JPH0627123A - ガス式角速度検出器 - Google Patents
ガス式角速度検出器Info
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- JPH0627123A JPH0627123A JP22058892A JP22058892A JPH0627123A JP H0627123 A JPH0627123 A JP H0627123A JP 22058892 A JP22058892 A JP 22058892A JP 22058892 A JP22058892 A JP 22058892A JP H0627123 A JPH0627123 A JP H0627123A
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Abstract
(57)【要約】
［目的］ 検出器本体に角速度が作用したときのガス通
路内におけるガス流の偏向状態をヒートセンサによって
検知することにより角速度を検出する際、ガス流の偏向
状態を熱の移動状態としてとらえるようにするととも
に、ＡＤ変換手段を用いることなく角速度の検出をデジ
タル的に行うようにする。 ［構成］ 交流駆動による発熱素子により加熱されたガ
ス流が検出器本体に作用する角速度により偏向したとき
の熱の移動状態をヒートセンサによって検知するように
するとともに、発熱体の駆動信号およびヒートセンサの
出力信号のゼロクロス点を検出して、各信号におけるゼ
ロクロス点の間隔の計測およびそのずれの方向を検出す
るようにする。
路内におけるガス流の偏向状態をヒートセンサによって
検知することにより角速度を検出する際、ガス流の偏向
状態を熱の移動状態としてとらえるようにするととも
に、ＡＤ変換手段を用いることなく角速度の検出をデジ
タル的に行うようにする。 ［構成］ 交流駆動による発熱素子により加熱されたガ
ス流が検出器本体に作用する角速度により偏向したとき
の熱の移動状態をヒートセンサによって検知するように
するとともに、発熱体の駆動信号およびヒートセンサの
出力信号のゼロクロス点を検出して、各信号におけるゼ
ロクロス点の間隔の計測およびそのずれの方向を検出す
るようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検出器本体に作用する
角速度を検出するガス式角速度検出器に関する。
角速度を検出するガス式角速度検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のガス式角速度検出器にあ
っては、密閉したケーシング内でノズル孔から感熱抵抗
素子からなるワイヤ状のヒートセンサ対に向かってガス
流を噴出させておき、検出器本体に角速度運動が加わっ
てガス流が偏向したときに、そのガス流の偏向状態をヒ
ートセンサ対が感知して、それにより各ヒートセンサと
ともに構成された抵抗ブリッジ回路からヒートセンサ対
に生ずる抵抗値の変化の差に応じたレート検出信号をと
り出して、そのとき検出器本体に作用している角速度を
検出するようにしている。
っては、密閉したケーシング内でノズル孔から感熱抵抗
素子からなるワイヤ状のヒートセンサ対に向かってガス
流を噴出させておき、検出器本体に角速度運動が加わっ
てガス流が偏向したときに、そのガス流の偏向状態をヒ
ートセンサ対が感知して、それにより各ヒートセンサと
ともに構成された抵抗ブリッジ回路からヒートセンサ対
に生ずる抵抗値の変化の差に応じたレート検出信号をと
り出して、そのとき検出器本体に作用している角速度を
検出するようにしている。
【０００３】このようなガス式角速度検出器を自動車，
航空機などの移動体に搭載して、その移動に際して角速
度検出器の検出信号を時間積分していけば移動体の進行
方向の変化分が得られ、それにより移動体の進行方向を
累積的に求めていくことができる。
航空機などの移動体に搭載して、その移動に際して角速
度検出器の検出信号を時間積分していけば移動体の進行
方向の変化分が得られ、それにより移動体の進行方向を
累積的に求めていくことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のガス式角速度検出器では、検出器本体に角
速度が作用してヒートセンサ対にガス流が偏って当たっ
たときに、各ヒートセンサの放熱量が変化することによ
る抵抗値の変化を検出するようにしているので、温度ド
リフトやセンサ特性の経時変化、あるいはノイズ混入な
どの影響を受けやすいということである。
点は、従来のガス式角速度検出器では、検出器本体に角
速度が作用してヒートセンサ対にガス流が偏って当たっ
たときに、各ヒートセンサの放熱量が変化することによ
る抵抗値の変化を検出するようにしているので、温度ド
リフトやセンサ特性の経時変化、あるいはノイズ混入な
どの影響を受けやすいということである。
【０００５】また、マイクロコンピュータによってレー
ト検出信号を読み込んで検出器本体に作用している角速
度の大きさおよび方向を求めるようにする場合、レート
検出信号をＡＤ変換したうえでマイクロコンピュータに
読み込ませる必要があり、ＡＤ変換の精度がそのまま角
速度の検出精度に影響を与えてしまうことである。
ト検出信号を読み込んで検出器本体に作用している角速
度の大きさおよび方向を求めるようにする場合、レート
検出信号をＡＤ変換したうえでマイクロコンピュータに
読み込ませる必要があり、ＡＤ変換の精度がそのまま角
速度の検出精度に影響を与えてしまうことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、検出器本体に
角速度が作用したときのガス流の偏向状態を従来のよう
に感熱抵抗素子の抵抗値の変化としてとらえるのではな
く、ガス流による熱の伝達時間の変化としてとらえるべ
く、ガス通路内を流れるガス流を加熱する交流駆動によ
る発熱体と、その発熱体の下流側にヒートセンサとを設
けて、ガス流により伝達される熱を検出器本体に角速度
が作用したときのガス流の偏向状態に応じた時間差をも
ってヒートセンサによって検知して、そのときのヒート
センサの出力信号の位相の進みまたは遅れ状態から検出
器本体に作用する角速度を検出するようにしている。
角速度が作用したときのガス流の偏向状態を従来のよう
に感熱抵抗素子の抵抗値の変化としてとらえるのではな
く、ガス流による熱の伝達時間の変化としてとらえるべ
く、ガス通路内を流れるガス流を加熱する交流駆動によ
る発熱体と、その発熱体の下流側にヒートセンサとを設
けて、ガス流により伝達される熱を検出器本体に角速度
が作用したときのガス流の偏向状態に応じた時間差をも
ってヒートセンサによって検知して、そのときのヒート
センサの出力信号の位相の進みまたは遅れ状態から検出
器本体に作用する角速度を検出するようにしている。
【０００７】そして、特に本発明では、このような交流
駆動による熱移動検知型のガス式角速度検出器にあっ
て、ヒートセンサの出力信号の位相の進みまたは遅れ状
態をみるべく、発熱体の駆動信号のゼロクロス点、ヒー
トセンサの出力信号のゼロクロス点を検出したうえで、
発熱体の駆動信号のゼロクロス点とヒートセンサの出力
信号のゼロクロス点との間隔、または左，右一対に設け
られたヒートセンサの各出力信号のゼロクロス点の間隔
を、その各ゼロクロス点のずれの方向にしたがってカウ
ントするようにして、角速度の検出をＡＤ変換手段を何
ら用いることなくデジタル的に行わせるようにしてい
る。
駆動による熱移動検知型のガス式角速度検出器にあっ
て、ヒートセンサの出力信号の位相の進みまたは遅れ状
態をみるべく、発熱体の駆動信号のゼロクロス点、ヒー
トセンサの出力信号のゼロクロス点を検出したうえで、
発熱体の駆動信号のゼロクロス点とヒートセンサの出力
信号のゼロクロス点との間隔、または左，右一対に設け
られたヒートセンサの各出力信号のゼロクロス点の間隔
を、その各ゼロクロス点のずれの方向にしたがってカウ
ントするようにして、角速度の検出をＡＤ変換手段を何
ら用いることなくデジタル的に行わせるようにしてい
る。
【０００８】
【実施例】図１および図２に、本発明に係るガス式角速
度検出器本体の一構成例を示している。
度検出器本体の一構成例を示している。
【０００９】同図の構成にあって、ケーシング１は一端
が閉塞され、他端が開放された筒状のものからなってお
り、その開方端の周縁にはフランジ２が形成されてい
る。また、そのケーシング１の横断面形状は円周上を等
分した３箇所が内方に向かって突出した隆起条となって
おり、それらの隆起条と当接する本体部４との間に軸方
向の流路３が形成されている。
が閉塞され、他端が開放された筒状のものからなってお
り、その開方端の周縁にはフランジ２が形成されてい
る。また、そのケーシング１の横断面形状は円周上を等
分した３箇所が内方に向かって突出した隆起条となって
おり、それらの隆起条と当接する本体部４との間に軸方
向の流路３が形成されている。
【００１０】また、ケーシング１内に収納される本体部
４は、ホルダ部４１と首部４２と筒体部４３とからなっ
ており、そのホルダ部４１によってケーシング１内に封
じ込められたガスをシールドするようにしている。ホル
ダ部４１内にはポンプ室５が形成されており、そのポン
プ室５内にはピエゾプレート６からなるダイアフラム式
のポンプが設けられ、そのポンプ作用によってガスが吐
出口７から流路３内に送り出されるようになっている。
４は、ホルダ部４１と首部４２と筒体部４３とからなっ
ており、そのホルダ部４１によってケーシング１内に封
じ込められたガスをシールドするようにしている。ホル
ダ部４１内にはポンプ室５が形成されており、そのポン
プ室５内にはピエゾプレート６からなるダイアフラム式
のポンプが設けられ、そのポンプ作用によってガスが吐
出口７から流路３内に送り出されるようになっている。
【００１１】流路３内に送り出されたガスは、筒体部４
３の端面の中央部分に形成されたノズル孔８およびその
周囲に複数形成された整流孔９からその筒体部４３の内
部に形成されたガス通路１０内に層流として噴出され、
そのガス通路１０を通過したのちにポンプ室５に戻って
再びポンプ作用によって流路３に送り出されるようにな
っている。
３の端面の中央部分に形成されたノズル孔８およびその
周囲に複数形成された整流孔９からその筒体部４３の内
部に形成されたガス通路１０内に層流として噴出され、
そのガス通路１０を通過したのちにポンプ室５に戻って
再びポンプ作用によって流路３に送り出されるようにな
っている。
【００１２】そして、ガス通路１０内には、そのガス通
路内を流れるガス流を加熱する交流駆動による発熱体と
しての加熱ワイヤ１１１，１１２と、その加熱ワイヤ１
１１，１１２に対向して、その下流側にワイヤ状のヒー
トセンサ１２１，１２２とが絶縁板１３を介して図示の
ように設置されている。
路内を流れるガス流を加熱する交流駆動による発熱体と
しての加熱ワイヤ１１１，１１２と、その加熱ワイヤ１
１１，１１２に対向して、その下流側にワイヤ状のヒー
トセンサ１２１，１２２とが絶縁板１３を介して図示の
ように設置されている。
【００１３】絶縁板１３には、ガス通路１０内を流れる
ガス流が乱れることがないように、ガス流が通過する穴
１４が穿設されている。
ガス流が乱れることがないように、ガス流が通過する穴
１４が穿設されている。
【００１４】なお、ケーシング１のフランジ２部分に
は、電源回路，増幅器，検出回路などが実装される回路
基板１５が取り付けられている。図中、１６は検出器本
体を支持する支持筒である。
は、電源回路，増幅器，検出回路などが実装される回路
基板１５が取り付けられている。図中、１６は検出器本
体を支持する支持筒である。
【００１５】一対のヒートセンサ１２１，１２２は、図
３に示すように、ノズル孔８の中心線Ｏ−Ｏに対して左
右対象となるように配設されており、検出器本体に何ら
横方向の角速度ωが作用しないときにはガス通路１０内
に噴出されたガスがその中心線Ｏ−Ｏに沿ってまっすぐ
流れて各ヒートセンサ１２１，１２２に均等に当たるよ
うになっている。
３に示すように、ノズル孔８の中心線Ｏ−Ｏに対して左
右対象となるように配設されており、検出器本体に何ら
横方向の角速度ωが作用しないときにはガス通路１０内
に噴出されたガスがその中心線Ｏ−Ｏに沿ってまっすぐ
流れて各ヒートセンサ１２１，１２２に均等に当たるよ
うになっている。
【００１６】このような状態にあって、検出器本体に横
方向の角速度ωが作用すると、その大きさに応じてガス
通路１０内に噴出されたガス流が図中点線で示すように
偏向して各ヒートセンサ１２１，１２２のところにおい
て中心線Ｏ−Ｏからのずれεを生じ、そのため各ヒート
センサ１２１，１２２にそれぞれ当たる流量に変化をき
たすことになる。
方向の角速度ωが作用すると、その大きさに応じてガス
通路１０内に噴出されたガス流が図中点線で示すように
偏向して各ヒートセンサ１２１，１２２のところにおい
て中心線Ｏ−Ｏからのずれεを生じ、そのため各ヒート
センサ１２１，１２２にそれぞれ当たる流量に変化をき
たすことになる。
【００１７】本発明では、ガス流の偏向によって流量変
化をきたすということは、そのガス流の偏向状態にした
がって各ヒートセンサ１２１，１２２に当たるガス流の
流速が変化することになるという点に着目し、加熱ワイ
ヤ１１１，１１２によりガス流を加熱して、ガス流によ
り伝達される熱を、検出器本体に角速度が作用したとき
のガス流の偏向状態に応じた時間差をもって各ヒートセ
ンサ１２１，１２２によってそれぞれ検知するようにし
ている。
化をきたすということは、そのガス流の偏向状態にした
がって各ヒートセンサ１２１，１２２に当たるガス流の
流速が変化することになるという点に着目し、加熱ワイ
ヤ１１１，１１２によりガス流を加熱して、ガス流によ
り伝達される熱を、検出器本体に角速度が作用したとき
のガス流の偏向状態に応じた時間差をもって各ヒートセ
ンサ１２１，１２２によってそれぞれ検知するようにし
ている。
【００１８】図３に示すように、検出器本体に角速度が
何ら作用していなくてガス流がまっすぐに流れて各ヒー
トセンサ１２１，１２２に均等に当たっているときに
は、ガス流が加熱ワイヤ１１１，１１２によって加熱さ
れたのち、その加熱されたガス流が各ヒートセンサ１２
１，１２２に達してその伝達熱が検知されるまでの時間
が一定で、そのときの両者の検知時間（基準時間）が等
しくなっている。
何ら作用していなくてガス流がまっすぐに流れて各ヒー
トセンサ１２１，１２２に均等に当たっているときに
は、ガス流が加熱ワイヤ１１１，１１２によって加熱さ
れたのち、その加熱されたガス流が各ヒートセンサ１２
１，１２２に達してその伝達熱が検知されるまでの時間
が一定で、そのときの両者の検知時間（基準時間）が等
しくなっている。
【００１９】いま、例えば、図３に示すように、図中矢
印に示す方向に角速度ωが作用したとき、ガス流がヒー
トセンサ１２１側に偏向して、その偏向の程度に応じて
ガス通路１０内におけるガス流量分布が変化して、ヒー
トセンサ１２１側の流速が上がってそれによる熱の検知
時間が早くなるとともに、その分ヒートセンサ１２２側
の流速が下がってそれによる熱の検知時間が遅れ、それ
により検知時間の基準からのずれの程度によってそのと
き作用している角速度ωの大きさが、また、各ヒートセ
ンサ１２１，１２２の検知時間が早くなるか遅くなるか
によってそのとき作用している角速度ωの方向が検出で
きる。
印に示す方向に角速度ωが作用したとき、ガス流がヒー
トセンサ１２１側に偏向して、その偏向の程度に応じて
ガス通路１０内におけるガス流量分布が変化して、ヒー
トセンサ１２１側の流速が上がってそれによる熱の検知
時間が早くなるとともに、その分ヒートセンサ１２２側
の流速が下がってそれによる熱の検知時間が遅れ、それ
により検知時間の基準からのずれの程度によってそのと
き作用している角速度ωの大きさが、また、各ヒートセ
ンサ１２１，１２２の検知時間が早くなるか遅くなるか
によってそのとき作用している角速度ωの方向が検出で
きる。
【００２０】ここでは、例えば、加熱ワイヤ１１１，１
１２に正弦波による交流電流を供給してそれを発熱駆動
させ、その各加熱ワイヤ１１１，１１２の駆動信号（正
弦波交流信号）を基準信号として各ヒートセンサ１２
１，１２２の出力信号と比較して、その両信号の位相差
から検出器本体に作用する角速度ωの大きさおよび向き
を検出するようにしている。
１２に正弦波による交流電流を供給してそれを発熱駆動
させ、その各加熱ワイヤ１１１，１１２の駆動信号（正
弦波交流信号）を基準信号として各ヒートセンサ１２
１，１２２の出力信号と比較して、その両信号の位相差
から検出器本体に作用する角速度ωの大きさおよび向き
を検出するようにしている。
【００２１】その際、特に本発明では、加熱ワイヤ１１
１，１１２の駆動信号および各ヒートセンサ１２１，１
２２の出力信号のゼロクロス点をそれぞれ検出する手段
と、各ヒートセンサ１２１，１２２の出力信号の何れの
位相が進んでいるかを検出して検出器本体の左右方向に
作用する角速度ωの方向を判定する手段と、加熱ワイヤ
１１１，１１２の駆動信号におけるゼロクロス点と位相
が進んでいるまたは遅れている方のヒートセンサ１１１
または１１２の出力信号のゼロクロス点との間隔を計測
して検出器本体に作用する角速度の大きさを判定する手
段とをとるようにしている。
１，１１２の駆動信号および各ヒートセンサ１２１，１
２２の出力信号のゼロクロス点をそれぞれ検出する手段
と、各ヒートセンサ１２１，１２２の出力信号の何れの
位相が進んでいるかを検出して検出器本体の左右方向に
作用する角速度ωの方向を判定する手段と、加熱ワイヤ
１１１，１１２の駆動信号におけるゼロクロス点と位相
が進んでいるまたは遅れている方のヒートセンサ１１１
または１１２の出力信号のゼロクロス点との間隔を計測
して検出器本体に作用する角速度の大きさを判定する手
段とをとるようにしている。
【００２２】図４に、そのときの加熱ワイヤ１１１，１
１２の駆動信号ＤＳおよびヒートセンサ１２１，１２２
の各出力信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれゼロクロスコンパレ
ータを用いて方形波に変換したときの各信号ＤＳ′，Ｓ
１′，Ｓ２′の位相関係の一例を示している。
１２の駆動信号ＤＳおよびヒートセンサ１２１，１２２
の各出力信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれゼロクロスコンパレ
ータを用いて方形波に変換したときの各信号ＤＳ′，Ｓ
１′，Ｓ２′の位相関係の一例を示している。
【００２３】ここでは、図３に示す方向に角速度ωが作
用してヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２よりもヒート
センサ１２１の出力信号Ｓ１の方の位相が進んでいる場
合を示しており、方形波に変換された加熱ワイヤ１１
１，１１２の駆動信号ＤＳ′とヒートセンサ１２１の出
力信号Ｓ１′との各立上がりエッジの間隔Ｔ１の時間を
計測することによって、高分解能をもって角速度ωの大
きさを求めることができる。
用してヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２よりもヒート
センサ１２１の出力信号Ｓ１の方の位相が進んでいる場
合を示しており、方形波に変換された加熱ワイヤ１１
１，１１２の駆動信号ＤＳ′とヒートセンサ１２１の出
力信号Ｓ１′との各立上がりエッジの間隔Ｔ１の時間を
計測することによって、高分解能をもって角速度ωの大
きさを求めることができる。
【００２４】なお、方形波に変換された加熱ワイヤ１１
１，１１２の駆動信号ＤＳ′とヒートセンサ１２１の出
力信号Ｓ１′との各立下がりエッジの間隔Ｔ２の時間を
カウンタによって計測することによって角速度ωの大き
さを求めるようにすることも可能である。
１，１１２の駆動信号ＤＳ′とヒートセンサ１２１の出
力信号Ｓ１′との各立下がりエッジの間隔Ｔ２の時間を
カウンタによって計測することによって角速度ωの大き
さを求めるようにすることも可能である。
【００２５】また、ヒートセンサ１２１，１２２を必ず
しも一対に設ける必要がなく、その何れか一方を省略し
ても角速度ωの検出が可能となる。
しも一対に設ける必要がなく、その何れか一方を省略し
ても角速度ωの検出が可能となる。
【００２６】すなわち、その場合には、加熱ワイヤ１１
１，１１２の駆動信号ＤＳとヒートセンサ１２１または
１２２の出力信号Ｓ１またはＳ２との位相差によって角
速度ωの大きさを、駆動信号ＤＳに対して出力信号Ｓ１
またはＳ２の位相が進んでいるか遅れているかをみるこ
とによって角速度ωの向きを検出することができるよう
になる。
１，１１２の駆動信号ＤＳとヒートセンサ１２１または
１２２の出力信号Ｓ１またはＳ２との位相差によって角
速度ωの大きさを、駆動信号ＤＳに対して出力信号Ｓ１
またはＳ２の位相が進んでいるか遅れているかをみるこ
とによって角速度ωの向きを検出することができるよう
になる。
【００２７】なお、その場合には、ヒートセンサ１２
１，１２２のうちの一方の省略に応じて、加熱ワイヤ１
１１，１１２のうちの一方を省略することができる。
１，１２２のうちの一方の省略に応じて、加熱ワイヤ１
１１，１１２のうちの一方を省略することができる。
【００２８】具体的には、加熱ワイヤ１１１（１１２）
の駆動信号ＤＳおよびヒートセンサ１２１（１２２）の
出力信号Ｓ１（Ｓ２）のゼロクロス点をそれぞれ検出す
る手段と、駆動信号ＤＳに対して出力信号Ｓ１（Ｓ２）
の位相が進んでいるか遅れているかを検出して検出器本
体の左右方向に作用する角速度ωの方向を判定する手段
と、駆動信号ＤＳにおけるゼロクロス点と出力信号Ｓ１
（Ｓ２）のゼロクロス点との間隔Ｔ１を計測して角速度
ωの大きさを判定する手段とをとるようにする。
の駆動信号ＤＳおよびヒートセンサ１２１（１２２）の
出力信号Ｓ１（Ｓ２）のゼロクロス点をそれぞれ検出す
る手段と、駆動信号ＤＳに対して出力信号Ｓ１（Ｓ２）
の位相が進んでいるか遅れているかを検出して検出器本
体の左右方向に作用する角速度ωの方向を判定する手段
と、駆動信号ＤＳにおけるゼロクロス点と出力信号Ｓ１
（Ｓ２）のゼロクロス点との間隔Ｔ１を計測して角速度
ωの大きさを判定する手段とをとるようにする。
【００２９】また、本発明では、前述のように加熱ワイ
ヤ１１１，１１２の駆動信号ＤＳを基準信号とすること
なく、各ヒートセンサ１２１，１２２の出力信号Ｓ１，
Ｓ２のゼロクロス点をそれぞれ検出する手段と、各ヒー
トセンサ１２１，１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２の何れの
位相が進んでいるかを検出して検出器本体の左右方向に
作用する角速度ωの方向を判定する手段と、各ヒートセ
ンサ１２１，１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２のゼロクロス
点の間隔を計測して角速度ωの大きさを判定する手段と
をとるようにしている。
ヤ１１１，１１２の駆動信号ＤＳを基準信号とすること
なく、各ヒートセンサ１２１，１２２の出力信号Ｓ１，
Ｓ２のゼロクロス点をそれぞれ検出する手段と、各ヒー
トセンサ１２１，１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２の何れの
位相が進んでいるかを検出して検出器本体の左右方向に
作用する角速度ωの方向を判定する手段と、各ヒートセ
ンサ１２１，１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２のゼロクロス
点の間隔を計測して角速度ωの大きさを判定する手段と
をとるようにしている。
【００３０】図５に、そのときの各ヒートセンサ１２
１，１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれゼロクロス
コンパレータを用いて方形波に変換したときの各信号Ｓ
１′，Ｓ２′の位相関係の一例を示している。
１，１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれゼロクロス
コンパレータを用いて方形波に変換したときの各信号Ｓ
１′，Ｓ２′の位相関係の一例を示している。
【００３１】ここでは、図３に示す方向に角速度ωが作
用してヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２よりもヒート
センサ１２１の出力信号Ｓ１の方の位相が進んでいる場
合を示しており、方形波に変換されたヒートセンサ１２
１の出力信号Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ
２′との各立上がりエッジの間隔Ｔ３の時間を計測する
ことによって角速度ωの大きさを求めることができる。
用してヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２よりもヒート
センサ１２１の出力信号Ｓ１の方の位相が進んでいる場
合を示しており、方形波に変換されたヒートセンサ１２
１の出力信号Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ
２′との各立上がりエッジの間隔Ｔ３の時間を計測する
ことによって角速度ωの大きさを求めることができる。
【００３２】なお、方形波に変換されたヒートセンサ１
２１の出力信号Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号
Ｓ２′との各立下がりエッジの間隔Ｔ４の時間をカウン
タによって計測することによって角速度ωの大きさを求
めるようにすることも可能である。
２１の出力信号Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号
Ｓ２′との各立下がりエッジの間隔Ｔ４の時間をカウン
タによって計測することによって角速度ωの大きさを求
めるようにすることも可能である。
【００３３】図６は、以上説明した本発明を具体的に実
施するための一構成例を示している。
施するための一構成例を示している。
【００３４】ここでは、各ヒートセンサ１２１，１２２
の出力信号Ｓ１，Ｓ２のゼロクロス点の間隔を計測して
検出器本体の左右方向に作用する角速度ωの大きさを判
定するとともに、各ヒートセンサ１２１，１２２の出力
信号Ｓ１，Ｓ２の何れの位相が進んでいるかを検出して
角速度ωの方向を判定する場合の構成を示している。
の出力信号Ｓ１，Ｓ２のゼロクロス点の間隔を計測して
検出器本体の左右方向に作用する角速度ωの大きさを判
定するとともに、各ヒートセンサ１２１，１２２の出力
信号Ｓ１，Ｓ２の何れの位相が進んでいるかを検出して
角速度ωの方向を判定する場合の構成を示している。
【００３５】その構成にあって、まず、ゼロクロスコン
パレータ４１，４２において、各ヒートセンサ１２１，
１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ方形波信号に変
換される。
パレータ４１，４２において、各ヒートセンサ１２１，
１２２の出力信号Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ方形波信号に変
換される。
【００３６】次いで、カウント期間決定部４３におい
て、方形波に変換されたヒートセンサ１２１の出力信号
Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２′との各立
上がりエッジが検出されて、カウンタ４５においてその
エッジの間隔Ｔ１の時間を計測させるべく、そのカウン
タ４５にスタート，ストップの制御信号が与えられる。
て、方形波に変換されたヒートセンサ１２１の出力信号
Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２′との各立
上がりエッジが検出されて、カウンタ４５においてその
エッジの間隔Ｔ１の時間を計測させるべく、そのカウン
タ４５にスタート，ストップの制御信号が与えられる。
【００３７】同時に、カウント方向決定部４４におい
て、方形波に変換されたヒートセンサ１２１の出力信号
Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２′とのどち
らの位相が進んでいるかが検出されて、そのとき検出器
本体に作用している角速度ωの方向にしたがう正，負の
方向が決定され、カウンタ４５においてアップ（正）ま
たはダウン（負）方向にカウント動作を行わせるべく、
そのカウンタ４５にアップまたはダウン方向の制御信号
が与えられる。
て、方形波に変換されたヒートセンサ１２１の出力信号
Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出力信号Ｓ２′とのどち
らの位相が進んでいるかが検出されて、そのとき検出器
本体に作用している角速度ωの方向にしたがう正，負の
方向が決定され、カウンタ４５においてアップ（正）ま
たはダウン（負）方向にカウント動作を行わせるべく、
そのカウンタ４５にアップまたはダウン方向の制御信号
が与えられる。
【００３８】しかして、カウンタ４５は、方形波に変換
されたヒートセンサ１２１の出力信号Ｓ１′とヒートセ
ンサ１２２の出力信号Ｓ２′との各立上がりエッジの間
隔Ｔ１にしたがう角速度ωの大きさに応じた時間を計測
するべく、基準クロックのカウントをそのときの角速度
ωの方向にしたがってアップまたはダウン方向に行う。
されたヒートセンサ１２１の出力信号Ｓ１′とヒートセ
ンサ１２２の出力信号Ｓ２′との各立上がりエッジの間
隔Ｔ１にしたがう角速度ωの大きさに応じた時間を計測
するべく、基準クロックのカウントをそのときの角速度
ωの方向にしたがってアップまたはダウン方向に行う。
【００３９】また、データラッチおよびカウンタクリア
信号発生部４６において、方形波に変換されたヒートセ
ンサ１２１の出力信号Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出
力信号Ｓ２′との各立上がりエッジが検出されて、カウ
ンタ４５におけるカウント動作の終了時点でレジスタ４
７にデータラッチ信号が与えられて、そのときのカウン
タ４５のカウント値がレジスタ４７に記憶される。
信号発生部４６において、方形波に変換されたヒートセ
ンサ１２１の出力信号Ｓ１′とヒートセンサ１２２の出
力信号Ｓ２′との各立上がりエッジが検出されて、カウ
ンタ４５におけるカウント動作の終了時点でレジスタ４
７にデータラッチ信号が与えられて、そのときのカウン
タ４５のカウント値がレジスタ４７に記憶される。
【００４０】そのレジスタ４７の記憶内容が角速度検出
データ（デジタルデータ）ＲＤとして、外部のマイクロ
コンピュータなどに読み込まれる。
データ（デジタルデータ）ＲＤとして、外部のマイクロ
コンピュータなどに読み込まれる。
【００４１】同時に、データラッチおよびカウンタクリ
ア信号発生部４６からカウンタ４５におけるカウント動
作の終了時点でカウンタ４５にクリア信号が与えられ
て、カウンタ４５がリセットされ、次のカウント動作に
そなえる。
ア信号発生部４６からカウンタ４５におけるカウント動
作の終了時点でカウンタ４５にクリア信号が与えられ
て、カウンタ４５がリセットされ、次のカウント動作に
そなえる。
【００４２】データラッチおよびカウンタクリア信号発
生部４６から出されるデータラッチおよびリセット信号
は、外部のマイクロコンピュータにおける割込み信号と
しても用いられる。
生部４６から出されるデータラッチおよびリセット信号
は、外部のマイクロコンピュータにおける割込み信号と
しても用いられる。
【００４３】なお、ここではカウンタ４５にアップダウ
ン式のものを用いてそのカウント値に角速度ωの方向性
をもたせるようにしているが、その代わりに、一方向の
カウント動作のみしか行わないカウンタを用いて、その
カウント値を角速度ωの大きさの検出信号としてマイク
ロコンピュータに読み込ませるとともに、カウント方向
決定部４４から出されるアップダウンの切換信号を角速
度ωの方向の検出信号としてマイクロコンピュータに読
み込ませるようにしてもよい。
ン式のものを用いてそのカウント値に角速度ωの方向性
をもたせるようにしているが、その代わりに、一方向の
カウント動作のみしか行わないカウンタを用いて、その
カウント値を角速度ωの大きさの検出信号としてマイク
ロコンピュータに読み込ませるとともに、カウント方向
決定部４４から出されるアップダウンの切換信号を角速
度ωの方向の検出信号としてマイクロコンピュータに読
み込ませるようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上、本発明によるガス式角速度検出器
は、発熱素子により加熱されたガス流が検出器本体に作
用する角速度により偏向したときの熱の移動状態をヒー
トセンサによって検知するようにした熱移動検知型のも
のにあって、発熱体の交流駆動信号およびヒートセンサ
の交流出力信号のゼロクロス点に着目して、各ゼロクロ
ス点の間隔およびそのずれの方向をそれぞれみることに
よって角速度の大きさおよび方向をデジタル的に求める
ことができ、ノイズに強く、温度ドリフトやセンサ特性
の経時変化の影響を受けることなく、高分解能をもって
角速度を精度良く検出することができるという利点を有
している。
は、発熱素子により加熱されたガス流が検出器本体に作
用する角速度により偏向したときの熱の移動状態をヒー
トセンサによって検知するようにした熱移動検知型のも
のにあって、発熱体の交流駆動信号およびヒートセンサ
の交流出力信号のゼロクロス点に着目して、各ゼロクロ
ス点の間隔およびそのずれの方向をそれぞれみることに
よって角速度の大きさおよび方向をデジタル的に求める
ことができ、ノイズに強く、温度ドリフトやセンサ特性
の経時変化の影響を受けることなく、高分解能をもって
角速度を精度良く検出することができるという利点を有
している。
【図１】本発明に係るガス式角速度検出器の一構成例を
示す平断面図である。
示す平断面図である。
【図２】同実施例におけるガス通路部分の簡略図であ
る。
る。
【図３】ガス通路内におけるガス流の状態を示す平面図
である。
である。
【図４】発熱素子の駆動信号およびヒートセンサの出力
信号をそれぞれゼロクロスコンパレータを用いて方形波
に変換した各信号の位相関係の一例を示す図である。
信号をそれぞれゼロクロスコンパレータを用いて方形波
に変換した各信号の位相関係の一例を示す図である。
【図５】一対に設けられたヒートセンサの各出力信号を
それぞれゼロクロスコンパレータを用いて方形波に変換
したときの各信号の位相関係の一例を示す図である。
それぞれゼロクロスコンパレータを用いて方形波に変換
したときの各信号の位相関係の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。
る。
１０ ガス通路 １１１加熱ワイヤ １１２加熱ワイヤ １２１ヒートセンサ １２２ヒートセンサ ４１ ゼロクロスコンパレータ ４２ ゼロクロスコンパレータ ４３ カウント期間決定部 ４４ カウント方向決定部 ４５ カウンタ ４６ データラッチおよびカウンタクリア信号発生部 ４７ レジスタ
Claims (3)
- 【請求項１】 ガス通路内を流れるガス流を加熱する交
流駆動による発熱体と、その発熱体の下流側に左，右一
対に設けられ、ガス流により伝達される熱を、検出器本
体に角速度が作用したときのガス流の偏向状態に応じた
時間差をもって検知するヒートセンサとを有し、発熱体
の駆動信号および各ヒートセンサの出力信号のゼロクロ
ス点をそれぞれ検出する手段と、各ヒートセンサの出力
信号の何れの位相が進んでいるかを検出して検出器本体
の左右方向に作用する角速度の方向を判定する手段と、
発熱体の駆動信号におけるゼロクロス点と位相が進んで
いるまたは遅れている方のヒートセンサの出力信号のゼ
ロクロス点との間隔を計測して検出器本体に作用する角
速度の大きさを判定する手段とをとるようにしたことを
特徴とするガス式角速度検出器。 - 【請求項２】 ガス通路内を流れるガス流を加熱する交
流駆動による発熱体と、その発熱体の下流側に左，右一
対に設けられ、ガス流により伝達される熱を、検出器本
体に角速度が作用したときのガス流の偏向状態に応じた
時間差をもって検知するヒートセンサとを有し、各ヒー
トセンサの出力信号のゼロクロス点をそれぞれ検出する
手段と、各ヒートセンサの出力信号の何れの位相が進ん
でいるかを検出して検出器本体の左右方向に作用する角
速度の方向を判定する手段と、各ヒートセンサの出力信
号のゼロクロス点の間隔を計測して検出器本体に作用す
る角速度の大きさを判定する手段とをとるようにしたこ
とを特徴とするガス式角速度検出器。 - 【請求項３】 ガス通路内を流れるガス流を加熱する交
流駆動による発熱体と、その発熱体の下流の左または右
側に設けられ、ガス流により伝達される熱を、検出器本
体に角速度が作用したときのガス流の偏向状態に応じた
時間差をもって検知するヒートセンサとを有し、発熱体
の駆動信号とヒートセンサの出力信号のゼロクロス点を
それぞれ検出する手段と、駆動信号に対して出力信号の
位相が進んでいるか遅れているかを検出して検出器本体
の左右方向に作用する角速度の方向を判定する手段と、
発熱体の駆動信号におけるゼロクロス点とヒートセンサ
の出力信号におけるゼロクロス点との間隔を計測して検
出器本体に作用する角速度の大きさを判定する手段とを
とるようにしたことを特徴とするガス式角速度検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22058892A JPH0627123A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | ガス式角速度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22058892A JPH0627123A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | ガス式角速度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627123A true JPH0627123A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16753331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22058892A Pending JPH0627123A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | ガス式角速度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627123A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018005236A1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Hach Company | Heat transfer based gas flow detector and online analyzer for chlorine |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP22058892A patent/JPH0627123A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018005236A1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Hach Company | Heat transfer based gas flow detector and online analyzer for chlorine |
| US10247635B2 (en) | 2016-06-30 | 2019-04-02 | Hach Company | Online chlorine analyzer |
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