JPS5882165A - Gas rate sensor - Google Patents

Gas rate sensor

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Publication number
JPS5882165A
JPS5882165A JP56180719A JP18071981A JPS5882165A JP S5882165 A JPS5882165 A JP S5882165A JP 56180719 A JP56180719 A JP 56180719A JP 18071981 A JP18071981 A JP 18071981A JP S5882165 A JPS5882165 A JP S5882165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
gas rate
gas
rate sensor
temperature sensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP56180719A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Tagami
勝利 田上
Fumitaka Takahashi
高橋 文孝
Yasushi Okada
岡田 泰仕
Toru Tejima
透 手島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Stanley Electric Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Stanley Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Stanley Electric Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP56180719A priority Critical patent/JPS5882165A/en
Publication of JPS5882165A publication Critical patent/JPS5882165A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58Turn-sensitive devices without moving masses

Abstract

PURPOSE:To enable the detection of an angular velocity generated in each of a plurality of planes by arranging at least two couples of thermosensitive elements in one sensor. CONSTITUTION:A sensor 8 for sensing a gas flow is provided at the position facing a nozzle hole 5a in a holder 7. The sensor 8 is made up of two couples of thermosensitive elements arrayed at a specified positions and intervals. In the normal case, the gas flow is injected from the nozzle 5a and passes through the center position corresponding to the axis part of an internal passage 15 leading to a through hole 7a. In an abnormal case where an angular velocity is applied to a gas rate sensor from outside, the gas flow in the internal passage 15 is diviated from the center position. This produces a fine difference in the output between the two couples of thermosensitive elements, which enables the detection of an angular velocity generated in the gas rate sensor.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス流の流動方向の偏移を一対の感温素子の
温度差に係る出力値によって検出し、これによりセンサ
に生じた角速度を検知し得るガスレートセンサに於いて
、上記感温素子の対を少なくとも2つ設けることによっ
て複数の方向についての角速度を検知し得るようにした
ガスレートセンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a gas rate sensor capable of detecting a deviation in the flow direction of a gas flow using an output value related to a temperature difference between a pair of temperature sensing elements, and thereby detecting an angular velocity generated in the sensor. The present invention relates to a gas rate sensor that is capable of detecting angular velocities in a plurality of directions by providing at least two pairs of the temperature sensing elements.

ガスレートセンサと称される角速度センサの構成1作用
の概要を述べると、一般に密閉状態にあるセンサケ−゛
ス内に於いて所定ノズルから一対の感温素子に向けてガ
ス流を流・出させ、通常はガス流が所定のセンター位置
に存するようにし、センサに対し角加速度が発生したと
きにはガス流が当該センター位置より一定方向に偏移し
一対の感温素子の何れかに近づき他方からは離れるよう
に流れるため各感温素子の出力値が変化し、その出力値
の変化状態に基づき角速度を検出するように機能するも
のである。斯かるガスレートセンサの機能を利用すれば
ジャイロ等として使用することができるわけであるが、
ガスレートセンサはジャイロコンパスに比較して耐振性
があり高感度で且つ優れた応答性を有しているために現
在船舶や自動車等の針路調整或いは姿勢制御等の装置の
センサとして多く使用される。
To give an overview of the structure 1 and function of an angular velocity sensor called a gas rate sensor, a gas flow is caused to flow toward a pair of temperature sensing elements from a predetermined nozzle within a generally sealed sensor case. Normally, the gas flow is made to exist at a predetermined center position, and when angular acceleration occurs to the sensor, the gas flow deviates from the center position in a certain direction, approaching one of the pair of temperature sensing elements and leaving the other. Since the current flows away from each other, the output value of each temperature sensing element changes, and the function is to detect the angular velocity based on the state of change in the output value. By utilizing the functions of such a gas rate sensor, it can be used as a gyro, etc.
Compared to gyrocompasses, gas rate sensors are vibration resistant, highly sensitive, and have excellent responsiveness, so they are currently widely used as sensors for devices such as course adjustment and attitude control in ships and automobiles. .

ところが、従来のガスレートセンサでは、第4図、第5
図に示されるように、X軸上に一対の感温素子40.5
0のみがその感温部40a、50aが互いに平行となる
よう配設されているだけであるため、Y軸回りに生じる
角速度のみしか検知し得す、例えばX軸回りに角加速度
が生じたときにはこの角加速度に係る角速度を検出する
ことができないと云う問題が生じる。勿論ガスレートセ
ンサを複数組み合わせるのであれば上記状態にて発生す
る角速度を検出することも可能であるが、この場合には
センサについてのコストが高くなると云う問題を生じる
However, with conventional gas rate sensors,
As shown in the figure, a pair of temperature sensing elements 40.5 are placed on the X axis.
Since only the temperature sensing parts 40a and 50a of 0 are arranged so that they are parallel to each other, only the angular velocity that occurs around the Y axis can be detected.For example, when angular acceleration occurs around the X axis, A problem arises in that the angular velocity related to this angular acceleration cannot be detected. Of course, if a plurality of gas rate sensors are combined, it is possible to detect the angular velocity generated in the above state, but in this case, the problem arises that the cost of the sensors increases.

本発明者は上記問題に鑑みこれを有効に解決すべく本発
明をなしたものであって、本発明の目的とする処は、1
個のセンサの内部に感温素子の対を少なくとも2個設け
□ることにより複数の平面の各・平面内にて生じる角速
度を検出できるようにし、これによってその応用範囲を
拡大し、使用コストの低減、利用価値の向上を図るよう
にしたガスレートセンサを提供することにあえ。
The present inventor has devised the present invention in order to effectively solve the above problem, and the purpose of the present invention is to:
By providing at least two pairs of temperature-sensitive elements inside the sensor, it is possible to detect the angular velocity occurring in each of multiple planes, thereby expanding its range of applications and reducing usage costs. Our aim is to provide a gas rate sensor that reduces gas rate and improves its utility value.

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述
する。
A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

先ず本発明の基本となるガスレートセンサの全体構造の
概要を第1図によって説明する。センサケース1内にセ
ンサ本体2が嵌挿されており、このセンサ本体2の前、
後端は端板3,4により密   閉されている。センサ
本体2の一端にはノズル孔5a及び整流孔5bが穿設さ
れたノズルピース5が形成されており、他端はホルダ6
を介してセンサケース1に固定されている。ホルダ7は
センサ本体2内に前記ホルダ6寄りに嵌装されており。
First, an overview of the overall structure of a gas rate sensor, which is the basis of the present invention, will be explained with reference to FIG. A sensor main body 2 is inserted into a sensor case 1, and in front of this sensor main body 2,
The rear end is sealed by end plates 3 and 4. A nozzle piece 5 having a nozzle hole 5a and a rectifying hole 5b is formed at one end of the sensor body 2, and a holder 6 is formed at the other end.
It is fixed to the sensor case 1 via. The holder 7 is fitted into the sensor body 2 closer to the holder 6.

このホルダ7にはノズル孔5aと対向する位置にガス流
を感知するセイサ8が配設され、このセンサ8は所定の
位置1間隔で配列された二対の感温素子で形成されてい
る0センサ8に係る感温素子の配列位置の詳細について
は後述される。。
A sensor 8 for sensing the gas flow is disposed in the holder 7 at a position facing the nozzle hole 5a. Details of the arrangement positions of the temperature sensing elements related to the sensor 8 will be described later. .

ホルダ6と端板4との間にはポンプ室9が形成されてお
り、このポンプ室9内にはオリフィス10aが穿設され
たピエゾプレート10が収納されている。ピエゾプレー
ト10は端子1゛1を介して供給される電気信号によっ
て振動するようになっており、この振動によるポンプ作
用によりポンプ室9内のガスを圧縮するように動作する
。センサケース1とセンサ本体2との間には軸方向にガ
ス流通路12が形成されており、このガス流通路12の
一端は流路13.ホルダ6の吐出孔6aを介してポンプ
室10に、他端は流路14を介してノズル孔5a及び整
流孔5bに夫々連通されている。
A pump chamber 9 is formed between the holder 6 and the end plate 4, and a piezo plate 10 having an orifice 10a is housed in the pump chamber 9. The piezo plate 10 is configured to vibrate in response to an electric signal supplied through the terminal 1'1, and operates to compress the gas in the pump chamber 9 due to the pumping action caused by this vibration. A gas flow passage 12 is formed in the axial direction between the sensor case 1 and the sensor body 2, and one end of the gas flow passage 12 is connected to a flow passage 13. The holder 6 is connected to the pump chamber 10 through the discharge hole 6a, and the other end is connected to the nozzle hole 5a and the rectification hole 5b through the flow path 14, respectively.

以上の構成に於いて、ビニシブ、ビー410が付勢され
て振動するとポンプ室9のピエゾプレート10の左側部
のガスが圧縮されてピエゾプレート10のオリフィス1
0a及びホルダ6の゛吐出孔6aを通して流路12内を
軸方向に流れて流路14に至る。流路14内のガスはノ
ズル孔5aより内側流路15−内に上記センサ8に向っ
て噴出される。
In the above configuration, when the vinyl 410 is energized and vibrates, the gas on the left side of the piezo plate 10 in the pump chamber 9 is compressed, and the gas on the left side of the piezo plate 10 is compressed.
0a and the discharge hole 6a of the holder 6, it flows in the flow path 12 in the axial direction and reaches the flow path 14. The gas in the flow path 14 is ejected from the nozzle hole 5a into the inner flow path 15- toward the sensor 8.

