JPH0854239A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
- Publication number
- JPH0854239A JPH0854239A JP6188403A JP18840394A JPH0854239A JP H0854239 A JPH0854239 A JP H0854239A JP 6188403 A JP6188403 A JP 6188403A JP 18840394 A JP18840394 A JP 18840394A JP H0854239 A JPH0854239 A JP H0854239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- vibrator
- circuit
- pair
- self
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- 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.)
- Pending
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- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単かつ安価で小型にできる振動ジャイロを
提供する。 【構成】 共振点を有する振動体１の側面に実質一対の
圧電素子２，３を形成した振動子４を有し、実質一対の
圧電素子２，３のそれぞれ一方の電極２ａ，３ａ側を、
振動子４を自励振動させるための駆動回路１０に結合
し、それぞれ他方の電極２ｂ，３ｂ側を、入力角速度を
検出するための検出回路１５に結合する。
提供する。 【構成】 共振点を有する振動体１の側面に実質一対の
圧電素子２，３を形成した振動子４を有し、実質一対の
圧電素子２，３のそれぞれ一方の電極２ａ，３ａ側を、
振動子４を自励振動させるための駆動回路１０に結合
し、それぞれ他方の電極２ｂ，３ｂ側を、入力角速度を
検出するための検出回路１５に結合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、角速度を検
出するのに用いる振動ジャイロに関するものである。
出するのに用いる振動ジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば、
図３に示すようなものがある。この振動ジャイロにおい
ては、振動子４を構成する圧電素子２，３を、それぞれ
インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 を経て駆動装置６の出力
側に接続すると共に、この駆動装置６の出力側を、さら
に他のインピーダンス素子Ｚ3 を経て容量素子Ｃにも接
続して、これら圧電素子２，３および容量素子Ｃに、駆
動装置６からの駆動電圧を同時に印加するようにしてい
る。
図３に示すようなものがある。この振動ジャイロにおい
ては、振動子４を構成する圧電素子２，３を、それぞれ
インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 を経て駆動装置６の出力
側に接続すると共に、この駆動装置６の出力側を、さら
に他のインピーダンス素子Ｚ3 を経て容量素子Ｃにも接
続して、これら圧電素子２，３および容量素子Ｃに、駆
動装置６からの駆動電圧を同時に印加するようにしてい
る。
【０００３】また、インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧
電素子２，３とのそれぞれの接続点における出力は合成
し、その合成出力と、インピーダンス素子Ｚ3 および容
量素子Ｃの接続点における出力とを差動増幅器７に供給
して、その差動出力を駆動装置６に帰還することにより
振動子４を自励振動させるようにし、さらに、これらイ
ンピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧電素子２，３とのそれ
ぞれの接続点における出力を他の差動増幅器８に供給し
て、この差動増幅器８の出力に基づいて角速度検出信号
を得るようにしている。
電素子２，３とのそれぞれの接続点における出力は合成
し、その合成出力と、インピーダンス素子Ｚ3 および容
量素子Ｃの接続点における出力とを差動増幅器７に供給
して、その差動出力を駆動装置６に帰還することにより
振動子４を自励振動させるようにし、さらに、これらイ
ンピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧電素子２，３とのそれ
ぞれの接続点における出力を他の差動増幅器８に供給し
て、この差動増幅器８の出力に基づいて角速度検出信号
を得るようにしている。
【０００４】ここで、振動子４は、例えば、図４に示す
ように、横断面形状が四角形をなし、共振点を有する振
動体１の一側面１ａに圧電素子２を、その側面１ａと隣
接する他の側面１ｂに圧電素子３をそれぞれ形成したも
の、図５に示すように、振動体１の同一側面上に幅方向
に分割して圧電素子２，３を形成したもの、図６に示す
ように、振動体１の対向する側面上に幅方向にずらして
圧電素子２，３を形成したもの、あるいは、図７に示す
ように、振動体１の対向する側面に実質的に一つの圧電
素子２として作用するように、それぞれ圧電素子２−
１，２−２を形成してこれらを並列接続すると共に、他
の対向する側面にも実質的に一つの圧電素子３として作
用するように、それぞれ圧電素子３−１，３−２を形成
してこれらを並列接続したものが用いられる。
ように、横断面形状が四角形をなし、共振点を有する振
動体１の一側面１ａに圧電素子２を、その側面１ａと隣
接する他の側面１ｂに圧電素子３をそれぞれ形成したも
の、図５に示すように、振動体１の同一側面上に幅方向
に分割して圧電素子２，３を形成したもの、図６に示す
ように、振動体１の対向する側面上に幅方向にずらして
圧電素子２，３を形成したもの、あるいは、図７に示す
ように、振動体１の対向する側面に実質的に一つの圧電
素子２として作用するように、それぞれ圧電素子２−
１，２−２を形成してこれらを並列接続すると共に、他
の対向する側面にも実質的に一つの圧電素子３として作
用するように、それぞれ圧電素子３−１，３−２を形成
してこれらを並列接続したものが用いられる。
【０００５】また、他の振動子４として、図８に示すよ
うに、横断面形状が三角形をなし、共振点を有する振動
体１の二つの側面に圧電素子２，３を形成したものや、
図９に示すように、横断面形状が円形をなし、共振点を
有する振動体１の円周側面に圧電素子２，３を形成した
もの等、種々の横断面形状を有する振動体の側面に実質
的に二つの圧電素子を形成したものが用いられる。
うに、横断面形状が三角形をなし、共振点を有する振動
体１の二つの側面に圧電素子２，３を形成したものや、
図９に示すように、横断面形状が円形をなし、共振点を
有する振動体１の円周側面に圧電素子２，３を形成した
もの等、種々の横断面形状を有する振動体の側面に実質
的に二つの圧電素子を形成したものが用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す従来の振動ジャイロにあっては、自励振動させるた
めに、インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧電素子２，３
とのそれぞれの接続点における出力を合成し、さらに、
その合成出力と、インピーダンス素子Ｚ3 および容量素
子Ｃの接続点における出力とを差動増幅器７に供給する
ようにしているため、部品点数が多く、コスト高になる
という問題があると共に、回路構成が複雑となり、小型
化が図れないという問題がある。
示す従来の振動ジャイロにあっては、自励振動させるた
めに、インピーダンス素子Ｚ1 ，Ｚ2 と圧電素子２，３
とのそれぞれの接続点における出力を合成し、さらに、
その合成出力と、インピーダンス素子Ｚ3 および容量素
子Ｃの接続点における出力とを差動増幅器７に供給する
ようにしているため、部品点数が多く、コスト高になる
という問題があると共に、回路構成が複雑となり、小型
化が図れないという問題がある。
【０００７】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、簡単かつ安価にでき、しかも小
型にできるよう適切に構成した振動ジャイロを提供する
ことを目的とするものである。
目してなされたもので、簡単かつ安価にでき、しかも小
型にできるよう適切に構成した振動ジャイロを提供する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の振動ジャイロは、共振点を有する振動体
の側面に実質一対の圧電素子を形成した振動子を有し、
前記実質一対の圧電素子のそれぞれ一方の電極側を、前
記振動子を自励振動させるための駆動回路に結合し、そ
れぞれ他方の電極側を、入力角速度を検出するための検
出回路に結合したことを特徴とするものである。
め、この発明の振動ジャイロは、共振点を有する振動体
の側面に実質一対の圧電素子を形成した振動子を有し、
前記実質一対の圧電素子のそれぞれ一方の電極側を、前
記振動子を自励振動させるための駆動回路に結合し、そ
れぞれ他方の電極側を、入力角速度を検出するための検
出回路に結合したことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】圧電素子は、図１０に等価回路を示すように、
コイルＬ0 、コンデンサＣ0 および抵抗Ｒ0 の直列共振
回路に、制動容量Ｃｄを並列に接続した並列共振回路で
表されるので、直列共振周波数では、 ωＬ0 ＝１／ωＣ0 となって、抵抗Ｒ0 と制動容量Ｃｄの並列回路となり、
インピーダンスが極小を示すようになる。
コイルＬ0 、コンデンサＣ0 および抵抗Ｒ0 の直列共振
回路に、制動容量Ｃｄを並列に接続した並列共振回路で
表されるので、直列共振周波数では、 ωＬ0 ＝１／ωＣ0 となって、抵抗Ｒ0 と制動容量Ｃｄの並列回路となり、
インピーダンスが極小を示すようになる。
【００１０】したがって、共振点を有する振動体の側面
に実質一対の圧電素子を形成した振動子の、それぞれ一
方の電極側を、振動子を自励振動させるための駆動回
路、例えば、実質一対の圧電素子のインピーダンスの極
小化に伴って増幅度が増加する発振回路を有する駆動回
路に結合すれば、従来のように信号を複雑に合成するこ
となく、振動子を自励振動させることが可能となる。ま
た、実質一対の圧電素子に流れる電流は、入力角速度に
応じて変化するので、それぞれ他方の電極側を入力角速
度を検出するための検出回路に結合すれば、その電流の
変化に基づいて入力角速度を検出することが可能とな
る。
に実質一対の圧電素子を形成した振動子の、それぞれ一
方の電極側を、振動子を自励振動させるための駆動回
路、例えば、実質一対の圧電素子のインピーダンスの極
小化に伴って増幅度が増加する発振回路を有する駆動回
路に結合すれば、従来のように信号を複雑に合成するこ
となく、振動子を自励振動させることが可能となる。ま
た、実質一対の圧電素子に流れる電流は、入力角速度に
応じて変化するので、それぞれ他方の電極側を入力角速
度を検出するための検出回路に結合すれば、その電流の
変化に基づいて入力角速度を検出することが可能とな
る。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して説明する。図１は、この発明の第１実施例を示す
ものである。この実施例では、図４から図９に示したよ
うな振動子４、すなわち共振点を有する種々の横断面形
状の振動体１の側面に実質一対の圧電素子２，３を形成
してなる振動子４を用い、その圧電素子２，３のそれぞ
れ一方の電極２ａ，３ａを自励振動用として、駆動回路
を構成する演算増幅器１０の反転入力端子１３に共通に
接続する。演算増幅器１０は、帰還抵抗Ｒ１による増幅
機能を有し、その出力は、抵抗Ｒ２およびＲ３で分割し
て一部を非反転入力端子１４に供給する。また、圧電素
子２，３のそれぞれ他方の電極２ｂ，３ｂは、検出用と
して検出回路を構成する差動回路１５の入力端子１１，
１２に接続する。
照して説明する。図１は、この発明の第１実施例を示す
ものである。この実施例では、図４から図９に示したよ
うな振動子４、すなわち共振点を有する種々の横断面形
状の振動体１の側面に実質一対の圧電素子２，３を形成
してなる振動子４を用い、その圧電素子２，３のそれぞ
れ一方の電極２ａ，３ａを自励振動用として、駆動回路
を構成する演算増幅器１０の反転入力端子１３に共通に
接続する。演算増幅器１０は、帰還抵抗Ｒ１による増幅
機能を有し、その出力は、抵抗Ｒ２およびＲ３で分割し
て一部を非反転入力端子１４に供給する。また、圧電素
子２，３のそれぞれ他方の電極２ｂ，３ｂは、検出用と
して検出回路を構成する差動回路１５の入力端子１１，
１２に接続する。
【００１２】ここで、振動子４を構成する振動体１は、
例えば、エリンバ等の金属や、石英、セラミック、ガラ
ス等の材料をもって構成することができるが、振動体１
を金属等の導電材料をもって構成した場合には、実質一
対の圧電素子２，３は、振動体１側に面した電極をそれ
ぞれ自励振動用とし、他方の電極をそれぞれ検出用とす
る。また、振動体１を石英、セラミック、ガラス等の絶
縁材料をもって構成した場合には、実質一対の圧電素子
２，３は、その各々について任意の一方の電極を自励振
動用とし、他方を検出用として適宜選択する。
例えば、エリンバ等の金属や、石英、セラミック、ガラ
ス等の材料をもって構成することができるが、振動体１
を金属等の導電材料をもって構成した場合には、実質一
対の圧電素子２，３は、振動体１側に面した電極をそれ
ぞれ自励振動用とし、他方の電極をそれぞれ検出用とす
る。また、振動体１を石英、セラミック、ガラス等の絶
縁材料をもって構成した場合には、実質一対の圧電素子
２，３は、その各々について任意の一方の電極を自励振
動用とし、他方を検出用として適宜選択する。
【００１３】図１に示す振動ジャイロにおいては、振動
子４のインピーダンスが、その直列共振周波数近傍にお
いて低下すると、演算増幅器１０の増幅度が増加し、そ
の結果、非反転入力端子１４に印加される信号が増加し
て、位相角０°の周波数で振動子４は自励振動する。
子４のインピーダンスが、その直列共振周波数近傍にお
いて低下すると、演算増幅器１０の増幅度が増加し、そ
の結果、非反転入力端子１４に印加される信号が増加し
て、位相角０°の周波数で振動子４は自励振動する。
【００１４】一方、振動子４に入力角速度が作用する
と、それに応じて圧電素子２，３のそれぞれを通過する
電流が変化し、その電流の差が差動回路１５において電
圧として出力される。したがって、この差動回路１５の
出力に基づいて、振動子４に作用した入力角速度の大き
さを検出することができる。
と、それに応じて圧電素子２，３のそれぞれを通過する
電流が変化し、その電流の差が差動回路１５において電
圧として出力される。したがって、この差動回路１５の
出力に基づいて、振動子４に作用した入力角速度の大き
さを検出することができる。
【００１５】図２は、この発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例は、第１実施例において、演算増幅
器１０の帰還抵抗Ｒ１と並列に、振動子４の制動容量に
よる発振周波数の変化を補償するコンデンサＣｃを接続
したもので、その他の構成は第１実施例と同様である。
である。この実施例は、第１実施例において、演算増幅
器１０の帰還抵抗Ｒ１と並列に、振動子４の制動容量に
よる発振周波数の変化を補償するコンデンサＣｃを接続
したもので、その他の構成は第１実施例と同様である。
【００１６】この実施例によれば、コンデンサＣｃによ
り、振動子４の制動容量によって帰還抵抗Ｒ１を流れる
虚数成分の電流を打ち消すことができるので、振動子４
を、その直列共振周波数で正確に自励振動させることが
できる利点がある。
り、振動子４の制動容量によって帰還抵抗Ｒ１を流れる
虚数成分の電流を打ち消すことができるので、振動子４
を、その直列共振周波数で正確に自励振動させることが
できる利点がある。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、振動
子を構成する実質一対の圧電素子のそれぞれ一方の電極
側を、振動子を自励振動させるための駆動回路に結合
し、それぞれ他方の電極側を、入力角速度を検出するた
めの検出回路に結合するようにしたので、回路部品点数
の削減が可能となり、簡単かつ安価で、しかも小型な振
動ジャイロを得ることができる。
子を構成する実質一対の圧電素子のそれぞれ一方の電極
側を、振動子を自励振動させるための駆動回路に結合
し、それぞれ他方の電極側を、入力角速度を検出するた
めの検出回路に結合するようにしたので、回路部品点数
の削減が可能となり、簡単かつ安価で、しかも小型な振
動ジャイロを得ることができる。
【図１】この発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】同じく、第２実施例を示すブロック図である。
【図３】従来例を説明するためのブロック図である。
【図４】この発明に使用可能な振動子の一例の構成を示
す図である。
す図である。
【図５】同じく、他の例の構成を示す図である。
【図６】同じく、他の例の構成を示す図である。
【図７】同じく、他の例の構成を示す図である。
【図８】同じく、他の例の構成を示す図である。
【図９】同じく、他の例の構成を示す図である。
【図１０】圧電素子の等価回路を示す図である。
１ 振動体 ２，３ 圧電素子 ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ 電極 ４ 振動子 １０ 演算増幅器 １５ 差動回路
Claims (1)
- 【請求項１】 共振点を有する振動体の側面に実質一対
の圧電素子を形成した振動子を有し、前記実質一対の圧
電素子のそれぞれ一方の電極側を、前記振動子を自励振
動させるための駆動回路に結合し、それぞれ他方の電極
側を、入力角速度を検出するための検出回路に結合した
ことを特徴とする振動ジャイロ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6188403A JPH0854239A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 振動ジャイロ |
| US08/371,026 US5594168A (en) | 1994-08-10 | 1995-01-10 | Vibration control apparatus having oscillation frequency regulation |
| EP95112530A EP0696721B1 (en) | 1994-08-10 | 1995-08-09 | Vibration control apparatus having oscillation frequency regulation |
| DE69517882T DE69517882T2 (de) | 1994-08-10 | 1995-08-09 | Schwingungskontrollanlage mit Regelung der Oszillationsfrequenz |
| KR1019950024638A KR960008464A (ko) | 1994-08-10 | 1995-08-10 | 진동 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6188403A JPH0854239A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0854239A true JPH0854239A (ja) | 1996-02-27 |
Family
ID=16223042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6188403A Pending JPH0854239A (ja) | 1994-08-10 | 1994-08-10 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0854239A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7210349B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-05-01 | Sony Corporation | Drive circuit of oscillation gyro |
-
1994
- 1994-08-10 JP JP6188403A patent/JPH0854239A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7210349B2 (en) | 2004-07-14 | 2007-05-01 | Sony Corporation | Drive circuit of oscillation gyro |
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