JPH0545167A - 振動ジヤイロ - Google Patents
振動ジヤイロInfo
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- JPH0545167A JPH0545167A JP3228290A JP22829091A JPH0545167A JP H0545167 A JPH0545167 A JP H0545167A JP 3228290 A JP3228290 A JP 3228290A JP 22829091 A JP22829091 A JP 22829091A JP H0545167 A JPH0545167 A JP H0545167A
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- 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
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- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動体が反っても回転角速度を正確に検出す
ることができる、振動ジャイロを提供する。 【構成】 振動ジャイロ１０は、たとえば正３角柱状の
振動体１２を含み、振動体１２の２つの側面には、２つ
の駆動用かつ検出用の圧電素子１４ａおよび１４ｂが形
成される。これらの圧電素子には、発振回路３０の出力
端が接続される。さらに、これらの圧電素子は、それら
の出力を検出する検出回路としての差動増幅器３４の２
つの入力端にそれぞれ接続される。差動増幅器３４の出
力端は、同期検波回路３８および平滑回路４０などを介
して、合成回路としての差動増幅回路４２の一方の入力
端に接続される。さらに、差動増幅器３４の出力端は、
積分回路４６および増幅回路４８などを介して、合成回
路の他方の入力端に接続される。
ることができる、振動ジャイロを提供する。 【構成】 振動ジャイロ１０は、たとえば正３角柱状の
振動体１２を含み、振動体１２の２つの側面には、２つ
の駆動用かつ検出用の圧電素子１４ａおよび１４ｂが形
成される。これらの圧電素子には、発振回路３０の出力
端が接続される。さらに、これらの圧電素子は、それら
の出力を検出する検出回路としての差動増幅器３４の２
つの入力端にそれぞれ接続される。差動増幅器３４の出
力端は、同期検波回路３８および平滑回路４０などを介
して、合成回路としての差動増幅回路４２の一方の入力
端に接続される。さらに、差動増幅器３４の出力端は、
積分回路４６および増幅回路４８などを介して、合成回
路の他方の入力端に接続される。
Description
【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、柱状の振動体と振動体の側面に形成され振動体の
振動を検出するための２つの検出用の圧電素子とを有
し、たとえば自動車のナビゲーションシステムやビデオ
カメラの手ぶれ防止用などに用いられる、振動ジャイロ
に関する。
特に、柱状の振動体と振動体の側面に形成され振動体の
振動を検出するための２つの検出用の圧電素子とを有
し、たとえば自動車のナビゲーションシステムやビデオ
カメラの手ぶれ防止用などに用いられる、振動ジャイロ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の振動ジャイロでは、振動
体に振動が与えられる。この状態で、ほぼ同じ大きさの
正弦波信号が、２つの検出用の圧電素子から出力され
る。そして、振動体の軸を中心として回転すると、コリ
オリ力によって、振動体の振動方向が変化し、回転角速
度に応じて、一方の検出用の圧電素子からの出力信号の
電圧が大きくなり、他方の検出用の圧電素子からの出力
信号の電圧が小さくなる。そのため、２つの検出用の圧
電素子の出力信号の電圧差によって、回転角速度が検出
される。
体に振動が与えられる。この状態で、ほぼ同じ大きさの
正弦波信号が、２つの検出用の圧電素子から出力され
る。そして、振動体の軸を中心として回転すると、コリ
オリ力によって、振動体の振動方向が変化し、回転角速
度に応じて、一方の検出用の圧電素子からの出力信号の
電圧が大きくなり、他方の検出用の圧電素子からの出力
信号の電圧が小さくなる。そのため、２つの検出用の圧
電素子の出力信号の電圧差によって、回転角速度が検出
される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の振動
ジャイロでは、初期的には回転角速度を正確に検出する
