JPH07128067A - ジャイロスコープ - Google Patents
ジャイロスコープInfo
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- JPH07128067A JPH07128067A JP5279395A JP27939593A JPH07128067A JP H07128067 A JPH07128067 A JP H07128067A JP 5279395 A JP5279395 A JP 5279395A JP 27939593 A JP27939593 A JP 27939593A JP H07128067 A JPH07128067 A JP H07128067A
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- oscillator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ジャイロスコープにおける差動増幅器、増幅
器等のオフセットドリフトを検出し、検出された角速度
を補正するようにして精度誤差を小さくする。 【構成】 振動子１は、コリオリ力を利用して検出電極
１３、１４から角速度の検出信号を出力する。発振器８
は、前記振動子を駆動する。検出信号は差動増幅器２に
より増幅されると共に、Ａ／Ｄ変換器６でＡ／Ｄ変換さ
れ、中央演算装置７は該Ａ／Ｄ変換器の出力を処理して
角速度を算出する。調整器９は、該中央演算装置の出力
信号により前記発振器の発振周波数を調整する。前記中
央演算装置は、前記調整器に対して一定周期であらかじ
め定められた時間だけ前記振動子が屈曲振動しない周波
数帯域の信号を出力せしめ、その時に得られる前記Ａ／
Ｄ変換器の出力からオフセットドリフト量を算出し、該
オフセットドリフト量を基に真の角速度を算出する。
器等のオフセットドリフトを検出し、検出された角速度
を補正するようにして精度誤差を小さくする。 【構成】 振動子１は、コリオリ力を利用して検出電極
１３、１４から角速度の検出信号を出力する。発振器８
は、前記振動子を駆動する。検出信号は差動増幅器２に
より増幅されると共に、Ａ／Ｄ変換器６でＡ／Ｄ変換さ
れ、中央演算装置７は該Ａ／Ｄ変換器の出力を処理して
角速度を算出する。調整器９は、該中央演算装置の出力
信号により前記発振器の発振周波数を調整する。前記中
央演算装置は、前記調整器に対して一定周期であらかじ
め定められた時間だけ前記振動子が屈曲振動しない周波
数帯域の信号を出力せしめ、その時に得られる前記Ａ／
Ｄ変換器の出力からオフセットドリフト量を算出し、該
オフセットドリフト量を基に真の角速度を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は船船や自動車等の移動体
自身およびこれに搭載される機器の姿勢制御や自動車の
ナビゲーションシステムなどに用いられるジャイロスコ
ープに関し、特にコリオリ力を利用した圧電振動体を用
いたジャイロスコープに関する。
自身およびこれに搭載される機器の姿勢制御や自動車の
ナビゲーションシステムなどに用いられるジャイロスコ
ープに関し、特にコリオリ力を利用した圧電振動体を用
いたジャイロスコープに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のジャイロスコープを図７に示す。
このジャイロスコープは、振動している物体に回転角速
度が与えられると、その振動方向と直角な方向にコリオ
リ力を生ずるという力学現象を利用している。一般に、
直交する二つの異なる方向の振動を励振可能に構成した
複合振動系において、一方の振動を励振した状態で、振
動子を回転させると、前述のコリオリ力の作用によりこ
の振動と直角な方向に力が働き、他方の振動が励振され
る。この振動の大きさは入力側の振動の大きさおよび回
転角速度に比例するため、入力（駆動）電圧を一定にし
た状態では、この振動の大きさに比例した出力電圧の大
きさから回転角速度の大きさを求めることが出来る。
このジャイロスコープは、振動している物体に回転角速
度が与えられると、その振動方向と直角な方向にコリオ
リ力を生ずるという力学現象を利用している。一般に、
直交する二つの異なる方向の振動を励振可能に構成した
複合振動系において、一方の振動を励振した状態で、振
動子を回転させると、前述のコリオリ力の作用によりこ
の振動と直角な方向に力が働き、他方の振動が励振され
る。この振動の大きさは入力側の振動の大きさおよび回
転角速度に比例するため、入力（駆動）電圧を一定にし
た状態では、この振動の大きさに比例した出力電圧の大
きさから回転角速度の大きさを求めることが出来る。
【０００３】例えば、特開平５−７９８４４号には、圧
電セラミック円柱の外周面に帯状電極を形成し、この帯
状電極を用いて分極及び駆動・検出を行う圧電振動体に
よるジャイロスコープについて、その構造・原理が示さ
れている。
電セラミック円柱の外周面に帯状電極を形成し、この帯
状電極を用いて分極及び駆動・検出を行う圧電振動体に
よるジャイロスコープについて、その構造・原理が示さ
れている。
【０００４】図７において、圧電セラミック振動子（以
下、振動子と呼ぶ）１の外周面に設けられた駆動電極１
２に入力電圧を印加して振動子１に屈曲振動を発生させ
る。この状態では、検出電極１３，１４には、これらの
検出電極１３，１４が屈曲振動に対して対称に配置され
ているため、圧電効果により同相、同振幅の電圧が発生
する。
下、振動子と呼ぶ）１の外周面に設けられた駆動電極１
２に入力電圧を印加して振動子１に屈曲振動を発生させ
る。この状態では、検出電極１３，１４には、これらの
検出電極１３，１４が屈曲振動に対して対称に配置され
ているため、圧電効果により同相、同振幅の電圧が発生
する。
【０００５】また、振動子１の軸方向を回転軸として回
転角速度を与えると、振動子１には前記屈曲振動の方向
と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向の屈曲振
動が発生する。その結果、検出電極１３，１４には回転
角速度の大きさに比例した逆相、同振幅の電圧が発生
し、最終的に検出電極１３，１４には前記同相、同振幅
の電圧と前記逆相の電圧が重畳した出力電圧が出力され
る。
転角速度を与えると、振動子１には前記屈曲振動の方向
と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向の屈曲振
動が発生する。その結果、検出電極１３，１４には回転
角速度の大きさに比例した逆相、同振幅の電圧が発生
し、最終的に検出電極１３，１４には前記同相、同振幅
の電圧と前記逆相の電圧が重畳した出力電圧が出力され
る。
【０００６】次に、検出電極１３，１４からの出力電圧
を差動増幅器２に入力することにより、同相、同振幅の
電圧はキャンセルされ、逆相の出力電圧のみが同期検波
回路３、フィルタ（積分器）４、増幅器５、Ａ／Ｄ変換
器６を通して制御部としての中央演算装置７に角速度の
みに対応した出力信号が入力される。８は発振器であ
る。
を差動増幅器２に入力することにより、同相、同振幅の
電圧はキャンセルされ、逆相の出力電圧のみが同期検波
回路３、フィルタ（積分器）４、増幅器５、Ａ／Ｄ変換
器６を通して制御部としての中央演算装置７に角速度の
みに対応した出力信号が入力される。８は発振器であ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この従来のジャイロス
コープにおいては、差動増幅器２、増幅器５の増幅率が
大きいため、該増幅器単体のオフセット電位の変動によ
り生ずる電位ドリフト（温度変動等による）が、あたか
も圧電振動ジャイロの出力信号として中央演算装置７に
入力され、角速度検出の際、精度誤差の一つの要因とな
っている。
コープにおいては、差動増幅器２、増幅器５の増幅率が
大きいため、該増幅器単体のオフセット電位の変動によ
り生ずる電位ドリフト（温度変動等による）が、あたか
も圧電振動ジャイロの出力信号として中央演算装置７に
入力され、角速度検出の際、精度誤差の一つの要因とな
っている。
【０００８】本発明の課題は、ジャイロスコープの角速
度検出の精度劣化の一つである処理回路系、つまり差動
増幅器、増幅器等の電位ドリフト（オフセットドリフ
ト）を検出し、検出された角速度を補正するようにして
精度誤差を小さくすることにある。
度検出の精度劣化の一つである処理回路系、つまり差動
増幅器、増幅器等の電位ドリフト（オフセットドリフ
ト）を検出し、検出された角速度を補正するようにして
精度誤差を小さくすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
検出出力部を有し、コリオリ力を利用した圧電振動体
と、該圧電振動体を駆動するための発振器と、前記複数
の検出出力部からの出力を差動増幅する増幅器と、増幅
された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ
変換器の出力を処理して角速度を算出する制御部と、該
制御部の出力信号により前記発振器の発振周波数を調整
する調整器とを備え、前記制御部は、前記調整器に対し
て一定周期であらかじめ定められた時間だけ前記圧電振
動体が屈曲振動しない周波数帯域の信号を出力せしめ、
その時に得られる前記Ａ／Ｄ変換器の出力からオフセッ
トドリフト量を算出し、該オフセットドリフト量を基に
真の角速度を算出することを特徴とするジャイロスコー
プが得られる。
検出出力部を有し、コリオリ力を利用した圧電振動体
と、該圧電振動体を駆動するための発振器と、前記複数
の検出出力部からの出力を差動増幅する増幅器と、増幅
された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ
変換器の出力を処理して角速度を算出する制御部と、該
制御部の出力信号により前記発振器の発振周波数を調整
する調整器とを備え、前記制御部は、前記調整器に対し
て一定周期であらかじめ定められた時間だけ前記圧電振
動体が屈曲振動しない周波数帯域の信号を出力せしめ、
その時に得られる前記Ａ／Ｄ変換器の出力からオフセッ
トドリフト量を算出し、該オフセットドリフト量を基に
真の角速度を算出することを特徴とするジャイロスコー
プが得られる。
【００１０】本発明によればまた、複数の検出出力部を
有し、コリオリ力を利用した圧電振動体と、該圧電振動
体を駆動するための発振器と、前記複数の検出出力部か
らの出力を差動増幅する増幅器と、増幅された信号をＡ
／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力を
処理して角速度を算出する制御部と、該制御部の出力信
号により前記発振器の発振周波数を調整する調整器とを
備え、前記複数の検出出力部と前記差動増幅器の入力と
の間に第１の開閉器を設け、前記差動増幅器の入力とア
ース間には第２の開閉器を設け、前記制御部は、前記調
整器に対して一定周期であらかじめ定められた時間だけ
前記第１の開閉器を開にすると共に、前記第２の開閉器
を閉とし、その時に得られる前記Ａ／Ｄ変換器の出力か
らオフセットドリフト量を算出し、該オフセットドリフ
ト量を基に真の角速度を算出することを特徴とするジャ
イロスコープが得られる。
有し、コリオリ力を利用した圧電振動体と、該圧電振動
体を駆動するための発振器と、前記複数の検出出力部か
らの出力を差動増幅する増幅器と、増幅された信号をＡ
／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力を
処理して角速度を算出する制御部と、該制御部の出力信
号により前記発振器の発振周波数を調整する調整器とを
備え、前記複数の検出出力部と前記差動増幅器の入力と
の間に第１の開閉器を設け、前記差動増幅器の入力とア
ース間には第２の開閉器を設け、前記制御部は、前記調
整器に対して一定周期であらかじめ定められた時間だけ
前記第１の開閉器を開にすると共に、前記第２の開閉器
を閉とし、その時に得られる前記Ａ／Ｄ変換器の出力か
らオフセットドリフト量を算出し、該オフセットドリフ
ト量を基に真の角速度を算出することを特徴とするジャ
イロスコープが得られる。
【００１１】
【実施例】図１は、振動子１から得られる信号の処理回
路のブロック図であり、図２は本発明に用いられる振動
子１の構造例を示す斜視図である。
路のブロック図であり、図２は本発明に用いられる振動
子１の構造例を示す斜視図である。
【００１２】振動子１は、圧電セラミック円柱の外周面
にアース電極１１、駆動電極１２、検出電極１３，１４
を形成して成り、駆動電極１２、検出電極１３，１４か
らアース電極１１の方向に分極されている。駆動電極１
２は、発振器８と接続され、検出電極１３，１４からの
出力電圧は、差動増幅器２、同期検波回路３、フィルタ
（積分器）４、増幅器５、Ａ／Ｄ変換器６を通して最終
的に制御部としての中央演算装置７に入力される。ま
た、中央演算装置７からの信号により駆動電圧の発振周
波数（駆動周波数）を調整する調整器９が発振器８と接
続されている。
にアース電極１１、駆動電極１２、検出電極１３，１４
を形成して成り、駆動電極１２、検出電極１３，１４か
らアース電極１１の方向に分極されている。駆動電極１
２は、発振器８と接続され、検出電極１３，１４からの
出力電圧は、差動増幅器２、同期検波回路３、フィルタ
（積分器）４、増幅器５、Ａ／Ｄ変換器６を通して最終
的に制御部としての中央演算装置７に入力される。ま
た、中央演算装置７からの信号により駆動電圧の発振周
波数（駆動周波数）を調整する調整器９が発振器８と接
続されている。
【００１３】ここで、駆動電極１２に発振器８より駆動
電極１２とアース電極１１の共振周波数ｆr である一定
の入力電圧Ｖinを印加して振動子１に屈曲振動を発生さ
せる。この状態では、検出電極１３，１４には、これら
の電極が屈曲振動に対して対称に配置されているため、
圧電効果により同相、同振幅のヌル電圧Ｖ13A ，Ｖ14 A
が発生されるが、検出電極１３，１４からの出力電圧
は、差動増幅器２を介することにより零となる。
電極１２とアース電極１１の共振周波数ｆr である一定
の入力電圧Ｖinを印加して振動子１に屈曲振動を発生さ
せる。この状態では、検出電極１３，１４には、これら
の電極が屈曲振動に対して対称に配置されているため、
圧電効果により同相、同振幅のヌル電圧Ｖ13A ，Ｖ14 A
が発生されるが、検出電極１３，１４からの出力電圧
は、差動増幅器２を介することにより零となる。
【００１４】また、振動子１の軸方向を回転軸として回
転角速度を与えると、振動子１には前記屈曲振動の方向
と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向の屈曲振
動が発生する。その結果、検出電極１３，１４には回転
角速度の大きさに比例した逆相、同振幅の電圧Ｖ13a ，
Ｖ14a が発生する。最終的に、検出電極１３，１４には
同相、同振幅の電圧と逆相、同振幅の電圧が重畳した出
力電圧Ｖ13-A，Ｖ14-Aが出力され、検出電極１３，１４
からの出力電圧は、差動増幅器２を介することにより、
（Ｖ13a ，＋Ｖ14a ）となり、角速度のみに対応した変
化電圧が出力される。その出力信号は、同期検波回路
３、フィルタ４、増幅器５、Ａ／Ｄ変換器６を通して最
終的に中央演算装置７に入力される。
転角速度を与えると、振動子１には前記屈曲振動の方向
と直角な方向にコリオリ力が作用し、この方向の屈曲振
動が発生する。その結果、検出電極１３，１４には回転
角速度の大きさに比例した逆相、同振幅の電圧Ｖ13a ，
Ｖ14a が発生する。最終的に、検出電極１３，１４には
同相、同振幅の電圧と逆相、同振幅の電圧が重畳した出
力電圧Ｖ13-A，Ｖ14-Aが出力され、検出電極１３，１４
からの出力電圧は、差動増幅器２を介することにより、
（Ｖ13a ，＋Ｖ14a ）となり、角速度のみに対応した変
化電圧が出力される。その出力信号は、同期検波回路
３、フィルタ４、増幅器５、Ａ／Ｄ変換器６を通して最
終的に中央演算装置７に入力される。
【００１５】次に、本発明の特徴である電位ドリフト
（オフセットドリフト）の検出方法について、図３、図
４にて説明する。
（オフセットドリフト）の検出方法について、図３、図
４にて説明する。
【００１６】図３において、差動増幅器２、増幅器５の
増幅度をそれぞれＡｖ２，Ａｖ５とし、オフセットをそ
れぞれΔV2，ΔV5としてオフセットドリフトを考慮す
る。前述よりヌル電圧はＶ13A ，Ｖ14A 、回転角速度に
よる出力電圧はＶ13a ，Ｖ14aが出力され、差動増幅器
２、増幅器５によるオフセットドリフトはＡｖ５（ΔV5
＋Ａｖ２・ΔV2）が出力される。よって最終的な出力電
圧は（Ｖ13a ＋Ｖ14a ）＋Ａｖ５（ΔV5＋Ａｖ２・ΔV
2）となる。
増幅度をそれぞれＡｖ２，Ａｖ５とし、オフセットをそ
れぞれΔV2，ΔV5としてオフセットドリフトを考慮す
る。前述よりヌル電圧はＶ13A ，Ｖ14A 、回転角速度に
よる出力電圧はＶ13a ，Ｖ14aが出力され、差動増幅器
２、増幅器５によるオフセットドリフトはＡｖ５（ΔV5
＋Ａｖ２・ΔV2）が出力される。よって最終的な出力電
圧は（Ｖ13a ＋Ｖ14a ）＋Ａｖ５（ΔV5＋Ａｖ２・ΔV
2）となる。
【００１７】次に、本装置では（図４）、ある一定の間
隔で中央演算装置７からの信号により調整器９を介して
発振器８の発振周波数（駆動周波数）を振動子１が屈曲
振動をしない帯域の周波数ｆa に変化させると（共振周
波数ｆr と異なる周波数帯域）、回転角速度の印加の有
無にかかわらず出力電圧は零である。また、ヌル電圧は
静電容量結合による出力としてＶ13B ，Ｖ14B が発生さ
れるが、基本的には同相同量の出力で差動増幅器２を介
すことにより出力電圧は零となり、他に前述のオフセッ
トドリフトが重畳して、最終的な出力電圧はＡｖ５（Δ
V5＋Ａｖ２・ΔV2）となり、単にオフセットドリフトの
みの出力となる。つまり、ある一定の間隔、もしくは任
意の時、発振周波数（駆動周波数）を変化させることに
より、その時点でのオフセットドリフト量の測定（検
出）が可能となる。
隔で中央演算装置７からの信号により調整器９を介して
発振器８の発振周波数（駆動周波数）を振動子１が屈曲
振動をしない帯域の周波数ｆa に変化させると（共振周
波数ｆr と異なる周波数帯域）、回転角速度の印加の有
無にかかわらず出力電圧は零である。また、ヌル電圧は
静電容量結合による出力としてＶ13B ，Ｖ14B が発生さ
れるが、基本的には同相同量の出力で差動増幅器２を介
すことにより出力電圧は零となり、他に前述のオフセッ
トドリフトが重畳して、最終的な出力電圧はＡｖ５（Δ
V5＋Ａｖ２・ΔV2）となり、単にオフセットドリフトの
みの出力となる。つまり、ある一定の間隔、もしくは任
意の時、発振周波数（駆動周波数）を変化させることに
より、その時点でのオフセットドリフト量の測定（検
出）が可能となる。
【００１８】たとえば、図５に示すように、ある一定の
間隔で一定の時間Ｔａにて発振周波数をｆa にして、そ
の時の増幅器５からの出力電圧をＶOFF とすると、時間
Ｔ１内の出力（オフセット）電圧ＶOFF1が、増幅器５等
を介し中央演算装置７に入力される。また、時間Ｔａ以
外（振動子１が励振状態時）の出力電圧（回転角速度に
よる出力電圧）ＶOUT1が、増幅器５等を介し中央演算装
置７に入力される。よって、中央演算装置７内にて演算
（ＶOUT1−ＶOFF1）を行うことにより真の回転角速度が
求まる。
間隔で一定の時間Ｔａにて発振周波数をｆa にして、そ
の時の増幅器５からの出力電圧をＶOFF とすると、時間
Ｔ１内の出力（オフセット）電圧ＶOFF1が、増幅器５等
を介し中央演算装置７に入力される。また、時間Ｔａ以
外（振動子１が励振状態時）の出力電圧（回転角速度に
よる出力電圧）ＶOUT1が、増幅器５等を介し中央演算装
置７に入力される。よって、中央演算装置７内にて演算
（ＶOUT1−ＶOFF1）を行うことにより真の回転角速度が
求まる。
【００１９】同様に、時間Ｔ２、時間Ｔ３、時間Ｔ４の
オフセット電圧ＶOFF1，ＶOFF2，ＶOFF3）を検出し、逐
次演算を行うことにより真の回転角速度（オフセット電
圧を補正した回転角速度）が求まる。
オフセット電圧ＶOFF1，ＶOFF2，ＶOFF3）を検出し、逐
次演算を行うことにより真の回転角速度（オフセット電
圧を補正した回転角速度）が求まる。
【００２０】図６は本発明の他の実施例の処理回路のブ
ロック図である。振動子１は、図１の例と同様、アース
電極１１、駆動電極１２、検出電極１３，１４を有し、
駆動電極１２、検出電極１３，１４からアース電極１１
の方向に分極されている。駆動電極１２は発振器８と接
続され、検出電極１３，１４からの出力電圧はそれぞ
れ、開閉器２０（第１の開閉器）を介して差動増幅器２
に入力され、同期検波回路３、フィルタ４、増幅器５、
Ａ／Ｄ変換器６を通して最終的に中央演算装置７に入力
される。差動増幅器２の入力端子はそれぞれ、開閉器２
１（第２の開閉器）を介してアースされることでアース
電極１１に接続可能にされている。開閉器２０，２１は
それぞれ、中央演算装置７からの信号により制御され
る。
ロック図である。振動子１は、図１の例と同様、アース
電極１１、駆動電極１２、検出電極１３，１４を有し、
駆動電極１２、検出電極１３，１４からアース電極１１
の方向に分極されている。駆動電極１２は発振器８と接
続され、検出電極１３，１４からの出力電圧はそれぞ
れ、開閉器２０（第１の開閉器）を介して差動増幅器２
に入力され、同期検波回路３、フィルタ４、増幅器５、
Ａ／Ｄ変換器６を通して最終的に中央演算装置７に入力
される。差動増幅器２の入力端子はそれぞれ、開閉器２
１（第２の開閉器）を介してアースされることでアース
電極１１に接続可能にされている。開閉器２０，２１は
それぞれ、中央演算装置７からの信号により制御され
る。
【００２１】基本的な角速度検出の方式およびオフセッ
トドリフト量は、前述の実施例と同様であるが、電位ド
リフト（オフセットドリフト）の検出方法について説明
する。
トドリフト量は、前述の実施例と同様であるが、電位ド
リフト（オフセットドリフト）の検出方法について説明
する。
【００２２】本装置では、ある一定の間隔で中央演算装
置７からの信号により開閉器２０を開き、開閉器２１を
閉じると、差動増幅器２の入力端子はアースに接続さ
れ、差動増幅器２からの出力電圧はＡｖ２・ΔV2とな
り、最終的な出力電圧はＡｖ５（ΔV5＋Ａｖ２・ΔV2）
となり、オフセットドリフト量の検出が可能となる。
置７からの信号により開閉器２０を開き、開閉器２１を
閉じると、差動増幅器２の入力端子はアースに接続さ
れ、差動増幅器２からの出力電圧はＡｖ２・ΔV2とな
り、最終的な出力電圧はＡｖ５（ΔV5＋Ａｖ２・ΔV2）
となり、オフセットドリフト量の検出が可能となる。
【００２３】たとえば、図５に示すように、ある一定の
間隔で一定の時間Ｔａにて開閉器２０を開，開閉器２１
を閉とすることにより、その時の増幅器５からの出力電
圧ＶOFF を検出すると、時間Ｔ１内の出力（オフセッ
ト）電圧ＶOFF1が、増幅器５等を介し中央演算装置７に
入力される。また、時間Ｔａ以外（振動子１が励振状態
時）の出力電圧（回転角速度による出力電圧）Ｖ
OUT1が、増幅器５等を介し中央演算装置７に入力され
る。よって、中央演算装置７内にて演算（ＶOUT1−Ｖ
OFF1）を行うことにより真の回転角速度が求まる。同様
に、時間Ｔ２、時間Ｔ３、時間Ｔ４のオフセット電圧を
ＶOFF1，ＶOFF2，ＶOFF3を検出し、逐次演算を行うこと
により真の回転角速度（オフセット電圧を補正した回転
角速度）が求まる。
間隔で一定の時間Ｔａにて開閉器２０を開，開閉器２１
を閉とすることにより、その時の増幅器５からの出力電
圧ＶOFF を検出すると、時間Ｔ１内の出力（オフセッ
ト）電圧ＶOFF1が、増幅器５等を介し中央演算装置７に
入力される。また、時間Ｔａ以外（振動子１が励振状態
時）の出力電圧（回転角速度による出力電圧）Ｖ
OUT1が、増幅器５等を介し中央演算装置７に入力され
る。よって、中央演算装置７内にて演算（ＶOUT1−Ｖ
OFF1）を行うことにより真の回転角速度が求まる。同様
に、時間Ｔ２、時間Ｔ３、時間Ｔ４のオフセット電圧を
ＶOFF1，ＶOFF2，ＶOFF3を検出し、逐次演算を行うこと
により真の回転角速度（オフセット電圧を補正した回転
角速度）が求まる。
【００２４】以上、本発明を特定の圧電振動体を例示し
て説明したが、本発明は実施例のような振動子に限ら
ず、他のタイプの圧電振動体、例えば駆動用圧電セラミ
ックスと複数の検出用圧電セラミックと金属体とから成
る周知の圧電振動体にも適用可能である。
て説明したが、本発明は実施例のような振動子に限ら
ず、他のタイプの圧電振動体、例えば駆動用圧電セラミ
ックスと複数の検出用圧電セラミックと金属体とから成
る周知の圧電振動体にも適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上に示したように、本発明によれば、
回転角速度検出の精度劣化の原因の一つである処理回路
系の増幅器等の電位ドリフト（オフセットドリフト）を
検出し、入力された出力信号を補正することができるの
で、回転角速度の検出精度の高いジャイロスコープを得
ることが出来る。
回転角速度検出の精度劣化の原因の一つである処理回路
系の増幅器等の電位ドリフト（オフセットドリフト）を
検出し、入力された出力信号を補正することができるの
で、回転角速度の検出精度の高いジャイロスコープを得
ることが出来る。
【図１】本発明による圧電セラミック振動子およびその
信号処理回路のブロック図である。
信号処理回路のブロック図である。
【図２】本発明による圧電セラミック振動子の構造例を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】図１に示された例について角速度出力電圧、オ
フセットドリフト電圧を説明するための図である。
フセットドリフト電圧を説明するための図である。
【図４】図１に示された例についてオフセットドリフト
電圧の検出について説明するための図である。
電圧の検出について説明するための図である。
【図５】本発明においてオフセットドリフト電圧検出、
および出力電圧の補正方法の一例を説明するための出力
電圧波形図である。
および出力電圧の補正方法の一例を説明するための出力
電圧波形図である。
【図６】本発明の他の実施例による信号処理回路および
角速度出力電圧、オフセットドリフトについて説明する
ための図である。
角速度出力電圧、オフセットドリフトについて説明する
ための図である。
【図７】従来の圧電セラミック振動子およびその信号処
理回路のブロック図である。
理回路のブロック図である。
１ 圧電セラミック振動子 ２ 差動増幅器 ５ 増幅器 １１ アース電極 １２ 駆動電極 １３，１４ 検出電極 ２０，２１ 開閉器
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の検出出力部を有し、コリオリ力を
利用した圧電振動体と、該圧電振動体を駆動するための
発振器と、前記複数の検出出力部からの出力を差動増幅
する増幅器と、増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力を処理して角速度を算
出する制御部と、該制御部の出力信号により前記発振器
の発振周波数を調整する調整器とを備え、前記制御部
は、前記調整器に対して一定周期であらかじめ定められ
た時間だけ前記圧電振動体が屈曲振動しない周波数帯域
の信号を出力せしめ、その時に得られる前記Ａ／Ｄ変換
器の出力からオフセットドリフト量を算出し、該オフセ
ットドリフト量を基に真の角速度を算出することを特徴
とするジャイロスコープ。 - 【請求項２】 複数の検出出力部を有し、コリオリ力を
利用した圧電振動体と、該圧電振動体を駆動するための
発振器と、前記複数の検出出力部からの出力を差動増幅
する増幅器と、増幅された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器と、該Ａ／Ｄ変換器の出力を処理して角速度を算
出する制御部と、該制御部の出力信号により前記発振器
の発振周波数を調整する調整器とを備え、前記複数の検
出出力部と前記差動増幅器の入力との間に第１の開閉器
を設け、前記差動増幅器の入力とアース間には第２の開
閉器を設け、前記制御部は、前記調整器に対して一定周
期であらかじめ定められた時間だけ前記第１の開閉器を
開にすると共に、前記第２の開閉器を閉とし、その時に
得られる前記Ａ／Ｄ変換器の出力からオフセットドリフ
ト量を算出し、該オフセットドリフト量を基に真の角速
度を算出することを特徴とするジャイロスコープ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27939593A JP3421813B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | ジャイロスコープ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27939593A JP3421813B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | ジャイロスコープ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128067A true JPH07128067A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3421813B2 JP3421813B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17610532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27939593A Expired - Fee Related JP3421813B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | ジャイロスコープ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421813B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6253613B1 (en) | 1996-02-21 | 2001-07-03 | Fujitsu Limited | Tuning fork vibratory gyro utilizing a piezoelectric transversal effect |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP27939593A patent/JP3421813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6253613B1 (en) | 1996-02-21 | 2001-07-03 | Fujitsu Limited | Tuning fork vibratory gyro utilizing a piezoelectric transversal effect |
| US6484576B2 (en) | 1996-02-21 | 2002-11-26 | Fujitsu Limited | Tuning-fork vibratory gyro |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3421813B2 (ja) | 2003-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030319 |
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