JP3421813B2 - Gyroscope - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は船船や自動車等の移動体
自身およびこれに搭載される機器の姿勢制御や自動車の
ナビゲーションシステムなどに用いられるジャイロスコ
ープに関し、特にコリオリ力を利用した圧電振動体を用
いたジャイロスコープに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyroscope used for a posture control of a moving body such as a ship or an automobile and equipment mounted on the moving body itself, a navigation system of an automobile, and more particularly to a piezoelectric vibration utilizing a Coriolis force. Regarding the gyroscope using the body.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のジャイロスコープを図7に示す。
このジャイロスコープは、振動している物体に回転角速
度が与えられると、その振動方向と直角な方向にコリオ
リ力を生ずるという力学現象を利用している。一般に、
直交する二つの異なる方向の振動を励振可能に構成した
複合振動系において、一方の振動を励振した状態で、振
動子を回転させると、前述のコリオリ力の作用によりこ
の振動と直角な方向に力が働き、他方の振動が励振され
る。この振動の大きさは入力側の振動の大きさおよび回
転角速度に比例するため、入力(駆動)電圧を一定にし
た状態では、この振動の大きさに比例した出力電圧の大
きさから回転角速度の大きさを求めることが出来る。2. Description of the Related Art A conventional gyroscope is shown in FIG.
This gyroscope utilizes a mechanical phenomenon in which a Coriolis force is generated in a direction perpendicular to the vibration direction when a rotating angular velocity is applied to a vibrating object. In general,
In a complex vibration system configured to excite vibrations in two different directions that are orthogonal to each other, when one of the vibrations is excited and the oscillator is rotated, the Coriolis force described above causes a force in a direction perpendicular to this vibration. Works, and the other vibration is excited. Since the magnitude of this vibration is proportional to the magnitude of the vibration on the input side and the rotational angular velocity, when the input (driving) voltage is constant, the magnitude of the output voltage proportional to the magnitude of this vibration causes The size can be calculated.
【0003】例えば、特開平5−79844号には、圧
電セラミック円柱の外周面に帯状電極を形成し、この帯
状電極を用いて分極及び駆動・検出を行う圧電振動体に
よるジャイロスコープについて、その構造・原理が示さ
れている。For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-79844 discloses a structure of a gyroscope using a piezoelectric vibrating body in which a strip electrode is formed on the outer peripheral surface of a piezoelectric ceramic column and polarization and driving / detection are performed using the strip electrode. -The principle is shown.
【0004】図7において、圧電セラミック振動子(以
下、振動子と呼ぶ)1の外周面に設けられた駆動電極1
2に入力電圧を印加して振動子1に屈曲振動を発生させ
る。この状態では、検出電極13,14には、これらの
検出電極13,14が屈曲振動に対して対称に配置され
ているため、圧電効果により同相、同振幅の電圧が発生
する。In FIG. 7, a driving electrode 1 provided on the outer peripheral surface of a piezoelectric ceramic vibrator (hereinafter referred to as a vibrator) 1.
An input voltage is applied to 2 to generate a bending vibration in the vibrator 1. In this state, the detection electrodes 13 and 14 are symmetrically arranged with respect to the bending vibration, so that voltages having the same phase and the same amplitude are generated by the piezoelectric effect.
【0005】また、振動子1の軸方向を回転軸として回
転角速度を与えると、振動子1には前記屈曲振動の方向
と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向の屈曲振
動が発生する。その結果、検出電極13,14には回転
角速度の大きさに比例した逆相、同振幅の電圧が発生
し、最終的に検出電極13,14には前記同相、同振幅
の電圧と前記逆相の電圧が重畳した出力電圧が出力され
る。When a rotational angular velocity is applied with the axial direction of the vibrator 1 as a rotation axis, Coriolis force acts on the vibrator 1 in a direction perpendicular to the bending vibration direction, and bending vibration in this direction is generated. . As a result, a voltage of opposite phase and same amplitude is generated in the detection electrodes 13 and 14 in proportion to the magnitude of the rotational angular velocity, and finally the voltage of the same phase and same amplitude and the opposite phase are generated in the detection electrodes 13 and 14. The output voltage on which the voltage is superimposed is output.
