JPH05288554A - Vibrating gyroscope - Google Patents

Vibrating gyroscope

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Publication number
JPH05288554A
JPH05288554A JP4118354A JP11835492A JPH05288554A JP H05288554 A JPH05288554 A JP H05288554A JP 4118354 A JP4118354 A JP 4118354A JP 11835492 A JP11835492 A JP 11835492A JP H05288554 A JPH05288554 A JP H05288554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrating body
vibrating
piezoelectric elements
piezoelectric element
divided
Prior art date
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Pending
Application number
JP4118354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nakamura
村 武 中
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP4118354A priority Critical patent/JPH05288554A/en
Publication of JPH05288554A publication Critical patent/JPH05288554A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a vibrating gyroscope capable of accurately measuring the rotational angular velocity without reducing sensitivity when the ambient temperature is changed. CONSTITUTION:A vibrating gyroscope 10 contains a vibrator 12. The vibrator 12 is formed into a triangle pole shape with a constant-elasticity metal material. Piezoelectric elements 14, 16, 18 are formed at the center sections of side faces of the vibrator 12. The piezoelectric elements 14, 16, 18 are divided at the center section in the longitudinal direction of the vibrator 12 respectively. The divided piezoelectric elements 14, 16, 18 are connected with lead wires 20 made of a soft material such as gold.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は振動ジャイロに関し、
特にたとえば、角速度を検知することにより移動体の位
置を検出して適切な誘導を行うナビゲーションシステ
ム、あるいは外的振動を検知して適切な制振を行うヨー
レートセンサなどに応用できる振動ジャイロに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration gyro,
In particular, for example, the present invention relates to a vibration gyro that can be applied to a navigation system that detects the position of a moving body by detecting an angular velocity and performs appropriate guidance, or a yaw rate sensor that detects external vibration and appropriately suppresses vibration.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4(A)はこの発明の背景となる従来
の振動ジャイロを示す斜視図であり、図4(B)はその
断面図である。この振動ジャイロ1は振動体2を含む。
振動体2は、たとえば恒弾性金属材料で、正3角柱状に
形成される。振動体2の側面の中央部には、それぞれ圧
電素子3,4,5が形成される。圧電素子3,4,5
は、たとえば圧電セラミックの両面に電極を形成したも
のである。そして、この圧電素子3,4,5が、接着剤
などによって、振動体2の側面に接着される。2つの圧
電素子3,4が、駆動用および出力信号検出用として用
いられる。また、もう1つの圧電素子5は、帰還用とし
て用いられる。
2. Description of the Related Art FIG. 4 (A) is a perspective view showing a conventional vibrating gyro which is the background of the present invention, and FIG. 4 (B) is a sectional view thereof. The vibrating gyro 1 includes a vibrating body 2.
The vibrating body 2 is made of, for example, a constant elastic metal material and is formed into a regular triangular prism shape. Piezoelectric elements 3, 4, and 5 are formed in the central portions of the side surfaces of the vibrating body 2, respectively. Piezoelectric elements 3, 4, 5
Is, for example, one in which electrodes are formed on both surfaces of a piezoelectric ceramic. Then, the piezoelectric elements 3, 4, 5 are adhered to the side surface of the vibrating body 2 with an adhesive or the like. The two piezoelectric elements 3 and 4 are used for driving and detecting an output signal. The other piezoelectric element 5 is used for feedback.

【0003】この振動ジャイロ1では、駆動用の圧電素
子3,4と帰還用の圧電素子5との間に、自励振駆動す
るための帰還ループとして発振回路などが接続される。
この発振回路からの信号によって、振動体2は帰還用の
圧電素子5形成面に直交する方向に屈曲振動する。この
状態で、振動ジャイロ1が回転すれば、出力信号検出用
の2つの圧電素子3,4間に出力差が生じ、その出力差
を測定することによって回転角速度を検知することがで
きる。
In this vibration gyro 1, an oscillation circuit or the like is connected between the driving piezoelectric elements 3 and 4 and the feedback piezoelectric element 5 as a feedback loop for self-excited driving.
The oscillator 2 flexurally vibrates in the direction orthogonal to the surface on which the feedback piezoelectric element 5 is formed by the signal from the oscillation circuit. When the vibration gyro 1 rotates in this state, an output difference occurs between the two piezoelectric elements 3 and 4 for detecting the output signal, and the rotational angular velocity can be detected by measuring the output difference.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような振動ジャイ
ロでは、振動体,圧電素子および圧電素子を接着するた
めの接着剤の線膨張係数が、それぞれ異なる。そのた
め、振動ジャイロの周囲の温度変化によって、振動体に
応力が働く。特に、振動体が屈曲振動すると、図5に示
すように、振動体の長さ方向の中央部の変位が最大とな
る。そのため、振動体の長さ方向の中央部に置いて、応
力の影響が大きくなる。この応力が振動体の屈曲振動に
影響を及ぼし、測定する回転角速度に誤差が生ずる可能
性がある。
In such a vibration gyro, the linear expansion coefficient of the vibrating body, the piezoelectric element, and the adhesive for bonding the piezoelectric element are different from each other. Therefore, stress acts on the vibrating body due to the temperature change around the vibrating gyro. In particular, when the vibrating body bends and vibrates, as shown in FIG. 5, the displacement of the central portion of the vibrating body in the longitudinal direction becomes maximum. Therefore, the influence of stress becomes large when the vibrator is placed at the center in the length direction. This stress affects the flexural vibration of the vibrating body, which may cause an error in the measured rotational angular velocity.

【0005】それゆえに、この発明の主たる目的は、周
囲の温度が変化しても、感度を落とさずに、正確に回転
角速度を測定することができる振動ジャイロを提供する
ことである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a vibrating gyroscope capable of accurately measuring the rotational angular velocity without lowering the sensitivity even when the ambient temperature changes.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、多角柱状の
振動体と、振動体の側面に形成される圧電素子とを含
み、振動体の長さ方向の中央部において圧電素子が分割
された振動ジャイロである。
According to the present invention, a vibrating body having a polygonal prism shape and a piezoelectric element formed on a side surface of the vibrating body are provided, and the piezoelectric element is divided at a central portion in a length direction of the vibrating body. It is a vibrating gyro.

【0007】[0007]

【作用】圧電素子が分割されていることにより、一体的
に形成された圧電素子に比べて、振動体に与える応力が
分散される。また、振動体の長さ方向の中央部の変位が
最大となる部分において、圧電素子が分割されているた
め、振動体の変位が最大となる部分に応力がかからな
い。
Since the piezoelectric element is divided, the stress applied to the vibrating body is dispersed as compared with the integrally formed piezoelectric element. Further, since the piezoelectric element is divided at the portion where the displacement of the central portion of the vibrating body in the length direction is maximum, stress is not applied to the portion where the displacement of the vibrating body is maximum.

【0008】[0008]

【発明の効果】この発明によれば、周囲の温度変化によ
って振動体にかかる応力が分散されるため、振動体の屈
曲振動に与える影響が少ない。しかも、振動体の屈曲振
動の変位が最大となる部分に応力がかからないため、圧
電素子によって振動体の屈曲振動に与えられる影響が少
ない。そのため、振動ジャイロに加わった回転角速度を
正確に測定することができる。また、分割された圧電素
子はリード線で接続されているため、感度も良好に保つ
ことができる。
According to the present invention, since the stress applied to the vibrating body is dispersed by the change in the ambient temperature, the flexural vibration of the vibrating body is less affected. In addition, since no stress is applied to the portion where the flexural vibration of the vibrating body has the maximum displacement, the piezoelectric element has little influence on the flexural vibration of the vibrating body. Therefore, the rotational angular velocity applied to the vibration gyro can be accurately measured. Further, since the divided piezoelectric elements are connected by the lead wires, the sensitivity can be kept good.

【0009】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
The above-mentioned objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.

【0010】[0010]

【実施例】図1(A)はこの発明の一実施例を示す斜視
図であり、図1(B)は図1(A)の線IB−IBにお
ける断面図である。振動ジャイロ10は、振動体12を
含む。振動体12は、たとえば恒弾性金属材料などで、
正3角柱状に形成される。振動体12の側面には、それ
ぞれ圧電素子14,16,18が形成される。圧電素子
14は、たとえば圧電体14aを含み、この圧電体14
aの両面に電極14b,14cが形成される。そして、
一方の電極14cが、接着剤などによって、振動体12
の側面に接着される。同様に、圧電素子16,18は、
それぞれ圧電体16a,18aを含み、これらの圧電体
16a,18aの両面に電極16b,16cおよび電極
18b,18cが形成される。そして、これらの一方の
電極16cおよび電極18cが、振動体12の側面に接
着される。
1A is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A. The vibrating gyro 10 includes a vibrating body 12. The vibrating body 12 is, for example, a constant elastic metal material,
It is formed in a regular triangular prism shape. Piezoelectric elements 14, 16 and 18 are formed on the side surfaces of the vibrating body 12, respectively. The piezoelectric element 14 includes, for example, a piezoelectric body 14a.
Electrodes 14b and 14c are formed on both surfaces of a. And
One of the electrodes 14c is attached to the vibrating body 12 by an adhesive or the like.
Glued to the sides of. Similarly, the piezoelectric elements 16 and 18 are
The piezoelectric bodies 16a and 18a are included, and electrodes 16b and 16c and electrodes 18b and 18c are formed on both surfaces of the piezoelectric bodies 16a and 18a. Then, one of the electrodes 16c and 18c is bonded to the side surface of the vibrating body 12.

【0011】圧電素子14,16,18は、図2に示す
ように、振動体12の長さ方向の中央部において、それ
ぞれ2つに分割されている。そして、分割された圧電素
子14は、たとえば金などの軟らかい金属で形成された
リード線20で接続される。同様に、分割された圧電素
子16がリード線20で接続され、分割された圧電素子
18もリード線20で接続される。リード線20は外部
に引き出され、発振回路や出力信号検出回路などに接続
される。この振動ジャイロ10では、2つの圧電素子1
4,16が駆動用および出力信号検出用として使用さ
れ、別の圧電素子18が帰還用として使用される。な
お、分割された圧電素子間のリード線20上には、リー
ド線20の振動を抑えるために、ダンピング材などを塗
布してもよい。
As shown in FIG. 2, each of the piezoelectric elements 14, 16 and 18 is divided into two at the center of the vibrating body 12 in the longitudinal direction. Then, the divided piezoelectric elements 14 are connected by the lead wires 20 formed of a soft metal such as gold. Similarly, the divided piezoelectric element 16 is connected by the lead wire 20, and the divided piezoelectric element 18 is also connected by the lead wire 20. The lead wire 20 is drawn to the outside and connected to an oscillation circuit, an output signal detection circuit, and the like. In this vibrating gyro 10, two piezoelectric elements 1
4, 16 are used for driving and detecting an output signal, and another piezoelectric element 18 is used for feedback. A damping material or the like may be applied to the lead wires 20 between the divided piezoelectric elements in order to suppress the vibration of the lead wires 20.

【0012】この振動ジャイロ10では、駆動用として
用いられる圧電素子14,16と帰還用の圧電素子18
との間に、自励振駆動するための帰還ループとして発振
回路などが接続される。したがって、発振回路からの信
号によって、振動体12は、帰還用の圧電素子18形成
面に直交する方向に屈曲振動する。
In this vibrating gyro 10, the piezoelectric elements 14 and 16 used for driving and the piezoelectric element 18 for feedback are used.
An oscillation circuit or the like is connected as a feedback loop for self-excited driving. Therefore, the vibrating body 12 flexurally vibrates in the direction orthogonal to the surface on which the feedback piezoelectric element 18 is formed, in response to the signal from the oscillation circuit.

【0013】この状態で、振動ジャイロ10がその軸方
向を中心として回転すると、コリオリ力によって振動体
12の振動方向が変わり、出力信号検出用として用いら
れる圧電素子14,16に発生する電圧に差が生じる。
したがって、これらの圧電素子14,16の出力電圧の
差を検出すれば、大きな出力を得ることができる。この
出力を測定することによって、振動ジャイロ10に加わ
った回転角速度を検出することができる。
In this state, when the vibrating gyroscope 10 rotates about its axial direction, the Coriolis force changes the vibrating direction of the vibrating body 12, resulting in a difference in voltage generated between the piezoelectric elements 14 and 16 used for detecting the output signal. Occurs.
Therefore, a large output can be obtained by detecting the difference between the output voltages of the piezoelectric elements 14 and 16. By measuring this output, the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 10 can be detected.

