JPH09159459A - Vibrating gyro - Google Patents

Vibrating gyro

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Publication number
JPH09159459A
JPH09159459A JP7344437A JP34443795A JPH09159459A JP H09159459 A JPH09159459 A JP H09159459A JP 7344437 A JP7344437 A JP 7344437A JP 34443795 A JP34443795 A JP 34443795A JP H09159459 A JPH09159459 A JP H09159459A
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JP
Japan
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circuit
phase
piezoelectric elements
signal
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP7344437A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Ebara
原 和 博 江
Katsumi Fujimoto
本 克 己 藤
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibrating gyro which comprises a stable temperature- sensitivity change-rate characteristic. SOLUTION: A vibrating gyro 20 comprises a vibrator 22. Piezoelectric elements 26a, 26b at the vibrator 22 are grounded via resistances 28a, 28b. The piezoelectric elements 26a, 26b are connected to two input ends of an oscillation circuit 30. One output end of the oscillation circuit 30 is connected to a piezoelectric element 26c. The piezoelectric elements 26a, 26b are connected to the noninverting input terminal and the inverting input terminal of a differential amplifier circuit 32. The output end of the differential amplifier circuit 32 is connected to one input end of a synchronous detection circuit 34. The other output end of the oscillation circuit 30 which outputs a synchronizing signal is connected to the other input end of the synchronous detection circuit 34 via a phase-shifting circuit 36 which adjusts the phase of the synchronizing signal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は振動ジャイロに関
し、特に回転角速度に応じた検出信号を同期信号に同期
して検波する振動ジャイロに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration gyro, and more particularly to a vibration gyro that detects a detection signal corresponding to a rotational angular velocity in synchronization with a synchronization signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は従来の振動ジャイロの一例を示す
図解図である。図9に示す振動ジャイロ1は振動子2を
含む。振動子2は正3角柱状の振動体3を含む。振動体
3はたとえばエリンバなどの恒弾性金属材料で形成され
る。振動体3の3つの側面のほぼ中央には、3つの圧電
素子4a,4bおよび4cがそれぞれ形成される。これ
らの圧電素子4a〜4cは、それぞれ、セラミックから
なる圧電体層を含み、圧電体層の両主面に電極がそれぞ
れ形成され、圧電体層の一方主面の電極が振動体3の側
面に接着され、圧電体層の他方主面の電極が信号の入出
力用として用いられる。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is an illustrative view showing one example of a conventional vibrating gyroscope. The vibration gyro 1 shown in FIG. 9 includes a vibrator 2. The vibrator 2 includes a vibrator 3 having a regular triangular prism shape. The vibrating body 3 is formed of a constant elastic metal material such as elinvar. Three piezoelectric elements 4a, 4b and 4c are respectively formed in the substantially center of the three side surfaces of the vibrating body 3. Each of these piezoelectric elements 4a to 4c includes a piezoelectric body layer made of ceramic, electrodes are formed on both main surfaces of the piezoelectric body layer, and an electrode on one main surface of the piezoelectric body layer is formed on a side surface of the vibrating body 3. The electrodes are adhered and the electrodes on the other main surface of the piezoelectric layer are used for input / output of signals.

【0003】この振動子2では、2つの圧電素子4aお
よび4bが帰還用かつ検出用として用いられ、他の1つ
の圧電素子4cが駆動用として用いられる。そのため、
2つの圧電素子4aおよび4bは、検出抵抗となる抵抗
5aおよび5bを介して接地される。また、2つの圧電
素子4aおよび4bは、発振回路6の2つの入力端にそ
れぞれ接続される。発振回路6の一方の出力端は、圧電
素子4cに接続される。さらに、2つの圧電素子4aお
よび4bは、差動増幅回路7の非反転入力端および反転
入力端にそれぞれ接続される。差動増幅回路7の出力端
は、同期検波回路8の一方の入力端に接続される。同期
検波回路8の他方の入力端には、発振回路6の他方の出
力端が接続される。同期検波回路8の出力端は、平滑回
路9の入力端に接続される。平滑回路9の出力端は、直
流増幅回路10の入力端に接続される。
In this vibrator 2, the two piezoelectric elements 4a and 4b are used for feedback and detection, and the other piezoelectric element 4c is used for driving. for that reason,
The two piezoelectric elements 4a and 4b are grounded via resistors 5a and 5b serving as detection resistors. Further, the two piezoelectric elements 4 a and 4 b are respectively connected to the two input ends of the oscillation circuit 6. One output end of the oscillation circuit 6 is connected to the piezoelectric element 4c. Further, the two piezoelectric elements 4a and 4b are connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 7, respectively. The output terminal of the differential amplifier circuit 7 is connected to one input terminal of the synchronous detection circuit 8. The other output end of the oscillation circuit 6 is connected to the other input end of the synchronous detection circuit 8. The output end of the synchronous detection circuit 8 is connected to the input end of the smoothing circuit 9. The output end of the smoothing circuit 9 is connected to the input end of the DC amplification circuit 10.

【0004】図9に示す振動ジャイロ1では、発振回路
6の一方の出力端から出力される駆動信号が圧電素子4
cに与えられると、振動体3は圧電素子4cの主面に直
交する方向に振動する。この状態で振動ジャイロ1が振
動体3の軸を中心として回転すると、コリオリ力によっ
て、振動体3の振動方向が変わる。そして、2つの圧電
素子4aおよび4b間には、回転角速度に応じた検出信
号が生じる。この検出信号は、圧電素子4aの出力信号
と圧電素子4bの出力信号との差の信号であり、差動増
幅回路7で検出される。差動増幅回路7の出力信号すな
わち検出信号は、発振回路6の他方の出力端から出力さ
れる同期信号に同期して同期検波回路8で検波され、同
期検波回路8の出力信号は、平滑回路9で平滑にされ、
平滑回路9の出力信号は、直流増幅回路10で増幅され
る。したがって、この振動ジャイロ1では、直流増幅回
路10の出力信号から回転角速度を検出することができ
る。
In the vibrating gyro 1 shown in FIG. 9, the drive signal output from one output end of the oscillation circuit 6 is the piezoelectric element 4.
When applied to c, the vibrating body 3 vibrates in a direction orthogonal to the main surface of the piezoelectric element 4c. When the vibrating gyro 1 rotates about the axis of the vibrating body 3 in this state, the vibration direction of the vibrating body 3 changes due to the Coriolis force. Then, a detection signal corresponding to the rotational angular velocity is generated between the two piezoelectric elements 4a and 4b. This detection signal is a signal of the difference between the output signal of the piezoelectric element 4a and the output signal of the piezoelectric element 4b, and is detected by the differential amplifier circuit 7. The output signal of the differential amplifier circuit 7, that is, the detection signal, is detected by the synchronous detection circuit 8 in synchronization with the synchronous signal output from the other output end of the oscillation circuit 6, and the output signal of the synchronous detection circuit 8 is a smoothing circuit. Smoothed at 9,
The output signal of the smoothing circuit 9 is amplified by the DC amplifier circuit 10. Therefore, the vibration gyro 1 can detect the rotational angular velocity from the output signal of the DC amplification circuit 10.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図9に示す
振動ジャイロ1では、振動子2の周辺の条件たとえば圧
電素子間の位相回転度や圧電素子に接続される検出抵抗
などの抵抗の抵抗値を変えた場合、検出信号と同期信号
との位相がずれ、検出信号を検波する効率が変化し、感
度、温度−感度変化率特性および温度−ドリフト特性が
変化してしまう。
However, in the vibration gyro 1 shown in FIG. 9, the condition around the vibrator 2, for example, the phase rotation degree between the piezoelectric elements and the resistance value of the resistance such as the detection resistance connected to the piezoelectric element. If the value is changed, the detection signal and the synchronization signal are out of phase, the detection signal detection efficiency changes, and the sensitivity, the temperature-sensitivity change rate characteristic, and the temperature-drift characteristic change.

【0006】たとえば、図9に示す振動ジャイロ1にお
いて、抵抗5aおよび5bのそれぞれのインピーダンス
を圧電素子4aおよび4bのマッチング状態のそれぞれ
のインピーダンスに合わせたとき(マッチング状態のイ
ンピーダンスに合わせたとき)の圧電素子4aおよび4
bのそれぞれの出力信号と同期信号との位相関係を図1
0(A)に示し、抵抗5aおよび5bのそれぞれのイン
ピーダンスを圧電素子4aおよび4bのマッチング状態
のそれぞれのインピーダンスより大きくしたとき(マッ
チング状態のインピーダンスより大きくしたとき)の圧
電素子4aおよび4bのそれぞれの出力信号と同期信号
との位相関係を図10(B)に示し、抵抗5aおよび5
bのそれぞれのインピーダンスを圧電素子4aおよび4
bのマッチング状態のそれぞれのインピーダンスより小
さくしたとき(マッチング状態のインピーダンスより小
さくしたとき)の圧電素子4aおよび4bのそれぞれの
出力信号と同期信号との位相関係を図10(C)に示
し、それらのときの25℃の感度を基準にした温度−感
度変化率特性を図11に示す。なお、圧電素子のマッチ
ング状態のインピーダンスZは、駆動信号の周波数をf
とし、その圧電素子の静電容量をCとすると、Z=1/
(2πfC)で表される。また、振動ジャイロ1に回転
角速度が加わっていないときの圧電素子4aおよび4b
の出力信号はほぼ同じになるが、図10(A)、図10
(B)および図10(C)には、振動ジャイロ1に回転
角速度が加わっているときの圧電素子4aおよび4bの
それぞれの出力信号の一例を示す。
For example, in the vibration gyro 1 shown in FIG. 9, when the impedances of the resistors 5a and 5b are matched to the impedances of the piezoelectric elements 4a and 4b in the matching state (when matched to the impedances in the matching state). Piezoelectric elements 4a and 4
FIG. 1 shows the phase relationship between each output signal of FIG.
0 (A), each of the piezoelectric elements 4a and 4b when the impedance of each of the resistors 5a and 5b is made larger than the impedance of each of the piezoelectric elements 4a and 4b in the matching state (when set to be larger than the impedance of the matching state). 10 (B) shows the phase relationship between the output signal and the synchronizing signal of FIG.
The respective impedances of b are set to the piezoelectric elements 4a and 4
FIG. 10 (C) shows the phase relationship between the output signals of the piezoelectric elements 4a and 4b and the synchronization signal when the impedances are made smaller than the respective impedances in the matching state of b (when the impedances are made smaller than the impedance in the matching state). FIG. 11 shows the temperature-sensitivity change rate characteristics based on the sensitivity of 25 ° C. at that time. The impedance Z of the matching state of the piezoelectric element is f
And the capacitance of the piezoelectric element is C, Z = 1 /
It is represented by (2πfC). Further, the piezoelectric elements 4a and 4b when the rotational angular velocity is not applied to the vibration gyro 1
Output signals are almost the same, but in FIG.
FIG. 10B and FIG. 10C show an example of output signals of the piezoelectric elements 4a and 4b when the rotational angular velocity is applied to the vibration gyro 1.

【0007】また、図9に示す振動ジャイロ1では、温
度が変化した場合、振動子のたとえば圧電素子の温度特
性によって、検出信号と同期信号との位相がずれてしま
い、温度−感度変化率特性が変化してしまう。
Further, in the vibration gyro 1 shown in FIG. 9, when the temperature changes, the phase of the detection signal and the synchronization signal are deviated due to the temperature characteristics of the piezoelectric element of the vibrator, and the temperature-sensitivity change rate characteristics. Will change.

【0008】たとえば、図9に示す振動ジャイロ1にお
いて、常温時の圧電素子4aおよび4bのそれぞれの出
力信号と同期信号との位相関係を図12(A)に示し、
高温時の圧電素子4aおよび4bのそれぞれの出力信号
と同期信号との位相関係を図12(B)に示し、低温時
の圧電素子4aおよび4bのそれぞれの出力信号と同期
信号との位相関係を図12(C)に示し、25℃の感度
を基準にした温度−感度変化率特性を図13に示す。な
お、図12(A)、図12(B)および図12(C)に
は、振動ジャイロ1に回転角速度が加わっているときの
圧電素子4aおよび4bのそれぞれの出力信号の一例を
示す。
For example, in the vibration gyro 1 shown in FIG. 9, the phase relationship between the output signals of the piezoelectric elements 4a and 4b and the synchronizing signal at room temperature is shown in FIG. 12 (A).
FIG. 12B shows the phase relationship between the output signals of the piezoelectric elements 4a and 4b at high temperature and the synchronization signal, and shows the phase relationship between the output signals of the piezoelectric elements 4a and 4b at low temperature and the synchronization signal. FIG. 12C shows the temperature-sensitivity change rate characteristics based on the sensitivity of 25 ° C. as shown in FIG. 12 (A), 12 (B) and 12 (C) show examples of output signals from the piezoelectric elements 4a and 4b when the rotational angular velocity is applied to the vibration gyro 1.

【0009】それゆえに、この発明の主たる目的は、安
定した温度−感度変化率特性を有する振動ジャイロを提
供することである。
Therefore, a main object of the present invention is to provide a vibrating gyro having stable temperature-sensitivity change rate characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、回転角速度
に応じた検出信号を同期信号に同期して検波する振動ジ
ャイロにおいて、同期信号の位相を調整するための移相
回路を設けたことを特徴とする、振動ジャイロである。
According to the present invention, in a vibrating gyroscope for detecting a detection signal corresponding to a rotational angular velocity in synchronization with a synchronization signal, a phase shift circuit for adjusting the phase of the synchronization signal is provided. A characteristic is a vibrating gyro.

【0011】なお、この発明にかかる振動ジャイロで
は、移相回路に温度補償手段が設けられてもよい。
In the vibrating gyroscope according to the present invention, the phase shift circuit may be provided with temperature compensating means.

【0012】[0012]

【作用】この発明にかかる振動ジャイロでは、移相回路
によって同期信号の位相が調整され、検出信号がほぼ一
定の効率で検波される。そのため、この発明にかかる振
動ジャイロでは、安定した温度−感度変化率特性が得ら
れる。
In the vibrating gyroscope according to the present invention, the phase of the synchronizing signal is adjusted by the phase shift circuit, and the detection signal is detected with substantially constant efficiency. Therefore, the vibrating gyroscope according to the present invention can obtain stable temperature-sensitivity change rate characteristics.

【0013】[0013]

【発明の効果】この発明によれば、安定した温度−感度
変化率を有する振動ジャイロが得られる。
According to the present invention, a vibration gyro having a stable temperature-sensitivity change rate can be obtained.

【0014】また、この発明にかかる振動ジャイロで
は、位相回路に温度補償手段を設ければ、さらに安定し
た温度−感度変化率特性が得られる。
Further, in the vibrating gyroscope according to the present invention, if the temperature compensation means is provided in the phase circuit, a more stable temperature-sensitivity change rate characteristic can be obtained.

【0015】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the embodiments of the invention with reference to the drawings.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施の形態の一
例を示す図解図である。図1に示す振動ジャイロ20は
振動子22を含む。
FIG. 1 is an illustrative view showing one example of an embodiment of the present invention. The vibrating gyro 20 shown in FIG. 1 includes a vibrator 22.

【0017】振動子22はたとえば正3角柱状の振動体
24を含む。振動体24は、たとえばエリンバ、鉄−ニ
ッケル合金などの恒弾性金属材料で形成される。
The vibrator 22 includes a vibrating body 24 in the shape of a regular triangular prism, for example. The vibrating body 24 is formed of a constant elastic metal material such as elinvar or iron-nickel alloy.

【0018】振動体24の3つの側面のほぼ中央には、
3つの圧電素子26a,26bおよび26cがそれぞれ
形成される。これらの圧電素子26a〜26cは、それ
ぞれ、セラミックからなる圧電体層を含み、圧電体層の
両主面に電極がそれぞれ形成され、圧電体層の一方主面
の電極が振動体24の側面に接着され、圧電体層の他方
主面の電極が信号の入出力用として用いられる。
At the center of the three side surfaces of the vibrating body 24,
Three piezoelectric elements 26a, 26b and 26c are formed respectively. Each of these piezoelectric elements 26a to 26c includes a piezoelectric body layer made of ceramic, electrodes are formed on both main surfaces of the piezoelectric body layer, and an electrode on one main surface of the piezoelectric body layer is formed on a side surface of the vibrating body 24. The electrodes are adhered and the electrodes on the other main surface of the piezoelectric layer are used for input / output of signals.

【0019】この振動子22では、2つの圧電素子26
aおよび26bが帰還用かつ検出用として用いられ、他
の1つの圧電素子26cが駆動用として用いられる。そ
のため、2つの圧電素子26aおよび26bは、検出抵
抗となる抵抗28aおよび28bを介して接地される。
In this vibrator 22, two piezoelectric elements 26 are provided.
a and 26b are used for feedback and detection, and another piezoelectric element 26c is used for driving. Therefore, the two piezoelectric elements 26a and 26b are grounded via the resistors 28a and 28b serving as detection resistors.

【0020】また、2つの圧電素子26aおよび26b
は、発振回路30の2つの入力端にそれぞれ接続され
る。発振回路30の一方の出力端は、圧電素子26cに
接続される。
Two piezoelectric elements 26a and 26b are also provided.
Are respectively connected to two input ends of the oscillation circuit 30. One output end of the oscillation circuit 30 is connected to the piezoelectric element 26c.

【0021】さらに、2つの圧電素子26aおよび26
bは、差動増幅回路32の非反転入力端および反転入力
端にそれぞれ接続される。差動増幅回路32の出力端
は、同期検波回路34の一方の入力端に接続される。同
期検波回路34の他方の入力端には、発振回路30の他
方の出力端が、移相回路36を介して接続される。移相
回路36は、発振回路30の他方の出力端から出力され
る同期信号の位相を調整するためのものであって、たと
えば、図2に示すように、コンデンサ36aと抵抗36
bとからなる。
Further, two piezoelectric elements 26a and 26 are provided.
b is connected to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 32, respectively. The output end of the differential amplifier circuit 32 is connected to one input end of the synchronous detection circuit 34. The other output end of the oscillation circuit 30 is connected to the other input end of the synchronous detection circuit 34 via a phase shift circuit 36. The phase shift circuit 36 is for adjusting the phase of the synchronization signal output from the other output end of the oscillation circuit 30, and for example, as shown in FIG.
b.

【0022】同期検波回路34の出力端は、平滑回路3
8の入力端に接続される。平滑回路38の出力端は、直
流増幅回路40の入力端に接続される。
The output terminal of the synchronous detection circuit 34 is connected to the smoothing circuit 3
8 input terminals. The output end of the smoothing circuit 38 is connected to the input end of the DC amplification circuit 40.

【0023】この振動ジャイロ20では、発振回路30
の一方の出力端から出力される駆動信号が圧電素子26
cに与えられると、振動体24は圧電素子26cの主面
に直交する方向に振動する。この状態で振動ジャイロ2
0が振動体24の軸を中心として回転すると、コリオリ
力によって、振動体24の振動方向が変わる。そのた
め、検出素子として働く2つの圧電素子26aおよび2
6b間には、回転角速度に応じた検出信号が生じる。
In this vibrating gyro 20, the oscillation circuit 30
The drive signal output from one output end of the piezoelectric element 26
When applied to c, the vibrating body 24 vibrates in a direction orthogonal to the main surface of the piezoelectric element 26c. Vibration gyro 2 in this state
When 0 rotates about the axis of the vibrating body 24, the vibration direction of the vibrating body 24 changes due to the Coriolis force. Therefore, the two piezoelectric elements 26a and 2a that function as detection elements
A detection signal corresponding to the rotational angular velocity is generated between 6b.

【0024】この検出信号は、圧電素子26aの出力信
号と圧電素子26bの出力信号との差の信号であり、差
動増幅回路32で検出される。差動増幅回路32の出力
信号すなわち検出信号は、同期検波回路34で同期信号
に同期して検波される。この同期信号は、発振回路30
の他方の出力端から出力され、その位相が検出信号の位
相とほぼ同相になるように移相回路36で調整される。
そのため、検出信号は、同期検波回路34でほぼ一定の
ほぼ最大の効率で検波される。
This detection signal is a difference signal between the output signal of the piezoelectric element 26a and the output signal of the piezoelectric element 26b, and is detected by the differential amplifier circuit 32. The output signal of the differential amplifier circuit 32, that is, the detection signal is detected by the synchronous detection circuit 34 in synchronization with the synchronous signal. This synchronizing signal is transmitted to the oscillation circuit 30.
Is output from the other output end of the phase shift circuit 36, and the phase thereof is adjusted by the phase shift circuit 36 so as to be substantially in phase with the phase of the detection signal.
Therefore, the detection signal is detected by the synchronous detection circuit 34 with a substantially constant and substantially maximum efficiency.

【0025】そして、同期検波回路34の出力信号は、
平滑回路38で平滑にされ、平滑回路38の出力信号
は、直流増幅回路40で増幅される。したがって、この
振動ジャイロ20では、直流増幅回路40の出力信号か
ら回転角速度を検出することができる。
The output signal of the synchronous detection circuit 34 is
The output signal of the smoothing circuit 38 is smoothed by the smoothing circuit 38, and is amplified by the DC amplification circuit 40. Therefore, in the vibration gyro 20, the rotational angular velocity can be detected from the output signal of the DC amplification circuit 40.

【0026】この振動ジャイロ10では、特に、移相回
路36によって同期信号の位相が調整され、検出信号が
同期検波回路34でほぼ一定の効率で検波される。その
ため、この振動ジャイロ10では、安定した温度−感度
変化率特性が得られる。
In the vibrating gyro 10, the phase of the synchronizing signal is adjusted by the phase shift circuit 36, and the detection signal is detected by the synchronous detecting circuit 34 with substantially constant efficiency. Therefore, in the vibrating gyro 10, stable temperature-sensitivity change rate characteristics can be obtained.

【0027】すなわち、この振動ジャイロ10におい
て、移相回路36を設けない場合(同期信号の位相補償
前)と位相回路36を設けた場合(同期信号の位相補償
後)との25℃の感度を基準にした温度−感度変化率特
性を図3に示す。図3に示すグラフから明らかなよう
に、移相回路36によって同期信号の位相を補償すれ
ば、安定した温度−感度変化率特性が得られる。
That is, in this vibrating gyro 10, the sensitivity of 25 ° C. is obtained when the phase shift circuit 36 is not provided (before the phase compensation of the synchronizing signal) and when the phase circuit 36 is provided (after the phase compensation of the synchronizing signal). FIG. 3 shows the temperature-sensitivity change rate characteristics based on the standard. As is clear from the graph shown in FIG. 3, if the phase of the synchronizing signal is compensated by the phase shift circuit 36, stable temperature-sensitivity change rate characteristics can be obtained.

【0028】さらに、この振動ジャイロ10では、同期
信号の位相が検出信号の位相とほぼ同相になるように調
整されるため、検出信号はほぼ最大の効率で検波され、
感度が高い。すなわち、検出信号および同期信号の角速
度をωとし、検出信号と同期信号との位相差をαとすれ
ば、同期信号に同期して検波される検出信号の検波効率
は、次式で表される。
Further, in this vibrating gyro 10, the phase of the sync signal is adjusted to be substantially in phase with the phase of the detection signal, so that the detection signal is detected with almost maximum efficiency,
High sensitivity. That is, when the angular velocity of the detection signal and the synchronization signal is ω and the phase difference between the detection signal and the synchronization signal is α, the detection efficiency of the detection signal detected in synchronization with the synchronization signal is expressed by the following equation. .

【0029】[0029]

【数1】 [Equation 1]

【0030】上式より、同期信号の位相が検出信号の位
相とほぼ同相になるように調整されれば、検出信号と同
期信号との位相差αがほぼ0となり、検出信号の検波効
率がほぼ最大になることがわかる。
From the above equation, if the phase of the synchronization signal is adjusted to be substantially in phase with the phase of the detection signal, the phase difference α between the detection signal and the synchronization signal becomes almost 0, and the detection efficiency of the detection signal is almost the same. It turns out to be the maximum.

【0031】また、この振動ジャイロ10では、移相回
路36に温度補償手段を設ければ、さらに安定した温度
−感度変化率特性が得られる。
Further, in this vibrating gyroscope 10, if the phase shift circuit 36 is provided with temperature compensating means, more stable temperature-sensitivity change rate characteristics can be obtained.

【0032】すなわち、この振動ジャイロ10におい
て、移相回路36のコンデンサ36aおよび抵抗36b
として、温度特性がフラットなコンデンサおよび抵抗を
用いた場合(温度補償前)と温度補償手段となる温度補
償用コンデンサおよび正の抵抗温度係数を有する抵抗を
用いた場合(温度補償後)との25℃の感度を基準にし
た温度−感度変化率特性を図4に示す。図4に示すグラ
フから明らかなように、移相回路36に温度補償手段を
設ければ、さらに安定した温度−感度変化率特性が得ら
れる。
That is, in the vibrating gyro 10, the capacitor 36a and the resistor 36b of the phase shift circuit 36 are arranged.
As a result, a case of using a capacitor and a resistor having flat temperature characteristics (before temperature compensation) and a case of using a temperature compensating capacitor and a resistor having a positive temperature coefficient of resistance (after temperature compensation) are used. FIG. 4 shows the temperature-sensitivity change rate characteristics based on the sensitivity of ° C. As is clear from the graph shown in FIG. 4, if the phase shift circuit 36 is provided with the temperature compensation means, a more stable temperature-sensitivity change rate characteristic can be obtained.

【0033】なお、移相回路としては、図2に示す移相
回路に限らず、図5に示すように抵抗、コンデンサ、イ
ンダクタを用いた移相回路や図6に示すようにオペアン
プ、抵抗、コンデンサを用いた移相回路が用いられても
よい。
The phase shift circuit is not limited to the phase shift circuit shown in FIG. 2, but a phase shift circuit using resistors, capacitors and inductors as shown in FIG. 5 and an operational amplifier, a resistor, as shown in FIG. A phase shift circuit using a capacitor may be used.

【0034】また、移相回路に設けられる温度補償手段
となる抵抗およびコンデンサとしては、サーミスタ、温
度補償用抵抗、温度特性を有する拡散抵抗および温度補
償用コンデンサが用いられる。
Further, as the resistance and the capacitor serving as the temperature compensating means provided in the phase shift circuit, a thermistor, a temperature compensating resistor, a diffusion resistor having a temperature characteristic and a temperature compensating capacitor are used.

【0035】図7はこの発明の実施の形態の他の例を示
す図解図である。図7に示す振動ジャイロは、図1に示
す振動ジャイロと比べて、振動体24に2つのみの圧電
素子26aおよび26bが形成され、それらの圧電素子
26aおよび26bが駆動用かつ検出用として用いられ
る。そのため、2つの圧電素子26aおよび26bに
は、発振回路30の2つの出力端がそれぞれ接続され
る。なお、図7に示す振動ジャイロでは、抵抗28aお
よび28b、差動増幅回路32、同期検波回路34、移
相回路36、平滑回路38および直流増幅回路40が、
図1に示す振動ジャイロと同様に接続される。
FIG. 7 is an illustrative view showing another example of the embodiment of the present invention. The vibrating gyro shown in FIG. 7 is different from the vibrating gyro shown in FIG. 1 in that only two piezoelectric elements 26a and 26b are formed in the vibrating body 24, and these piezoelectric elements 26a and 26b are used for driving and detecting. To be Therefore, the two output terminals of the oscillation circuit 30 are connected to the two piezoelectric elements 26a and 26b, respectively. In the vibration gyro shown in FIG. 7, the resistors 28a and 28b, the differential amplifier circuit 32, the synchronous detection circuit 34, the phase shift circuit 36, the smoothing circuit 38, and the DC amplification circuit 40 are
It is connected similarly to the vibrating gyro shown in FIG.

【0036】図7に示す振動ジャイロでは、発振回路3
0の2つの出力端から出力される駆動信号が2つの圧電
素子26aおよび26bに与えられるが、図1に示す振
動ジャイロと同様に動作し、安定した温度−感度変化率
特性が得られるとともに感度が高い。
In the vibration gyro shown in FIG. 7, the oscillation circuit 3
The drive signals output from the two output terminals of 0 are given to the two piezoelectric elements 26a and 26b, but operate in the same manner as the vibration gyro shown in FIG. 1, and a stable temperature-sensitivity change rate characteristic is obtained and sensitivity is increased. Is high.

【0037】図8はこの発明の実施の形態のさらに他の
例を示す図解図である。図8に示す振動ジャイロは、図
1に示す振動ジャイロと比べて、2つの圧電素子26a
および26bが駆動用かつ検出用として用いられ、他の
1つ圧電素子26cが帰還用として用いられる。そのた
め、圧電素子26cが負荷抵抗となる抵抗29を介して
発振回路30の入力端に接続され、発振回路30の一方
の出力端が検出抵抗となる抵抗28aおよび28bを介
して圧電素子26aおよび26bに接続される。なお、
図8に示す振動ジャイロでは、差動増幅回路32、同期
検波回路34、移相回路36、平滑回路38および直流
増幅回路40が、図1に示す振動ジャイロと同様に接続
される。
FIG. 8 is an illustrative view showing still another example of the embodiment of the present invention. Compared with the vibration gyro shown in FIG. 1, the vibration gyro shown in FIG. 8 has two piezoelectric elements 26a.
And 26b are used for driving and detection, and the other one piezoelectric element 26c is used for feedback. Therefore, the piezoelectric element 26c is connected to the input end of the oscillation circuit 30 via the resistance 29 serving as a load resistance, and one output end of the oscillation circuit 30 is connected to the piezoelectric elements 26a and 26b via the resistances 28a and 28b serving as detection resistances. Connected to. In addition,
In the vibration gyro shown in FIG. 8, the differential amplifier circuit 32, the synchronous detection circuit 34, the phase shift circuit 36, the smoothing circuit 38, and the DC amplification circuit 40 are connected in the same manner as the vibration gyro shown in FIG.

【0038】図8に示す振動ジャイロでは、発振回路3
0の一方の出力端から出力される駆動信号が2つの圧電
素子26aおよび26bに与えられるが、図1に示す振
動ジャイロと同様に動作し、安定した温度−感度変化率
特性が得られるとともに感度が高い。
In the vibration gyro shown in FIG. 8, the oscillation circuit 3
The drive signal output from one output terminal of 0 is applied to the two piezoelectric elements 26a and 26b, but operates in the same manner as the vibration gyro shown in FIG. 1 to obtain stable temperature-sensitivity change rate characteristics and sensitivity. Is high.

【0039】なお、上述の発明の実施の形態の各例で
は、正3角柱状の振動体が用いられているが、この発明
では、円柱状の振動体、4角柱状の振動体、あるいは他
の柱状の振動体が用いられてもよい。
In each of the above-described embodiments of the present invention, a regular triangular prism-shaped vibrating body is used. However, in the present invention, a cylindrical vibrating body, a rectangular prism-shaped vibrating body, or others. The columnar vibrating body may be used.

【0040】また、上述の発明の実施の形態の各例で
は、金属材料からなる振動体に圧電素子が形成された振
動子が用いられているが、この発明では、圧電体からな
る柱状の振動体の表面に電極を形成した振動子が用いら
れてもよい。
In each of the above-described embodiments of the invention, a vibrator in which a piezoelectric element is formed on a vibrating body made of a metal material is used, but in the present invention, a columnar vibrating body made of a piezoelectric body is used. A vibrator having electrodes formed on the surface of the body may be used.

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

【図1】この発明の実施の形態の一例を示す図解図であ
る。
FIG. 1 is an illustrative view showing one example of an embodiment of the present invention;

【図2】図1に示す振動ジャイロに用いられる移相回路
を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a phase shift circuit used in the vibration gyro shown in FIG.

【図3】図1に示す振動ジャイロの同期信号の位相補償
前および位相補償後の温度−感度変化率特性を示すグラ
フである。
FIG. 3 is a graph showing temperature-sensitivity change rate characteristics before and after phase compensation of the synchronization signal of the vibration gyro shown in FIG.

【図4】図1に示す振動ジャイロの温度補償前および温
度補償後の温度−感度変化率特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing temperature-sensitivity change rate characteristics of the vibration gyro shown in FIG. 1 before and after temperature compensation.

【図5】移相回路の他の各例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another example of a phase shift circuit.

【図6】移相回路の別の各例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of a phase shift circuit.

【図7】この発明の実施の形態の他の例を示す図解図で
ある。
FIG. 7 is an illustrative view showing another example of the embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施の形態のさらに他の例を示す図
解図である。
FIG. 8 is an illustrative view showing still another example of the embodiment of the present invention.

【図9】従来の振動ジャイロの一例を示す図解図であ
る。
FIG. 9 is an illustrative view showing one example of a conventional vibrating gyroscope;

【図10】図9に示す振動ジャイロにおいて、抵抗のイ
ンピーダンスを圧電素子のマッチング状態のインピーダ
ンスに合わせたとき、マッチング状態のインピーダンス
より大きくしたときおよびマッチング状態のインピーダ
ンスより小さくしたときの圧電素子の出力信号と同期信
号との位相関係を示すグラフである。
10 is an output of the piezoelectric element when the impedance of the resistance is matched with the impedance of the matching state of the piezoelectric element, when the impedance of the matching element is larger than the impedance of the matching state, and when the impedance of the resistance is smaller than the impedance of the matching state in the vibration gyro shown in FIG. It is a graph which shows the phase relationship of a signal and a synchronizing signal.

【図11】図9に示す振動ジャイロにおいて、抵抗のイ
ンピーダンスを圧電素子のマッチング状態のインピーダ
ンスに合わせたとき、マッチング状態のインピーダンス
より大きくしたときおよびマッチング状態のインピーダ
ンスより小さくしたときの温度−感度変化率特性を示す
グラフである。
FIG. 11 is a graph showing the temperature-sensitivity change when the impedance of the resistor is matched with the impedance of the matching state of the piezoelectric element, when the impedance of the matching element is larger than the impedance of the matching state and when the impedance of the resistance is smaller than the impedance of the matching state in the vibration gyro shown in FIG. It is a graph which shows a rate characteristic.

【図12】図9に示す振動ジャイロの常温時、高温時お
よび低温時の圧電素子の出力信号と同期信号との位相関
係を示すグラフである。
12 is a graph showing the phase relationship between the output signal of the piezoelectric element and the synchronizing signal at normal temperature, high temperature, and low temperature of the vibration gyro shown in FIG.

【図13】図9に示す振動ジャイロの温度−温度変化率
特性を示すグラフである。
13 is a graph showing temperature-temperature change rate characteristics of the vibration gyro shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 振動ジャイロ 22 振動子 24 振動体 26a,26b,26c 圧電素子 28a,28b 抵抗 30 発振回路 32 差動増幅回路 34 同期検波回路 36 移相回路 38 平滑回路 40 直流増幅回路 20 Vibration Gyro 22 Vibrator 24 Vibrator 26a, 26b, 26c Piezoelectric element 28a, 28b Resistance 30 Oscillation circuit 32 Differential amplification circuit 34 Synchronous detection circuit 36 Phase shift circuit 38 Smoothing circuit 40 DC amplification circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転角速度に応じた検出信号を同期信号
に同期して検波する振動ジャイロにおいて、 前記同期信号の位相を調整するための移相回路を設けた
ことを特徴とする、振動ジャイロ。
1. A vibrating gyroscope for detecting a detection signal according to a rotational angular velocity in synchronization with a synchronizing signal, wherein a phase shift circuit for adjusting the phase of the synchronizing signal is provided.
【請求項2】 前記移相回路に温度補償手段が設けられ
る、請求項1に記載の振動ジャイロ。
2. The vibration gyro according to claim 1, wherein temperature compensation means is provided in the phase shift circuit.
JP7344437A 1995-12-04 1995-12-04 Vibrating gyro Pending JPH09159459A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006329634A (en) * 2005-05-23 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd Device for detecting angular velocity
JP2013068629A (en) * 2012-12-10 2013-04-18 Seiko Epson Corp Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device and failure determination system
JP2013079972A (en) * 2012-12-10 2013-05-02 Seiko Epson Corp Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and failure determination system
US8671755B2 (en) 2008-07-17 2014-03-18 Seiko Epson Corporation Angular velocity detection circuit and angular velocity detection apparatus
US8677822B2 (en) 2008-07-17 2014-03-25 Seiko Epson Corporation Angular velocity detection circuit, angular velocity detection apparatus, and failure determination system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006329634A (en) * 2005-05-23 2006-12-07 Matsushita Electric Works Ltd Device for detecting angular velocity
US8671755B2 (en) 2008-07-17 2014-03-18 Seiko Epson Corporation Angular velocity detection circuit and angular velocity detection apparatus
US8677822B2 (en) 2008-07-17 2014-03-25 Seiko Epson Corporation Angular velocity detection circuit, angular velocity detection apparatus, and failure determination system
JP2013068629A (en) * 2012-12-10 2013-04-18 Seiko Epson Corp Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device and failure determination system
JP2013079972A (en) * 2012-12-10 2013-05-02 Seiko Epson Corp Circuit for angular velocity detection device, angular velocity detection device, and failure determination system

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