JP4751085B2 - Sensor assembly method - Google Patents
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Description
本発明は、異なる入力軸まわりの角速度をそれぞれ検出する複数のジャイロまたは異なる軸方向の加速度をそれぞれ検出する複数の加速度計を備えたセンサの組立方法に関する。 The present invention relates to a method for assembling a sensor including a plurality of gyros for detecting angular velocities around different input axes or a plurality of accelerometers for detecting accelerations in different axial directions.
従来、この種のセンサの組立方法としては、特許文献1に記載されたものが知られている。 Conventionally, as an assembling method of this type of sensor, the one described in Patent Document 1 is known.
この公報に記載された多軸検出型振動ジャイロは、各支持基板に振動体を取り付け、支持基板を略L字状になるように配置して、それぞれの支持基板を、電気線路を内蔵した折曲可能なフレキシブル基板を介して連結し、フレキシブル基板を折曲することにより1つの支持基板に対して他の支持基板を垂直に起立させて、ケースに収納するようになっている。 In the multi-axis detection type vibration gyro described in this publication, a vibrating body is attached to each support substrate, the support substrate is arranged so as to be substantially L-shaped, and each support substrate is folded with a built-in electric line. By connecting via a bendable flexible substrate and bending the flexible substrate, the other support substrate is erected vertically with respect to one support substrate and stored in the case.
しかしながら、上記公報に記載されたジャイロでは、校正のための各振動ジャイロの補正情報の取得については、支持基板に取り付ける前にそれぞれ個別に行っているか、または、組立後に行っていると考えられる。 However, in the gyro described in the above publication, it is considered that acquisition of correction information of each vibration gyro for calibration is performed individually before being attached to the support substrate or after assembly.
取り付ける前に補正情報の取得を行う場合には、各ジャイロにシリアル番号を付与し、それぞれにデータ処理用CPU及びメモリを用意しなければならず、その後についてもシリアル番号管理をしなければならず、手間がかかり、作業効率が悪いという問題がある。また、一度に大量に処理することも困難である。 When acquiring correction information before installation, serial numbers must be assigned to each gyro, and a data processing CPU and memory must be prepared for each gyro, and serial number management must be performed thereafter. There is a problem that it takes time and work efficiency is poor. It is also difficult to process a large amount at a time.
組立後に補正情報の取得を行う場合には、異なる入力軸となったジャイロに同じ角速度が印加されるようにレートテーブルに取り付ける必要があり、そのためには正確に角度付けを行う治具が必要となり、治具の製作に手間がかかり、作業効率が悪いという問題がある。治具を使わない場合には、組み立てられたジャイロ毎に複数回の試験を行うことも考えられるが、試験機は高価な設備で、使用回数に応じたメンテナンスが必要となり、温度感度についての補正情報の取得のためには温度制御可能なレートテーブルを使用する必要があり、低温にするために高価な液体窒素を要するために、試験回数が多くなるとそれだけ多大なコストがかかるという問題がある。複数の加速度計を備えるセンサにおいても、同様の問題がある。 When acquiring correction information after assembly, it is necessary to attach it to the rate table so that the same angular velocity is applied to gyros with different input shafts. There is a problem that it takes time to manufacture the jig and the work efficiency is poor. If a jig is not used, it may be possible to perform multiple tests for each assembled gyro, but the tester is an expensive facility and requires maintenance according to the number of uses, and correction for temperature sensitivity. In order to acquire information, it is necessary to use a temperature-controllable rate table, and since expensive liquid nitrogen is required to lower the temperature, there is a problem that the cost increases as the number of tests increases. A sensor having a plurality of accelerometers has the same problem.
本発明は、かかる課題に鑑みなされたもので、作業効率を向上させることができ、校正のためのジャイロまたは加速度計の補正情報の取得作業を低コストで簡単に行うことができる、センサの組立方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and can improve the working efficiency, and can assemble a gyroscope or accelerometer correction information for calibration, which can be easily performed at low cost. Its purpose is to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、異なる入力軸まわりの角速度をそれぞれ検出する複数のジャイロを備えたセンサの組立方法において、
1つの平面上に配置され、折り曲げ可能な折曲部を介して互いに接続される複数の基板要素にそれぞれ対応するジャイロをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記入力軸の方向が揃ったジャイロに対して、試験機により該入力軸回りの角速度を与えて試験を行い、各ジャイロの校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれのジャイロの入力軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を前記折曲部を折り曲げて立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention is a method of assembling a sensor having a plurality of gyros for detecting angular velocities around different input shafts.
