００３２】また、この振動ジャイロ１０では、抵抗１
８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素
子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれのイ
ンピーダンスより大きくすることによって、振動子の検
出感度を上げてＳ／Ｎを改善することができる。
８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを圧電素
子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそれぞれのイ
ンピーダンスより大きくすることによって、振動子の検
出感度を上げてＳ／Ｎを改善することができる。
【００３３】すなわち、この振動ジャイロ１０におい
て、圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそ
れぞれのインピーダンスを１５ｋΩにし、抵抗１８ａお
よび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを１５ｋΩ〜３
３ｋΩにしたときの感度変化率特性を図４に示す。図４
に示すグラフから明らかなように、この振動ジャイロ１
０では、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピー
ダンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態
のそれぞれのインピーダンス（１５ｋΩ）より大きくす
ると、振動子の検出感度が上がりＳ／Ｎが改善される。
て、圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態のそ
れぞれのインピーダンスを１５ｋΩにし、抵抗１８ａお
よび１８ｂのそれぞれのインピーダンスを１５ｋΩ〜３
３ｋΩにしたときの感度変化率特性を図４に示す。図４
に示すグラフから明らかなように、この振動ジャイロ１
０では、抵抗１８ａおよび１８ｂのそれぞれのインピー
ダンスを圧電素子１６ａおよび１６ｂのマッチング状態
のそれぞれのインピーダンス（１５ｋΩ）より大きくす
ると、振動子の検出感度が上がりＳ／Ｎが改善される。
【００３４】なお、上述の発明の実施の形態では、２つ
の圧電素子１６ａおよび１６ｂが帰還用かつ検出用とし
て用いられ他の１つの圧電素子１６ｃが駆動用として用
いられているが、２つの圧電素子１６ａおよび１６ｂが
駆動用かつ検出用として用いられ他の１つの圧電素子１
６ｃが帰還用として用いられてもよい。この場合、図５
に示すように、圧電素子１６ｃが発振回路２０の入力端
に接続され、発振回路２０の出力端が圧電素子１６ａお
よび１６ｂにそれらの負荷となる抵抗１８ａおよび１８
ｂを介して接続される。また、２つの圧電素子１６ａお
よび１６ｂは、差動増幅回路２２の非反転入力端および
反転入力端にそれぞれ接続され、差動増幅回路２２の出
力端は、同期検波回路２４の入力端に接続され、同期検
波回路２４の出力端は、平滑回路２６の入力端に接続さ
れる。
の圧電素子１６ａおよび１６ｂが帰還用かつ検出用とし
て用いられ他の１つの圧電素子１６ｃが駆動用として用
いられているが、２つの圧電素子１６ａおよび１６ｂが
駆動用かつ検出用として用いられ他の１つの圧電素子１
６ｃが帰還用として用いられてもよい。この場合、図５
に示すように、圧電素子１６ｃが発振回路２０の入力端
に接続され、発振回路２０の出力端が圧電素子１６ａお
よび１６ｂにそれらの負荷となる抵抗１８ａおよび１８
ｂを介して接続される。また、２つの圧電素子１６ａお
よび１６ｂは、差動増幅回路２２の非反転入力端および
反転入力端にそれぞれ接続され、差動増幅回路２２の出
力端は、同期検波回路２４の入力端に接続され、同期検
波回路２４の出力端は、平滑回路２６の入力端に接続さ
れる。
【００３５】図５に示す振動ジャイロでも、図１に示す
振動ジャイロと同様に、検出素子として働く圧電素子１
６ａおよび１６ｂに接続される負荷となる抵抗１８ａお
よび１８ｂのインピーダンスによって、所望の温度−感
度変化率特性を得ることができ、応答性を改善すること
ができ、振動子の検出感度を上げてＳ／Ｎを改善するこ
とができる。
振動ジャイロと同様に、検出素子として働く圧電素子１
６ａおよび１６ｂに接続される負荷となる抵抗１８ａお
よび１８ｂのインピーダンスによって、所望の温度−感
度変化率特性を得ることができ、応答性を改善すること
ができ、振動子の検出感度を上げてＳ／Ｎを改善するこ
とができる。
【００３６】なお、上述の発明の実施の形態の各例で
は、正３角柱状の振動体が用いられているが、この発明
では、円柱状の振動体、４角柱状の振動体、あるいは他
の柱状の振動体が用いられてもよい。
は、正３角柱状の振動体が用いられているが、この発明
では、円柱状の振動体、４角柱状の振動体、あるいは他
の柱状の振動体が用いられてもよい。
【００３７】また、上述の発明の実施の形態の各例で
は、３つの圧電素子が用いられるが、この発明では、駆
動用かつ検出用の２つの圧電素子のみが用いられてもよ
く、使用する圧電素子の数を任意に変更してもよい。
は、３つの圧電素子が用いられるが、この発明では、駆
動用かつ検出用の２つの圧電素子のみが用いられてもよ
く、使用する圧電素子の数を任意に変更してもよい。
【図１】この発明の実施の形態の一例を示す図解図であ
る。
る。
【図２】図１に示す振動ジャイロにおける温度−感度変
化率特性を示すグラフである。
化率特性を示すグラフである。
【図３】図１に示す振動ジャイロにおける抵抗のインピ
ーダンス−位相遅れ特性を示すグラフである。
ーダンス−位相遅れ特性を示すグラフである。
【図４】図１に示す振動ジャイロにおける抵抗のインピ
ーダンス−感度変化率特性を示すグラフである。
ーダンス−感度変化率特性を示すグラフである。
【図５】この発明の実施の形態の他の例を示す図解図で
ある。
ある。
【図６】従来の振動ジャイロの一例を示す図解図であ
る。
る。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動子 １４ 振動体 １６ａ，１６ｂ，１６ｃ 圧電素子 １８ａ，１８ｂ 抵抗 ２０ 発振回路 ２２ 差動増幅回路 ２４ 同期検波回路 ２６ 平滑回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−113336（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−71967（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293620（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−18754（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−43107（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−10112（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−83670（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/56 G01P 9/04
Claims (4)
- 【請求項１】 回転角速度に応じた信号を得るための検
出素子、および前記検出素子に接続される負荷を有し、 所望の温度−感度変化率特性を得るために、前記負荷の
インピーダンスを前記検出素子のマッチング状態のイン
ピーダンスから異ならせた、振動ジャイロ。 - 【請求項２】 回転角速度に応じた信号を得るための検
出素子、および前記検出素子に接続される負荷を有し、 応答性を改善するために、前記負荷のインピーダンスを
前記検出素子のマッチング状態のインピーダンスより小
さくした、振動ジャイロ。 - 【請求項３】 回転角速度に応じた信号を得るための検
出素子、および前記検出素子に接続される負荷を有し、 応答性を改善するために、前記負荷のインピーダンスを
前記検出素子のマッチング状態のインピーダンスより大
きくした、振動ジャイロ。 - 【請求項４】 回転角速度に応じた信号を得るための検
出素子を有する振動ジャイロの特性の調整方法であっ
て、前記検出素子に負荷を接続し、前記負荷のインピー
ダンスを前記検出素子のマッチング状態のインピーダン
スから異ならせることによって、前記振動ジャイロの特
性を調整する、振動ジャイロの特性の調整方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328352A JP3039344B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの特性の調整方法 |
| US08/754,704 US5922954A (en) | 1995-11-22 | 1996-11-21 | Vibration gyroscope and method for adjusting vibration-gyroscope characteristics |
| EP96118723A EP0777105B1 (en) | 1995-11-22 | 1996-11-21 | Vibration gyroscope and method for adjusting vibration-gyroscope characteristics |
| DE69624448T DE69624448T2 (de) | 1995-11-22 | 1996-11-21 | Vibrationskreisel und Verfahren zur Einstellung seiner Eigenschaften |
| KR1019960056631A KR100210334B1 (ko) | 1995-11-22 | 1996-11-22 | 진동 자이로스코프 및 진동-자이로스코프의 특성 조정 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328352A JP3039344B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの特性の調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09145380A JPH09145380A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3039344B2 true JP3039344B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=18209290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7328352A Expired - Lifetime JP3039344B2 (ja) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの特性の調整方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5922954A (ja) |
| EP (1) | EP0777105B1 (ja) |
| JP (1) | JP3039344B2 (ja) |
| KR (1) | KR100210334B1 (ja) |
| DE (1) | DE69624448T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4572350B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2010-11-04 | セイコーエプソン株式会社 | 同期検波回路、検出回路、物理量測定装置、ジャイロセンサおよび電子機器 |
| WO2010137303A1 (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | パナソニック株式会社 | 物理量センサ |
| CN103759743B (zh) * | 2014-01-29 | 2016-08-24 | 西安航天精密机电研究所 | 惯性测量装置方位基准传递装置及大倾角时方位确定方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4694696A (en) * | 1984-10-25 | 1987-09-22 | Kabushikikaisha Tokyo Keiki | Vibration-type gyro apparatus |
| JPS6410112A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Hitachi Metals Ltd | Dimension measuring instrument for centerless grinder |
| JPH0310112A (ja) * | 1989-06-08 | 1991-01-17 | Tokimec Inc | ジャイロ装置 |
| DE69111950T2 (de) * | 1990-08-27 | 1996-03-14 | Murata Manufacturing Co | Signaldetektorschaltung für Schwingkreisel. |
| JPH0552572A (ja) * | 1991-08-28 | 1993-03-02 | Akai Electric Co Ltd | 振動子の支持構造 |
| JPH0571967A (ja) * | 1991-09-17 | 1993-03-23 | Akai Electric Co Ltd | 振動ジヤイロ |
| JP3232638B2 (ja) * | 1992-04-07 | 2001-11-26 | 日産自動車株式会社 | 圧電式振動ジャイロの直流増幅回路 |
| JPH0783670A (ja) * | 1993-09-16 | 1995-03-28 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動子の駆動・検出回路 |
-
1995
- 1995-11-22 JP JP7328352A patent/JP3039344B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-11-21 DE DE69624448T patent/DE69624448T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-21 EP EP96118723A patent/EP0777105B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-21 US US08/754,704 patent/US5922954A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-11-22 KR KR1019960056631A patent/KR100210334B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0777105A2 (en) | 1997-06-04 |
| KR100210334B1 (ko) | 1999-07-15 |
| US5922954A (en) | 1999-07-13 |
| EP0777105A3 (en) | 1998-07-01 |
| KR970028442A (ko) | 1997-06-24 |
| JPH09145380A (ja) | 1997-06-06 |
| DE69624448T2 (de) | 2003-03-20 |
| EP0777105B1 (en) | 2002-10-23 |
| DE69624448D1 (de) | 2002-11-28 |
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