JPH102705A - 回転角度検出センサ - Google Patents
回転角度検出センサInfo
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- JPH102705A JPH102705A JP8175686A JP17568696A JPH102705A JP H102705 A JPH102705 A JP H102705A JP 8175686 A JP8175686 A JP 8175686A JP 17568696 A JP17568696 A JP 17568696A JP H102705 A JPH102705 A JP H102705A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電振動子を用いた角速度センサからなる回
転角度検出センサの検出精度を向上する。 【解決手段】 角速度センサからの出力電圧の感度およ
び残留電圧を調整する機能を持つ処理回路からの残留電
圧を、Ａ／Ｄコンバータの１ビット当りの電圧分解能を
Ｖｂとしたときに、（Ｎ×Ｖｂ）と（Ｎ＋１）×Ｖｂと
の中点に設定する。なお、ＶｂはＡ／Ｄコンバータの１
ビット当りの電圧分解能を示し、Ｎは任意の正の整数値
である。
転角度検出センサの検出精度を向上する。 【解決手段】 角速度センサからの出力電圧の感度およ
び残留電圧を調整する機能を持つ処理回路からの残留電
圧を、Ａ／Ｄコンバータの１ビット当りの電圧分解能を
Ｖｂとしたときに、（Ｎ×Ｖｂ）と（Ｎ＋１）×Ｖｂと
の中点に設定する。なお、ＶｂはＡ／Ｄコンバータの１
ビット当りの電圧分解能を示し、Ｎは任意の正の整数値
である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子を用い
た角速度センサと、前記角速度センサからの出力を処理
する処理回路と、前記処理回路からの出力をＡ／Ｄ変換
し回転角度計算を行うマイクロコンピュータとからなる
回転角度検出センサに関し、特に回転角度の検出精度を
向上させた回転角度検出センサに関する。
た角速度センサと、前記角速度センサからの出力を処理
する処理回路と、前記処理回路からの出力をＡ／Ｄ変換
し回転角度計算を行うマイクロコンピュータとからなる
回転角度検出センサに関し、特に回転角度の検出精度を
向上させた回転角度検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】角速度センサを用いた回転角度の検出原
理を図２に示す。角速度が０の時の出力をＶｏｆｆ1と
し、角速度出力をＶｏｕｔ（ｔ）と時間の関数で表した
場合、回転角度θは下の式で表される。
理を図２に示す。角速度が０の時の出力をＶｏｆｆ1と
し、角速度出力をＶｏｕｔ（ｔ）と時間の関数で表した
場合、回転角度θは下の式で表される。
【０００３】 θ＝∫（Ｖｏｕｔ（ｔ）−Ｖｏｆｆ1）ｄｔ＝Ａ＋Ｂ ・・・・・・・・・・
【０００４】即ち、角速度出力の時間についての積分値
が回転角度となる。実際にＡ／Ｄコンバータ等を用いデ
ジタル処理で上記積分を行うためには、図３に示すよう
に、角速度出力Ｖｏｕｔ（ｔ）を一定時間△ｔごとに区
切り、時間（△ｔ）×出力（Ｖｏｕｔ（ｔ））の値を連
続して加えていく方法を用いる。これを式で示すと式
のようになる。
が回転角度となる。実際にＡ／Ｄコンバータ等を用いデ
ジタル処理で上記積分を行うためには、図３に示すよう
に、角速度出力Ｖｏｕｔ（ｔ）を一定時間△ｔごとに区
切り、時間（△ｔ）×出力（Ｖｏｕｔ（ｔ））の値を連
続して加えていく方法を用いる。これを式で示すと式
のようになる。
【０００５】 θ＝Σ［Ｖｏｕｔ（ｔ）X−Ｖｏｆｆ1］ ・・・・・・・・・・
【０００６】但し、Xは正の整数（１，２・・・）
【０００７】Ａ／Ｄコンバータを用いた角速度−回転角
度変換の精度を高めるには、時間間隔△ｔを小さくする
こと、及び高精度のＡ／Ｄコンバータを使用することが
必要である。
度変換の精度を高めるには、時間間隔△ｔを小さくする
こと、及び高精度のＡ／Ｄコンバータを使用することが
必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】角速度−回転角度変換
の精度向上を図るためには、上述の２方法が一般的であ
るが、実際には、それでも誤差が生じる。それは、図４
に示すように、一定の角速度で正及び逆の動作を繰り返
し行った場合に原点（動作を行う前の規準となる元の角
度）のずれが生じるためである。この誤差は、角速度セ
ンサの残留電圧の値によって変化する。角速度−回転角
度変換の精度向上を図るためには、前記誤差の削減を図
らなければならない。
の精度向上を図るためには、上述の２方法が一般的であ
るが、実際には、それでも誤差が生じる。それは、図４
に示すように、一定の角速度で正及び逆の動作を繰り返
し行った場合に原点（動作を行う前の規準となる元の角
度）のずれが生じるためである。この誤差は、角速度セ
ンサの残留電圧の値によって変化する。角速度−回転角
度変換の精度向上を図るためには、前記誤差の削減を図
らなければならない。
【０００９】本発明の技術的課題は、原点のずれに起因
する誤差の発生を抑えて、検出精度を向上した回転角度
検出センサを供することである。
する誤差の発生を抑えて、検出精度を向上した回転角度
検出センサを供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】Ａ／Ｄコンバータに入力
する処理回路残留電圧（Ｖｏｆｆ）を下式に示す電圧
に設定することにより、原点のずれに起因する誤差を削
減し、回転角度の検出精度を向上する。
する処理回路残留電圧（Ｖｏｆｆ）を下式に示す電圧
に設定することにより、原点のずれに起因する誤差を削
減し、回転角度の検出精度を向上する。
【００１１】 Ｖｏｆｆ＝（２×Ｎ×Ｖｂ＋Ｖｂ）／２ ・・・・・・・・・・
【００１２】但し、Ｖｂ：Ａ／Ｄコンバータの１ビット
当りの電圧分解能、Ｖｏｆｆ：処理回路残留電圧、Ｎ：
正の整数
当りの電圧分解能、Ｖｏｆｆ：処理回路残留電圧、Ｎ：
正の整数
【００１３】
【発明の実施の形態】処理回路残留電圧（Ｖｏｆｆ）を
式で示すような特定の値に設定することによって、原
点のずれに起因する誤差の発生を抑えて回転角度の検出
精度を向上する。
式で示すような特定の値に設定することによって、原
点のずれに起因する誤差の発生を抑えて回転角度の検出
精度を向上する。
【００１４】以下、本発明の構成を具体的に説明する。
図１は、本発明に基づく回転角度検出センサの原理図で
ある。図１で、ＶｒｅｆはＡ／Ｄコンバータ入力電圧の
最大値であり、０〜Ｖｒｅｆ間を２nで分割して入力を
取っている。ここで、ｎはＡ／Ｄコンバータのビット数
で、分割能を表し、正の整数である。又、Ｎは０〜２n
の間の任意の正の整数である。処理回路残留電圧Ｖｏｆ
ｆを（Ｎ×Ｖｂ）と（Ｎ＋１）×Ｖｂ間の中点に設定す
るようにする。なぜならば、原点のずれに起因する誤差
は、正及び逆方向に角速度センサを同じ角速度で動かし
た場合、Ａ／Ｄコンバータに入力される角速度信号の絶
対値が異なる現象に起因しているものであるからであ
る。従って、前記角速度信号の絶対値を同じにするため
には、処理回路残留電圧を、式で示す値へ調整するこ
とが必要である。
図１は、本発明に基づく回転角度検出センサの原理図で
ある。図１で、ＶｒｅｆはＡ／Ｄコンバータ入力電圧の
最大値であり、０〜Ｖｒｅｆ間を２nで分割して入力を
取っている。ここで、ｎはＡ／Ｄコンバータのビット数
で、分割能を表し、正の整数である。又、Ｎは０〜２n
の間の任意の正の整数である。処理回路残留電圧Ｖｏｆ
ｆを（Ｎ×Ｖｂ）と（Ｎ＋１）×Ｖｂ間の中点に設定す
るようにする。なぜならば、原点のずれに起因する誤差
は、正及び逆方向に角速度センサを同じ角速度で動かし
た場合、Ａ／Ｄコンバータに入力される角速度信号の絶
対値が異なる現象に起因しているものであるからであ
る。従って、前記角速度信号の絶対値を同じにするため
には、処理回路残留電圧を、式で示す値へ調整するこ
とが必要である。
【００１５】図４は、処理回路残留電圧と原点変動の関
係を示す実験データであるが、この場合、Ｖｏｆｆがほ
ぼ２.４３５〜２.４３７Ｖの時、原点ずれが最も少な
く、この値は、式で示される電圧値とほぼ同一であ
る。
係を示す実験データであるが、この場合、Ｖｏｆｆがほ
ぼ２.４３５〜２.４３７Ｖの時、原点ずれが最も少な
く、この値は、式で示される電圧値とほぼ同一であ
る。
【００１６】
【発明の効果】以上に述べたように、圧電振動子を用い
た角速度センサと、前記角速度センサからの出力電圧の
感度及び残留電圧を調整する機能を持つ処理回路と、前
記処理回路からの出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコン
バータと、前記Ａ／Ｄコンバータからの出力より回転角
度計算を行うマイクロコンピュータとからなる回転角度
検出センサにおいて、前記処理回路からの処理回路残留
電圧を前述の式のように設定することにより、回転角
度計算の精度が良好な回転角度検出センサを容易に得る
ことが可能となる。
た角速度センサと、前記角速度センサからの出力電圧の
感度及び残留電圧を調整する機能を持つ処理回路と、前
記処理回路からの出力電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコン
バータと、前記Ａ／Ｄコンバータからの出力より回転角
度計算を行うマイクロコンピュータとからなる回転角度
検出センサにおいて、前記処理回路からの処理回路残留
電圧を前述の式のように設定することにより、回転角
度計算の精度が良好な回転角度検出センサを容易に得る
ことが可能となる。
【図１】本発明に基づく回転角度検出センサの原理を説
明する図。
明する図。
【図２】角速度センサを用いた角速度−回転角度変換の
原理を説明する図。
原理を説明する図。
【図３】デジタル処理による角速度−回転角度変換の原
理を説明する図。
理を説明する図。
【図４】処理回路残留電圧と原点変動の関係を示す図。
Ｖｂ Ａ／Ｄコンバータの１ビット当りの電圧分解能 Ｖｏｕｔ（ｔ） 角速度出力 Ｖｏｆｆ 処理回路残留電圧 Ｖｏｆｆ1 角速度が０の時の出力 Ｎ 正の整数
Claims (1)
- 【請求項１】 圧電振動子を用いた角速度センサと、前
記角速度センサからの出力電圧の感度及び残留電圧を調
整する機能を持つ処理回路と、前記処理回路からの出力
電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄ
コンバータからの出力より回転角度計算を行うマイクロ
コンピュータとからなる回転角度検出センサにおいて、
前記処理回路からの処理回路残留電圧を下式のように設
定したことを特徴とする回転角度検出センサ。 Ｖｏｆｆ＝（２×Ｎ×Ｖｂ＋Ｖｂ）／２ 但し、Ｖｏｆｆ：処理回路残留電圧、Ｖｂ：Ａ／Ｄコン
バータの１ビット当りの電圧分解能、Ｎ：正の整数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17568696A JP3609541B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 回転角度検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17568696A JP3609541B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 回転角度検出センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH102705A true JPH102705A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3609541B2 JP3609541B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=16000474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17568696A Expired - Fee Related JP3609541B2 (ja) | 1996-06-14 | 1996-06-14 | 回転角度検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3609541B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4716951A (en) * | 1983-12-14 | 1988-01-05 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Pneumatic tire |
| CN111220142A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-02 | 北京航空航天大学 | 一种新型超高精度光纤陀螺仪的信号处理方法及装置 |
-
1996
- 1996-06-14 JP JP17568696A patent/JP3609541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4716951A (en) * | 1983-12-14 | 1988-01-05 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Pneumatic tire |
| CN111220142A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-06-02 | 北京航空航天大学 | 一种新型超高精度光纤陀螺仪的信号处理方法及装置 |
| CN111220142B (zh) * | 2020-02-25 | 2020-12-15 | 北京航空航天大学 | 一种新型超高精度光纤陀螺仪的信号处理方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3609541B2 (ja) | 2005-01-12 |
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