JPH03150409A - Vibration gyro - Google Patents

Vibration gyro

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JPH03150409A
JPH03150409A JP1288714A JP28871489A JPH03150409A JP H03150409 A JPH03150409 A JP H03150409A JP 1288714 A JP1288714 A JP 1288714A JP 28871489 A JP28871489 A JP 28871489A JP H03150409 A JPH03150409 A JP H03150409A
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JP
Japan
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axis direction
axis
arm member
vibrator
electrodes
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Application number
JP1288714A
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Japanese (ja)
Inventor
Kokichi Terajima
厚吉 寺嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akai Electric Co Ltd
Original Assignee
Akai Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the position precision between vibrators from deteriorating and to prevent the lateral vibration of an arm member from expanding by joining a single vibrator for driving with each arm member. CONSTITUTION:Vibrators 28 for driving which can be joined with arm members 1 and 2 of the gyro are provided with electrodes 30 and 31 over the entire surfaces of piezoelectric materials which cross a Y axis at right angles, and one electrode 31 is cut in a Z-axis direction at the width-directional center part into two divided electrodes 31A and 31B which are separated in an X-axis direction. Those vibrators 28 for driving are joined with the arm members 1 and 2, the electrode 30 is grounded, and the divided electrodes 31A and 31B are connected to an oscillator 33 through variable resistors 32A and 32B, and 32C and 32D for use.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、角速度を検出する目的の下で、コリオリの
力を検知する振動ジャイロ、とくにはオフセット出力の
効果的な低減をもたらす駆動用振動子に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a vibrating gyroscope that detects Coriolis force for the purpose of detecting angular velocity, and in particular to a driving vibration gyroscope that effectively reduces offset output. It's about children.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来既知の振動ジャイロとしては、例えば、第8図に示
すものがある。
As a conventionally known vibrating gyroscope, there is one shown in FIG. 8, for example.

これは、三次元座標系のZ軸方向へ相互に平行に延在し
てY軸方向に所定の間隔をおいて位置する二本の腕部材
41、42の下端部を、ベース部43にて一体的に連結
してなる振動構体44を、支持部材45を介して基台4
6に固定し、その振動構体44のベース部43に、X軸
方向へ突出する検知手段47を設けるとともに、それぞ
れの腕部材41、42の、Y軸と直交する一方の面、図
では外側面に、駆動用振動子48.49をそれぞれ設け
ることによって構成されている。
This means that the lower ends of two arm members 41 and 42, which extend parallel to each other in the Z-axis direction of the three-dimensional coordinate system and are located at a predetermined interval in the Y-axis direction, are connected to the base part 43. The integrally connected vibrating structure 44 is attached to the base 4 via a support member 45.
6, and a detection means 47 protruding in the X-axis direction is provided on the base portion 43 of the vibrating structure 44, and one surface of each arm member 41, 42 perpendicular to the Y-axis, the outer surface in the figure. It is constructed by providing drive vibrators 48 and 49, respectively.

かかる振動ジャイロでは、たとえば、駆動用振動子48
.49に交流電圧を印加して、腕部材41、42を圧電
的方法、電磁的方法などによってY軸方向へ対称振動さ
せつつ、振動構体44を2軸の周りに角速度ωで回動さ
せると、ある瞬間に速度■で運動しているそれぞれの腕
部材41、42に、X軸方向の、相互に逆向きのコリオ
リの力Fcが発生する。
In such a vibrating gyroscope, for example, the driving vibrator 48
.. When an AC voltage is applied to 49 and the arm members 41 and 42 are vibrated symmetrically in the Y-axis direction by a piezoelectric method, an electromagnetic method, etc., the vibrating structure 44 is rotated around two axes at an angular velocity ω. Coriolis forces Fc in opposite directions in the X-axis direction are generated in each of the arm members 41 and 42 that are moving at a speed of {circle around (2)} at a certain moment.

ここで、腕部材41、42の速度■は交番的に変化する
ので、コリオリの力Fcは、両腕部材41、42の振動
数で変調された形で生じ、振動構体44は基台46に対
してZ軸の周りにねじれ振動することになり、そのねじ
れ角は、コリオリの力FC、ひいては角速度ωに比例す
る。
Here, since the speeds of the arm members 41 and 42 alternately change, the Coriolis force Fc is generated in a manner modulated by the frequency of the arm members 41 and 42, and the vibrating structure 44 is On the other hand, it vibrates torsionally around the Z-axis, and the torsional angle is proportional to the Coriolis force FC and, in turn, to the angular velocity ω.

そこでこの従来装置では、そのねじれ振動の大きさを、
X軸方向へ突出する検知手段47により、圧電的方法、
電磁的方法などをもって検知することとしており、例え
ば、バイモルフ素子その他を用いた圧電的方法では、ね
じれ振動を検知手段47の撓み振動に変換し、撓み量に
応じてバイモルフ素子が発生する電荷を電圧として抽出
して検知することとしている。
Therefore, in this conventional device, the magnitude of the torsional vibration is
A piezoelectric method,
Detection is performed using an electromagnetic method or the like. For example, in a piezoelectric method using a bimorph element or the like, torsional vibration is converted into bending vibration of the detection means 47, and the charge generated by the bimorph element according to the amount of deflection is converted into a voltage. It is decided to extract and detect as follows.

ところが、かかる従来技術にあっては、それぞれの腕部
材41、42の質量のアンバランス、長さのアンバラン
スなどにより、腕部材41、42の振動が、ベース部4
3の、Y軸方向への不要な振動を引き起こすことに起因
して、検知手段47が、その不要な振動によって発生さ
れる信号を出力することになるため、角速度ωが零であ
るにもかかわらず、コリオリの力を検知しているかの如
き状態、すなわち、オフセットを発生し、S/N比、ひ
いては検出感度の低下をもたらすという問題があった。
However, in this conventional technique, vibrations of the arm members 41 and 42 are caused to be caused by the vibration of the arm members 41 and 42 due to unbalance of mass and unbalance of length of each arm member 41 and 42.
3, the detection means 47 outputs a signal generated by the unnecessary vibration, even though the angular velocity ω is zero. First, there is a problem in that a state similar to that in which Coriolis force is being detected, that is, an offset occurs, resulting in a decrease in the S/N ratio and, ultimately, in the detection sensitivity.

これがため、出願人は先に、オフセットの発生が少ない
振動ジャイロとして、第9図および第10図に斜視図で
示すような振動ジャイロを提案した。
For this reason, the applicant previously proposed a vibrating gyroscope as shown in perspective views in FIGS. 9 and 10 as a vibrating gyroscope that causes less offset.

第9図に示すものは、従来技術で述べたと同様に、延在
する二本の腕部材1.2を、ベース部3により、それら
の下端部にて相互連結して振動構体4を構成し、この振
動構体4のベース部3に、検知手段を兼ねる支持部材5
をZ軸方向下方へ突出させて設けるとともに、支持部材
5の下端部を基台7に固定し、それぞれの腕部材1,2
の、Y軸と直交する方向に向く一方の面、これもまた図
では外側面に、駆動用振動子8,9を設けたものであり
、ここにおける検知手段、すなわち支持部材5は、Z軸
方向へ分極処理した圧電材料10の、Y軸もしくはX軸
と直交するそれぞれの対抗面、この例ではY軸と直交す
る対抗面に電極を設け、それらの各電極を、X軸方向に
二分割した二個づつの分割電極12.13および14.
15 (図示せず)としたものである。
In the structure shown in FIG. 9, two extending arm members 1.2 are interconnected at their lower ends by a base portion 3 to form a vibrating structure 4, as described in the prior art. , a support member 5 which also serves as a detection means is attached to the base portion 3 of the vibrating structure 4.
is provided to protrude downward in the Z-axis direction, and the lower end of the support member 5 is fixed to the base 7, and each arm member 1, 2
Drive vibrators 8 and 9 are provided on one surface facing in the direction perpendicular to the Y-axis, which is also the outer surface in the figure, and the detection means here, that is, the support member 5, is Electrodes are provided on each opposing surface perpendicular to the Y-axis or the X-axis of the piezoelectric material 10 polarized in the direction, in this example, on the opposing surface perpendicular to the Y-axis, and each of the electrodes is divided into two in the X-axis direction. Two divided electrodes 12, 13 and 14.
15 (not shown).

また、第10図に示す振動ジャイロは、ベース部3から
Z軸方向下方へ突出させた支持部材6の下端部を基台7
に固定し、その支持部材6の、Y軸もしくはX軸と直交
するいずれか一方の面、これもまた図示例ではY軸と直
交する一方の面に、X軸方向へ偏せて検知手段16を設
けた点において、第9図に示す振動ジャイロとは構成を
幾分異にするものである。
In addition, the vibrating gyroscope shown in FIG.
The detection means 16 is fixed to the support member 6 on either one of the surfaces orthogonal to the Y axis or the The structure is somewhat different from that of the vibrating gyroscope shown in FIG. 9 in that it is provided with.

なお、この例の検知手段16は、Z軸方向へ分極処理し
た圧電材料17の、Y軸と直交するそれぞれの対抗面に
電極18.19を形成したものである。
Note that the detection means 16 in this example has electrodes 18 and 19 formed on each opposing surface of a piezoelectric material 17 that has been polarized in the Z-axis direction and perpendicular to the Y-axis.

これらの振動ジャイロにあっては、駆動用振動子8.9
に交流電圧を印加して、それぞれの腕部材1.2をY軸
方向へ対称振動させつつ、振動ジャイロをZ軸の周りに
回動させると、従来技術で述べたと同様、それぞれの腕
部材1,2に、X軸方向の、相互に逆向きのコリオリの
力Fcが発生し、これにより、振動構体4には、ねじり
モーメントMLが発生して、その振動構体4は、Z軸の
周りで、基台7に対してねじれ振動する。
In these vibrating gyroscopes, the driving vibrator 8.9
When an alternating current voltage is applied to the oscillating gyroscope and the vibrating gyroscope is rotated around the Z axis while symmetrically vibrating each arm member 1.2 in the Y-axis direction, each arm member 1. , 2, Coriolis forces Fc in opposite directions are generated in the X-axis direction, and as a result, a torsional moment ML is generated in the vibrating structure 4, and the vibrating structure 4 is rotated around the Z-axis. , vibrates torsionally with respect to the base 7.

従って、ここでは、ねじりモーメントMtによってそれ
ぞれの支持部材5,6に作用するねじり剪断応力を、第
9.10図に示すそれぞれの検知手段5.16をもって
、電圧として抽出することにより角速度ωを検出する。
Therefore, here, the angular velocity ω is detected by extracting the torsional shear stress acting on each of the support members 5 and 6 due to the torsional moment Mt as a voltage using the respective detection means 5.16 shown in Fig. 9.10. do.

かくして、これらの振動ジャイロによれば、腕部材1.
2の質量のアンバランス、長さのアンバランスなどによ
って、腕部材1.2の振動がベース部3の、Y軸方向の
不要な振動をもたらし、これにより、第11図に示すよ
うな、支持部材5,6の撓み振動が発生しても、検知手
段5,16は、このような撓み振動に対しては、原理的
に感度を有しないことから、角速度ωが零であるにもか
かわらず、コリオリの力Fcを検知しているかの如くの
状況の発生、すなわち、オフセットの発生が少なく、腕
部材1,2のアンバランスに対する許容幅を広くとるこ
とができ、振動ジャイロの生産効率を有利に向上させる
ことができる。
Thus, according to these vibrating gyroscopes, the arm members 1.
Due to the unbalanced mass and unbalanced length of the arm members 1.2 and 2, vibrations of the arm members 1.2 cause unnecessary vibrations of the base part 3 in the Y-axis direction. Even if bending vibrations occur in the members 5, 6, the detection means 5, 16 have no sensitivity in principle to such bending vibrations, so even though the angular velocity ω is zero, , the occurrence of a situation as if the Coriolis force Fc is being detected, that is, the occurrence of offset is small, and the tolerance range for the unbalance of the arm members 1 and 2 can be widened, which is advantageous for the production efficiency of the vibrating gyroscope. can be improved.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところが、これらの振動ジャイロにあっても、駆動用振
動子8.9を、腕部材1,2のY軸と直交する面に、た
とえば接着剤によって接合するに際し、接着剤層の厚さ
のばらつきその他により、第12図に平面図で例示する
ように、駆動用振動子8が、腕部材1の、Y軸との直交
面に対して角度θをもって接合されると、駆動用振動子
8.9に交流電圧を印加して腕部材1.2を振動させる
場合に、腕部材lに、Y軸方向の振動の他、X軸方向に
、図に矢印φで示すような横振動を生じ、これが、支持
部材5,6にねじれ振動として作用することにより、検
知手段5.16に、わずかながらもオフセントを生じる
ことになる。
However, even in these vibrating gyroscopes, when the driving vibrators 8.9 are bonded to the surfaces of the arm members 1 and 2 perpendicular to the Y axis using adhesive, for example, variations in the thickness of the adhesive layer may occur. For other reasons, as illustrated in the plan view of FIG. 12, when the driving vibrator 8 is joined at an angle θ to the plane of the arm member 1 orthogonal to the Y axis, the driving vibrator 8. When an AC voltage is applied to the arm member 9 to vibrate the arm member 1.2, in addition to the vibration in the Y-axis direction, a lateral vibration as shown by the arrow φ in the figure is generated in the arm member l, in the X-axis direction. This acts as a torsional vibration on the support members 5, 6, causing a slight offset in the detection means 5.16.

なお、このことは、第13図に示すように、駆動用振動
子8が、腕部材l、ひいては振動構体4の中心線に対し
てX軸方向へ、距離δだけ偏った状態で接合された場合
も同様であり、このときにもまた、矢印φで示すような
横振動を生じ易くなり、振動ジャイロの性能低下が余儀
なくされる。
Note that, as shown in FIG. 13, this means that the drive vibrator 8 is joined in a state where it is deviated by a distance δ in the X-axis direction with respect to the center line of the arm member l and thus the vibrating structure 4. The same is true in this case, and in this case, lateral vibration as shown by the arrow φ is likely to occur, and the performance of the vibrating gyroscope is forced to deteriorate.

それ故に、このようなオフセットを低減させるべく、検
知手段5.16からの出力を同期検波、整流して直流化
し、残留する直流分を別に設けた基準電圧と加減算して
零にする方法が一般に採用されている。
Therefore, in order to reduce such offsets, the general method is to synchronously detect and rectify the output from the detection means 5.16 to convert it into DC, and then add or subtract the remaining DC component to a separately provided reference voltage to make it zero. It has been adopted.

しかしながら、検知手段5,16の感度は、環境温度の
変化につれて敏感に変化し、それによってオフセット量
もまた変化することから、本来的には横振動そのものを
低減させることが好ましく、かかる目的の下で、たとえ
ば、特開昭62−19713号公報に開示されているよ
うに、各腕部材の外側面に、その振動方向と直交する方
向(X軸方向)に相互に離隔させて二個の駆動用振動子
を取付け、各振動子の駆動電圧を調整する振動ジャイロ
が提案されている。
However, since the sensitivity of the detection means 5 and 16 changes sensitively as the environmental temperature changes, and the amount of offset also changes accordingly, it is originally preferable to reduce the lateral vibration itself, and for this purpose, For example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 19713/1983, two drive units are provided on the outer surface of each arm member, spaced apart from each other in a direction (X-axis direction) perpendicular to the vibration direction of the arm member. A vibrating gyroscope has been proposed in which a vibrator is attached and the driving voltage of each vibrator is adjusted.

ところで、この提案技術によれば、二個の駆動用振動子
のそれぞれを、所定の離隔位置に高い精度をもって接合
することが必要になるも、現実には、その接合に際し、
X軸方向の精度の他、Z軸方向の精度を確保することも
また甚だ困難であり、とくに、Z軸方向の接合精度の低
下が、腕部材の横振動を拡大するという問題があった。
By the way, according to this proposed technology, it is necessary to join each of the two drive vibrators at predetermined separated positions with high precision, but in reality, when joining them,
In addition to the accuracy in the X-axis direction, it is also extremely difficult to ensure accuracy in the Z-axis direction, and in particular, there is a problem that a decrease in the joining accuracy in the Z-axis direction amplifies the lateral vibration of the arm member.

この発明は、従来技術のかかる問題を有利に解決するも
のであり、腕部材の横振動を有効に防止して、環境温度
が変化してもなお、オフセット出力を効果的に低減する
ことができる高性能の振動ジャイロを提供するものであ
る。
The present invention advantageously solves the problems of the prior art, and can effectively prevent the lateral vibration of the arm member and effectively reduce the offset output even when the environmental temperature changes. This provides a high-performance vibrating gyroscope.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明の振動ジャイロは、とくに、二本の腕部材と、
これらの腕部材の各一端部を相互連結するベース部とか
らなる振動構体において、両腕部材の、Y軸と直交する
外側面の接合されるそれぞれの駆動用振動子を、−の圧
電材料の、Y軸と直交するそれぞれの面に電極を設ける
とともに、それらの電極の少なくとも一方をX軸方向に
、二もしくは三分割することによって構成し、かつ、そ
れらの分割電極への印加電圧を調整自在としたものであ
る。
The vibrating gyro of this invention particularly includes two arm members,
In a vibrating structure consisting of a base section interconnecting one end of each of these arm members, each driving vibrator to be joined on the outer surface perpendicular to the Y-axis of both arm members is made of a negative piezoelectric material. , an electrode is provided on each plane perpendicular to the Y-axis, and at least one of these electrodes is divided into two or three parts in the X-axis direction, and the voltage applied to these divided electrodes can be freely adjusted. That is.

〔作 用〕[For production]

この発明の振動ジャイロによれば、振動構体の各腕部材
に、単一の駆動用振動子を接合するだけで足りるので、
前記提案技術におけるような、駆動用振動子のZ軸方向
の接合誤差を有効に取り除くことができ、それ故に、横
振動の拡大のおそれが十分に除去されることになる。
According to the vibrating gyroscope of the present invention, it is sufficient to connect a single driving vibrator to each arm member of the vibrating structure.
It is possible to effectively eliminate the joining error in the Z-axis direction of the drive vibrator as in the proposed technique, and therefore, the possibility of expansion of lateral vibration is sufficiently eliminated.

また、腕部材への横振動の発生は、単一の駆動用振動子
の分割電極に印加する交流電圧を調整することによって
有利に低減され、この結果として、オフセット出力もま
た十分に低減されることになる。
Furthermore, the occurrence of lateral vibrations in the arm member is advantageously reduced by adjusting the alternating current voltage applied to the split electrodes of the single drive vibrator, and as a result, the offset output is also sufficiently reduced. It turns out.

かくして、この振動ジャイロによれば、環境温度に影響
されることなく、しかも、駆動用振動子の比較的容易な
接合作業をもって、コリオリの力を、常に高い精度で検
知することができる。
Thus, with this vibrating gyroscope, the Coriolis force can be detected with high accuracy at all times without being affected by the environmental temperature and with a relatively easy joining operation of the drive vibrator.

〔実施例〕〔Example〕

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図はこの発明の要部をなす駆動用振動子を例示する
斜視図であり、この駆動用振動子は、第9図および第1
0図に示す振動ジャイロに適用することができる。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a driving vibrator which is a main part of the present invention, and this driving vibrator is shown in FIGS.
It can be applied to the vibrating gyroscope shown in FIG.

それぞれの腕部材に接合可能なこの例の駆動用振動子2
8は、たとえば、直六面体形状をなす−の圧電材料29
の、Y軸と直交するそれぞれの面に、それらの面の全体
にわたって電極30.31をそれぞれ設けたところにお
いて、一方の電極、ここでは電極31を、その幅方向の
中央部でZ軸方向へ切断して、X軸方向へ分離された2
枚の分割電極31A。
Drive vibrator 2 of this example that can be connected to each arm member
8 is a piezoelectric material 29 having a rectangular hexahedral shape, for example.
, electrodes 30 and 31 are provided over the entire surface of each surface perpendicular to the Y axis, and one electrode, here electrode 31, is moved in the Z axis direction at the center of its width direction. 2 cut and separated in the X-axis direction
31A of divided electrodes.

31Bとすることによって構成することができ、ここで
、それらの分割電極31A、 31Bは、電極31から
圧電材料29に至るZ軸方向の条溝29Aを、精密切断
機その他によって設けることにより、形成することがで
きる。
31B, and here, these divided electrodes 31A, 31B are formed by providing grooves 29A in the Z-axis direction from the electrode 31 to the piezoelectric material 29 using a precision cutting machine or the like. can do.

なお、分割電極31A、 31Bは、電極31を予め設
けることなしに、電極材料の印刷、フォトエッチングな
どによって直接的にも形成し得ることは勿論である。
Note that it goes without saying that the divided electrodes 31A and 31B can be formed directly by printing, photo-etching, etc. the electrode material without providing the electrode 31 in advance.

このように構成してなる駆動用振動子28は、第9図お
よび第10図に示すそれぞれの駆動用振動子8.9に代
えて適用することができ、その適用状態を平面図で示す
と第2図のようになる。
The drive vibrator 28 configured in this manner can be applied in place of each of the drive vibrators 8 and 9 shown in FIGS. 9 and 10, and its applied state is shown in a plan view. It will look like Figure 2.

かかる適用状態下では、それぞれの駆動用振動子28の
、分割されていない一方の電極30をともに接地させる
一方、各分割電極31A、31Bを、それぞれの可変抵
抗器32A、 32B、 32C,32Dを介して発振
器33に接続し、そして、それぞれの分割電極31A、
31Bに印加される。発振器33からの交流電圧を、角
速度ωが零のときの、検知手段5,16からのオフセッ
ト出力が最低となるように可変抵抗器32A、 32B
、 32C,32Dをそれぞれ調整する。
Under such application conditions, one undivided electrode 30 of each drive vibrator 28 is grounded, while each divided electrode 31A, 31B is connected to each variable resistor 32A, 32B, 32C, 32D. and the respective divided electrodes 31A,
31B. The AC voltage from the oscillator 33 is controlled by variable resistors 32A and 32B so that the offset output from the detection means 5 and 16 is the lowest when the angular velocity ω is zero.
, 32C, and 32D, respectively.

従ってここでは、少なくとも一方の駆動用振動子28が
、たとえば第12図に示すように、腕部材の、Y軸との
直交面に対して傾いて接合されている場合、および第1
3図に示すように、振動構体4の中心線に対して一方側
へ偏って接合されている場合のいずれにおいても、腕部
材の横振動を十分に低減して、コリオリの力の検知精度
を大きく向上させることができる。
Therefore, here, as shown in FIG. 12, for example, when at least one driving vibrator 28 is joined to the arm member at an angle with respect to the plane perpendicular to the Y axis, and when the first
As shown in Figure 3, even when the vibration structure 4 is joined to one side with respect to the center line, the lateral vibration of the arm member can be sufficiently reduced to improve the accuracy of Coriolis force detection. It can be greatly improved.

第3図は、駆動用振動子の他の実施例を示す斜視図であ
り、これは、単一の圧電材料29に、前述した実施例と
同様にして電極30.31をそれぞれ設けたところにお
いて、一方の電極31を、三枚の分割電極31A、31
B、31Cに、ココではX軸方向に均等に区分したもの
である。
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the driving vibrator, in which a single piezoelectric material 29 is provided with electrodes 30, 31 respectively in the same manner as in the previously described embodiment. , one electrode 31 is divided into three divided electrodes 31A, 31
B, 31C, and here are equally divided in the X-axis direction.

このような駆動用振動子28は、第4図に示すように適
用することができ、ここでは、駆動用振動子28の、そ
れぞれの腕部材1.2への接合下で、第2図について述
べたように、それらの、分割されていない一方の電極3
0を相互に接地させるとともに、各分割電極31A、3
1Bを、可変抵抗器32A。
Such a driving oscillator 28 can be applied as shown in FIG. As mentioned, one of the undivided electrodes 3
0 are mutually grounded, and each divided electrode 31A, 3
1B is a variable resistor 32A.

328、32C,32Dを介して発振器33に接地し、
各分割電極31A、 31Bへの供給電圧を、検知手段
5゜16のオフセント出力が最低となるように可変抵抗
t 器32A、 32B、 32C,32Dによって調整す
る一方、各分割電極31Cを発振器33に接続すること
により、腕部材1.2の、Y軸方向の振動を、電圧とし
て抽出して発振器33ヘッイードバックすることで、振
動振幅その他の制御を可能ならしめる。
Grounded to the oscillator 33 via 328, 32C, 32D,
The voltage supplied to each divided electrode 31A, 31B is adjusted by variable resistors 32A, 32B, 32C, 32D so that the offset output of the detection means 5.16 is the lowest, while each divided electrode 31C is connected to an oscillator 33. By connecting, the vibration of the arm member 1.2 in the Y-axis direction is extracted as a voltage and fed back to the oscillator 33, thereby making it possible to control the vibration amplitude and other parameters.

第5図は、この発明のさらに他の実施例を示す斜視図で
あり、これは、バイモルフ形の振動子を、駆動用振動子
として機能させるのみならず、腕部材および振動状態抽
出手段としても機能させるものである。
FIG. 5 is a perspective view showing still another embodiment of the present invention, in which a bimorph type vibrator is used not only as a driving vibrator but also as an arm member and a vibration state extraction means. It is what makes it work.

ここでは、金属板その他の弾性材料からなる薄板34の
、Y軸と直交する一方の面に、第1図で述べたと同様の
構成の駆動用振動子28、すなわち、圧電材料29の、
Y軸と直交する一方の面には電極30を、また他方の面
には電極31をそれぞれ設け、そして、その電極31を
、X軸方向に分離された二枚の分割電極31A、31B
としてなる駆動用振動子28を接合し、さらに、その薄
板34の、Y軸と直交する他方の面に、圧電材料35の
、Y軸と直交するそれぞれの面に電極36.37を設け
てなる抽出用素:□ 子38を接合することによってバイモルフ形振動子39
を構成する。
Here, a drive vibrator 28 having the same configuration as that described in FIG.
An electrode 30 is provided on one surface perpendicular to the Y-axis, and an electrode 31 is provided on the other surface, and the electrode 31 is divided into two divided electrodes 31A and 31B separated in the X-axis direction.
A drive vibrator 28 is bonded to the piezoelectric material 35, and electrodes 36 and 37 are provided on the other surface of the thin plate 34 perpendicular to the Y-axis, and on each surface of the piezoelectric material 35 perpendicular to the Y-axis. Extraction element: □ Bimorph type oscillator 39 by joining the element 38
Configure.

このようなバイモルフ形振動子39は、第6図に平面図
で示すように、それを前述した腕部材1゜2に代えて適
用して、そのバイモルフ形振動子39の二本を、ベース
部3によって一体的に連結することにより、駆動用振動
子28および抽出用素子38を具える振動構体4を構成
する。
Such a bimorph type vibrator 39, as shown in the plan view in FIG. 3 to form a vibrating structure 4 including a driving vibrator 28 and an extraction element 38.

ここで、それぞれの駆動用振動子28の−分割しない一
方の電極30を接地させる一方、各分割電極31A、3
1Bを、可変抵抗32A、 32B、 32C,32D
を介して発振器33に接続し、また、抽出用素子38の
一方の電極36を接地させ、他の電極37を発振器33
に接続することにより、第4図に示すものと同様に機能
させることができ、と(には検知手段5,160オフセ
ット出力が最低となるようにそれぞれの可変抵抗32A
、 32B、 32C,32Dを作用させた状態の下で
、それぞれのバイモルフ形振動子39の、Y軸方向への
振動を、抽出用素子38によって発振器33ヘッイード
バックすることにより、バイモルフ形振動子39の振動
振幅その他を制御することができる。
Here, one electrode 30 of each drive vibrator 28 that is not divided is grounded, while each divided electrode 31A, 3
1B, variable resistors 32A, 32B, 32C, 32D
, one electrode 36 of the extraction element 38 is connected to the oscillator 33 through the
It can be made to function in the same manner as shown in FIG.
, 32B, 32C, and 32D, the vibration of each bimorph vibrator 39 in the Y-axis direction is fed back to the oscillator 33 by the extraction element 38, thereby generating a bimorph vibrator. 39 vibration amplitudes, etc. can be controlled.

かくして、これらの実施例によれば、振動構体4の支持
部に設けた検知手段5.16のオフセット出力を極めて
有効に低減させることができ、精度の高い高性能振動ジ
ャイロをもたらすことができる。
Thus, according to these embodiments, the offset output of the detection means 5.16 provided on the support portion of the vibrating structure 4 can be extremely effectively reduced, and a highly accurate and high-performance vibrating gyroscope can be provided.

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、この発明
は、他の構造の振動ジャイロ、たとえば第8図に示すよ
うな従来構造の振動ジャイロ、または、第9.lO図に
示す振動構体4を倒立させた構造の振動ジャイロにも適
用することができる他、第7図に示すように〜前述した
バイモルフ形振動子39の二本を、ベース部3の、Y軸
と直交するそれぞれの面に、Z軸方向へ突出させて固定
し、そして、各バイモルフ形振動子39の自由端に、X
軸方向へ撓み振動する、コリオリの力の検知手段40を
設けた構造の振動ジャイロにもまた適用することができ
る。
Although the present invention has been described above based on the illustrated examples, the present invention is also applicable to a vibrating gyroscope having another structure, such as a vibrating gyroscope having a conventional structure as shown in FIG. It can also be applied to a vibrating gyroscope having a structure in which the vibrating structure 4 shown in FIG. An X
The present invention can also be applied to a vibrating gyroscope having a structure provided with a Coriolis force detection means 40 that flexibly vibrates in the axial direction.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べたところから明らかなように、この発明によ
れば、各腕部材に、単一の駆動用振動子を接合すること
により、−の腕部材に複数の駆動用振動子を接合する場
合のような、振動子相互の位置精度の低下を生じること
がなく、それ故に、腕部材の横振動を拡大するおそれな
しに、駆動用振動子を、容易に、かつ能率的に、腕部材
にを付けることができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, when a plurality of drive vibrators are bonded to the negative arm member by bonding a single drive vibrator to each arm member, Therefore, the drive vibrator can be easily and efficiently attached to the arm member without causing a decrease in the positional accuracy of the transducers, and without the risk of expanding the lateral vibration of the arm member. can be attached.

しかも、駆動用振動子の分割電極に印加する電圧を適宜
に調整することにより、検知手段のオフセット出力を、
環境温度に影響されることなく極めて有効に低減して、
検知精度の高い高性能の振動ジャイロをもたらすことが
できる。
Moreover, by appropriately adjusting the voltage applied to the divided electrodes of the drive vibrator, the offset output of the detection means can be adjusted to
Extremely effective reduction without being affected by environmental temperature,
A high-performance vibration gyroscope with high detection accuracy can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の要部をなす駆動用振動子を例示す
る斜視図、 第2図は、第1図に示す駆動用振動子の適用例を、電気
回路とともに示す平面図、 第3図は、駆動用振動子の他の例を示す斜視図、□r+
7 第4図は、第2図と同様の適用例を示す平面図、第5図
は、駆動用振動子を具えるバイモルフ形振動子を示す斜
視図、 第6図は、これも第2図と同様の適用例を示す平面図、 第7図は、この発明を適用できる他の構造の振動ジャイ
ロを例示する斜視図、 第8図は、従来の振動ジャイロを例示する斜視図、 第9,10図はそれぞれ、出願人の先の提案に係る、こ
の発明を適用可能な振動ジャイロを示す斜視図、 第11図は、両腕部材のアンバランスの影響を示す正面
図、 第12.13図はそれぞれ、腕部材の横振動の発生原因
を例示する平面図である。 1.2・・・腕部材、 3−・・ベース部、4・・・振
動構体、 5,1ロー・・検知手段、28・・・駆動用
振動子、 29・・・圧電材料、30、31・・・電極
、 31A、 31B、 31C・・・分割電極、32
A、 32B、 32C,32D・−・可変抵抗、33
・・・発振器、 34・・・薄板、35・・・圧電材料
、36、37・・・電極、 38・・・抽出用素子、3
9・−・バイモルフ形振動子、 40・・・検知手段
FIG. 1 is a perspective view illustrating a driving vibrator which is a main part of the present invention; FIG. 2 is a plan view showing an application example of the driving vibrator shown in FIG. 1 together with an electric circuit; The figure is a perspective view showing another example of the drive vibrator, □r+
7. FIG. 4 is a plan view showing an application example similar to FIG. 2, FIG. 5 is a perspective view showing a bimorph vibrator equipped with a driving vibrator, and FIG. 6 is also similar to FIG. 2. 7 is a perspective view illustrating a vibrating gyroscope with another structure to which the present invention can be applied; FIG. 8 is a perspective view illustrating a conventional vibrating gyroscope; FIG. 9 is a perspective view illustrating a conventional vibrating gyroscope; Fig. 10 is a perspective view showing a vibrating gyroscope to which the present invention can be applied, as previously proposed by the applicant; Fig. 11 is a front view showing the influence of unbalance of both arm members; Figs. 12 and 13. 2A and 2B are plan views illustrating causes of lateral vibration of the arm member, respectively. 1.2... Arm member, 3-... Base portion, 4... Vibration structure, 5, 1 Row... Detection means, 28... Drive vibrator, 29... Piezoelectric material, 30. 31... Electrode, 31A, 31B, 31C... Divided electrode, 32
A, 32B, 32C, 32D --- variable resistor, 33
... Oscillator, 34... Thin plate, 35... Piezoelectric material, 36, 37... Electrode, 38... Extraction element, 3
9... Bimorph type resonator, 40... Detection means

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、三次元座標系のZ軸方向へ相互に平行に延在してY
軸方向に間隔をおいて位置する二本の腕部材と、これら
の腕部材を、それらの各一端部にて相互連結するベース
部と、各腕部材の、Y軸と直交する面に設けた駆動用振
動子と、各腕部材に生じ、X軸方向に作用するコリオリ
の力を検知する検知手段とを具える振動ジャイロであっ
て、 前記各駆動用振動子を、単一の圧電材料の、Y軸と直交
するそれぞれの面に電極を設けるとともに、それらの電
極の少なくとも一方をX軸方向に分割することによって
構成し、それらの分割電極への印加電圧を調整自在とし
てなる振動ジャイロ。
[Claims] 1. Extending parallel to each other in the Z-axis direction of the three-dimensional coordinate system
Two arm members located at intervals in the axial direction, a base portion interconnecting these arm members at one end of each, and each arm member provided on a surface perpendicular to the Y axis. A vibrating gyroscope comprising a driving vibrator and a detection means for detecting the Coriolis force generated in each arm member and acting in the X-axis direction, wherein each of the driving vibrators is made of a single piezoelectric material. A vibrating gyroscope constructed by providing electrodes on each plane perpendicular to the Y-axis and dividing at least one of these electrodes in the X-axis direction, so that the voltage applied to the divided electrodes can be freely adjusted.
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