JPH0619367B2 - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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- JPH0619367B2 JPH0619367B2 JP2333307A JP33330790A JPH0619367B2 JP H0619367 B2 JPH0619367 B2 JP H0619367B2 JP 2333307 A JP2333307 A JP 2333307A JP 33330790 A JP33330790 A JP 33330790A JP H0619367 B2 JPH0619367 B2 JP H0619367B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧電振動型の角速度センサに関するものであ
る。
る。
圧電振動子を用いて音叉状の一対の振動体を対称振動
（音叉振動）させ、一対の検知用圧電体から角速度信号
を取出す構造が知られている。
（音叉振動）させ、一対の検知用圧電体から角速度信号
を取出す構造が知られている。
これは測定軸に対して平行に設けられた駆動用圧電体で
一対の振動子を音叉振動させたときに、前記測定軸の周
りに生じる角速度によって前記一対の振動子に互いに逆
向きに生じるコリオリの力を利用し、角速度信号を検知
用圧電体から取出すものである。そして、この検知用圧
電体は一対の振動子の先端側に設けることが大きな変形
力を受けるので好ましい。
一対の振動子を音叉振動させたときに、前記測定軸の周
りに生じる角速度によって前記一対の振動子に互いに逆
向きに生じるコリオリの力を利用し、角速度信号を検知
用圧電体から取出すものである。そして、この検知用圧
電体は一対の振動子の先端側に設けることが大きな変形
力を受けるので好ましい。
ところが、このような振動体上の検知用圧電体から出力
電圧を取出すためには、可撓性のある細い金属配線等で
振動する検知用圧電体を接続しなければならない。ま
た、検知用圧電体は測定軸を挟んで互いに平行に同一平
面上に伸びており、かつ、角速度によって検知用圧電体
の表面に発生する電圧は、一対間で互いに逆向きであ
る。これはコリオリの力によって検知用圧電体に作用す
る力が１８０゜異なるためである。
電圧を取出すためには、可撓性のある細い金属配線等で
振動する検知用圧電体を接続しなければならない。ま
た、検知用圧電体は測定軸を挟んで互いに平行に同一平
面上に伸びており、かつ、角速度によって検知用圧電体
の表面に発生する電圧は、一対間で互いに逆向きであ
る。これはコリオリの力によって検知用圧電体に作用す
る力が１８０゜異なるためである。
よって、一対の検知用圧電体を並列接続するためには、
前記金属配線を一対の検知用圧電体間で、たすきがけ状
に交差して配線しなくてはならない。
前記金属配線を一対の検知用圧電体間で、たすきがけ状
に交差して配線しなくてはならない。
しかし、このような交差部分があると、製造が困難であ
り、又、断線等の要因にもなりかねない。
り、又、断線等の要因にもなりかねない。
よって、本発明は一対の検知用圧電体を並列接続して出
力を取出すのにあたって、配線の一部を検知用圧電体間
で交差しなくても良い角速度センサを得ることを目的と
する。
力を取出すのにあたって、配線の一部を検知用圧電体間
で交差しなくても良い角速度センサを得ることを目的と
する。
〔発明を解決するための手段〕 このために本発明の第１番目の発明は、駆動用圧電体を
有する駆動部、及び検知用圧電体を有する検知部とを備
え、前記駆動部と前記検知部との長さ方向が同一で且つ
前記両者が直列的配置となるように前記両者の端部の互
いを接続した構成の一対の振動子を有し、該各振動子の
前記駆動部同士を互いに平行に向かい合うよう配置し且
つ前記各振動子の前記検知部同士を互いに平行に向かい
合うよう配置するように、前記各振動子の互いを仮想中
心軸に対して並列的に設置し、前記一対の振動子を、そ
の前記両駆動部の前記圧電体への駆動信号の印加に基づ
いて前記中心軸に対して対称に振動させた状態において
前記中心軸に対して角速度が加わった場合に発生するコ
リオリ力によって、前記両検知部を前記対称振動方向に
直交する方向に屈曲させ、これにより該検知部の検知用
圧電体に接続したラインを介して角速度検知信号を取り
出すように構成した角速度センサにおいて、 前記一対の検知部の前記各圧電体の分極方向を、該検知
部の前記屈曲方向に対して互いに逆方向に設定し、且つ
前記一対の検知部の前記各圧電体を、それらの一方の側
の面同士を電気的に結び、かつ他方の側の面から角速度
信号検知用の２本のラインが引き出されるよう並列接続
したものである。
有する駆動部、及び検知用圧電体を有する検知部とを備
え、前記駆動部と前記検知部との長さ方向が同一で且つ
前記両者が直列的配置となるように前記両者の端部の互
いを接続した構成の一対の振動子を有し、該各振動子の
前記駆動部同士を互いに平行に向かい合うよう配置し且
つ前記各振動子の前記検知部同士を互いに平行に向かい
合うよう配置するように、前記各振動子の互いを仮想中
心軸に対して並列的に設置し、前記一対の振動子を、そ
の前記両駆動部の前記圧電体への駆動信号の印加に基づ
いて前記中心軸に対して対称に振動させた状態において
前記中心軸に対して角速度が加わった場合に発生するコ
リオリ力によって、前記両検知部を前記対称振動方向に
直交する方向に屈曲させ、これにより該検知部の検知用
圧電体に接続したラインを介して角速度検知信号を取り
出すように構成した角速度センサにおいて、 前記一対の検知部の前記各圧電体の分極方向を、該検知
部の前記屈曲方向に対して互いに逆方向に設定し、且つ
前記一対の検知部の前記各圧電体を、それらの一方の側
の面同士を電気的に結び、かつ他方の側の面から角速度
信号検知用の２本のラインが引き出されるよう並列接続
したものである。
また、本発明の第２番目の発明は、駆動用電体を有する
駆動部、及び検知用圧電体を有する検知部とを備え、前
記駆動部と前記検知部との長さ方向が同一で且つ前記両
者が直列的配置となるように前記両者の端部の互いを接
続した構成の一対の振動子を有し、該各振動子の前記駆
動部同士を互いに平行に向かい合うよう配置し且つ前記
各振動子の前記検知部同士を互いに平行に向かい合うよ
う配置するように、前記各振動子の互いを仮想中心軸に
対して並列的に設置し、前記一対の振動子を、その前記
両駆動部の前記圧電体への駆動信号の印加に基づいて前
記中心軸に対して対称に振動させた状態において前記中
心軸に対して角速度が加わった場合に発生するコリオリ
力によって、前記両検知部を前記対称振動方向に直交す
る方向に屈曲させ、これにより該検知部の検知用圧電体
に接続したラインを介して角速度検知信号を取り出すよ
うに構成した角速度センサにおいて、 前記一対の検知部の前記各圧電体の分極方向を、該検知
部の前記屈曲方向に対して同一方向に設定し、前記一対
の検知部の前記圧電体の一方側に位相反転回路を直列に
接続し、且つ前記一対の検知部の前記各圧電体を、それ
らの一方の側の面同士を電気的に結び、且つ他方の側の
面から角速度信号検知用の２本のラインが引き出される
よう並列接続したものである。
駆動部、及び検知用圧電体を有する検知部とを備え、前
記駆動部と前記検知部との長さ方向が同一で且つ前記両
者が直列的配置となるように前記両者の端部の互いを接
続した構成の一対の振動子を有し、該各振動子の前記駆
動部同士を互いに平行に向かい合うよう配置し且つ前記
各振動子の前記検知部同士を互いに平行に向かい合うよ
う配置するように、前記各振動子の互いを仮想中心軸に
対して並列的に設置し、前記一対の振動子を、その前記
両駆動部の前記圧電体への駆動信号の印加に基づいて前
記中心軸に対して対称に振動させた状態において前記中
心軸に対して角速度が加わった場合に発生するコリオリ
力によって、前記両検知部を前記対称振動方向に直交す
る方向に屈曲させ、これにより該検知部の検知用圧電体
に接続したラインを介して角速度検知信号を取り出すよ
うに構成した角速度センサにおいて、 前記一対の検知部の前記各圧電体の分極方向を、該検知
部の前記屈曲方向に対して同一方向に設定し、前記一対
の検知部の前記圧電体の一方側に位相反転回路を直列に
接続し、且つ前記一対の検知部の前記各圧電体を、それ
らの一方の側の面同士を電気的に結び、且つ他方の側の
面から角速度信号検知用の２本のラインが引き出される
よう並列接続したものである。
本発明においては、一対の検知用電圧体の分極方向を１
８０度異なるように構成しているから、コリオリの力に
よって一対の検知用圧電体に１８０度異なる力が作用し
ても検知用圧電体の表面には同じ極性の電圧が生じる。
従って、２つの検知用圧電体を並列接続して出力電圧を
取り出すためには、圧電体相互間で配線をクロスさせる