【0006】次に、検出電極13,14からの出力電圧
を差動増幅器2に入力することにより、同相、同振幅の
電圧はキャンセルされ、逆相の出力電圧のみが同期検波
回路3、フィルタ(積分器)4、増幅器5、A/D変換
器6を通して制御部としての中央演算装置7に角速度の
みに対応した出力信号が入力される。8は発振器であ
る。Next, by inputting the output voltages from the detection electrodes 13 and 14 to the differential amplifier 2, the voltages of the same phase and the same amplitude are canceled, and only the output voltage of the opposite phase is detected by the synchronous detection circuit 3 and the filter ( An output signal corresponding to only the angular velocity is input to the central processing unit 7 as a control unit through the integrator 4, the amplifier 5, and the A / D converter 6. 8 is an oscillator.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この従来のジャイロス
コープにおいては、差動増幅器2、増幅器5の増幅率が
大きいため、該増幅器単体のオフセット電位の変動によ
り生ずる電位ドリフト(温度変動等による)が、あたか
も圧電振動ジャイロの出力信号として中央演算装置7に
入力され、角速度検出の際、精度誤差の一つの要因とな
っている。In this conventional gyroscope, since the amplification rates of the differential amplifier 2 and the amplifier 5 are large, potential drift (due to temperature fluctuations and the like) caused by fluctuations in the offset potential of the amplifier itself is caused. As if it were input to the central processing unit 7 as an output signal of the piezoelectric vibration gyro, it is one of the factors of the accuracy error when the angular velocity is detected.
【0008】本発明の課題は、ジャイロスコープの角速
度検出の精度劣化の一つである処理回路系、つまり差動
増幅器、増幅器等の電位ドリフト(オフセットドリフ
ト)を検出し、検出された角速度を補正するようにして
精度誤差を小さくすることにある。An object of the present invention is to detect a potential drift (offset drift) of a processing circuit system, which is one of the accuracy deteriorations of angular velocity detection of a gyroscope, that is, a differential amplifier, an amplifier, and correct the detected angular velocity. Therefore, the accuracy error is reduced.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
検出出力部を有し、コリオリ力を利用した圧電振動体
と、該圧電振動体を駆動するための発振器と、前記複数
の検出出力部からの出力を差動増幅する増幅器と、増幅
された信号をA/D変換するA/D変換器と、該A/D
変換器の出力を処理して角速度を算出する制御部と、該
制御部の出力信号により前記発振器の発振周波数を調整
する調整器とを備え、前記制御部は、前記調整器に対し
てあらかじめ定められたタイミングであらかじめ定めら
れた時間だけ前記圧電振動体が屈曲振動しない周波数帯
域の信号を出力せしめ、その時に得られる前記A/D変
換器の出力からオフセットドリフト量を算出し、該オフ
セットドリフト量を基に真の角速度を算出することを特
徴とするジャイロスコープが得られる。According to the present invention, a piezoelectric vibrating body having a plurality of detection output units and utilizing Coriolis force, an oscillator for driving the piezoelectric vibrating body, and the plurality of detecting units are provided. An amplifier for differentially amplifying the output from the output section, an A / D converter for A / D converting the amplified signal, and the A / D
And a control unit that calculates an angular velocity by processing the output of the converter, and a regulator for regulating the oscillation frequency of the oscillator by the output signal of the control unit, predetermined with respect to said regulator A signal in a frequency band in which the piezoelectric vibrating body does not flexurally vibrate is output at a predetermined timing for a predetermined time, and an offset drift amount is calculated from the output of the A / D converter obtained at that time, and the offset drift amount is calculated. A gyroscope characterized in that the true angular velocity is calculated based on
【0010】本発明によればまた、複数の検出出力部を
有し、コリオリ力を利用した圧電振動体と、該圧電振動
体を駆動するための発振器と、前記複数の検出出力部か
らの出力を差動増幅する増幅器と、増幅された信号をA
/D変換するA/D変換器と、該A/D変換器の出力を
処理して角速度を算出する制御部とを備え、前記複数の
検出出力部と前記差動増幅器の入力との間に第1の開閉
器を設け、前記差動増幅器の入力とアース間には第2の
開閉器を設け、前記制御部は、一定周期であらかじめ定
められた時間だけ前記第1の開閉器を開にすると共に、
前記第2の開閉器を閉とし、その時に得られる前記A/
D変換器の出力からオフセットドリフト量を算出し、該
オフセットドリフト量を基に真の角速度を算出すること
を特徴とするジャイロスコープが得られる。According to the present invention, a piezoelectric vibrating body having a plurality of detection output sections and utilizing Coriolis force, an oscillator for driving the piezoelectric vibrating body, and outputs from the plurality of detection output sections are provided. An amplifier that differentially amplifies the
An A / D converter that performs A / D conversion and a control unit that processes an output of the A / D converter to calculate an angular velocity, and is provided between the plurality of detection output units and an input of the differential amplifier. a first switch provided, said between the input and ground of the differential amplifier providing the second switch, wherein the control unit, one periodic by only a predetermined time said first switch open As well as
When the second switch is closed, the A /
A gyroscope characterized in that the offset drift amount is calculated from the output of the D converter, and the true angular velocity is calculated based on the offset drift amount is obtained.