ことができるが、温度変化によって振動体が反った場
合、その反りに応じた大きさの信号が、たとえば、一方
の検出用の圧電素子の出力信号に加算されるとともに他
方の検出用の圧電素子の出力信号から減算され、回転角
速度を正確に検出することができなくなってしまうとい
う問題を有する。なお、振動体の反りは、振動体の加工
歪、振動体およびそれに形成される圧電素子の線膨張係
数の違い、あるいは組立精度に起因する。このように従
来の振動ジャイロでは、振動子の反りが回転角速度によ
るものか温度変化によるものかを見分けることができな
かった。
ジャイロでは、初期的には回転角速度を正確に検出する
ことができるが、温度変化によって振動体が反った場
合、その反りに応じた大きさの信号が、たとえば、一方
の検出用の圧電素子の出力信号に加算されるとともに他
方の検出用の圧電素子の出力信号から減算され、回転角
速度を正確に検出することができなくなってしまうとい
う問題を有する。なお、振動体の反りは、振動体の加工
歪、振動体およびそれに形成される圧電素子の線膨張係
数の違い、あるいは組立精度に起因する。このように従
来の振動ジャイロでは、振動子の反りが回転角速度によ
るものか温度変化によるものかを見分けることができな
かった。
【０００４】このような問題を解決するために、振動体
の近傍にヒータを設けて振動体の温度を一定に保つこと
が考えられるが、消費電力が増え、形状が大きくなり、
安定化に多くの時間がかかってしまう。また、温度変化
による特性の変化を補償するための回路が工夫されてい
るが、圧電素子ごとの特性の違いや補正できる特性に限
度があり、決め手とはならない。
の近傍にヒータを設けて振動体の温度を一定に保つこと
が考えられるが、消費電力が増え、形状が大きくなり、
安定化に多くの時間がかかってしまう。また、温度変化
による特性の変化を補償するための回路が工夫されてい
るが、圧電素子ごとの特性の違いや補正できる特性に限
度があり、決め手とはならない。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、振
動体が反っても回転角速度を正確に検出することができ
る、振動ジャイロを提供することである。
動体が反っても回転角速度を正確に検出することができ
る、振動ジャイロを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、柱状の振動
体と、振動体を振動するための発振回路と、振動体の側
面に形成され、振動体の振動を検出するための２つの検
出用の圧電素子と、その２つの入力端が２つの検出用の
圧電素子にそれぞれ接続され、２つの検出用の圧電素子
の出力信号の差を検出するための検出回路と、その入力
端が検出回路の出力端に接続され、検出回路の出力を振
動体の振動に同期して検波するための同期検波回路と、
その入力端が同期検波回路の出力端に接続され、同期検
波回路の出力を平滑するための平滑回路と、その入力端
が検出回路の出力端に接続され、検出回路の出力を積分
するための積分回路と、一方の入力端が平滑回路の出力
端に接続され、他方の入力端が積分回路の出力端に接続
され、平滑回路の出力および積分回路の出力を合成する
ための合成回路とを含む、振動ジャイロである。
体と、振動体を振動するための発振回路と、振動体の側
面に形成され、振動体の振動を検出するための２つの検
出用の圧電素子と、その２つの入力端が２つの検出用の
圧電素子にそれぞれ接続され、２つの検出用の圧電素子
の出力信号の差を検出するための検出回路と、その入力
端が検出回路の出力端に接続され、検出回路の出力を振
動体の振動に同期して検波するための同期検波回路と、
その入力端が同期検波回路の出力端に接続され、同期検
波回路の出力を平滑するための平滑回路と、その入力端
が検出回路の出力端に接続され、検出回路の出力を積分
するための積分回路と、一方の入力端が平滑回路の出力
端に接続され、他方の入力端が積分回路の出力端に接続
され、平滑回路の出力および積分回路の出力を合成する
ための合成回路とを含む、振動ジャイロである。
【０００７】
【作用】発振回路によって、振動体が振動される。この
状態で、２つの検出用の圧電素子からは、それぞれ、振
動体の振動に応じた正弦波信号が出力される。これらの
出力信号は、振動体の回転角速度に応じて、一方の出力
信号の電圧が大きくなり、他方の出力信号の電圧が小さ
くなる。また、振動体が反った場合、その反りに応じた
大きさの誤差信号が、検出用の圧電素子の出力信号に重
畳される。そして、これらの出力信号の差が、検出回路
から出力される。したがって、検出回路の出力は、振動
体の回転角速度に応じた大きさのコリオリ信号と振動体
の反り応じた大きさの誤差信号とを含む。
状態で、２つの検出用の圧電素子からは、それぞれ、振
動体の振動に応じた正弦波信号が出力される。これらの
出力信号は、振動体の回転角速度に応じて、一方の出力
信号の電圧が大きくなり、他方の出力信号の電圧が小さ
くなる。また、振動体が反った場合、その反りに応じた
大きさの誤差信号が、検出用の圧電素子の出力信号に重
畳される。そして、これらの出力信号の差が、検出回路
から出力される。したがって、検出回路の出力は、振動
体の回転角速度に応じた大きさのコリオリ信号と振動体
の反り応じた大きさの誤差信号とを含む。
【０００８】検出回路の出力は、同期検波回路によっ
て、振動体の振動に同期して検波され、検波された出力
は、平滑回路で平滑される。したがって、平滑回路の出
力は、振動体の回転角速度に応じた大きさのコリオリ信
号以外に、振動体の反りに応じた大きさの誤差信号を含
む。
て、振動体の振動に同期して検波され、検波された出力
は、平滑回路で平滑される。したがって、平滑回路の出
力は、振動体の回転角速度に応じた大きさのコリオリ信
号以外に、振動体の反りに応じた大きさの誤差信号を含
む。
【０００９】また、検出回路の出力は、積分回路で積分
される。したがって、振動体の回転角速度に応じたコリ
オリ信号および誤差信号の交流分が取り除かれ、積分回
路の出力は、振動体の反りに応じた大きさの直流信号と
なる。
される。したがって、振動体の回転角速度に応じたコリ
オリ信号および誤差信号の交流分が取り除かれ、積分回
路の出力は、振動体の反りに応じた大きさの直流信号と
なる。
【００１０】そして、平滑回路の出力と積分回路の出力
とが、合成回路で合成される。この場合、平滑回路の出
力中の振動体の反りに応じた大きさの信号が、積分回路
の出力すなわち振動体の反りに応じた大きさの信号で相
殺される。したがって、合成回路の出力は、振動体の回
転角速度に応じた大きさの信号となる。
とが、合成回路で合成される。この場合、平滑回路の出
力中の振動体の反りに応じた大きさの信号が、積分回路
の出力すなわち振動体の反りに応じた大きさの信号で相
殺される。したがって、合成回路の出力は、振動体の回
転角速度に応じた大きさの信号となる。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、振動体が反っても回
転角速度を正確に検出することができる、振動ジャイロ
が得られる。
転角速度を正確に検出することができる、振動ジャイロ
が得られる。
【００１２】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。
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。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すブロック回
路図である。この振動ジャイロ１０は、たとえば正３角
柱状の振動体１２を含む。この振動体１２は、たとえば
エリンバ，鉄−ニッケル合金，石英，ガラス，水晶，セ
ラミックなど、一般的に機械的な振動を生じる材料で形
成される。
路図である。この振動ジャイロ１０は、たとえば正３角
柱状の振動体１２を含む。この振動体１２は、たとえば
エリンバ，鉄−ニッケル合金，石英，ガラス，水晶，セ
ラミックなど、一般的に機械的な振動を生じる材料で形
成される。
【００１４】この振動体１２には、その３つの側面の中
央部にそれぞれ圧電素子１４ａ，１４ｂおよび１４ｃが
形成される。圧電素子１４ａは、たとえば磁器からなる
圧電層１６を含み、圧電層１６の両主面にはそれぞれ電
極１８および２０が形成される。なお、これらの電極１
８および２０は、たとえば金，銀，アルミニウム，ニッ
ケル，銅−ニッケル合金（モネルメタル）などの電極材
料で、たとえばスパッタリング，蒸着等の薄膜技術であ
るいはその材料によっては印刷技術で形成される。同様
に、他の圧電素子１４ｂおよび１４ｃも、それぞれ、た
とえば磁器からなる圧電層１６を含み、それらの圧電層
１６の両主面にも、電極１８および２０が、それぞれ形
成される。そして、これらの圧電素子１４ａ〜１４ｃの
一方の電極１８が、たとえば接着剤で振動体１２に接着
される。
央部にそれぞれ圧電素子１４ａ，１４ｂおよび１４ｃが
形成される。圧電素子１４ａは、たとえば磁器からなる
圧電層１６を含み、圧電層１６の両主面にはそれぞれ電
極１８および２０が形成される。なお、これらの電極１
８および２０は、たとえば金，銀，アルミニウム，ニッ
ケル，銅−ニッケル合金（モネルメタル）などの電極材
