JPH0571966A - 振動ジヤイロの製造方法 - Google Patents

振動ジヤイロの製造方法

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JPH0571966A
JPH0571966A JP3238165A JP23816591A JPH0571966A JP H0571966 A JPH0571966 A JP H0571966A JP 3238165 A JP3238165 A JP 3238165A JP 23816591 A JP23816591 A JP 23816591A JP H0571966 A JPH0571966 A JP H0571966A
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JP
Japan
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transducer
angular velocity
axis direction
detecting
axis
Prior art date
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Withdrawn
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JP3238165A
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English (en)
Inventor
Shigeki Sano
茂樹 佐野
Takeo Yokoyama
武男 横山
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SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】測定精度を向上させるための調整を容易にし、
信頼性を向上させる。 【構成】駆動用トランスデューサを励振し振動子を振動
させて速度を与えた状態で角速度Ω=0の時に検出用ト
ランスデューサに発生する漏れ電圧が零になるように検
出用トランスデューサの端面を切削し、同様に検出用ト
ランスデューサを励振し振動子を振動させて速度を与え
た状態で角速度Ω=0の時に駆動用トランスデューサに
発生する漏れ電圧が零になるように駆動用トランスデュ
ーサの端面を切削する。 【効果】トランスデューサの端面を切削することにより
null電圧を零に調整することができるため、測定精度
を向上させるための調整が容易となる。このためz軸回
りに角速度Ωを受けたときにy軸方向に発生するコリオ
リの力により起きる振動を検知することにより角速度Ω
を高精度で測定することができ信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は飛行体、船舶、車両、ロ
ボットなどの位置、姿勢制御に適した振動ジャイロの製
造方法に関し、特に、測定精度を向上させるための調整
が容易で、信頼性が高い振動ジャイロの製造方法に係わ
る。
【0002】
【従来の技術】従来から、図4に示すように、x軸方向
に運動している物体にz軸回りに角速度Ωが加わるとy
軸方向にコリオリFcの力が発生することが知られてい
る。この原理を利用し、支持ピン20で支持された振動
子21をx軸面21xに貼着された駆動用トランスデュ
ーサ22によりx軸方向に屈曲振動を起こさせて速度を
与え、z軸回りに角速度Ωを受けたときにy軸方向に発
生するコリオリの力Fcにより起きる屈曲振動をy軸面
21yに貼着された検出用トランスデューサ23により
検知することにより、この角速度Ωを測定する振動ジャ
イロが提案されている。(特開昭62−106315
号、特開平1−250014号、特開平2−51066
号、特開平2−80911号、特開平2−82164
号、特開平2−187621号、特開平2−18762
2号、特開平2−201218号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの振動ジャイロ
にはその振動体に着目すれば音叉型や図示のような音片
型等色々の種類があるが、何れも振動体21に駆動用ト
ランスデューサ22によりx軸方向に屈曲運動の振動を
起こさせ、z軸回りに角速度Ωを受けたときにy軸方向
に発生するコリオリの力Fcにより起きる振動を検出用
トランスデューサ23により検知し、角速度Ωを測定す
るものである。この場合、x軸方向の駆動用トランスデ
ューサ22を励振して振動体21にx軸方向に圧縮、伸
びの屈曲振動を起こさせて速度を与えたとき、振動子2
1におけるz軸回りの角速度Ω=0の時にはy軸方向の
検出用トランスデューサ23には漏れ電圧(null電圧)
が現れないのが理想的である。しかしながら、実際に
は、静電的結合や振動体21に惹起した圧縮、伸びの屈
曲運動に対する機械的結合、さらに振動子21のx軸面
21x、y軸面21yにおけるトランスデューサ22、
23の貼着の偏り等の原因によって、漏れ電圧(null電
圧)が発生する。なお、この貼着の偏りについて言え
ば、断面正方形の直方体の振動子21のx軸面21x、
y軸面21yに同寸法のトランスデューサ22、23を
貼着する場合、トランスデューサ22、23はx軸面2
1x、y軸面21yの長手方向に平行で、かつその中心
部に位置していなければならない。
【0004】これらの理由で発生する漏れ電圧が振動ジ
ャイロの角速度検出時の測定誤差の原因になる。振動ジ
ャイロでは、この null電圧を低く、かつ安定に抑える
ことが要求される。このため、静電的結合、機械的結
合、トランスデューサの貼着の偏りのそれぞれについて
対策が考えられている。そのうちトランスデューサの貼
着の偏りについては、図5に示すようにx軸方向の駆動
用トランスデューサ22を駆動用トランスデューサ22
a、22bに分割し、これらの分割した駆動用トランス
デューサ22a、22bに印加する電圧を可変にするこ
とによってトランスデューサの貼着の不整を補正するこ
とが考えられている。しかしながら、この補正方法で
は、トランスデューサ22a、22bに印加する電圧を
調整するのに時間がかかる上、本質的にトランスデュー
サの貼着の不整を直しているのではなく、見かけ上null
電圧を零にしただけであるので、振動子21の姿態が軸
方向から傾いたものとなり、これが反って角速度検出時
の測定誤差を招く一因となる。
【0005】
【目的】本発明は叙上の難点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、測定精度を向上させるための調整が容易で、
信頼性が高い振動ジャイロの製造方法を提供せんとする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の振動ジャイロの製造方法は、振動子をx軸方
向に振動させて速度を与える駆動用トランスデューサ
と、z軸回りに角速度Ωを受けたときにy軸方向に発生
するコリオリの力により起きる振動を検知する検出用ト
ランスデューサとをそれぞれx軸面、y軸面に貼着し、
このy軸方向の振動を検知することにより角速度Ωを測
定する振動ジャイロの製造方法であって、駆動用トラン
スデューサを励振し振動子を振動させて速度を与えた状
態で角速度Ω=0の時に検出用トランスデューサに発生
する漏れ電圧が零になるように検出用トランスデューサ
の端面を切削し、同様に検出用トランスデューサを励振
し振動子を振動させて速度を与えた状態で角速度Ω=0
の時に駆動用トランスデューサに発生する漏れ電圧が零
になるように駆動用トランスデューサの端面を切削する
ものである。
【0007】
【作用】駆動用トランスデューサおよび検出用トランス
デューサの一方を励振し振動子を振動させて速度を与え
た状態で角速度Ω=0の時に駆動用トランスデューサお
よび検出用トランスデューサの他方に発生する漏れ電圧
が零になるように一方のトランスデューサの端面を切削
する。また、駆動用トランスデューサおよび検出用トラ
ンスデューサの他方を励振し振動子を振動させて速度を
与えた状態で角速度Ω=0の時に駆動用トランスデュー
サおよび検出用トランスデューサの一方に発生する漏れ
電圧が零になるように一方のトランスデューサの端面を
切削する。この一連の調整により null電圧を零に調整
することができるため、測定精度を向上させるための調
整が容易となる。このためz軸回りに角速度Ωを受けた
ときにy軸方向に発生するコリオリの力を検知すること
により角速度Ωを高精度で測定することができ信頼性が
向上する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の振動ジャイロの製造方法を音
片型に適用した実施例につき図面を参照して説明する。
図1において、振動ジャイロは横断面4角形の直方体の
音片で構成された振動子1をx軸方向に屈曲運動の振動
を起こさせて速度を与え、z軸回りに角速度Ωを受けた
ときにy軸方向に発生するコリオリの力Fcによる振動
を検知することにより、この角速度Ωを測定するもので
ある。
【0009】本発明の振動ジャイロの製造方法におい
て、振動子1をx軸方向に振動させて速度を与える駆動
用トランスデューサ2と、z軸回りに角速度Ωを受けた
ときにy軸方向に発生するコリオリの力Fcによる振動
を検知する検出用トランスデューサ3とがそれぞれx軸
面1x、y軸面1yに貼着されている。なお、図1には明
示されていないが、x軸面1x、y軸面1yの両側に駆動
用トランスデューサ2、検出用トランスデューサ3を貼
着し、従って各軸面に2個のトランスデューサを貼着す
ることが一般的であり対称性の上で好ましい。図1に示
すように、振動子1は支持棒Sにより支持される。
【0010】この振動子1は温度特性を考慮して一般的
には恒弾性のNi−SPAN−Cまたはエリンバなどの
金属、石英、特殊な例として水晶、セラミックなどの電
気絶縁物で構成されている。恒弾性の電気絶縁物として
はヤング率の温度係数が小さく線膨張係数が小さい絶縁
物で、ガラスが好適に採用される。ガラスは恒弾性であ
る他、メカニカルQが大きく等方的であり、振動子とし
て必要な特性を備えている。ガラスとしては、鉛を含む
低膨張のガラスが特に好ましい。例えば、鉛を含むガラ
スとしては、PbO-SiO2、PbO-B2O3、PbO-P2O5系、R2O-Pb
O-SiO2、R2O-CaO-PbO-SiO2、R2O-ZnO-PbO-SiO2、R2O-Ba
O-PbO-SiO2、R2O-Al2O3-PbO-SiO2(R2O:Na2O、K2O)系ま
たはこれらのSiO2分をB2O3若しくはP2O5で置換した系が
採用できる。
【0011】一般に、振動ジャイロの製造方法に使用す
る振動子は特に断面2次モーメントの関係で厳密に正n
角形(nは3以上の正の整数)である必要があるので、
断面の角度精度、寸法精度等を厳格に規定するため、切
削、研磨して調整を行なう際に、恒弾性絶縁物、特にガ
ラスではその作業が容易である。このように構成された
振動ジャイロにおいて、x軸方向の駆動用トランスデュ
ーサ2を励振して振動体1にx軸方向に圧縮、伸びの屈
曲振動を起こさせて速度を与えたとき、振動子1におけ
るz軸回りの角速度Ω=0の時にはy軸方向の検出用ト
ランスデューサ3には漏れ電圧(null電圧)が現れない
のが理想的である。図2に示すように、いまx軸方向の
駆動用トランスデューサ2が縮み状態にあるとき、y軸
方向の検出用トランスデューサ3の中性線N−N’から
半部分1aは縮み状態、半部分1bは伸び状態であり、
これらがバランスしている場合にはキャンセルされて漏
れ電圧(null電圧)は現れない。しかしながら、実際に
は、例えば一方のy軸方向の検出用トランスデューサ3
について言えば、y軸方向の検出用トランスデューサ3
の貼着の仕方においてその中心部が振動子1の中性線N
−N’に完全に整致しているとはかぎらないので、半部
分1aの方に偏っている場合には縮みモード、半部分1
bの方に偏っている場合には伸びモードがy軸方向の検
出用トランスデューサ3に漏れ電圧(null電圧)として
出力される。
【0012】いま、x軸方向の駆動用トランスデューサ
2とy軸方向の検出用トランスデューサ3の分極方向が
振動体1に対して同方向であるとすると、x軸方向の駆
動用トランスデューサ2が縮み状態にあるとき、y軸方
向の検出用トランスデューサ3が縮み状態方向なら同相
の漏れ電圧、伸び状態方向なら逆相の漏れ電圧がy軸方
向の検出用トランスデューサ3に現れる。
【0013】そこで、x軸方向の検出用トランスデュー
サ2に電圧を印加して励振し、振動子1を振動させて速
度を与えた状態で角速度Ω=0の時にx軸方向の駆動用
トランスデューサ2に印加する電圧とy軸方向の検出用
トランスデューサ3に現れる電圧の位相を比較し、もし
同相ならばy軸方向の検出用トランスデューサ3の端面
Aを切削し、逆相ならばy軸方向の検出用トランスデュ
ーサ3の端面Bを切削してy軸方向の検出用トランスデ
ューサ3に発生する漏れ電圧が零になるようにする。こ
のようにしてy軸方向の検出用トランスデューサ3の貼
着の偏りを補正しy軸方向の検出用トランスデューサ3
の中心を振動子1の中性線N−N’に合致させ、すなわ
ちy軸方向の検出用トランスデューサ3の幅Wtの中心
を振動子1のWoの中心に整致させることができる。こ
の調整をした後、y軸方向の検出用トランスデューサ3
に電圧を印加して励振し、振動子1を振動させて速度を
与えた状態で角速度Ω=0の時にx軸方向の駆動用トラ
ンスデューサ2に印加する電圧とy軸方向の検出用トラ
ンスデューサ3に現れる電圧を比較し、もし同相ならば
x軸方向の駆動用トランスデューサ2の端面Cを切削
し、逆相ならばx軸方向の駆動用トランスデューサ2の
端面Dを切削してx軸方向の駆動用トランスデューサ2
に発生する漏れ電圧が零になるようにする。
【0014】この一連の調整によりx軸方向の駆動用ト
ランスデューサ2、y軸方向の検出用トランスデューサ
3の貼着の偏りを補正して null電圧を低く、かつ安定
に抑えることができる。なお、以上の実施例では振動ジ
ャイロにおいて静電的結合や機械的結合がない理想的状
態について説明したが、これらは他の手段により解消で
きるものであり、これは本発明の特徴ではないのでその
説明は省略する。
【0015】このように、この振動ジャイロの製造方法
では駆動用トランスデューサおよび検出用トランスデュ
ーサの一方を励振し振動子を振動させて速度を与えた状
態で角速度Ω=0の時に駆動用トランスデューサおよび
検出用トランスデューサの他方に発生する漏れ電圧が零
になるように一方のトランスデューサの端面を切削する
ことにより null電圧を零に調整することができるた
め、測定精度を向上させるための調整を容易にし、信頼
性を高くすることができる。
【0016】なお、以上の実施例では振動ジャイロの製
造方法を4角形の直方体振動体を使用した音片型に適用
した例について説明したが、本発明の振動ジャイロの製
造方法は横断面n角形(nは3または5以上)の多辺体
の音片型にも適用でき、音叉型等に応用する場合につい
ても等しく適用できる。この場合、x軸方向、y軸方向
とはその横断面n角形のx軸方向、y軸方向成分をいう
ものとする。
【0017】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の振動ジャイロの製造方法によれば、駆動用トランス
デューサを励振し振動子を振動させて速度を与えた状態
で角速度Ω=0の時に検出用トランスデューサに発生す
る漏れ電圧が零になるように検出用トランスデューサの
端面を切削し、同様に検出用トランスデューサを励振し
振動子を振動させて速度を与えた状態で角速度Ω=0の
時に駆動用トランスデューサに発生する漏れ電圧が零に
なるように駆動用トランスデューサの端面を切削するこ
とにより、測定精度を向上させるための調整を容易に
し、信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法による振動ジャイロの斜視
図。
【図2】本発明の製造方法による振動ジャイロの動作概
念図。
【図3】図3(a)、(b)は本発明による振動ジャイ
ロの製造方法を説明する図。
【図4】従来の振動ジャイロの斜視図。
【図5】従来の他の振動ジャイロの斜視図。
【符号の説明】
1……振動子 2……駆動用トランスデューサ 3……検出用トランスデューサ 1x……x軸面 1y……y軸面 Fc……コリオリの力 Ω……角速度 A、B、C、D……トランスデューサの端面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】振動子をx軸方向に振動させて速度を与え
    る駆動用トランスデューサと、z軸回りに角速度Ωを受
    けたときにy軸方向に発生するコリオリの力により起き
    る振動を検知する検出用トランスデューサとをそれぞれ
    x軸面、y軸面に貼着し、このy軸方向の振動を検知す
    ることにより角速度Ωを測定する振動ジャイロの製造方
    法であって、前記駆動用トランスデューサを励振し前記
    振動子を振動させて速度を与えた状態で前記角速度Ω=
    0の時に前記検出用トランスデューサに発生する漏れ電
    圧が零になるように前記検出用トランスデューサの端面
    を切削し、同様に前記検出用トランスデューサを励振し
    前記振動子を振動させて速度を与えた状態で前記角速度
    Ω=0の時に前記駆動用トランスデューサに発生する漏
    れ電圧が零になるように前記駆動用トランスデューサの
    端面を切削することを特徴とする振動ジャイロの製造方
    法。
JP3238165A 1991-09-18 1991-09-18 振動ジヤイロの製造方法 Withdrawn JPH0571966A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19534947A1 (de) * 1994-09-20 1996-03-28 Alps Electric Co Ltd Schwingkreiselgerät

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19534947A1 (de) * 1994-09-20 1996-03-28 Alps Electric Co Ltd Schwingkreiselgerät
DE19534947C2 (de) * 1994-09-20 1998-08-13 Alps Electric Co Ltd Schwingkreiselgerät

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Legal Events

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Effective date: 19981203