【0011】[0011]
【実施例】図1は、振動子1から得られる信号の処理回
路のブロック図であり、図2は本発明に用いられる振動
子1の構造例を示す斜視図である。1 is a block diagram of a processing circuit for a signal obtained from a vibrator 1, and FIG. 2 is a perspective view showing a structural example of the vibrator 1 used in the present invention.
【0012】振動子1は、圧電セラミック円柱の外周面
にアース電極11、駆動電極12、検出電極13,14
を形成して成り、駆動電極12、検出電極13,14か
らアース電極11の方向に分極されている。駆動電極1
2は、発振器8と接続され、検出電極13,14からの
出力電圧は、差動増幅器2、同期検波回路3、フィルタ
(積分器)4、増幅器5、A/D変換器6を通して最終
的に制御部としての中央演算装置7に入力される。ま
た、中央演算装置7からの信号により駆動電圧の発振周
波数(駆動周波数)を調整する調整器9が発振器8と接
続されている。The vibrator 1 includes a ground electrode 11, a drive electrode 12, and detection electrodes 13 and 14 on the outer peripheral surface of a piezoelectric ceramic cylinder.
And is polarized in the direction from the drive electrode 12, the detection electrodes 13 and 14 to the ground electrode 11. Drive electrode 1
2 is connected to the oscillator 8, and the output voltage from the detection electrodes 13 and 14 is finally passed through the differential amplifier 2, the synchronous detection circuit 3, the filter (integrator) 4, the amplifier 5, and the A / D converter 6. It is input to the central processing unit 7 as a control unit. Further, an adjuster 9 for adjusting the oscillation frequency (driving frequency) of the driving voltage according to a signal from the central processing unit 7 is connected to the oscillator 8.
【0013】ここで、駆動電極12に発振器8より駆動
電極12とアース電極11の共振周波数fr である一定
の入力電圧Vinを印加して振動子1に屈曲振動を発生さ
せる。この状態では、検出電極13,14には、これら
の電極が屈曲振動に対して対称に配置されているため、
圧電効果により同相、同振幅のヌル電圧V13A ,V14 A
が発生されるが、検出電極13,14からの出力電圧
は、差動増幅器2を介することにより零となる。Here, a constant input voltage V in , which is the resonance frequency fr of the drive electrode 12 and the ground electrode 11, is applied to the drive electrode 12 from the oscillator 8 to cause bending vibration in the vibrator 1. In this state, since the detection electrodes 13 and 14 are arranged symmetrically with respect to bending vibration,
Null voltages V 13A and V 14 A of the same phase and the same amplitude due to the piezoelectric effect
However, the output voltage from the detection electrodes 13 and 14 becomes zero by passing through the differential amplifier 2.
