JPH10318757A - External force measuring equipment - Google Patents

External force measuring equipment

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JPH10318757A
JPH10318757A JP9147169A JP14716997A JPH10318757A JP H10318757 A JPH10318757 A JP H10318757A JP 9147169 A JP9147169 A JP 9147169A JP 14716997 A JP14716997 A JP 14716997A JP H10318757 A JPH10318757 A JP H10318757A
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output
external force
circuit
subtraction
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Masaaki Ando
雅明 安藤
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an external force measuring equipment in which an external force is detected by an external force detection means and a value obtained by removing noise from a detection value is delivered to an integrating means. SOLUTION: At the post-stage of an angular sensor 1, a subtraction value VEn outputted from a substraction circuit 12 through an A/D conversion circuit 2 is passed through an averaging circuit 13 to produce an averaged value VFn, a decision is made at a decision circuit 14 whether the averaged value VFn comes within a first reference range Vt1 and a circuit 15 outputs a value VHn to be integrating a zero value or the subtraction value VEn selectively to an integrating circuit 16. When the averaged value VFn comes within a second reference range Vt2, a detection signal value Vn outputted from the angular sensor 1 is averaged to produce an averaged value VKn' which is then updated as an offset correction value V02 for the substraction circuit 12. According to the arrangement, random noise component and drift component of the detection signal value Vn can be reduced in the value VHn to be integrated outputted from the circuit 15.

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、例えば加速度セン
サ、角速度センサ等からなる外力検出手段から出力され
る検出信号中に含まれるランダムノイズ、ドリフト等の
成分を除去してから積分して出力する外力計測装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention removes components such as random noise and drift contained in a detection signal output from an external force detecting means such as an acceleration sensor and an angular velocity sensor, and outputs the signal after integration. The present invention relates to an external force measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、従来技術による外力計測装置
は、例えば回転角を検出する装置の場合には、被測定物
となる移動体の回転角を検出するために、角速度信号を
積分して検出するようにしている。
2. Description of the Related Art In general, in the case of a device for detecting a rotation angle, an external force measuring device according to the prior art detects and integrates an angular velocity signal in order to detect a rotation angle of a moving body to be measured. I am trying to do it.

【0003】しかし、角速度に対応した信号を積分して
変位角度を求める場合には、ジャイロセンサ等の角速度
センサによって検出された検出信号を積分するときに、
積分の基準値となるセンサの検出値零が温度変化等の影
響によりドリフトしてしまい、変位角度を示す積分値に
このドリフト成分が誤差として累積してしまう。また、
この誤差は時間経過に伴って大きくなるため、変位角度
を検出する際の大きな問題となっている。
However, when a displacement angle is obtained by integrating a signal corresponding to an angular velocity, when integrating a detection signal detected by an angular velocity sensor such as a gyro sensor,
The zero detection value of the sensor, which is a reference value for integration, drifts due to a change in temperature or the like, and this drift component accumulates as an error in the integration value indicating the displacement angle. Also,
Since this error increases with the passage of time, it is a major problem when detecting the displacement angle.

【0004】この誤差を除去するために、一の従来技術
として、特公平4−76611号(特開昭63−780
19号)公報に示すような積分型角度検出方法が知られ
ている。
In order to eliminate this error, Japanese Patent Publication No. 4-76611 (JP-A-63-780) discloses one prior art.
No. 19) There is known an integral angle detection method as disclosed in the official gazette.

【0005】この従来技術は、センサから出力される検
出信号が積分の基準値から基準範囲内にあるときには積
分を中止し、検出信号がこの範囲を越えた時点の一定時
間前から基準範囲内に入った時点の一定時間後までの
間、検出信号の積分を実行するという不感帯処理を行う
もので、ランダムノイズやドリフトがこの基準範囲内に
あるときには、このノイズ成分を除去することができ、
安定した変位角度信号を得ることができる。
In this prior art, when a detection signal output from a sensor is within a reference range from a reference value of integration, integration is stopped, and the detection signal is within a reference range from a predetermined time before the detection signal exceeds this range. Until a certain time after entering, the dead band processing of performing the integration of the detection signal is performed, and when random noise or drift is within this reference range, this noise component can be removed,
A stable displacement angle signal can be obtained.

【0006】また、積分の基準値となる検出値零が温度
変動等により大きくドリフトする場合の対策としては、
特開平7−324941号公報(以下、他の従来技術と
いう)に示すようなオフセットドリフト補正装置が知ら
れている。
As a countermeasure against a case where the detected value zero, which is a reference value for integration, greatly drifts due to temperature fluctuation, etc.,
2. Description of the Related Art An offset drift correction device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-324941 (hereinafter referred to as another conventional technology) is known.

【0007】この従来技術によるオフセットドリフト補
正装置は、角速度を検出する角速度センサと、該角速度
センサから出力される検出信号によって、移動体が旋回
動作中か否かを判定する旋回判定手段と、該旋回判定手
段によって移動体が旋回動作中でないと判断したとき
に、補正角速度を平滑した平均角速度を用いて角速度セ
ンサのオフセット補正値を推定して修正する適応フィル
タとから構成される。
The offset drift correction device according to the prior art includes an angular velocity sensor for detecting an angular velocity, turning determination means for determining whether or not the moving body is performing a turning operation based on a detection signal output from the angular velocity sensor; And an adaptive filter for estimating and correcting an offset correction value of the angular velocity sensor using the average angular velocity obtained by smoothing the corrected angular velocity when the turning determination means determines that the moving body is not performing a turning operation.

【0008】そして、この従来技術によるオフセットド
リフト補正装置は、角速度センサからの出力とその時刻
で推定された適応フィルタからの出力の差が推定値の誤
差量となり、この値を平均化して、前記旋回判定手段で
旋回中でないと判定したときだけ、適応フィルタを用い
てオフセット補正値を更新する。これにより、十分な時
間経過後には角速度センサのオフセット補正値が適応フ
ィルタからの出力に収束し、推定オフセット補正値を角
速度センサから差し引いた補正角速度を正確な角速度と
して処理することによって検出信号が温度ドリフトする
のを防止し、ドリフト成分をキャンセルすることができ
る。
In the offset drift correction apparatus according to the prior art, the difference between the output from the angular velocity sensor and the output from the adaptive filter estimated at that time becomes an error amount of the estimated value, and this value is averaged. Only when it is determined that the vehicle is not turning by the turning determination means, the offset correction value is updated using the adaptive filter. As a result, after a sufficient time has elapsed, the offset correction value of the angular velocity sensor converges to the output from the adaptive filter, and the corrected angular velocity obtained by subtracting the estimated offset correction value from the angular velocity sensor is processed as an accurate angular velocity. Drift can be prevented and the drift component can be canceled.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した一
の従来技術による積分型角度検出方法では、ドリフトと
ランダムノイズの成分を除去して安定した積分信号を得
るためには、基準範囲を検出信号のランダムノイズに対
して十分に大きな値に設定する必要がある。このよう
に、基準範囲を大きく設定すると、回転速度が低速の場
合には角速度は基準範囲よりも小さくなり、実際には回
転しているにも拘らず、角速度が零に設定されてしま
い、低速時における変位角度が計測できなくなる。
In the above-described integral angle detection method according to the prior art, in order to remove drift and random noise components and obtain a stable integrated signal, the reference range is determined by the detection signal. Needs to be set to a sufficiently large value for the random noise. As described above, when the reference range is set to be large, when the rotation speed is low, the angular speed becomes smaller than the reference range. The displacement angle at the time cannot be measured.

【0010】一方、この従来技術において、低速時でも
角度が計測できるように基準範囲を小さく設定すると、
基準範囲を越えたランダムノイズに対しても積分を実行
してしまい、正確な変位角度を計測することができない
という問題がある。
On the other hand, in this prior art, when the reference range is set small so that the angle can be measured even at low speed,
There is a problem in that integration is performed even for random noise exceeding the reference range, and an accurate displacement angle cannot be measured.

【0011】また、他の従来技術によるオフセットドリ
フト補正装置は、オフセット補正値を遂次変化させるも
ので、適応フィルタからオフセットの推定値を求めるよ
うとすると時間遅れが生じて、実際の真のオフセット補
正値と推定オフセット補正値との間にずれが生じる。こ
のため、ずれた分が積分値に影響し、静止しているにも
拘らず角度値が変化するという誤差が生じる可能性があ
る。
Another conventional apparatus for offset drift correction is to sequentially change an offset correction value. When an estimated value of an offset is obtained from an adaptive filter, a time delay occurs, and an actual true offset value is corrected. A shift occurs between the correction value and the estimated offset correction value. For this reason, there is a possibility that the deviation affects the integral value, and an error occurs in which the angle value changes despite being stationary.

【0012】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は簡単な処理によって、検出信号
中のドリフト成分、ランダムノイズ成分等を同時に除去
することのできる外力計測装置を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention provides an external force measuring apparatus capable of simultaneously removing a drift component, a random noise component, and the like in a detection signal by a simple process. It is intended to be.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明による外力計測装置は、図1に
示すように、被測定物に加わる外力を検出信号として検
出する外力検出手段101と、該外力検出手段101か
ら出力される検出信号の検出値よりオフセット補正値を
減算する減算手段102と、該減算手段102から出力
される減算値を平滑化した平均値として出力する平滑手
段103と、前記外力検出手段101に外力が作用して
いるか否かを平滑化した平均値を用いて判定する判定手
段104と、該判定手段104によって外力が作用して
いないと判定したときには零値を被積分値として出力
し、外力が作用していると判定したときには前記減算手
段102から出力される減算値を被積分値として出力す
る被積分値出力手段105と、該被積分値出力手段10
5から出力される被積分値を積分し、積分結果を計測値
として出力する積分手段106とから構成したことにあ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, an external force measuring device according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, detects an external force applied to an object to be measured as a detection signal. Means 101, a subtraction means 102 for subtracting the offset correction value from the detection value of the detection signal output from the external force detection means 101, and a smoothing means for outputting the subtracted value output from the subtraction means 102 as a smoothed average value Means 103, determining means 104 for determining whether or not an external force is acting on the external force detecting means 101 using a smoothed average value, and zero if the determining means 104 determines that no external force is acting. Means for outputting a value as an integrand, and when it is determined that an external force is acting, an integrand output means for outputting a subtraction value output from said subtraction means 102 as an integrand. 05, 該被 integrated value output means 10
And an integration means 106 for integrating the integrand output from the control unit 5 and outputting the integration result as a measured value.

【0014】このように構成することにより、減算手段
102では、外力検出手段101から出力された検出値
からオフセット補正値を減算し、平滑手段103ではこ
の減算値を平滑化した平均値として出力する。これによ
り、ランダムノイズを滑らかにして該ノイズの波高値を
低減することができる。
With this configuration, the subtraction means 102 subtracts the offset correction value from the detection value output from the external force detection means 101, and the smoothing means 103 outputs the subtracted value as a smoothed average value. . This makes it possible to smooth the random noise and reduce the peak value of the noise.

【0015】また、判定手段104では、平滑手段10
3から出力される平均値が基準範囲内にあるか否かで、
外力検出手段101に真に外力が加わっているか否かを
判定する。被積分値出力手段105では、該判定手段1
04で真に外力が加わっていないノイズと判定したとき
には零値を被積分値として出力し、真に外力が加わって
いると判定したときには前記減算手段102から出力さ
れる減算値を被積分値として出力する。これにより、被
積分値出力手段105から出力される被積分値中のラン
ダムノイズを低減でき、積分手段106で積分した計測
値中の誤差を低減できる。
[0015] In the determination means 104, the smoothing means 10
Whether the average value output from 3 is within the reference range,
It is determined whether or not an external force is truly applied to the external force detecting means 101. In the integrand output means 105, the determination means 1
When it is determined in step 04 that the noise is truly applied with no external force, the zero value is output as the integrand value, and when it is determined that the external force is truly applied, the subtraction value output from the subtraction means 102 is used as the integrand value Output. Thereby, random noise in the integrand output from the integrand output means 105 can be reduced, and errors in the measured values integrated by the integration means 106 can be reduced.

【0016】しかも、平滑手段103では減算値を平滑
化することにより、減算値に含まれるランダムノイズの
波高値を小さくできるから、被積分値出力手段105に
おける基準範囲の設定を小さくすることができ、外力検
出手段101に真に外力が加わっていると判定できる範
囲を広げることができ、小さい外力が印加された場合で
もこの外力を検知できる。
Moreover, the smoothing means 103 smoothes the subtraction value, so that the peak value of the random noise included in the subtraction value can be reduced. Therefore, the setting of the reference range in the integrand value output means 105 can be reduced. Thus, the range in which the external force can be determined to be truly applied to the external force detecting means 101 can be expanded, and even when a small external force is applied, this external force can be detected.