必要はなく、配線が簡単になる。
８０度異なるように構成しているから、コリオリの力に
よって一対の検知用圧電体に１８０度異なる力が作用し
ても検知用圧電体の表面には同じ極性の電圧が生じる。
従って、２つの検知用圧電体を並列接続して出力電圧を
取り出すためには、圧電体相互間で配線をクロスさせる
必要はなく、配線が簡単になる。
本発明における配線は、空中で振動する部分に接続さ
れ、しかも、振動を抑制しないことが重要であり、注意
深く配線しなければならないが、この部分の作業が簡素
化されることで、全体の組付けが非常に楽になるという
優れた効果を有する。
れ、しかも、振動を抑制しないことが重要であり、注意
深く配線しなければならないが、この部分の作業が簡素
化されることで、全体の組付けが非常に楽になるという
優れた効果を有する。
次に、第２番目の発明においては、一対の検知用圧電体
の分極方向は同一方向としているが、一方の検知用圧電
体には位相反転回路を接続して全体の回路を構成してい
るので、２つの検知用圧電体相互間に配線のクロス部分
を設けないで単純に並列接続しても、検知用圧電体の並
列回路の中で、コリオリの力で生じた出力電圧が相殺し
てしまうことがなくなる。従って、検知用圧電体相互の
分極方向を同一方向に設定しても一対の検知用圧電体相
互間で配線をクロスさせなくても角速度信号を取り出す
ことができ、このため配線をクロスすることによる配線
作業の煩わしさ、或いはクロス部分での配線同士の摩擦
による断線発生という問題がなくなる。又、検知用圧電
体相互の分極方向が同一方向であるので、該圧電体相互
を向かい合うように配置する際に分極方向に注意して配
置するという煩わしさを解消できる。なお、位相反転回
転は回路中のどこに位置しても良いので、配線作業のさ
またげにならぬ部分に設ければ良い。
の分極方向は同一方向としているが、一方の検知用圧電
体には位相反転回路を接続して全体の回路を構成してい
るので、２つの検知用圧電体相互間に配線のクロス部分
を設けないで単純に並列接続しても、検知用圧電体の並
列回路の中で、コリオリの力で生じた出力電圧が相殺し
てしまうことがなくなる。従って、検知用圧電体相互の
分極方向を同一方向に設定しても一対の検知用圧電体相
互間で配線をクロスさせなくても角速度信号を取り出す
ことができ、このため配線をクロスすることによる配線
作業の煩わしさ、或いはクロス部分での配線同士の摩擦
による断線発生という問題がなくなる。又、検知用圧電
体相互の分極方向が同一方向であるので、該圧電体相互
を向かい合うように配置する際に分極方向に注意して配
置するという煩わしさを解消できる。なお、位相反転回
転は回路中のどこに位置しても良いので、配線作業のさ
またげにならぬ部分に設ければ良い。
また、位相反転回路を一方のみに接続することで、一対
の検知用圧電体間で回路の対称性は失われるが、もとも
と一対の検知用圧電体間の機械的寸法等からくる電気的
特性を均一にし、対称性を確保することはかなり困難で
あるため、位相反転回路の回路定数等を変えて、一対間
の電気的特性の調整に使用したければ、そのようにする
ことも可能となる。
の検知用圧電体間で回路の対称性は失われるが、もとも
と一対の検知用圧電体間の機械的寸法等からくる電気的
特性を均一にし、対称性を確保することはかなり困難で
あるため、位相反転回路の回路定数等を変えて、一対間
の電気的特性の調整に使用したければ、そのようにする
ことも可能となる。
以下、本発明の第１実施例を第１図に示して説明する。
この振動型の角速度センサは、次のように構成されてい
る。即ち、２枚の圧電体を張り合わせた一対の駆動用圧
電バイモルフ１、１′を有する一対の駆動部、及び２枚
の圧電体を張り合わせた一対の検知用圧電バイモルフ
２、２′を有する一対の検知部とを備えている。
この振動型の角速度センサは、次のように構成されてい
る。即ち、２枚の圧電体を張り合わせた一対の駆動用圧
電バイモルフ１、１′を有する一対の駆動部、及び２枚
の圧電体を張り合わせた一対の検知用圧電バイモルフ
２、２′を有する一対の検知部とを備えている。
この駆動部及び検知部の個々は、両者の長さ方向が同一
で且つ両者が直列的配置となるように両者の端部の互い
が接続されていて振動子を構成している。なお、その接
続部は接着剤３、３′により構成されており、かつ該接
着剤３、３′によって駆動部及び検知部の端部は互いに
直交関係に接続されている。
で且つ両者が直列的配置となるように両者の端部の互い