Mounting gyroscopes arranged on a single plane and corresponding to a plurality of substrate elements connected to each other via a foldable bending portion with all input shafts aligned in the same direction;
The board element is attached to a test machine, and a test is performed by giving an angular velocity around the input axis by the test machine to obtain a correction information for calibration of each gyro. Process,
After the correction information is acquired, the step of three-dimensionally arranging the substrate element by bending the bent portion so that the input axis of each gyro is directed in a different desired direction;
It is characterized by providing.
請求項2記載の発明は、異なる軸方向の加速度をそれぞれ検出する複数の加速度計を備えたセンサの組立方法において、
1つの平面上に配置され、折り曲げ可能な折曲部を介して互いに接続される複数の基板要素にそれぞれ対応する加速度計をその検出軸方向が前記平面に平行に向くように装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記検出軸が前記平面に平行に向いた加速度計に対して、各加速度計の校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれの加速度計の検出軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を前記折曲部を折り曲げて立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a method of assembling a sensor comprising a plurality of accelerometers that respectively detect accelerations in different axial directions.
Disposed on one plane, the steps of the accelerometer corresponding to the plurality of substrate elements the detection axis direction is mounted to face parallel to the plane bent portion via a are connected to each other foldable,
Attaching the substrate element to a testing machine, obtaining correction information for calibration of each accelerometer with respect to an accelerometer whose detection axis is parallel to the plane;
After the correction information is acquired, the step of three-dimensionally arranging the substrate element by bending the bent portion so that the detection axes of the respective accelerometers are directed in different desired directions;
It is characterized by providing.
1つの平面上に複数の基板要素が配置された状態において、各基板要素はジャイロの入力軸または加速度計の検出軸の方向を維持できる程度に互いに拘束されることが好ましい。拘束は、例えば、基板要素同士が直接一体的に連結することによっても、または、基板要素同士を電気的に接続する結線手段によって間接的に連結することによっても、行なうことができる。 In a state where a plurality of substrate elements are arranged on one plane, it is preferable that the substrate elements are constrained to each other to such an extent that the direction of the input axis of the gyro or the detection axis of the accelerometer can be maintained. The restraint can be performed by, for example, directly connecting the substrate elements integrally or by indirectly connecting the substrate elements by a connecting means for electrically connecting the substrate elements.
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の前記補正情報が、温度感度についての補正情報であることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that the correction information described in claim 1 or 2 is correction information about temperature sensitivity.
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のものにおいて、前記基板要素を立体的に配置する工程は、折曲部を折り曲げて箱体に収納することを含むことを特徴とする。
Invention of
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の前記装着する工程において、前記複数の基板要素のいずれか1つに前記補正情報を記録する記憶素子及びCPUを装着し、該記憶素子及びCPUが装着された基板要素と他の基板要素との間を可撓性結線手段によって結線することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the mounting step according to any one of the first to fourth aspects, a storage element and a CPU for recording the correction information are mounted on any one of the plurality of substrate elements. The board element on which the memory element and the CPU are mounted and another board element are connected by flexible connection means.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の前記補正情報を取得する工程において、試験機には、同時に複数のセンサの基板要素を取り付けることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the step of acquiring the correction information according to any one of the first to fifth aspects, a substrate element of a plurality of sensors is simultaneously attached to the testing machine.
請求項7記載の発明は、請求項6記載の前記複数の基板に、それぞれ異なる電圧を供給し、該異なる電圧のディジタル値をID情報として用いることを特徴とする。 A seventh aspect of the invention is characterized in that different voltages are supplied to the plurality of substrates according to the sixth aspect, and digital values of the different voltages are used as ID information.
本発明によれば、1つの平面上に配置された複数の基板要素にそれぞれ対応するジャイロをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着することにより、この状態ですべてのジャイロに等しい角速度を印加することができる。このため、特別な治具を使用することなく試験機に取り付けて、ジャイロの校正のための補正情報を取得することができるようになる。このため、試験の回数を減らすことができて、作業効率を向上させることができ、低コストで補正情報を取得することができるようになる。
補正情報取得後に、基板要素を立体的に配置することで、ジャイロの入力軸が互いに異なる所望の方向に向くようにすることができ、製品として完成させることができる。
組立途中で補正情報の取得を行うので、各ジャイロのシリアル番号管理といったものを不要にすることができる。
According to the present invention, gyroscopes corresponding to a plurality of substrate elements arranged on one plane are mounted with all input shafts aligned in the same direction, so that an equal angular velocity is applied to all gyros in this state. can do. For this reason, it becomes possible to obtain correction information for gyro calibration by attaching it to a testing machine without using a special jig. For this reason, the number of tests can be reduced, work efficiency can be improved, and correction information can be acquired at low cost.
