JPH08327366A - Vibration type gyro scope - Google Patents

Vibration type gyro scope

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JPH08327366A
JPH08327366A JP7137969A JP13796995A JPH08327366A JP H08327366 A JPH08327366 A JP H08327366A JP 7137969 A JP7137969 A JP 7137969A JP 13796995 A JP13796995 A JP 13796995A JP H08327366 A JPH08327366 A JP H08327366A
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JP
Japan
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vibrator
vibrators
detection
piezoelectric
output
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Application number
JP7137969A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Sato
昭 佐藤
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08327366A publication Critical patent/JPH08327366A/en
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Abstract

PURPOSE: To prevent a null voltage generated in a piezoelectric detection section in the driving of a vibrator from overlapping a detection output of Coriolis force as a noise. CONSTITUTION: Vibrators 10a, 10b, 10c are formed on an elastic body 10 in which piezoelectric material 12 is laminated on an elastic plate 11. When electric power is applied to electrodes 13, the vibrators 10b, 10c on both sides and the vibrator 10a in the central section are vibrated inversely to each other in X direction. Each of vibrators are vibrated in Z direction by the Coriolis force. The amplitude directions of the vibrators 10b, 10c on both sides and one 10a in the central section are reversed to each other. Polarization directions at a piezoelectric detection section are the same, then when the vibrators are deformed in the same directions, outputs having the same polarization are obtained. While null voltages are generated on detection electrodes 14a-14c by the distortion of the piezoelectric material 12 at a time when the vibrators are driven in the X direction, it is possible to cancel the null voltage by subtracting a detection output of the central vibrator 10a from the sum of detection outputs of vibrators 10b, 10c on both sides.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転系の角速度を検出
する振動型ジャイロスコープに係り、特に圧電検出部の
歪みによる洩れ出力(ヌル出力)によるノイズを低減し
て角速度の検出精度を向上させた振動型ジャイロスコー
プに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrating gyroscope for detecting the angular velocity of a rotary system, and in particular, reduces noise due to leakage output (null output) due to distortion of a piezoelectric detector to improve angular velocity detection accuracy. Vibration type gyroscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】回転角速度を検出するジャイロスコープ
は、航空機や船舶の慣性航法システムなどに使用されて
いるが、最近では、車載用ナビゲーションシステムやロ
ボットや無人走行車の姿勢制御、さらにはテレビカメラ
やビデオカメラの画面振れ防止装置、およびアミューズ
メント関連機器などにも使用されるようになってきてい
る。
2. Description of the Related Art Gyroscopes that detect rotational angular velocity are used in inertial navigation systems for aircraft and ships, but recently, they have been used in navigation systems for vehicles, attitude control of robots and unmanned vehicles, and even television cameras. It has also come to be used in screen shake prevention devices for video cameras and amusement-related devices.

【0003】このような種々の分野の使用に適するジャ
イロスコープとしては小型のものが必要になっており、
そこで振動型ジャイロスコープが着目されている。図9
はこの種の振動型ジャイロスコープの従来例を示してい
る。
As a gyroscope suitable for use in such various fields, a small one is required,
Therefore, a vibrating gyroscope is receiving attention. Figure 9
Shows a conventional example of this type of vibrating gyroscope.

【0004】この振動型ジャイロスコープは、恒弾性金
属(エリンバ)により形成された柱状の振動子1の直交
する側面に、駆動用の圧電素子2と検出用の圧電素子3
がそれぞれ貼着されている。駆動用の圧電素子2により
振動子1にx軸方向への曲げ振動を与えながら、振動子
1をy軸回りの回転系内に置くと、振動子1に対しz軸
方向へコリオリ力が作用する。このコリオリ力による振
動子1のz軸方向の曲げ振動が圧電素子3により電圧ま
たは電流として検出される。
In this vibrating gyroscope, a driving piezoelectric element 2 and a detecting piezoelectric element 3 are provided on the side surfaces of a columnar vibrator 1 made of a constant elastic metal (erinba) at right angles.
Are attached respectively. When the vibrator 1 is placed in a rotating system around the y-axis while the vibrator 1 is applied with bending vibration in the x-axis direction by the driving piezoelectric element 2, Coriolis force acts on the vibrator 1 in the z-axis direction. To do. The bending vibration of the vibrator 1 in the z-axis direction due to this Coriolis force is detected as voltage or current by the piezoelectric element 3.

【0005】振動子1の質量をM、駆動用の圧電素子2
により与えられる振動子1のx軸方向の振動速度をv0
(ベクトル値)、y軸回りの角速度をω(ベクトル値)
とすると、コリオリ力F(ベクトル値)は、
The mass of the vibrator 1 is M, and the driving piezoelectric element 2 is
The vibration velocity of the vibrator 1 in the x-axis direction given by
(Vector value), the angular velocity around the y-axis is ω (vector value)
Then, Coriolis force F (vector value) is

【0006】[0006]

【数1】F=2M(v0×ω) (×はベクトル積)## EQU1 ## F = 2M (v0 × ω) (× is a vector product)

【0007】となり、コリオリ力Fは角速度ωに比例す
る。このコリオリ力Fによる振動子1のz軸方向への変
形振動が、検出用圧電素子3により電圧に変換され、こ
の検出電圧から角速度ωが求められる。
Therefore, the Coriolis force F is proportional to the angular velocity ω. The deformation vibration of the vibrator 1 in the z-axis direction due to this Coriolis force F is converted into a voltage by the detection piezoelectric element 3, and the angular velocity ω is obtained from this detection voltage.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記振動型ジャイロス
コープでは、検出用の圧電素子3により、振動子1のz
方向への振動変形が検出される。すなわち圧電素子3が
z方向へ撓み(歪み)変形するときに発生する電圧また
は電流が、角速度ωを検出するための検出出力となる。
しかし、駆動用の圧電素子2により振動子1がx方向へ
振動させられる際に、検出用の圧電素子3がx方向へ歪
むことになり、検出用の圧電素子3ではx方向への歪み
によるヌル電圧が発生する。このヌル電圧は、圧電素子
3のz方向への撓みによる電圧(角速度ωを得るための
出力)と混合されて取り出されるため、圧電素子3から
の検出出力には、前記ヌル電圧が洩れ出力となって重畳
され、圧電素子3からの検出出力のノイズが大きくな
る。
In the above vibrating gyroscope, the z-axis of the vibrator 1 is controlled by the piezoelectric element 3 for detection.
The vibration deformation in the direction is detected. That is, the voltage or current generated when the piezoelectric element 3 is flexed (distorted) in the z direction serves as a detection output for detecting the angular velocity ω.
However, when the vibrator 1 is vibrated in the x direction by the driving piezoelectric element 2, the detecting piezoelectric element 3 is distorted in the x direction, and the detecting piezoelectric element 3 is distorted in the x direction. Null voltage is generated. Since this null voltage is mixed with the voltage (the output for obtaining the angular velocity ω) due to the bending of the piezoelectric element 3 in the z direction, the null voltage leaks to the detection output from the piezoelectric element 3. The noise of the detection output from the piezoelectric element 3 increases.

【0009】図10は、横軸に角速度ω、縦軸に検出用
の圧電素子3から検出された振動出力の振幅(ピークツ
ーピーク値)をとったものである。前記数1に示すよう
に、このときの検出出力は、角速度ωに比例するものと
なる。ただし前記ヌル電圧による洩れ出力が検出出力に
重畳されることになる。この洩れ出力の重畳により、角
速度ωの検出精度が低下していた。
In FIG. 10, the horizontal axis represents the angular velocity ω, and the vertical axis represents the amplitude (peak-to-peak value) of the vibration output detected by the piezoelectric element 3 for detection. As shown in Equation 1, the detection output at this time is proportional to the angular velocity ω. However, the leak output due to the null voltage is superimposed on the detection output. Due to the superposition of the leak output, the detection accuracy of the angular velocity ω was lowered.

【0010】上記の洩れ出力によるノイズを低減させる
手段として、前記ヌル電圧に相当する電圧を擬似的に生
成する回路が設けられ、圧電素子3からの検出出力から
前記回路にて擬似的に設定された洩れ出力を減算するよ
うにしたものも考えられる。ただし、このようなノイズ
低減手段では、洩れ出力を擬似的に生成する回路が必要
になって、装置の回路構造が複雑化する。
As a means for reducing the noise due to the leakage output, a circuit for artificially generating a voltage corresponding to the null voltage is provided, and the circuit outputs the detection output from the piezoelectric element 3 in a pseudo manner. It is conceivable that the leak output is subtracted. However, such a noise reducing means requires a circuit for artificially generating a leakage output, which complicates the circuit structure of the device.

【0011】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、複雑な回路を設けることなく、圧電検出部のヌル
電圧による洩れ出力を低減させあるいは無くすことを可
能にし、同時にコリオリ力による変形の検出出力も高く
できるようにした振動型ジャイロスコープを提供するこ
とを目的としている。
The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and makes it possible to reduce or eliminate the leakage output due to the null voltage of the piezoelectric detector without providing a complicated circuit, and at the same time, to prevent the deformation due to the Coriolis force. It is an object of the present invention to provide a vibrating gyroscope capable of increasing detection output.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の振動型ジャイロ
スコープは、弾性体に溝を介して分離して形成された複
数の振動子と、この振動子を互いに逆の方向へ振動させ
る駆動手段と、各振動子の同じ方向への変形を同じ極性
の出力として取り出せるように各振動子に設けられた圧
電検出部と、前記駆動手段により振動させられた振動子
が回転系に置かれたときにコリオリ力により発生する各
振動子の振動を前記圧電検出部から取り出す検出手段と
を有し、前記検出手段では、互いに逆の方向へ振動する
振動子からの出力の差をとる差動手段が設けられている
ことを特徴とするものである。
A vibrating gyroscope according to the present invention comprises a plurality of vibrators formed separately in an elastic body through grooves, and driving means for vibrating the vibrators in directions opposite to each other. When a piezoelectric detector provided in each vibrator so that deformation of each vibrator in the same direction can be taken out as an output of the same polarity, and a vibrator vibrated by the driving means is placed in a rotating system. And a detection unit that extracts the vibration of each vibrator generated by the Coriolis force from the piezoelectric detection unit, and in the detection unit, a differential unit that takes a difference between outputs from the vibrators that vibrate in opposite directions is provided. It is characterized by being provided.

【0013】または本発明の振動型ジャイロスコープ
は、弾性体に溝を介して分離して形成された3個の振動
子と、両側の一対の振動子と中央の振動子とを互いに逆
の方向へ振動させる駆動手段と、各振動子の同じ方向へ
の変形を同じ極性の出力として取り出せるように各振動
子に設けられた圧電検出部と、前記駆動手段により振動
させられた振動子が回転系に置かれたときにコリオリ力
により発生する各振動子の振動を前記圧電検出部から取
り出す検出手段とを有し、前記検出手段では、両側の振
動子からの出力の和を算出する手段と、中央の振動子か
らの出力と、前記出力の和との差をとる差動手段とが設
けられていることを特徴とするものである。
Alternatively, in the vibrating gyroscope of the present invention, the three oscillators formed separately in the elastic body through the groove, the pair of oscillators on both sides, and the oscillator in the center are in opposite directions. The driving means for vibrating the vibrator, the piezoelectric detector provided for each vibrator so that the deformation of each vibrator in the same direction can be taken out as the output of the same polarity, and the vibrator vibrated by the driving means is a rotating system. And a detection unit that extracts the vibration of each vibrator generated by the Coriolis force from the piezoelectric detection unit when placed on, in the detection unit, a unit that calculates the sum of the outputs from the vibrators on both sides, The present invention is characterized in that a differential means for calculating a difference between the output from the central oscillator and the sum of the outputs is provided.

【0014】上記において、3個の振動子の質量を互い
に同一とすることが好ましい。
In the above, it is preferable that the three vibrators have the same mass.

【0015】あるいは、両側の一対の振動子の質量を共
にm、中央の振動子の質量を前記mのa倍としたとき
に、両側の一対の振動子からの出力の和を(1/a)倍
する手段が設けられ、中央の振動子からの出力と、(1
/a)倍された出力との差が差動手段により得られるよ
うに構成することも可能である。
Alternatively, when the masses of the pair of vibrators on both sides are both m and the mass of the central vibrator is a times m, the sum of the outputs from the pair of vibrators on both sides is (1 / a ) Means for multiplying the output from the central oscillator and (1
It is also possible to configure so that the difference between the output multiplied by / a) is obtained by the differential means.

【0016】上記弾性体は、エリンバの平板などであ
り、このエリンバの平板に溝が形成されて、一対の振動
子または3枚の振動子が形成され、それぞれの振動子
に、駆動手段としての駆動用圧電素子と、圧電検出部を
構成する検出用の圧電素子が貼着されたものとして構成
できる。あるいは、エリンバなどの平板に、圧電材料が
全面的に密着形成されてエリンバと圧電材料との積層体
が弾性体となり、この圧電材料の一部が、振動駆動用の
圧電素子となり、圧電材料の他の部分が圧電検出部を構
成するものであってもよい。あるいは弾性体全体が圧電
材料の平板材により構成され、この圧電材料そのものが
振動子となっているものでもよい。この場合に、振動子
となる圧電材料の一部が駆動用の圧電素子となり、圧電
材料の他の部分が検出用の圧電素子となる。
The elastic body is, for example, a flat plate of an elinvar. Grooves are formed in the flat plate of the elinvar to form a pair of vibrators or three vibrators, and each vibrator serves as driving means. The piezoelectric element for driving and the piezoelectric element for detection forming the piezoelectric detecting portion may be attached. Alternatively, the piezoelectric material is entirely adhered to a flat plate such as an elinvar, and the laminate of the elinvar and the piezoelectric material becomes an elastic body, and a part of this piezoelectric material becomes a piezoelectric element for driving vibration, and The other part may constitute the piezoelectric detector. Alternatively, the entire elastic body may be formed of a flat plate material of a piezoelectric material, and the piezoelectric material itself serves as a vibrator. In this case, a part of the piezoelectric material serving as the vibrator serves as a driving piezoelectric element, and the other part of the piezoelectric material serves as a detecting piezoelectric element.