【0017】また、請求項2の発明による外力計測装置
は、図2に示すように、被測定物に加わる外力を検出信
号として検出する外力検出手段201と、該外力検出手
段201から出力される検出信号の検出値よりオフセッ
ト補正値を減算する減算手段202と、該減算手段20
2から出力される減算値を平滑化した第1の平均値とし
て出力する第1の平滑手段203と、前記外力検出手段
201に外力が作用しているか否かを前記第1の平均値
を用いて判定する第1の判定手段204と、該第1の判
定手段204によって外力が作用していないと判定した
ときには零値を被積分値として出力し、外力が作用して
いると判定したときには前記減算手段202から出力さ
れる減算値を被積分値として出力する被積分値出力手段
205と、該被積分値出力手段205から出力される被
積分値を積分し、積分結果を計測値として出力する積分
手段206と、前記減算手段202によって減算すると
きのオフセット補正値を更新するか否かを前記第1の平
均値を用いて判定する第2の判定手段207と、該第2
の判定手段207によってオフセット補正値を更新する
第1の平均値が第2の基準範囲内にあると判定したとき
には、前記外力検出手段201から出力される検出値を
平滑化した第2の平均値として出力する第2の平滑手段
208と、該第2の平滑手段208から出力される第2
の平均値を前記減算手段202のオフセット補正値とし
て更新するオフセット補正値更新手段209とから構成
したことにある。
The external force measuring device according to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, includes an external force detecting means 201 for detecting an external force applied to an object to be measured as a detection signal, and an output from the external force detecting means 201. Subtraction means 202 for subtracting the offset correction value from the detection value of the detection signal;
A first smoothing means 203 for outputting a subtracted value output from 2 as a smoothed first average value, and whether or not an external force is acting on the external force detecting means 201 is determined by using the first average value. The first determining means 204 determines whether or not an external force is applied. When the first determining means 204 determines that no external force is applied, a zero value is output as an integrand. Integral value output means 205 for outputting a subtraction value output from subtraction means 202 as an integrand value, and integrand value output from integrand value output means 205 for integration, and outputting the integration result as a measurement value An integrating means 206, a second determining means 207 for determining whether or not to update the offset correction value at the time of subtraction by the subtracting means 202, using the first average value;
When the determination means 207 determines that the first average value for updating the offset correction value is within the second reference range, the second average value obtained by smoothing the detection value output from the external force detection means 201 And a second smoothing means 208 which outputs the second
And an offset correction value updating means 209 for updating the average value of the subtraction means 202 as an offset correction value of the subtracting means 202.

【0018】このように構成することにより、請求項1
の発明と同様に、第1の平滑手段203では減算値を平
滑化することにより、減算値に含まれるランダムノイズ
の波高値を小さくでき、第1の判定手段204における
判定基準を低くでき、外力検出手段201に真に外力が
加わっていると判定できる範囲を広げることができ、実
際の外力に近い被積分値を得ることができる。
According to this structure, the first aspect of the present invention is provided.
Similarly to the invention of the first aspect, the first smoothing means 203 smoothes the subtraction value, so that the peak value of the random noise included in the subtraction value can be reduced, and the criterion of the first determination means 204 can be lowered, and the external force The range in which it can be determined that an external force is truly applied to the detecting means 201 can be expanded, and an integrand close to the actual external force can be obtained.

【0019】しかも、第2の判定手段207では、第1
の平均値を用いてオフセット補正値を更新するか否かを
判定し、オフセット補正値を更新すると判定したときに
は、第2の平滑手段208で前記外力検出手段201か
ら出力される検出値を第2の平均値とし、オフセット補
正値更新手段209でこの平均値を、前記減算手段20
2のオフセット補正値として更新する。これにより、減
算手段202で検出値からこのオフセット補正値を常に
減算することにより、検出値中のドリフト成分を低減す
ることができ、実際の角速度により近い被積分値を被積
分値出力手段205から積分手段206に向けて出力す
ることができる。
In addition, the second determining means 207 determines whether the first
It is determined whether or not to update the offset correction value using the average value of the above. If it is determined that the offset correction value is to be updated, the second smoothing means 208 outputs the detection value output from the external force detection means 201 to the second value. And the offset correction value updating means 209 calculates the average value by the subtraction means 20.
2 is updated as the offset correction value. Thus, the drift component in the detected value can be reduced by always subtracting this offset correction value from the detected value by the subtracting means 202, and the integrand value closer to the actual angular velocity can be output from the integrand value output means 205. It can be output to the integration means 206.

【0020】さらに、請求項3の発明では、被測定物に
加わる外力を検出信号として検出する外力検出手段30
1と、該外力検出手段301から出力される検出信号の
検出値よりオフセット補正値を減算する減算手段302
と、該減算手段302から出力される減算値を平滑化し
た第1の平均値として出力する第1の平滑手段303
と、前記外力検出手段301に外力が作用しているか否
かを判定するために、該第1の平滑手段303から出力
される第1の平均値が予め定められた第1の基準範囲内
にあるか否かを判定する第1の判定手段304と、該第
1の判定手段304によって第1の平均値が第1の基準
範囲内にあると判定したときには零値を被積分値として
出力し、第1の平均値が第1の基準範囲外にあると判定
したときには前記減算手段302から出力される減算値
を被積分値として出力する被積分値出力手段305と、
該被積分値出力手段305から出力される被積分値を積
分し、積分結果を計測値として出力する積分手段306
と、前記減算手段302によって減算するときのオフセ
ット補正値を更新するか否かを判定するために、前記減
算手段302から出力される減算値が予め定められた第
2の基準範囲内にあるか否かを判定する第2の判定手段
307と、該第2の判定手段307によって減算値が第
2の基準範囲内にあると判定したときには、前記外力検
出手段301から出力される検出値を平滑化した第2の
平均値として出力する第2の平滑手段308と、該第2
の平滑手段308から出力される第2の平均値を前記減
算手段のオフセット補正値として更新するオフセット補
正値更新手段309とから構成したことにある。
Further, according to the third aspect of the present invention, the external force detecting means 30 detects an external force applied to the object to be measured as a detection signal.
1 and a subtraction means 302 for subtracting an offset correction value from a detection value of a detection signal output from the external force detection means 301.
And a first smoothing means 303 for outputting a subtracted value output from the subtracting means 302 as a smoothed first average value.
And a first average value output from the first smoothing means 303 is determined to be within a predetermined first reference range in order to determine whether an external force is acting on the external force detecting means 301. A first determining means 304 for determining whether or not there is a signal, and outputting a zero value as an integrand value when the first determining means 304 determines that the first average value is within a first reference range. An integrand output means 305 for outputting the subtraction value output from the subtraction means 302 as an integrand value when it is determined that the first average value is outside the first reference range;
An integrator 306 for integrating the integrand output from the integrator output 305 and outputting the integration result as a measured value;
And whether the subtraction value output from the subtraction means 302 is within a predetermined second reference range in order to determine whether or not to update the offset correction value when subtraction is performed by the subtraction means 302. A second determining means 307 for determining whether or not the subtraction value is within a second reference range, the detection value output from the external force detecting means 301 is smoothed. A second smoothing means 308 for outputting as a converted second average value,
And an offset correction value updating means 309 for updating the second average value output from the smoothing means 308 as an offset correction value of the subtracting means.

【0021】このように構成することにより、請求項1
の発明と同様に、第1の平滑手段303では減算値を平
滑化することにより、減算値に含まれるランダムノイズ
の波高値を小さくでき、第1の判定手段304における
第1の基準範囲の設定を小さくでき、外力検出手段30
1に真に外力が加わっていると判定できる範囲を広げる
ことができ、実際の外力に近い被積分値を得ることがで
きる。
According to this structure, the first aspect of the present invention is provided.
Similarly to the first invention, the first smoothing means 303 smoothes the subtraction value, thereby reducing the peak value of random noise included in the subtraction value, and setting the first reference range in the first determination means 304. And the external force detecting means 30
The range in which it can be determined that an external force is truly applied to 1 can be expanded, and an integrand close to the actual external force can be obtained.

【0022】しかも、第2の判定手段307では、減算
手段202から出力される減算値が第2の基準範囲内に
あるか否かを判定し、減算値が基準範囲内にあると判定
したときには、第2の平滑手段308で前記外力検出手
段301から出力される検出値を第2の平均値とし、オ
フセット補正値更新手段309でこの平均値を、前記減
算手段302のオフセット補正値として更新する。これ
により、減算手段302で検出値からこのオフセット補
正値を常に減算することにより、外力検出手段301で
検出される検出値中のドリフト成分(温度ドリフト等)
を低減することができ、実際の角速度により近い被積分
値を被積分値出力手段305から積分手段306に向け
て出力することができる。
Further, the second determination means 307 determines whether the subtraction value output from the subtraction means 202 is within a second reference range, and determines that the subtraction value is within the reference range. The second smoothing means 308 uses the detection value output from the external force detecting means 301 as a second average value, and the offset correction value updating means 309 updates this average value as the offset correction value of the subtraction means 302. . As a result, the offset correction value is always subtracted from the detected value by the subtraction means 302, so that a drift component (temperature drift, etc.) in the detection value detected by the external force detection means 301
Can be reduced, and an integrand closer to the actual angular velocity can be output from the integrand output means 305 to the integration means 306.

【0023】請求項4の発明では、図2、図3に示すよ
うに、第2の判定手段207(307)における第2の
基準範囲を、当該装置の起動時には通常処理時の範囲よ
りも大きく設定したことにある。
According to the fourth aspect of the present invention, as shown in FIGS. 2 and 3, the second reference range in the second determination means 207 (307) is larger than the range during normal processing when the apparatus is activated. I have set it.

【0024】上記構成により、装置の起動時には外力検
出手段201(301)等の動作が不安定となった場合
でも、第2の基準範囲を大きくすることで、起動時にお
ける大きなドリフトを補正でき、減算手段202(30
2)から出力される減算値を安定させて出力することが
できる。
With the above configuration, even if the operation of the external force detecting means 201 (301) becomes unstable at the time of starting the apparatus, a large drift at the time of starting can be corrected by increasing the second reference range. Subtraction means 202 (30
The subtraction value output from 2) can be output stably.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
添付図面に従って詳細に説明する。ここで、図4ないし
図26は本発明による実施例を示すに、本実施例では、
外力計測装置として角速度計測装置を例に挙げて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Here, FIGS. 4 to 26 show an embodiment according to the present invention.
An angular velocity measuring device will be described as an example of the external force measuring device.

【0026】まず、第1の実施例を図4ないし図7に基
づいて説明する。
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0027】1は本実施例による角速度センサで、該角
速度センサ1は被測定物となる移動体(図示せず)に設
けられ、該角速度センサ1は、コリオリ力を用いて角速
度を検出するジャイロセンサ等が用いられている。
Reference numeral 1 denotes an angular velocity sensor according to the present embodiment. The angular velocity sensor 1 is provided on a moving object (not shown) to be measured, and the angular velocity sensor 1 detects a gyro using Coriolis force. Sensors and the like are used.

【0028】2はアナログ−ディジタル変換回路(以下
A/D変換回路という)で、該A/D変換回路2は前記
角速度センサ1から読込んだアナログ検出信号を所定時
間毎に読込んで、アナログ信号をディジタル信号に変換
して、検出値Vinを出力するものである。
Reference numeral 2 denotes an analog-to-digital conversion circuit (hereinafter referred to as an A / D conversion circuit). The A / D conversion circuit 2 reads an analog detection signal read from the angular velocity sensor 1 at predetermined time intervals, and outputs an analog signal. Is converted into a digital signal, and a detection value Vin is output.

【0029】3はA/D変換回路2の次段に設けられた
演算回路を示し、該演算回路3は後述する減算回路4、
平滑回路5、判定回路6、被積分値出力回路7、積分回
路8等から大略構成されている。
Reference numeral 3 denotes an arithmetic circuit provided at the next stage of the A / D conversion circuit 2. The arithmetic circuit 3 includes a subtraction circuit 4, which will be described later.
It is roughly composed of a smoothing circuit 5, a determination circuit 6, an integrand value output circuit 7, an integration circuit 8, and the like.

【0030】ここで、演算回路3の構成について説明す
るに、減算回路4は、角速度センサ1から検出されたn
番目の検出信号値Vn から予め設定されたオフセット補
正値V01を減算して減算値VAnを得るもので、下記の数
1のようにして算出される。
Here, the configuration of the arithmetic circuit 3 will be described.
The subtraction value VAn is obtained by subtracting a preset offset correction value V01 from the th detection signal value Vn, and is calculated by the following equation (1).

【0031】[0031]

【数1】VAn=Vn −V01## EQU1 ## Van = Vn-V01

【0032】平滑回路5は、前記減算回路4から出力さ
れる減算値VAnの移動平均を下記の数2のように演算し
て平均値VBnを算出する。これにより、該平均値VBn
は、高周波分を平滑化して減算値VAn中のランダムノイ
ズを低減する。
The smoothing circuit 5 calculates the moving average of the subtraction value Van output from the subtraction circuit 4 as in the following equation 2 to calculate the average value VBn. Thereby, the average value VBn
Reduces the random noise in the subtraction value Van by smoothing the high frequency component.

【0033】[0033]

【数2】 但し、M1 :2以上の整数(Equation 2) Where M1 is an integer of 2 or more

【0034】また、判定回路6には、付設された記憶回
路6A内に角速度センサ1に角速度が加わっているか否
かを判定するための基準範囲Vs が記憶されている。そ
して、該判定回路6は、平滑回路5から出力される移動
平均値VBnが基準範囲Vs 内にあるか否かを判定し、基
準範囲Vs 内にあると判定したときには判定信号VCを
被積分値出力回路7に向けて出力する。
The determination circuit 6 stores a reference range Vs for determining whether or not an angular velocity is applied to the angular velocity sensor 1 in an attached storage circuit 6A. Then, the determination circuit 6 determines whether or not the moving average value VBn output from the smoothing circuit 5 is within the reference range Vs. When it is determined that the moving average value VBn is within the reference range Vs, the determination signal VC is converted to the integrand value. Output to the output circuit 7.

【0035】被積分値出力回路7は、判定回路6から出
力される判定信号VC を受けて、該判定信号VC の入力
があるときには零値を被積分値VDnとし、判定信号VC
の入力がないときには前記減算回路4から出力される減
算値VAnを被積分値VDnとして出力する。このように、
該被積分値出力回路7は判定信号VC の有無によって零
値と減算値VAnとを選択し、この信号を被積分値VDnと
して出力するスイッチング動作を行っている。
The integrand output circuit 7 receives the judgment signal VC output from the judgment circuit 6, and when the judgment signal VC is input, sets the zero value to the integrand VDn and sets the judgment signal VC to zero.
When there is no input, the subtraction value Van output from the subtraction circuit 4 is output as the integrand value VDn. in this way,
The integrand value output circuit 7 performs a switching operation of selecting a zero value and a subtraction value Van depending on the presence or absence of the determination signal VC, and outputting this signal as the integrand value VDn.

【0036】積分回路8は、被積分値出力回路7から出
力される被積分値VDnを積分し、この結果を変位角度θ
n を示す計測値VOnとして信号出力回路9に出力する。
The integrating circuit 8 integrates the integrand value VDn output from the integrand value output circuit 7 and outputs the result as the displacement angle θ.
It outputs to the signal output circuit 9 as a measurement value VOn indicating n.

【0037】さらに、9は演算回路3の次段に設けられ
た信号出力回路で、該信号出力回路9は演算回路3で演
算された計測値VOnを後続された回路(図示せず)に出
力する。
Further, reference numeral 9 denotes a signal output circuit provided at the next stage of the arithmetic circuit 3, and the signal output circuit 9 outputs the measured value VOn calculated by the arithmetic circuit 3 to a subsequent circuit (not shown). I do.

【0038】次に、図5の処理プログラムに基づいて、
演算回路3の被積分値出力処理の動作について説明す
る。
Next, based on the processing program of FIG.
The operation of the integrand output processing of the arithmetic circuit 3 will be described.

【0039】まず、ステップ1では、所定時間毎(例え
ば、20mS)に角速度センサ1から出力される検出信
号値Vn を読込み(図6の波形(イ)参照)、ステップ
2では、読込んだ検出信号値Vn から予め設定されたオ
フセット補正値V01を減算した減算値VAnを、Vn −V
01として演算する(図6の波形(ロ)参照)。
First, in step 1, the detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 is read every predetermined time (for example, 20 mS) (see the waveform (a) in FIG. 6). A subtraction value Van obtained by subtracting a preset offset correction value V01 from the signal value Vn is represented by Vn-V
The calculation is performed as 01 (see the waveform (b) in FIG. 6).

【0040】ステップ3では、減算値VAnの移動平均値
VBnを前記数2に基づいて演算し、減算値VAnに加わっ
ているランダムノイズを低減させることにより、図7の
波形(ハ)のような平均値VBnを得る。
In step 3, a moving average value VBn of the subtraction value Van is calculated based on the above equation (2) to reduce the random noise added to the subtraction value Van, thereby obtaining a waveform as shown in FIG. An average value VBn is obtained.

【0041】ステップ4では、この平均値VBnが基準範
囲Vs 内にあるか否かを判定し、「YES」と判定した
場合には、検出信号値Vn は角速度センサ1に角速度が
加わっていないときのノイズであると判断してステップ
5に移る。そして、ステップ5では減算値VAnを零値に
設定する(図7の波形(ホ)の領域a参照)。
In step 4, it is determined whether or not the average value VBn is within the reference range Vs. If "YES" is determined, the detection signal value Vn is determined when the angular velocity is not applied to the angular velocity sensor 1. And the process proceeds to step S5. Then, in step 5, the subtraction value Van is set to a zero value (see the area a of the waveform (e) in FIG. 7).

【0042】一方、ステップ4で「NO」と判定した場
合には、平均値VBnが基準範囲Vsを越えた場合である
から、角速度センサ1に真に角速度が加わっていると判
断してステップ6に移る。そして、ステップ6では減算
値VAnをそのまま出力する(図7の波形(ホ)の領域b
参照)。
On the other hand, if "NO" is determined in step 4, it is determined that the average value VBn exceeds the reference range Vs. Move on to In step 6, the subtraction value Van is output as it is (the region b of the waveform (e) in FIG. 7).
reference).

【0043】さらに、ステップ7では、このように設定
された減算値VAnを被積分値VDnに置換し、ステップ8
では、この被積分値VDnを積分して計測値VOnを得る
(図7の波形(ヘ)参照)。そして、ステップ9にてリ
ターンする。
Further, in step 7, the subtraction value Van set in this way is replaced with the integrand value VDn, and in step 8
Then, the integrand value VDn is integrated to obtain a measurement value VOn (see waveform (f) in FIG. 7). Then, the process returns in step 9.

【0044】次に、図6と図7の波形図に基づいて、本
実施例による角速度計測装置の具体的な作用について、
図5の処理との関係において説明する。
Next, based on the waveform diagrams of FIGS. 6 and 7, the specific operation of the angular velocity measuring device according to the present embodiment will be described.
This will be described in relation to the processing in FIG.

【0045】まず、図6中で上段の波形(イ)は角速度
センサ1からA/D変換回路2を介して演算回路3に入
力される検出信号値Vn 、下段の波形(ロ)はVn −V
01により減算されて減算回路4から出力される減算値V
Anをそれぞれ示す。また、図7中で上段の波形(ハ)は
減算値VAnを前記数2のように移動平均して平滑回路5
から出力される平均値VBn、波形(ニ)は判定回路6か
ら出力される判定信号VC 、波形(ホ)は被積分値出力
回路7から出力される被積分値VDnをそれぞれ示し、下
段の波形(ヘ)は積分回路8から出力される計測値VOn
を示す。
First, in FIG. 6, the upper waveform (a) is the detection signal value Vn input from the angular velocity sensor 1 to the arithmetic circuit 3 via the A / D conversion circuit 2, and the lower waveform (b) is Vn- V
01 and the subtraction value V output from the subtraction circuit 4
An is shown respectively. In the upper waveform (c) in FIG. 7, the smoothing circuit 5 calculates the moving average of the subtraction value Van as in the above equation (2).
, The waveform (d) indicates the judgment signal VC output from the judgment circuit 6, and the waveform (e) indicates the integrand value VDn output from the integrand output circuit 7, respectively. (F) is the measured value VOn output from the integration circuit 8
Is shown.

【0046】まず、図6中の波形(イ)の検出信号値V
n は、温度変化、経時劣化等によるドリフト信号Dを傾
きとした右上りの波形となる。また、角速度が加わって
いない部分にはランダムノイズが重畳している。
First, the detection signal value V of the waveform (a) in FIG.
n is a waveform on the upper right with the slope of the drift signal D due to temperature change, aging, and the like. In addition, random noise is superimposed on a portion where no angular velocity is applied.

【0047】ステップ2の処理により、減算値VAnを算
出し、波形(ロ)のようにオフセット補正値V01分だけ
減算してシフトさせる。次に、ステップ3の処理によ
り、ノイズ分を低減させるために数2の移動平均を演算
し、波形(ハ)のように周波数の高い波形を除去し、ノ
イズ成分を低減する。
By the process of step 2, the subtraction value Van is calculated, and the subtraction is performed by subtracting the offset correction value V01 as shown in the waveform (b). Next, in the process of step 3, the moving average of Expression 2 is calculated in order to reduce the noise component, and a waveform having a high frequency such as a waveform (c) is removed to reduce noise components.

【0048】ステップ4〜7の処理では、平均値VBnが
基準範囲Vs 内にある場合、即ち領域a,aのときに
は、波形(二)に示す判定信号VC を判定回路6から被
積分値出力回路7に向けて出力し、該被積分値出力回路
7では、この判定信号VC を受けて減算値VAnを零に設
定し、この減算値VAnを被積分値VDnとして積分回路8
に出力する(波形(ホ)の領域a参照)。
In the processing of steps 4 to 7, when the average value VBn is within the reference range Vs, that is, in the regions a and a, the judgment signal VC shown in the waveform (2) is output from the judgment circuit 6 to the integrand output circuit. 7, the integrand output circuit 7 receives the judgment signal VC, sets the subtraction value Van to zero, and sets the subtraction value Van as the integrand value VDn.
(See region a of waveform (e)).

【0049】一方、平均値VBnが基準範囲Vs 外にある
場合、即ち領域bのときには、判定信号VC は出力され
ていないから、被積分値出力回路7では、この判定信号
VCを受けて減算値VAnをそのまま出力し、被積分値出
力回路7からはこの減算値VAnを被積分値VDnとして積
分回路8に出力する(波形(ホ)の領域b参照)。
On the other hand, when the average value VBn is out of the reference range Vs, that is, when the average value VBn is in the region b, the judgment signal VC is not output. VAn is output as it is, and the subtracted value Van is output from the integrand value output circuit 7 to the integrator circuit 8 as the integrand value VDn (see the area b of the waveform (e)).

【0050】このように構成される本実施例の角速度計
測装置においては、積分回路8に入力される被積分値V
Dnを、検出信号値Vn 中のドリフト成分とランダムノイ
ズ成分とを除去した波形に設定でき、この被積分値VDn
をステップ8の処理により積分することによって、正確
な変位角度θn を検出することができる(図7中の波形
(ヘ)参照)。
In the angular velocity measuring apparatus according to the present embodiment having such a configuration, the integrand value V
Dn can be set to a waveform from which the drift component and the random noise component in the detection signal value Vn have been removed, and the integrand value VDn
Is integrated by the processing in step 8, it is possible to detect an accurate displacement angle θn (see waveform (f) in FIG. 7).

【0051】また、減算回路4と判定回路6との間に平
滑回路5を設けたから、該平滑回路5から出力される平
均値VBnには検出信号値Vn または減算値VAnに含まれ
るランダムノイズを低減することができる。
Since the smoothing circuit 5 is provided between the subtracting circuit 4 and the judging circuit 6, the average value VBn output from the smoothing circuit 5 contains the random noise included in the detection signal value Vn or the subtraction value Van. Can be reduced.

【0052】これにより、判定回路6では、平滑回路5
から出力される平均値VBnと基準範囲Vs とを比較し、
角速度センサ1に角速度が加わっているか否かを判定す
るようにしたから、判定対象となる平均値VBn中のノイ
ズを低減することにより、角速度センサ1に角速度が真
に加わっているか否かの判定を正確に行うことができ
る。
As a result, in the judgment circuit 6, the smoothing circuit 5
Is compared with the reference range Vs,
Since it is determined whether or not the angular velocity is applied to the angular velocity sensor 1, it is determined whether or not the angular velocity is truly applied to the angular velocity sensor 1 by reducing the noise in the average value VBn to be determined. Can be performed accurately.

【0053】さらに、判定回路6では、平均値VBnと基
準範囲Vs とを比較することにより判定を行っているか
ら、平滑回路5により減算値VAn中のノイズが低減した
分だけ、ノイズによって基準範囲Vt を越えるのを低減
できる。そして、被積分値出力回路7から出力される被
積分値VDnには、ノイズを被積分値VDnとして出力され
るのを低減することができる。
Further, since the judgment circuit 6 makes the judgment by comparing the average value VBn with the reference range Vs, the noise in the subtraction value Van by the smoothing circuit 5 is reduced by the noise in the reference range. Exceeding Vt can be reduced. The output of the integrand value VDn output from the integrand value output circuit 7 can be reduced as noise is output as the integrand value VDn.

【0054】しかも、一の従来技術のようにノイズによ
る誤検出を防止するために、不感帯処理の領域となる基
準範囲を大きく設定する必要もなくなり、角速度センサ
1に加わる角速度が小さいときでも角速度に対応した角
度変位θn を測定することができ、角速度の検出感度を
高めることができる。
Further, in order to prevent erroneous detection due to noise as in the prior art, it is not necessary to set a large reference range serving as a dead zone processing area, and even when the angular velocity applied to the angular velocity sensor 1 is small, the angular velocity is reduced. The corresponding angular displacement θn can be measured, and the detection sensitivity of the angular velocity can be increased.

【0055】なお、本実施例では、検出信号値Vn にラ
ンダムノイズとドリフトの成分が重畳した場合について
補正するために、基準範囲Vs を大きく設定している
が、ランダムノイズだけが重畳した検出信号値Vn の場
合には、基準範囲Vs を小さく設定でき、角速度の検出
範囲を広げることができる。
In this embodiment, the reference range Vs is set large in order to correct the case where the random noise and the drift component are superimposed on the detection signal value Vn. In the case of the value Vn, the reference range Vs can be set small, and the detection range of the angular velocity can be widened.

【0056】次に、図8ないし図13に基づいて、本発
明による第2の実施例について説明する。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0057】本実施例の特徴は、第1の実施例による被
積分値出力処理に加えてオフセット補正値更新設定処理
を行うものである、そして、このオフセット補正値更新
設定処理は、減算値を平滑化した平均値が第2の基準範
囲内にあるか否かを判定し、平均値が第2の基準範囲内
にあると判定したときには、前記外力検出手段から出力
される検出値を平滑した平均値を減算手段によって減算
するときのオフセット補正値として更新設定したもので
ある。
The feature of this embodiment is that the offset correction value update setting process is performed in addition to the integrand value output process according to the first embodiment. It is determined whether or not the smoothed average value is within a second reference range, and when it is determined that the average value is within the second reference range, the detection value output from the external force detection means is smoothed. This is updated and set as an offset correction value when the average value is subtracted by the subtracting means.

【0058】なお、本実施例では、前述した第1の実施
例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。
In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0059】11はA/D変換回路2の次段に設けられ
た演算回路を示し、該演算回路11は第1実施例で述べ
た回路とほぼ同様に、被積分値出力処理を行うために構
成された後述の減算回路12、第1の平滑回路13、第
1の判定回路14、被積分値出力回路15、積分回路1
6等と、新たにオフセット補正値更新設定処理を行うた
めに構成された第2の判定回路17、第2の平滑回路1
8、オフセット補正値更新回路19等からなる。
Numeral 11 denotes an arithmetic circuit provided at the next stage of the A / D conversion circuit 2. The arithmetic circuit 11 is used to perform an integrand output process almost in the same manner as the circuit described in the first embodiment. A subtraction circuit 12, a first smoothing circuit 13, a first determination circuit 14, an integrand output circuit 15, and an integration circuit 1 which will be described later.
6 and the like, the second determination circuit 17 and the second smoothing circuit 1 configured to perform the offset correction value update setting process.
8, an offset correction value updating circuit 19 and the like.

【0060】ここで、演算回路11の構成について説明
するに、減算回路12は、角速度センサ1から検出され
たn番目の検出信号値Vn から予め設定されたオフセッ
ト補正値V02を減算し、減算値VEnを得るもので、下記
の数3のようにして算出される。
Here, the configuration of the arithmetic circuit 11 will be described. The subtraction circuit 12 subtracts a preset offset correction value V02 from an n-th detection signal value Vn detected from the angular velocity sensor 1, and calculates a subtraction value. VEn is obtained, and is calculated as in the following Expression 3.

【0061】[0061]

【数3】VEn=Vn −V02## EQU3 ## VEn = Vn-V02

【0062】第1の平滑回路13は、前記減算回路12
から出力される減算値VEnの移動平均を下記の数4のよ
うに演算して第1の平均値VFnを算出する。これによ
り、該平均値VF は、高周波分を平滑化して減算値VEn
中のランダムノイズを低減する。
The first smoothing circuit 13 includes the subtracting circuit 12
The first average value VFn is calculated by calculating the moving average of the subtraction value VEn output from the following equation (4). As a result, the average value VF is obtained by smoothing the high frequency component and subtracting the value VEn.
Reduce random noise inside.

【0063】[0063]

【数4】 但し、M1 :2以上の整数(Equation 4) Where M1 is an integer of 2 or more

【0064】第1の判定回路14には、付設された記憶
回路14A内に角速度センサ1に角速度が加わっている
か否かを判定するための基準範囲Vt1が記憶されてい
る。そして、該判定回路14は、第1の平滑回路13か
ら出力される第1の平均値VFnが基準範囲Vt1内にある
か否かを判定し、基準範囲Vt1内にあると判定したとき
には第1の判定信号VG を被積分値出力回路15に向け
て出力する。
The first determination circuit 14 stores a reference range Vt1 for determining whether or not an angular velocity is applied to the angular velocity sensor 1 in a storage circuit 14A attached thereto. Then, the determination circuit 14 determines whether or not the first average value VFn output from the first smoothing circuit 13 is within the reference range Vt1, and determines that the first average value VFn is within the reference range Vt1. Is output to the integrand output circuit 15.

【0065】被積分値出力回路15は、第1の判定回路
14から出力される第1の判定信号VG を受けて、該第
1の判定信号VG の入力があるときには零値を被積分値
VHnとし、第1の判定信号VG の入力がないときには前
記減算回路12から出力される減算値VEnを被積分値V
Hnとして出力する。このように、該被積分値出力回路1
5は第1の判定信号VG の有無によって零値と減算値V
Enとを選択し、この信号を被積分値VHnとして出力する
スイッチング動作を行っている。
The integrand output circuit 15 receives the first judgment signal VG output from the first judgment circuit 14 and, when the first judgment signal VG is input, changes the zero value to the integrand VHn. When there is no input of the first determination signal VG, the subtraction value VEn output from the subtraction circuit 12 is changed to the integrand value V
Output as Hn. Thus, the integrand output circuit 1
5 is a zero value and a subtraction value V depending on the presence or absence of the first determination signal VG.
En and a switching operation of outputting this signal as the integrand value VHn is performed.

【0066】また、積分回路16は、被積分値出力回路
15から出力される被積分値VHnを積分し、この結果を
変位角度θn を示す計測値VOnとして信号出力回路9に
出力する。
The integrator 16 integrates the integrand VHn output from the integrator output 15 and outputs the result to the signal output circuit 9 as a measured value VOn indicating the displacement angle θn.

【0067】さらに、第2の判定回路17には、付設さ
れた記憶回路17A内に減算回路12によって減算する
ときのオフセット補正値V02を更新するか否かを判定す
るための基準範囲Vt2が記憶されている。そして、該第
2の判定回路17は、第1の平滑回路13から出力され
る第1の平均値VFnが基準範囲Vt2内にあるか否かを判
定し、基準範囲Vt2内にあると判定したときには第2の
判定信号VI を第2の平滑回路18に向けて出力する。
Further, the second determination circuit 17 stores a reference range Vt2 for determining whether or not to update the offset correction value V02 when the subtraction circuit 12 performs the subtraction in the storage circuit 17A attached thereto. Have been. Then, the second determination circuit 17 determines whether or not the first average value VFn output from the first smoothing circuit 13 is within the reference range Vt2, and determines that the first average value VFn is within the reference range Vt2. At times, the second determination signal VI is output to the second smoothing circuit 18.

【0068】第2の平滑回路18は、第2の判定回路1
7から第2の判定信号VI が出力されたときに、A/D
変換回路2を介して角速度センサ1から出力される検出
信号値Vn を補正基準値VJn′読込み、この補正基準値
VJn′を数5の移動平均の式に基づいて第2の平均値V
Kn′を算出する。これにより、該平均値VKn′は、平滑
化することにより検出信号値Vn 中のドリフトノイズを
抽出する。
The second smoothing circuit 18 includes a second judgment circuit 1
7 outputs the second determination signal VI, the A / D
A detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 via the conversion circuit 2 is read in a correction reference value VJn ', and the correction reference value VJn' is converted into a second average value VJn '
Calculate Kn '. As a result, the average value VKn 'is used to extract drift noise in the detection signal value Vn by smoothing.

【0069】[0069]

【数5】 但し、M2 :2以上の整数(Equation 5) However, M2: an integer of 2 or more

【0070】オフセット補正値更新回路19は、第2の
平滑回路18から出力される第2の平均値VKn′を受け
て、該第2の平均値VKn′をオフセット補正値V02とし
て更新する。
The offset correction value updating circuit 19 receives the second average value VKn 'output from the second smoothing circuit 18, and updates the second average value VKn' as an offset correction value V02.

【0071】次に、図9と図10の処理プログラムに基
づいて、本実施例の処理動作について説明する。
Next, the processing operation of this embodiment will be described based on the processing programs of FIGS. 9 and 10.

【0072】まず、ステップ11では、所定時間毎(例
えば、20mS)にA/D変換回路2を介して角速度セ
ンサ1から出力される検出信号値Vn を読込み(図11
の波形(イ)参照)、ステップ12では、読込んだ検出
信号値Vn からオフセット補正値V02を減算した減算値
VEnを演算する(図11の波形(ハ)参照)。
First, at step 11, a detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 via the A / D conversion circuit 2 is read at predetermined time intervals (for example, 20 ms) (FIG. 11).
In step 12, a subtraction value Ven obtained by subtracting the offset correction value V02 from the read detection signal value Vn is calculated (see waveform (c) in FIG. 11).

【0073】ステップ13では、減算値VEnの移動平均
値VFnを前記数4に基づいて演算し、減算値VEnに加わ
っているランダムノイズを低減させることにより、図1
2の波形(ニ)のような第1の平均値VFnを得る。
In step 13, the moving average value VFn of the subtraction value VEn is calculated based on the above equation (4) to reduce the random noise added to the subtraction value VEn.
A first average value VFn as shown in waveform (d) of FIG. 2 is obtained.

【0074】ステップ14では、この第1の平均値VFn
が第1の基準範囲Vt1内にあるか否かを判定し、「YE
S」と判定した場合には、第1の平均値VFnが第1の基
準範囲Vt1内にあるから、検出信号値Vn は角速度セン
サ1に角速度が加わっていないときのノイズであると判
定してステップ15に移る。そして、ステップ15では
減算値VEnを零値に設定する(図12の波形(ヘ)のa
領域参照)。
In step 14, the first average value VFn
Is determined to be within the first reference range Vt1, and “YE
S ", the first average value VFn is within the first reference range Vt1, so that the detection signal value Vn is determined to be noise when the angular velocity sensor 1 is not applied with the angular velocity. Move to step 15. Then, in step 15, the subtraction value VEn is set to a zero value (a in the waveform (f) of FIG. 12).
Area).

【0075】一方、ステップ14で「NO」と判定した
場合には、第1の平均値VFnが第1の基準範囲Vt1を越
えた場合であるから、角速度センサ1に真に角速度が加
わっていると判定してステップ16に移る。そして、ス
テップ16では減算値VEnをそのまま出力する(図12
の波形(ヘ)のb領域参照)。
On the other hand, if "NO" is determined in the step 14, it means that the first average value VFn has exceeded the first reference range Vt1, so that the angular velocity sensor 1 is truly applied with the angular velocity. And the process proceeds to step S16. In step 16, the subtraction value VEn is output as it is (FIG. 12).
Waveform (f), refer to the region b).

【0076】さらに、ステップ17では、このように設
定された減算値VEnを被積分値VHnに設定し、ステップ
18では、この被積分値VHnを積分して計測値VOnを得
る(図12の波形(ト)参照)。そして、ステップ19
では図10に示すオフセット補正値更新設定処理を行っ
て、ステップ20にてリターンする。
Further, in step 17, the subtraction value VEn set in this way is set to the integrand value VHn, and in step 18, the integrand value VHn is integrated to obtain the measurement value VOn (the waveform in FIG. 12). (G)). And step 19
Then, the offset correction value update setting process shown in FIG. 10 is performed, and the process returns in step 20.

【0077】次に、オフセット補正値更新設定処理につ
いて、図10を参照しつつ説明する。
Next, the offset correction value update setting processing will be described with reference to FIG.

【0078】まず、ステップ21では、ステップ13で
算出した第1の平均値VFnが第2の基準範囲Vt2内にあ
るか否かを判定し、「NO」と判定した場合(図13の
波形(チ)のd領域参照)にはステップ25に移ってリ
ターンし、「YES」と判定した場合(図13の波形
(チ)のc領域参照)には、オフセット補正値V02を更
新すべくステップ22以降の処理を行う。
First, at step 21, it is determined whether or not the first average value VFn calculated at step 13 is within the second reference range Vt2, and if it is determined to be "NO" (see the waveform (FIG. 13) In step d) (refer to region d), the process returns to step 25, and if "YES" is determined (see region c in waveform (h) in FIG. 13), step 22 is performed to update the offset correction value V02. The following processing is performed.

【0079】ステップ22では、角速度センサ1から出
力される検出信号値Vn を補正基準値VJn′とし読込
み、ステップ23ではこの補正基準値VJn′の移動平均
を数5のように演算して第2の平均値VKn′を得る。
In step 22, the detected signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 is read as a correction reference value VJn '. In step 23, the moving average of the correction reference value VJn' is calculated as shown in the following equation (5). Is obtained.

【0080】さらに、ステップ24では、この第2の平
均値VKn′をオフセット補正値V02として減算回路12
に記憶し、ステップ25でリターンする。
Further, at step 24, the second average value VKn 'is used as the offset correction value V02 to calculate the subtraction value of the second average value VKn'.
And the process returns in step 25.

【0081】次に、図11ないし図13に示す波形図に
基づいて、本実施例による角速度計測装置の具体的な作
用について、図9と図10の処理との関係で説明する。
Next, the specific operation of the angular velocity measuring device according to the present embodiment will be described with reference to the waveform diagrams shown in FIGS. 11 to 13 in relation to the processing of FIGS. 9 and 10.

【0082】まず、図11中の上段の波形(イ)は角速
度センサ1から演算回路11に出力される検出信号値V
n 、波形(ロ)は減算回路12にオフセット補正値更新
回路19から出力されるオフセット補正値V02で、波形
(ハ)は減算回路12から出力される減算値VEnをそれ
ぞれ示す。
First, the upper waveform (A) in FIG. 11 shows the detection signal value V output from the angular velocity sensor 1 to the arithmetic circuit 11.
n and waveform (b) show the offset correction value V02 output from the offset correction value updating circuit 19 to the subtraction circuit 12, and waveform (c) shows the subtraction value VEn output from the subtraction circuit 12.

【0083】また、図12中の上段の波形(ニ)は減算
値VEnを前記数4のように移動平均した第1の平滑回路
13から出力される第1の平均値VFn、波形(ホ)は第
1の判定回路14から出力される第1の判定信号VG 、
波形(ヘ)は被積分値出力回路15から出力される被積
分値VHn、下段の波形(ト)は積分回路16から出力さ
れる積分結果となる計測値VOnをそれぞれ示す。
The upper waveform (d) in FIG. 12 shows the first average value VFn output from the first smoothing circuit 13 obtained by moving-averaging the subtraction value VEn as shown in the above equation (4), and the waveform (e). Is a first determination signal VG output from the first determination circuit 14,
The waveform (f) shows the integrand value VHn output from the integrand value output circuit 15, and the lower waveform (g) shows the measured value VOn as the integration result output from the integration circuit 16.

【0084】さらに、図13中の上段の波形(チ)は減
算値VEnを前記数4のように移動平均した第1の平均値
VFn、波形(リ)は第2の判定回路17から出力される
第2の判定信号VI 、波形(ヌ)は第2の判定信号VI
を受けて第2の平滑回路18に読込まれる補正基準値V
Jn′、下段の波形(ル)は補正基準値VJn′を前記数5
のように移動平均して第2の平滑回路18から出力され
る第2の平均値VKn′をそれぞれ示す。
Further, the upper waveform (h) in FIG. 13 is the first average value VFn obtained by moving-averaging the subtraction value VEn as shown in the above equation (4), and the waveform (r) is output from the second determination circuit 17. The second determination signal VI and the waveform (nu) are the second determination signal VI
Receiving the correction reference value V read into the second smoothing circuit 18
Jn ', the lower waveform (f) shows the correction reference value VJn'
And the second average value VKn 'output from the second smoothing circuit 18 after moving average is shown.

【0085】まず、図11中の波形(イ)の検出信号値
Vn は、温度変化、経時劣化等によるドリフト信号Dを
傾きとした右上りの波形となる。また、角速度が加わっ
ていない部分にはランダムノイズが重畳している。
First, the detection signal value Vn of the waveform (a) in FIG. 11 is a waveform on the upper right with the slope of the drift signal D due to temperature change, aging, and the like. In addition, random noise is superimposed on a portion where no angular velocity is applied.

【0086】ステップ12の処理により、検出信号値V
n から波形(ロ)のオフセット補正値V02分だけ減算し
た減算値VEnを得る。次に、ステップ13の処理によ
り、ノイズ分を低減させるために数4の移動平均を演算
し、波形(ニ)の第1の平均値VFnのように、周波数の
高い波形を除去してノイズ成分を低減する。
By the processing in step 12, the detection signal value V
The subtraction value VEn obtained by subtracting the offset correction value V02 of the waveform (b) from n is obtained. Next, the processing of step 13 calculates the moving average of Equation 4 in order to reduce the noise component, and removes the high frequency waveform such as the first average value VFn of the waveform (d) to remove the noise component. To reduce.

【0087】ステップ14〜17の処理では、第1の平
均値VFnが第1の基準範囲Vt1内にある場合、即ち領域
a,aのときには、波形(ホ)に示す第1の判定信号V
G を第1の判定回路14から被積分値出力回路15に向
けて出力し、該被積分値出力回路15では、この第1の
判定信号VG を受けて減算値VEnを零値に設定し、被積
分値出力回路15からはこの減算値VEnを被積分値VHn
として積分回路16に出力する(波形(ヘ)参照)。
In the processing in steps 14 to 17, when the first average value VFn is within the first reference range Vt1, that is, in the regions a and a, the first determination signal V shown in the waveform (e)
G is output from the first determination circuit 14 to the integrand value output circuit 15. The integrand value output circuit 15 receives the first determination signal VG and sets the subtraction value VEn to a zero value. From the integrand value output circuit 15, this subtraction value VEn
Is output to the integration circuit 16 (see waveform (f)).

【0088】一方、第1の平均値VFnが基準範囲Vt1外
にある場合、即ち領域bのときには、第1の判定信号V
G は出力されていないから、被積分値出力回路15で
は、この第1の判定信号VG を受けて減算値VEnをその
まま出力し、被積分値出力回路15からはこの減算値V
Enを被積分値VHnとして積分回路16に出力する(波形
(ヘ)参照)。
On the other hand, when the first average value VFn is outside the reference range Vt1, that is, in the region b, the first determination signal V
Since G is not output, the integrand output circuit 15 receives the first determination signal VG and outputs the subtraction value VEn as it is.
En is output to the integration circuit 16 as the integrand value VHn (see waveform (f)).

【0089】さらに、図13に示す波形図に基づいて、
本実施例によるオフセット補正値更新設定処理について
説明する。
Further, based on the waveform diagram shown in FIG.
An offset correction value update setting process according to this embodiment will be described.

【0090】ステップ21では、ステップ13で算出し
た第1の平均値VFnが第2の基準範囲Vt2内にある場
合、即ち領域c,cのときには、波形(リ)に示すよう
に、第2の判定信号VI を第2の平滑回路18に出力す
る。そして、該第2の平滑回路18では、第2の判定信
号VI を受けて、A/D変換回路2を介して角速度セン
サ1から出力される検出信号値Vn を、波形(ヌ)に示
す補正基準値VJn′に対して数5の移動平均を演算し、
得られた第2の平均値VKn′をオフセット補正値更新回
路19に向けて出力する。
In step 21, when the first average value VFn calculated in step 13 is within the second reference range Vt2, that is, in the regions c and c, as shown in the waveform (i), the second The judgment signal VI is output to the second smoothing circuit 18. Then, the second smoothing circuit 18 receives the second determination signal VI and corrects the detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 via the A / D conversion circuit 2 by a waveform (nu). The moving average of Equation 5 is calculated for the reference value VJn ',
The obtained second average value VKn ′ is output to the offset correction value updating circuit 19.

【0091】ここで、第2の判定回路17から出力され
る第2の平均値VKn′は、周波数の高い波形を除去し、
ノイズ成分を除去した値となる。そして、この第2の平
均値VKn′はオフセット補正値V02(波形(ロ)と波形
(ル))となる。
Here, the second average value VKn 'output from the second determination circuit 17 is obtained by removing a high frequency waveform.
This is a value from which noise components have been removed. Then, the second average value VKn 'becomes an offset correction value V02 (waveform (b) and waveform (l)).

【0092】このように構成される本実施例の角速度計
測装置では、前述した如く、被積分値出力を補正するこ
とによって検出信号値Vn が重畳したランダムノイズを
除去し、オフセット補正値を更新することによって検出
信号値Vn のドリフト成分を除去することができる。
In the angular velocity measuring apparatus according to the present embodiment having such a configuration, as described above, the random noise on which the detection signal value Vn is superimposed is removed by correcting the integrand output, and the offset correction value is updated. Thus, the drift component of the detection signal value Vn can be removed.

【0093】かくして、本実施例では、第1の判定回路
14における第1の基準範囲Vt1を、第1の実施例によ
る基準範囲Vs に比べて大幅に小さくすることができ、
被積分値出力回路15から出力される被積分値VHnに
は、演算回路11に加わる実際の角速度に近い値を得る
ことができ、変位角度θn を感度良く検出することがで
きる。
Thus, in the present embodiment, the first reference range Vt1 in the first determination circuit 14 can be made significantly smaller than the reference range Vs in the first embodiment.
As the integrand value VHn output from the integrand value output circuit 15, a value close to the actual angular velocity applied to the arithmetic circuit 11 can be obtained, and the displacement angle θn can be detected with high sensitivity.

【0094】次に、図14ないし図19に基づいて、本
発明による第3の実施例について説明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0095】本実施例の特徴は、第1の実施例による被
積分値出力処理に加えてオフセット補正値更新設定処理
を行うものである。そして、このオフセット補正値更新
設定処理は、減算値が第2の基準範囲内にあるか否かを
判定し、平均値が第2の基準範囲内にあると判定したと
きには、前記外力検出手段から出力される検出値を平滑
した平均値を減算手段によって減算するときのオフセッ
ト補正値として更新設定したものである。
The feature of this embodiment is that an offset correction value update setting process is performed in addition to the integrand output process according to the first embodiment. The offset correction value update setting process determines whether the subtraction value is within the second reference range, and when it determines that the average value is within the second reference range, the external force detection means This is updated and set as an offset correction value when the average value obtained by smoothing the output detection value is subtracted by the subtraction means.

【0096】なお、本実施例では、前述した第1の実施
例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。
In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0097】21はA/D変換回路2の次段に設けられ
た演算回路を示し、該演算回路21は第1実施例で述べ
た回路とほぼ同様に、被積分値出力処理を行うために構
成された後述の減算回路22、第1の平滑回路23、第
1の判定回路24、被積分値出力回路25、積分回路2
6と、新たにオフセット補正値更新設定処理を行うため
に構成された第2の判定回路27、第2の平滑回路2
8、オフセット補正値更新回路29からなる。
Reference numeral 21 denotes an arithmetic circuit provided at the next stage of the A / D conversion circuit 2. The arithmetic circuit 21 is used to perform an integrand output process in substantially the same manner as the circuit described in the first embodiment. A subtraction circuit 22, a first smoothing circuit 23, a first determination circuit 24, an integrand value output circuit 25, and an integration circuit 2 which will be described later.
6, a second determination circuit 27 and a second smoothing circuit 2 configured to perform a new offset correction value update setting process.
8, an offset correction value updating circuit 29.

【0098】ここで、演算回路21の構成について説明
するに、減算回路22は、角速度センサ1から検出され
たn番目の検出信号値Vn から予め設定されたオフセッ
ト補正値V03を減算し、減算値VLnを得るもので、下記
の数6のようにして算出される。
Here, the configuration of the arithmetic circuit 21 will be described. The subtraction circuit 22 subtracts a preset offset correction value V03 from an n-th detection signal value Vn detected from the angular velocity sensor 1, and calculates a subtraction value. VLn is obtained, and is calculated as in the following Expression 6.

【0099】[0099]

【数6】VLn=Vn −V03## EQU6 ## VLn = Vn-V03

【0100】第1の平滑回路23は、前記減算回路22
から出力される減算値VLnの移動平均を下記の数7のよ
うに演算して第1の平均値VMnを算出する。これによ
り、該第1の平均値VMnは、高周波分を平滑化して減算
値VLn中のランダムノイズを低減する。
The first smoothing circuit 23 includes the subtracting circuit 22
The first average value VMn is calculated by calculating the moving average of the subtraction value VLn output from the following equation (7). As a result, the first average value VMn smoothes a high frequency component to reduce random noise in the subtraction value VLn.

【0101】[0101]

【数7】 但し、M1 :2以上の整数(Equation 7) Where M1 is an integer of 2 or more

【0102】第1の判定回路24には、付設された記憶
回路24A内に角速度センサ1に角速度が加わっている
か否かを判定するための基準範囲Vu1が記憶されてい
る。そして、該判定回路24は、第1の平滑回路23か
ら出力される第1の平均値VMnが基準範囲Vu1内にある
か否かを判定し、基準範囲Vu1内にあると判定したとき
には第1の判定信号VN を被積分値出力回路25に向け
て出力する。
The first determination circuit 24 stores a reference range Vu1 for determining whether or not an angular velocity is applied to the angular velocity sensor 1 in an attached storage circuit 24A. The determination circuit 24 determines whether or not the first average value VMn output from the first smoothing circuit 23 is within the reference range Vu1, and determines that the first average value VMn is within the reference range Vu1. Is output to the integrand value output circuit 25.

【0103】被積分値出力回路25は、第1の判定回路
24から出力される第1の判定信号VN を受けて、該第
1の判定信号VN の入力があるときには零値を被積分値
VPnとし、第1の判定信号VN の入力がないときには前
記減算回路22から出力される減算値VLnを被積分値V
Pnとして出力する。このように、該被積分値出力回路2
5は第1の判定信号VN の有無によって零値と減算値V
Lnとを選択し、この信号を被積分値VPnとして出力する
スイッチング動作を行っている。
The integrand value output circuit 25 receives the first judgment signal VN output from the first judgment circuit 24 and, when there is an input of the first judgment signal VN, changes the zero value to the integrand value VPn. When there is no input of the first judgment signal VN, the subtraction value VLn output from the subtraction circuit 22 is changed to the integrand value VN.
Output as Pn. Thus, the integrand output circuit 2
5 is a zero value and a subtraction value V depending on the presence or absence of the first determination signal VN.
Ln, and a switching operation of outputting this signal as the integrand value VPn is performed.

【0104】また、積分回路26は、被積分値出力回路
25から出力される被積分値VPnを積分し、この結果を
変位角度θn を示す計測値VOnとして信号出力回路9に
出力する。
The integrator 26 integrates the integrand VPn output from the integrator output 25 and outputs the result to the signal output circuit 9 as a measured value VOn indicating the displacement angle θn.

【0105】さらに、第2の判定回路27には、付設さ
れた記憶回路27A内に減算回路22によって減算する
ときのオフセット補正値V03を更新するか否かを判定す
るための基準範囲Vu2が記憶されている。そして、該第
2の判定回路27は、減算回路22から出力される減算
値VLnが基準範囲Vu2内にあるか否かを判定し、基準範
囲Vu2内にあると判定したときには第2の判定信号VQ
を第2の平滑回路28に向けて出力する。
Further, the second judgment circuit 27 stores a reference range Vu2 for judging whether or not to update the offset correction value V03 when the subtraction is performed by the subtraction circuit 22 in the attached storage circuit 27A. Have been. Then, the second determination circuit 27 determines whether or not the subtraction value VLn output from the subtraction circuit 22 is within the reference range Vu2. When it is determined that the subtraction value VLn is within the reference range Vu2, the second determination signal is output. VQ
To the second smoothing circuit 28.

【0106】第2の平滑回路28は、第2の判定回路2
7から第2の判定信号VQ が出力されたときに、A/D
変換回路2を介して角速度センサ1から出力される検出
信号値Vn を補正基準値VRn′として読込み、この補正
基準値VRn′を数8の移動平均の式に基づいて第2の平
均値VSn′を算出する。これにより、該平均値VSn′
は、高周波分を平滑化することにより検出信号値Vn 中
のオフセットドリフトを抽出する。
The second smoothing circuit 28 is provided with a second judgment circuit 2
7 outputs the second determination signal VQ, the A / D
The detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 via the conversion circuit 2 is read as a correction reference value VRn ', and this correction reference value VRn' is calculated based on the moving average equation (8). Is calculated. As a result, the average value VSn '
Extracts the offset drift in the detection signal value Vn by smoothing the high frequency component.