After obtaining the correction information, the substrate elements are arranged three-dimensionally so that the input axes of the gyroscopes can be directed in different desired directions, and the product can be completed.
Since correction information is acquired during assembly, it is possible to eliminate the need for serial number management of each gyro.
請求項2記載の発明によれば、すべての加速度計を平面上に配置した状態にして、その検出軸方向が前記平面に平行に向くようにすることができるので、すべての加速度計に対して重力が印加されない状態で補正情報を一度に取得することができるようになる。このため、試験の回数を減らすことができて、作業効率を向上させることができ、低コストで補正情報を取得することができるようになる。
補正情報取得後に、基板要素を立体的に配置することで、加速度計の検出軸が互いに異なる所望の方向に向くようにすることができ、製品として完成させることができる。
組立途中で補正情報の取得を行うので、各加速度計のシリアル番号管理といったものを不要にすることができる。
According to the second aspect of the present invention, all the accelerometers can be arranged on a plane so that the detection axis direction thereof is parallel to the plane. Correction information can be acquired at a time in a state where gravity is not applied. For this reason, the number of tests can be reduced, work efficiency can be improved, and correction information can be acquired at low cost.
After obtaining the correction information, the substrate elements are arranged three-dimensionally so that the detection axes of the accelerometers can be directed to different desired directions, and the product can be completed.
Since correction information is acquired during assembly, it is possible to eliminate the need for serial number management of each accelerometer.
請求項3記載の発明によれば、補正情報が温度感度情報であり、高価な低温試験についても、試験回数を低減させることができるので、低コストで補正情報を取得することができるようになる。 According to the third aspect of the invention, the correction information is temperature sensitivity information, and the number of tests can be reduced even for an expensive low-temperature test, so that the correction information can be acquired at a low cost. .
請求項4記載の発明によれば、補正情報取得中は各ジャイロまたは各加速度計が一体的に連結された状態で行うことができ、補正情報取得後は、基板要素を折曲部で折り曲げ、必要があれば基板要素を分離することで、簡単に基板要素を立体的に配置することができる。
According to the invention of
請求項5記載の発明によれば、取得した補正情報を基板要素のいずれかに装着された記憶素子に記録しておくことで、シリアル管理が不要となり、データ処理の手間を簡素化することができるようになる。可撓性結線手段によって基板要素間を結線するために、基板要素を立体的に配置する前後において結線状態を維持することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the acquired correction information is recorded in the storage element mounted on any of the board elements, so that serial management becomes unnecessary, and the labor of data processing can be simplified. become able to. Since the substrate elements are connected by the flexible connection means, the connection state can be maintained before and after the substrate elements are three-dimensionally arranged.
請求項6記載の発明によれば、一度に複数のセンサを試験機に取り付けて同時に補正情報の取得を行なうことにより、より作業効率を向上させて、低コストで補正情報を取得することができるようになる。 According to the sixth aspect of the present invention, the correction information can be acquired at a low cost by improving the work efficiency by attaching a plurality of sensors to the testing machine at the same time and acquiring the correction information at the same time. It becomes like this.
請求項7記載の発明によれば、一度に複数のセンサの識別を、それぞれのセンサに異なる電圧を供給することで行なうことができ、作業効率を向上させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to identify a plurality of sensors at a time by supplying different voltages to the respective sensors, thereby improving work efficiency.
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態によるセンサ1の組立方法の手順を表すフローチャートである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart showing the procedure of a method for assembling a sensor 1 according to an embodiment of the present invention.