料で、たとえばスパッタリング，蒸着等の薄膜技術であ
るいはその材料によっては印刷技術で形成される。同様
に、他の圧電素子１４ｂおよび１４ｃも、それぞれ、た
とえば磁器からなる圧電層１６を含み、それらの圧電層
１６の両主面にも、電極１８および２０が、それぞれ形
成される。そして、これらの圧電素子１４ａ〜１４ｃの
一方の電極１８が、たとえば接着剤で振動体１２に接着
される。
【００１５】この実施例では、たとえば、２つの圧電素
子１４ａおよび１４ｂが駆動用かつ検出用に用いられ、
他の圧電素子１４ｃが帰還用に用いられる。
子１４ａおよび１４ｂが駆動用かつ検出用に用いられ、
他の圧電素子１４ｃが帰還用に用いられる。
【００１６】帰還用の圧電素子１４ｃと、駆動用かつ検
出用の圧電素子１４ａおよび１４ｂとの間には、振動体
１２を自励振駆動するための帰還ループとして発振回路
３０が接続される。この場合、帰還用の圧電素子１４ｃ
が発振回路３０の入力端３０ａに接続され、発振回路３
０の第１の出力端３０ｂが、抵抗器３２ａおよび３２ｂ
を介して、駆動用かつ検出用の圧電素子１４ａおよび１
４ｂに、それぞれ接続される。
出用の圧電素子１４ａおよび１４ｂとの間には、振動体
１２を自励振駆動するための帰還ループとして発振回路
３０が接続される。この場合、帰還用の圧電素子１４ｃ
が発振回路３０の入力端３０ａに接続され、発振回路３
０の第１の出力端３０ｂが、抵抗器３２ａおよび３２ｂ
を介して、駆動用かつ検出用の圧電素子１４ａおよび１
４ｂに、それぞれ接続される。
【００１７】さらに、２つの圧電素子１４ａおよび１４
ｂは、検出回路としてたとえばオペアンプからなる差動
増幅器３４の非反転入力端３４ａおよび反転入力端３４
ｂに、それぞれ接続される。この差動増幅器３４は、そ
れらの圧電素子１４ａおよび１４ｂの出力信号の差を検
出するためのものである。
ｂは、検出回路としてたとえばオペアンプからなる差動
増幅器３４の非反転入力端３４ａおよび反転入力端３４
ｂに、それぞれ接続される。この差動増幅器３４は、そ
れらの圧電素子１４ａおよび１４ｂの出力信号の差を検
出するためのものである。
【００１８】差動増幅器３４の出力端３４ｃは、結合用
のコンデンサ３６を介して、たとえばトランジスタやサ
イリスタなどのスイッチング素子を有する同期検波回路
３８の第１の入力端３８ａに接続される。また、この同
期検波回路３８の第２の入力端３８ｂには、発振回路３
０の同期信号を出力する第２の出力端３０ｃが接続され
る。この同期検波回路３８は、差動増幅器３４の出力
を、発振回路３０による振動体１２の振動に同期して、
検波するためのものである。
のコンデンサ３６を介して、たとえばトランジスタやサ
イリスタなどのスイッチング素子を有する同期検波回路
３８の第１の入力端３８ａに接続される。また、この同
期検波回路３８の第２の入力端３８ｂには、発振回路３
０の同期信号を出力する第２の出力端３０ｃが接続され
る。この同期検波回路３８は、差動増幅器３４の出力
を、発振回路３０による振動体１２の振動に同期して、
検波するためのものである。
【００１９】同期検波回路３８の出力端３８ｃは、たと
えばＲＣフィルタからなる平滑回路４０の入力端４０ａ
に接続される。この平滑回路４０は、同期検波回路３８
の出力を平滑するためのものである。
えばＲＣフィルタからなる平滑回路４０の入力端４０ａ
に接続される。この平滑回路４０は、同期検波回路３８
の出力を平滑するためのものである。
【００２０】平滑回路４０の出力端４０ｂは、合成回路
としての差動増幅回路４２の一方の入力端に接続され
る。この実施例では、差動増幅回路４２は、たとえばオ
ペアンプ４４を有し、オペアンプ４４の非反転入力端４
４ａに、平滑回路４０の出力端４０ｂが接続される。こ
の差動増幅回路４２は、平滑回路４０の出力から後述の
増幅回路４８の出力を減算するように、それらの出力を
合成するためのものである。
としての差動増幅回路４２の一方の入力端に接続され
る。この実施例では、差動増幅回路４２は、たとえばオ
ペアンプ４４を有し、オペアンプ４４の非反転入力端４
４ａに、平滑回路４０の出力端４０ｂが接続される。こ
の差動増幅回路４２は、平滑回路４０の出力から後述の
増幅回路４８の出力を減算するように、それらの出力を
合成するためのものである。
【００２１】さらに、上述の差動増幅器３４の出力端３
４ｂは、たとえば２段のＲＣローパスフィルタからなる
積分回路４６の入力端４６ａに接続される。この積分回
路４６は、差動増幅器３４の出力を積分するためのもの
である。
４ｂは、たとえば２段のＲＣローパスフィルタからなる
積分回路４６の入力端４６ａに接続される。この積分回