【0107】[0107]

【数8】 但し、M2 :2以上の整数(Equation 8) However, M2: an integer of 2 or more

【0108】オフセット補正値更新回路29は、第2の
平滑回路28から出力される第2の平均値VSn′を受け
て、該第2の平均値VSn′をオフセット補正値V03とし
て更新する。
The offset correction value updating circuit 29 receives the second average value VSn 'output from the second smoothing circuit 28, and updates the second average value VSn' as the offset correction value V03.

【0109】次に、図15と図16の処理プログラムに
基づいて、本実施例の処理動作について説明する。
Next, the processing operation of this embodiment will be described based on the processing programs of FIG. 15 and FIG.

【0110】まず、ステップ31では、所定時間毎(例
えば、20mS)に角速度センサ1から出力される検出
信号値Vn を読込み(図17の波形(イ)参照)、ステ
ップ32では、読込んだ検出信号値Vn からオフセット
補正値V03を減算した減算値VLnを演算する(図17の
波形(ハ)参照)。
First, in step 31, the detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 is read at predetermined time intervals (for example, 20 mS) (see the waveform (a) in FIG. 17). A subtraction value VLn obtained by subtracting the offset correction value V03 from the signal value Vn is calculated (see waveform (c) in FIG. 17).

【0111】ステップ33では、減算値VLnの移動平均
値VMnを前記数6に基づいて演算し、減算値VLnに加わ
っているランダムノイズを低減させることにより、図1
8の波形(ニ)のような第1の平均値VMnを得る。
In step 33, the moving average value VMn of the subtraction value VLn is calculated based on the above equation (6) to reduce the random noise added to the subtraction value VLn.
A first average value VMn as shown in waveform (d) of FIG. 8 is obtained.

【0112】ステップ34では、この第1の平均値VMn
が第1の基準範囲Vu1内にあるか否かを判定し、「YE
S」と判定した場合には、第1の平均値VMnが第1の基
準範囲Vu1内にある場合であるから、検出信号値Vn は
角速度センサ1に角速度が加わっていないときのノイズ
であると判定してステップ35に移る。そして、ステッ
プ35では減算値VLnを零値に設定する(図18の波形
(ヘ)の領域a参照)。
In step 34, the first average value VMn
Is within the first reference range Vu1.
S "is the case where the first average value VMn is within the first reference range Vu1, so that the detection signal value Vn is noise when the angular velocity sensor 1 is not applied with the angular velocity. The determination is made and the process proceeds to step 35. Then, in step 35, the subtraction value VLn is set to a zero value (see the area a of the waveform (f) in FIG. 18).

【0113】一方、ステップ34で「NO」と判定した
場合には、第1の平均値VMnが第1の基準範囲Vu1を越
えた場合であるから、角速度センサ1に真に角速度が加
わっていると判定してステップ36に移る。そして、ス
テップ36では減算値VLnをそのまま出力する(図22
の波形(ヘ)の領域b参照)。
On the other hand, if "NO" is determined in the step S34, it means that the first average value VMn has exceeded the first reference range Vu1, so that the angular velocity sensor 1 is truly applied with the angular velocity. It moves to step 36. Then, in step 36, the subtraction value VLn is output as it is (FIG. 22).
(See region b of waveform (f)).

【0114】さらに、ステップ37では、このように設
定された減算値VLnを被積分値VPnに設定し、ステップ
38では、この被積分値VPnを積分して計測値VOnを得
る(図18の波形(ト)参照)。そして、ステップ39
では図16に示すオフセット補正値更新設定処理を行っ
て、ステップ40にてリターンする。
Further, in step 37, the subtraction value VLn set in this way is set to the integrand value VPn, and in step 38, the integrand value VPn is integrated to obtain the measurement value VOn (the waveform in FIG. 18). (G)). And step 39
Then, the offset correction value update setting process shown in FIG. 16 is performed, and the process returns to step S40.

【0115】次に、図16のオフセット補正値更新設定
処理について説明する。
Next, the offset correction value update setting processing of FIG. 16 will be described.

【0116】まず、ステップ41では、ステップ33で
算出した第1の平均値VMnが第2の基準範囲Vu2内にあ
るか否かを判定し、「NO」と判定した場合(図19の
波形(チ)の領域d参照)にはステップ45に移りリタ
ーンし、「YES」と判定した場合(図19の波形
(チ)の領域c参照)には、オフセット補正値V03を更
新設定すべくステップ42以降の処理を行う。
First, in step 41, it is determined whether or not the first average value VMn calculated in step 33 is within the second reference range Vu2, and if it is determined to be "NO" (see the waveform (FIG. 19)). In the area d in (h)), the process returns to the step 45, and if it is determined to be "YES" (see the area c in the waveform (h) in FIG. 19), the step 42 is executed to update and set the offset correction value V03. The following processing is performed.

【0117】ステップ42では、角速度センサ1から出
力される検出信号値Vn を補正基準値VRn′とし読込
み、ステップ43ではこの補正基準値VRn′の移動平均
を数8のように演算して第2の平均値VSn′を得る。
In step 42, the detected signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 is read as the correction reference value VRn ', and in step 43, the moving average of the correction reference value VRn' is calculated as shown in the following equation (8). Is obtained.

【0118】さらに、ステップ44では、この第2の平
均値VSn′をオフセット補正値V03として減算回路22
に記憶し、ステップ45でリターンする。
Further, at step 44, the second average value VSn 'is used as an offset correction value V03 to calculate the subtraction value of the second average value VSn'.
And the process returns in step 45.

【0119】次に、図17ないし図19に示す波形図に
基づいて、本実施例による角速度計測装置の具体的な作
用について、図15と図16の処理との関係で説明す
る。
Next, based on the waveform diagrams shown in FIGS. 17 to 19, the specific operation of the angular velocity measuring apparatus according to the present embodiment will be described in relation to the processing in FIGS.

【0120】まず、図17中の上段の波形(イ)は角速
度センサ1から演算回路22に出力される検出信号値V
n 、波形(ロ)は減算回路22にオフセット補正値更新
回路29から出力されるオフセット補正値V03で、波形
(ハ)は減算回路22から出力される減算値VLnをそれ
ぞれ示す。
First, the upper waveform (A) in FIG. 17 shows the detection signal value V output from the angular velocity sensor 1 to the arithmetic circuit 22.
n and waveform (b) represent the offset correction value V03 output from the offset correction value updating circuit 29 to the subtraction circuit 22, and waveform (c) represents the subtraction value VLn output from the subtraction circuit 22.

【0121】また、図18中の上段の波形(ニ)は減算
値VLnを前記数7のように移動平均した第1の平滑回路
23から出力される第1の平均値VMn、波形(ホ)は第
1の判定回路24から出力される第1の判定信号VN 、
波形(ヘ)は被積分値出力回路25から出力される被積
分値VPn、下段の波形(ト)は積分回路26から出力さ
れる積分結果となる計測値VOnをそれぞれ示す。
The waveform (d) in the upper part of FIG. 18 is the waveform (e) of the first average value VMn output from the first smoothing circuit 23 obtained by moving-averaging the subtraction value VLn as shown in the equation (7). Is the first determination signal VN output from the first determination circuit 24,
The waveform (f) shows the integrand value VPn output from the integrand value output circuit 25, and the lower waveform (g) shows the measured value VOn which is the integration result output from the integration circuit 26.

【0122】さらに、図19中の上段の波形(チ)は減
算回路22から出力される減算値VLn、波形(リ)は第
2の判定回路27から出力される第2の判定信号VQ 、
波形(ヌ)は第2の判定信号VQ を受けて第2の平滑回
路28に読込まれる補正基準値VRn′、下段の波形
(ル)は補正基準値VRn′を前記数8のように移動平均
して第2の平滑回路28から出力される第2の平均値V
Sn′をそれぞれ示す。
Further, the upper waveform (h) in FIG. 19 shows the subtraction value VLn output from the subtraction circuit 22, the waveform (h) shows the second determination signal VQ output from the second determination circuit 27,
The waveform (nu) moves the correction reference value VRn 'to the correction reference value VRn' read into the second smoothing circuit 28 in response to the second judgment signal VQ, and the lower waveform (R) as shown in the above equation (8). On average, the second average value V output from the second smoothing circuit 28
Sn 'is shown.

【0123】まず、図17中の波形(イ)の検出信号値
Vn は、温度変化、経時劣化等によるドリフト信号Dを
傾きとした右上りの波形となる。また、角速度が加わっ
ていない部分にはランダムノイズが重畳している。
First, the detection signal value Vn of the waveform (a) in FIG. 17 is a waveform on the upper right with the drift signal D due to temperature change, aging degradation, and the like as an inclination. In addition, random noise is superimposed on a portion where no angular velocity is applied.

【0124】ステップ32の処理により、検出信号値V
n から波形(ロ)のオフセット補正値V03分だけ減算し
た減算値VLnを得る。次に、ステップ33の処理によ
り、ノイズ分を低減させるために数7の移動平均を演算
し、波形(ニ)の第1の平均値VMnのように、周波数の
高い波形を除去してノイズ成分を低減する。
As a result of the processing in step 32, the detection signal value V
A subtraction value VLn is obtained by subtracting the offset correction value V03 of the waveform (b) from n. Next, in the process of step 33, a moving average of equation 7 is calculated to reduce the noise component, and a waveform having a high frequency such as the first average value VMn of the waveform (d) is removed to remove the noise component. To reduce.

【0125】ステップ34〜37の処理では、第1の平
均値VMnが第1の基準範囲Vu1内にある場合、即ち領域
a,aのときには、波形(ホ)に示す第1の判定信号V
N を第1の判定回路24から被積分値出力回路25に向
けて出力し、該被積分値出力回路25では、この第1の
判定信号VN を受けて減算値VLnを零値に設定し、被積
分値出力回路25からはこの減算値VLnを被積分値VPn
として積分回路26に出力する(波形(ヘ)参照)。
In the processing of steps 34 to 37, when the first average value VMn is within the first reference range Vu1, that is, in the regions a and a, the first judgment signal V shown in the waveform (e) is obtained.
N is output from the first determination circuit 24 to the integrand value output circuit 25. The integrand value output circuit 25 receives the first determination signal VN and sets the subtraction value VLn to a zero value. The subtracted value VLn is output from the integrand value output circuit 25 to the integrand value VPn.
Is output to the integration circuit 26 (see waveform (f)).

【0126】一方、第1の平均値VMnが基準範囲Vu1外
にある場合、即ち領域bのときには、第1の判定信号V
N は出力されていないから、被積分値出力回路25で
は、この第1の判定信号VN を受けて減算値VLnをその
まま出力し、被積分値出力回路25からはこの減算値V
Lnを被積分値VPnとして積分回路26に出力する(波形
(ヘ)参照)。
On the other hand, when the first average value VMn is outside the reference range Vu1, that is, in the region b, the first determination signal V
Since N is not output, the integrand output circuit 25 receives the first determination signal VN and outputs the subtraction value VLn as it is.
Ln is output to the integration circuit 26 as the integrand value VPn (see waveform (f)).

【0127】一方、図19に示す波形図に基づいて、図
16のオフセット補正値更新設定処理について説明す
る。
On the other hand, the offset correction value update setting processing of FIG. 16 will be described based on the waveform diagram shown in FIG.

【0128】ステップ41では、ステップ32で演算し
た減算値VLnが第2の基準範囲Vu2内にある場合、即ち
領域c,cのときには、波形(リ)に示すように、第2
の判定信号VQ を第2の平滑回路28に出力する。そし
て、該第2の平滑回路28では、第2の判定信号VQ を
受けて、A/D変換回路2を介して角速度センサ1から
出力される検出信号値Vn を、波形(ヌ)に示す補正基
準値VRn′に対して数8の演算を行い、得られた第2の
平均値VSn′をオフセット補正値更新回路29に向けて
出力する。
In step 41, when the subtraction value VLn calculated in step 32 is within the second reference range Vu2, that is, in the regions c and c, as shown in the waveform (i), the second
Is output to the second smoothing circuit 28. The second smoothing circuit 28 receives the second determination signal VQ and corrects the detection signal value Vn output from the angular velocity sensor 1 via the A / D conversion circuit 2 by a correction shown in a waveform (nu). The arithmetic operation of Expression 8 is performed on the reference value VRn ', and the obtained second average value VSn' is output to the offset correction value update circuit 29.

【0129】ここで、第2の平滑回路28から出力され
る第2の平均値VSn′は、周波数の高い波形を除去し、
ノイズ成分を除去した値となる。そして、この第2の平
均値VSn′はオフセット補正値V03(波形(ロ)と波形
(ル))となる。
Here, the second average value VSn 'output from the second smoothing circuit 28 is obtained by removing a high-frequency waveform.
This is a value from which noise components have been removed. Then, the second average value VSn 'becomes an offset correction value V03 (waveform (b) and waveform (l)).

【0130】このように構成される本実施例の角速度計
測装置では、前述した如く、被積分値出力を補正するこ
とによって検出信号値Vn に重畳したドリフトノイズを
抽出でき、オフセット補正値を更新することによって検
出信号値Vn のドリフト成分を除去することができる。
In the angular velocity measuring apparatus according to the present embodiment having such a configuration, as described above, the drift noise superimposed on the detection signal value Vn can be extracted by correcting the integrand value output, and the offset correction value is updated. Thus, the drift component of the detection signal value Vn can be removed.

【0131】かくして、本実施例では、第1の判定回路
24における第1の基準範囲Vu1を、第2の実施例によ
る基準範囲Vt1に比べて大幅に小さくすることができ、
被積分値出力回路25から出力される被積分値VPnに
は、演算回路21に加わる実際の角速度に近い値を得る
ことができ、変位角度θの感度良く検出することができ
る。
Thus, in this embodiment, the first reference range Vu1 in the first determination circuit 24 can be made significantly smaller than the reference range Vt1 in the second embodiment.
As the integrand value VPn output from the integrand value output circuit 25, a value close to the actual angular velocity applied to the arithmetic circuit 21 can be obtained, and the displacement angle θ can be detected with high sensitivity.

【0132】しかも、オフセット補正値更新設定処理
は、減算値VLnの信号が第2の基準範囲Vu2内にあるか
否かを判定するようにしたから、前記第2の実施例に比
べて、移動平均の演算を行わない分だけ、時間差をなく
すことができ、減算回路22から出力される減算値VLn
中のノイズ分を低減することができる。
Further, in the offset correction value update setting processing, it is determined whether or not the signal of the subtraction value VLn is within the second reference range Vu2. The time difference can be eliminated by the amount that the average calculation is not performed, and the subtraction value VLn output from the subtraction circuit 22 is obtained.
It is possible to reduce the amount of noise inside.

【0133】さらに、図20ないし図26に基づいて、
本発明による第4の実施例について説明する。
Further, based on FIGS. 20 to 26,
A fourth embodiment according to the present invention will be described.

【0134】本実施例の特徴は、オフセット補正値更新
設定処理に用いられる第2の基準範囲を、装置起動時に
通常処理時の範囲よりも大きく設定する前処理を行った
ことにある。
A feature of the present embodiment is that a preprocessing for setting the second reference range used in the offset correction value update setting processing to be larger than the range in the normal processing at the time of starting the apparatus is performed.

【0135】なお、本実施例では、前述した第2の実施
例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省
略するものとする。
In this embodiment, the same components as those in the above-described second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0136】31は第2の基準範囲Vu2を設定する第2
の基準範囲設定回路を示し、該第2の基準範囲設定回路
31は、オフセット補正値更新設定処理を行う第2の判
定回路17の記憶回路17Aに接続されている。また、
該第2の基準範囲設定回路31は、装置を起動するメイ
ンスイッチ(図示せず)が閉成してから基準時間T0が
経過するまでの間、第2の基準範囲Vt2を大きな信号値
Aに設定し、経過後には通常時の信号値B(A>B)に
設定するものである。そして、この第2の基準範囲設定
処理は、図21に示すように、前述した被積分値出力処
理とオフセット補正値更新設定処理の前処理として行う
ものである。
A second reference numeral 31 designates a second reference range Vu2 for setting the second reference range Vu2.
The second reference range setting circuit 31 is connected to the storage circuit 17A of the second determination circuit 17 that performs an offset correction value update setting process. Also,
The second reference range setting circuit 31 changes the second reference range Vt2 to a large signal value A from when a main switch (not shown) for starting the device is closed until the reference time T0 elapses. After the time elapses, the signal value is set to the normal signal value B (A> B). Then, as shown in FIG. 21, the second reference range setting process is performed as a pre-process of the integrand value output process and the offset correction value update setting process described above.

【0137】ここで、図22に示す処理プログラムに基
づいて、本実施例によるオフセット補正値更新設定処理
の動作について説明する。
Here, the operation of the offset correction value update setting processing according to the present embodiment will be described based on the processing program shown in FIG.

【0138】まず、ステップ61で、メインスイッチが
閉成したかを否かを検出し、該メインスイッチが閉成す
るまでこのステップ61で待機する。
First, at step 61, it is detected whether or not the main switch is closed, and the process waits at step 61 until the main switch is closed.

【0139】ステップ61で「YES」と判定した場合
には、ステップ62に移り、このステップ62ではタイ
マTをリセット:スタートさせる。
If "YES" is determined in the step 61, the process proceeds to a step 62, where the timer T is reset and started.

【0140】ステップ63では、タイマTが基準時間T
0 を経過したか否かを判定し、ステップ63で「YE
S」と判定した場合には、基準時間T0 を経過している
から、ステップ64に移る。ステップ64では、第2の
基準範囲Vt2を信号値Bに設定し、ステップ66に移っ
て、リターンする。
In step 63, the timer T determines whether the reference time T
0 has elapsed, and in step 63, “YE
If "S" is determined, the process proceeds to step 64 since the reference time T0 has elapsed. In step 64, the second reference range Vt2 is set to the signal value B, and the routine proceeds to step 66 and returns.

【0141】一方、ステップ63で「NO」と判定した
場合には、未だ基準時間T0 が経過していないから、ス
テップ65に移る。ステップ65では、第2の基準範囲
Vt2を信号値Bよりも大きな信号値Aに設定し、ステッ
プ66に移って、リターンする。
On the other hand, if "NO" is determined in the step 63, the process proceeds to the step 65 since the reference time T0 has not yet elapsed. In step 65, the second reference range Vt2 is set to a signal value A larger than the signal value B, and the routine proceeds to step 66 and returns.

【0142】次に、図23ないし図25に示す波形図に
基づいて、本実施例による角速度計測装置の具体的な作
用について説明する。なお、各波形(イ)〜(ヌ)は前
述した第2の実施例と同様位置の波形であるので、個々
の波形についての説明は省略し、その特徴部分のみを説
明する。
Next, a specific operation of the angular velocity measuring device according to the present embodiment will be described with reference to the waveform diagrams shown in FIGS. Since each of the waveforms (a) to (nu) is a waveform at the same position as in the above-described second embodiment, description of each waveform is omitted, and only the characteristic portions will be described.

【0143】まず、検出信号値Vn を示す波形(イ)で
は、装置起動時から基準時間T0 が経過するまでの領域
eの間には、角速度センサ1の波形の乱れが現れてい
る。
First, in the waveform (a) showing the detection signal value Vn, a disturbance of the waveform of the angular velocity sensor 1 appears in the area e from the start of the apparatus to the elapse of the reference time T0.

【0144】一方、波形(チ)に示すように、第2の判
定回路17における第2の基準範囲Vt2は、第2の基準
範囲設定回路31によって基準時間T0 が経過するまで
の間は大きな信号値Aに設定され、基準時間T0 の経過
後には通常時の信号値Bに設定される。
On the other hand, as shown in the waveform (h), the second reference range Vt2 in the second determination circuit 17 is a large signal until the reference time T0 elapses by the second reference range setting circuit 31. The signal value is set to the value A, and after the elapse of the reference time T0, the signal value is set to the normal signal value B.

【0145】これにより、オフセット補正値更新設定処
理は、波形(イ)が乱れている領域eにおいて、オフセ
ット補正値V02′を検出信号値Vn に近い波形に設定す
ることができ、この領域eにある信号値をノイズとして
扱うことができる。この結果、被積分値出力回路25か
ら出力される被積分値VPnの領域eでは信号値を零に設
定することができる。
Thus, in the offset correction value update setting processing, the offset correction value V02 'can be set to a waveform close to the detection signal value Vn in the region e where the waveform (a) is disturbed. A certain signal value can be treated as noise. As a result, the signal value can be set to zero in the region e of the integrand value VPn output from the integrand value output circuit 25.

【0146】かくして、本実施例では、装置起動時にお
けるノイズを確実に除去することができ、装置起動時に
おける検出誤差を低減し、高感度な変位角速検出を行う
ことができる。
Thus, in this embodiment, the noise at the time of starting the apparatus can be reliably removed, the detection error at the time of starting the apparatus can be reduced, and the displacement angular velocity can be detected with high sensitivity.

【0147】なお、前記第4の実施例では、第2の実施
例について、前処理に当たる第2の基準範囲設定処理を
行うようにしたが、図26に示すように、第3の実施例
で用いた第2の判定回路27の記憶回路27Aに第2の
基準範囲設定回路31′を接続してもよく、この場合に
は、図22中の処理プログラム中のステップ64とステ
ップ65において括弧内の処理を行えばよい。
In the fourth embodiment, the second reference range setting processing corresponding to the preprocessing is performed for the second embodiment. However, as shown in FIG. A second reference range setting circuit 31 'may be connected to the storage circuit 27A of the used second determination circuit 27. In this case, the parentheses in steps 64 and 65 in the processing program in FIG. May be performed.

【0148】また、第4の実施例では、第2の基準範囲
Vt2(Vu2)を時間経過によって2段階に切換えるよう
にしたが、本発明はこれに限らず、第2の基準範囲Vt2
(Vu2)を順次減少させるように設定してもよい。
Further, in the fourth embodiment, the second reference range Vt2 (Vu2) is switched in two stages with the passage of time. However, the present invention is not limited to this, and the second reference range Vt2 (Vu2) is not limited to this.
(Vu2) may be set to decrease sequentially.

【0149】さらに、前記各実施例では、外力検出手段
に角速度を検出する角速度センサ1を用いたものについ
て説明したが、本発明はこれに限らず、加速度を検出す
る加速度センサを用いたものでもよい。
Further, in each of the above embodiments, the case where the angular velocity sensor 1 for detecting the angular velocity is used as the external force detecting means has been described. However, the present invention is not limited to this. Good.

【0150】[0150]

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項1の発明によ
れば、減算手段で外力検出手段から出力された検出値か
らオフセット補正値を減算し、平滑手段ではこの減算値
を平滑化した平均値として出力し、検出値に重畳される
ランダムノイズを滑らかにして該ノイズの波高値を低く
することができる。また、判定手段では、外力検出手段
に外力が作用しているか否かを判定し、外力が作用して
いないときには被積分値を零に設定し、外力が作用して
いるときには減算値を被積分値として出力する。これに
より、被積分値出力手段からはランダムノイズを低減し
た被積分値を積分手段に出力することができ、該積分手
段からは正確な計測値を得ることができる。
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the offset correction value is subtracted from the detection value output from the external force detection means by the subtraction means, and the subtraction value is smoothed by the smoothing means. Output as an average value, it is possible to smooth the random noise superimposed on the detection value and reduce the peak value of the noise. The determining means determines whether or not an external force is acting on the external force detecting means. If the external force is not acting, the integrand is set to zero. Output as a value. As a result, the integrand value in which the random noise is reduced can be output from the integrator value output means to the integrator means, and an accurate measurement value can be obtained from the integrator means.

【0151】しかも、減算値中のランダムノイズを平滑
手段によって小さくすることにより、判定手段における
判定基準を低く設定することができ、被積分値出力手段
から出力される被積分値を、外力検出手段に加わる外力
に近い波形とすることができる。
Furthermore, by reducing the random noise in the subtraction value by the smoothing means, the criterion of the judgment means can be set low, and the integrand output from the integrand output means can be used as the external force detection means. Can be made to have a waveform close to the external force applied to the surface.

【0152】従って、外力検出手段に例えばジャイロ等
の角速度センサを用いた場合には、この被積分値を積分
手段で積分することにより、正確な変位角度を計測する
ことができる。
Therefore, when an angular velocity sensor such as a gyro is used as the external force detecting means, an accurate displacement angle can be measured by integrating the integrand with the integrating means.

【0153】請求項2の発明では、請求項1の発明によ
る被積分値出力処理に加えて、減算手段によって減算す
るときのオフセット補正値を更新する処理を加え、この
処理を、第1の平滑手段から出力される第1の平均値を
用いて更新するか否かを判定し、更新すると判定したと
きには検出値を平滑化した第2の平均値をオフセット補
正値として更新設定する。これにより、減算手段では、
検出値から常に更新したオフセット補正値を減算するこ
とにより、検出値中のドリフト成分を低減することがで
き、外力検出手段に加わる外力に近い被積分値を被積分
値出力手段から積分手段に向けて出力することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the integrand output processing according to the first aspect of the present invention, processing for updating an offset correction value when subtraction is performed by the subtracting means is added. It is determined whether or not to update using the first average value output from the means, and when it is determined to update, the second average value obtained by smoothing the detected value is updated and set as the offset correction value. Thereby, in the subtraction means,
By subtracting the constantly updated offset correction value from the detected value, the drift component in the detected value can be reduced, and the integrand close to the external force applied to the external force detecting means is directed from the integrand output means to the integrating means. Can be output.

【0154】請求項3の発明では、請求項1の発明によ
る被積分値出力処理に加えて、減算手段によって減算す
るときのオフセット補正値を更新する処理を加え、この
処理を、減算手段から出力される減算値が第2の基準範
囲内にあるか否かを判定し、範囲内にあると判定したと
きには検出値を平滑化した第2の平均値をオフセット補
正値として更新設定する。これにより、減算手段では、
検出値から常に更新したオフセット補正値を減算するこ
とで、検出値中のドリフト成分を低減することができ、
外力検出手段に加わる外力に近い被積分値を被積分値出
力手段から積分手段に向けて出力することができる。
According to a third aspect of the present invention, in addition to the integrand output processing according to the first aspect of the present invention, a process of updating an offset correction value when subtraction is performed by the subtraction means is added. It is determined whether the subtracted value falls within a second reference range. If it is determined that the value falls within the range, a second average value obtained by smoothing the detected value is updated and set as an offset correction value. Thereby, in the subtraction means,
By subtracting the constantly updated offset correction value from the detected value, the drift component in the detected value can be reduced,
An integrand close to the external force applied to the external force detection means can be output from the integrand value output means to the integration means.

【0155】請求項4の発明では、第2の判定手段にお
ける第2の基準範囲を、装置の起動時には大きくし、基
準時間経過後には前記第2の基準範囲を小さく設定する
ことにより、減算手段から出力される減算値を安定させ
て出力することができ、起動時の誤差計測を防止するこ
とができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the second reference range in the second determination means is set to be large when the apparatus is started up, and the second reference range is set to be small after the lapse of the reference time. Can be output stably, and error measurement at the time of startup can be prevented.

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

【図1】請求項1の発明を示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing the invention of claim 1;

【図2】請求項2の発明を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the invention of claim 2;

【図3】請求項3の発明を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram showing the invention of claim 3;

【図4】第1の実施例による角速度計測装置の構成を示
す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of an angular velocity measuring device according to a first embodiment.

【図5】第1の実施例による被積分値出力処理を示す流
れ図である。
FIG. 5 is a flowchart showing an integrand value output process according to the first embodiment.

【図6】角速度センサから出力される検出値、減算回路
から出力される減算値を示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a detection value output from an angular velocity sensor and a subtraction value output from a subtraction circuit.

【図7】平滑回路から出力される平均値、判定回路から
出力される判定信号、被積分値出力回路から出力される
被積分値、積分回路から出力される計測値を示す波形図
である。
FIG. 7 is a waveform diagram illustrating an average value output from a smoothing circuit, a determination signal output from a determination circuit, an integrand value output from an integrand value output circuit, and a measurement value output from an integration circuit.

【図8】第2の実施例による角速度計測装置の構成を示
す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of an angular velocity measuring device according to a second embodiment.

【図9】第2の実施例による被積分値出力処理を示す流
れ図である。
FIG. 9 is a flowchart showing an integrand output process according to the second embodiment.

【図10】第2の実施例によるオフセット補正値更新設
定処理を示す流れ図である。
FIG. 10 is a flowchart showing an offset correction value update setting process according to the second embodiment.

【図11】角速度センサから出力される検出値、オフセ
ット補正値更新回路から出力されるオフセット補正値、
減算回路から出力される減算値を示す波形図である。
FIG. 11 shows a detection value output from an angular velocity sensor, an offset correction value output from an offset correction value update circuit,
FIG. 6 is a waveform chart showing a subtraction value output from a subtraction circuit.

【図12】第1の平滑回路から出力される第1の平均
値、第1の判定回路から出力される第1の判定信号、被
積分値出力回路から出力される被積分値、積分回路から
出力される計測値を示す波形図である。
FIG. 12 illustrates a first average value output from a first smoothing circuit, a first determination signal output from a first determination circuit, an integrand output from an integrand output circuit, and an integration circuit. It is a waveform diagram which shows the measured value output.

【図13】第1の平滑回路から出力される第1の平均
値、第2の判定回路から出力される第2の判定信号、第
2の判定信号を受けて第2の平滑回路に読込まれる補正
基準値、第2の平滑回路から出力される第2の平均値
(オフセット補正値)を示す波形図である。
FIG. 13 receives the first average value output from the first smoothing circuit, the second determination signal output from the second determination circuit, and the second determination signal, and reads them into the second smoothing circuit. FIG. 9 is a waveform chart showing a correction reference value to be output and a second average value (offset correction value) output from a second smoothing circuit.

【図14】第3の実施例による角速度計測装置の構成を
示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of an angular velocity measuring device according to a third embodiment.

【図15】第3の実施例による被計測値出力処理を示す
流れ図である。
FIG. 15 is a flowchart showing measured value output processing according to a third embodiment.

【図16】第3の実施例によるオフセット補正値更新設
定処理を示す流れ図である。
FIG. 16 is a flowchart showing an offset correction value update setting process according to the third embodiment.

【図17】角速度センサから出力される検出値、オフセ
ット補正値更新回路から出力されるオフセット補正値、
減算回路から出力される減算値を示す波形図である。
FIG. 17 shows a detection value output from an angular velocity sensor, an offset correction value output from an offset correction value update circuit,
FIG. 6 is a waveform chart showing a subtraction value output from a subtraction circuit.

【図18】第1の平滑回路から出力される第1の平均
値、第1の判定回路から出力される第1の判定信号、被
積分値出力回路から出力される被積分値、積分回路から
出力される計測値を示す波形図である。
FIG. 18 shows a first average value output from a first smoothing circuit, a first determination signal output from a first determination circuit, an integrand output from an integrand output circuit, and an output from an integration circuit. It is a waveform diagram which shows the measured value output.

【図19】減算回路から出力される減算値、第2の判定
回路から出力される第2の判定信号、第2の判定信号を
受けて第2の平滑回路に角速度センサから読込まれる補
正基準値、第2の平滑回路から出力される第2の平均値
(オフセット補正値)を示す波形図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a subtraction value output from a subtraction circuit, a second determination signal output from a second determination circuit, and a correction reference read from an angular velocity sensor into a second smoothing circuit in response to the second determination signal. FIG. 9 is a waveform chart showing values and a second average value (offset correction value) output from a second smoothing circuit.

【図20】第4の実施例による角速度計測装置の構成を
示す回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of an angular velocity measuring device according to a fourth embodiment.

【図21】第4の実施例による全体の処理を示す流れ図
である。
FIG. 21 is a flowchart showing overall processing according to a fourth embodiment.

【図22】第4の実施例による第2の基準範囲設定処理
を示す流れ図である。
FIG. 22 is a flowchart showing a second reference range setting process according to the fourth embodiment.

【図23】角速度センサから出力される検出値、オフセ
ット補正値更新回路から出力されるオフセット補正値、
減算回路から出力される減算値を示す波形図である。
FIG. 23 shows a detection value output from an angular velocity sensor, an offset correction value output from an offset correction value update circuit,
FIG. 6 is a waveform chart showing a subtraction value output from a subtraction circuit.

【図24】第1の平滑回路から出力される第1の平均
値、第1の判定回路から出力される第1の判定信号、被
積分値出力回路から出力される被積分値、積分回路から
出力される計測値を示す波形図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a first average value output from a first smoothing circuit, a first determination signal output from a first determination circuit, an integrand value output from an integrand value output circuit, It is a waveform diagram which shows the measured value output.

【図25】第1の平滑回路から出力される第1の平均
値、第2の判定回路から出力される第2の判定信号、第
2の判定信号を受けて第2の平滑回路に読込まれる補正
基準値、第2の平滑回路から出力される第2の平均値
(オフセット補正値)を示す波形図である。
FIG. 25 receives the first average value output from the first smoothing circuit, the second determination signal output from the second determination circuit, and the second determination signal, and reads them into the second smoothing circuit. FIG. 9 is a waveform chart showing a correction reference value to be output and a second average value (offset correction value) output from a second smoothing circuit.

【図26】第4の実施例による変形例を示す角速度計測
装置の回路図である。
FIG. 26 is a circuit diagram of an angular velocity measuring device showing a modification according to the fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 角速度センサ(外力検出手段) 2 A/D変換回路 3,11,21 演算回路 4,12,22 減算回路 5 平滑回路 6 判定回路 7,15,25 被積分値出力回路 8,16,26 積分回路 9 信号出力回路 13,23 第1の平滑回路 14,24 第1の判定回路 17,27 第2の判定回路 18,28 第2の平滑回路 19,29 オフセット補正値更新回路 31,31′ 第2の基準範囲設定回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Angular velocity sensor (external force detection means) 2 A / D conversion circuit 3,11,21 Operation circuit 4,12,22 Subtraction circuit 5 Smoothing circuit 6 Judgment circuit 7,15,25 Integrated value output circuit 8,16,26 Integration Circuit 9 Signal output circuit 13,23 First smoothing circuit 14,24 First determination circuit 17,27 Second determination circuit 18,28 Second smoothing circuit 19,29 Offset correction value update circuit 31,31 ' 2 reference range setting circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定物に加わる外力を検出信号として
検出する外力検出手段と、 該外力検出手段から出力される検出信号の検出値よりオ
フセット補正値を減算する減算手段と、 該減算手段から出力される減算値を平滑化した平均値と
して出力する平滑手段と、 前記外力検出手段に外力が作用しているか否かを平滑化
した平均値を用いて判定する判定手段と、 該判定手段によって外力が作用していないと判定したと
きには零値を被積分値として出力し、外力が作用してい
ると判定したときには前記減算手段から出力される減算
値を被積分値として出力する被積分値出力手段と、 該被積分値出力手段から出力される被積分値を積分し、
積分結果を計測値として出力する積分手段とから構成し
てなる外力計測装置。
1. An external force detecting means for detecting an external force applied to an object to be measured as a detection signal, a subtraction means for subtracting an offset correction value from a detection value of a detection signal output from the external force detection means, A smoothing unit that outputs the output subtraction value as a smoothed average value; a determination unit that determines whether or not an external force is acting on the external force detection unit using the smoothed average value; When it is determined that no external force is applied, a zero value is output as an integrand value, and when it is determined that an external force is applied, a subtraction value output from the subtraction means is output as an integrand value. Means for integrating the integrand output from the integrand output means;
An external force measuring device comprising an integrating means for outputting an integration result as a measured value.
【請求項2】 被測定物に加わる外力を検出信号として
検出する外力検出手段と、 該外力検出手段から出力される検出信号の検出値よりオ
フセット補正値を減算する減算手段と、 該減算手段から出力される減算値を平滑化した第1の平
均値として出力する第1の平滑手段と、 前記外力検出手段に外力が作用しているか否かを前記第
1の平均値を用いて判定する第1の判定手段と、 該第1の判定手段によって外力が作用していないと判定
したときには零値を被積分値として出力し、外力が作用
していると判定したときには前記減算手段から出力され
る減算値を被積分値として出力する被積分値出力手段
と、 該被積分値出力手段から出力される被積分値を積分し、
積分結果を計測値として出力する積分手段と、 前記減算手段によって減算するときのオフセット補正値
を更新するか否かを前記第1の平均値を用いて判定する
第2の判定手段と、 該第2の判定手段によってオフセット補正値を更新する
と判定したときには、前記外力検出手段から出力される
検出値を平滑化した第2の平均値として出力する第2の
平滑手段と、 該第2の平滑手段から出力される第2の平均値を前記減
算手段のオフセット補正値として更新するオフセット補
正値更新手段とから構成してなる外力計測装置。
2. An external force detecting means for detecting an external force applied to an object to be measured as a detection signal, a subtraction means for subtracting an offset correction value from a detection value of a detection signal output from the external force detection means, A first smoothing unit that outputs the output subtraction value as a smoothed first average value, and a second determination unit that determines whether an external force is acting on the external force detection unit using the first average value. The first determining means and the first determining means output a zero value as an integrand when it is determined that no external force is acting, and are output from the subtracting means when it is determined that an external force is acting. An integrand value output means for outputting a subtraction value as an integrand value, and integrating an integrand value output from the integrand value output means,
Integrating means for outputting an integration result as a measured value; second determining means for determining whether to update an offset correction value when subtracting by the subtracting means by using the first average value; A second smoothing means for outputting the detected value output from the external force detecting means as a smoothed second average value when it is determined by the second determining means that the offset correction value is to be updated; And an offset correction value updating means for updating the second average value output from the second average value as an offset correction value of the subtracting means.
【請求項3】 被測定物に加わる外力を検出信号として
検出する外力検出手段と、 該外力検出手段から出力される検出信号の検出値よりオ
フセット補正値を減算する減算手段と、 該減算手段から出力される減算値を平滑化した第1の平
均値として出力する第1の平滑手段と、 前記外力検出手段に外力が作用しているか否かを判定す
るために、該第1の平滑手段から出力される第1の平均
値が予め定められた第1の基準範囲内にあるか否かを判
定する第1の判定手段と、 該第1の判定手段によって第1の平均値が第1の基準範
囲内にあると判定したときには零値を被積分値として出
力し、第1の平均値が第1の基準範囲外にあると判定し
たときには前記減算手段から出力される減算値を被積分
値として出力する被積分値出力手段と、 該被積分値出力手段から出力される被積分値を積分し、
積分結果を計測値として出力する積分手段と、 前記減算手段によって減算するときのオフセット補正値
を更新するか否かを判定するために、前記減算手段から
出力される減算値が予め定められた第2の基準範囲内に
あるか否かを判定する第2の判定手段と、 該第2の判定手段によって減算値が第2の基準範囲内に
あると判定したときには、前記外力検出手段から出力さ
れる検出値を平滑化した第2の平均値として出力する第
2の平滑手段と、 該第2の平滑手段から出力される第2の平均値を前記減
算手段のオフセット補正値として更新するオフセット補
正値更新手段とから構成してなる外力計測装置。
3. An external force detecting means for detecting an external force applied to an object to be measured as a detection signal, a subtraction means for subtracting an offset correction value from a detection value of a detection signal output from the external force detection means, A first smoothing unit that outputs the output subtraction value as a smoothed first average value, and a first smoothing unit that determines whether an external force is acting on the external force detection unit. First determining means for determining whether or not the output first average value is within a predetermined first reference range; and the first determining means determines that the first average value is equal to the first average value. When it is determined that the value falls within the reference range, a zero value is output as the integrand value. An integrand value output means for outputting as Integrating the integrand value outputted from the output means,
Integrating means for outputting an integration result as a measurement value; and a subtraction value output from the subtraction means for determining whether to update an offset correction value when subtraction is performed by the subtraction means. A second determining means for determining whether or not the value falls within a second reference range; and when the second determining means determines that the subtraction value is within a second reference range, the second force is output from the external force detecting means. A second smoothing means for outputting a smoothed detection value as a second average value, and offset correction for updating the second average value output from the second smoothing means as an offset correction value for the subtraction means. An external force measuring device comprising a value updating means.
【請求項4】 前記第2の判定手段における第2の基準
範囲は、当該装置の起動時には通常処理時の範囲よりも
大きく設定してなる請求項3記載の外力計測装置。
4. The external force measurement device according to claim 3, wherein the second reference range in the second determination means is set larger than a range during normal processing when the device is started.
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