まず、センサ組立の準備工程として、複数の基板要素12A,12B,12Cから構成される基板10が用意される(ステップS0)。複数の基板要素12A,12B,12Cは、L字形状に配置されており、互いの隣接部分は折曲部14,14となって折曲可能となっているが、折曲前は、1つの平面上に配置される。折曲部14は、具体的には、図4に示したようにV字カットラインで構成されることができる。
First, as a sensor assembly preparation step, a
次の装着工程で、各基板要素12上に適宜ジャイロ16または加速度計18が装着される(ステップS1)、具体的には、中央の基板要素12Aに、Z軸まわりの角速度を検出するZジャイロ16Zと、X軸方向の加速度を検出するX加速度計18Xと、Y軸方向の加速度を検出するY加速度計18Yとが、装着・接続される。中央の基板要素12Aの一辺を介して隣接する基板要素12Bには、Y軸まわりの角速度を検出するYジャイロ16Yが装着・接続され、中央の基板要素12Aの別の一辺を介して隣接する基板要素12Cには、X軸まわりの角速度を検出するXジャイロ16Xと、Z軸方向の加速度を検出するZ加速度計18Zとが装着・接続される。
In the next mounting step, the
図2及び図3(a)に示す状態では、各基板要素12はすべて同一平面上に配置されており、この状態においては、すべてのジャイロ、即ち、Xジャイロ16X、Yジャイロ16Y、Zジャイロ16Zの入力軸はすべて同じ方向(紙面に垂直な方向)に揃えて配置されている。また、すべての加速度計、即ち、X加速度計18X、Y加速度計18Y、Z加速度計18Zの検出軸方向はすべて前記平面に平行に配置されている。
In the state shown in FIGS. 2 and 3A, all the substrate elements 12 are arranged on the same plane, and in this state, all gyros, that is, the
また、中央の基板要素12Aには、CPU20と不揮発性記憶素子としてのEEPROM22とが装着される。
The
各基板要素12間は、可撓性結線手段としての電線24、24、・・・によって結線されており、電線24を介して各ジャイロ16及び各加速度計18の出力信号はCPU20に入力されるように接続される。
The substrate elements 12 are connected by
次の試験校正工程(ステップS2)では、図2及び図3(b)に示したように平面の基板10の状態で試験を行い、ジャイロ16及び加速度計18の校正のための補正情報の取得が行われる。具体的には、ジャイロ16に関しては、温度制御可能な試験機である一軸レートテーブル28に取り付けて、温度感度の測定と、+方向と−方向の直線性の測定がなされる。このときに、すべてのジャイロ16の入力軸が揃っているので、この入力軸回りに角速度を印加することで、一度にすべてのジャイロ16に等しく角速度を与えることができる。ジャイロ16からの出力信号と外部から入力される温度情報は、CPU20に入力されて、そこでデータ処理、即ち、温度に依存した補正係数の演算が行なわれて、温度情報と関連付けてEEPROM22に記録される。
In the next test calibration step (step S2), as shown in FIG. 2 and FIG. 3B, a test is performed in the state of the
併せて、加速度計18X、18Y、18Zについての温度感度の測定がなされ、加速度計18からの出力信号と外部から入力される温度情報がCPU20に入力されて、そこで、データ処理、即ち、温度に依存した補正係数の演算が行なわれて、温度情報と関連付けてEEPROM22に記録される。すべての加速度計18の検出軸方向が同一平面内にあるので、これらに対して等しく重力が印加されない状態で、試験を行なうことができる。
In addition, the temperature sensitivity of the
ここで、ジャイロ16及び加速度計18からの出力信号は、CPU20に入力されるだけでなく、外部のコンピュータに出力されるようにしてもよく、外部のコンピュータにて品質管理処理を行なうことができる。即ち、品質が不良とされたものについては排除する製品検査工程を併せて行なうことができる。また、任意には、外部のコンピュータで補正係数の演算といったデータ処理を行なうようにしてもよい。
Here, the output signals from the
そして、次の組立工程(ステップS3)において、前記折曲部14を折り曲げて、基板要素12B及び12Cをそれぞれ基板要素12Aに対して直角になるように起立させて、箱体26内に取り付ける(図3(c))。箱体26は、ほぼ直方体をなすべくその内面形状が3つの直交する内面を有しており、それぞれの基板要素12A、12B、12Cは、箱体26の該当する内面にネジ27によって固定される。これによって、基板要素12A、12B、12Cは、互いに直交状態を維持するべく箱体26に支持される。こうして、各ジャイロ16の入力軸及び各加速度計18の検出軸は所望の方向に指向される。さらに箱体26の開口部分をプレートで覆って、センサ1が完成する(図3(d))。
Then, in the next assembly step (step S3), the
こうして補正情報の取得を行なうための試験の手間を簡略化し、作業効率及びコストを低減することができる。また、在庫の保管に際しては、基板要素12A、12B、12Cを折り曲げる前の平面状の基板10の状態で嵩張ることなく保管しておくことができる。
In this way, the labor of the test for acquiring the correction information can be simplified, and the work efficiency and cost can be reduced. Further, when stock is stored, the
以上の説明は、1つのセンサの組立についてであったが、より効率を図るためには、複数個のセンサに対して試験校正工程、即ち校正のための補正情報の取得を行なう工程を一度に実施することができる。図5は、この工程を行なう場合のブロック図である。 The above explanation is about the assembly of one sensor. However, in order to improve the efficiency, a test calibration process for a plurality of sensors, that is, a process for acquiring correction information for calibration at a time is performed. Can be implemented. FIG. 5 is a block diagram when this step is performed.
