JPH0979859A - Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor - Google Patents

Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor

Info

Publication number
JPH0979859A
JPH0979859A JP7237354A JP23735495A JPH0979859A JP H0979859 A JPH0979859 A JP H0979859A JP 7237354 A JP7237354 A JP 7237354A JP 23735495 A JP23735495 A JP 23735495A JP H0979859 A JPH0979859 A JP H0979859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
offset
angular velocity
velocity sensor
vibration type
value
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
JP7237354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kaneko
洋之 金子
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP7237354A priority Critical patent/JPH0979859A/en
Publication of JPH0979859A publication Critical patent/JPH0979859A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply perform offset measurement even after mounting an angular velocity sensor, reduce an error due to change of the lapse of time and temperature change of the angular velocity sensor, and improve angular velocity detecting accuracy of the angular velocity sensor. SOLUTION: A signal for offset measurement of a low frequency f1 is impressed, and the output S1 at the time (S1 =Af1 +C, where A: constant) is measured (S21, 22). A signal for angular velocity detecting high frequency f2 is applied, and the output S2 at the time (S2 =Amf1 +C, where f2 =mf1 ) is measured (S23, 24). An offset value C [C=(mS1 -S2 )/(m-1)] is computed, based on both measured output S1 , S2 .

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、振動式角速度セン
サの製造バラツキ等に起因するオフセット値を測定する
ためのオフセット測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an offset measuring device for measuring an offset value due to manufacturing variations of a vibration type angular velocity sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の振動型角速度センサとしては、例
えば特開昭61−100608号公報に記載されている
ものがある。かかる従来例を図10に示し説明する。図10
において、基端側が固定部1に固定された可撓性のある
光ファイバ2の先端側には質量部3が取付けられてい
る。また、光ファイバ2の表面には金属膜が蒸着されて
いる。光ファイバ2に近接して電極4が配置され、光フ
ァイバ2と電極4間に交流電源5により交流電圧を印加
することで、光ファイバ2は、図中y軸方向に振動され
る。光ファイバ2の基端側から光を入射し、光ファイバ
2先端側から出た光6は光検出素子7に投影される。
2. Description of the Related Art A conventional vibration type angular velocity sensor is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-100608. Such a conventional example will be described with reference to FIG. FIG.
In FIG. 3, the mass part 3 is attached to the distal end side of the flexible optical fiber 2 whose base end side is fixed to the fixing part 1. A metal film is vapor-deposited on the surface of the optical fiber 2. The electrode 4 is arranged close to the optical fiber 2, and an AC voltage is applied between the optical fiber 2 and the electrode 4 by an AC power supply 5, so that the optical fiber 2 is vibrated in the y-axis direction in the figure. Light is incident from the base end side of the optical fiber 2, and the light 6 emitted from the front end side of the optical fiber 2 is projected on the photodetection element 7.

【0003】角速度ωがない(ω=0)の時には、光フ
ァイバ2はy軸方向に平行に振動するため、光検出素子
7には、図11の8で示すような軌跡を描く。図中のx軸
回りに角速度ω=ω1 が生ずると、質量部3に図中z軸
方向にコリオリ力が発生し、その結果として光検出素子
7の面上に投影される軌跡は図11の9のように傾くこと
になる。従って、軌跡8に対する軌跡9の傾きを光検出
素子7で検出すれば、角速度ω1 が測定できる。
When there is no angular velocity ω (ω = 0), the optical fiber 2 oscillates parallel to the y-axis direction, so that the photodetector element 7 draws a locus as shown by 8 in FIG. When an angular velocity ω = ω 1 occurs around the x-axis in the figure, a Coriolis force is generated in the mass part 3 in the z-axis direction in the figure, and as a result, the locus projected on the surface of the photodetector element 7 is as shown in FIG. It will be inclined like 9 of. Therefore, if the inclination of the locus 9 with respect to the locus 8 is detected by the photodetector 7, the angular velocity ω 1 can be measured.

【0004】また、図12及び図13には、振動型角速度セ
ンサの他の従来例を示す。これは“A Micromachined Co
mb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope" ,IEEE Micro E
lectro Mechanical Systems 1993 Proceedings pp.143-
148 に述べられているもので、半導体基板表面の微細加
工により、振動型角速度センサを製作したものである。
Further, FIGS. 12 and 13 show another conventional example of the vibration type angular velocity sensor. This is “A Micromachined Co
mb-Drive Tuning Fork Rate Gyroscope ", IEEE Micro E
lectro Mechanical Systems 1993 Proceedings pp.143-
As described in 148, a vibration type angular velocity sensor is manufactured by microfabrication of the surface of a semiconductor substrate.

【0005】質量部21,22は、固定部23で基板24に固定
された梁25によって、図13に示すように基板24から浮い
た形で保持されている。また、別の固定部26と質量部2
1,22の間には、微小間隔を持った櫛歯状の電極27があ
り、この電極27間に電圧を印加することにより、静電力
で質量部21,22を図中x軸方向に基板24と平行に振動さ
せる。ここで、角速度ω=ω1 がy軸回りに印加される
と、質量部21,22にはコリオリ力がz軸方向に発生し、
その結果、基板24と垂直なz軸方向にも質量部21,22は
振動することになる。このz軸方向の変位に基づく基板
24と質量部21,22の静電容量の変化を検出電極28,29に
より測定することで、角速度ω1 を検出する。因みに、
本従来例においては、質量部21,22を互いに逆相に駆動
し、コリオリ力の発生方向が質量部21と質量部22で逆方
向になるようにしている。そして、角速度検出は各々の
質量部の差動信号をとることで、同相の外来雑音(例え
ばz軸方向の加速度)を除去し、同時に検出感度も高め
ている。
The mass portions 21 and 22 are held by the beam 25 fixed to the substrate 24 by the fixing portion 23 in a state of floating from the substrate 24 as shown in FIG. In addition, another fixed part 26 and mass part 2
There is a comb-teeth-shaped electrode 27 with a minute gap between 1 and 22. By applying a voltage between the electrodes 27, the mass portions 21 and 22 are moved to the substrate in the x-axis direction by electrostatic force. Vibrate parallel to 24. Here, when the angular velocity ω = ω 1 is applied around the y axis, Coriolis force is generated in the mass portions 21 and 22 in the z axis direction,
As a result, the mass parts 21 and 22 also vibrate in the z-axis direction perpendicular to the substrate 24. Substrate based on this z-axis displacement
The angular velocity ω 1 is detected by measuring the change in the electrostatic capacitance between 24 and the mass parts 21 and 22 with the detection electrodes 28 and 29. By the way,
In this conventional example, the mass portions 21 and 22 are driven in opposite phases to each other so that the Coriolis force generation directions are opposite between the mass portions 21 and 22. Then, the angular velocity detection removes the in-phase external noise (for example, acceleration in the z-axis direction) by taking the differential signal of each mass portion, and at the same time enhances the detection sensitivity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の振動型角速度センサにおいては、以下のよう
な問題点がある。振動型角速度センサは、ある質量mを
速度vで振動させた時に生ずるコリオリ力Fc(=2×
m×v×ω)を、質量部の変位やそれ伴い発生する梁の
歪みを様々な方法(静電容量、歪み計、圧電効果等)で
測定するのだが、一般に角速度センサを小型化しようと
すると、必然的に質量部やそれを支える梁の大きさも小
さくなり、特に小さな角速度を検出する場合、発生する
コリオリ力が非常に小さな値となってしまう。その結
果、コリオリ力による質量部の変位も非常に小さなもの
となるため、一般に高精度な変位(或いは歪み)検出が
必要である。
However, such a conventional vibration type angular velocity sensor has the following problems. The vibration type angular velocity sensor has a Coriolis force Fc (= 2 ×) generated when a certain mass m is vibrated at a velocity v.
m × v × ω) is used to measure the displacement of the mass part and the strain of the beam that occurs with it by various methods (capacitance, strain gauge, piezoelectric effect, etc.), but generally, we try to miniaturize the angular velocity sensor. Then, the size of the mass portion and the beam that supports it also inevitably becomes small, and when detecting a small angular velocity, the Coriolis force generated becomes a very small value. As a result, the displacement of the mass portion due to the Coriolis force is also extremely small, and therefore generally highly accurate displacement (or strain) detection is required.