路４６は、差動増幅器３４の出力を積分するためのもの
である。
【００２２】積分回路４６の出力端４６ｂは、増幅回路
４８の入力端４８ａに接続される。この増幅回路４８
は、積分回路４６の出力を増幅するためのものである。
４８の入力端４８ａに接続される。この増幅回路４８
は、積分回路４６の出力を増幅するためのものである。
【００２３】増幅回路４８の出力端４８ｂは、可変抵抗
器５０の可動端５０ａに接続される。この可変抵抗器５
０の２つの固定端５０ｂおよび５０ｃは、上述の差動増
幅回路４２の２つの入力端すなわちオペアンプ４４の非
反転入力端４４ａおよび反転入力端４４ｂに、それぞれ
接続される。また、可変抵抗器５０の一方の固定端５０
ｃは、抵抗器５２を介して接地される。これら可変抵抗
器５０および抵抗器５２は、増幅回路４８の出力を所定
の大きさに分圧した形で、差動増幅回路４２の他方の入
力端すなわちオペアンプ４４の反転入力端４４ｂに与え
るためのものである。
器５０の可動端５０ａに接続される。この可変抵抗器５
０の２つの固定端５０ｂおよび５０ｃは、上述の差動増
幅回路４２の２つの入力端すなわちオペアンプ４４の非
反転入力端４４ａおよび反転入力端４４ｂに、それぞれ
接続される。また、可変抵抗器５０の一方の固定端５０
ｃは、抵抗器５２を介して接地される。これら可変抵抗
器５０および抵抗器５２は、増幅回路４８の出力を所定
の大きさに分圧した形で、差動増幅回路４２の他方の入
力端すなわちオペアンプ４４の反転入力端４４ｂに与え
るためのものである。
【００２４】次に、図２などを参照して、この振動ジャ
イロ１０の動作について説明する。なお、図２はこの振
動ジャイロ１０において振動体１２に反りが生じた場合
の回転時の各部の出力の一例を示すグラフであり、
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）およ
び（Ｇ）は、一方の検出用の圧電素子１４ａ，他方の検
出用の圧電素子１４ｂ，差動増幅器３４，同期検波回路
３８，平滑回路４０，積分回路４６および差動増幅回路
４２のそれぞれの出力を示す。
イロ１０の動作について説明する。なお、図２はこの振
動ジャイロ１０において振動体１２に反りが生じた場合
の回転時の各部の出力の一例を示すグラフであり、
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）およ
び（Ｇ）は、一方の検出用の圧電素子１４ａ，他方の検
出用の圧電素子１４ｂ，差動増幅器３４，同期検波回路
３８，平滑回路４０，積分回路４６および差動増幅回路
４２のそれぞれの出力を示す。
【００２５】この振動ジャイロ１０では、発振回路３０
によって、２つの圧電素子１４ａおよび１４ｂに駆動信
号が与えられる。そのため、振動体１２が、圧電素子１
４ｃの主面に直交する方向に振動する。この状態で、２
つの圧電素子１４ａおよび１４ｂからは、それぞれ、振
動体１２の振動に応じたほぼ同じ大きさの正弦波信号が
出力される。これらの出力信号は、振動体１２の回転角
速度に応じて、たとえば、一方の検出用の圧電素子１４
ａの出力信号の電圧が大きくなり、他方の検出用の圧電
素子１４ｂの出力信号の電圧が小さくなる。また、振動
体１２が温度変化などによって反った場合、その反りに
応じた大きさの誤差信号が、検出用の圧電素子１４ａお
よび１４ｂの出力信号に重畳される。
によって、２つの圧電素子１４ａおよび１４ｂに駆動信
号が与えられる。そのため、振動体１２が、圧電素子１
４ｃの主面に直交する方向に振動する。この状態で、２
つの圧電素子１４ａおよび１４ｂからは、それぞれ、振
動体１２の振動に応じたほぼ同じ大きさの正弦波信号が
出力される。これらの出力信号は、振動体１２の回転角
速度に応じて、たとえば、一方の検出用の圧電素子１４
ａの出力信号の電圧が大きくなり、他方の検出用の圧電
素子１４ｂの出力信号の電圧が小さくなる。また、振動
体１２が温度変化などによって反った場合、その反りに
応じた大きさの誤差信号が、検出用の圧電素子１４ａお
よび１４ｂの出力信号に重畳される。
【００２６】そして、２つの圧電素子１４ａおよび１４
ｂの出力信号の差が、検出回路としての差動増幅器３４
から出力される。したがって、差動増幅器３４の出力
は、振動体１２の回転角速度に応じた大きさのコリオリ
信号と振動体１２の反りに応じた大きさの誤差信号とを
含む。
ｂの出力信号の差が、検出回路としての差動増幅器３４
から出力される。したがって、差動増幅器３４の出力
は、振動体１２の回転角速度に応じた大きさのコリオリ
信号と振動体１２の反りに応じた大きさの誤差信号とを
含む。
【００２７】差動増幅器３４の出力は、同期検波回路３
８によって、振動体１２の振動に同期して検波され、検
波された信号は、平滑回路４０で平滑される。したがっ
て、平滑回路４０の出力は、振動体１２の回転角速度に
応じた大きさの信号以外に、振動体１２の反りに応じた
大きさの信号を含む。この平滑回路４０の出力は、差動
増幅回路４２の一方の入力端に与えられる。
８によって、振動体１２の振動に同期して検波され、検
波された信号は、平滑回路４０で平滑される。したがっ
て、平滑回路４０の出力は、振動体１２の回転角速度に
応じた大きさの信号以外に、振動体１２の反りに応じた
大きさの信号を含む。この平滑回路４０の出力は、差動
増幅回路４２の一方の入力端に与えられる。
【００２８】また、差動増幅器３４の出力は、積分回路
４６で積分される。したがって、振動体１２の回転角速
度に応じたコリオリ信号と誤差信号の交流分が取り除か
れ、積分回路４６の出力は、振動体１２の反りに応じた
大きさの直流信号となる。この積分回路４６の出力は、
増幅回路４８で増幅され、可変抵抗器５０などで所定の
大きさに分圧した形で差動増幅回路４２の他方の入力端
に与えられる。
４６で積分される。したがって、振動体１２の回転角速
度に応じたコリオリ信号と誤差信号の交流分が取り除か
れ、積分回路４６の出力は、振動体１２の反りに応じた
大きさの直流信号となる。この積分回路４６の出力は、
増幅回路４８で増幅され、可変抵抗器５０などで所定の
大きさに分圧した形で差動増幅回路４２の他方の入力端
に与えられる。
【００２９】そして、合成回路としての差動増幅回路４
２では、平滑回路４０の出力中の振動体１２の反りに応
じた大きさの誤差信号が補正される。したがって、差動
増幅回路４２の出力は、振動体１２の回転角速度に応じ
た大きさの信号となる。したがって、この振動ジャイロ
１０では、振動体１２が反っても回転角速度を正確に検
出することができる。なお、この振動ジャイロ１０で
は、振動体１２の反りによる誤差を補正する場合と同様
にして、個々の検出用の圧電素子１４ａおよび１４ｂの
特性の経時変化による誤差を補正することができる。
２では、平滑回路４０の出力中の振動体１２の反りに応
じた大きさの誤差信号が補正される。したがって、差動
増幅回路４２の出力は、振動体１２の回転角速度に応じ
た大きさの信号となる。したがって、この振動ジャイロ
１０では、振動体１２が反っても回転角速度を正確に検
出することができる。なお、この振動ジャイロ１０で
は、振動体１２の反りによる誤差を補正する場合と同様
にして、個々の検出用の圧電素子１４ａおよび１４ｂの
特性の経時変化による誤差を補正することができる。
【００３０】さらに、この振動ジャイロ１０では、可変
抵抗器５０を調整することによって、合成回路としての
差動増幅回路４２の他方の入力端への信号の大きさを変
えることができる。したがって、振動体１２の反りに応
じた信号を正確に補正することができる。そのため、回
転角速度を正確に検出することができる。
抵抗器５０を調整することによって、合成回路としての
差動増幅回路４２の他方の入力端への信号の大きさを変
えることができる。したがって、振動体１２の反りに応
じた信号を正確に補正することができる。そのため、回
転角速度を正確に検出することができる。
【００３１】なお、上述の実施例では、正３角柱状の振
動体が用いられ、さらに、振動体を自励振駆動している
が、この発明では、たとえば４角柱状など他の柱状の振
動体が用いられてもよく、また、振動体を自励振駆動せ
ずに他励振駆動してもよい。
動体が用いられ、さらに、振動体を自励振駆動している
が、この発明では、たとえば４角柱状など他の柱状の振
動体が用いられてもよく、また、振動体を自励振駆動せ
ずに他励振駆動してもよい。
【図１】この発明の一実施例を示すブロック回路図であ
る。
る。
【図２】図１に示す振動ジャイロにおいて振動体に反り
が生じた場合の回転時の各部の出力の一例を示すグラフ
であり、（Ａ）は一方の検出用の圧電素子の出力を示
し、（Ｂ）は他方の検出用の圧電素子の出力を示し、
（Ｃ）は差動増幅器の出力を示し、（Ｄ）は同期検波回
路の出力を示し、（Ｅ）は平滑回路の出力を示し、
（Ｆ）は積分回路の出力を示し、（Ｇ）は差動増幅回路
の出力を示す。
が生じた場合の回転時の各部の出力の一例を示すグラフ
であり、（Ａ）は一方の検出用の圧電素子の出力を示
し、（Ｂ）は他方の検出用の圧電素子の出力を示し、
（Ｃ）は差動増幅器の出力を示し、（Ｄ）は同期検波回
路の出力を示し、（Ｅ）は平滑回路の出力を示し、
（Ｆ）は積分回路の出力を示し、（Ｇ）は差動増幅回路
の出力を示す。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動体 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 圧電素子 ３０ 発振回路 ３４ 差動増幅器 ３８ 同期検波回路 ４０ 平滑回路 ４２ 作動増幅回路 ４６ 積分回路
Claims (1)
- 【請求項１】 柱状の振動体、 前記振動体を振動するための発振回路、 前記振動体の側面に形成され、前記振動体の振動を検出
するための２つの検出用の圧電素子、 その２つの入力端が前記２つの検出用の圧電素子にそれ
ぞれ接続され、前記２つの検出用の圧電素子の出力信号
の差を検出するための検出回路、 その入力端が前記検出回路の出力端に接続され、前記検
出回路の出力を前記振動体の振動に同期して検波するた
めの同期検波回路、 その入力端が前記同期検波回路の出力端に接続され、前
記同期検波回路の出力を平滑するための平滑回路、 その入力端が前記検出回路の出力端に接続され、前記検
出回路の出力を積分するための積分回路、および 一方の入力端が前記平滑回路の出力端に接続され、他方
の入力端が前記積分回路の出力端に接続され、前記平滑
回路の出力および前記積分回路の出力を合成するための
合成回路を含む、振動ジャイロ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228290A JP3036145B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 振動ジャイロ |
| EP92113016A EP0527394B1 (en) | 1991-08-12 | 1992-07-30 | Vibratory gyroscope |
| DE69207110T DE69207110T2 (de) | 1991-08-12 | 1992-07-30 | Vibrationskreisel |
| US07/924,704 US5349856A (en) | 1991-08-12 | 1992-08-04 | Vibratory gyroscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228290A JP3036145B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545167A true JPH0545167A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3036145B2 JP3036145B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16874153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228290A Expired - Fee Related JP3036145B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 振動ジャイロ |
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|---|---|
| US (1) | US5349856A (ja) |
| EP (1) | EP0527394B1 (ja) |
| JP (1) | JP3036145B2 (ja) |
| DE (1) | DE69207110T2 (ja) |
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| US5874674A (en) * | 1988-08-12 | 1999-02-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrator including piezoelectric electrodes or detectors arranged to be non-parallel and non-perpendicular to coriolis force direction and vibratory gyroscope using the same |
| JPH06300567A (ja) * | 1993-02-22 | 1994-10-28 | Murata Mfg Co Ltd | ジャイロ出力検出方法 |
| US6282956B1 (en) | 1994-12-29 | 2001-09-04 | Kazuhiro Okada | Multi-axial angular velocity sensor |