予め各基板10には、A/Dコンバータ30と、CAN(Controller Area Network)ユニット32が装着されている(尚、図5では、基板10に装着されたジャイロ及び加速度計は図示省略している)。一度にレートテーブルに複数の基板10が取り付けられ、各基板10は、外部の電圧生成回路40と収録用コンピュータ42にそれぞれ接続される。電圧生成回路40からは、各基板10に共通の電源電圧が供給されると共に、各基板10のA/Dコンバータ30には、電圧生成回路40からそれぞれ異なる電圧が入力される。そして、CANユニット32は、CANバス34を介して収録用コンピュータ42に接続される。
Each
各基板10のA/Dコンバータ30は、入力されたアナログ電圧をディジタル変換する。変換されたディジタル値は、CPU20を介してEEPROM22に、CANのIDデータとして格納される。こうして、各基板10のIDデータの付与を、電圧生成回路40からの個別の電圧供給で行なうことにより、各基板10のIDデータの付与の入力の手間を省くことができる。
The A /
収録用コンピュータ42では、各基板10からのジャイロ16及び加速度計18の出力信号をIDデータと共にCANバス34を介して取り込みこれらをIDデータと関連付けて内蔵、外付けまたは着脱可能なメモリに記録すると共に、それぞれの温度に対応する補正係数の演算を行なって、各基板10に送信する。各基板10のCPU20は、補正係数を温度情報と関連付けてEEPROM22に格納する。
The
また、収録用コンピュータ42では、取り込んだ各基板10からのジャイロ16及び加速度計18の出力信号から、品質判定を行う。例えば、求めた補正係数が所定範囲を外れる場合には、不良と判定し、そのIDデータを出力する。
Further, the
こうして、一度に多数の基板10についての補正情報の取得を行なうことにより、作業効率及びコストを一層低減することができる。
Thus, by obtaining correction information for a large number of
1 センサ
10 基板
12(12A、12B、12C) 基板要素
14 折曲部
16(16X、16Y、16Z) ジャイロ
18(18X、18Y、18Z) 加速度計
20 CPU
22 EEPROM(記憶素子)
24 電線(可撓性結線手段)
28 一軸レートテーブル(試験機)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
22 EEPROM (memory element)
24 Electric wire (flexible connection means)
28 Single axis rate table (tester)
Claims (7)
1つの平面上に配置され、折り曲げ可能な折曲部を介して互いに接続される複数の基板要素にそれぞれ対応するジャイロをすべての入力軸を同じ方向に揃えて装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記入力軸の方向が揃ったジャイロに対して、試験機により該入力軸回りの角速度を与えて試験を行い、各ジャイロの校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれのジャイロの入力軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を前記折曲部を折り曲げて立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とするセンサの組立方法。 In a method of assembling a sensor having a plurality of gyros that respectively detect angular velocities around different input shafts,
Mounting gyroscopes arranged on a single plane and corresponding to a plurality of substrate elements connected to each other via a foldable bending portion with all input shafts aligned in the same direction;
The board element is attached to a test machine, and a test is performed by giving an angular velocity around the input axis by the test machine to obtain a correction information for calibration of each gyro. Process,
After the correction information is acquired, the step of three-dimensionally arranging the substrate element by bending the bent portion so that the input axis of each gyro is directed in a different desired direction;
A method for assembling a sensor, comprising:
1つの平面上に配置され、折り曲げ可能な折曲部を介して互いに接続される複数の基板要素にそれぞれ対応する加速度計をその検出軸方向が前記平面に平行に向くように装着する工程と、
試験機に前記基板要素を取り付け、前記検出軸が前記平面に平行に向いた加速度計に対して、各加速度計の校正のための補正情報を取得する工程と、
補正情報取得後に、それぞれの加速度計の検出軸が異なる所望の方向に向くように前記基板要素を前記折曲部を折り曲げて立体的に配置する工程と、
を備えることを特徴とするセンサの組立方法。 In a method for assembling a sensor having a plurality of accelerometers for detecting accelerations in different axial directions,
Disposed on one plane, the steps of the accelerometer corresponding to the plurality of substrate elements the detection axis direction is mounted to face parallel to the plane bent portion via a are connected to each other foldable,
Attaching the substrate element to a testing machine, obtaining correction information for calibration of each accelerometer with respect to an accelerometer whose detection axis is parallel to the plane;
After the correction information is acquired, the step of three-dimensionally arranging the substrate element by bending the bent portion so that the detection axes of the respective accelerometers are directed in different desired directions;
A method for assembling a sensor, comprising:
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