JPH06281661A - 圧電材料の物質不安定性の補償方法及び装置 - Google Patents

圧電材料の物質不安定性の補償方法及び装置

Info

Publication number
JPH06281661A
JPH06281661A JP5250396A JP25039693A JPH06281661A JP H06281661 A JPH06281661 A JP H06281661A JP 5250396 A JP5250396 A JP 5250396A JP 25039693 A JP25039693 A JP 25039693A JP H06281661 A JPH06281661 A JP H06281661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
primary
signal
temperature
speed sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5250396A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3233514B2 (ja
Inventor
Malcolm P Varnham
マルコルム・ピイ.ヴアーナム
Mcinnes James
ジエームス・マツキニーズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAE Systems PLC
Original Assignee
British Aerospace PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by British Aerospace PLC filed Critical British Aerospace PLC
Publication of JPH06281661A publication Critical patent/JPH06281661A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3233514B2 publication Critical patent/JP3233514B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/567Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
    • G01C19/5691Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially three-dimensional vibrators, e.g. wine glass-type vibrators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/006Details of instruments used for thermal compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 圧電素子の温度不安定性を軽減し、また老化
等に因る特性の変化を補償する方法と装置を提供する。 【構成】 軸Xを中心とする回転運動を検出する振動式
速度センサ10を例にとると、シリンダ12に組み込ま
れた圧電材料の温度や老化による不安定性を補償するた
めに、シリンダ12に径方向の振動を与える一次と二次
の駆動トランスデューサ14,16、およびこの振動を
検出する一次と二次のピッフオフトランスデューサ1
8,20があり、シリンダの共振周波数を検出する。ま
た温度センサ52で動作温度を検出し、信号Toを発生
し、基準電圧Vrefと比較し、コントローラ44で適
温に調節する。共振周波数とToの値から圧電材料の各
種物性パラメータを計算し、基準動作状態からのずれを
求め、これらのデータに基づいて、老化を含む圧電材料
の特性の変化を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電材料の物質不安定
性の補償方法及び補償装置、そしてこれに限られないが
特にジルコン酸鉛チタン酸鉛(PZT)を使用する回転
速度センサの老化補償に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、R.M.Langdon の英国特許第20
61502号及びJ.S.Butdess の英国特許第21547
39号に記載されるタイプの、従来型単軸速度センサの
システム図である。シリンダは、発振信号が駆動トラン
スデューサへ与えられることによって共振を始める。上
部から見た共振モードの振動パターンを、図2に示す。
最大径方向振動の波腹と、最小径方向振動の波節の存在
が見られる。一次ループ制御は、一次駆動トランスデュ
ーサと一次ピックオフトランスデューサの間に90度の
位相のずれを確保して共振を維持する。速度センサが回
転すると、共振モードがシリンダに連関して回転し、信
号を二次ピックオフトランスデューサで検出できる。こ
の信号は増幅され、次いで信号を無効にしてゼロにする
ため二次駆動トランスデューサへ送り戻される。無効化
信号の強さは、回転速度に比例する。この信号は、直流
速度信号として復調され、次いで出力される。
【0003】振動パターンには、第2図に示されたもの
と異なる形状のものがあることに注意すべきである。し
かし、振動パターンには、シリンダの周囲に円筒状に生
ずる波節と波腹がある。シリンダは共振に際して必ず駆
動されねばならない訳ではないが、実際上はそうである
ことが望ましい。共振体は、円形あるいは円筒状でなけ
ればならない訳ではなく、実際には半球状及びリング状
のものが使用できる。しかし、一次及び二次電気回路
(一次及び二次共振と称する)によって見られる発振モ
ードは、同一か又はほぼ同一の共振数であることが望ま
しい。
【0004】英国特許第2061502号には、一端が
閉じられ、柄で支持され、図3の金属シリンダ上に固着
した圧電素子を用いて共振を始める金属製の従来型シリ
ンダ12が開示されている。圧電素子はまた、その運動
をピックオフするためにも使用される。
【0005】英国特許第2154739号には、図4に
示すような電極域間物質へ極性を与て駆動ピックオフト
ランスデューサを形成する、圧電材料から成る単一構造
の類似の従来型装置が開示されている。この装置は、2
個の電荷増幅器A1、A2、発振器、活性利得制御装置
OC及びフィードバック装置FBを有する。
【0006】上記の両特許は、図1に示したものに類似
の電子回路を記載する。図1より、位相同期ループPL
Lは、位相検出器PD、低域フィルタF及び電圧制御発
振器VCOから構成されることがわかる。VCO出力
は、利得制御素子Hを介する一次駆動電極Gと、位相検
出器PDの基準入力の両方へ接続される。
【0007】位相検出器PDの特徴は、入力時の信号A
及びB間の位相差に比例する信号Cを出力することであ
る。ここで使用される位相検出器PDは、入力が直角で
あるときはゼロ出力となる。つまり、直角位相検出器で
ある。
【0008】一次ループが固定されている場合は、位相
検出器PD出力信号A、Bは直角であり、従ってシリン
ダ12は共振状態である。Bでの信号の位相が変化する
と、位相検出器により感知され、位相検出器はVCO信
号の位相制御のため濾波され使用される補正信号Cを出
力する。
【0009】不幸にして、PZT等の圧電材料は、温度
に対するQ値Qの大きな変化を起こす。一定の一次駆動
信号のための共振モードの振幅は、Q値に比例して変化
し、従って温度によって変化する。
【0010】図1のシステムは、一定振幅に一次ピック
オフ信号を維持するため、コントローラCLを介して一
次ピックオフ信号(B)の振幅を外部基準電圧Vref と
比較する一次ループPL内の利得制御回路を使用して、
上記問題点を回避する。これは、Qに対する依存を減ら
して、温度に伴う速度センサの換算係数の依存を固定す
るのに役立つ。
【0011】二次駆動トランスデューサ16、一次ピッ
クオフトランスデューサ18、及び二次ピックオフトラ
ンスデューサ20は、低域フィルター19及び復調器2
1とと一緒になって、二次ループSLの一部を形成す
る。
【0012】圧電セラミックスには、多数の小さな粒子
が含まれ、その各々には電気双極子の並ぶ分域がある。
この粒子はランダムに向けられているので、正味の電気
双極子はゼロである。すなわち、このバルク材料は圧電
性ではない。
【0013】該材料は、高温で強電界を該材料へ処理し
て極性化することにより圧電性になる。このプロセスは
電界方向へ双極子を整列し、該双極子は電界除去後もそ
の方向に留まる。かかる方法は、例えば、ANSI/I
EEE std 176、1987年、「圧電気に関するIEEE基
準」、及びドーバー出版、ニューヨーク、1964年W.
G. Cady著「圧電気」に開示されている。
【0014】大部分の圧電セラミック材料は、時間とと
もに、すなわち老化により、徐々に圧電性が小さくな
る。この老化現象は、時間に対して典型的に対数的であ
り、該材料は、極化性後1日間の老化がそれ以降の10
日間の老化と同量で、さらにそれ以後の100日間の老
化と同量であるというように老化を起こす。
【0015】老化に加えて、圧電パラメータも同様に温
度ヒステリシスを示す。さらに悪いことに、このパラメ
ータ値は、温度サイクルを経過した後同じパラメータ値
に必ずしも戻らない。この結果は、温度サイクルに対す
る該パラメータ変化を測定・プロットし、及び時間に伴
う該パラメータ値の度々の緩慢かつ不完全な回復に注目
すれば明らかである。
【0016】圧電パラメータ変化は、回転速度センサの
性能に重要な影響をもつ。例えば該材料の圧電性の変化
は、直接圧電効果(該材料が機械的応力を受けていると
き生じる電荷)及び逆圧電効果(印加電界下で生じる機
械的ひずみ)の両方を変化させる。そのため、圧電材料
で作られた装置の「有効入力出力利得」は変化する。さ
らに、該材料で作られた部分の振動数及び電極のキャパ
シタンスが変化し、次いでこれはまた有効入力出力利得
を変化させることができる。
【0017】特に、これらのパラメータ変化は、回転速
度センサの換算係数(又は感度、すなわち一定回転速度
のための出力信号)の変化を起こす。
【0018】さらに、速度センサの換算係数も、感知素
子(つまり、シリンダ)の振動数の正の関数である。シ
リンダの固有振動数は、物質パラメータ変化のため、時
間及び温度によって変化する。従って、速度センサの換
算係数は、直接の結果として変化する。
【0019】前記のように、温度に伴って変化する一次
出力信号に基因する換算係数の変化をなくすため、速度
センサを回路(図1)と一体に設計できる。しかしこの
ループは、主に時間と温度によるQ値Qの変化に逆らう
ため機能するものである。
【0020】残念ながら、このループは圧電パラメータ
のあらゆる変化に対応するものではない。この結果、速
度センサの換算係数は、時間と伴に老化し、温度ヒステ
リシスを表す。これらの変化は、5%ないし15%の範
囲で最終製品についての変化に寄与する。これらは、特
に単一の原因、すなわち材料に帰する場合は、大きな変
化である。
【0021】要約すれば、圧電材料から成る振動式シリ
ンダを用いる速度センサは、その特性において、老化及
び温度不安定性を示す。これらは、速度センサの換算係
数の許容できないほど大きな変化を生ずる。金属製の振
動式部材(英国特許第2061302号に記載されるも
の等)上に固着された圧電トランスデューサを用いる速
度センサにおける変化が、類似の影響を受けることが予
想される。感度が材料の圧電特性に依存する他のセンサ
における変化も、類似の影響を受けることが予想され
る。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、圧電材料から成る、あるいはそれを組み込んだ製品
の老化及び温度不安定性の問題を軽減し、またできる限
りなくすことである。
【0023】本発明の目的及び効果を、以下に記載の好
ましい実施態様において開示された詳細により、さらに
明らかにする。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
圧電材料を組み込み、かつ軸を中心に設置したシリン
ダ、前記シリンダへ径方向振動を与える一次及び二次駆
動トランスデューサ、前記シリンダ中にひき起こされる
振動の有無を検出する一次及び10個の二次ピックオフ
トランスデューサ、一次ピックオフトランスデューサか
ら信号を受信し、一次駆動トランスデューサと一次ピッ
クオフトランスデューサの間に90度の位相のずれを起
こして共振を維持する一次制御ループ、及び二次ピック
オフトランスデューサからその回転を表示する信号を受
信し、前記信号を無効にしてゼロにするよう前記信号を
二次駆動トランスデューサへ向け、シリンダの作動温度
を感知しかつ作動温度信号(To)を出力する温度セン
サ、及び、作動温度信号及び一次ピックオフトランスデ
ューサからの共振数信号を受信し、それらをシリンダ圧
電材料中のパラメータ変化の補償に使用する補償部材を
有する二次制御ループ、を備える、軸Xを中心とした回
転運動を検知する速度センサ装置が提供される。シリン
ダ圧電材料は、ジルコン酸鉛チタン酸鉛(PZT)であ
り、また、該材料中でのパラメータ変化は、老化を含め
て補償されることが好ましい。
【0025】本発明装置には、前記一次制御ループ内
に、利得制御装置と一次ピックオフ信号の振幅を基準電
圧(Vref )と比較し、利得制御装置へ補正信号CSを送
ることができる第1コントローラから構成される利得制
御回路があるのが便利である。補償部材には、作動温度
信号(To)を受信し、シリンダの共振数をモニターし、
それらを一次ピックオフ振幅の基準振幅のオープンルー
プ補償を行うために使用できる第2コントローラがある
のが有利である。
【0026】第2コントローラには、シリンダ振動数と
周辺温度でのシリンダ振動数の初期設定値との差に比例
する出力電力V2を供給できる振動数差メータがあるの
が好ましい。
【0027】本発明装置には、一次制御ループ22内に
利得制御装置があり、及び該装置内の補償部材には、温
度センサと利得制御装置の間に接続され、シリンダの共
振数をモニターし、振動数と温度を基準として入力駆動
振幅を調整できるコントローラがあるのが便利である。
【0028】あるいは、制御手段としては、温度セン
サ、作動温度信号(To)及び一次ピックオフ信号(B)
が出力される補償回路であってもよい。
【0029】補償回路には、マイクロプロセッサがある
のが有利である。
【0030】一次制御ループには、直角に作動するよう
に配置された位相検出器を持つ位相同期ループ、低域フ
ィルタ及び電圧制御発振器があるのが好ましい。
【0031】本発明の別の特徴によれば、シリンダの作
動温度(To)を感知する工程、シリンダの共振数(B)
を感知する工程、及び感知温度(To)と感知振動数
(B)を利用して前記パラメータ変化を補償する工程、
を含む、シリンダの設置された軸(X)を中心とする回
転運動を検出する速度センサ装置のシリンダの少なくと
も一部を形成する圧電材料中のパラメータ変化の補償方
法が提供される。
【0032】作動温度(To)及び共振数(B)が、一次
ピックオフ振幅の基準振幅のオープンループ補償を行う
コントローラへ送られることが好ましい。
【0033】あるいは、振動数及(B)及び作動温度
(To)は、その振動数(B)及び作動温度(To)を基準
として入力駆動振幅をシリンダへ調整するコントローラ
へ送られてもよい。
【0034】温度(To)及び共振数(B)は、補償回路
へ出力されることが便利である。
【0035】
【実施例】以下、本発明につき、添付の図面を参照して
実施例により詳細に説明する。
【0036】以下、図5ないし図9を全般的に参照すれ
ば、本発明の一実施例による軸を中心とする回転運動を
検出する振動式速度センサ10は、前記軸Xを中心に設
置されたシリンダ12、前記シリンダへ径方向振動を与
える一次及び二次駆動トランスデューサ14,16、前
記シリンダ12内にひき起される振動の有無を検出する
一次及び二次ピックオフトランスデューサ18,20、
及び、一次及び二次制御ループ22,23を有する。一
次制御ループは、一次ピックオフ・トランスデューサ1
8から信号を受信し、かつ一次駆動トランスデューサ1
4と一次ピックオフトランスデューサ18の間に90度
の位相ずれを起こして構造体の共振を維持するために設
けられる。
【0037】二次制御ループ23は、構造体の回転を表
示する二次ピックオフトランスデューサから信号を受信
するために設けられている。この信号は、それを無効に
してゼロにするため、二次駆動トランスデューサへ向け
られる。一次制御ループ22には、直角に作動するよう
に配置した位相検出器30、低域フィルタ32及び電圧
制御発振器34を有する位相同期ループ(PLL)があ
ってもよい。電圧制御発振器34は、一次駆動トランス
デューサ14を駆動する出力信号と、位相同期ループの
一部を形成するため位相検出器30へ戻す基準信号
(A)を発信する。かかる一次駆動回路の作動は、当該
技術分野では周知であり、本文ではこれ以上は説明しな
い。
【0038】しかしながら、上記特許及び出願人同時係
属英国特許出願第9207886.4号を参照すること
ができる。この装置は、一次ループ内へ利得制御回路4
0を組み込んで圧電材料のQ値の温度に伴う変化に関連
する問題を克服する。回路40は、利得制御装置42と
コントローラ44から構成される。コントローラは、一
次ピックオフ信号P5 の振幅を基準電圧Vref と比較
し、一次ピックオフ信号を一定振幅に維持するため、補
正信号CSを利得制御装置(42)へ送信する。これ
は、速度センサの換算係数の温度への依存を固定するの
を助ける。
【0039】本発明装置は、シリンダ12の作動温度を
感知し、作動温度信号Toを発生する温度センサ(5
2)を有する。この信号Toは、シリンダの共振数及び
作動温度Toをモニターし、一次ピックオフ振幅の基準
振幅のオープループ補償を行うためにこれらを使用する
第2コントローラ(50)により受信される。
【0040】第2コントローラ(50)は、シリンダか
らの所望の一次ピックオフ振幅に比例した出力信号V4
を駆動するように、温度センサ(52)からの信号、定
電圧源Vref 及び振動数変化fvを組み合わせる。
【0041】温度センサ(52)は、出力電圧V1が温
度に比例すれば、どのような市販の温度センサでもよ
い。本実施例では、V1はボルト/°Cの単位で表され
る。センサの精度は、一般的には2°Cである必要があ
る。コントローラ(40)及び(50)の詳細は第9図
に示されており、図中コントローラ(50)は、シリン
ダ振動数と周辺でのシリンダ振動数の初期設定値との差
に比例する出力電圧V2を表示する回路形状の振動数差
メータ(56)をもっている。コントローラ44には整
形装置(53)がある。本実施例では、V2 はボルトH
zの単位で表される。正確な基準振動数Fref とジャイ
ロへ供給される振動数との振動数の差の測定が実施され
る。基準振動数は、シリンダ振動数の低整数倍あるいは
高整数倍で、かつ振動数メータ(56)に従った単位で
も供給される。振動数差メータの精度は、約0.2%で
ある必要がある。
【0042】Vref は基準電圧であり、おそらく専有の
バンドギャップ半導体基準から得られる。本実施例で
は、Vref は1ボルトであり、V3 =Vref である。
【0043】これらの信号は組み合わされ、電圧V4 を
生ずる。ここで、V4 は、以下の式で与えられる。
【0044】 V4 =K1.V1+K2・V2+K3・V3… (1) 係数の典型値は次のとうりである。
【0045】K1=−2×10-5 K2=5.5×10-4 K3=1 上記の実施は、1例のみにすぎないことを強調してお
く。実用上は、V1,V2,V3のより便宜な尺度構成
を、K1,K2,K3の対応値とともに選択することが
できる。
【0046】さらに、コントローラの実用的実施には、
多数の方法がある。しかしこれらの方法のいずれも、結
果的に得られる式は上記と類似するという一般的特徴を
持っている。
【0047】第1コントローラの目的は、第1ピックオ
フ振幅をV4にするため、制御信号を利得制御エレメン
トへ発信することである。
【0048】一次ピックオフ信号の振幅を測定するた
め、VCO信号に関して一次ピックオフ信号を復調する
ことが実施可能である。復調された信号は次いでV4と
比較され、整形回路へ送られたエラー信号は、必要な制
御信号を利得制御エレメントへ送る。
【0049】ループ安定性と適正精度が得られることを
確保するため、この実施には制御理論の知識が要求され
る。しかし、可能な実施は、この振幅制御ループと他の
制御ループとの相互作用を回避するため、整形回路中に
極めて緩慢な積分器を用いることである。
【0050】利得制御エレメントの目的は、第1コント
ローラからの制御入力との関連でVCOの振幅を調整す
ることである。種々の実施が可能であるが、その一つと
して、市販の自動利得制御積分回路を使用することがあ
る。
【0051】閉鎖ループ系の概略図を図5に示す。
【0052】開放ループ系の一般的モデルは図6に示さ
れており、図中、感知エレメントが外部駆動回路によっ
て発振を始める。励振振幅は振動数及び温度を基準とし
て調整される。本系は、一次ピックオフ振幅が固定され
ていないので、開放ループである。かかるセンサには、
Qの変化から生じる温度に伴う予想可能な変化が起こ
る。これらの変化は、一次ピックオフ信号の振幅の測定
によって、外部的に補償することができる。
【0053】図7及び図8は、上記に類似の開放及び閉
鎖ループ系を示しているが、圧電パラメータの変化補償
は、マイクロプロセッサ(図示省略)等により、外部か
ら行われる。必要なアルゴリズムは当該技術分野ではよ
く理解されているので、本文中での記載を省略する。
【0054】この基本系は、出願人同時係属出願第92
07886.4号に記載のいずれの組合せ装置にも加え
ることができる。
【0055】以下の請求の範囲に限定される本発明の範
囲内で、本発明の実施態様へ種々の改良及び変形を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】単軸速度センサの一般的模式図である。
【図2】第1図の従来型速度センサの振動部位の共振モ
ードの上部から見た振動パターンの図示である。
【図3】先行技術装置に組み込まれたタイプの従来型振
動式シリンダ、及びシリンダ上に配置した電極を示す。
【図4】圧電材料から成り、電極域間の該材料を極性化
して駆動ピックオフトランスデューサを形成した、単一
構造の類似の従来型装置を示す。
【図5】本発明の一実施例による速度センサを模式的に
表したものである。
【図6】本発明の別の実施例による速度センサを模式的
に表したものである。
【図7】本発明のさらに別の実施例による速度センサを
模式的に表したものである。
【図8】本発明のさらに別の実施例による速度センサを
模式的に表したものである。
【図9】本発明へのコントローラ及び利得制御ブロック
の実施の1例を示すブロック図である。
【符号の説明】
12:シリンダ、 14:一次駆動トランスデューサ、 16:二次駆動トランスデューサ、 18:一次ピックオフトランスデューサ、 20:二次ピックオフトランスデューサ、 22:一次制御ループ、 23:二次制御ループ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコルム・ピイ.ヴアーナム イギリス国.ピイエル6・6デイイー.デ ボンシヤー.ピリマウス.クルタフオー ド・ロード.(番地なし)ブリテツシユ・ エアロスペース・システムズ・アンド・エ クイプメント内 (72)発明者 ジエームス・マツキニーズ イギリス国.エスジイ1・2エヌジエイ. ハートフオードシヤー.ステイブンエイ ヂ.アンゴツツ・ミード.10

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電材料を組み込みかつ軸を中心に設置
    したシリンダ(12)、前記シリンダへ径方向振動を与え
    る一次及び二次駆動トランスデューサ、前記シリンダ中
    にひき起こされる振動の有無を検出する一次及び二次ピ
    ックオフトランスデューサ、一次ピックオフトランスデ
    ューサから信号を受信し、一次駆動トランスデューサと
    一次ピックオフトランスデューサの間に90度の位相のず
    れを起こして共振を維持する一次制御ループ、及び二次
    ピックオフトランスデューサからその回転を表示する信
    号を受信し、前記信号を無効にしてゼロになるように信
    号を二次駆動トランスデューサへ向け、シリンダの作動
    温度を感知し、かつ作動温度信号(To)を出力する温
    度センサ、及び、作動温度信号及び一次ピックオフトラ
    ンスデューサからの共振数信号を受信し、それらをシリ
    ンダ圧電材料中のパラメータ変化の補償に使用する補償
    部材を有する二次制御ループ、を備える、軸(X)を中
    心とした回転運動を検出する速度センサ装置。
  2. 【請求項2】 シリンダ圧電材料がジルコン酸鉛チタン
    酸鉛であり、補償されるパラメータ変化に老化も含まれ
    る、請求項1に記載の速度センサ装置。
  3. 【請求項3】 一次制御ループ内に、利得制御装置及
    び、一次ピックオフ信号の振幅を基準電圧(Vref)と比
    較し、利得制御装置へ補正信号(CS)を与えることがで
    きる第1コントローラから構成される利得制御回路を有
    する、請求項2に記載の速度センサ装置。
  4. 【請求項4】 補償部材が、作動温度信号(To)を受信
    し、かつシリンダの共振数をモニターし、それらを一次
    ピックオフ振幅の基準振幅の開放ループ補償を与えるた
    めに使用できる第2コントローラを有する、請求項3に
    記載の速度センサ装置。
  5. 【請求項5】 第2コントローラが、シリンダ振動数と
    周辺温度でのシリンダ振動数の初期設定値との差に比例
    する出力電圧V2を与えることができる振動数差メータ
    を有する、請求項4に記載の速度センサ装置。
  6. 【請求項6】 一次制御ループ内に利得制御装置を有
    し、補償部材が温度センサと利得制御装置の間に接続さ
    れ、シリンダの共振数をモニターし、振動数及び温度を
    基準として入力駆動振幅を調整できるコントローラを有
    する、請求項1に記載の速度センサ装置。
  7. 【請求項7】 制御手段が、温度センサ、作動温度信号
    (To)及び一次ピックオフ信号(B)が出力される補償
    回路である、請求項1のいずれかに記載の速度センサ装
    置。
  8. 【請求項8】 補償回路がマイクロプロセッサを有す
    る、請求項7に記載の速度センサ装置。
  9. 【請求項9】 一次制御ループが、直角に作動するよう
    に配置された位相検出器をもつ位相同期ループ(PLL
    )、低域フィルタ及び電圧制御発振器を有する請求項
    8に記載の速度センサ装置。
  10. 【請求項10】 シリンダの作動温度(To)を感知する
    工程、シリンダの共振数(B)を感知する工程、及び前
    記パラメータ変化の補償のため感知温度(To)と感知振
    動数(B)を利用する工程、を含む、シリンダの設置さ
    れた軸(X)を中心とした回転運動を検出する速度セン
    サ装置のシリンダの少なくとも一部を形成する圧電材料
    のパラメータ変化の補償方法。
  11. 【請求項11】 作動温度(To)及び共振数(B)が、
    一次ピックオフ振幅の基準振幅の開放ループ補償を行う
    コントローラへ送られる、請求項10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 作動温度(To)及び共振数(B)が、
    その共振数(B)及び前記温度(To)を基準として、入
    力駆動振幅をシリンダへ調整するコントローラへ送られ
    る、請求項10に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記温度(To)及び共振数(B)が補
    償回路へ出力される、請求項10に記載の方法。
JP25039693A 1992-10-06 1993-10-06 圧電材料の物質不安定性の補償方法及び装置 Expired - Fee Related JP3233514B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9220977:4 1992-10-06
GB929220977A GB9220977D0 (en) 1992-10-06 1992-10-06 Method of and apparatus for compensating for material instabilities in piezoelectric materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06281661A true JPH06281661A (ja) 1994-10-07
JP3233514B2 JP3233514B2 (ja) 2001-11-26

Family

ID=10723026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25039693A Expired - Fee Related JP3233514B2 (ja) 1992-10-06 1993-10-06 圧電材料の物質不安定性の補償方法及び装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0592171B1 (ja)
JP (1) JP3233514B2 (ja)
DE (1) DE69317346T2 (ja)
GB (1) GB9220977D0 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528715A (ja) * 1998-10-26 2002-09-03 スミスクライン・ビーチャム・パブリック・リミテッド・カンパニー 自動利得手段のためのフィードバックループを有する水晶結晶板微量天秤
JP2013531783A (ja) * 2010-05-21 2013-08-08 シリコン、センシング、システムズ、リミテッド 経年劣化特性を改善した角速度センサ
JP2020101546A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 アトランティック・イナーシャル・システムズ・リミテッドAtlantic Inertial Systems Limited 振動構造ジャイロスコープ、およびジャイロスコープの較正方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07301534A (ja) * 1994-04-29 1995-11-14 Murata Mfg Co Ltd 圧電振動ジャイロ
JP3453724B2 (ja) * 1994-06-03 2003-10-06 アイシン精機株式会社 角速度検出装置
FR2749394B1 (fr) * 1996-05-29 1998-08-07 Sagem Appareil de mesure de rotation
DE19710359B4 (de) * 1997-03-13 2006-05-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung einer Bewegungsgröße mit automatischer Schalenfaktornachführung
GB0227098D0 (en) 2002-11-20 2002-12-24 Bae Systems Plc Method of calibrating bias drift with temperature for a vibrating structure gyroscope
US7801694B1 (en) 2007-09-27 2010-09-21 Watson Industries, Inc. Gyroscope with temperature compensation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2061502A (en) * 1979-10-19 1981-05-13 Marconi Co Ltd A Sensor for Detecting Rotational Movement
GB8404668D0 (en) * 1984-02-22 1984-03-28 Burdess J S Gyroscopic devices
GB9027992D0 (en) * 1990-12-22 1991-02-13 British Aerospace Piezo-electric sensors

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002528715A (ja) * 1998-10-26 2002-09-03 スミスクライン・ビーチャム・パブリック・リミテッド・カンパニー 自動利得手段のためのフィードバックループを有する水晶結晶板微量天秤
JP2013531783A (ja) * 2010-05-21 2013-08-08 シリコン、センシング、システムズ、リミテッド 経年劣化特性を改善した角速度センサ
US9234907B2 (en) 2010-05-21 2016-01-12 Silicon Sensing Systems Limited Angular rate sensor with improved aging properties
JP2020101546A (ja) * 2018-12-21 2020-07-02 アトランティック・イナーシャル・システムズ・リミテッドAtlantic Inertial Systems Limited 振動構造ジャイロスコープ、およびジャイロスコープの較正方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3233514B2 (ja) 2001-11-26
EP0592171B1 (en) 1998-03-11
DE69317346T2 (de) 1998-07-02
GB9220977D0 (en) 1992-11-18
DE69317346D1 (de) 1998-04-16
EP0592171A1 (en) 1994-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7089793B2 (en) Method and system of exciting a driving vibration in a vibrator
US8875577B2 (en) Oscillator circuit, method for manufacturing oscillator circuit, inertial sensor using the oscillator circuit, and electronic device
JP4610012B2 (ja) 物理量測定装置
JP3894587B2 (ja) 回転速度を感知するためのマイクロマシン化された速度センサシステム、および寄生駆動電圧を最小にする方法
KR20090074788A (ko) 진동 센서를 사용하여 회전율을 측정하는 장치
CA2263995C (en) Angular velocity detector
JP3269699B2 (ja) 振動式速度センサの振動部分を機械的に平衡する方法
US4578650A (en) Resonance drive oscillator circuit
KR100879156B1 (ko) 물리량 측정 장치
US10418962B2 (en) System and method for resonator amplitude control
JP2004521335A (ja) 急速始動共振回路制御
JP3233514B2 (ja) 圧電材料の物質不安定性の補償方法及び装置
JP2931712B2 (ja) 圧電レートセンサの目盛係数の補償方法及び装置
US11976923B2 (en) Physical quantity detection circuit, physical quantity sensor, and operating method for physical quantity detection circuit
JP2002350139A (ja) 振動子を用いた検出方法および検出装置
KR19990016272A (ko) 2축 동시 측정용 압전 회전 센서 및 그 측정 회로
JP2000152674A (ja) 超音波振動子の駆動装置
JP3985893B2 (ja) 物理量の測定装置
JPH09203639A (ja) 角速度検出装置
EP0777105B1 (en) Vibration gyroscope and method for adjusting vibration-gyroscope characteristics
Wen et al. Frequency adaptive driver for ultrasonic vibrators with motional current feedback
JP2008157766A (ja) 加速度検出装置
SU1170298A1 (ru) Датчик давлени
JPH08189834A (ja) 圧電振動ジャイロ
JPH05296854A (ja) 圧電振動子の温度検知方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees