JPH0618268A - 振動ジャイロ用振動子 - Google Patents
振動ジャイロ用振動子Info
- Publication number
- JPH0618268A JPH0618268A JP4178266A JP17826692A JPH0618268A JP H0618268 A JPH0618268 A JP H0618268A JP 4178266 A JP4178266 A JP 4178266A JP 17826692 A JP17826692 A JP 17826692A JP H0618268 A JPH0618268 A JP H0618268A
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- vibrator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価にでき、しかも周囲温度の変化に影響さ
れることなく、角速度を常に高精度で検出し得る振動ジ
ャイロ用振動子を提供する。 【構成】 側面に三つの電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃを
有し、その一つの電極１７ａと他の二つの電極１７ｂ，
１７ｃとの間で分極処理した圧電材料よりなる柱状の振
動体１６をもって構成する。
れることなく、角速度を常に高精度で検出し得る振動ジ
ャイロ用振動子を提供する。 【構成】 側面に三つの電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃを
有し、その一つの電極１７ａと他の二つの電極１７ｂ，
１７ｃとの間で分極処理した圧電材料よりなる柱状の振
動体１６をもって構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、角速度を検出するの
に用いる振動ジャイロ用振動子に関するものである。
に用いる振動ジャイロ用振動子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば図
６に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、横断面形状が四角形を成す振動体１の一側
面１ａに第一の圧電素子２を、その側面１ａと隣接する
他の側面１ｂに第二の圧電素子３をそれぞれ貼着して振
動子４を構成している。圧電素子２，３は、それぞれの
インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５に接続
され、さらにこの駆動装置５に、他のインピーダンス素
子Ｚ3 を介して容量素子６が接続され、これら圧電素子
２，３および容量素子６に対して、駆動装置５からそれ
ぞれ同時に交流電圧が印加されるようになっている。
６に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、横断面形状が四角形を成す振動体１の一側
面１ａに第一の圧電素子２を、その側面１ａと隣接する
他の側面１ｂに第二の圧電素子３をそれぞれ貼着して振
動子４を構成している。圧電素子２，３は、それぞれの
インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５に接続
され、さらにこの駆動装置５に、他のインピーダンス素
子Ｚ3 を介して容量素子６が接続され、これら圧電素子
２，３および容量素子６に対して、駆動装置５からそれ
ぞれ同時に交流電圧が印加されるようになっている。
【０００３】一方、インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電
素子２，３とのそれぞれの接続点７，８は、加算器９の
入力端子に接続され、さらにこの加算器９の出力端子と
インピーダンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０
とが差動増幅器１１の入力端子に接続され、その差動出
力が駆動装置５に帰還されるようになっている。また、
接続点７，８は、差動増幅器１２の入力端子にも接続さ
れ、その差動出力が同期検波器１３で検波された後、平
滑回路１４で平滑されて、角速度検出信号として取り出
されるようになっている。なお、同期検波器１３には、
駆動装置５の出力も供給されている。
素子２，３とのそれぞれの接続点７，８は、加算器９の
入力端子に接続され、さらにこの加算器９の出力端子と
インピーダンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０
とが差動増幅器１１の入力端子に接続され、その差動出
力が駆動装置５に帰還されるようになっている。また、
接続点７，８は、差動増幅器１２の入力端子にも接続さ
れ、その差動出力が同期検波器１３で検波された後、平
滑回路１４で平滑されて、角速度検出信号として取り出
されるようになっている。なお、同期検波器１３には、
駆動装置５の出力も供給されている。
【０００４】図６に示す振動ジャイロにおいては、駆動
装置５から圧電素子２，３に交流電圧を印加することに
よって、振動子４を直交三次元座標系のＸ軸方向に自励
振動させることができる。すなわち、圧電素子２，３に
交流電圧を印加すると、接続点７，８から得られる出力
は、駆動装置５からの供給電圧と、それぞれの圧電素子
２，３の歪みに伴って各圧電素子２，３から出力される
電圧との合成出力となる。したがって、それらの両合成
出力の和を加算器９で求め、その出力と接続点１０から
の供給電圧に対応する出力との差を差動増幅器１１で求
めれば、Ｘ軸方向の振動に基づいて圧電素子２，３から
発生された電圧だけが抽出され、その差動増幅器１１の
出力を駆動装置５に帰還することにより、振動子４は自
励振動をするようになる。
装置５から圧電素子２，３に交流電圧を印加することに
よって、振動子４を直交三次元座標系のＸ軸方向に自励
振動させることができる。すなわち、圧電素子２，３に
交流電圧を印加すると、接続点７，８から得られる出力
は、駆動装置５からの供給電圧と、それぞれの圧電素子
２，３の歪みに伴って各圧電素子２，３から出力される
電圧との合成出力となる。したがって、それらの両合成
出力の和を加算器９で求め、その出力と接続点１０から
の供給電圧に対応する出力との差を差動増幅器１１で求
めれば、Ｘ軸方向の振動に基づいて圧電素子２，３から
発生された電圧だけが抽出され、その差動増幅器１１の
出力を駆動装置５に帰還することにより、振動子４は自
励振動をするようになる。
【０００５】このように振動子４が自励振動している状
態で、振動子４がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子４
はその角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に
振動し、接続点７，８からの出力に差が生じる。したが
って、その差を差動増幅器１２で求めれば、コリオリの
力の発生に伴う電圧を分離して検出することができるの
で、この差動増幅器１２の出力を同期検波器１３で検波
した後、平滑回路１４で平滑することにより角速度検出
信号を得ることができる。
態で、振動子４がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子４
はその角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に
振動し、接続点７，８からの出力に差が生じる。したが
って、その差を差動増幅器１２で求めれば、コリオリの
力の発生に伴う電圧を分離して検出することができるの
で、この差動増幅器１２の出力を同期検波器１３で検波
した後、平滑回路１４で平滑することにより角速度検出
信号を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の振動子４においては、振動体１の側面１ａ，１
ｂに圧電素子２，３を精度良く貼着する必要があるた
め、コスト高になるという問題がある。また、貼着に用
いる接着剤の強度が、周囲温度の変化に伴って変動し、
これがため振動子４の振動姿勢が変化して角速度の検出
精度が低下するという問題がある。
た従来の振動子４においては、振動体１の側面１ａ，１
ｂに圧電素子２，３を精度良く貼着する必要があるた
め、コスト高になるという問題がある。また、貼着に用
いる接着剤の強度が、周囲温度の変化に伴って変動し、
これがため振動子４の振動姿勢が変化して角速度の検出
精度が低下するという問題がある。
【０００７】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、安価にでき、しかも周囲温度の
変化に影響されることなく、角速度を常に高精度で検出
し得るよう適切に構成した振動ジャイロ用振動子を提供
することを目的とする。
目してなされたもので、安価にでき、しかも周囲温度の
変化に影響されることなく、角速度を常に高精度で検出
し得るよう適切に構成した振動ジャイロ用振動子を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、振動ジャイロ用振動子を、側面に三
つの電極を有し、その一つの電極と他の二つの電極との
間で分極処理した圧電材料よりなる柱状の振動体をもっ
て構成する。
め、この発明では、振動ジャイロ用振動子を、側面に三
つの電極を有し、その一つの電極と他の二つの電極との
間で分極処理した圧電材料よりなる柱状の振動体をもっ
て構成する。
【０００９】
【作用】このように、三つの電極のうち、その一つの電
極と他の二つの電極との間で分極処理を施すと、一つの
電極と他の二つの電極との間において、圧電材料よりな
る振動体は圧電正効果および圧電逆効果を生じるように
なる。したがって、他の二つの電極から励振方向成分の
信号を抽出して駆動装置に帰還することで、振動子を自
励振動させることができ、またこれら電極の出力差を検
出することで、入力した角速度の検出が可能となる。
極と他の二つの電極との間で分極処理を施すと、一つの
電極と他の二つの電極との間において、圧電材料よりな
る振動体は圧電正効果および圧電逆効果を生じるように
なる。したがって、他の二つの電極から励振方向成分の
信号を抽出して駆動装置に帰還することで、振動子を自
励振動させることができ、またこれら電極の出力差を検
出することで、入力した角速度の検出が可能となる。
【００１０】
【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すもの
で、図１ａは斜視図を、図１ｂは横断面図を示す。この
振動子１５は、横断面形状が円形を成す、例えばチタン
酸ジルコン酸鉛セラミクス等から成る圧電材料で構成さ
れる円柱状の振動体１６の周面に三つの電極１７ａ，１
７ｂ，１７ｃを設けたものである。電極１７ａ，１７
ｂ，１７ｃは、例えば金、銀、ニッケル等の導電膜を焼
き付け、蒸着、その他の方法により振動体１６の周面に
形成する。また、振動体１６は、図１ｂに白抜き矢印で
示すように、電極１７ａと電極１７ｂ，１７ｃとの間で
分極処理を施す。したがって、この場合には、電極１７
ａと１７ｂとの間および電極１７ａと１７ｃとの間にそ
れぞれ電界を印加することにより、これら間において振
動体１６は、それぞれ圧電正効果および圧電逆効果の機
能を有するようになる。
で、図１ａは斜視図を、図１ｂは横断面図を示す。この
振動子１５は、横断面形状が円形を成す、例えばチタン
酸ジルコン酸鉛セラミクス等から成る圧電材料で構成さ
れる円柱状の振動体１６の周面に三つの電極１７ａ，１
７ｂ，１７ｃを設けたものである。電極１７ａ，１７
ｂ，１７ｃは、例えば金、銀、ニッケル等の導電膜を焼
き付け、蒸着、その他の方法により振動体１６の周面に
形成する。また、振動体１６は、図１ｂに白抜き矢印で
示すように、電極１７ａと電極１７ｂ，１７ｃとの間で
分極処理を施す。したがって、この場合には、電極１７
ａと１７ｂとの間および電極１７ａと１７ｃとの間にそ
れぞれ電界を印加することにより、これら間において振
動体１６は、それぞれ圧電正効果および圧電逆効果の機
能を有するようになる。
【００１１】図２は、図１に示す振動子１５を用いる振
動ジャイロの回路構成を示すもので、図１および図６に
示す符号と同一符号は同一作用を成すものを示す。この
振動ジャイロにおいては、電極１７ａを接地し、電極１
７ｂ，１７ｃを図６と同様にそれぞれインピーダンス素
子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５に接続する。また、駆動
装置５には、他のインピーダンス素子Ｚ3 を介して容量
素子６を接続し、これら電極１７ｂ，１７ｃおよび容量
素子６に、駆動装置５からの交流電圧を各インピーダン
ス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3 を介して同時に印加するようにす
る。
動ジャイロの回路構成を示すもので、図１および図６に
示す符号と同一符号は同一作用を成すものを示す。この
振動ジャイロにおいては、電極１７ａを接地し、電極１
７ｂ，１７ｃを図６と同様にそれぞれインピーダンス素
子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５に接続する。また、駆動
装置５には、他のインピーダンス素子Ｚ3 を介して容量
素子６を接続し、これら電極１７ｂ，１７ｃおよび容量
素子６に、駆動装置５からの交流電圧を各インピーダン
ス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3 を介して同時に印加するようにす
る。
【００１２】一方、インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と電極
１７ｂ，１７ｃとのそれぞれの接続点７，８は、加算器
９の入力端子に接続し、この加算器９の出力端子とイン
ピーダンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０とを
差動増幅器１１の入力端子に接続して、その差動出力を
駆動装置５に帰還する。また、接続点７，８は、差動増
幅器１２の入力端子にも接続し、その差動出力を同期検
波器１３で検波した後、平滑回路１４で平滑して、角速
度検出信号として取り出すようにする。なお、同期検波
器１３には、駆動装置５の出力も供給する。
１７ｂ，１７ｃとのそれぞれの接続点７，８は、加算器
９の入力端子に接続し、この加算器９の出力端子とイン
ピーダンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０とを
差動増幅器１１の入力端子に接続して、その差動出力を
駆動装置５に帰還する。また、接続点７，８は、差動増
幅器１２の入力端子にも接続し、その差動出力を同期検
波器１３で検波した後、平滑回路１４で平滑して、角速
度検出信号として取り出すようにする。なお、同期検波
器１３には、駆動装置５の出力も供給する。
【００１３】かかる構成において、駆動装置５から電極
１７ａと１７ｂとの間および電極１７ａと１７ｃとの間
にそれぞれ交流電圧を印加すると、振動子１５は直交三
次元座標系のＸ軸方向に自励振動する。すなわち、電極
１７ａを共通電極として電極１７ｂ，１７ｃに交流電圧
を印加すると、接続点７，８から得られる出力は、駆動
装置５からの供給電圧と、電極１７ａと１７ｂとの間お
よび電極１７ａと１７ｃとの間の歪みに伴って各電極１
７ｂ，１７ｃから出力される電圧との合成出力となる。
したがって、それらの両合成出力の和を加算器９で求
め、その出力と接続点１０からの供給電圧に対応する出
力との差を差動増幅器１１で求めれば、Ｘ軸方向の振動
に基づいて電極１７ｂ，１７ｃから発生された電圧だけ
が抽出されるので、この差動増幅器１１の出力を駆動装
置５に帰還させることにより、振動子１５を十分安定し
て自励振動させることができる。
１７ａと１７ｂとの間および電極１７ａと１７ｃとの間
にそれぞれ交流電圧を印加すると、振動子１５は直交三
次元座標系のＸ軸方向に自励振動する。すなわち、電極
１７ａを共通電極として電極１７ｂ，１７ｃに交流電圧
を印加すると、接続点７，８から得られる出力は、駆動
装置５からの供給電圧と、電極１７ａと１７ｂとの間お
よび電極１７ａと１７ｃとの間の歪みに伴って各電極１
７ｂ，１７ｃから出力される電圧との合成出力となる。
したがって、それらの両合成出力の和を加算器９で求
め、その出力と接続点１０からの供給電圧に対応する出
力との差を差動増幅器１１で求めれば、Ｘ軸方向の振動
に基づいて電極１７ｂ，１７ｃから発生された電圧だけ
が抽出されるので、この差動増幅器１１の出力を駆動装
置５に帰還させることにより、振動子１５を十分安定し
て自励振動させることができる。
【００１４】このように振動子１５が自励振動している
状態で、振動子１５がＺ軸廻りの回転を受けると、振動
子１５はその角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸
方向に振動し、接続点７，８からの出力に差が生じる。
したがって、その差を差動増幅器１２で求めれば、コリ
オリの力の発生に伴う電圧を分離して検出することがで
きるので、この差動増幅器１２の出力を同期検波器１３
で検波した後、平滑回路１４で平滑することにより角速
度検出信号を得ることができる。
状態で、振動子１５がＺ軸廻りの回転を受けると、振動
子１５はその角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸
方向に振動し、接続点７，８からの出力に差が生じる。
したがって、その差を差動増幅器１２で求めれば、コリ
オリの力の発生に伴う電圧を分離して検出することがで
きるので、この差動増幅器１２の出力を同期検波器１３
で検波した後、平滑回路１４で平滑することにより角速
度検出信号を得ることができる。
【００１５】図３は、この発明の第２実施例を示すもの
で、図３ａは斜視図を、図３ｂは展開図を示すものであ
る。この振動子１５は、圧電材料より成る円柱状の振動
体１６の周面に電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃを櫛形状に
設けると共に、図３ｂに白抜き矢印で示すように、電極
１７ａと電極１７ｂ，１７ｃとの間で振動体１６を分極
処理したものである。
で、図３ａは斜視図を、図３ｂは展開図を示すものであ
る。この振動子１５は、圧電材料より成る円柱状の振動
体１６の周面に電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃを櫛形状に
設けると共に、図３ｂに白抜き矢印で示すように、電極
１７ａと電極１７ｂ，１７ｃとの間で振動体１６を分極
処理したものである。
【００１６】図４および図５は、それぞれこの発明の第
３および第４実施例を示すものである。図４に示す振動
子１５は、圧電材料より成る三角柱状の振動体１６の各
面にそれぞれ電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃを設けると共
に、振動体１６を白抜き矢印で示すように、電極１７ａ
と電極１７ｂ，１７ｃとの間で分極処理したものであ
る。また、図５に示す振動子１５は、圧電材料より成る
四角柱状の振動体１６にそれぞれ電極１７ａ，１７ｂ，
１７ｃを設けると共に、振動体１６を白抜き矢印で示す
ように、電極１７ａと電極１７ｂ，１７ｃとの間で分極
処理したものである。
３および第４実施例を示すものである。図４に示す振動
子１５は、圧電材料より成る三角柱状の振動体１６の各
面にそれぞれ電極１７ａ，１７ｂ，１７ｃを設けると共
に、振動体１６を白抜き矢印で示すように、電極１７ａ
と電極１７ｂ，１７ｃとの間で分極処理したものであ
る。また、図５に示す振動子１５は、圧電材料より成る
四角柱状の振動体１６にそれぞれ電極１７ａ，１７ｂ，
１７ｃを設けると共に、振動体１６を白抜き矢印で示す
ように、電極１７ａと電極１７ｂ，１７ｃとの間で分極
処理したものである。
【００１７】図３、図４および図５に示す振動子１５
は、例えば図２と同様の回路構成で使用することができ
る。
は、例えば図２と同様の回路構成で使用することができ
る。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、側面
に三つの電極を有し、その一つの電極と他の二つの電極
との間で分極処理した圧電材料よりなる柱状の振動体を
もって振動ジャイロ用振動子を構成したので、従来のよ
うな圧電素子の貼着工程が不要となる。したがって、安
価にできると共に、接着剤の影響を受けることがないの
で、周囲温度の変化に影響されることなく、角速度を常
に高精度で検出することが可能となる。
に三つの電極を有し、その一つの電極と他の二つの電極
との間で分極処理した圧電材料よりなる柱状の振動体を
もって振動ジャイロ用振動子を構成したので、従来のよ
うな圧電素子の貼着工程が不要となる。したがって、安
価にできると共に、接着剤の影響を受けることがないの
で、周囲温度の変化に影響されることなく、角速度を常
に高精度で検出することが可能となる。
【図１】この発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１に示す振動子を用いる振動ジャイロの一例
の回路構成図である。
の回路構成図である。
【図３】この発明の第２実施例を示す図である。
【図４】この発明の第３実施例を示す図である。
【図５】この発明の第４実施例を示す図である。
【図６】従来の技術を説明するための図である。
５ 駆動装置 ６ 容量素子 ７，８，１０ 接続点 ９ 加算器 １１，１２ 差動増幅器 １４ 平滑回路 １５ 振動子 １６ 振動体 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ 電極
Claims (1)
- 【請求項１】 側面に三つの電極を有し、その一つの電
極と他の二つの電極との間で分極処理した圧電材料より
なる柱状の振動体から成る振動ジャイロ用振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178266A JPH0618268A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 振動ジャイロ用振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4178266A JPH0618268A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 振動ジャイロ用振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618268A true JPH0618268A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16045485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4178266A Pending JPH0618268A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 振動ジャイロ用振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618268A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004151031A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動子及び振動ジャイロ並びに電子機器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03150914A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-27 | Murata Mfg Co Ltd | 振動子 |
| JPH03181814A (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-07 | Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4178266A patent/JPH0618268A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03150914A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-27 | Murata Mfg Co Ltd | 振動子 |
| JPH03181814A (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-07 | Tokin Corp | 圧電振動ジャイロ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004151031A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電振動子及び振動ジャイロ並びに電子機器 |
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