【0017】[0017]

【作用】本発明は、一体の弾性体から、複数の振動子の
それぞれが分離されて形成されているものである。振動
子は、互いに逆の方向へ(逆の位相で)振動させられ、
またコリオリ力によっても互いに逆の方向へ(逆の位相
で)振動させられる。そして、圧電検出部では、全ての
振動子に対し、振動子が同じ方向へ振動したときに同じ
極性の検出出力が得られるものとなっている。この逆の
方向へ振動する振動子からの出力どうしを減算すると、
駆動時に圧電検出部に生じるヌル電圧による洩れ出力が
互いに打消し合うようになる(図5(A)参照)。よっ
て検出出力からノイズ成分を除去できる。さらに、洩れ
出力を打ち消すための差動手段では、図5(B)に示す
ように、コリオリ力により互いに異なる位相で振動する
振動子からの出力が同じ極性となるように加算される。
すなわち差動手段では、各振動子からの検出出力が加算
され、同時に前記洩れ出力が打ち消されることになる。
The present invention is one in which each of a plurality of vibrators is formed separately from an integral elastic body. The oscillators are vibrated in opposite directions (with opposite phases),
Further, the Coriolis force also vibrates in mutually opposite directions (in opposite phases). Then, the piezoelectric detector is configured to obtain detection outputs of the same polarity for all the vibrators when the vibrators vibrate in the same direction. Subtracting the outputs from the oscillators vibrating in the opposite direction,
The leakage outputs due to the null voltage generated in the piezoelectric detector during driving cancel each other out (see FIG. 5A). Therefore, the noise component can be removed from the detection output. Further, in the differential means for canceling the leakage output, as shown in FIG. 5B, the outputs from the vibrators vibrating in different phases due to the Coriolis force are added so as to have the same polarity.
That is, in the differential means, the detection output from each transducer is added, and at the same time, the leakage output is canceled.

【0018】また、弾性体に3個の(3枚)の振動子が
平行に並んで形成されているものでは、両側に位置する
一対の振動子が同じ位相で振動させられ、中央の振動子
が両側の振動子と逆の位相で振動させられる。すなわ
ち、ある時点で両側の振動子の振幅が−x方向であると
き、中央の振動子の振幅が+x方向である。このとき、
両側の振動子に設けられた圧電検出部からの検出出力の
和を求め、中央の振動子に設けられた圧電検出部からの
検出出力から前記和の検出出力の差を求めることによ
り、ヌル電圧による洩れ出力を打ち消すことができ、ま
たコリオリ力により各振動子に与えられる振動の検出値
を同じ極性にて加算できる。
Further, in the case where three (3) vibrators are formed in parallel on the elastic body, the pair of vibrators located on both sides are vibrated in the same phase, and the vibrator in the center is vibrated. Is oscillated in the opposite phase of the oscillator on both sides. That is, when the amplitude of the vibrators on both sides is in the −x direction at a certain time point, the amplitude of the center vibrator is in the + x direction. At this time,
Null voltage is obtained by finding the sum of the detection outputs from the piezoelectric detectors provided on both sides of the vibrator, and finding the difference between the detection outputs of the sum from the detection output from the piezoelectric detectors provided on the center vibrator. It is possible to cancel the leakage output due to, and it is also possible to add the detected values of the vibrations given to each vibrator by the Coriolis force with the same polarity.

【0019】上記の3個の振動子が設けられているもの
において、3個の振動子の質量が全て同じmである場
合、両側の振動子が駆動されるときの平均速度の絶対値
をvとすると、中央の振動子が駆動されるときの平均速
度の絶対値Vは2×vである。よって、両側の振動子か
らの検出出力の和を、中央の振動子からの検出出力から
減算することにより、洩れ出力によるノイズ成分を完全
に相殺することができる。
In the case where the above-mentioned three vibrators are provided, when the masses of the three vibrators are all the same m, the absolute value of the average speed when the vibrators on both sides are driven is v Then, the absolute value V of the average speed when the central vibrator is driven is 2 × v. Therefore, by subtracting the sum of the detection outputs from the transducers on both sides from the detection output from the transducers in the center, it is possible to completely cancel the noise component due to the leakage output.

【0020】また、両側の振動子の質量がm、中央の振
動子の質量がmのa倍であるとき、両側の振動子の平均
速度の絶対値をvとしたときに、中央の振動子の平均速
度Vの絶対値は(2/a)・vである。よって、両側の
振動子の圧電検出部からの出力の和をさらに(1/a)
倍し、中央の振動子の圧電検出部からの検出出力から前
記(1/a)倍された出力を減算することにより、洩れ
出力によるノイズ成分を完全に相殺することが可能であ
る。
Further, when the mass of the vibrators on both sides is m and the mass of the vibrators on the center is a times m, and when the absolute value of the average speed of the vibrators on both sides is v, the vibrators on the center are The absolute value of the average velocity V of is (2 / a) · v. Therefore, the sum of the outputs from the piezoelectric detectors of the vibrators on both sides can be further calculated by (1 / a)
By multiplying and subtracting the output (1 / a) times from the detection output from the piezoelectric detecting unit of the central vibrator, it is possible to completely cancel the noise component due to the leakage output.

【0021】[0021]

【実施例】図1は本発明の第1実施例による振動型ジャ
イロスコープを示す平面図、図2は図1のII矢視の拡
大端面図、図3は駆動回路D1と検出手段(検出回路)
D2の回路ブロック図、図4は振動型ジャイロスコープ
の振動モードを説明する斜視図である。
1 is a plan view showing a vibrating gyroscope according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged end view in the direction of arrow II in FIG. 1, and FIG. 3 is a drive circuit D1 and a detection means (detection circuit). )
4 is a circuit block diagram of D2, and FIG. 4 is a perspective view illustrating a vibration mode of the vibration gyroscope.

