JPH0155420B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0155420B2 JPH0155420B2 JP56098620A JP9862081A JPH0155420B2 JP H0155420 B2 JPH0155420 B2 JP H0155420B2 JP 56098620 A JP56098620 A JP 56098620A JP 9862081 A JP9862081 A JP 9862081A JP H0155420 B2 JPH0155420 B2 JP H0155420B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- gas flow
- piezo
- current
- difference
- 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.)
- Expired
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 33
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
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
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス流の変位を検出することにより角
速度（レート）を検出するガスレートセンサに関
する。
速度（レート）を検出するガスレートセンサに関
する。
ガスレートセンサは密閉したケーシング内でノ
ズルからフローセンサの感温素子に向けてガス流
を噴出させておき、ガスレートセンサに外部から
加わる角速度運動の影響によつてガス流が偏向し
たときに生ずるフローセンサの出力値の変化から
角速度（レート）の大きさを検出するようにした
ものである。
ズルからフローセンサの感温素子に向けてガス流
を噴出させておき、ガスレートセンサに外部から
加わる角速度運動の影響によつてガス流が偏向し
たときに生ずるフローセンサの出力値の変化から
角速度（レート）の大きさを検出するようにした
ものである。
このガスレートセンサは第１図に示すように、
ケーシング１内にセンサ本体２が一体に形成され
ており、このセンサ本体２の前後端部は端板３及
び４により密閉されている。センサ本体２はケー
シング１の一部を加工した中空円筒状のスリーブ
５を有しており、このスリーブ５の一端にはノズ
ルピース６が嵌装固定されている。そして、この
ノズルピース６にはノズル孔６ａ及び整流孔６ｂ
が穿設されている。また、スリーブ５の他端には
ホルダ７の一端部が嵌装固定されており、このホ
ルダ７の他端部はプレート８を介してケーシング
１に固設されている。そして、このホルダ７には
ノズルピース６のノズル孔６ａと対向する位置に
フローセンサ９が配設されている。このフローセ
ンサ９はガス流速差を検出するためのもので、所
定の間隔で配列された一対の感温素子９ａ，９ｂ
により達成されている。
ケーシング１内にセンサ本体２が一体に形成され
ており、このセンサ本体２の前後端部は端板３及
び４により密閉されている。センサ本体２はケー
シング１の一部を加工した中空円筒状のスリーブ
５を有しており、このスリーブ５の一端にはノズ
ルピース６が嵌装固定されている。そして、この
ノズルピース６にはノズル孔６ａ及び整流孔６ｂ
が穿設されている。また、スリーブ５の他端には
ホルダ７の一端部が嵌装固定されており、このホ
ルダ７の他端部はプレート８を介してケーシング
１に固設されている。そして、このホルダ７には
ノズルピース６のノズル孔６ａと対向する位置に
フローセンサ９が配設されている。このフローセ
ンサ９はガス流速差を検出するためのもので、所
定の間隔で配列された一対の感温素子９ａ，９ｂ
により達成されている。
ホルダ７と端板３との間にはピエゾポンプ室１
０が形成されており、このポンプ室１０内にはオ
リフイス孔１１ａが穿設されたピエゾポンプ１１
が収納されている。このピエゾポンプ１１はピエ
ゾ振動子１２（第２図）を備えており、接続端子
１３を介して印加される交流電圧又は電流の周波
数に応じて振動し、その振動によるポンプ作用に
よりポンプ室１０内のガスを圧縮する。圧縮され
たガスはプレート８に穿設された孔８ａを通して
流路１ａ内に吐出され端板４に向つて流れる。そ
して、端板４に衝突して反射された後ノズル孔６
ａを通してスリーブ５内に流入し、フローセンサ
９の感温素子９ａ，９ｂに向つて流れるようにな
つている。感温素子９ａ，９ｂはスリーブ５内に
流入せるガス流速差を検出するもので感知せるガ
ス流の温度に応じて電気抵抗が変化するようにな
つている。これらの感温素子９ａ，９ｂは例えば
ヒートワイヤで構成されており、接続端子１４，
１５を介してブリツジ回路等の検出回路に接続さ
れるようになつている。
０が形成されており、このポンプ室１０内にはオ
リフイス孔１１ａが穿設されたピエゾポンプ１１
が収納されている。このピエゾポンプ１１はピエ
ゾ振動子１２（第２図）を備えており、接続端子
１３を介して印加される交流電圧又は電流の周波
数に応じて振動し、その振動によるポンプ作用に
よりポンプ室１０内のガスを圧縮する。圧縮され
たガスはプレート８に穿設された孔８ａを通して
流路１ａ内に吐出され端板４に向つて流れる。そ
して、端板４に衝突して反射された後ノズル孔６
ａを通してスリーブ５内に流入し、フローセンサ
９の感温素子９ａ，９ｂに向つて流れるようにな
つている。感温素子９ａ，９ｂはスリーブ５内に
流入せるガス流速差を検出するもので感知せるガ
ス流の温度に応じて電気抵抗が変化するようにな
つている。これらの感温素子９ａ，９ｂは例えば
ヒートワイヤで構成されており、接続端子１４，
１５を介してブリツジ回路等の検出回路に接続さ
れるようになつている。
このように構成されたガスレートセンサ１に対
して外部から角速度運動が作用していない状態に
おいては、ノズル孔６ａからスリーブ５内に流入
せるガス流は２つの感温素子９ａ，９ｂの中間部
に向つて直進する。従つて、これらの感温素子９
ａ，９ｂが感知するガスの温度が等しく、抵抗の
変化が等しくなり、その差は０である。ところ
が、ガスレートセンサ１に対して外部から角速度
運動が加えられると、ノズル孔６ａから感温素子
９ａ，９ｂに向かうガス流が偏向され、感温素子
９ａ，９ｂに作用するガスの流速に差が生じる。
その結果これらの感温素子９ａ，９ｂの抵抗変化
が異なり、両者間に抵抗差が生じる。従つて、こ
の抵抗差によりガスレートセンサ１に作用する角
速度の大きさを検出することができる。
して外部から角速度運動が作用していない状態に
おいては、ノズル孔６ａからスリーブ５内に流入
せるガス流は２つの感温素子９ａ，９ｂの中間部
に向つて直進する。従つて、これらの感温素子９
ａ，９ｂが感知するガスの温度が等しく、抵抗の
変化が等しくなり、その差は０である。ところ
が、ガスレートセンサ１に対して外部から角速度
運動が加えられると、ノズル孔６ａから感温素子
９ａ，９ｂに向かうガス流が偏向され、感温素子
９ａ，９ｂに作用するガスの流速に差が生じる。
その結果これらの感温素子９ａ，９ｂの抵抗変化
が異なり、両者間に抵抗差が生じる。従つて、こ
の抵抗差によりガスレートセンサ１に作用する角
速度の大きさを検出することができる。
この種のガスレートセンサは感温素子対９ａ，
９ｂがガス流によつて受けるガスの放熱分布の微
少な差によつて当該ガスレートセンサに作用する
角速度を検出するものであり、検出精度を高める
ためにはガス流速を極めて安定にする必要があ
る。このためには、ガス流を発生さそるピエゾポ
ンプすなわち、ピエゾ振動子を安定に振動させる
ことが必要である。
９ｂがガス流によつて受けるガスの放熱分布の微
少な差によつて当該ガスレートセンサに作用する
角速度を検出するものであり、検出精度を高める
ためにはガス流速を極めて安定にする必要があ
る。このためには、ガス流を発生さそるピエゾポ
ンプすなわち、ピエゾ振動子を安定に振動させる
ことが必要である。
ところが、ピエゾ振動子は一定の電圧を印加し
て駆動させても、負荷条件が変化して振幅が変化
すると、これに伴ない駆動電流が変化してしま
い、ピエゾ振動子を安定に駆動させることが困難
である。
て駆動させても、負荷条件が変化して振幅が変化
すると、これに伴ない駆動電流が変化してしま
い、ピエゾ振動子を安定に駆動させることが困難
である。
本発明は上述の事実から、一定電圧駆動よりも
一定電流駆動の方がより安定にピエゾポンプを駆
動できることに着目してなされたもので、ピエゾ
振動子を所定の一定周波数で駆動すると共に、定
電流で駆動することにより、当該ピエゾ振動子す
なわち、ピエゾポンプを安定に作動させるように
したガスレートセンサを提供するものである。
一定電流駆動の方がより安定にピエゾポンプを駆
動できることに着目してなされたもので、ピエゾ
振動子を所定の一定周波数で駆動すると共に、定
電流で駆動することにより、当該ピエゾ振動子す
なわち、ピエゾポンプを安定に作動させるように
したガスレートセンサを提供するものである。
以下本発明のガスレートセンサの一実施例を添
附図面に基づいて詳述する。
附図面に基づいて詳述する。
第２図において、発振器１７はピエゾ振動子１
２を振動させるためのもので所定の一定周波数の
信号Voを出力して電流自動利得制御回路２０の
利得可変回路２１に加える。この利得可変回路２
１は例えば電子アツテネータで構成されており制
御信号ｅに応じて減衰比が変化し、入力信号Vo
を減衰制御する。この電子アツテネータ２１の出
力信号Vcは交流増幅器１８で増幅された後電流
検出回路２２を通してピエゾ振動子１２に印加さ
れる。ピエゾ振動子１２はこの信号Vcの周波数
及び大きさに応じた振動数及び振幅で駆動され
る。電流検出回路２２は例えばシヤント抵抗Rs
で構成され、その両端間にピエゾ振動子１２に流
れる駆動電流Ｉに応じた電圧Viを発生する。こ
の信号Viは増幅器２３で増幅された後交流一直
流変換器２４で対応するレベルの直流電圧eiに変
換される。従つて、この直流電圧信号eiはピエゾ
振動子１２の駆動電流Ｉに対応している。この信
号eiは誤差増幅器２５に加えられる。また、この
誤差増幅器２５には基準電圧信号Eiが加えられて
いる。この基準電圧信号Eiはピエゾ振動子１２の
駆動電流の基準値を設定するためのものであり、
所定の値に設定されている。
２を振動させるためのもので所定の一定周波数の
信号Voを出力して電流自動利得制御回路２０の
利得可変回路２１に加える。この利得可変回路２
１は例えば電子アツテネータで構成されており制
御信号ｅに応じて減衰比が変化し、入力信号Vo
を減衰制御する。この電子アツテネータ２１の出
力信号Vcは交流増幅器１８で増幅された後電流
検出回路２２を通してピエゾ振動子１２に印加さ
れる。ピエゾ振動子１２はこの信号Vcの周波数
及び大きさに応じた振動数及び振幅で駆動され
る。電流検出回路２２は例えばシヤント抵抗Rs
で構成され、その両端間にピエゾ振動子１２に流
れる駆動電流Ｉに応じた電圧Viを発生する。こ
の信号Viは増幅器２３で増幅された後交流一直
流変換器２４で対応するレベルの直流電圧eiに変
換される。従つて、この直流電圧信号eiはピエゾ
振動子１２の駆動電流Ｉに対応している。この信
号eiは誤差増幅器２５に加えられる。また、この
誤差増幅器２５には基準電圧信号Eiが加えられて
いる。この基準電圧信号Eiはピエゾ振動子１２の
駆動電流の基準値を設定するためのものであり、
所定の値に設定されている。
誤差増幅器２５は基準信号Eiと入力信号eiとの
偏差に応じた電圧の制御信号ｅを出力して電子ア
ツテネータ２１に加える。電子アツテネータ２１
はこの制御信号ｅの電圧に応じてその電圧に比例
した減衰比で入力信号Voを減衰し、斯く減衰さ
れた電圧の出力信号Vcを出力し、結果的に駆動
電流Ｉが一定に制御される。従つて、何らかの原
因によりピエゾ駆動電流が変化しても制御回路２
０の働きにより一定に保たれる。従つて、ピエゾ
振動子１２は常に一定の振幅で振動し、従つて、
このピエゾ振動子１２によつて駆動されるピエゾ
ポンプ１１（第１図）の振幅が一定となる。また
ピエゾポンプ１１を駆動する交流信号Vcは一定
周波数なので、このピエゾポンプ１１により発生
されるガス流速も一定となる。
偏差に応じた電圧の制御信号ｅを出力して電子ア
ツテネータ２１に加える。電子アツテネータ２１
はこの制御信号ｅの電圧に応じてその電圧に比例
した減衰比で入力信号Voを減衰し、斯く減衰さ
れた電圧の出力信号Vcを出力し、結果的に駆動
電流Ｉが一定に制御される。従つて、何らかの原
因によりピエゾ駆動電流が変化しても制御回路２
０の働きにより一定に保たれる。従つて、ピエゾ
振動子１２は常に一定の振幅で振動し、従つて、
このピエゾ振動子１２によつて駆動されるピエゾ
ポンプ１１（第１図）の振幅が一定となる。また
ピエゾポンプ１１を駆動する交流信号Vcは一定
周波数なので、このピエゾポンプ１１により発生
されるガス流速も一定となる。
尚、本実施例においては他励式の場合について
記述したがこれに限るものではなく、自励式の場
合についても適用することができる。
記述したがこれに限るものではなく、自励式の場
合についても適用することができる。
以上説明したように本発明によれば、上述のよ
うな構成により発振器の出力振幅が温度、電源電
圧経時変化等によつて変化してもピエゾ振動子を
一定周波数で且つ一定電流で駆動することができ
るので、ガス流速を安定にすることができる。ま
た、ガス圧、ガス温、機械的応力等によりピエゾ
ポンプの負荷条件が変化した場合でも定電流制御
によりピエゾポンプの振幅を一定に保つことがで
き、ガス流速を安定に保つことができる等の優れ
た効果がある。
うな構成により発振器の出力振幅が温度、電源電
圧経時変化等によつて変化してもピエゾ振動子を
一定周波数で且つ一定電流で駆動することができ
るので、ガス流速を安定にすることができる。ま
た、ガス圧、ガス温、機械的応力等によりピエゾ
ポンプの負荷条件が変化した場合でも定電流制御
によりピエゾポンプの振幅を一定に保つことがで
き、ガス流速を安定に保つことができる等の優れ
た効果がある。
第１図はガスレートセンサの正面断面図、第２
図は本発明に係るガスレートセンサの駆動回路の
一実施例を示すブロツク図である。 １……ガスレートセンサ、２……センサ本体、
９……フローセンサ、１０……ポンプ室、１１…
…ピエゾポンプ、１２……ピエゾ振動子、１３〜
１５……接続端子、１８，２３，２５……増幅
器、２１……電子アツテネータ、２２……電流検
出回路、２４……交流一直流変換器。
図は本発明に係るガスレートセンサの駆動回路の
一実施例を示すブロツク図である。 １……ガスレートセンサ、２……センサ本体、
９……フローセンサ、１０……ポンプ室、１１…
…ピエゾポンプ、１２……ピエゾ振動子、１３〜
１５……接続端子、１８，２３，２５……増幅
器、２１……電子アツテネータ、２２……電流検
出回路、２４……交流一直流変換器。
Claims (1)
- １ ケーシングのポンプ室に配したピエゾ振動子
を所定の一定周波数の交流信号で駆動してガス流
を発生させ、そのガス流速差を感温素子対で検出
し、検出値の差により当該ケーシングに作用する
角速度を検出するガスレートセンサにおいて、前
記ピエゾ振動子の駆動電流を検出する電流検出回
路と、該駆動電流と基準値との差に応じた制御信
号を出力する誤差増幅器と、該制御信号に応じて
前記ピエゾ振動子に加えられる交流信号電圧を制
御する利得可変回路とを備え、ピエゾ振動子を定
電流制御するようにしたガスレートセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098620A JPS58762A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | ガスレ−トセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098620A JPS58762A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | ガスレ−トセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58762A JPS58762A (ja) | 1983-01-05 |
| JPH0155420B2 true JPH0155420B2 (ja) | 1989-11-24 |
Family
ID=14224591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56098620A Granted JPS58762A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | ガスレ−トセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58762A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52102777A (en) * | 1976-02-23 | 1977-08-29 | United Technologies Corp | Zero offset compensator for fluid type angular velocity detector |
-
1981
- 1981-06-25 JP JP56098620A patent/JPS58762A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52102777A (en) * | 1976-02-23 | 1977-08-29 | United Technologies Corp | Zero offset compensator for fluid type angular velocity detector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58762A (ja) | 1983-01-05 |
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