【0014】また、振動子1の軸方向を回転軸として回
転角速度を与えると、振動子1には前記屈曲振動の方向
と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向の屈曲振
動が発生する。その結果、検出電極13,14には回転
角速度の大きさに比例した逆相、同振幅の電圧V13a ,
V14a が発生する。最終的に、検出電極13,14には
同相、同振幅の電圧と逆相、同振幅の電圧が重畳した出
力電圧V13-A,V14-Aが出力され、検出電極13,14
からの出力電圧は、差動増幅器2を介することにより、
(V13a ,+V14a )となり、角速度のみに対応した変
化電圧が出力される。その出力信号は、同期検波回路
3、フィルタ4、増幅器5、A/D変換器6を通して最
終的に中央演算装置7に入力される。When a rotational angular velocity is applied with the axial direction of the vibrator 1 as a rotation axis, Coriolis force acts on the vibrator 1 in a direction perpendicular to the bending vibration direction, and bending vibration in this direction is generated. . As a result, the detection electrodes 13 and 14 have a voltage V 13a of the opposite phase and the same amplitude proportional to the magnitude of the rotational angular velocity.
V 14a is generated. Finally, output voltages V 13-A and V 14-A in which voltages of the same phase, the same amplitude, the opposite phase, and the same amplitude are superimposed are output to the detection electrodes 13 and 14, and the detection electrodes 13 and 14 are output.
The output voltage from the
( V13a , + V14a ), and the change voltage corresponding to only the angular velocity is output. The output signal is finally input to the central processing unit 7 through the synchronous detection circuit 3, the filter 4, the amplifier 5, and the A / D converter 6.
【0015】次に、本発明の特徴である電位ドリフト
(オフセットドリフト)の検出方法について、図3、図
4にて説明する。Next, a method of detecting a potential drift (offset drift), which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIGS.
【0016】図3において、差動増幅器2、増幅器5の
増幅度をそれぞれAv2,Av5とし、オフセットをそ
れぞれΔV2,ΔV5としてオフセットドリフトを考慮す
る。前述よりヌル電圧はV13A ,V14A 、回転角速度に
よる出力電圧はV13a ,V14aが出力され、差動増幅器
2、増幅器5によるオフセットドリフトはAv5(ΔV5
+Av2・ΔV2)が出力される。よって最終的な出力電
圧は(V13a +V14a )+Av5(ΔV5+Av2・ΔV
2)となる。In FIG. 3, the differential amplifiers 2 and 5 have the amplification degrees Av2 and Av5, respectively, and the offsets are ΔV2 and ΔV5, respectively, and the offset drift is taken into consideration. From the above, the null voltages are V 13A and V 14A , the output voltages V 13a and V 14a are output according to the rotational angular velocity, and the offset drift due to the differential amplifier 2 and the amplifier 5 is Av5 (ΔV5
+ Av2 · ΔV2) is output. Therefore, the final output voltage is (V 13a + V 14a ) + Av 5 (ΔV 5 + Av 2 · ΔV
2)
【0017】次に、本装置では(図4)、ある一定の間
隔で中央演算装置7からの信号により調整器9を介して
発振器8の発振周波数(駆動周波数)を振動子1が屈曲
振動をしない帯域の周波数fa に変化させると(共振周
波数fr と異なる周波数帯域)、回転角速度の印加の有
無にかかわらず出力電圧は零である。また、ヌル電圧は
静電容量結合による出力としてV13B ,V14B が発生さ
れるが、基本的には同相同量の出力で差動増幅器2を介
すことにより出力電圧は零となり、他に前述のオフセッ
トドリフトが重畳して、最終的な出力電圧はAv5(Δ
V5+Av2・ΔV2)となり、単にオフセットドリフトの
みの出力となる。つまり、ある一定の間隔、もしくは任
意の時、発振周波数(駆動周波数)を変化させることに
より、その時点でのオフセットドリフト量の測定(検
出)が可能となる。Next, in the present apparatus (FIG. 4), the oscillator 1 causes the oscillation frequency (driving frequency) of the oscillator 8 to bend by a signal from the central processing unit 7 at a constant interval via the adjuster 9. When the frequency is changed to a frequency fa of a non-resonant band (a frequency band different from the resonance frequency fr), the output voltage is zero regardless of whether or not the rotational angular velocity is applied. Further, V 13B and V 14B are generated as outputs due to capacitive coupling of the null voltage, but basically, the output is zero with the output of the same amount and the same amount via the differential amplifier 2, and The above-mentioned offset drift is superimposed, and the final output voltage is Av5 (Δ
V5 + Av2 · ΔV2), and the output is only offset drift. That is, it is possible to measure (detect) the offset drift amount at that time by changing the oscillation frequency (driving frequency) at a certain fixed interval or at any time.
【0018】たとえば、図5に示すように、ある一定の
間隔で一定の時間Taにて発振周波数をfa にして、そ
の時の増幅器5からの出力電圧をVOFF とすると、時間
T1内の出力(オフセット)電圧VOFF1が、増幅器5等
を介し中央演算装置7に入力される。また、時間Ta以
外(振動子1が励振状態時)の出力電圧(回転角速度に
よる出力電圧)VOUT1が、増幅器5等を介し中央演算装
置7に入力される。よって、中央演算装置7内にて演算
(VOUT1−VOFF1)を行うことにより真の回転角速度が
求まる。For example, as shown in FIG. 5, if the oscillation frequency is set to fa at a certain time Ta for a certain time and the output voltage from the amplifier 5 at that time is V OFF , the output within the time T1 ( The offset voltage V OFF1 is input to the central processing unit 7 via the amplifier 5 and the like. Further, the output voltage (output voltage depending on the rotational angular velocity) V OUT1 other than the time Ta (when the vibrator 1 is in the excited state) is input to the central processing unit 7 via the amplifier 5 and the like. Therefore, the true rotational angular velocity is obtained by performing the calculation (V OUT1 −V OFF1 ) in the central processing unit 7.
【0019】同様に、時間T2、時間T3、時間T4の
オフセット電圧VOFF1,VOFF2,VOFF3)を検出し、逐
次演算を行うことにより真の回転角速度(オフセット電
圧を補正した回転角速度)が求まる。Similarly, the true rotational angular velocity (rotational angular velocity corrected for offset voltage) is detected by detecting offset voltages V OFF1 , V OFF2 , V OFF3 ) at time T2, time T3, and time T4, and performing sequential calculation. I want it.
【0020】図6は本発明の他の実施例の処理回路のブ
ロック図である。振動子1は、図1の例と同様、アース
電極11、駆動電極12、検出電極13,14を有し、
駆動電極12、検出電極13,14からアース電極11
の方向に分極されている。駆動電極12は発振器8と接
続され、検出電極13,14からの出力電圧はそれぞ
れ、開閉器20(第1の開閉器)を介して差動増幅器2
に入力され、同期検波回路3、フィルタ4、増幅器5、
A/D変換器6を通して最終的に中央演算装置7に入力
される。差動増幅器2の入力端子はそれぞれ、開閉器2
1(第2の開閉器)を介してアースされることでアース
電極11に接続可能にされている。開閉器20,21は
それぞれ、中央演算装置7からの信号により制御され
る。FIG. 6 is a block diagram of a processing circuit according to another embodiment of the present invention. The vibrator 1 has a ground electrode 11, a drive electrode 12, and detection electrodes 13 and 14 as in the example of FIG.
From the drive electrode 12, the detection electrodes 13 and 14 to the ground electrode 11
Is polarized in the direction of. The drive electrode 12 is connected to the oscillator 8, and the output voltages from the detection electrodes 13 and 14 are respectively transmitted through the switch 20 (first switch) to the differential amplifier 2
Is input to the synchronous detection circuit 3, the filter 4, the amplifier 5,
It is finally input to the central processing unit 7 through the A / D converter 6. The input terminals of the differential amplifier 2 are each a switch 2
It is connectable to the ground electrode 11 by being grounded via 1 (second switch). Each of the switches 20 and 21 is controlled by a signal from the central processing unit 7.
【0021】基本的な角速度検出の方式およびオフセッ
トドリフト量は、前述の実施例と同様であるが、電位ド
リフト(オフセットドリフト)の検出方法について説明
する。The basic angular velocity detection method and the offset drift amount are the same as those in the above-mentioned embodiment, but a method for detecting the potential drift (offset drift) will be described.
【0022】本装置では、ある一定の間隔で中央演算装
置7からの信号により開閉器20を開き、開閉器21を
閉じると、差動増幅器2の入力端子はアースに接続さ
れ、差動増幅器2からの出力電圧はAv2・ΔV2とな
り、最終的な出力電圧はAv5(ΔV5+Av2・ΔV2)
となり、オフセットドリフト量の検出が可能となる。In this device, when the switch 20 is opened and the switch 21 is closed by a signal from the central processing unit 7 at a certain fixed interval, the input terminal of the differential amplifier 2 is connected to the ground, and the differential amplifier 2 is connected. Output voltage is Av2 · ΔV2, the final output voltage is Av5 (ΔV5 + Av2 · ΔV2)
Therefore, the offset drift amount can be detected.