【0007】例えば、図14のように、質量部(200 μm
×200 μm×10μmの単結晶シリコンで約1μg)を両
持ち梁(600 μm長、10μm幅、10μm厚の単結晶シリ
コンを2本)で支えた構造で、この質量部を、振幅10μ
mp-p 、周波数f=20kHzで基板と平行に振動させ、
振動方向と直角方向に角速度ω=1度/秒を与えると、
約3nm程度の変位しか現れない(Q=1000の場合、
Q:Quality factor)。これはω=0の時の基板と質量
部の間隔(イニシャルギャップ)が1μmとすると、わ
ずか0.3 %の変位に過ぎない。
For example, as shown in FIG. 14, the mass part (200 μm)
A single crystal silicon of × 200 μm × 10 μm (about 1 μg) is supported by a double-supported beam (two single crystal silicon of 600 μm length, 10 μm width, and 10 μm thickness), and this mass part has an amplitude of 10 μm.
oscillate parallel to the substrate at mp-p and frequency f = 20 kHz,
If an angular velocity ω = 1 degree / sec is given in the direction perpendicular to the vibration direction,
Only a displacement of about 3 nm appears (when Q = 1000,
Q: Quality factor). This is a displacement of only 0.3% when the distance between the substrate and the mass part (initial gap) when ω = 0 is 1 μm.

【0008】従って、このような高精度なセンサにおい
ては、構造上のわずかなずれ等によって、角速度ω=0
の状態でも出力が生じてしまう虞れがある。つまり、通
常設計者は、角速度ω=0の状態で、出力零若しくはあ
る一定の値を生ずるように構造を決める訳だが、構造体
の製造上のバラツキ、駆動力の不均一、温度変化による
熱応力の発生等により、必ずしも設計通りの振動を起こ
すわけでなく、製品毎に異なったオフセット値(角速度
ω=0の時の出力値)のバラツキが生じてしまう。特
に、高感度の角速度センサを設計した場合には、このバ
ラツキは深刻な問題となってくる。
Therefore, in such a high-accuracy sensor, the angular velocity ω = 0 due to a slight deviation in structure or the like.
There is a possibility that output may occur even in the state of. In other words, the designer usually decides the structure so that the output is zero or a certain value is generated in the state of the angular velocity ω = 0. However, there are variations in the manufacturing of the structure, the uneven driving force, and the heat due to the temperature change. The generation of stress does not necessarily cause the vibration as designed, and the variation of the offset value (output value when the angular velocity ω = 0) differs for each product. Especially, when a highly sensitive angular velocity sensor is designed, this variation becomes a serious problem.

【0009】図15は、図10に示した従来例でオフセット
が生じてしまった場合を示している。光ファイバ2を固
定する際に生じたわずかなずれや、駆動電極のずれ、駆
動静電力の不均一性により、角速度ω=0の時の理想の
軌跡8(図中点線で示す)に対し同図の8′で示すよう
な軌跡の傾き(オフセット)が生じる。また、図16は、
図12に示した従来例でオフセットが生じて角速度ω=0
の状態でも変位変化が現れてしまった場合を示してい
る。この場合も質量部21,22を支える梁25のわずかな歪
みや、静電駆動力の不均一性、基板24からの熱応力によ
り生じた歪み等の影響で、質量部の傾き(オフセット)
が生じてしまっている。
FIG. 15 shows a case where an offset occurs in the conventional example shown in FIG. Due to the slight deviation generated when fixing the optical fiber 2, the deviation of the driving electrode, and the nonuniformity of the driving electrostatic force, the same as the ideal locus 8 (shown by the dotted line in the figure) when the angular velocity ω = 0. A locus inclination (offset) occurs as shown by 8'in the figure. In addition, FIG.
In the conventional example shown in FIG. 12, an offset occurs and the angular velocity ω = 0
This shows the case where the displacement change appears even in the state of. Also in this case, the tilt of the mass part (offset) is caused by the slight distortion of the beam 25 supporting the mass parts 21 and 22, the non-uniformity of the electrostatic driving force, and the distortion caused by the thermal stress from the substrate 24.
Has occurred.

【0010】このようなオフセットは個々の製品でバラ
ツキがあり、従来では、高精度な角速度センサを実現す
るためには、それぞれの製品毎に既知の角速度を印加し
た状態でオフセット調整を施さなければならず、コスト
が増大する。また、仮に製品製造時にこのようなオフセ
ット調整がなされたとしても、製品使用中の経時変化
や、温度変化によりオフセットが変化してしまうことも
考えられる。特に、自動車等のナビゲーションシステム
で自車位置を推定するために角速度センサの信号を用い
る場合には、高感度で低オフセットの角速度信号が必要
であるが、従来の振動型角速度センサでは低オフセット
の信号を得るのが困難であった。
Such an offset varies among individual products. Conventionally, in order to realize a highly accurate angular velocity sensor, offset adjustment must be performed in a state in which a known angular velocity is applied to each product. However, the cost increases. Further, even if such an offset adjustment is made at the time of manufacturing the product, it is possible that the offset may change due to a change over time during use of the product or a temperature change. In particular, when the signal of the angular velocity sensor is used to estimate the vehicle position in a navigation system of an automobile or the like, a high-sensitivity and low-offset angular velocity signal is required. It was difficult to get a signal.

【0011】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、オフセット測定が極めて簡単に行え、また、角速度
センサ使用時にもオフセット測定を可能とする振動式加
速度センサのオフセット測定装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an offset measuring device for a vibration type acceleration sensor which can perform offset measurement extremely easily and can perform offset measurement even when an angular velocity sensor is used. To aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明では、変位可能に支持した質量部を振動させ、角
速度が入力した時に振動状態にある質量部に発生するコ
リオリ力を検出し、この検出値に基づいて入力角速度を
検出する振動式角速度センサAのオフセット値を測定す
るオフセット測定装置であって、図1に示すように、所
定周波数の少なくとも1つのオフセット測定用信号を発
生して前記質量部を振動させる励振手段Bと、該励振手
段Bのオフセット測定用信号で質量部を駆動した時の出
力値に基づいてオフセット値を演算するオフセット演算
手段Cとを備えて構成した。
For this reason, in the invention according to claim 1, the mass portion supported so as to be displaceable is vibrated, and the Coriolis force generated in the mass portion in the vibrating state when the angular velocity is input is detected. An offset measuring device for measuring an offset value of a vibration type angular velocity sensor A for detecting an input angular velocity based on the detected value, which generates at least one offset measuring signal having a predetermined frequency as shown in FIG. And an exciting unit B for vibrating the mass unit and an offset calculating unit C for calculating an offset value based on an output value when the mass unit is driven by an offset measuring signal of the exciting unit B.

【0013】かかる構成によれば、角速度センサの質量
部を所定周波数の信号で励振し、この励振動作に基づく
出力値に基づいてオフセット値を得ることができるの
で、オフセット測定が極めて簡単である。また、角速度
センサを実装して使用している時でもオフセット測定が
可能である。具体的には、請求項2記載の発明のよう
に、前記励振手段Bは、コリオリ力が略零である低い周
波数のオフセット測定用信号を1つ発生し、前記オフセ
ット演算手段Cは、前記オフセット測定用信号に基づく
出力値をオフセット値とする構成としもよく、また、請
求項3記載の発明のように、前記励振手段Bは、周波数
の異なる2つのオフセット測定用信号を発生し、前記オ
フセット演算手段Cは、それぞれのオフセット測定用信
号に基づく各出力値の差に基づいてオフセット値を演算
する構成とすればよい。
According to this structure, the mass portion of the angular velocity sensor can be excited by the signal of the predetermined frequency, and the offset value can be obtained based on the output value based on this exciting operation, so that the offset measurement is extremely simple. In addition, offset measurement is possible even when the angular velocity sensor is mounted and used. Specifically, as in the invention described in claim 2, the excitation means B generates one offset measuring signal of low frequency having a Coriolis force of substantially zero, and the offset calculation means C causes the offset calculation signal to be generated. The output value based on the measurement signal may be set as the offset value. Further, as in the invention of claim 3, the excitation means B generates two offset measurement signals having different frequencies, and the offset The calculation means C may be configured to calculate the offset value based on the difference between the output values based on the respective offset measurement signals.

【0014】請求項2記載の発明によれば、角速度セン
サAの出力値から直接オフセット値を得ることができ
る。また、請求項3記載の発明によれば、角速度センサ
の質量部を、コリオリ力が略零になるような極めて低い
周波数の信号で振動させることが回路上困難な場合で
も、オフセット測定が可能となる。
According to the second aspect of the invention, the offset value can be directly obtained from the output value of the angular velocity sensor A. Further, according to the third aspect of the invention, even if it is difficult in the circuit to vibrate the mass part of the angular velocity sensor with a signal having an extremely low frequency such that the Coriolis force becomes substantially zero, it is possible to perform the offset measurement. Become.

【0015】請求項4記載の発明のように、前記励振手
段Bは、角速度センサの起動直前にオフセット測定用信
号を1回発生する構成とすればよい。かかる発明では、
角速度センサの起動直前に1回オフセット測定を行い、
その時のオフセット値を記憶し、角速度センサによる角
速度測定時に記憶したオフセット値を用いて角速度セン
サの出力を補正することで、角速度センサの角速度測定
時には連続して角速度測定を行うことが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, the excitation means B may generate the offset measuring signal once just before the activation of the angular velocity sensor. In this invention,
Immediately before starting the angular velocity sensor, perform offset measurement once,
By storing the offset value at that time and correcting the output of the angular velocity sensor using the offset value stored during the angular velocity measurement by the angular velocity sensor, it becomes possible to continuously perform the angular velocity measurement during the angular velocity measurement of the angular velocity sensor.

【0016】また、請求項5記載の発明のように、前記
励振手段Bは、角速度センサA使用中にオフセット測定
用信号を定期的に発生する構成とするとよい。かかる発
明によれば、角速度センサA使用中に定期的にオフセッ
ト測定を行い、最新のオフセット測定値を記憶し、角速
度センサAによる角速度測定時に記憶した最新のオフセ
ット値を用いて角速度センサの出力を補正することで、
角速度センサAの経時変化や温度変化等に起因するオフ
セット値の変動によるセンサ出力値の誤差を抑制するこ
とができ、角速度センサAの信頼性を向上できる。
According to a fifth aspect of the present invention, the exciting means B may be configured to periodically generate an offset measuring signal during use of the angular velocity sensor A. According to this invention, the offset measurement is periodically performed during use of the angular velocity sensor A, the latest offset measurement value is stored, and the output of the angular velocity sensor is obtained using the latest offset value stored when the angular velocity sensor A measures the angular velocity. By correcting,
It is possible to suppress an error in the sensor output value due to a change in the offset value due to a change with time or a change in temperature of the angular velocity sensor A, and the reliability of the angular velocity sensor A can be improved.

【0017】また、請求項6記載の発明のように、前記
励振手段Bから発生する2つのオフセット測定用信号の
一方を、角速度センサAで使用する角速度検出用信号と
同一周波数とする構成とするとよい。かかる発明によれ
ば、角速度センサAに本発明によるオフセット測定機能
を付加する場合に、励振機構等の簡素化及び低コスト化
を図ることができる。
According to the sixth aspect of the invention, one of the two offset measuring signals generated from the exciting means B has the same frequency as the angular velocity detecting signal used in the angular velocity sensor A. Good. According to this invention, when the offset measuring function according to the present invention is added to the angular velocity sensor A, it is possible to simplify the excitation mechanism and reduce the cost.

【0018】また、請求項7記載の発明のように、前記
励振手段Bは、オフセット測定用信号を連続して複数周
期発生し、前記オフセット演算手段Cは、1周期毎に演
算したオフセット値の前記複数周期における平均値をオ
フセット値とする構成とするとよい。かかる発明によれ
ば、オフセット測定の精度を向上でき、オフセット測定
装置の信頼性を向上できる。
Further, as in the invention described in claim 7, the exciting means B continuously generates a plurality of cycles for the offset measuring signal, and the offset calculating means C calculates the offset value calculated for each cycle. It is preferable that the average value in the plurality of cycles is used as the offset value. According to this invention, the accuracy of the offset measurement can be improved, and the reliability of the offset measuring device can be improved.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図2は本発明に係るオフセット測
定装置の第1の実施形態を示す図である。図2におい
て、駆動用発振器51は、一定振幅のオフセット測定用又
は角速度検出用の信号を角速度センサ52に送信する。角
速度センサ52は、駆動用発振器51からの信号により質量
部が駆動され、角速度が入力した時にこれに比例して発
生するコリオリ力を質量部の変位に変換して出力する。
角速度センサ52の質量部の変位は、変位検出器53により
アナログの電気信号に変換され、A/D変換器54により
ディジタル信号に変換される。尚、角速度センサ52が、
入力角速度に応じたコリオリ力を梁の歪みに変換して検
出する方式の場合には、変位検出器53は歪み検出器とな
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of an offset measuring device according to the present invention. In FIG. 2, the driving oscillator 51 sends a signal for offset measurement or angular velocity detection having a constant amplitude to the angular velocity sensor 52. The angular velocity sensor 52 drives the mass portion by a signal from the driving oscillator 51, and converts the Coriolis force generated in proportion to the input angular velocity into the displacement of the mass portion and outputs the displacement.
The displacement of the mass portion of the angular velocity sensor 52 is converted into an analog electric signal by the displacement detector 53 and converted into a digital signal by the A / D converter 54. The angular velocity sensor 52
In the case of the method of detecting the Coriolis force corresponding to the input angular velocity by converting it into the strain of the beam, the displacement detector 53 becomes a strain detector.

【0020】CPU55は、駆動用発振器51の送信信号の
周波数の切替え、A/D変換器54のディジタル出力の読
み込み、メモリ56からのデータ読み出し等の制御・演算
を行う。本実施形態では、駆動用発振器51から角速度セ
ンサ52に送信するオフセット測定用信号として、角速度
検出用信号の周波数より十分に低くコリオリ力が殆ど発
生しない低周波数の信号を1個発生し、CPU55では、
オフセット測定用信号による角速度センサ52の出力値を
直接オフセット値として定める構成である。ここで、駆
動用発振器51とCPU55が励振手段に相当し、CPU55
がオフセット演算手段に相当する。
The CPU 55 controls the frequency of the transmission signal of the driving oscillator 51, reads the digital output of the A / D converter 54, reads data from the memory 56, and controls / calculates. In the present embodiment, as the offset measurement signal transmitted from the driving oscillator 51 to the angular velocity sensor 52, one low-frequency signal that is sufficiently lower than the frequency of the angular velocity detection signal and hardly causes Coriolis force is generated. ,
The output value of the angular velocity sensor 52 based on the offset measurement signal is directly determined as the offset value. Here, the driving oscillator 51 and the CPU 55 correspond to the excitation means, and the CPU 55
Corresponds to the offset calculation means.

【0021】次に、本実施形態のオフセット測定動作を
図3のフローチャートに従って説明する。ステップ1
(図中S1で示し、以下同様とする)では、駆動用発振
器51の発振周波数を、図4に示すような角速度検出時の
駆動周波数f2 より十分低いオフセット測定用周波数f
1 に設定して角速度センサ52に印加する。
Next, the offset measuring operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. Step 1
In (indicated by S1 in the figure, the same applies hereinafter), the oscillation frequency of the drive oscillator 51 is set to a frequency f for offset measurement that is sufficiently lower than the drive frequency f 2 for angular velocity detection as shown in FIG.
It is set to 1 and applied to the angular velocity sensor 52.

【0022】ステップ2では、その時の角速度センサ52
の出力値S1 をA/D変換器54より読み込む。ステップ
3では、読み込んだ出力値S1 をオフセット値Cとして
メモリ56に記憶する。以上のようにして測定したオフセ
ット値Cを用いて角速度センサの角速度検出出力の補正
を行う。この補正動作を図5のフローチャートに従って
説明する。
In step 2, the angular velocity sensor 52 at that time is
The output value S 1 of is read from the A / D converter 54. In step 3, the read output value S 1 is stored in the memory 56 as the offset value C. The offset value C measured as described above is used to correct the angular velocity detection output of the angular velocity sensor. This correction operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0023】ステップ11では、駆動用発振器51の発振周
波数を、図4に示すように角速度検出用の高周波f2
切替え設定して角速度センサ52に印加する。ステップ12
では、その時の角速度センサ52の出力値S2 をA/D変
換器54より取り込む。ステップ13では、ステップ12で取
り込んだセンサ出力値S2 からメモリ56に記憶したオフ
セット値Cを減算してセンサ出力の補正値S(=S2
C)を演算する。
In step 11, the oscillation frequency of the driving oscillator 51 is switched to the high frequency f 2 for angular velocity detection as shown in FIG. 4 and applied to the angular velocity sensor 52. Step 12
Then, the output value S 2 of the angular velocity sensor 52 at that time is fetched from the A / D converter 54. In step 13, the offset value C stored in the memory 56 is subtracted from the sensor output value S 2 fetched in step 12, and the sensor output correction value S (= S 2
C) is calculated.

【0024】ステップ14では、ステップ13で演算した補
正値Sを角速度センサ52の真のセンサ出力値として出力
する。このように、コリオリ力が殆ど発生しない極めて
低い周波数の信号を角速度センサに印加することによ
り、角速度センサ個々の構造上のバラツキや駆動力の不
均一等に起因する質量部の振動速度に依存しないオフセ
ット成分を直接抽出することができる。しかも、オフセ
ット測定が極めて簡単であると共に、角速度センサを実
装した状態でできるので、経時変化や温度変化等による
センサ出力の誤差を抑制でき、高精度な角速度センサを
提供できる。
In step 14, the correction value S calculated in step 13 is output as the true sensor output value of the angular velocity sensor 52. In this way, by applying a signal of an extremely low frequency at which almost no Coriolis force is generated to the angular velocity sensor, it does not depend on the vibration velocity of the mass portion due to structural variations of the angular velocity sensor or uneven driving force. The offset component can be directly extracted. Moreover, the offset measurement is extremely simple, and since the angular velocity sensor can be mounted, it is possible to suppress an error in the sensor output due to a change with time or a change in temperature, and thus it is possible to provide a highly accurate angular velocity sensor.

【0025】このようなオフセット測定動作は、角速度
センサ52の起動直前に一回行ってその値をメモリ56に記
憶させ、その後の角速度センサ52による角速度計測に常
にオフセット値として用いてセンサ出力を補正するよう
にしてもよく、また、場合によっては角速度センサ52に
よる角速度検出中に、定期的に駆動用発振器51の送信周
波数の切替えを行って低周波印加によるオフセット測定
を行い、メモリ56に記憶させたオフセット値Cを定期的
に最新の値に更新するようにしてもよい。
Such an offset measuring operation is performed once immediately before the activation of the angular velocity sensor 52, the value is stored in the memory 56, and the sensor output is corrected by always using it as an offset value for the subsequent angular velocity measurement by the angular velocity sensor 52. Alternatively, in some cases, during the angular velocity detection by the angular velocity sensor 52, the transmission frequency of the driving oscillator 51 is periodically switched to perform the offset measurement by applying the low frequency, and the offset is stored in the memory 56. The offset value C may be periodically updated to the latest value.

【0026】前者の場合は、角速度測定中の経時変化や
温度変化によってオフセットが変動した場合、角速度検
出誤差が大きくなるが連続して角速度を検出できるとい
う利点がある。一方、後者のように角速度検出中に定期
的にオフセット測定を行う場合では、コリオリ力が発生
しない低周波f1 でのオフセット測定時には角速度の検
出が行えないため連続して角速度を検出することはでき
ないが、経時変化や温度変化に起因するセンサ出力の誤
差を小さくできる利点がある。
The former case has an advantage that the angular velocity can be continuously detected although the angular velocity detection error increases when the offset changes due to a change with time or a temperature change during the angular velocity measurement. On the other hand, in the latter case where the offset measurement is regularly performed during the angular velocity detection, the angular velocity cannot be detected during the offset measurement at the low frequency f 1 where the Coriolis force does not occur, and therefore the angular velocity cannot be continuously detected. Although not possible, there is an advantage that an error in the sensor output due to a change over time or a change in temperature can be reduced.

【0027】また、オフセット測定用信号は、図4に示
す正弦波の十分低い周波数f1 で行っているが、勿論、
図6に示すような矩形波を用いても構わない。尚、この
場合は、矩形波の立ち上がり及び立ち下がりにおける急
激な質量部の変位変化時には、速度が大きくなりコリオ
リ力が発生するので、充分変位が落ち着いた時点で出力
を取り込んだり、駆動波形の立ち上がり及び立ち下がり
エッジを緩やかにする等の対策が必要になる。
Although the offset measuring signal is performed at the frequency f 1 of the sine wave shown in FIG. 4, which is sufficiently low, of course,
A rectangular wave as shown in FIG. 6 may be used. In this case, the velocity increases and Coriolis force is generated when the displacement of the mass part changes rapidly at the rising and falling edges of the rectangular wave, so when the displacement is sufficiently settled, the output is taken in or the rising edge of the drive waveform rises. Also, it is necessary to take measures such as making the falling edge gentle.

【0028】また、図4、6では、オフセット測定の
際、質量部を一往復しかさせていないが、オフセット測
定の精度を高めるために、オフセット測定用信号を複数
周期発生し、各周期で得られた各出力値の平均値をオフ
セット値としても良いことは明らかである。具体的な数
値として、角速度検出時の駆動周波数f2 を例えば10k
Hz、オフセット測定時の周波数f1 を100 Hzとする
と、オフセット測定時の質量部の速度は通常の角速度測
定時の1%であり、コリオリ力は通常の角速度測定時の
1%しか発生しないため、オフセット測定時のコリオリ
力を殆ど零と見做すことができてオフセットのみを測定
していると見做せる。また、オフセット測定を10回行っ
てその平均値をオフセット値としたとしても、オフセッ
ト測定にかかる時間は0.1 秒であり、比較的低周波の角
速度を測定するシステム、例えば自動車等のナビゲーシ
ョンシステム等には問題なく適用できる。
Further, in FIGS. 4 and 6, the mass section is only reciprocated once during the offset measurement, but in order to improve the accuracy of the offset measurement, a plurality of cycles for the offset measurement signal are generated and obtained at each cycle. Obviously, the average value of the obtained output values may be used as the offset value. As a concrete numerical value, the driving frequency f 2 at the time of detecting the angular velocity is, for example, 10 k.
Hz, and the frequency f 1 at the time of offset measurement is 100 Hz, the velocity of the mass part at the time of offset measurement is 1% of that at the time of normal angular velocity measurement, and Coriolis force is only 1% of that at the time of normal angular velocity measurement. The Coriolis force at the time of offset measurement can be regarded as almost zero, and it can be considered that only the offset is measured. Even if the offset measurement is performed 10 times and the average value is used as the offset value, the time required for the offset measurement is 0.1 second, and it is used in a system that measures a relatively low frequency angular velocity, such as a navigation system for a car or the like. Can be applied without problems.

【0029】上述した各例では、オフセット測定時の低
周波駆動の際、角速度検出時と同じ振幅で駆動する例を
挙げたが、必ずしも同一振幅で駆動する必要がない場合
もある。即ち、図7に示されるように、駆動周波数に依
存しないオフセット成分(図中ω=0の破線)が質量部
等の振動体の振幅に比例している場合には、角速度検出
時と異なった既知の振幅で質量部の低周波駆動を行い、
次のような演算によりオフセット値Cを算出してもよ
い。
In each of the above-described examples, the low-frequency driving at the time of offset measurement is driven at the same amplitude as that at the angular velocity detection, but it is not always necessary to drive at the same amplitude. That is, as shown in FIG. 7, when the offset component that does not depend on the drive frequency (broken line of ω = 0 in the figure) is proportional to the amplitude of the vibrating body such as the mass part, it is different from the angular velocity detection. Low frequency drive of mass part with known amplitude,
The offset value C may be calculated by the following calculation.

【0030】即ち、オフセット測定時に、周波数f
1 (コリオリ力0)、振幅k(角速度検出時の駆動振幅
を1とする)で駆動した際の出力をS1 とすると、 S1 =kC ・・・ (1) となるため、 C=S1 /k ・・・ (2) の演算によりC(オフセット値)が求められる。
That is, when measuring the offset, the frequency f
If the output when driven with 1 (Coriolis force 0) and amplitude k (driving amplitude for angular velocity detection is 1) is S 1 , then S 1 = kC (1), so C = S C (offset value) is obtained by the calculation of 1 / k (2).

【0031】実用に際しては、角速度センサの目標仕様
値等を考慮しながら、上で述べた様々なオフセット測定
方法の中で最適な測定方法を選択すればよい。次に第2
の実施形態について説明する。第1の実施形態では、オ
フセット測定を1つのオフセット測定用信号により測定
する構成、即ち、角速度検出用信号の周波数f2 より極
めて低い周波数f1 の信号を用い、発生するコリオリ力
Fcを実質的に殆ど零にして、その時の角速度センサ出
力を直接オフセット値Cとしている。
In practical use, the optimum measuring method may be selected from among the various offset measuring methods described above while considering the target specification value of the angular velocity sensor and the like. Second
An embodiment will be described. In the first embodiment, the offset measurement is measured by one offset measurement signal, that is, a signal having a frequency f 1 extremely lower than the frequency f 2 of the angular velocity detection signal is used, and the generated Coriolis force Fc is substantially determined. Is almost zero and the output of the angular velocity sensor at that time is directly used as the offset value C.

【0032】第2の実施形態では、第1の実施形態のよ
うな極めて低い周波数f1 で駆動するのが困難な場合の
オフセット測定装置を示す。本実施形態の場合は、駆動
用発振器51からオフセット測定時に、周波数の異なる2
つのオフセット測定用信号を発生する。本実施形態によ
るオフセット測定動作を図8のフローチャートに従って
説明する。
The second embodiment shows an offset measuring device in the case where it is difficult to drive at an extremely low frequency f 1 as in the first embodiment. In the case of the present embodiment, when the offset is measured from the driving oscillator 51, the frequency of 2
Generates two offset measurement signals. The offset measuring operation according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0033】ステップ21では、低周波数f1 の信号を印
加する。ステップ22では、低周波数f1 を印加した時の
角速度センサの出力S1 を読み込む。ステップ23では、
1 より高い周波数f2 の信号を印加する。ステップ24
では、高周波数f2 を印加した時の角速度センサの出力
2 を読み込む。
In step 21, a signal of low frequency f 1 is applied. In step 22, the output S 1 of the angular velocity sensor when the low frequency f 1 is applied is read. In step 23,
A signal having a frequency f 2 higher than f 1 is applied. Step 24
Then, the output S 2 of the angular velocity sensor when the high frequency f 2 is applied is read.

【0034】ステップ25では、読み込んだ出力S1 ,S
2 に基づいてオフセット値Cの演算を行う。即ち、低周
波数f1 の信号で駆動した際の出力をS1 は、 S1 =Af1 +C ・・・ (3) 但し、A:定数である。
In step 25, the read outputs S 1 , S
The offset value C is calculated based on 2 . That is, the output S 1 when driven by the signal of the low frequency f 1 is: S 1 = Af 1 + C (3) where A is a constant.

【0035】また、高周波数f2 として角速度センサの
角速度検出周波数を用いて駆動した際の出力をS2 は、 S2 =Amf1 +C ・・・ (4) となる。但し、f2 =mf1 である。(3)、(4)式
から、 C=(mS1 −S2 )/(m−1) ・・・ (5) の演算により、オフセット値Cが求められる。
The output S 2 when driven using the angular velocity detection frequency of the angular velocity sensor as the high frequency f 2 is S 2 = Amf 1 + C (4) However, f 2 = mf 1 . From the equations (3) and (4), the offset value C is obtained by the calculation of C = (mS 1 −S 2 ) / (m−1) (5).

【0036】上述の例は、角速度センサ52の振動体が共
振していない状態で駆動した場合を示したが、感度を高
めるために、角速度検出時に振動質量部の固有共振周波
数で駆動する場合には、図9のフローチャートに示すよ
うな手順でオフセットを算出すればよい。ステップ31で
は、周波数f1 の信号を印加する。
The above example shows the case where the vibrating body of the angular velocity sensor 52 is driven in a state where it does not resonate. However, in order to enhance the sensitivity, when the angular velocity sensor 52 is driven at the natural resonance frequency of the vibrating mass portion. The offset may be calculated by the procedure shown in the flowchart of FIG. In step 31, a signal of frequency f 1 is applied.

【0037】ステップ32では、周波数f1 を印加した時
の角速度センサの出力S1 を読み込む。ステップ33で
は、振動質量部の固有共振周波数と同じ周波数f2 の信
号を印加する。ステップ34では、共振周波数f2 を印加
した時の角速度センサの出力S2 を読み込む。
In step 32, the output S 1 of the angular velocity sensor when the frequency f 1 is applied is read. In step 33, a signal having the same frequency f 2 as the natural resonance frequency of the vibrating mass section is applied. In step 34, the output S 2 of the angular velocity sensor when the resonance frequency f 2 is applied is read.

【0038】ステップ35では、読み込んだ出力S1 ,S
2 に基づいてオフセット値Cの演算を行う。即ち、オフ
セット測定のための周波数f1 (非共振周波数)で駆動
した際の出力S1 は、 S1 =Af1 +C ・・・ (6) また、角速度センサの角速度検出周波数f2 (共振周波
数)で駆動した際の出力S2 は、 S2 =AQmf1 +C ・・・ (7) となる。 但し、f2 =mf1 、Q:Quality factorで
ある。
At step 35, the read outputs S 1 , S
The offset value C is calculated based on 2 . That is, the output S 1 when driven at the frequency f 1 (non-resonance frequency) for offset measurement is: S 1 = Af 1 + C (6) Further, the angular velocity detection frequency f 2 of the angular velocity sensor (resonance frequency) The output S 2 when driven by) is S 2 = AQmf 1 + C (7) However, f 2 = mf 1 and Q: Quality factor.

【0039】(6)、(7)式から C=(QmS1 −S2 )/(Qm−1) ・・・ (8) の演算により、オフセット値Cが求められる。更に、駆
動周波数と振幅の両方を異ならせても以下の演算でオフ
セット値Cを推定できる。
The offset value C is obtained from the equations (6) and (7) by the calculation of C = (QmS 1 -S 2 ) / (Qm-1) (8). Further, the offset value C can be estimated by the following calculation even if both the drive frequency and the amplitude are made different.

【0040】即ち、オフセット測定のため周波数f
1 (非共振周波数)、振幅k(角速度検出周波数f2
駆動した際の振幅を1とする)の信号で駆動した際の出
力をS1とし、検出周波数f2 (共振周波数)で駆動し
た際の出力をS2 とすると、 S1 =Akf1 +kC ・・・ (9) S2 =AQmf1 +QC ・・・ (10) 但し、f2 =mf1 、Q:Quality factor、A,k:定
数である。
That is, the frequency f for offset measurement
The output when driven with a signal of 1 (non-resonant frequency) and amplitude k (the amplitude when driven at the angular velocity detection frequency f 2 is 1) is S 1, and the output is at the detection frequency f 2 (resonance frequency). When the output at this time is S 2 , S 1 = Akf 1 + kC ... (9) S 2 = AQmf 1 + QC ... (10) where f 2 = mf 1 , Q: Quality factor, A, k: It is a constant.

【0041】(9)、(10)式から、 C=(QmS1 −kS2 )/(kQ(m−1)) ・・・ (11) の演算により、オフセット値Cが求められる。そして、
このような2つの質量部駆動信号を用いてオフセット値
を演算するオフセット測定方法により得られたオフセッ
ト値Cを用いて、図5のフローチャートに示すようにし
て、角速度センサ52による角速度検出時のセンサ出力を
補正すればよい。
From the equations (9) and (10), the offset value C is obtained by the calculation of C = (QmS 1 -kS 2 ) / (kQ (m-1)) (11). And
By using the offset value C obtained by the offset measuring method for calculating the offset value using such two mass section drive signals, the sensor for detecting the angular velocity by the angular velocity sensor 52 as shown in the flowchart of FIG. Correct the output.

【0042】かかるオフセット測定装置の場合も、第1
の実施形態と同様に、オフセット測定を角速度センサの
起動直前に行ってもよいし、角速度検出中に定期的に行
ってもよい。以上のようにして、振動質量部を駆動する
際、周波数の互いに異なる信号を印加してその時の出力
差を測定することで、構造上のバラツキや駆動力の不均
一に起因する振動質量部の速度に依存しないオフセット
成分の抽出が可能となる。
Also in the case of such an offset measuring device, the first
Similar to the embodiment described above, the offset measurement may be performed immediately before the activation of the angular velocity sensor, or may be performed periodically during the angular velocity detection. As described above, when driving the oscillating mass part, by applying signals having different frequencies and measuring the output difference at that time, the oscillating mass part caused by the structural variation and the non-uniformity of the driving force is measured. It is possible to extract the offset component that does not depend on the speed.

【0043】尚、上述のオフセット測定方式は、角速度
によって振動質量部に発生するコリオリ力を変位や歪み
等に変換して検出して角速度を測定する振動型角速度セ
ンサであれば殆ど全てに適用できるものである。即ち、
角速度センサとしては、質量部の駆動方式として、圧電
効果を利用したもの(例えば、特開平4−142764
号公報)、静電引力を利用したもの(例えば、特公平3
−74926号公報)、電磁力を利用したもの(例え
ば、特開平5−240874号公報)、熱歪みを利用し
たもの(例えば、特開昭60−113105号公報)等
があり、また、センサ出力の検出方式としては、圧電効
果を利用したもの(例えば、特開平4−233468号
公報)、静電容量を利用したもの(例えば、特開昭60
−113105号公報)、光を利用したもの(例えば、
特開昭61−100608号公報)、ピエゾ抵抗効果を
利用したもの(例えば、特公平3−74926号公報)
等があり、このような振動型角速度センサについて、本
発明のオフセット測定装置を適用することができる。
The above-mentioned offset measuring method can be applied to almost any vibration type angular velocity sensor which measures the angular velocity by converting the Coriolis force generated in the vibrating mass portion into the displacement or strain by the angular velocity and detecting it. It is a thing. That is,
The angular velocity sensor uses a piezoelectric effect as a driving method of the mass portion (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 142764/1992).
Which uses electrostatic attraction (for example, Japanese Patent Publication No.
No. 74,926), one utilizing electromagnetic force (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-240874), one utilizing thermal strain (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-113105), and sensor output. As a detection method of the above, a method utilizing a piezoelectric effect (for example, JP-A-4-233468) and a method utilizing electrostatic capacitance (for example, JP-A-60-
-113105 gazette), utilizing light (for example,
JP-A-61-100608), utilizing the piezoresistive effect (for example, JP-B-3-74926)
The offset measuring device of the present invention can be applied to such a vibration type angular velocity sensor.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、角
速度検出周波数とは異なる周波数のオフセット測定用信
号を角速度センサに印加し、その時の出力値に基づいて
オフセット値を測定できるので、角速度センサ実装後で
も簡単にオフセット値を測定できる。従って、角速度セ
ンサ個々の構造上等に起因するオフセット値は勿論、経
時変化や温度変化に起因してオフセット値が変動した場
合でも、変動したオフセット値を測定でき、角速度セン
サの出力補正の精度を向上できる。
As described above, according to the present invention, an offset measuring signal having a frequency different from the angular velocity detection frequency can be applied to the angular velocity sensor, and the offset value can be measured based on the output value at that time. The offset value can be easily measured even after mounting the sensor. Therefore, not only the offset value due to the structure of each angular velocity sensor but also the offset value that varies with time or temperature change, the varied offset value can be measured, and the accuracy of the output correction of the angular velocity sensor can be improved. Can be improved.

【0045】また、請求項2記載の発明によれば、オフ
セット測定用信号を角速度センサに印加することで、そ
の時の出力値から直接オフセット値を測定することがで
きる。また、請求項3記載の発明によれば、角速度セン
サの振動質量部をコリオリ力が実質上零となる極めて低
い周波数で駆動するのが回路上困難な場合でも、オフセ
ット値を得ることができる。また、オフセット測定に低
周波信号を用いなくて済むため、通常の角速度検出中に
定期的にオフセット測定を行っても、オフセット測定に
かかる時間が短くて済む。
According to the second aspect of the invention, by applying the offset measuring signal to the angular velocity sensor, the offset value can be directly measured from the output value at that time. According to the third aspect of the invention, the offset value can be obtained even if it is difficult to drive the vibrating mass portion of the angular velocity sensor at an extremely low frequency at which the Coriolis force becomes substantially zero. Further, since it is not necessary to use a low frequency signal for offset measurement, the time required for offset measurement can be short even if the offset measurement is regularly performed during normal angular velocity detection.

【0046】請求項4記載の発明によれば、角速度セン
サによる角速度検出を連続して行える。請求項5記載の
発明によれば、角速度センサによる角速度検出中の経時
変化や温度変化等に起因するセンサ出力の誤差を少なく
できる。請求項7記載の発明によれば、オフセット測定
を高精度にできる。
According to the invention described in claim 4, the angular velocity can be continuously detected by the angular velocity sensor. According to the invention described in claim 5, it is possible to reduce an error in the sensor output due to a change with time or a change in temperature during angular velocity detection by the angular velocity sensor. According to the invention described in claim 7, the offset measurement can be performed with high accuracy.

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

【図1】本発明のオフセット測定装置の構成を説明する
ブロック図
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an offset measuring device of the present invention.

【図2】本発明のオフセット測定装置の第1実施形態の
構成図
FIG. 2 is a configuration diagram of a first embodiment of an offset measuring device of the present invention.

【図3】同上第1実施形態の動作を説明するフローチャ
ート
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment.

【図4】同上第1実施形態のオフセット測定用信号の波
形図
FIG. 4 is a waveform diagram of an offset measurement signal according to the first embodiment.

【図5】角速度センサ出力のオフセット値による補正動
作を説明するフローチャート
FIG. 5 is a flowchart illustrating a correction operation based on an offset value of an angular velocity sensor output.

【図6】オフセット測定用信号の別の波形図FIG. 6 is another waveform diagram of the offset measurement signal.

【図7】オフセット成分が駆動信号の振幅に比例してい
る状態を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a state in which an offset component is proportional to the amplitude of a drive signal.

【図8】本発明の第2実施形態のオフセット測定動作を
説明するフローチャート
FIG. 8 is a flowchart illustrating an offset measuring operation according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施形態の変形態様のオフセット
測定動作を説明するフローチャート
FIG. 9 is a flowchart illustrating an offset measuring operation according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図10】従来の角速度センサを示す図FIG. 10 is a diagram showing a conventional angular velocity sensor.

【図11】図10の角速度センサの角速度検出原理を説明す
る図
11 is a diagram for explaining the angular velocity detection principle of the angular velocity sensor of FIG.

【図12】従来の角速度センサの別の例を示す図FIG. 12 is a diagram showing another example of a conventional angular velocity sensor.

【図13】図12のA−A′線矢視断面図13 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図14】角速度センサの質量部支持構造の具体例を示す
FIG. 14 is a diagram showing a specific example of a mass part support structure of an angular velocity sensor.

【図15】図10に示す従来例の欠点の説明図FIG. 15 is an explanatory diagram of a defect of the conventional example shown in FIG.

【図16】図12に示す従来例の欠点の説明図16 is an explanatory diagram of a defect of the conventional example shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 駆動用発振器 52 角速度センサ 53 変位検出器 54 A/D変換器 55 CPU 56 メモリ 51 Driving oscillator 52 Angular velocity sensor 53 Displacement detector 54 A / D converter 55 CPU 56 Memory

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】変位可能に支持した質量部を振動させ、角
速度が入力した時に振動状態にある質量部に発生するコ
リオリ力を検出し、この検出値に基づいて入力角速度を
検出する振動式角速度センサのオフセット値を測定する
オフセット測定装置であって、所定周波数の少なくとも
1つのオフセット測定用信号を発生して前記質量部を振
動させる励振手段と、該励振手段のオフセット測定用信
号で質量部を駆動した時の出力値に基づいてオフセット
値を演算するオフセット演算手段とを備えて構成したこ
とを特徴とする振動式角速度センサのオフセット測定装
置。
1. A vibrating angular velocity for vibrating a displaceably supported mass part to detect a Coriolis force generated in the vibrating mass part when an angular velocity is input, and detecting the input angular velocity based on the detected value. An offset measuring device for measuring an offset value of a sensor, comprising: an excitation unit that generates at least one offset measuring signal having a predetermined frequency to vibrate the mass unit; and a mass unit using the offset measuring signal of the exciting unit. An offset measuring device for a vibration type angular velocity sensor, comprising: an offset calculating means for calculating an offset value based on an output value when driven.
【請求項2】前記励振手段は、コリオリ力が略零である
低い周波数のオフセット測定用信号を1つ発生し、前記
オフセット演算手段が、前記オフセット測定用信号に基
づく出力値をオフセット値とする構成としたことを特徴
とする請求項1記載の振動式角速度センサのオフセット
測定装置。
2. The excitation means generates one low-frequency offset measuring signal having a Coriolis force of substantially zero, and the offset calculating means sets an output value based on the offset measuring signal as an offset value. The offset measuring device for a vibration type angular velocity sensor according to claim 1, wherein the offset measuring device has a configuration.
【請求項3】前記励振手段は、周波数の異なる2つのオ
フセット測定用信号を発生し、前記オフセット演算手段
は、それぞれのオフセット測定用信号に基づく各出力値
の差に基づいてオフセット値を演算する構成である請求
項1記載の振動式角速度センサのオフセット測定装置。
3. The exciting means generates two offset measuring signals having different frequencies, and the offset calculating means calculates an offset value based on a difference between respective output values based on the respective offset measuring signals. The offset measuring device for a vibration type angular velocity sensor according to claim 1, which is configured.
【請求項4】前記励振手段を、角速度センサの起動直前
にオフセット測定用信号を1回発生する構成である請求
項1〜3のいずれか1つに記載の振動式角速度センサの
オフセット測定装置。
4. The offset measuring device for a vibration type angular velocity sensor according to claim 1, wherein the excitation means is configured to generate an offset measuring signal once just before the activation of the angular velocity sensor.
【請求項5】前記励振手段は、振動式角速度センサ使用
中にオフセット測定用信号を定期的に発生する構成であ
る請求項1〜3のいずれか1つに記載の振動式角速度セ
ンサのオフセット測定装置。
5. The offset measurement of the vibration type angular velocity sensor according to claim 1, wherein the excitation means is configured to periodically generate an offset measurement signal during use of the vibration type angular velocity sensor. apparatus.
【請求項6】前記励振手段から発生する2つのオフセッ
ト測定用信号の一方を、角速度センサで使用する角速度
検出用信号と同一周波数とする請求項3記載の振動式角
速度センサのオフセット測定装置。
6. The offset measuring device for a vibration type angular velocity sensor according to claim 3, wherein one of the two offset measuring signals generated from the exciting means has the same frequency as the angular velocity detecting signal used in the angular velocity sensor.
【請求項7】前記励振手段は、オフセット測定用信号を
連続して複数周期発生し、前記オフセット演算手段は、
1周期毎に演算したオフセット値の前記複数周期におけ
る平均値をオフセット値とする構成である請求項1〜6
のいずれか1つに記載の振動式角速度センサのオフセッ
ト測定装置。
7. The excitation means continuously generates a plurality of offset measurement signals for a plurality of cycles, and the offset calculation means comprises:
7. The configuration is such that an average value of the offset values calculated for each cycle in the plurality of cycles is used as the offset value.
An offset measuring device for a vibration type angular velocity sensor according to any one of 1.
JP7237354A 1995-09-14 1995-09-14 Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor Pending JPH0979859A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7237354A JPH0979859A (en) 1995-09-14 1995-09-14 Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7237354A JPH0979859A (en) 1995-09-14 1995-09-14 Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0979859A true JPH0979859A (en) 1997-03-28

Family

ID=17014158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7237354A Pending JPH0979859A (en) 1995-09-14 1995-09-14 Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0979859A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230281A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 三菱プレシジョン株式会社 Vibration type gyro having stabilized bias and method for using vibration type gyro
JP2018028473A (en) * 2016-08-18 2018-02-22 セイコーエプソン株式会社 Circuit device, physical quantity detection device, electronic apparatus, and movable body
CN108332774A (en) * 2017-01-19 2018-07-27 波音公司 The system and method for gyro rate calculations for Coriolis vibratory gyroscope

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230281A (en) * 2014-06-06 2015-12-21 三菱プレシジョン株式会社 Vibration type gyro having stabilized bias and method for using vibration type gyro
JP2018028473A (en) * 2016-08-18 2018-02-22 セイコーエプソン株式会社 Circuit device, physical quantity detection device, electronic apparatus, and movable body
CN108332774A (en) * 2017-01-19 2018-07-27 波音公司 The system and method for gyro rate calculations for Coriolis vibratory gyroscope
JP2018128442A (en) * 2017-01-19 2018-08-16 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company System and method for calculating gyro rate relating to coriolis vibration gyroscope
CN108332774B (en) * 2017-01-19 2023-09-05 波音公司 Systems and methods for gyro rate calculation for coriolis vibratory gyroscopes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0649002B1 (en) Vibration-sensing gyro
EP0568978B1 (en) Gyro-compass
EP0833127B2 (en) Angular-velocity detection apparatus
JP3489487B2 (en) Angular velocity detector
US6227048B1 (en) Vibrators, vibratory gyroscopes, devices for measuring a linear acceleration and a method of measuring a turning angular rate
JP3102320B2 (en) Sensor device
JPH10170275A (en) Vibratory angular velocity sensor
JP2001264072A (en) Angular velocity sensor
JP3239542B2 (en) Vibratory gyroscope adjustment device
EP1030164A1 (en) Vibratory gyroscopes and method for manufacturing the same
JPH1194557A (en) Oscillation gyro
JPH10185787A (en) Fatigue test device
JPH0979859A (en) Offset measurement device of vibration type angular velocity sensor
JPH09218040A (en) Self-diagnostic method for angular speed sensor
JPH0762616B2 (en) Vibrating gyro
JPH0854242A (en) Oscillation gyro
US4786173A (en) Method and apparatus for phase modulating a fiber-optic rotation sensor
JPH10267658A (en) Vibration-type angular velocity sensor
JP2000283767A (en) Angular velocity measuring apparatus
JP2004361320A (en) Method of exciting oscillator, method of measuring physical quantity, and instrument for measuring physical quantity
JP2006250643A (en) Abnormality detection device for angular velocity sensor
JP2536261B2 (en) Detection circuit
JPH03170015A (en) Vibration gyroscope
KR100258173B1 (en) Resonance type micro gyroscope and method of manufacturing the same and method of measuring an angular velocity using the same
JPH10239066A (en) Angular velocity sensor