| JPH07151553A (ja) * | 1993-10-07 | 1995-06-16 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| DE69416654T2 (de) * | 1993-12-21 | 1999-09-16 | Murata Manufacturing Co | Vibrationskreisel |
| JP3201135B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2001-08-20 | 株式会社村田製作所 | 振動ジャイロ検出方式 |
| US5698784A (en) * | 1996-01-24 | 1997-12-16 | Gyration, Inc. | Vibratory rate gyroscope and methods of assembly and operation |
| US6621460B2 (en) * | 2001-05-21 | 2003-09-16 | The Boeing Company | Instrument alignment devices and methods |
| US7777480B2 (en) | 2007-09-08 | 2010-08-17 | Andrew Llc | Antenna Orientation Sensor |
| JP5360361B2 (ja) | 2008-07-17 | 2013-12-04 | セイコーエプソン株式会社 | 角速度検出装置用回路、角速度検出装置及び故障判定システム |
| JP5360362B2 (ja) | 2008-07-17 | 2013-12-04 | セイコーエプソン株式会社 | 角速度検出装置用回路、角速度検出装置及び故障判定システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60188809A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-26 | Nippon Denso Co Ltd | 振動型角速度検出装置 |
| GB9018661D0 (en) * | 1990-08-24 | 1990-10-10 | British Aerospace | Multipole vibrating surface gyroscope |
| JP2541375B2 (ja) * | 1990-12-11 | 1996-10-09 | 株式会社村田製作所 | 検知回路 |
| US5272922A (en) * | 1991-03-06 | 1993-12-28 | Watson Industries, Inc. | Vibrating element angular rate sensor system and north seeking gyroscope embodiment thereof |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP3228290A patent/JP3036145B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-30 DE DE69207110T patent/DE69207110T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-30 EP EP92113016A patent/EP0527394B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-08-04 US US07/924,704 patent/US5349856A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0527394B1 (en) | 1995-12-27 |
| DE69207110D1 (de) | 1996-02-08 |
| EP0527394A3 (en) | 1993-05-19 |
| EP0527394A2 (en) | 1993-02-17 |
| US5349856A (en) | 1994-09-27 |
| JP3036145B2 (ja) | 2000-04-24 |
| DE69207110T2 (de) | 1996-07-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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