【0023】たとえば、図5に示すように、ある一定の
間隔で一定の時間Taにて開閉器20を開,開閉器21
を閉とすることにより、その時の増幅器5からの出力電
圧VOFF を検出すると、時間T1内の出力(オフセッ
ト)電圧VOFF1が、増幅器5等を介し中央演算装置7に
入力される。また、時間Ta以外(振動子1が励振状態
時)の出力電圧(回転角速度による出力電圧)V
OUT1が、増幅器5等を介し中央演算装置7に入力され
る。よって、中央演算装置7内にて演算(VOUT1−V
OFF1)を行うことにより真の回転角速度が求まる。同様
に、時間T2、時間T3、時間T4のオフセット電圧を
VOFF1,VOFF2,VOFF3を検出し、逐次演算を行うこと
により真の回転角速度(オフセット電圧を補正した回転
角速度)が求まる。For example, as shown in FIG. 5, the switch 20 is opened and the switch 21 is opened at a constant interval and at a constant time Ta.
When the output voltage V OFF from the amplifier 5 at that time is detected by closing, the output (offset) voltage V OFF1 within the time T1 is input to the central processing unit 7 via the amplifier 5 and the like. In addition, the output voltage (output voltage depending on the rotational angular velocity) V other than the time Ta (when the vibrator 1 is in the excited state) V
OUT1 is input to the central processing unit 7 via the amplifier 5 and the like. Therefore, calculation in the central processing unit 7 (V OUT1 −V
By performing OFF1 ), the true rotational angular velocity can be obtained. Similarly, the true rotational angular velocity (rotational angular velocity with the offset voltage corrected) is obtained by detecting the offset voltages V OFF1 , V OFF2 , and V OFF3 at time T2, time T3, and time T4, and performing sequential calculations.
【0024】以上、本発明を特定の圧電振動体を例示し
て説明したが、本発明は実施例のような振動子に限ら
ず、他のタイプの圧電振動体、例えば駆動用圧電セラミ
ックスと複数の検出用圧電セラミックと金属体とから成
る周知の圧電振動体にも適用可能である。Although the present invention has been described above by exemplifying a specific piezoelectric vibrating body, the present invention is not limited to the vibrator as in the embodiment, but other types of piezoelectric vibrating body, for example, driving piezoelectric ceramics and a plurality of piezoelectric vibrating bodies. It is also applicable to a well-known piezoelectric vibrating body composed of a piezoelectric ceramic for detection and a metal body.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上に示したように、本発明によれば、
回転角速度検出の精度劣化の原因の一つである処理回路
系の増幅器等の電位ドリフト(オフセットドリフト)を
検出し、入力された出力信号を補正することができるの
で、回転角速度の検出精度の高いジャイロスコープを得
ることが出来る。As described above, according to the present invention,
It is possible to detect the potential drift (offset drift) of the amplifier of the processing circuit system, which is one of the causes of the deterioration of the accuracy of the rotational angular velocity detection, and correct the input output signal. You can get a gyroscope.
【図1】本発明による圧電セラミック振動子およびその
信号処理回路のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a piezoelectric ceramic vibrator and a signal processing circuit thereof according to the present invention.
【図2】本発明による圧電セラミック振動子の構造例を
示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a structural example of a piezoelectric ceramic vibrator according to the present invention.
【図3】図1に示された例について角速度出力電圧、オ
フセットドリフト電圧を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an angular velocity output voltage and an offset drift voltage for the example shown in FIG.
【図4】図1に示された例についてオフセットドリフト
電圧の検出について説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining detection of an offset drift voltage for the example shown in FIG.
【図5】本発明においてオフセットドリフト電圧検出、
および出力電圧の補正方法の一例を説明するための出力
電圧波形図である。FIG. 5 shows offset drift voltage detection in the present invention,
FIG. 6 is an output voltage waveform diagram for explaining an example of a method of correcting the output voltage.
【図6】本発明の他の実施例による信号処理回路および
角速度出力電圧、オフセットドリフトについて説明する
ための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a signal processing circuit, an angular velocity output voltage, and an offset drift according to another embodiment of the present invention.
【図7】従来の圧電セラミック振動子およびその信号処
理回路のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional piezoelectric ceramic vibrator and a signal processing circuit thereof.
1 圧電セラミック振動子 2 差動増幅器 5 増幅器 11 アース電極 12 駆動電極 13,14 検出電極 20,21 開閉器 1 Piezoelectric ceramic vibrator 2 differential amplifier 5 amplifier 11 Earth electrode 12 Drive electrode 13,14 Detection electrode 20,21 switch
Claims (2)
利用した圧電振動体と、該圧電振動体を駆動するための
発振器と、前記複数の検出出力部からの出力を差動増幅
する増幅器と、増幅された信号をA/D変換するA/D
変換器と、該A/D変換器の出力を処理して角速度を算
出する制御部と、該制御部の出力信号により前記発振器
の発振周波数を調整する調整器とを備え、 前 記制御部は、前記調整器に対してあらかじめ定められ
たタイミングであらかじめ定められた時間だけ前記圧電
振動体が屈曲振動しない周波数帯域の信号を出力せし
め、その時に得られる前記A/D変換器の出力からオフ
セットドリフト量を算出し、該オフセットドリフト量を
基に真の角速度を算出することを特徴とするジャイロス
コープ。1. A piezoelectric vibrating body having a plurality of detection output sections and utilizing Coriolis force, an oscillator for driving the piezoelectric vibrating body, and differentially amplifying outputs from the plurality of detection output sections. Amplifier and A / D that A / D converts the amplified signal
A converter, and a control unit that calculates an angular velocity by processing the output of the A / D converter, and a regulator for regulating the oscillation frequency of the oscillator by the output signal of the control unit, before Symbol controller , predetermined with respect to said regulator
At a certain timing , a signal in a frequency band in which the piezoelectric vibrating body does not flexurally vibrate is output for a predetermined time, an offset drift amount is calculated from the output of the A / D converter obtained at that time, and the offset drift amount is calculated. A gyroscope characterized by calculating the true angular velocity based on it.
利用した圧電振動体と、該圧電振動体を駆動するための
発振器と、前記複数の検出出力部からの出力を差動増幅
する増幅器と、増幅された信号をA/D変換するA/D
変換器と、該A/D変換器の出力を処理して角速度を算
出する制御部とを備え、 前 記複数の検出出力部と前記差動増幅器の入力との間に
第1の開閉器を設け、前記差動増幅器の入力とアース間
には第2の開閉器を設け、 前 記制御部は、一定周期であらかじめ定められた時間だ
け前記第1の開閉器を開にすると共に、前記第2の開閉
器を閉とし、その時に得られる前記A/D変換器の出力
からオフセットドリフト量を算出し、該オフセットドリ
フト量を基に真の角速度を算出することを特徴とするジ
ャイロスコープ。2. A piezoelectric vibrating body having a plurality of detection output sections and utilizing a Coriolis force, an oscillator for driving the piezoelectric vibrating body, and differentially amplifying outputs from the plurality of detection output sections. Amplifier and A / D that A / D converts the amplified signal
A converter, and a control unit which processes the output of the A / D converter for calculating an angular velocity, a first switch between the front Symbol plurality of detection output unit and an input of the differential amplifier together provided, between the input and ground of the differential amplifier providing the second switch, the front Symbol controller and one periodic by only a predetermined time the first switch is opened, the A gyroscope characterized in that a second switch is closed, an offset drift amount is calculated from an output of the A / D converter obtained at that time, and a true angular velocity is calculated based on the offset drift amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27939593A JP3421813B2 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27939593A JP3421813B2 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Gyroscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07128067A JPH07128067A (en) | 1995-05-19 |
JP3421813B2 true JP3421813B2 (en) | 2003-06-30 |
Family
ID=17610532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27939593A Expired - Fee Related JP3421813B2 (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Gyroscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3421813B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3739492B2 (en) | 1996-02-21 | 2006-01-25 | 富士通株式会社 | Tuning fork type piezoelectric vibration gyro |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP27939593A patent/JP3421813B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07128067A (en) | 1995-05-19 |
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