が接続されていて振動子を構成している。なお、その接
続部は接着剤３、３′により構成されており、かつ該接
着剤３、３′によって駆動部及び検知部の端部は互いに
直交関係に接続されている。
そして、該各振動子は、その駆動部同士が互いに平行に
向かい合うように、又その検知部同士が互いに平行に向
かい合うように配置するように仮想中心軸となる測定軸
Ａに対して並列的に設置されている。また、駆動用圧電
バイモルフ１，１′の内側の圧電体は金属端子４に接
着、半田等で固定されており、この金属端子４を介して
接地されている。そして、駆動用圧電バイモルフ１，
１′に交流駆動電源５（自励発振方式のものでもよい）
により交流駆動電圧が印加されるようになっている。そ
して、駆動用圧電バイモルフ１，１′に交流駆動電圧が
印加された時、駆動用圧電バイモルフ１，１′は、図の
実線の矢印方向に、位相が１８０゜ずれて測定軸Ａに対
して振動（対称振動）し、その振動時に、検知用圧電バ
イモルフ２，２′の垂直方向の屈曲状態を検出して、角
速度を得るようにしている。すなわち、測定軸Ａの回り
に角速度が生じると、コリオリの力によって検知用圧電
バイモルフ２，２′が対称振動方向に直交する方向に屈
曲するため、その屈曲状態を検出して角速度を得るよう
にしている。なお、駆動用圧電バイモルフ１，１′にお
ける点線の矢印はそれぞれの圧電体の分極方向を示して
おり、それぞれの駆動用圧電バイモルフ１，１′におけ
る対応する圧電体（内側と内側，外側と外側の圧電体）
はその屈曲方向における分極方向が逆になっている。こ
のため、同一位相の交流駆動電圧を印加することにより
それぞれの駆動用圧電バイモルフは位相が１８０゜ずれ
て振動する。（なお、駆動部における圧電体は２枚設け
ることなく基板に１枚を張り合わせてもモノモルフとし
ても上記と同様に１８０゜ずらして音叉振動させること
かでき、この場合は両者とも基板に対して外側あるいは
内側に対応させて張り合わせる。）また、検知用圧電バ
イモルフ２，２′における点線の矢印はそれぞれの圧電
体の分極方向を示しており、それぞれ逆の分極方向にな
っている。これは、ある角速度を受けたとき、駆動用圧
電バイモルフ１，１′が対称振動（音叉振動）している
ために、検知用圧電バイモルフ２，２′も対称振動する
ことになり、それぞれの検知用圧電バイモフル２，２′
からの検知信号の位相をあわせるようにするためであ
る。第１図に示すものの等価回路は第２図（Ａ）に示す
ようになり、駆動用圧電バイモルフ１，１′と検知用圧
電バイモルフ２，２′のそれぞれの間が接着剤３，３′
に起因する容量Ｃ3，Ｃ3 ′にて容量結合される。
向かい合うように、又その検知部同士が互いに平行に向
かい合うように配置するように仮想中心軸となる測定軸
Ａに対して並列的に設置されている。また、駆動用圧電
バイモルフ１，１′の内側の圧電体は金属端子４に接
着、半田等で固定されており、この金属端子４を介して
接地されている。そして、駆動用圧電バイモルフ１，
１′に交流駆動電源５（自励発振方式のものでもよい）
により交流駆動電圧が印加されるようになっている。そ
して、駆動用圧電バイモルフ１，１′に交流駆動電圧が
印加された時、駆動用圧電バイモルフ１，１′は、図の
実線の矢印方向に、位相が１８０゜ずれて測定軸Ａに対
して振動（対称振動）し、その振動時に、検知用圧電バ
イモルフ２，２′の垂直方向の屈曲状態を検出して、角
速度を得るようにしている。すなわち、測定軸Ａの回り
に角速度が生じると、コリオリの力によって検知用圧電
バイモルフ２，２′が対称振動方向に直交する方向に屈
曲するため、その屈曲状態を検出して角速度を得るよう
にしている。なお、駆動用圧電バイモルフ１，１′にお
ける点線の矢印はそれぞれの圧電体の分極方向を示して
おり、それぞれの駆動用圧電バイモルフ１，１′におけ
る対応する圧電体（内側と内側，外側と外側の圧電体）
はその屈曲方向における分極方向が逆になっている。こ
のため、同一位相の交流駆動電圧を印加することにより
それぞれの駆動用圧電バイモルフは位相が１８０゜ずれ
て振動する。（なお、駆動部における圧電体は２枚設け
ることなく基板に１枚を張り合わせてもモノモルフとし
ても上記と同様に１８０゜ずらして音叉振動させること
かでき、この場合は両者とも基板に対して外側あるいは
内側に対応させて張り合わせる。）また、検知用圧電バ
イモルフ２，２′における点線の矢印はそれぞれの圧電
体の分極方向を示しており、それぞれ逆の分極方向にな
