JPH08189834A - 圧電振動ジャイロ - Google Patents
圧電振動ジャイロInfo
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- JPH08189834A JPH08189834A JP7001912A JP191295A JPH08189834A JP H08189834 A JPH08189834 A JP H08189834A JP 7001912 A JP7001912 A JP 7001912A JP 191295 A JP191295 A JP 191295A JP H08189834 A JPH08189834 A JP H08189834A
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- piezoelectric vibrating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出感度依存性のない範囲内の駆動周波数と
負荷抵抗を与え、かかる負荷抵抗を用いて検出感度を変
化させることなくヌル電圧を調整でき、かつ負荷抵抗が
変化した場合でも検出感度に影響を与えない圧電振動ジ
ャイロを提供すること。 【構成】 駆動端子１´と２つの検出端子３´，５´と
を含む圧電セラミックス円柱７の２つの検出端子３´，
５´の出力電圧を入力する差動増幅回路８´を含む検出
回路と、２つの出力電圧を合成する加算増幅回路９´
と、移相回路１１´と、温度補償回路１２′とを含んで
駆動端子１´に駆動信号を与える発振回路を有する圧電
振動ジャイロにおいて、圧電セラミックス円柱７の２つ
の検出端子３´，５´にそれぞれ負荷抵抗１５，１６を
接続し、負荷抵抗１５，１６の一方側１６を可変抵抗と
して圧電振動ジャイロのヌル電圧を調整する。
負荷抵抗を与え、かかる負荷抵抗を用いて検出感度を変
化させることなくヌル電圧を調整でき、かつ負荷抵抗が
変化した場合でも検出感度に影響を与えない圧電振動ジ
ャイロを提供すること。 【構成】 駆動端子１´と２つの検出端子３´，５´と
を含む圧電セラミックス円柱７の２つの検出端子３´，
５´の出力電圧を入力する差動増幅回路８´を含む検出
回路と、２つの出力電圧を合成する加算増幅回路９´
と、移相回路１１´と、温度補償回路１２′とを含んで
駆動端子１´に駆動信号を与える発振回路を有する圧電
振動ジャイロにおいて、圧電セラミックス円柱７の２つ
の検出端子３´，５´にそれぞれ負荷抵抗１５，１６を
接続し、負荷抵抗１５，１６の一方側１６を可変抵抗と
して圧電振動ジャイロのヌル電圧を調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カメラ一体型のＶＴＲ
の手振れ防止や自動車のナビゲーションシステム等に用
いられるジャイロスコープの内、特に圧電振動子の屈曲
振動を用いたいわゆる圧電振動ジャイロに関する。
の手振れ防止や自動車のナビゲーションシステム等に用
いられるジャイロスコープの内、特に圧電振動子の屈曲
振動を用いたいわゆる圧電振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、一般的な圧電振動ジャイロに用
いられている圧電振動子の構造概略図であり、（ａ）は
その斜視図、（ｂ）はその平面図である。圧電セラミッ
クス円柱７の外周面上の円周を６等分する位置に長さ方
向と平行な６本の帯状電極１，２，３，４，５，６が形
成されている。この帯状電極を互いに１つおきに接続し
て２端子として分極処理を施し、分極処理後、１つおき
の帯状電極２，４，６を接続して共通アース端子とし、
残りの帯状電極の内、帯状電極１を駆動端子、帯状電極
３および５を検出端子として圧電振動ジャイロを構成す
ることができる。以下、これらをアース端子２，４，
６、駆動端子１、検出端子３，５と呼ぶことにする。
いられている圧電振動子の構造概略図であり、（ａ）は
その斜視図、（ｂ）はその平面図である。圧電セラミッ
クス円柱７の外周面上の円周を６等分する位置に長さ方
向と平行な６本の帯状電極１，２，３，４，５，６が形
成されている。この帯状電極を互いに１つおきに接続し
て２端子として分極処理を施し、分極処理後、１つおき
の帯状電極２，４，６を接続して共通アース端子とし、
残りの帯状電極の内、帯状電極１を駆動端子、帯状電極
３および５を検出端子として圧電振動ジャイロを構成す
ることができる。以下、これらをアース端子２，４，
６、駆動端子１、検出端子３，５と呼ぶことにする。
【０００３】図４は、従来の圧電振動ジャイロが有する
駆動検出回路の一例を示すブロック図である。この従来
の圧電振動ジャイロは、差動増幅回路８、加算増幅回路
９、同期検波回路１０、移相回路１１、温度補償回路１
２および抵抗１３，１４より構成される駆動検出回路を
有している。ここで、抵抗１３，１４は、差動増幅回路
８の入力抵抗を兼ねており、このうち抵抗１４は抵抗値
を可変可能な抵抗である。
駆動検出回路の一例を示すブロック図である。この従来
の圧電振動ジャイロは、差動増幅回路８、加算増幅回路
９、同期検波回路１０、移相回路１１、温度補償回路１
２および抵抗１３，１４より構成される駆動検出回路を
有している。ここで、抵抗１３，１４は、差動増幅回路
８の入力抵抗を兼ねており、このうち抵抗１４は抵抗値
を可変可能な抵抗である。
【０００４】同図において、検出端子３および５は加算
増幅回路９の入力端子に接続され、加算増幅回路９の出
力電圧は移相回路１１、温度補償回路１２を介して駆動
端子１に印加されて圧電セラミックス円柱７の屈曲振動
の共振周波数で発振する自励発振駆動回路を構成してい
る。同時に検出端子３および５は差動増幅回路８の入力
端子に接続され、差動増幅回路８の出力端子には回転角
速度に比例した振幅の交流電圧が得られる。差動増幅回
路８の出力電圧および加算増幅回路９の出力電圧を同期
検波回路１０に入力することにより、回転方向に応じた
極性を有し回転角速度に比例した直流電圧を得ることも
できる。すなわち、差動増幅回路８と同期検波回路１０
は検出回路として作用する。
増幅回路９の入力端子に接続され、加算増幅回路９の出
力電圧は移相回路１１、温度補償回路１２を介して駆動
端子１に印加されて圧電セラミックス円柱７の屈曲振動
の共振周波数で発振する自励発振駆動回路を構成してい
る。同時に検出端子３および５は差動増幅回路８の入力
端子に接続され、差動増幅回路８の出力端子には回転角
速度に比例した振幅の交流電圧が得られる。差動増幅回
路８の出力電圧および加算増幅回路９の出力電圧を同期
検波回路１０に入力することにより、回転方向に応じた
極性を有し回転角速度に比例した直流電圧を得ることも
できる。すなわち、差動増幅回路８と同期検波回路１０
は検出回路として作用する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来の圧
電振動ジャイロが有する駆動検出回路を用いた場合、可
変可能な抵抗１４を用いることにより、圧電振動ジャイ
ロの静止出力（以下、ヌル電圧と呼ぶ）を０ｍＶ付近に
調整していた。その際、抵抗１４は差動増幅回路８の入
力抵抗も兼ねているので、抵抗１４の抵抗値を変化させ
ると差動増幅回路８のゲインも変化してしまい、出力電
圧が変動することから検出感度に影響を与えてしまうと
いう問題点があった。
電振動ジャイロが有する駆動検出回路を用いた場合、可
変可能な抵抗１４を用いることにより、圧電振動ジャイ
ロの静止出力（以下、ヌル電圧と呼ぶ）を０ｍＶ付近に
調整していた。その際、抵抗１４は差動増幅回路８の入
力抵抗も兼ねているので、抵抗１４の抵抗値を変化させ
ると差動増幅回路８のゲインも変化してしまい、出力電
圧が変動することから検出感度に影響を与えてしまうと
いう問題点があった。
【０００６】本発明の目的は、検出感度依存性のない範
囲内の駆動周波数と負荷抵抗を与え、上述したような負
荷抵抗を用いて検出感度を変化させることなくヌル電圧
を調整でき、かつ負荷抵抗が変化した場合でも検出感度
に影響を与えない圧電振動ジャイロを提供することにあ
る。
囲内の駆動周波数と負荷抵抗を与え、上述したような負
荷抵抗を用いて検出感度を変化させることなくヌル電圧
を調整でき、かつ負荷抵抗が変化した場合でも検出感度
に影響を与えない圧電振動ジャイロを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、駆動端
子と２つの検出端子とを含む圧電振動子の前記２つの検
出端子の出力電圧を入力する差動増幅回路を含む検出回
路と、前記２つの出力電圧を合成する加算増幅回路と、
位相回路と、温度補償回路とを含んで前記駆動端子に駆
動信号を与える発振回路を有する圧電振動ジャイロにお
いて、前記圧電振動子の２つの検出端子にそれぞれ負荷
抵抗を接続し、該負荷抵抗の一方側を可変抵抗として前
記圧電振動ジャイロのヌル電圧を調整することを特徴と
する圧電振動ジャイロが得られる。
子と２つの検出端子とを含む圧電振動子の前記２つの検
出端子の出力電圧を入力する差動増幅回路を含む検出回
路と、前記２つの出力電圧を合成する加算増幅回路と、
位相回路と、温度補償回路とを含んで前記駆動端子に駆
動信号を与える発振回路を有する圧電振動ジャイロにお
いて、前記圧電振動子の２つの検出端子にそれぞれ負荷
抵抗を接続し、該負荷抵抗の一方側を可変抵抗として前
記圧電振動ジャイロのヌル電圧を調整することを特徴と
する圧電振動ジャイロが得られる。
【０００８】また、本発明によれば、前記負荷抵抗には
感度依存度がない範囲内の負荷抵抗を用いると共に、前
記圧電振動子の駆動周波数も感度依存性のでない周波数
を動作点とし、前記負荷抵抗の抵抗値を変化させても常
に一定の検出感度を得ることを特徴とする圧電振動ジャ
イロが得られる。
感度依存度がない範囲内の負荷抵抗を用いると共に、前
記圧電振動子の駆動周波数も感度依存性のでない周波数
を動作点とし、前記負荷抵抗の抵抗値を変化させても常
に一定の検出感度を得ることを特徴とする圧電振動ジャ
イロが得られる。
【０００９】
【作用】本発明においては、差動増幅回路の入力抵抗と
ヌル電圧を調整するための抵抗、すなわち負荷抵抗とを
区別しているため、負荷抵抗が変化しても差動増幅回路
のゲインには影響を与えない。また、ヌル電圧調整のた
め負荷抵抗が変化しても、検出感度依存性のでない範囲
の駆動周波数差と負荷抵抗値を与えているため、検出感
度に影響を与えない。よって、本発明の圧電振動ジャイ
ロでは、負荷抵抗の抵抗値が変化しても常に一定の検出
感度（１秒間に１ｄｅｇ．回転したときの出力電圧）を
得ることができる。
ヌル電圧を調整するための抵抗、すなわち負荷抵抗とを
区別しているため、負荷抵抗が変化しても差動増幅回路
のゲインには影響を与えない。また、ヌル電圧調整のた
め負荷抵抗が変化しても、検出感度依存性のでない範囲
の駆動周波数差と負荷抵抗値を与えているため、検出感
度に影響を与えない。よって、本発明の圧電振動ジャイ
ロでは、負荷抵抗の抵抗値が変化しても常に一定の検出
感度（１秒間に１ｄｅｇ．回転したときの出力電圧）を
得ることができる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例に係る圧電振動ジャイロにお
ける駆動検出回路を図１に示す。
ける駆動検出回路を図１に示す。
【００１１】本実施例の圧電振動ジャイロにおける駆動
検出回路では、差動増幅回路８′の入力抵抗とは区別さ
れた抵抗を負荷抵抗１５，１６として与えている。負荷
抵抗１５，１６は検出端子３′，５′に接続されてお
り、負荷抵抗１６にはその抵抗値を可変可能な抵抗が用
いられている。従って、負荷抵抗１６の抵抗値を変化さ
せることによりヌル電圧を調整できる。また、検出感度
依存性のでない範囲の駆動周波数差と負荷抵抗１５を与
えており、可変抵抗である負荷抵抗１６の抵抗値が変化
しても、その変化量は検出感度に影響を与えない範囲で
済むことになる。
検出回路では、差動増幅回路８′の入力抵抗とは区別さ
れた抵抗を負荷抵抗１５，１６として与えている。負荷
抵抗１５，１６は検出端子３′，５′に接続されてお
り、負荷抵抗１６にはその抵抗値を可変可能な抵抗が用
いられている。従って、負荷抵抗１６の抵抗値を変化さ
せることによりヌル電圧を調整できる。また、検出感度
依存性のでない範囲の駆動周波数差と負荷抵抗１５を与
えており、可変抵抗である負荷抵抗１６の抵抗値が変化
しても、その変化量は検出感度に影響を与えない範囲で
済むことになる。
【００１２】さて、本実施例の圧電振動ジャイロの作用
・効果について、図２を用いて説明する。
・効果について、図２を用いて説明する。
【００１３】図２は、本実施例の圧電振動ジャイロにお
ける駆動検出回路を用いて測定した入力１Ｖ当りの検出
感度と駆動周波数差との関係を示すグラフである。駆動
周波数差とは、実際に駆動している周波数と圧電振動子
の共振周波数の差を意味する。つまり、駆動周波数差が
０のところがその圧電振動子の共振周波数になる。ま
た、前述した移相回路１１´（図１参照）内のコンデン
サと抵抗に可変なものを用いることにより、同グラフに
おける横軸の駆動周波数差を変化させることができる。
同時に検出感度を測定し、同図の波形を得ることもでき
る。また、同図のパラメーターは負荷抵抗である。即
ち、負荷抵抗に２０ｋΩ，５１ｋΩ，６２ｋΩ，７５ｋ
Ω，１００ｋΩの５種類の抵抗値のものを用いて、各々
について入力１Ｖ当りの検出感度と駆動周波数差との関
係を調べた。同図の場合は、駆動周波数差３０Ｈｚ付近
に検出感度が一致する点、すなわち、検出感度依存性の
ない駆動周波数差が存在する。また、その点の負荷抵抗
の値を見ると、負荷抵抗がある範囲の抵抗値を持ってい
ることがわかる。即ち、検出感度が一致しているのは、
負荷抵抗の抵抗値が５１ｋΩ〜１００ｋΩの範囲の場合
である。同図より、その範囲内で負荷抵抗が変化しても
検出感度が変化しないことがわかる。以上の方法を用い
て、例えば駆動周波数差を３０Ｈｚで負荷抵抗の抵抗値
を７５ｋΩというように、駆動周波数差と負荷抵抗を適
宜に選択してやれば、ヌル電圧を調整するために負荷抵
抗を多少可変しても、一定の検出感度を得ることができ
る。
ける駆動検出回路を用いて測定した入力１Ｖ当りの検出
感度と駆動周波数差との関係を示すグラフである。駆動
周波数差とは、実際に駆動している周波数と圧電振動子
の共振周波数の差を意味する。つまり、駆動周波数差が
０のところがその圧電振動子の共振周波数になる。ま
た、前述した移相回路１１´（図１参照）内のコンデン
サと抵抗に可変なものを用いることにより、同グラフに
おける横軸の駆動周波数差を変化させることができる。
同時に検出感度を測定し、同図の波形を得ることもでき
る。また、同図のパラメーターは負荷抵抗である。即
ち、負荷抵抗に２０ｋΩ，５１ｋΩ，６２ｋΩ，７５ｋ
Ω，１００ｋΩの５種類の抵抗値のものを用いて、各々
について入力１Ｖ当りの検出感度と駆動周波数差との関
係を調べた。同図の場合は、駆動周波数差３０Ｈｚ付近
に検出感度が一致する点、すなわち、検出感度依存性の
ない駆動周波数差が存在する。また、その点の負荷抵抗
の値を見ると、負荷抵抗がある範囲の抵抗値を持ってい
ることがわかる。即ち、検出感度が一致しているのは、
負荷抵抗の抵抗値が５１ｋΩ〜１００ｋΩの範囲の場合
である。同図より、その範囲内で負荷抵抗が変化しても
検出感度が変化しないことがわかる。以上の方法を用い
て、例えば駆動周波数差を３０Ｈｚで負荷抵抗の抵抗値
を７５ｋΩというように、駆動周波数差と負荷抵抗を適
宜に選択してやれば、ヌル電圧を調整するために負荷抵
抗を多少可変しても、一定の検出感度を得ることができ
る。
【００１４】以上の実施例では、本発明を特に圧電セラ
ミックス円柱からなる圧電振動子を用いた圧電振動ジャ
イロに関して述べたが、本発明は他の形状の圧電振動子
を用いた圧電振動ジャイロに関しても適用できるのは、
勿論である。
ミックス円柱からなる圧電振動子を用いた圧電振動ジャ
イロに関して述べたが、本発明は他の形状の圧電振動子
を用いた圧電振動ジャイロに関しても適用できるのは、
勿論である。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の圧電振動ジ
ャイロにおいては、上記駆動検出回路を用いて駆動周波
数差と負荷抵抗を決定してやれば、ヌル電圧調整のため
に負荷抵抗を多少可変させても、検出感度を一定に保つ
ことができる。
ャイロにおいては、上記駆動検出回路を用いて駆動周波
数差と負荷抵抗を決定してやれば、ヌル電圧調整のため
に負荷抵抗を多少可変させても、検出感度を一定に保つ
ことができる。
【００１６】従って、ヌル電圧の調整が可能で、かつ検
出感度の信頼性の高い圧電振動ジャイロを提供し得る。
出感度の信頼性の高い圧電振動ジャイロを提供し得る。
【図１】本発明の実施例に係る圧電振動ジャイロを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１に示した圧電振動ジャイロにおける駆動周
波数差と入力１Ｖ当りの検出感度の関係を示したグラフ
である。
波数差と入力１Ｖ当りの検出感度の関係を示したグラフ
である。
【図３】一般的な圧電セラミックス円柱からなる圧電振
動子を用いた圧電振動ジャイロの構造を示す図であり、
（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその平面図である。
動子を用いた圧電振動ジャイロの構造を示す図であり、
（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】従来の圧電振動ジャイロを示すブロック図であ
る。
る。
１，１´ 駆動端子（帯状電極） ２，４，６ アース端子（帯状電極） ３，３´，５，５´ 検出端子（帯状電極） ７ 圧電セラミックス円柱 ８，８′ 差動増幅回路 ９，９′ 加算増幅回路 １０，１０′ 同期検波回路 １１，１１′ 移相回路 １２，１２′ 温度補償回路 １３，１４ 抵抗 １５，１６ 負荷抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 駆動端子と２つの検出端子とを含む圧電
振動子の前記２つの検出端子の出力電圧を入力する差動
増幅回路を含む検出回路と、前記２つの出力電圧を合成
する加算増幅回路と、位相回路と、温度補償回路とを含
んで前記駆動端子に駆動信号を与える発振回路を有する
圧電振動ジャイロにおいて、前記圧電振動子の２つの検
出端子にそれぞれ負荷抵抗を接続し、該負荷抵抗の一方
側を可変抵抗として前記圧電振動ジャイロのヌル電圧を
調整することを特徴とする圧電振動ジャイロ。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧電振動ジャイロにおい
て、前記負荷抵抗には感度依存度がでない範囲内の負荷
抵抗を用いると共に、前記圧電振動子の駆動周波数も感
度依存性のでない周波数を動作点とし、前記負荷抵抗の
抵抗値を変化させても常に一定の検出感度を得ることを
特徴とする圧電振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7001912A JPH08189834A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 圧電振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7001912A JPH08189834A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 圧電振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08189834A true JPH08189834A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11514801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7001912A Pending JPH08189834A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 圧電振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08189834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10203855B4 (de) * | 2001-01-31 | 2004-07-08 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo | Schwinggyroskop und Temperaturdrift-Einstellverfahren für dasselbe |
| JP2008101973A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Seiko Epson Corp | 検出装置、ジャイロセンサ、電子機器及び検出装置の調整方法 |
| JP2012189610A (ja) * | 2012-06-04 | 2012-10-04 | Seiko Epson Corp | 検出装置、ジャイロセンサ、電子機器及び検出装置の調整方法 |
-
1995
- 1995-01-10 JP JP7001912A patent/JPH08189834A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10203855B4 (de) * | 2001-01-31 | 2004-07-08 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo | Schwinggyroskop und Temperaturdrift-Einstellverfahren für dasselbe |
| JP2008101973A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Seiko Epson Corp | 検出装置、ジャイロセンサ、電子機器及び検出装置の調整方法 |
| JP2012189610A (ja) * | 2012-06-04 | 2012-10-04 | Seiko Epson Corp | 検出装置、ジャイロセンサ、電子機器及び検出装置の調整方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011114 |