【0022】図1と図2に示す振動型ジャイロスコープ
の弾性体10は、エリンバなどの恒弾性材料の弾性板1
1の表裏両面に圧電材料12,12が積層されたもので
ある。この積層体から成る弾性体10は、溝10d,1
0dで分離された3枚の振動子(振動板)10a,10
b,10cを有している。各振動子10a,10b,1
0cの幅寸法と長さ寸法および厚さ寸法はそれぞれ同じ
であり、各振動子10a,10b,10cは、同じ質量
mとなっている。
The elastic body 10 of the vibration type gyroscope shown in FIGS. 1 and 2 is an elastic plate 1 made of a constant elastic material such as elinvar.
The piezoelectric materials 12 and 12 are laminated on both front and back surfaces of No. 1. The elastic body 10 made of this laminated body has grooves 10d, 1
Three vibrators (vibration plates) 10a, 10 separated by 0d
b and 10c. Each transducer 10a, 10b, 1
The width, length, and thickness of 0c are the same, and the vibrators 10a, 10b, and 10c have the same mass m.

【0023】圧電材料12,12は、厚さ方向へ誘電分
極が施されているものであり、各部の誘電分極方向は、
図2にて矢印で示す方向である。各振動子10a,10
b,10cの幅方向両縁部では、圧電材料12,12の
表面に駆動電極13が積層されており、各駆動電極13
へ交流駆動電力を与える駆動端子Aが設けられている。
また恒弾性材料の弾性板11がコモン電極であり、この
コモン電極は接地されている。圧電材料12,12のう
ちの駆動電極13が形成されている部分が、駆動手段を
構成する駆動用の圧電振動子(イ)である。
The piezoelectric materials 12 and 12 are dielectrically polarized in the thickness direction, and the dielectric polarization direction of each part is
This is the direction indicated by the arrow in FIG. Each transducer 10a, 10
The drive electrodes 13 are laminated on the surfaces of the piezoelectric materials 12 and 12 at both widthwise edges of b and 10c.
A drive terminal A that supplies AC drive power to
The elastic plate 11 made of a constant elastic material is a common electrode, and this common electrode is grounded. A portion of the piezoelectric material 12, 12 on which the drive electrode 13 is formed is a driving piezoelectric vibrator (a) that constitutes a driving means.

【0024】端子Aを介して各駆動電極13に交流駆動
電力が印加されると、左右両側の振動子10b,10c
と中央の振動子10aとが、異なる位相で板面方向(x
方向)へ駆動される。ある時点で、両側の振動子10b
と10cの振幅方向が+x方向のとき、中央の振動子1
0aの振幅方向は−x方向である。
When AC drive power is applied to each drive electrode 13 via the terminal A, the left and right vibrators 10b and 10c are formed.
And the vibrator 10a at the center have different phases in the plate surface direction (x
Direction). At some point, both transducers 10b
And the amplitude direction of 10c is + x direction, the center oscillator 1
The amplitude direction of 0a is the −x direction.

【0025】この振動型ジャイロスコープの弾性体10
がY軸を中心とする回転系内に置かれると、コリオリ力
により、各振動子10a,10b,10cにz方向への
振動が発生する。図4に示すように、左右両側の振動子
10b,10cと中央の振動子10aとは異なる位相の
振動となり、ある時点で振動子10b,10cの振幅方
向が−z方向のとき、中央の振動子10aの振幅方向は
+z方向である。
Elastic body 10 of this vibrating gyroscope
Is placed in a rotary system centered on the Y axis, the Coriolis force causes vibrations in the z direction in the respective vibrators 10a, 10b, 10c. As shown in FIG. 4, the oscillators 10b and 10c on both the left and right sides and the oscillator 10a at the center have different phases of vibration, and when the amplitude direction of the oscillators 10b and 10c is −z direction at a certain point, the oscillation at the center is performed. The amplitude direction of the child 10a is the + z direction.

【0026】本発明では、図4に示すようにz方向へ振
動したときの振動成分が圧電材料12,12から検出さ
れる。この検出のために、各振動子10a,10b,1
0cの幅方向中央部にて、表裏の圧電材料12,12の
表面に検出電極14a,14b,14cがそれぞれ形成
されている。各検出電極14a,14b,14cの検出
端子をB1,B2,B3で示している。
In the present invention, as shown in FIG. 4, the vibration component when vibrating in the z direction is detected from the piezoelectric materials 12, 12. For this detection, each transducer 10a, 10b, 1
Detection electrodes 14a, 14b, and 14c are formed on the front and back surfaces of the piezoelectric materials 12 and 12 at the center portion in the width direction of 0c, respectively. The detection terminals of the detection electrodes 14a, 14b, 14c are indicated by B1, B2, B3.

【0027】この弾性体では、それぞれの振動子10
a,10b,10cにおいて、検出電極14a,14
b,14cが形成されている部分が、圧電検出部(ロ)
である。図2で示すように、各振動子10a,10b,
10cの圧電検出部(ロ)では、圧電材料12,12の
誘電分極が全て同じ図示左方向である。したがって、各
振動子10a,10b,10cが同じ方向へ歪むとき、
それぞれの振動子10a,10b,10cの圧電検出部
(ロ)から得られる検出電圧または検出電流の極性は同
じである。
In this elastic body, each vibrator 10
a, 10b, 10c, the detection electrodes 14a, 14
The part where b and 14c are formed is the piezoelectric detection part (b).
Is. As shown in FIG. 2, each transducer 10a, 10b,
In the piezoelectric detector (b) 10c, the dielectric polarizations of the piezoelectric materials 12 and 12 are all in the same leftward direction in the drawing. Therefore, when each transducer 10a, 10b, 10c is distorted in the same direction,
The polarities of the detection voltage or the detection current obtained from the piezoelectric detectors (b) of the vibrators 10a, 10b, and 10c are the same.

【0028】すなわち、振動子10aが+z方向へ撓ん
だときと、振動子10bが+z方向へ撓んだときと、振
動子10cが+z方向へ撓んだときとで、各検出端子B
1,B2,B3に得られる検出電圧または検出電流の極
性は同じである。また振動子10aが+x方向へ変形し
たときと、振動子10bが+x方向へ変形したときと、
振動子10cが+x方向へ変形したときとで、各圧電検
出部(ロ)での検出電極および各検出端子B1,B2,
B3から取り出されるヌル電圧などの洩れ出力は全て同
じ極性である。
That is, when the vibrator 10a is bent in the + z direction, when the vibrator 10b is bent in the + z direction, and when the vibrator 10c is bent in the + z direction, each detection terminal B is detected.
The polarities of the detection voltage or the detection current obtained at 1, B2 and B3 are the same. In addition, when the vibrator 10a is deformed in the + x direction and when the vibrator 10b is deformed in the + x direction,
When the vibrator 10c is deformed in the + x direction, the detection electrode and each detection terminal B1, B2 in each piezoelectric detection unit (b)
All the leak outputs such as the null voltage extracted from B3 have the same polarity.

【0029】図3に示す回路では、駆動回路D1に高周
波発振回路21が設けられ、この高周波発振回路21か
ら、図1に示す駆動端子Aに交流駆動電力が与えられ
る。検出手段(検出回路)D2では、3個(3枚)の振
動子のうちの両側に位置する振動子10bと10cに設
けられた検出電極14bの検出端子B2と、検出電極1
4cの検出端子B3のそれぞれの検出出力の和を求める
和動回路(加算手段)22が設けられている。さらに中
央の振動子10aに設けられた検出電極14a(検出端
子B1)からの検出出力から、前記和動回路22からの
出力を減算する差動回路(差動手段、減算手段)23が
設けられている。前記差動回路23からの出力は、同期
検波回路24により検波されるが、この検波のための同
期信号(参照信号)は、前記発振回路21から与えられ
る。同期検波回路24により同期検波された出力が検出
出力となる。
In the circuit shown in FIG. 3, the drive circuit D1 is provided with a high frequency oscillation circuit 21, and from this high frequency oscillation circuit 21, AC drive power is applied to the drive terminal A shown in FIG. In the detection means (detection circuit) D2, the detection terminal B2 of the detection electrode 14b provided on the vibrators 10b and 10c located on both sides of the three (three) vibrators, and the detection electrode 1
A summing circuit (adding means) 22 for obtaining the sum of the detection outputs of the detection terminals B3 of 4c is provided. Further, a differential circuit (differential means, subtraction means) 23 for subtracting the output from the summing circuit 22 from the detection output from the detection electrode 14a (detection terminal B1) provided on the central oscillator 10a is provided. ing. The output from the differential circuit 23 is detected by the synchronous detection circuit 24, and the synchronization signal (reference signal) for this detection is given from the oscillation circuit 21. The output synchronously detected by the synchronous detection circuit 24 becomes the detection output.

【0030】次に、上記振動型ジャイロスコープの動作
について説明する。図3に示す発振回路21にて生成さ
れる高周波信号の周波数は、各振動子10a,10b,
10cの±x方向への振動の共振点または反共振点にほ
ぼ一致している。この高周波信号は交流駆動電力とし
て、駆動端子Aから、弾性体10の表裏両面の各駆動電
極13に同時に与えられる。
Next, the operation of the vibrating gyroscope will be described. The frequency of the high frequency signal generated by the oscillator circuit 21 shown in FIG.
It substantially coincides with the resonance point or anti-resonance point of vibration of 10c in the ± x directions. This high-frequency signal is applied as AC drive power from the drive terminal A to the drive electrodes 13 on both front and back surfaces of the elastic body 10 at the same time.

【0031】図2に矢印で示しているように、左右両側
の振動子10b,10cでは、駆動用の圧電振動子
(イ)の誘電分極方向が同じであるが、中央の振動子1
0aでは、駆動用の圧電振動子(イ)での誘電分極方向
が、前記両振動子10b,10cの誘電分極方向と、図
2の図示上下方向に対称な配置となっている。駆動電極
13への交流駆動電力の入力により、駆動用の圧電振動
子(イ)が膨張しまたは収縮して、各振動子10a,1
0b,10cがx方向へ変形するように振動駆動され
る。
As shown by the arrows in FIG. 2, the vibrators 10b and 10c on both the left and right sides have the same dielectric polarization direction of the driving piezoelectric vibrator (a), but the vibrator 1 at the center.
In 0a, the dielectric polarization directions of the driving piezoelectric vibrator (a) are symmetrical with the dielectric polarization directions of the vibrators 10b and 10c in the vertical direction in FIG. By inputting AC driving power to the driving electrode 13, the driving piezoelectric vibrator (a) expands or contracts, and each vibrator 10a, 1
Oscillation is driven so that 0b and 10c are deformed in the x direction.

【0032】前記のように各振動子の(イ)の部分で
は、両側のものと中央のものとで誘電分極方向が相違し
ているため、両側の振動子10b,10cと中央の振動
子10aとで、x方向への振動の位相が180度相違
し、両側の振動子10b,10cと中央の振動子10a
の振動方向が逆向きとなる。ある時点で両側の振動子1
0bと10cの振幅が+x方向のとき、中央の振動子1
0aの振幅は−x方向である。
As described above, in the part (a) of each vibrator, the dielectric polarization directions of the ones on both sides and the one in the center are different, so that the oscillators 10b and 10c on both sides and the oscillator 10a in the center are different. , The phase of vibration in the x direction is different by 180 degrees, and the vibrators 10b and 10c on both sides and the vibrator 10a in the center are different.
The vibration direction of is opposite. Transducer 1 on both sides at some point
When the amplitudes of 0b and 10c are in the + x direction, the central oscillator 1
The amplitude of 0a is in the -x direction.

【0033】各振動子10a,10b,10cがx方向
へ振動している状態で、y軸と平行な軸を中心とする回
転系内に置かれると、コリオリ力により、各振動子10
a,10b,10cは、前記駆動方向であるx方向と直
交する方向のz方向へ振動させられる。両側の振動子1
0b,10cと、中央の振動子10aとで、駆動方向
(x方向)への振動の位相が逆であるため、コリオリ力
により与えられる振動も、両側の振動子10b,10c
と中央の振動子10aとで逆方向である。すなわち、図
4に示すように、両側の振動子10bと10cのコリオ
リ力による振動の振幅が−z方向のとき、中央の振動子
10aの振幅は+z方向である。
When the vibrators 10a, 10b, 10c are oscillated in the x direction and placed in a rotary system centered on an axis parallel to the y axis, the vibrators 10a, 10b, 10c are caused by Coriolis force.
The a, 10b and 10c are vibrated in the z direction which is a direction orthogonal to the x direction which is the driving direction. Transducer 1 on both sides
0b and 10c and the central oscillator 10a have opposite phases of vibrations in the driving direction (x direction), so that the vibrations given by the Coriolis force also vibrate on both sides of the vibrators 10b and 10c.
And the central oscillator 10a are in opposite directions. That is, as shown in FIG. 4, when the amplitude of the vibration due to the Coriolis force of the vibrators 10b and 10c on both sides is −z direction, the amplitude of the central vibrator 10a is + z direction.

【0034】前記各振動子10a,10b,10cの歪
みにより生じる電圧または電流の検出出力は、各検出端
子B1,B2,B3から得られる。図3に示すように、
両側の検出端子B2とB3から得られる検出出力は、和
動回路(加算手段)22により加算される。さらに、差
動回路(減算手段)23において、中央の検出端子B1
の検出出力から、前記和動出力が減算される。
The detection output of the voltage or current generated by the distortion of each of the vibrators 10a, 10b, 10c is obtained from each of the detection terminals B1, B2, B3. As shown in FIG.
Detection outputs obtained from the detection terminals B2 and B3 on both sides are added by a summing circuit (adding means) 22. Further, in the differential circuit (subtraction means) 23, the central detection terminal B1
The sum output is subtracted from the detection output of.

【0035】ここで、上記実施例では、3個の振動子1
0a,10b,10cの質量が全て同じmである。図6
は、各振動子10a,10b,10cの質量を質点系で
模式的に表わしたものである。各振動子10a,10
b,10cが、x方向へ振動駆動されるときの平均速度
を、中央の振動子10aにて−Vとし、両側の振動子1
0b,10cにて+vとする。それぞれの振動子10
a,10b,10cは1つの質点系とみなされる1つの
弾性体10内で動作するため、エネルギー保存の法則に
より、質点系内での各振動子の質量と速度との関係は以
下の数2に示す通りである。
Here, in the above embodiment, the three vibrators 1
The masses of 0a, 10b, and 10c are all the same m. Figure 6
Shows the mass of each transducer 10a, 10b, 10c schematically in a mass system. Each transducer 10a, 10
The average speed when the b and 10c are driven to vibrate in the x direction is set to -V at the central vibrator 10a, and the vibrators 1 on both sides are
It is + v at 0b and 10c. Each oscillator 10
Since a, 10b, and 10c operate in one elastic body 10 which is regarded as one mass system, the relationship between the mass and velocity of each oscillator in the mass system is expressed by the following mathematical formula 2 according to the law of energy conservation. As shown in.

【0036】[0036]

【数2】m・V−2m・v=0 V−2v=0[Formula 2] m · V−2m · v = 0 V−2v = 0

【0037】すなわち、各振動子10a,10b,10
cがx方向へ振動する場合、左右両側の振動子10b,
10cの平均速度の絶対値をvとすると、中央の振動子
10aの平均速度の絶対値Vは前記vの2倍である。
That is, each transducer 10a, 10b, 10
When c vibrates in the x direction, the vibrators 10b on the left and right sides,
When the absolute value of the average velocity of 10c is v, the absolute value V of the average velocity of the central transducer 10a is twice the above v.

【0038】駆動端子Aに交流駆動電力が与えられて振
動子10a,10b,10cがx方向へ振動するとき、
各圧電検出部(ロ)の圧電材料にx方向への歪みが与え
られ、この歪みにより検出電極14a,14b,14c
にヌル電圧が発生する。このときの圧電検出部(ロ)の
ヌル電圧は、x方向への速度に比例したものとなり、両
側の検出端子B2とB3のそれぞれから検出されるヌル
電圧に対し、中央の検出端子B1にて検出されるヌル電
圧は2倍の値となる。図3の和動回路22により、両側
の検出電極14bと14cのそれぞれのヌル電圧が加算
されて2倍とされ、差動回路23において、中央の検出
電極14aから得られるヌル電圧から、前記の2倍とさ
れたヌル電圧が減算される。したがって図5(A)に示
すように、同期検波回路24に送られる信号にはヌル電
圧による洩れ出力のノイズが計算上完全に消去されるこ
とになる。
When AC drive power is applied to the drive terminal A and the vibrators 10a, 10b, 10c vibrate in the x direction,
A strain in the x direction is applied to the piezoelectric material of each piezoelectric detector (b), and this strain causes the detection electrodes 14a, 14b, 14c.
Null voltage occurs. At this time, the null voltage of the piezoelectric detector (b) is proportional to the speed in the x direction, and the null voltage detected at each of the detection terminals B2 and B3 on both sides is at the central detection terminal B1. The detected null voltage has a doubled value. By the summing circuit 22 of FIG. 3, the null voltages of the detection electrodes 14b and 14c on both sides are added and doubled, and in the differential circuit 23, from the null voltage obtained from the central detection electrode 14a, The doubled null voltage is subtracted. Therefore, as shown in FIG. 5 (A), in the signal sent to the synchronous detection circuit 24, the noise of the leakage output due to the null voltage is completely eliminated in calculation.

【0039】次に、振動子10a,10b,10cがコ
リオリ力によりz方向へ振動すると、圧電検出部(ロ)
での圧電材料のz方向への撓み(歪み)に起因する検出
電圧または電流が得られる。各振動子10a,10b,
10cでは圧電検出部(ロ)での誘電分極方向が同じで
ある。また、両側の振動子10b,10cと、中央の振
動子10aではz方向への振動の位相が180度相違し
ている。したがって、コリオリ力によるz方向への振動
の検出では、両側の検出電極14b,14cと、中央の
検出電極14aとで、検出出力の極性が常に逆になる。
Next, when the vibrators 10a, 10b and 10c vibrate in the z direction by the Coriolis force, the piezoelectric detector (b)
A detection voltage or current due to the bending (distortion) of the piezoelectric material in the z direction is obtained. Each transducer 10a, 10b,
In 10c, the direction of dielectric polarization in the piezoelectric detector (b) is the same. Further, the oscillators 10b and 10c on both sides and the oscillator 10a at the center have a phase difference of 180 degrees in the z-direction. Therefore, in the detection of vibration in the z direction due to the Coriolis force, the detection electrodes 14b and 14c on both sides and the detection electrode 14a in the center always have opposite detection output polarities.

【0040】また数1に示されるように、各振動子10
a,10b,10cに作用するコリオリ力は、x方向へ
駆動されるときの各振動子の速度に比例している。各振
動子10a,10b,10cの質量が共にmの場合、数
2に示すように、両側の振動子10b,10cに与えら
れるx方向への平均速度の絶対値をvとしたときに、中
央の振動子10aに与えられるx方向への平均速度の絶
対値Vは2×vである。よって、コリオリ力の検出出力
は、両側の振動子10bまたは10cの検出出力に対
し、中央の振動子10aの検出出力は、絶対値が2倍で
極性が逆である。
Further, as shown in the equation 1, each oscillator 10
The Coriolis force acting on a, 10b, and 10c is proportional to the speed of each transducer when driven in the x direction. When the masses of the vibrators 10a, 10b, and 10c are both m, as shown in Equation 2, when the absolute value of the average velocity in the x direction given to the vibrators 10b and 10c on both sides is v, The absolute value V of the average velocity in the x direction given to the oscillator 10a is 2 × v. Therefore, the detection output of the Coriolis force is twice the absolute value and the polarity is opposite to the detection output of the vibrators 10b or 10c on both sides of the detection output.

【0041】よって、和動回路22により両側の検出端
子B2とB3からの検出出力の和を求め、差動回路23
により検出端子B1からの検出出力から前記和動出力を
減算することにより、図5(B)に示すように、コリオ
リ力の検出出力に関しては、各振動子にて検出されたも
のを加算した出力として得ることができる。
Therefore, the summing circuit 22 obtains the sum of the detection outputs from the detection terminals B2 and B3 on both sides, and the differential circuit 23
By subtracting the sum output from the detection output from the detection terminal B1, the Coriolis force detection output is obtained by adding those detected by each transducer, as shown in FIG. 5B. Can be obtained as

【0042】すなわち、各振動子10a,10b,10
cの圧電検出部(ロ)において、全ての振動子の検出電
極14a,14b,14cでは、その振動方向が同じで
あると同じ極性の出力が得られるものとし、さらに和動
回路22と差動回路23を設けることにより、ヌル電圧
による洩れ出力のノイズを相殺でき、しかもコリオリ力
の検出は各振動子からの検出出力を加算した十分な大き
さのものとして得ることができる。
That is, each transducer 10a, 10b, 10
In the piezoelectric detection unit (b) of c, it is assumed that the detection electrodes 14a, 14b, and 14c of all the vibrators can output the same polarity if the vibration directions are the same, and the summing circuit 22 and the differential circuit 22 By providing the circuit 23, the noise of the leak output due to the null voltage can be canceled out, and the Coriolis force can be detected as a sufficiently large sum of the detection outputs from the vibrators.

【0043】次に、図1と図2に示す構造の振動型ジャ
イロスコープの弾性体10において、左右両側の振動子
10bと10cの質量をmとし、中央の振動子10aの
質量をmのa倍とした場合について説明する。このと
き、1つの質点系である弾性体10でのエネルギー保存
の法則により、数3が成立する。
Next, in the elastic body 10 of the vibration type gyroscope having the structure shown in FIGS. 1 and 2, the masses of the vibrators 10b and 10c on the left and right sides are m, and the mass of the center vibrator 10a is m. The case of doubling will be described. At this time, Formula 3 is established by the law of energy conservation in the elastic body 10 which is one mass system.

【0044】[0044]

【数3】a・m・V−2m・v=0 V−(2/a)・v=0[Formula 3] a · m · V−2m · v = 0 V− (2 / a) · v = 0

【0045】すなわち、中央の振動子10aのx方向へ
の振動の平均速度の絶対値Vは、両側の振動子10bと
10cのx方向への振動の平均速度の絶対値vの(2/
a)倍である。検出電極14a,14b,14cから検
出されるヌル電圧およびコリオリ力による検出出力は、
前述のようにx方向へ駆動される前記各速度に比例す
る。したがって、図3の検出手段Dにおいて、和動回路
22の次段に検出電圧または検出電流を(1/a)倍と
する増幅器25を設け、この増幅器25により、和動出
力を(1/a)とし、これを差動回路23に与えること
により、ヌル電圧を計算上完全に相殺でき、またコリオ
リ力の検出出力も高くできる。
That is, the absolute value V of the average velocity of the vibration of the central oscillator 10a in the x direction is (2/2 /) of the absolute value v of the average velocity of the vibration of the oscillators 10b and 10c on both sides in the x direction.
a) Double. The detection output by the null voltage and Coriolis force detected from the detection electrodes 14a, 14b, 14c is
As described above, it is proportional to each speed driven in the x direction. Therefore, in the detecting means D of FIG. 3, an amplifier 25 for multiplying the detection voltage or the detection current by (1 / a) is provided in the next stage of the summing circuit 22, and the amplifier 25 outputs the summing output by (1 / a). ), And by applying this to the differential circuit 23, the null voltage can be completely canceled in calculation, and the Coriolis force detection output can be increased.

【0046】なお、両側の振動子10b,10cと、中
央の振動子10aとで、質量が相違している場合に、前
記増幅器25を設けなくても、ヌル電圧を完全にではな
いが打ち消すことができ、洩れ出力によるノイズの低減
効果を得ることは可能である。
When the oscillators 10b and 10c on both sides and the oscillator 10a in the center have different masses, it is possible to cancel the null voltage, although not completely, without the amplifier 25. It is possible to obtain the effect of reducing noise due to leakage output.

【0047】図7と図8は本発明の第2実施例の弾性体
30を示している。この弾性体30は、例えば図1と図
2に示した実施例と同様に、恒弾性材料の弾性板の片面
または両面に圧電材料が積層されたものである。弾性体
30には、中央に溝30cが形成されて、2脚の平板状
の振動子30aと30bとに分離されている。このそれ
ぞれの振動子30aと30bの、圧電材料での誘電分極
方向の組み合せ、および電極の配置は、図2に示す振動
子10aと10cと同じである。すなわち、圧電材料の
誘電分極方向と、各電極の配置は、図2に示す振動子1
0aが、振動子30aに相当し、振動子10cが振動子
30bに相当している。よって、圧電検出部(ロ)で
は、両振動子30aと30bとで、z方向の同じ方向へ
の変形により同じ極性の出力が得られるものとなってい
る。
7 and 8 show an elastic body 30 according to the second embodiment of the present invention. This elastic body 30 is formed by laminating a piezoelectric material on one side or both sides of an elastic plate of a constant elastic material, as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, for example. A groove 30c is formed at the center of the elastic body 30, and the elastic body 30 is separated into two plate-shaped vibrators 30a and 30b. The combination of the dielectric polarization directions of the piezoelectric materials of the respective vibrators 30a and 30b and the arrangement of the electrodes are the same as those of the vibrators 10a and 10c shown in FIG. That is, the dielectric polarization direction of the piezoelectric material and the arrangement of each electrode are as shown in FIG.
0a corresponds to the vibrator 30a, and the vibrator 10c corresponds to the vibrator 30b. Therefore, in the piezoelectric detector (b), both transducers 30a and 30b can obtain outputs of the same polarity by deformation in the same z direction.

【0048】この実施例の検出手段(検出回路)では、
振動子30aの検出電極からの検出出力と、振動子30
bの検出電極から検出出力との差を求める差動回路(減
算手段)が設けられている。また、弾性体30の基端の
中心部は支持棒31により支持されている。
In the detection means (detection circuit) of this embodiment,
The detection output from the detection electrode of the vibrator 30a and the vibrator 30a
A differential circuit (subtraction means) for obtaining the difference from the detection output from the detection electrode of b is provided. The central portion of the base end of the elastic body 30 is supported by the support rod 31.

【0049】図8(A)に示すように、駆動電極に与え
られる交流駆動電力により、両振動板30aと30bは
x方向へ180度異なる位相にて駆動される。y軸方向
を中心とする回転系中に置かれると、図8(B)に示す
ように、コリオリ力により両振動子30aと30bが、
z方向へ180度相違する位相で振動させられる。前記
検出電極からの検出出力の差動をとると、図5(A)に
示したのと同様に、振動子30aと30bがx方向へ振
動する際のヌル電圧が相殺され、また図5(B)に示し
たのと同様に、両振動子30aと30bからの検出出力
が同じ極性として加算され、高出力にて角速度を検出で
きるものとなる。
As shown in FIG. 8A, both diaphragms 30a and 30b are driven in a phase different by 180 degrees in the x direction by the AC driving power supplied to the driving electrodes. When placed in a rotating system centered on the y-axis direction, as shown in FIG. 8 (B), both oscillators 30a and 30b are separated by Coriolis force.
It is oscillated with a phase difference of 180 degrees in the z direction. Taking the differential of the detection output from the detection electrodes cancels out the null voltage when the vibrators 30a and 30b vibrate in the x direction, as shown in FIG. Similarly to the case shown in B), the detection outputs from both transducers 30a and 30b are added as the same polarity, and the angular velocity can be detected at a high output.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のように、本発明では、圧電振動子
が駆動手段により駆動されるときに、圧電検出部から取
り出されるヌル電圧が、各振動子相互にて打ち消され、
低減されまたは消去される。よって検出出力に重畳する
洩れ出力のノイズ成分を低減できる。さらに、コリオリ
力による振動の検出では、各振動子ごとに得られる検出
出力が同じ極性で加算されることになり、角速度を高感
度にて検出できるものとなる。
As described above, in the present invention, when the piezoelectric vibrator is driven by the driving means, the null voltage taken out from the piezoelectric detector is canceled by each vibrator,
Reduced or eliminated. Therefore, it is possible to reduce the noise component of the leakage output that is superimposed on the detection output. Further, in the detection of the vibration due to the Coriolis force, the detection outputs obtained for the respective vibrators are added with the same polarity, and the angular velocity can be detected with high sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の振動型ジャイロスコープ
の弾性体を示す平面図、
FIG. 1 is a plan view showing an elastic body of a vibrating gyroscope according to a first embodiment of the present invention,

【図2】図1に示す弾性体をII方向から示す拡大端面
図、
FIG. 2 is an enlarged end view showing the elastic body shown in FIG. 1 from a direction II.

【図3】振動型ジャイロスコープの回路構成を示すブロ
ック図、
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of a vibrating gyroscope,

【図4】各振動子の振動モードを説明する斜視図、FIG. 4 is a perspective view illustrating a vibration mode of each vibrator,

【図5】(A)はヌル電圧の波形説明図、(B)はコリ
オリ力による検出出力の波形説明図、
5A is an explanatory diagram of a waveform of a null voltage, FIG. 5B is an explanatory diagram of a waveform of a detection output by Coriolis force,

【図6】各振動子を質点系にて表現した模式図、FIG. 6 is a schematic diagram in which each oscillator is represented by a mass system,

【図7】本発明の第2実施例の振動型ジャイロスコープ
の弾性体を示す斜視図、
FIG. 7 is a perspective view showing an elastic body of a vibrating gyroscope according to a second embodiment of the invention.

【図8】(A)(B)は第2実施例の弾性体の振動モー
ドの説明図、
8A and 8B are explanatory views of vibration modes of the elastic body according to the second embodiment,

【図9】従来の振動型ジャイロスコープの弾性体を示す
斜視図、
FIG. 9 is a perspective view showing an elastic body of a conventional vibrating gyroscope,

【図10】従来の振動型ジャイロスコープでの角速度と
検出出力との関係を示す線図、
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between angular velocity and detection output in a conventional vibration gyroscope.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 振動型ジャイロスコープの弾性体 10a,10b,10c 振動子 10d 溝 11 弾性板 12 圧電材料 13 駆動電極 14a,14b,14c 検出電極 21 発振回路 22 和動回路 23 差動回路 25 増幅器 30 弾性体 30a,30b 振動子 (イ) 駆動用の圧電振動子 (ロ) 圧電検出部 10 Elastic body of vibration type gyroscope 10a, 10b, 10c Transducer 10d Groove 11 Elastic plate 12 Piezoelectric material 13 Drive electrode 14a, 14b, 14c Detection electrode 21 Oscillation circuit 22 Summing circuit 23 Differential circuit 25 Amplifier 30 Elastic body 30a , 30b Transducer (a) Piezoelectric oscillator for driving (b) Piezoelectric detector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性体に溝を介して分離して形成された
複数の振動子と、この振動子を互いに逆の方向へ振動さ
せる駆動手段と、各振動子の同じ方向への変形を同じ極
性の出力として取り出せるように各振動子に設けられた
圧電検出部と、前記駆動手段により振動させられた振動
子が回転系に置かれたときにコリオリ力により発生する
各振動子の振動を前記圧電検出部から取り出す検出手段
とを有し、前記検出手段では、互いに逆の方向へ振動す
る振動子からの出力の差をとる差動手段が設けられてい
ることを特徴とする振動型ジャイロスコープ。
1. A plurality of vibrators formed separately in an elastic body through grooves, driving means for vibrating the vibrators in mutually opposite directions, and the same deformation of each vibrator in the same direction. A piezoelectric detector provided on each vibrator so that it can be taken out as a polar output, and a vibration of each vibrator generated by Coriolis force when the vibrator vibrated by the driving means is placed in a rotating system A vibrating gyroscope, characterized in that it has a detecting means taken out from a piezoelectric detecting portion, and the detecting means is provided with a differential means for obtaining a difference between outputs from vibrators vibrating in mutually opposite directions. .
【請求項2】 弾性体に溝を介して分離して形成された
3個の振動子と、両側の一対の振動子と中央の振動子と
を互いに逆の方向へ振動させる駆動手段と、各振動子の
同じ方向への変形を同じ極性の出力として取り出せるよ
うに各振動子に設けられた圧電検出部と、前記駆動手段
により振動させられた振動子が回転系に置かれたときに
コリオリ力により発生する各振動子の振動を前記圧電検
出部から取り出す検出手段とを有し、前記検出手段で
は、両側の振動子からの出力の和を算出する手段と、中
央の振動子からの出力と、前記出力の和との差をとる差
動手段とが設けられていることを特徴とする振動型ジャ
イロスコープ。
2. A vibrating member, which is formed on an elastic body and is separated from each other through a groove, a driving unit which vibrates a pair of vibrating members on both sides and a vibrating member at the center in mutually opposite directions, Coriolis force when a piezoelectric detector provided in each vibrator so that deformation of the vibrator in the same direction can be taken out as an output of the same polarity, and the vibrator vibrated by the driving means is placed in the rotating system. And a detection unit that extracts the vibration of each vibrator generated by the piezoelectric detection unit from the piezoelectric detection unit, wherein the detection unit calculates a sum of outputs from the vibrators on both sides and an output from the center vibrator. And a differential means for calculating a difference from the sum of the outputs, and a vibrating gyroscope.
【請求項3】 3個の振動子の質量が互いに同一である
請求項2記載の振動型ジャイロスコープ。
3. The vibrating gyroscope according to claim 2, wherein the three oscillators have the same mass.
【請求項4】 両側の一対の振動子の質量を共にm、中
央の振動子の質量を前記mのa倍としたときに、両側の
一対の振動子からの出力の和を(1/a)倍する手段が
設けられ、中央の振動子からの出力と、(1/a)倍さ
れた出力との差が差動手段により得られる請求項2記載
の振動型ジャイロスコープ。
4. When the masses of the pair of vibrators on both sides are both m and the mass of the center vibrator is a times m, the sum of the outputs from the pair of vibrators on both sides is (1 / a 3. The vibrating gyroscope according to claim 2, wherein means for multiplying is provided, and the difference between the output from the central oscillator and the output multiplied by (1 / a) is obtained by the differential means.
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