っている。これは、ある角速度を受けたとき、駆動用圧
電バイモルフ１，１′が対称振動（音叉振動）している
ために、検知用圧電バイモルフ２，２′も対称振動する
ことになり、それぞれの検知用圧電バイモフル２，２′
からの検知信号の位相をあわせるようにするためであ
る。第１図に示すものの等価回路は第２図（Ａ）に示す
ようになり、駆動用圧電バイモルフ１，１′と検知用圧
電バイモルフ２，２′のそれぞれの間が接着剤３，３′
に起因する容量Ｃ3，Ｃ3 ′にて容量結合される。
ここで重要なことは、対称振動する検知用圧電バイモル
フ２，２′の分極方向が第１図の点線の矢印の如く、逆
の分極方向になっていることである。
フ２，２′の分極方向が第１図の点線の矢印の如く、逆
の分極方向になっていることである。
このため、第２図（Ａ）に示すように１つの配線端ａを
圧電体２，２′の表側（第１図の紙面表側）に夫々接続
し、他の配線ｂを圧電体２，２′の裏側（第１図の紙面
裏側）に夫々接続することができる。
圧電体２，２′の表側（第１図の紙面表側）に夫々接続
し、他の配線ｂを圧電体２，２′の裏側（第１図の紙面
裏側）に夫々接続することができる。
第２図（Ｂ）は第２図（Ａ）の圧電体２，２′部分のみ
を、その分極方向（点線の矢印）と共に図示したもので
ある。又，ｅ，ｅ′は角速度を受けたときに発生する電
圧の方向である。
を、その分極方向（点線の矢印）と共に図示したもので
ある。又，ｅ，ｅ′は角速度を受けたときに発生する電
圧の方向である。
これから分かるように、第１図の構成では圧電体２，
２′の分極方向を逆の分極方向としてあるために、角速
度を受けたときに生じる電圧ｅ，ｅ′の向きは同じ方向
となり、配線ａ，ｂを圧電体２，２′との接続は単純な
並列接続が可能となり、この分配線作業が簡素化され
る。
２′の分極方向を逆の分極方向としてあるために、角速
度を受けたときに生じる電圧ｅ，ｅ′の向きは同じ方向
となり、配線ａ，ｂを圧電体２，２′との接続は単純な
並列接続が可能となり、この分配線作業が簡素化され
る。
言い換えれば、圧電体２，２′を音叉振動させることに
よって、圧電体２，２′の運動方向は１８０゜異なる結
果、コリオリの力が発生するベクトル方向も１８０゜異
なる。
よって、圧電体２，２′の運動方向は１８０゜異なる結
果、コリオリの力が発生するベクトル方向も１８０゜異
なる。
よって、分極方向を逆の分極方向にしていないと、コリ
オリの力が１８０゜異なるため、圧電体２，２′の表面
にあらわれる電荷の極性（電圧の方向）は互いに逆向き
となり、第２図のような単純な並列接続をしたのでは逆
向きの電圧によって並列回路内に循環電流が流れるだけ
で配線端ａ，ｂからは出力が取り出されなくなる。
オリの力が１８０゜異なるため、圧電体２，２′の表面
にあらわれる電荷の極性（電圧の方向）は互いに逆向き
となり、第２図のような単純な並列接続をしたのでは逆
向きの電圧によって並列回路内に循環電流が流れるだけ
で配線端ａ，ｂからは出力が取り出されなくなる。
このように、本発明では、コリオリの力が音叉振動する
圧電体に方向が逆向に作用することに鑑みて、分極の方
向を逆にしているから、単純な並列接続で出力が取り出
せる。
圧電体に方向が逆向に作用することに鑑みて、分極の方
向を逆にしているから、単純な並列接続で出力が取り出
せる。
次に、第２実施例について説明する。
この実施例は、駆動用圧電体を有する駆動部と、検知用
圧電体を有する検知部とを直交して結合した振動子を２
組対称に配置するとともに、それぞれの駆動用圧電体に
交流駆動電圧を印加するための交流駆動電源を備えた角
速度センサであって、 一方の振動子に対し、前記交流駆動電源から前記駆動用
圧電体に交流駆動電圧を印加し、前記検知用圧電体から
検知信号を取り出す電気経路に、入力信号の位相を１８
０゜ずらす位相反転回路を設け、 さらに、前記交流駆動電圧を前記それぞれの駆動用圧電
体に印加した時に、それぞれの駆動部が対称振動するよ
うに、それぞれの駆動用圧電体の分極方向を定め、か
つ、前記それぞれの検知用圧電体からの検知信号を合成
して角速度を得るように、それぞれの検知用圧電体の分
極方向を定めたものである。
圧電体を有する検知部とを直交して結合した振動子を２
組対称に配置するとともに、それぞれの駆動用圧電体に
交流駆動電圧を印加するための交流駆動電源を備えた角
速度センサであって、 一方の振動子に対し、前記交流駆動電源から前記駆動用
圧電体に交流駆動電圧を印加し、前記検知用圧電体から
検知信号を取り出す電気経路に、入力信号の位相を１８
０゜ずらす位相反転回路を設け、 さらに、前記交流駆動電圧を前記それぞれの駆動用圧電
体に印加した時に、それぞれの駆動部が対称振動するよ
うに、それぞれの駆動用圧電体の分極方向を定め、か
つ、前記それぞれの検知用圧電体からの検知信号を合成
して角速度を得るように、それぞれの検知用圧電体の分
極方向を定めたものである。
そして、この実施例では、配線作業が容易になると共
に、それぞれの振動子における駆動部と検知部の間の容
量結合による交流駆動電圧のもれを、位相反転回路の作
用により相殺するようにしているから、駆動部と検知部
との間の容量結合に起因するオフセット電圧の発生を防
止して正確なる角速度検出を行なうことができる。
に、それぞれの振動子における駆動部と検知部の間の容
量結合による交流駆動電圧のもれを、位相反転回路の作
用により相殺するようにしているから、駆動部と検知部
との間の容量結合に起因するオフセット電圧の発生を防
止して正確なる角速度検出を行なうことができる。
以下図面に基づいて第２実施例を詳細に説明する。第３
図はその一実施例を示す構成図であり、第１図に示すも
のと駆動用電圧体１′における圧電体の分極方向を逆に
した（駆動用圧電体１におけるそれぞれの圧電体と対応
する圧電体の分極方向を同一方向とした）点、および位
相反転回路６を設けた点において異なっている。すなわ
ち、駆動用圧電バイモルフ１に印加する交流駆動電圧と
駆動用圧電バイモルフ１′に印加する交流駆動電圧とが
互いに位相が１８０゜異なるように、位相反転回路６を
通して駆動用圧電バイモルフ１′に交流駆動電圧を印加
する。そして、上記交流駆動電圧を印加しても図の実線
の矢印に示すように位相が１８０゜ずれて対称振動（音
叉振動ともいう）するように、圧電バイモルフ１，１′
の分極方向を図の点線の矢印で示す方向としている。
図はその一実施例を示す構成図であり、第１図に示すも
のと駆動用電圧体１′における圧電体の分極方向を逆に
した（駆動用圧電体１におけるそれぞれの圧電体と対応
する圧電体の分極方向を同一方向とした）点、および位
相反転回路６を設けた点において異なっている。すなわ
ち、駆動用圧電バイモルフ１に印加する交流駆動電圧と
駆動用圧電バイモルフ１′に印加する交流駆動電圧とが
互いに位相が１８０゜異なるように、位相反転回路６を
通して駆動用圧電バイモルフ１′に交流駆動電圧を印加
する。そして、上記交流駆動電圧を印加しても図の実線
の矢印に示すように位相が１８０゜ずれて対称振動（音
叉振動ともいう）するように、圧電バイモルフ１，１′
の分極方向を図の点線の矢印で示す方向としている。
従って、上記構成によれば、圧電バイモルフ１′におけ
る圧電体の分極方向を第１図に示すものと逆にするとと
もに、この圧電バイモルフ１′に位相を１８０゜ずらす
位相反転回路６を介して交流駆動電圧を印加するように
しているから、圧電バイモルフ１，１′は第１図に示す
ものと同様に位相が１８０゜ずれて振動する。
る圧電体の分極方向を第１図に示すものと逆にするとと
もに、この圧電バイモルフ１′に位相を１８０゜ずらす
位相反転回路６を介して交流駆動電圧を印加するように
しているから、圧電バイモルフ１，１′は第１図に示す
ものと同様に位相が１８０゜ずれて振動する。
また、このものの等価回路は第４図に示すもののように
なる。ここで、結合容量Ｃ3,Ｃ3 ′を介して検知部にも
れる交流駆動電圧は、位相反転回路６を設けたことによ
り位相が１８０゜ずれたものになり、それを合成するこ
とにより、それらが相殺されて出力端子ａ，ｂ間に生じ
るオフセット電圧を著しく小さくすることができる。な
お、位相反転回路６としては、第５図に示すように、オ
ペアンプを用いた反転増幅器を用いることができる。
なる。ここで、結合容量Ｃ3,Ｃ3 ′を介して検知部にも
れる交流駆動電圧は、位相反転回路６を設けたことによ
り位相が１８０゜ずれたものになり、それを合成するこ
とにより、それらが相殺されて出力端子ａ，ｂ間に生じ
るオフセット電圧を著しく小さくすることができる。な
お、位相反転回路６としては、第５図に示すように、オ
ペアンプを用いた反転増幅器を用いることができる。
なお、検知用圧電体バイモルフ２，２′については、そ
の分極方向を含めて第１実施例と同様である。
の分極方向を含めて第１実施例と同様である。
なお、上記実施例では、位相反転回路６を交流駆動電源
５と駆動用電圧バイモルフ１′の間に設けるものを示し
たが、第３実施例を示す第６図に示すように検知用圧電
バイモルフ２′の出力側に設けるようにしてもよい。こ
の場合、第１図および第４図に示すものに対し検知用圧
電バイモルフ２′の分極方向を点線の矢印の如く逆
（２，２′相互間では同じ）にする必要がある。
５と駆動用電圧バイモルフ１′の間に設けるものを示し
たが、第３実施例を示す第６図に示すように検知用圧電
バイモルフ２′の出力側に設けるようにしてもよい。こ
の場合、第１図および第４図に示すものに対し検知用圧
電バイモルフ２′の分極方向を点線の矢印の如く逆
（２，２′相互間では同じ）にする必要がある。
また、第４実施例を示す第７図に示すように、それぞれ
の振動子を金属板７，７′にて一体的に形成し、その金
属板７，７′の上に駆動用圧電体８，８′および検知用
圧電体９，９′を設け、金属板７，７′を金属端子４を
介して接地するようにしてもよい。このものにおいても
駆動用圧電体８，８′と検知用圧電体９，９′の間に空
気等を媒体とした結合容量が存在する。この場合、駆動
用圧電体８，８′および検知用圧電体９，９′を金属板
７，７′の片側のみならず反対側にも設けてその２枚の
圧電体にて駆動あるいは検知を行なうようにしてもよ
い。なお、分極方向は第７図の点線の矢印に示したよう
に駆動用圧電体８，８′は同方向とし、検知用圧電体
９，９′は１８０゜異なる方向としてある。
の振動子を金属板７，７′にて一体的に形成し、その金
属板７，７′の上に駆動用圧電体８，８′および検知用
圧電体９，９′を設け、金属板７，７′を金属端子４を
介して接地するようにしてもよい。このものにおいても
駆動用圧電体８，８′と検知用圧電体９，９′の間に空
気等を媒体とした結合容量が存在する。この場合、駆動
用圧電体８，８′および検知用圧電体９，９′を金属板
７，７′の片側のみならず反対側にも設けてその２枚の
圧電体にて駆動あるいは検知を行なうようにしてもよ
い。なお、分極方向は第７図の点線の矢印に示したよう
に駆動用圧電体８，８′は同方向とし、検知用圧電体
９，９′は１８０゜異なる方向としてある。
第１図は本発明角速度センサの第１実施例を示す構成
図、第２図（Ａ）および第２図（Ｂ）は第１図に示すも
の等価回路図、第３図は本発明に係る角速度センサ第２
実施例の構成図、第４図は第３図に示すものの等価回路
図、第５図は第２実施例で用いた位相反転回路の電気結
線図、第６図は第３実施例を示す等価回路図、第７図は
第４実施例を示す構成図である。 １，１′……駆動用圧電バイモルフ，２，２′……検知
用圧電バイモルフ，５……交流駆動用電源，６……位相
反転回路。
図、第２図（Ａ）および第２図（Ｂ）は第１図に示すも
の等価回路図、第３図は本発明に係る角速度センサ第２
実施例の構成図、第４図は第３図に示すものの等価回路
図、第５図は第２実施例で用いた位相反転回路の電気結
線図、第６図は第３実施例を示す等価回路図、第７図は
第４実施例を示す構成図である。 １，１′……駆動用圧電バイモルフ，２，２′……検知
用圧電バイモルフ，５……交流駆動用電源，６……位相
反転回路。
Claims (2)
- 【請求項１】駆動用圧電体を有する駆動部、及び検知用
圧電体を有する検知部とを備え、前記駆動部と前記検知
部との長さ方向が同一で且つ前記両者が直列的配置とな
るように前記両者の端部の互いを接続した構成の一対の
振動子を有し、該各振動子の前記駆動部同士を互いに平
行に向かい合うよう配置し且つ前記各振動子の前記検知
部同士を互いに平行に向かい合うよう配置するように、
前記各振動子の互いを仮想中心軸に対して並列的に設置
し、前記一対の振動子を、その前記両駆動部の前記圧電
体への駆動信号の印加に基づいて前記中心軸に対して対
称に振動させた状態において前記中心軸に対して角速度
が加わった場合に発生するコリオリ力によって、前記両
検知部を前記対称振動方向に直交する方向に屈曲させ、
これにより該検知部の検知用圧電体に接続したラインを
介して角速度検知信号を取り出すように構成した角速度
センサにおいて、 前記一対の検知部の前記各圧電体の分極方向を、該検知
部の前記屈曲方向に対して互いに逆方向に設定し、且つ
前記一対の検知部の前記各圧電体を、それらの一方の側
の面同士を電気的に結び、かつ他方の側の面から角速度
信号検知用の２本のラインが引き出されるよう並列接続
したことを特徴とする角速度センサ。 - 【請求項２】駆動用電体を有する駆動部、及び検知用圧
電体を有する検知部とを備え、前記駆動部と前記検知部
との長さ方向が同一で且つ前記両者が直列的配置となる
ように前記両者の端部の互いを接続した構成の一対の振
動子を有し、該各振動子の前記駆動部同士を互いに平行
に向かい合うよう配置し且つ前記各振動子の前記検知部
同士を互いに平行に向かい合うよう配置するように、前
記各振動子の互いを仮想中心軸に対して並列的に設置
し、前記一対の振動子を、その前記両駆動部の前記圧電
体への駆動信号の印加に基づいて前記中心軸に対して対
称に振動させた状態において前記中心軸に対して角速度
が加わった場合に発生するコリオリ力によって、前記両
検知部を前記対称振動方向に直交する方向に屈曲させ、
これにより該検知部の検知用圧電体に接続したラインを
介して角速度検知信号を取り出すように構成した角速度
センサにおいて、 前記一対の検知部の前記各圧電体の分極方向を、該検知
部の前記屈曲方向に対して同一方向に設定し、前記一対
の検知部の前記圧電体の一方側に位相反転回路を直列に
接続し、且つ前記一対の検知部の前記各圧電体を、それ
らの一方の側の面同士を電気的に結び、且つ他方の側の
面から角速度信号検知用の２本のラインが引き出される
よう並列接続したことを特徴とする角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2333307A JPH0619367B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2333307A JPH0619367B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 角速度センサ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201069A Division JPS6177712A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 角速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179267A JPH03179267A (ja) | 1991-08-05 |
| JPH0619367B2 true JPH0619367B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=18264644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2333307A Expired - Lifetime JPH0619367B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0619367B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5447066A (en) * | 1993-09-01 | 1995-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Angular velocity sensor having a tuning fork construction and its method of manufacture |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177712A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Nippon Denso Co Ltd | 角速度センサ |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2333307A patent/JPH0619367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177712A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Nippon Denso Co Ltd | 角速度センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03179267A (ja) | 1991-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |