JPH09222328A - Angular velocity sensor - Google Patents

Angular velocity sensor

Info

Publication number
JPH09222328A
JPH09222328A JP8050764A JP5076496A JPH09222328A JP H09222328 A JPH09222328 A JP H09222328A JP 8050764 A JP8050764 A JP 8050764A JP 5076496 A JP5076496 A JP 5076496A JP H09222328 A JPH09222328 A JP H09222328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
angular velocity
support member
impedance
coriolis force
Prior art date
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
Application number
JP8050764A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Kawamura
尚古 川村
Koichi Matsumura
恒一 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8050764A priority Critical patent/JPH09222328A/en
Publication of JPH09222328A publication Critical patent/JPH09222328A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize an angular velocity sensor by simplifying configuration and at the same time improve accuracy. SOLUTION: A magnetic field generation part 10 forms a DC bias magnetic field between two magnetic cores 11 and 12. A vibrator 30 vibrates a support member 20 up and down within the bias magnetic field. When the support member 20 being vibrated rotates at an angular velocity of ω, coriolis force is applied to the support member 20 and the support member 20 is displaced so that it is inclined. When the support member 20 is displaced, an angle formed by variable inductance elements 21 and 22 and the bias magnetic field changes and the inductance of the variable inductance elements 21 and 22 changes. Therefore, the angular velocity (1) can be obtained by detecting a signal corresponding to the inductance of the variable inductance elements 21 and 22.

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】本発明は、コリオリ力を利用
して角速度を検出する角速度センサに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an angular velocity sensor for detecting an angular velocity by utilizing Coriolis force.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、角速度センサとしては、ピエ
ゾジャイロのように、圧電素子を利用したものが種々提
案されている。例えばピエゾジャイロでは、振動体に駆
動用圧電素子と検出用圧電素子とが取り付けられ、駆動
用圧電素子によって振動体を振動させ、角速度によって
振動体に作用するコリオリ力を検出用圧電素子を用いて
検出するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of angular velocity sensors using a piezoelectric element such as a piezo gyro have been proposed. For example, in a piezo gyro, a driving piezoelectric element and a detecting piezoelectric element are attached to a vibrating body, the vibrating body is vibrated by the driving piezoelectric element, and the Coriolis force acting on the vibrating body depending on the angular velocity is used by the detecting piezoelectric element. It is designed to detect.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子を利用した角速度センサでは、構造が複雑で大型化す
るという問題点や、ドリフト(例えば、感度が1〔de
g/秒〕当たり24mVの場合で800μV)や温度特
性(例えば、−20〜50°Cでフルスケールの15
%)が大きく、精度が劣るという問題点があった。
However, in the angular velocity sensor using the piezoelectric element, the structure is complicated and the size is increased, and the drift (for example, the sensitivity is 1 [de
g / sec] 800 μV in the case of 24 mV per unit) and temperature characteristics (for example, 15 of full scale at -20 to 50 ° C)
%) Is large and the accuracy is inferior.

【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題は、構成が簡単で小型化が可能であると
共に、精度の高い角速度センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an angular velocity sensor which has a simple structure, can be miniaturized, and has high accuracy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の角速度センサ
は、所定の磁場を発生させる磁場発生手段と、磁場発生
手段によって発生される磁場中に配置されると共にコリ
オリ力を受けて変位可能な支持部材と、角速度によって
支持部材にコリオリ力が作用するように支持部材を一定
方向に振動させる振動手段と、支持部材に取り付けら
れ、コリオリ力による支持部材の変位に応じて磁場発生
手段によって発生される磁場となす角度が変化してイン
ピーダンスが変化する1以上の可変インピーダンス素子
と、可変インピーダンス素子のインピーダンスに応じた
信号を検出する検出手段とを備えたものである。
An angular velocity sensor according to the present invention comprises a magnetic field generating means for generating a predetermined magnetic field, and a support which is arranged in a magnetic field generated by the magnetic field generating means and is displaceable by receiving a Coriolis force. A member, a vibrating means for vibrating the support member in a certain direction so that the Coriolis force acts on the support member due to the angular velocity, and a vibrating means attached to the support member and generated by the magnetic field generation means in response to the displacement of the support member by the Coriolis force It is provided with one or more variable impedance elements whose impedance changes with the angle formed with the magnetic field, and detection means for detecting a signal corresponding to the impedance of the variable impedance element.

【0006】本発明の角速度センサでは、磁場発生手段
によって所定の磁場が発生され、この磁場中で、振動手
段によって支持部材が一定方向に振動される。角速度が
ある場合には支持部材にコリオリ力が作用し、このコリ
オリ力によって支持部材が変位する。支持部材が変位す
ると、可変インピーダンス素子が磁場となす角度が変化
し、可変インピーダンス素子のインピーダンスが変化す
る。従って、検出手段によって可変インピーダンス素子
のインピーダンスに応じた信号を検出することによっ
て、角速度を求めることができる。
In the angular velocity sensor of the present invention, the magnetic field generating means generates a predetermined magnetic field, and the vibrating means vibrates the support member in a fixed direction in the magnetic field. When there is an angular velocity, the Coriolis force acts on the support member, and the Coriolis force displaces the support member. When the support member is displaced, the angle formed by the variable impedance element and the magnetic field changes, and the impedance of the variable impedance element changes. Therefore, the angular velocity can be obtained by detecting the signal corresponding to the impedance of the variable impedance element by the detection means.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の一実施の形態に係る角速度
センサの構成を示す斜視図、図2は図1に示した角速度
センサの要部を示す側面図である。これらの図に示した
ように、本実施の形態に係る角速度センサは、所定のバ
イアス磁場を発生させる磁場発生手段としての磁場発生
部10と、この磁場発生部10によって発生されるバイ
アス磁場中に配置されると共にコリオリ力を受けて変位
可能な支持部材20と、角速度によって支持部材20に
コリオリ力が作用するように支持部材20を一定方向に
振動させる振動手段としての振動子30と、支持部材2
0に取り付けられ、コリオリ力による支持部材20の変
位に応じてバイアス磁場となす角度が変化し、バイアス
磁場となす角度の変化に応じて、インピーダンスを決定
するインダクタンスが変化する2つの可変インダクタン
ス素子21,22と、これら各構成要素を囲うシールド
ケース31とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a main part of the angular velocity sensor shown in FIG. As shown in these drawings, the angular velocity sensor according to the present embodiment has a magnetic field generation unit 10 as a magnetic field generation unit that generates a predetermined bias magnetic field, and a bias magnetic field generated by the magnetic field generation unit 10. A support member 20 that is arranged and is displaceable by receiving a Coriolis force, a vibrator 30 as a vibrating unit that vibrates the support member 20 in a certain direction so that the Coriolis force acts on the support member 20 due to an angular velocity, and a support member. Two
The two variable inductance elements 21 are attached to No. 0, the angle formed with the bias magnetic field changes according to the displacement of the support member 20 due to the Coriolis force, and the inductance that determines the impedance changes according to the change in the angle formed with the bias magnetic field. , 22 and a shield case 31 surrounding each of these components.

【0009】磁場発生部10は、下端側がそれぞれ内側
に向けて屈曲された四角柱状をなし、所定の間隔を開け
て対向配置された2つの磁気コア11,12と、一端部
が磁気コア11の下端部に接合され、他端部が磁気コア
12の下端部に接合されたバイアス用磁石13とを有し
ている。磁気コア11,12は例えばフェライトで形成
され、バイアス用磁石13は例えばバリウムフェライト
で形成され、両端部の一方がN極、他方がS極となるよ
うに着磁されている。このような構成により、2つの磁
気コア11,12間に、図2において符号51で示すよ
うに、磁気コア11,12間を結ぶ線に略平行な直流の
バイアス磁場が形成されている。
The magnetic field generator 10 has a rectangular column shape whose lower ends are bent inward, and has two magnetic cores 11 and 12 arranged facing each other with a predetermined gap, and one end of the magnetic core 11. It has a bias magnet 13 joined to the lower end and the other end joined to the lower end of the magnetic core 12. The magnetic cores 11 and 12 are made of, for example, ferrite, the bias magnet 13 is made of, for example, barium ferrite, and are magnetized so that one of both ends has an N pole and the other has an S pole. With such a configuration, a DC bias magnetic field that is substantially parallel to the line connecting the magnetic cores 11 and 12 is formed between the two magnetic cores 11 and 12 as indicated by reference numeral 51 in FIG.

【0010】支持部材20はセラミックス、Ni合金等
の剛体によって形成されている。支持部材20は、断面
が2等辺三角形をなす三角柱形状に形成され、2等辺三
角形の底辺に対応する面20aが振動子30を介してバ
イアス用磁石13に接合されている。2等辺三角形の2
つの斜辺に対応する支持部材20の2つの面20b,2
0cには、それぞれ可変インダクタンス素子21,22
が接合されている。
The support member 20 is formed of a rigid body such as ceramics or Ni alloy. The support member 20 is formed in a triangular prism shape whose cross section is an isosceles triangle, and a surface 20 a corresponding to the base of the isosceles triangle is joined to the bias magnet 13 via the vibrator 30. 2 of isosceles triangle
Two faces 20b, 2 of the support member 20 corresponding to one hypotenuse
0c includes variable inductance elements 21 and 22 respectively.
Are joined.

【0011】可変インダクタンス素子21,22は、そ
れぞれ、細長い板状の強磁性体部21a,22aと、各
強磁性体部21a,22aの周囲に巻回された巻線21
b,22bとを有している。強磁性体部21a,22a
は、例えば、Co−Fe系のアモルファス等の強磁性体
によって形成されている。このような強磁性体の組成の
一例としては、Co71.2%,Fe4.8%,Si1
5%,B9%が挙げられる。強磁性体部21a,22a
の形状は、例えば長さ3mm、幅0.2mm、厚み50
μmとしている。巻線21b,22bは、例えば導線を
200回巻回して形成されている。可変インダクタンス
素子21,22は、その長手方向が支持部材20の断面
形状をなす2等辺三角形の各斜辺の方向と平行となるよ
うに、支持部材20の面20b,20cに例えば接着に
より接合されている。強磁性体によって形成される強磁
性体部21a,22aは外部磁場に応じて透磁率が変化
する。各強磁性体部21a,22aの周囲に巻線21
b,22bを巻回してなる可変インダクタンス素子2
1,22のインダクタンスは、強磁性体部21a,22
aの透磁率に比例するため、外部磁場に応じて変化する
ことになる。
The variable inductance elements 21 and 22 respectively include elongated plate-shaped ferromagnetic portions 21a and 22a and windings 21 wound around the ferromagnetic portions 21a and 22a.
b and 22b. Ferromagnetic material parts 21a, 22a
Is formed of, for example, a ferromagnetic material such as Co—Fe based amorphous. As an example of the composition of such a ferromagnetic material, Co71.2%, Fe4.8%, Si1
5% and B9% are included. Ferromagnetic material parts 21a, 22a
Has a length of 3 mm, a width of 0.2 mm, and a thickness of 50, for example.
μm. The windings 21b and 22b are formed by winding a conductive wire 200 times, for example. The variable inductance elements 21 and 22 are joined to the surfaces 20b and 20c of the support member 20 by, for example, bonding so that the longitudinal direction thereof is parallel to the directions of the oblique sides of the isosceles triangle forming the cross-sectional shape of the support member 20. There is. The magnetic permeability of the ferromagnetic parts 21a and 22a formed of a ferromagnetic material changes according to an external magnetic field. Windings 21 are formed around the ferromagnetic portions 21a and 22a.
Variable inductance element 2 formed by winding b and 22b
The inductances of 1 and 22 are the same as the ferromagnetic material portions 21a and 22.
Since it is proportional to the magnetic permeability of a, it changes according to the external magnetic field.

【0012】振動子30は、PZT(チタン酸ジルコン
酸鉛)等の圧電素子や磁歪振動子等で形成され、支持部
材20を上下方向、すなわち、バイアス磁場の方向に直
交する方向に、例えば20kHzの周波数で振動させる
ようになっている。
The vibrator 30 is formed of a piezoelectric element such as PZT (lead zirconate titanate) or a magnetostrictive vibrator, and the support member 20 is vertically moved, that is, in a direction orthogonal to the direction of the bias magnetic field, for example, 20 kHz. It is designed to vibrate at the frequency.

【0013】シールドケース31は、地磁気の影響を防
ぐために磁気遮蔽を行うものであり、例えばFeとNi
の合金で形成されている。
The shield case 31 shields the magnetic field in order to prevent the influence of the earth's magnetism. For example, Fe and Ni are used.
It is made of alloy.

【0014】図4に示すように、本実施の形態に係る角
速度センサは、更に、検出手段として、2つの可変イン
ダクタンス素子21,22のインダクタンスの差(イン
ピーダンスの差)に応じた信号を検出するために、各可
変インダクタンス素子21,22の各巻線21b,22
bに高周波電圧を印加する高周波電源41と、この高周
波電圧によって各巻線21b,22bに流れる電流の差
を増幅する差動増幅器42とを備えている。
As shown in FIG. 4, the angular velocity sensor according to the present embodiment further detects, as a detection means, a signal corresponding to the difference in inductance (difference in impedance) between the two variable inductance elements 21 and 22. For this purpose, the windings 21b and 22 of the variable inductance elements 21 and 22 are
A high frequency power source 41 for applying a high frequency voltage to b and a differential amplifier 42 for amplifying the difference between the currents flowing through the windings 21b and 22b by the high frequency voltage are provided.

【0015】次に、本実施の形態に係る角速度センサの
作用について説明する。
Next, the operation of the angular velocity sensor according to this embodiment will be described.

【0016】本実施の形態に係る角速度センサでは、磁
場発生部10によって、2つの磁気コア11,12間
に、図2において符号51で示すように、磁気コア1
1,12間を結ぶ線に略平行な直流のバイアス磁場が形
成される。このバイアス磁場中で、振動子30によって
支持部材20が上下方向に振動される。角速度がない状
態では、各可変インダクタンス素子21,22がバイア
ス磁場となす角度は等しく、各可変インダクタンス素子
21,22のインダクタンスおよびインピーダンスは等
しい。一方、振動中の支持部材20が角速度ωで回転す
ると、支持部材20にコリオリ力Fc が作用する。支持
部材20の振動の速度をVf とすると、コリオリ力Fc
は、次の式(1)のように表される。なお、mは支持部
材20の質量である。
In the angular velocity sensor according to the present embodiment, the magnetic field generator 10 causes the magnetic core 1 to be interposed between the two magnetic cores 11 and 12, as indicated by reference numeral 51 in FIG.
A DC bias magnetic field that is substantially parallel to the line connecting 1 and 12 is formed. In this bias magnetic field, the support member 20 is vertically vibrated by the vibrator 30. When there is no angular velocity, the variable inductance elements 21 and 22 make the same angle with the bias magnetic field, and the variable inductance elements 21 and 22 have the same inductance and impedance. On the other hand, when the vibrating support member 20 rotates at the angular velocity ω, the Coriolis force F c acts on the support member 20. If the vibration speed of the support member 20 is V f , the Coriolis force F c
Is expressed by the following equation (1). Note that m is the mass of the support member 20.

【0017】[0017]

【数1】Fc =2mωVf …(1)## EQU1 ## F c = 2mωV f (1)

【0018】図2に示したように、コリオリ力Fc の方
向は、速度Vf の方向を角速度ωの方向と反対の方向に
90°回転した方向となる。このコリオリ力Fc によっ
て、支持部材20は傾くように変位する。支持部材20
が変位すると、可変インダクタンス素子21,22がバ
イアス磁場となす角度が変化し、可変インダクタンス素
子21,22のインダクタンスおよびインピーダンスが
変化する。従って、可変インダクタンス素子21,22
のインダクタンスまたはインピーダンスに応じた信号を
検出することによって角速度ωを求めることができる。
As shown in FIG. 2, the direction of the Coriolis force F c is a direction obtained by rotating the direction of the velocity V f by 90 ° in the direction opposite to the direction of the angular velocity ω. The Coriolis force F c causes the support member 20 to be displaced so as to be inclined. Support member 20
Is displaced, the angle formed by the variable inductance elements 21 and 22 with the bias magnetic field changes, and the inductance and impedance of the variable inductance elements 21 and 22 change. Therefore, the variable inductance elements 21, 22
The angular velocity ω can be obtained by detecting a signal corresponding to the inductance or impedance of the.

【0019】図3は、可変インダクタンス素子21,2
2がバイアス磁場となす角度θ1 ,θ2 と、可変インダ
クタンス素子21,22のインダクタンスL1 ,L2
の関係を示す特性図である。この図に示したように、イ
ンダクタンスL1 ,L2 は、角度θ1 ,θ2 に応じて連
続的に変化し、角度θ1 ,θ2 が0°すなわち可変イン
ダクタンス素子21,22がバイアス磁場と水平のとき
に最小値をとり、角度θ1 ,θ2 が90°すなわち可変
インダクタンス素子21,22がバイアス磁場と垂直の
ときに最大値をとり、角度θ1 ,θ2 が45°のときに
中間値L0 をとる。コリオリ力Fc が大きくなり支持部
材20の傾きが増加すると、角度θ1 ,θ2 の一方が増
加し他方が減少するため、可変インダクタンス素子2
1,22の一方のインダクタンスが増加し他方のインダ
クタンスが減少することになり、可変インダクタンス素
子21,22のインダクタンスの差およびインピーダン
スの差が拡大する。例えば、今、図3において、角度θ
1 ,θ2 がそれぞれθ10,θ20で、インダクタンス
1 ,L2 がそれぞれL10,L20の状態とすると、支持
部材20の傾きが増加するとθ1 ,L1 、θ2 ,L
2 は、それぞれ符号51,52で示すように角度θ1
θ2 の差およびインダクタンスL1 ,L2 の差が拡大す
る方向に変化する。
FIG. 3 shows variable inductance elements 21 and 2.
3 is a characteristic diagram showing the relationship between the angles θ 1 and θ 2 formed by 2 with the bias magnetic field and the inductances L 1 and L 2 of the variable inductance elements 21 and 22. FIG. As shown in this figure, the inductance L 1, L 2 is the angle theta 1, continuously changes in accordance with the theta 2, the angle theta 1, theta 2 is 0 ° i.e. variable inductance elements 21 and 22 are bias field Takes a minimum value when it is horizontal, and takes a maximum value when the angles θ 1 and θ 2 are 90 °, that is, when the variable inductance elements 21 and 22 are perpendicular to the bias magnetic field, and when the angles θ 1 and θ 2 are 45 °. Takes an intermediate value L 0 . When the Coriolis force F c increases and the inclination of the support member 20 increases, one of the angles θ 1 and θ 2 increases and the other decreases, so the variable inductance element 2
The inductance of one of the variable inductance elements 21 and 22 increases and the inductance of the other decreases, so that the difference in the inductance and the difference in the impedance of the variable inductance elements 21 and 22 increase. For example, now in FIG. 3, the angle θ
Assuming that 1 and θ 2 are θ 10 and θ 20 , respectively, and that the inductances L 1 and L 2 are L 10 and L 20 , respectively, and the inclination of the support member 20 increases, θ 1 , L 1 , θ 2 and L 2 increase.
2 is the angle θ 1 , as indicated by reference numerals 51 and 52, respectively.
The difference between θ 2 and the difference between the inductances L 1 and L 2 change in the expanding direction.

【0020】従って、可変インダクタンス素子21,2
2のインダクタンスの差をΔLとすると、近似的には、
次の(2)式のように、ΔLはコリオリ力Fc に比例し
たものとなる。
Therefore, the variable inductance elements 21 and 2 are
Assuming that the inductance difference of 2 is ΔL, approximately,
As in the following formula (2), ΔL is proportional to the Coriolis force F c .

【0021】[0021]

【数2】ΔL∝Fc …(2)[Equation 2] ΔL∝F c (2)

【0022】従って、式(1)と式(2)より、次の式
(3)が導かれる。
Therefore, the following equation (3) is derived from the equations (1) and (2).

【0023】[0023]

【数3】ΔL∝2mωVf …(3)[Formula 3] ΔL∝2mωV f (3)

【0024】式(3)より、角速度ωは次の式(4)の
ようにして求められる。なお、kは比例定数である。
From the equation (3), the angular velocity ω is obtained by the following equation (4). Note that k is a proportional constant.

【0025】[0025]

【数4】ω=kΔL/mVf …(4)Ω = kΔL / mV f (4)

【0026】従って、可変インダクタンス素子21,2
2のインダクタンスの差ΔLに応じた信号を検出するこ
とによって、角速度ωを求めることができる。本実施の
形態では、可変インダクタンス素子21,22のインダ
クタンスの差ΔLに応じた信号を検出するために、高周
波電源41によって各可変インダクタンス素子21,2
2の各巻線21b,22bに高周波電圧を印加して、各
巻線21b,22bに流れる電流の差を差動増幅器42
によって増幅しており、差動増幅器42の出力より角速
度ωを求めることができる。
Therefore, the variable inductance elements 21 and 2 are
The angular velocity ω can be obtained by detecting a signal corresponding to the inductance difference ΔL of 2. In the present embodiment, in order to detect a signal according to the difference ΔL between the inductances of the variable inductance elements 21 and 22, the variable inductance elements 21 and 2 are driven by the high frequency power supply 41.
A high frequency voltage is applied to each of the windings 21b and 22b of the differential amplifier 2 and the difference between the currents flowing in the windings 21b and 22b is measured by the differential amplifier 42.
The angular velocity ω can be obtained from the output of the differential amplifier 42.

【0027】以上説明したように本実施の形態に係る角
速度センサによれば、従来の圧電素子を利用した角速度
センサに比べて、構成が簡単で小型化が可能になると共
に、感度が大きくドリフトや温度特性が小さいため精度
が向上する。
As described above, the angular velocity sensor according to the present embodiment has a simple structure and can be downsized as compared with the conventional angular velocity sensor using a piezoelectric element, and also has a large sensitivity and a large drift. Since the temperature characteristic is small, the accuracy is improved.

【0028】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、例えば、バイアス用磁石13の代わりにコイル(電
磁石)を設け、このコイルに直流または交流の電流を通
電して、直流または交流のバイアス磁場を発生させるよ
うにしても良い。また、支持部材20の形状は、三角柱
形状に限らず、四角柱形状、円柱形状等でも良い。ま
た、強磁性体部21a,22aの形状および材料等の条
件は用途等に応じて適宜に設定することができる。ま
た、検出手段の構成は、図4に示したものに限定され
ず、例えば、巻線21b,22bに流れる電流の位相差
を検出し、この位相差から角速度を求めるようにしても
良い。また、各可変インダクタンス素子21,22を、
それぞれ、LC(インダクタンス・コンデンサ)発振器
のL(インダクタンス)となるように構成し、各LC発
振器の発振周波数の変化から角速度を求めるようにして
も良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, a coil (electromagnet) is provided instead of the bias magnet 13 and a direct current or an alternating current is passed through this coil to generate a direct current or an alternating current. A bias magnetic field may be generated. The shape of the support member 20 is not limited to the triangular prism shape, but may be a square prism shape, a columnar shape, or the like. Further, the conditions such as the shapes and materials of the ferromagnetic material parts 21a and 22a can be appropriately set according to the application. The configuration of the detecting means is not limited to that shown in FIG. 4, and for example, the phase difference between the currents flowing in the windings 21b and 22b may be detected and the angular velocity may be obtained from this phase difference. In addition, each variable inductance element 21, 22 is
Each may be configured to have an L (inductance) of an LC (inductance / capacitor) oscillator, and the angular velocity may be obtained from a change in the oscillation frequency of each LC oscillator.

【0029】また、コリオリ力による支持部材20の変
位に応じてバイアス磁場となす角度が変化するように配
置した1つの可変インダクタンス素子によっても角速度
を検出することが可能であるが、特に、上記実施の形態
のように、角速度がない状態では各可変インダクタンス
素子21,22のインダクタンス(インピーダンス)が
等しく、コリオリ力による支持部材20の変位に応じて
可変インダクタンス素子21,22のインダクタンス
(インピーダンス)の差が拡大するように、可変インダ
クタンス素子21,22を配置することにより、より精
度良く角速度を検出することができる。
The angular velocity can also be detected by one variable inductance element arranged so that the angle formed with the bias magnetic field changes according to the displacement of the supporting member 20 due to the Coriolis force. In the state where there is no angular velocity, the variable inductance elements 21 and 22 have the same inductance (impedance), and the difference in the impedance (impedance) of the variable inductance elements 21 and 22 depends on the displacement of the support member 20 due to the Coriolis force. By arranging the variable inductance elements 21 and 22 so as to expand, the angular velocity can be detected more accurately.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明の角速度セン
サによれば、磁場発生手段によって発生される所定の磁
場中で、角速度によって支持部材にコリオリ力が作用す
るように、振動手段によって支持部材を一定方向に振動
させ、コリオリ力による支持部材の変位に応じて、支持
部材に取り付けられた可変インピーダンス素子の磁場と
なす角度が変化して、可変インピーダンス素子のインピ
ーダンスが変化するようにし、可変インピーダンス素子
のインピーダンスに応じた信号を検出して角速度を検出
するようにしたので、構成が簡単で小型化が可能になる
と共に、感度が大きくドリフトや温度特性が小さいため
精度が向上するという効果を奏する。
As described above, according to the angular velocity sensor of the present invention, the vibrating means supports the Coriolis force so that the Coriolis force acts on the supporting member by the angular velocity in the predetermined magnetic field generated by the magnetic field generating means. Oscillates in a certain direction, and the angle formed by the magnetic field of the variable impedance element attached to the support member changes according to the displacement of the support member due to the Coriolis force, so that the impedance of the variable impedance element changes. Since the angular velocity is detected by detecting the signal corresponding to the impedance of the element, the structure is simple and downsizing is possible, and the sensitivity is large and the drift and temperature characteristics are small, so that the accuracy is improved. .

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

【図1】本発明の一実施の形態に係る角速度センサの構
成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した角速度センサの要部を示す側面図
である。
FIG. 2 is a side view showing a main part of the angular velocity sensor shown in FIG.

【図3】図1に示した角速度センサにおける可変インダ
クタンス素子がバイアス磁場となす角度と可変インダク
タンス素子のインダクタンスとの関係を示す特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the angle formed by the variable inductance element and the bias magnetic field in the angular velocity sensor shown in FIG. 1 and the inductance of the variable inductance element.

【図4】本発明の一実施の形態に係る角速度センサにお
いて角速度を求めるための回路を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit for obtaining an angular velocity in the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…磁場発生部、11,12…磁気コア、13…バイ
アス用磁石、20…支持部材、21,22…可変インダ
クタンス素子、30…振動子、31…シールドケース
10 ... Magnetic field generation part, 11, 12 ... Magnetic core, 13 ... Bias magnet, 20 ... Support member 21,22 ... Variable inductance element, 30 ... Vibrator, 31 ... Shield case

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の磁場を発生させる磁場発生手段
と、 前記磁場発生手段によって発生される磁場中に配置され
ると共にコリオリ力を受けて変位可能な支持部材と、 角速度によって前記支持部材にコリオリ力が作用するよ
うに前記支持部材を一定方向に振動させる振動手段と、 前記支持部材に取り付けられ、コリオリ力による前記支
持部材の変位に応じて前記磁場発生手段によって発生さ
れる磁場となす角度が変化してインピーダンスが変化す
る1以上の可変インピーダンス素子と、 前記可変インピーダンス素子のインピーダンスに応じた
信号を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする角
速度センサ。
1. A magnetic field generation means for generating a predetermined magnetic field, a support member arranged in a magnetic field generated by the magnetic field generation means and displaceable by receiving a Coriolis force, and Coriolis on the support member by an angular velocity. A vibrating means for vibrating the supporting member in a certain direction so that a force acts thereon, and an angle formed by the magnetic field generating means attached to the supporting member and generated by the magnetic field generating means in response to the displacement of the supporting member by the Coriolis force. An angular velocity sensor comprising: one or more variable impedance elements that change in impedance to change; and a detection unit that detects a signal corresponding to the impedance of the variable impedance element.
【請求項2】 前記可変インピーダンス素子は2つ設け
られ、各可変インピーダンス素子はコリオリ力による前
記支持部材の変位に応じて2つの可変インピーダンス素
子のインピーダンスの差が拡大するように配置され、前
記検出手段は2つの可変インピーダンス素子のインピー
ダンスの差に応じた信号を検出することを特徴とする請
求項1記載の角速度センサ。
2. The two variable impedance elements are provided, and each of the variable impedance elements is arranged so that a difference in impedance between the two variable impedance elements expands in accordance with a displacement of the supporting member due to Coriolis force, and the detection is performed. The angular velocity sensor according to claim 1, wherein the means detects a signal corresponding to a difference in impedance between the two variable impedance elements.
JP8050764A 1996-02-15 1996-02-15 Angular velocity sensor Pending JPH09222328A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8050764A JPH09222328A (en) 1996-02-15 1996-02-15 Angular velocity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8050764A JPH09222328A (en) 1996-02-15 1996-02-15 Angular velocity sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09222328A true JPH09222328A (en) 1997-08-26

Family

ID=12867912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8050764A Pending JPH09222328A (en) 1996-02-15 1996-02-15 Angular velocity sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09222328A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5823499A (en) * 1995-09-22 1998-10-20 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Drive apparatus with a resilient coupling for a power seat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5823499A (en) * 1995-09-22 1998-10-20 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Drive apparatus with a resilient coupling for a power seat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4814715B2 (en) Temperature compensation mechanism of micro mechanical ring vibrator
US4806859A (en) Resonant vibrating structures with driving sensing means for noncontacting position and pick up sensing
JP2780643B2 (en) Vibrating gyro
JP3483567B2 (en) Monolithic silicon rate gyro with integrated sensor
US6429652B1 (en) System and method of providing a resonant micro-compass
US20010001928A1 (en) Vibrators, vibratory gyroscopes, devices for measuring a linear acceleration and a method of measuring a turning angular rate
US7219547B2 (en) Angular velocity sensor and angular velocity detector
KR100224123B1 (en) Vibrating gyroscope
JPH1019577A (en) Angular velocity sensor
JP4801881B2 (en) Resonance type magnetic sensor and magnetic field detection device using the same
KR20050113668A (en) Gyro sensor
JPH1164005A (en) Piezoelectric rotation sensor for biaxial simultaneous measurement and its measuring circuit
JPH0752105B2 (en) Angular velocity sensor
US7415879B2 (en) Angular velocity sensor and angular velocity detector
JPH09222328A (en) Angular velocity sensor
JPH09196686A (en) Angular velocity sensor
JP2001174263A (en) Angular-velocity detecting apparatus
JPH11142492A (en) Magnetometric sensor
US6259245B1 (en) Electric-current sensing device
JPH09222367A (en) Forced detection sensor
JP3216038B2 (en) Magnetic detection method and magnetic detection device using vibrator
JP2005090971A (en) Magnetic sensor
JPH10122867A (en) Microgyro
JP3028999B2 (en) Vibrating gyro
JP2000329560A (en) Angular velocity sensor and its detection circuit