JP5161441B2 - 振動ジャイロスコープ - Google Patents
振動ジャイロスコープ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5161441B2 JP5161441B2 JP2006216242A JP2006216242A JP5161441B2 JP 5161441 B2 JP5161441 B2 JP 5161441B2 JP 2006216242 A JP2006216242 A JP 2006216242A JP 2006216242 A JP2006216242 A JP 2006216242A JP 5161441 B2 JP5161441 B2 JP 5161441B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating
- drive
- vibrating beam
- vibration
- component
- 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.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 52
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
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
- G01C19/5642—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
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
第2の駆動部品は第2の駆動/検出部品を備え、前記第1の期間中、前記第1の駆動/検出部品は、前記第1の方向における前記振動梁の振動を駆動し、前記第2の期間中、前記第1の駆動/検出部品は、前記第1の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、前記第1の期間中、前記第2の駆動/検出部品は、前記第2の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、前記第2の期間中、前記第2の駆動/検出部品は、前記第1の方向における前記振動梁の振動を駆動することが好ましい。
するように梁を駆動している。
速度測定におけるバイアスがキャンセルされる。
Claims (20)
- 2つの主弾性軸と2つの主減衰軸を含む振動梁を有する2次元軸対称発振器と、
動作可能に前記振動梁に結合され、前記振動梁の側面に対して約45度に前記振動梁の角を交差して振動するように前記振動梁を駆動する駆動部品と、
前記振動梁を平面で支持するフレームと、
前記フレームに結合され、前記振動梁の長手方向軸の中心線に沿って位置する撓み部品を備え、
前記撓み部品は、前記振動梁の垂直振動のための節軸と水平振動のための節軸とが交差する節点に対する前記振動梁の動きを許容することを特徴とする振動ジャイロスコープ。 - 前記主減衰軸及び前記主弾性軸方向の周波数の不調和に起因して生じる時定数の差及び周波数の不調和に起因して生じる前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードが反転されたときにキャンセルされることを特徴とする請求項1に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記振動梁の断面が非対称であったとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが最小化されることを特徴とする請求項1に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記主弾性軸と前記主減衰軸の間の隙間及びゲインが異なっていたとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードの反転によりキャンセルされることを特徴とする請求項1に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記振動梁は、該振動梁の駆動振動が沿う第1及び第2の方向のいずれにおいても、振動に対してほぼ対称な長方形、三角形、六角形又は円形のプリズム(柱)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記第1の方向は前記第2の方向にほぼ直交することを特徴とする請求項5に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記第1の方向は面内方向であり、前記第2の方向は面外方向であることを特徴とする請求項6に記載の振動ジャイロスコープ。
- 第1の駆動/検出部品及び第2の駆動/検出部品をさらに備え、
第1の期間中、前記第1の駆動/検出部品は、第1の方向における前記振動梁の振動を駆動し、前記第2の駆動/検出部品は、前記第1の方向に対して垂直な第2の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、
第2の期間中、前記第1の駆動/検出部品は、前記第1の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、前記第2の駆動/検出部品は、前記第2の方向における前記振動梁の振動を駆動することを特徴とする請求項1に記載の振動ジャイロスコープ。 - 前記第1及び第2の駆動/検出部品は、静電気、磁気、圧電抵抗ピックオフ又は圧電駆動/検出部品を備えることを特徴とする請求項8に記載の振動ジャイロスコープ。
- 2つの主弾性軸と2つの主減衰軸を含む振動梁を有する2次元軸対称発振器と、
動作可能に前記振動梁に結合され、前記振動梁の側面に対して約45度に前記振動梁の角を交差して振動するように前記振動梁を駆動する駆動部品と、
前記振動梁を平面で支持するフレームと、
前記フレームに結合され、前記振動梁の長手方向軸の中心線に沿って位置する撓み部品を備え、
前記駆動部品は、フィードバックを行うための駆動部品及びピックオフ部品として機能し、
前記振動梁は通常モードと反転モードにおいて振動され、
前記撓み部品は、前記振動梁の垂直振動のための節軸と水平振動のための節軸とが交差する節点に対する前記振動梁の動きを許容することを特徴とする振動ジャイロスコープ。 - 前記駆動部品に動作可能に結合された捕獲サーボをさらに備え、
通常モードにおいて、前記ピックオフ部品の出力の和が前記振動梁の駆動に用いられ、前記捕獲サーボにより前記ピックオフ部品の出力の差が零にされることを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。 - 前記駆動部品に動作可能に結合された捕獲サーボをさらに備え、
反転モードにおいて、前記ピックオフ部品の出力の差が前記振動梁の駆動に用いられ、前記捕獲サーボにより前記ピックオフ部品の出力の和が零にされることを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。 - 前記主減衰軸及び前記主弾性軸方向の時定数の差及び周波数の不調和に起因して生じる前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードが反転されたときにキャンセルされることを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記振動梁の断面が非対称であったとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが最小化されることを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記主弾性軸と前記主減衰軸の間の隙間及びゲインが異なっていたとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードの反転によりキャンセルされることを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記振動梁は、該振動梁の駆動振動が沿う第1及び第2の方向のいずれにおいても、振動に対してほぼ対称な長方形、三角形、六角形又は円形のプリズム(柱)を備えていることを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記第1の方向は前記第2の方向にほぼ直交することを特徴とする請求項16に記載の振動ジャイロスコープ。
- 前記第1の方向は面内方向であり、前記第2の方向は面外方向であることを特徴とする請求項17に記載の振動ジャイロスコープ。
- 第1の駆動/検出部品及び第2の駆動/検出部品をさらに備え、
第1の期間中、前記第1の駆動/検出部品は、第1の方向における前記振動梁の振動を駆動し、前記第2の駆動/検出部品は、前記第1の方向に対して垂直な第2の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、
第2の期間中、前記第1の駆動/検出部品は、前記第1の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、前記第2の駆動/検出部品は、前記第2の方向における前記振動梁の振動を駆動することを特徴とする請求項10に記載の振動ジャイロスコープ。 - 前記第1及び第2の駆動/検出部品は、静電気、磁気、圧電抵抗ピックオフ又は圧電駆動/検出部品を備えることを特徴とする請求項19に記載の振動ジャイロスコープ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US70660705P | 2005-08-08 | 2005-08-08 | |
US60/706,607 | 2005-08-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007052012A JP2007052012A (ja) | 2007-03-01 |
JP2007052012A5 JP2007052012A5 (ja) | 2009-07-16 |
JP5161441B2 true JP5161441B2 (ja) | 2013-03-13 |
Family
ID=37339226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006216242A Active JP5161441B2 (ja) | 2005-08-08 | 2006-08-08 | 振動ジャイロスコープ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7886598B2 (ja) |
EP (2) | EP2270428A3 (ja) |
JP (1) | JP5161441B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10488201B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vibration device |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7565839B2 (en) * | 2005-08-08 | 2009-07-28 | Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. | Bias and quadrature reduction in class II coriolis vibratory gyros |
EP2063224A4 (en) * | 2006-08-21 | 2012-05-09 | Panasonic Corp | ANGLE SPEED SENSOR |
US7874209B2 (en) * | 2008-01-08 | 2011-01-25 | Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. | Capacitive bulk acoustic wave disk gyroscopes with self-calibration |
US7912664B2 (en) † | 2008-09-11 | 2011-03-22 | Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. | Self calibrating gyroscope system |
US8011246B2 (en) * | 2008-09-22 | 2011-09-06 | Northrop Grumman Guidance And Electronics Company, Inc. | Apparatus and method for self-calibration of coriolis vibratory gyroscope |
EP2177875A3 (en) | 2008-10-14 | 2013-04-24 | Watson Industries, Inc. | A Vibrating Structural Gyroscope with Quadrature Control |
US9212908B2 (en) | 2012-04-26 | 2015-12-15 | Analog Devices, Inc. | MEMS gyroscopes with reduced errors |
WO2014172487A1 (en) | 2013-04-16 | 2014-10-23 | The Regents Of The University Of California | Continuous mode reversal for rejecting drift in gyroscopes |
US9869552B2 (en) * | 2015-03-20 | 2018-01-16 | Analog Devices, Inc. | Gyroscope that compensates for fluctuations in sensitivity |
US20160349053A1 (en) | 2015-06-01 | 2016-12-01 | Analog Devices, Inc. | Micromachined Resonating Beam Gyroscopes |
US11333499B2 (en) | 2018-09-14 | 2022-05-17 | Honeywell International Inc. | Vibratory error compensation in a tuning fork gyroscope such as a Coriolis Vibratory Gyroscope (CVG) |
CN109269490A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-25 | 杨荣彬 | 一种多单元耦合的酒杯模态陀螺仪及其操作方法 |
US11788840B2 (en) * | 2021-11-08 | 2023-10-17 | Northrop Grumman Systems Corporation | Vibrating-mass sensor system |
US11841243B1 (en) | 2022-02-09 | 2023-12-12 | Hrl Laboratories, Llc | Frequency multiplexed operation of vibratory gyroscopes for continuous self-calibration |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH063455B2 (ja) * | 1989-04-06 | 1994-01-12 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ |
US5349857A (en) * | 1988-08-12 | 1994-09-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibratory gyroscope |
JP2540256B2 (ja) * | 1991-08-27 | 1996-10-02 | 赤井電機株式会社 | 振動ジャイロの使用方法 |
JP2532779B2 (ja) * | 1991-10-08 | 1996-09-11 | 赤井電機株式会社 | 振動子の支持構造 |
DE69308659T2 (de) * | 1992-06-11 | 1997-10-02 | Sagem | Schwingstabgyroskop-Messvorrichtung mit Resonator |
FR2705147B1 (fr) | 1993-05-10 | 1995-08-11 | Sagem | Dispositif gyrometrique a poutres vibrantes. |
JP3312260B2 (ja) * | 1993-03-12 | 2002-08-05 | エヌイーシートーキン株式会社 | 圧電振動ジャイロ |
JPH07208998A (ja) * | 1994-01-21 | 1995-08-11 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
JP3656544B2 (ja) | 2000-11-10 | 2005-06-08 | 株式会社村田製作所 | 複合振動子及びそれを用いた振動ジャイロ、及び複合振動子の製造方法 |
GB0227084D0 (en) * | 2002-11-20 | 2002-12-24 | Bae Systems Plc | Method and apparatus for measuring scalefactor variation in a vibrating structure gyroscope |
US7091451B2 (en) * | 2003-06-20 | 2006-08-15 | Northrop Grumman Corporation | Heating element induction of time-varying thermal gradient in elongated beam to cause one or more elongated beam oscillations |
FR2856789B1 (fr) | 2003-06-27 | 2005-08-26 | Thales Sa | Gyrometre a masse vibrante |
CA2498115A1 (en) | 2004-03-03 | 2005-09-03 | Northrop Grumman Corporation | Oscillation of vibrating beam in a first direction for a first time period and a second direction for a second time period to sense angular rate of the vibrating beam |
US7174785B2 (en) * | 2004-03-03 | 2007-02-13 | Northrop Grumman Corporation | Oscillation of vibrating beam in a first direction for a first time period and a second direction for a second time period to sense angular rate of the vibrating beam |
-
2006
- 2006-08-07 US US11/499,958 patent/US7886598B2/en active Active
- 2006-08-08 EP EP10186447.8A patent/EP2270428A3/en not_active Withdrawn
- 2006-08-08 JP JP2006216242A patent/JP5161441B2/ja active Active
- 2006-08-08 EP EP06254170.1A patent/EP1752735B1/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10488201B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vibration device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1752735B1 (en) | 2014-03-05 |
US7886598B2 (en) | 2011-02-15 |
EP1752735A3 (en) | 2008-06-25 |
EP1752735A2 (en) | 2007-02-14 |
US20070089510A1 (en) | 2007-04-26 |
JP2007052012A (ja) | 2007-03-01 |
EP2270428A3 (en) | 2014-03-12 |
EP2270428A2 (en) | 2011-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5161441B2 (ja) | 振動ジャイロスコープ | |
JP5161440B2 (ja) | 振動梁ジャイロスコープ、振動梁ジャイロスコープの駆動方法 | |
JP5554930B2 (ja) | 自己較正を備えた容量性バルク弾性波ディスク・ジャイロスコープ | |
US11390517B2 (en) | Systems and methods for bias suppression in a non-degenerate MEMS sensor | |
US9315376B2 (en) | Planar structure for a triaxial gyrometer | |
WO2007086849A1 (en) | Robust six degree-of-freedom micromachined gyroscope with anti-phase drive scheme and method of operation of the same | |
JP2007052012A5 (ja) | ||
EP1571417B1 (en) | Apparatus comprising a vibrating beam oscillating in a first direction for a first time period and in a second direction for a second time period to sense angular rate of the vibrating beam | |
JP2006525514A (ja) | 1軸の加速度検知及び2軸の角速度検知を与える微細加工マルチセンサ | |
US20230266125A1 (en) | Mems gyroscope for three-axis detection | |
US8561466B2 (en) | Vibratory gyro bias error cancellation using mode reversal | |
CN113959423A (zh) | 一种mems陀螺仪及电子设备 | |
EP3751232A1 (en) | In-plane non-degenerate coriolis vibratory gyroscope | |
US7174785B2 (en) | Oscillation of vibrating beam in a first direction for a first time period and a second direction for a second time period to sense angular rate of the vibrating beam | |
JP2001133268A (ja) | 角速度センサ | |
US7392702B2 (en) | Method for modifying the location of nodal points of a vibrating beam | |
JP4995426B2 (ja) | 振動梁を含む電気機械システム | |
KR100319920B1 (ko) | 비대칭 내부 비틀림 짐벌을 가진 측면 구동 방식의 짐벌형 자이로스코프 | |
US7322238B2 (en) | Support of vibrating beam near nodal point | |
JPH04324311A (ja) | 振動式ジャイロ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090602 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090602 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110927 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120619 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120919 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5161441 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221 Year of fee payment: 3 |
|
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 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |