JPH05118853A - 振動ジヤイロ - Google Patents
振動ジヤイロInfo
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- JPH05118853A JPH05118853A JP3277553A JP27755391A JPH05118853A JP H05118853 A JPH05118853 A JP H05118853A JP 3277553 A JP3277553 A JP 3277553A JP 27755391 A JP27755391 A JP 27755391A JP H05118853 A JPH05118853 A JP H05118853A
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- piezoelectric elements
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- impedance element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動子の組立てを容易にする。
【構成】 横断面形状が多角形をなす振動体１の側面に
二組の圧電素子21,22を貼着して振動子６を構成し、こ
の振動子６のそれぞれの組の圧電素子21, 22を、それぞ
れのインピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 を介して一の振動用
駆動手段７に接続する。各インピーダンス素子Ｚ1，Ｚ
2 の両端部の出力を差動し、それぞれの差動出力を加算
して振動用駆動手段７に帰還させるとともに、それぞれ
の組の圧電素子21, 22とそれぞれのインピーダンス素子
Ｚ1 ，Ｚ2 との接続部の出力を差動させて取り出す。
二組の圧電素子21,22を貼着して振動子６を構成し、こ
の振動子６のそれぞれの組の圧電素子21, 22を、それぞ
れのインピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 を介して一の振動用
駆動手段７に接続する。各インピーダンス素子Ｚ1，Ｚ
2 の両端部の出力を差動し、それぞれの差動出力を加算
して振動用駆動手段７に帰還させるとともに、それぞれ
の組の圧電素子21, 22とそれぞれのインピーダンス素子
Ｚ1 ，Ｚ2 との接続部の出力を差動させて取り出す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、角速度の検出に用い
る振動ジャイロに関し、とくには、二組の圧電素子に、
駆動, 帰還および検出の各機能を発揮させることによ
り、振動子の組立てを容易ならしめるものである。
る振動ジャイロに関し、とくには、二組の圧電素子に、
駆動, 帰還および検出の各機能を発揮させることによ
り、振動子の組立てを容易ならしめるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば、
図４および図５にブロック線図で示すようなものが知ら
れている。ここで、図４に示す振動ジャイロでは、横断
面形状が四角形をなす振動体１の一側面に駆動用圧電素
子２を貼着するとともに、その側面とは反対側の側面に
帰還用圧電素子３を貼着し、また、これらの側面と直交
する他の二側面には、それぞれの検出用圧電素子４, ５
を貼着することによって振動子６が構成されており、こ
の振動子６は、駆動装置７からの出力を駆動用圧電素子
２に供給する一方、帰還用圧電素子３の出力をその駆動
装置７に帰還させることによって、直交三次元座標系の
Ｘ軸方向に所定の自励振動を行う。そして、かかる自励
振動の下で、振動子６がＺ軸の周りに回転されると、振
動子６はコリオリの力の発生によってＹ軸方向の振動を
惹起され、このＹ軸方向の振動に伴う電圧が、それぞれ
の検出用圧電素子４, ５に発生するので、それらの各出
力電圧を、差動増幅器８, 同期検波器９および直流増幅
器10に順次に通過させることによって、振動子６の角速
度が直流出力として求められる。
図４および図５にブロック線図で示すようなものが知ら
れている。ここで、図４に示す振動ジャイロでは、横断
面形状が四角形をなす振動体１の一側面に駆動用圧電素
子２を貼着するとともに、その側面とは反対側の側面に
帰還用圧電素子３を貼着し、また、これらの側面と直交
する他の二側面には、それぞれの検出用圧電素子４, ５
を貼着することによって振動子６が構成されており、こ
の振動子６は、駆動装置７からの出力を駆動用圧電素子
２に供給する一方、帰還用圧電素子３の出力をその駆動
装置７に帰還させることによって、直交三次元座標系の
Ｘ軸方向に所定の自励振動を行う。そして、かかる自励
振動の下で、振動子６がＺ軸の周りに回転されると、振
動子６はコリオリの力の発生によってＹ軸方向の振動を
惹起され、このＹ軸方向の振動に伴う電圧が、それぞれ
の検出用圧電素子４, ５に発生するので、それらの各出
力電圧を、差動増幅器８, 同期検波器９および直流増幅
器10に順次に通過させることによって、振動子６の角速
度が直流出力として求められる。
【０００３】また、図５に示す振動ジャイロは、横断面
形状が三角形をなす振動体１の二側面のそれぞれに、駆
動用圧電素子11, 12を貼着するとともに、他の一側面に
帰還用圧電素子３を貼着することによって振動子６を構
成し、駆動装置７からの出力を、それぞれの抵抗13, 14
を介して駆動用圧電素子11, 12に供給し、帰還用圧電素
子３からの出力を駆動装置７に帰還させることによっ
て、振動子６をＸ軸方向に自励振動させるものである。
ここでは、検出用圧電素子を兼ねるそれぞれの駆動用圧
電素子11, 12に発生する電圧を差動増幅し、同期検波し
た後に直流増幅することで、振動子６がＺ軸の周りに回
転されることによって発生するＹ軸方向のコリオリの
力、ひいては、角速度を検出することができる。
形状が三角形をなす振動体１の二側面のそれぞれに、駆
動用圧電素子11, 12を貼着するとともに、他の一側面に
帰還用圧電素子３を貼着することによって振動子６を構
成し、駆動装置７からの出力を、それぞれの抵抗13, 14
を介して駆動用圧電素子11, 12に供給し、帰還用圧電素
子３からの出力を駆動装置７に帰還させることによっ
て、振動子６をＸ軸方向に自励振動させるものである。
ここでは、検出用圧電素子を兼ねるそれぞれの駆動用圧
電素子11, 12に発生する電圧を差動増幅し、同期検波し
た後に直流増幅することで、振動子６がＺ軸の周りに回
転されることによって発生するＹ軸方向のコリオリの
力、ひいては、角速度を検出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の振動ジャイロにあっては、振動体１の側面に、少
なくとも三枚、いいかえれば、三組以上の圧電素子を貼
着することが必要になるため、振動子６の組立作業およ
び、その振動子６に対する結線作業が面倒であるという
問題があった。この発明は、振動体に貼着する圧電素子
を二組とすることによって、従来技術のかかる問題を有
利に解決した振動ジャイロを提供するものである。
従来の振動ジャイロにあっては、振動体１の側面に、少
なくとも三枚、いいかえれば、三組以上の圧電素子を貼
着することが必要になるため、振動子６の組立作業およ
び、その振動子６に対する結線作業が面倒であるという
問題があった。この発明は、振動体に貼着する圧電素子
を二組とすることによって、従来技術のかかる問題を有
利に解決した振動ジャイロを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の振動ジャイロ
は、多角形横断面形状を有する振動体の側面に二組の圧
電素子を貼着して振動子を構成し、この振動子のそれぞ
れの組の圧電素子を、それぞれのインピーダンス素子を
介して一の振動用駆動手段に接続したところにおいて、
各インピーダンス素子の両端部の出力を差動し、それぞ
れの差動出力を加算して前記振動用駆動手段に帰還させ
るとともに、それぞれの組の圧電素子とそれぞれのイン
ピーダンス素子との接続部の出力を差動させて取り出す
ものである。
は、多角形横断面形状を有する振動体の側面に二組の圧
電素子を貼着して振動子を構成し、この振動子のそれぞ
れの組の圧電素子を、それぞれのインピーダンス素子を
介して一の振動用駆動手段に接続したところにおいて、
各インピーダンス素子の両端部の出力を差動し、それぞ
れの差動出力を加算して前記振動用駆動手段に帰還させ
るとともに、それぞれの組の圧電素子とそれぞれのイン
ピーダンス素子との接続部の出力を差動させて取り出す
ものである。
【０００６】また、他の振動ジャイロは、とくに、各イ
ンピーダンス素子の両端部の出力を差動し、それぞれの
差動出力を加算して前記振動用駆動手段に帰還させると
ともに、それらの差動出力を相互に差動させて取り出す
ものである。
ンピーダンス素子の両端部の出力を差動し、それぞれの
差動出力を加算して前記振動用駆動手段に帰還させると
ともに、それらの差動出力を相互に差動させて取り出す
ものである。
【０００７】
【作用】圧電素子は、それに応力を加えると、ひずみを
発生するとともに、圧電効果によって応力に比例した電
気変位を生じる一方、電界を加えると、電気変位を生じ
るとともに、逆圧電効果によって電界に比例したひずみ
を生じる。従って、圧電素子に、インピーダンス素子を
介して交流電圧を印加すると、その圧電素子とインピー
ダンス素子との接続部では、印加された交流電圧と、圧
電素子のひずみに伴って発生する電圧との合成された電
圧が観察される。
発生するとともに、圧電効果によって応力に比例した電
気変位を生じる一方、電界を加えると、電気変位を生じ
るとともに、逆圧電効果によって電界に比例したひずみ
を生じる。従って、圧電素子に、インピーダンス素子を
介して交流電圧を印加すると、その圧電素子とインピー
ダンス素子との接続部では、印加された交流電圧と、圧
電素子のひずみに伴って発生する電圧との合成された電
圧が観察される。
【０００８】そこで、この発明の振動ジャイロでは、振
動体の側面に貼着した二組の圧電素子への交流電圧の印
加によって、振動子の自励振動をもたらすとともに、そ
れらの圧電素子の、各方向のひずみに伴って発生する電
圧を、ひずみ方向毎に分離して取り出すことによって、
二組の圧電素子に、駆動, 帰還および検出の三つの機能
をもたせることとした。従って、この発明によれば、振
動体に二組の圧電素子を貼着することによって振動子を
構成することができ、振動子の組立て作業および、それ
ぞれの圧電素子に対する結線作業等を容易にして振動ジ
ャイロのコスト低減を実現することができる。
動体の側面に貼着した二組の圧電素子への交流電圧の印
加によって、振動子の自励振動をもたらすとともに、そ
れらの圧電素子の、各方向のひずみに伴って発生する電
圧を、ひずみ方向毎に分離して取り出すことによって、
二組の圧電素子に、駆動, 帰還および検出の三つの機能
をもたせることとした。従って、この発明によれば、振
動体に二組の圧電素子を貼着することによって振動子を
構成することができ、振動子の組立て作業および、それ
ぞれの圧電素子に対する結線作業等を容易にして振動ジ
ャイロのコスト低減を実現することができる。
【０００９】
【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、この発明に適用することができる振
動子の構成例を示す図である。図１(a) は、横断面形状
が三角形、例えば正三角形をなす振動体１の一側面1aに
第１の圧電素子21を貼着するとともに、その側面1aと隣
接する他の側面1bに第２の圧電素子22を貼着することに
よって振動子６を構成したものである。また、図１(b)
に示す振動子６は、横断面形状が四角形、例えば正四角
形をなす振動体１の一側面1cに第１の圧電素子21を貼着
するとともに、その側面1cに隅部を隔てて隣接する他の
側面1dに第２の圧電素子22を貼着したものであり、図１
(c) に示す振動子６は、横断面形状が四角形をなす振動
体１の一側面1cに、一の圧電素子21b を貼着し、この圧
電素子21b の電極を、振動体１の幅方向に二分割してそ
れぞれの分割電極21c, 21dとしたものである。なお、こ
のような分割は、電極のみならず、圧電素子21b の全体
にわたっても行い得ることはもちろんである。
説明する。図１は、この発明に適用することができる振
動子の構成例を示す図である。図１(a) は、横断面形状
が三角形、例えば正三角形をなす振動体１の一側面1aに
第１の圧電素子21を貼着するとともに、その側面1aと隣
接する他の側面1bに第２の圧電素子22を貼着することに
よって振動子６を構成したものである。また、図１(b)
に示す振動子６は、横断面形状が四角形、例えば正四角
形をなす振動体１の一側面1cに第１の圧電素子21を貼着
するとともに、その側面1cに隅部を隔てて隣接する他の
側面1dに第２の圧電素子22を貼着したものであり、図１
(c) に示す振動子６は、横断面形状が四角形をなす振動
体１の一側面1cに、一の圧電素子21b を貼着し、この圧
電素子21b の電極を、振動体１の幅方向に二分割してそ
れぞれの分割電極21c, 21dとしたものである。なお、こ
のような分割は、電極のみならず、圧電素子21b の全体
にわたっても行い得ることはもちろんである。
【００１０】図２は、このような振動子６を用いたこの
発明の一実施例を示すブロック線図である。なお、この
例では、図１(a) に示す振動子６を用いることとしてい
るが、他のいずれの振動子６であっても同様に適用し得
ることはもちろんである。ここでは、それぞれの圧電素
子21, 22を、それぞれのインピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2
を介して駆動装置７に接続することにより、駆動装置７
からの交流電圧を、両圧電素子21, 22に同時に印加可能
ならしめる。また、各インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 の
両端部を各差動増幅器23, 24に接続するとともに、それ
ぞれの差動増幅器23, 24を、加算器25を介して駆動装置
７に接続して、それぞれの差動増幅器23, 24からの差動
出力の加算結果を駆動装置７に帰還させることにより、
振動子６に、それぞれのインピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ 2
を流れる電流の和が一定となるような自励振動をもたら
す。そしてさらには、それぞれのインピーダンス素子Ｚ
1 ，Ｚ2 と、それぞれの圧電素子21, 22との接続部を他
の差動増幅器26に接続し、この差動増幅器26を、従来技
術と同様に、同期検波器９および直流増幅器10に順次接
続する。このように構成してなる振動ジャイロでは、振
動子６の、上述したような自励振動によって、それを図
のＸ軸方向に振動させた状態で、その振動子６が、図の
Ｚ軸の廻りに回転されると、振動子６には、コリオリの
力に基づくＹ軸方向の振動が発生し、これにより、イン
ピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧電素子21, 22とのそれぞ
れの接続部の出力電圧に差を生じる。そこで、これらの
両出力電圧を、差動増幅器26に差動増幅することによ
り、コリオリの力の発生に伴う電圧を分離検出すること
ができる。
発明の一実施例を示すブロック線図である。なお、この
例では、図１(a) に示す振動子６を用いることとしてい
るが、他のいずれの振動子６であっても同様に適用し得
ることはもちろんである。ここでは、それぞれの圧電素
子21, 22を、それぞれのインピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2
を介して駆動装置７に接続することにより、駆動装置７
からの交流電圧を、両圧電素子21, 22に同時に印加可能
ならしめる。また、各インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 の
両端部を各差動増幅器23, 24に接続するとともに、それ
ぞれの差動増幅器23, 24を、加算器25を介して駆動装置
７に接続して、それぞれの差動増幅器23, 24からの差動
出力の加算結果を駆動装置７に帰還させることにより、
振動子６に、それぞれのインピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ 2
を流れる電流の和が一定となるような自励振動をもたら
す。そしてさらには、それぞれのインピーダンス素子Ｚ
1 ，Ｚ2 と、それぞれの圧電素子21, 22との接続部を他
の差動増幅器26に接続し、この差動増幅器26を、従来技
術と同様に、同期検波器９および直流増幅器10に順次接
続する。このように構成してなる振動ジャイロでは、振
動子６の、上述したような自励振動によって、それを図
のＸ軸方向に振動させた状態で、その振動子６が、図の
Ｚ軸の廻りに回転されると、振動子６には、コリオリの
力に基づくＹ軸方向の振動が発生し、これにより、イン
ピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧電素子21, 22とのそれぞ
れの接続部の出力電圧に差を生じる。そこで、これらの
両出力電圧を、差動増幅器26に差動増幅することによ
り、コリオリの力の発生に伴う電圧を分離検出すること
ができる。
【００１１】図３は、この発明の他の実施例を示すブロ
ック線図である。この例は、それぞれの差動増幅器23,
24からの差動出力を他の差動増幅器26に入力する点で図
１に示す例とは相違するが、コリオリの力, ひいては角
速度は、図１に示すものと同様に検出することができ
る。
ック線図である。この例は、それぞれの差動増幅器23,
24からの差動出力を他の差動増幅器26に入力する点で図
１に示す例とは相違するが、コリオリの力, ひいては角
速度は、図１に示すものと同様に検出することができ
る。
【００１２】
【発明の効果】以上の述べたところから明らかなよう
に、この発明によれば、振動体の側面に二組の圧電素子
を貼着するだけで、帰還用圧電素子を特別に設けること
なく振動子の自励振動をもたらすことができ、また、角
速度を検出することができる。すなわち、それらの二組
の圧電素子に、駆動, 帰還および検出の三つの機能を発
揮させることができ、それ故に、振動子の組立て, 振動
子へのリード線の接続等の作業を極めて容易に行うこと
ができ、振動ジャイロのコストの低減を図ることができ
る。
に、この発明によれば、振動体の側面に二組の圧電素子
を貼着するだけで、帰還用圧電素子を特別に設けること
なく振動子の自励振動をもたらすことができ、また、角
速度を検出することができる。すなわち、それらの二組
の圧電素子に、駆動, 帰還および検出の三つの機能を発
揮させることができ、それ故に、振動子の組立て, 振動
子へのリード線の接続等の作業を極めて容易に行うこと
ができ、振動ジャイロのコストの低減を図ることができ
る。
【図１】この発明に適用できる振動ジャイロの構成例を
示す図である。
示す図である。
【図２】この発明の一実施例を示すブロック線図であ
る。
る。
【図３】この発明の他の実施例を示すブロック線図であ
る。
る。
【図４】従来例を示すブロック線図である。
【図５】他の従来例を示すブロック線図である。
１ 振動体 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f 側面 ６ 振動子 ７ 駆動装置 ９ 同期検波器 10 直流増幅器 21, 21a, 22, 22a 圧電素子 23, 24, 26 加算器 Ｚ1 ，Ｚ2 インピーダンス素子
Claims (2)
- 【請求項１】 横断面形状が多角形をなす振動体の側面
に二組の圧電素子を貼着して振動子を構成し、この振動
子のそれぞれの組の圧電素子を、それぞれのインピーダ
ンス素子を介して一の振動用駆動手段に接続したところ
において、 各インピーダンス素子の両端部の出力を差動し、それぞ
れの差動出力を加算して前記振動用駆動手段に帰還させ
るとともに、それぞれの組の圧電素子とそれぞれのイン
ピーダンス素子との接続部の出力を差動させて取出すこ
とを特徴とする振動ジャイロ。 - 【請求項２】 横断面形状が多角形をなす振動体の側面
に二組の圧電素子を貼着して振動子を構成し、この振動
子のそれぞれの組の圧電素子を、それぞれのインピーダ
ンス素子を介して一の振動用駆動手段に接続したところ
において、 各インピーダンス素子の両端部の出力を差動し、それぞ
れの差動出力を加算して前記振動用駆動手段に帰還させ
るとともに、それらの差動出力を差動させて取出すこと
を特徴とする振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3277553A JPH05118853A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 振動ジヤイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3277553A JPH05118853A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 振動ジヤイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118853A true JPH05118853A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=17585136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3277553A Pending JPH05118853A (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 振動ジヤイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05118853A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60222715A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Nippon Denso Co Ltd | 振動型角速度検出装置 |
| JPH02266214A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3277553A patent/JPH05118853A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60222715A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Nippon Denso Co Ltd | 振動型角速度検出装置 |
| JPH02266214A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
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