【0014】この振動ジャイロ10では、振動体12の
長さ方向の中央部において、圧電素子14,16,18
が分割されているため、周囲の温度が変化しても、振動
体12,圧電素子14,16,18およびこれらを接着
するための接着剤の線膨張係数の差によって振動体12
に働く応力が分散される。また、図3に示すように、振
動体12が屈曲振動している場合、振動体12の長さ方
向の中央部の変位が最大となるが、この部分に圧電素子
が存在しない。そのため、圧電素子による振動体12の
屈曲振動への影響が少ない。これらのことから、この振
動ジャイロ10は、周囲の温度が変化しても正確に回転
角速度を測定することができる。しかも、分割された圧
電素子はリード線で接続されているため、感度を良好に
保つことができる。
In this vibrating gyroscope 10, the piezoelectric elements 14, 16 and 18 are provided at the center of the vibrating body 12 in the longitudinal direction.
Since the vibrating body 12 is divided, even if the ambient temperature changes, the vibrating body 12 and the piezoelectric elements 14, 16 and 18 and the viscous body 12 due to the difference in the coefficient of linear expansion of the adhesive for bonding them
The stress acting on is dispersed. Further, as shown in FIG. 3, when the vibrating body 12 is flexurally vibrating, the displacement of the central portion in the longitudinal direction of the vibrating body 12 is maximum, but there is no piezoelectric element in this portion. Therefore, the piezoelectric element has little influence on the flexural vibration of the vibrating body 12. From these facts, the vibration gyro 10 can accurately measure the rotational angular velocity even if the ambient temperature changes. Moreover, since the divided piezoelectric elements are connected by the lead wires, the sensitivity can be kept good.

【0015】なお、上述の実施例では、振動体12を正
3角柱状に形成したが、振動体12の形状としては他の
多角柱状であってもよい。
Although the vibrating body 12 is formed in the shape of a regular triangular prism in the above-mentioned embodiment, the vibrating body 12 may have another polygonal column shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、(B)は(A)の線IB−IBにおける断面図であ
る。
FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line IB-IB in FIG.

【図2】図1に示す振動ジャイロの側面図である。FIG. 2 is a side view of the vibrating gyro shown in FIG.

【図3】図1に示す振動ジャイロが屈曲振動している状
態を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a state where the vibrating gyro shown in FIG. 1 is flexibly vibrating.

【図4】(A)はこの発明の背景となる従来の振動ジャ
イロの一例を示す斜視図であり、(B)はその断面図で
ある。
FIG. 4A is a perspective view showing an example of a conventional vibrating gyro, which is the background of the present invention, and FIG. 4B is a sectional view thereof.

【図5】図4に示す従来の振動ジャイロが屈曲振動して
いる状態を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing a state in which the conventional vibrating gyro shown in FIG. 4 is flexibly vibrating.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 振動ジャイロ 12 振動体 14,16,18 圧電素子 10 vibrating gyro 12 vibrating body 14, 16, 18 piezoelectric element

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多角柱状の振動体と、前記振動体の側面
に形成される圧電素子とを含み、 前記振動体の長さ方向の中央部において前記圧電素子が
分割された、振動ジャイロ。
1. A vibrating gyroscope comprising a vibrating body having a polygonal prism shape and a piezoelectric element formed on a side surface of the vibrating body, wherein the piezoelectric element is divided at a central portion in a longitudinal direction of the vibrating body.
JP4118354A 1992-04-10 1992-04-10 Vibrating gyroscope Pending JPH05288554A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4118354A JPH05288554A (en) 1992-04-10 1992-04-10 Vibrating gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4118354A JPH05288554A (en) 1992-04-10 1992-04-10 Vibrating gyroscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05288554A true JPH05288554A (en) 1993-11-02

Family

ID=14734628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4118354A Pending JPH05288554A (en) 1992-04-10 1992-04-10 Vibrating gyroscope

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JP (1) JPH05288554A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0664440A1 (en) * 1994-01-20 1995-07-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. A method for manufacturing a vibrator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0664440A1 (en) * 1994-01-20 1995-07-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. A method for manufacturing a vibrator

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