次いで、ホルダ7の通孔7a及び排気室16を経て、ポ
ンプ室9のピエゾプレート10の右方向への変位により
オリフィス10aを通ってポンプ室9のピエゾプレート
10の左側部分に戻される。
Next, it passes through the through hole 7a of the holder 7 and the exhaust chamber 16, and is returned to the left side portion of the piezo plate 10 of the pump chamber 9 through the orifice 10a by displacement of the piezo plate 10 of the pump chamber 9 to the right.

ホルダ7に設けられたセンサ8の構成を第2図、第3図
によって説明する0センサ8は2組の対となった感温素
子からなる。感温素子8aと8b、8a’と8b’が夫
゛々対となっている。感温素子8aは第2図に示すよう
にホルダ7に所定の間隔で垂直に挿通固定された2個の
スタッド8a−1,8a−2の先端部分に夫々両端部が
当接され、これらの両者間が感温部88−3により接続
固定されたものである。他の感温素子8 b、  la
’、  8’b’についても同様に形成され、対となっ
た感温素子8aと8b、8a′と8 b’は夫々の感温
部が平行となるように配設される。
The configuration of the sensor 8 provided on the holder 7 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. The sensor 8 is composed of two pairs of temperature sensing elements. The temperature sensing elements 8a and 8b, and 8a' and 8b' are each a pair. As shown in FIG. 2, the temperature sensing element 8a has both ends abutted on the tips of two studs 8a-1 and 8a-2, which are vertically inserted and fixed into the holder 7 at a predetermined interval. The two are connected and fixed by a temperature sensing section 88-3. Other temperature sensing elements 8 b, la
', 8'b' are formed in the same manner, and the paired temperature sensing elements 8a and 8b, 8a' and 8b' are arranged so that their respective temperature sensing parts are parallel to each other.

以上に於いて、通常の場合ガス流はノズル孔5aより噴
出されて通孔7aに至る内側流路15の軸部分に相中す
るセンター位置にて流通し、ガスレートセンサに対して
外部から角加速度・が加わる通常でない場合には、内側
流路15内に於いてガス流力上記センター位置よりずれ
て偏移するために当該ガスレートセンサに生じる角速度
を検出することができる。
In the above case, normally, the gas flow is ejected from the nozzle hole 5a and flows at the center position where it is in contact with the shaft portion of the inner flow path 15 leading to the through hole 7a, and is angled toward the gas rate sensor from the outside. In an unusual case where acceleration is applied, it is possible to detect the angular velocity that occurs in the gas rate sensor because the gas flow force in the inner flow path 15 deviates from the center position.

上記に於いて、Y軸の回りに角加速度が加われば、ガス
流はz−x平面内にて偏流し、感温素子8a、−8bの
対によって角速度を検出する。又X軸の回りに角加速度
が加われば、ガス流はZ−Y平面内にて偏流し、感温素
子8a’、8b’の対によって角速度を検出する。又X
軸とY軸の間の中間軸X′の回りに生じる角加速度につ
いても同様に検出できる。
In the above, when angular acceleration is applied around the Y-axis, the gas flow drifts within the z-x plane, and the angular velocity is detected by the pair of temperature sensing elements 8a and -8b. Furthermore, when angular acceleration is applied around the X-axis, the gas flow is deflected within the Z-Y plane, and the angular velocity is detected by the pair of temperature sensing elements 8a' and 8b'. Also X
The angular acceleration generated around the intermediate axis X' between the axis and the Y axis can be similarly detected.

上記の如く、本発明に係るガスレートセンサによれば、
X軸、Y軸の回りに生じる角加速度に応じてその何れに
ついても角速度を検出することができるものであって、
これは所謂2軸のガスレートセンサを構成するものであ
る。又本発明を更に発展させれば、上記の如き位置関係
を考慮して同様に感温素子を更に付設することにより多
軸のガースレートセンサを構成することも可能であり1
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
As described above, according to the gas rate sensor according to the present invention,
It is possible to detect the angular velocity of both the X-axis and the Y-axis according to the angular acceleration generated around the Y-axis,
This constitutes a so-called two-axis gas rate sensor. Further, if the present invention is further developed, it is also possible to construct a multi-axis girth rate sensor by further attaching a temperature sensing element in consideration of the above-mentioned positional relationship.
The present invention is not limited to the above embodiments.

以上の説明から明らかなように本発明によれば下記の如
き効果を発揮される〇 一対の感温素子を有するガスレートセンサと略々同一の
大きさ、コストで実現できるため、所謂1軸のガスレー
トセンサを2個使用するのに比較し極めて小型且つ安価
である。2軸のガスレートセンサに於いては各感温素子
の対に対して増幅回路を設けるため回路が若干増すが、
それ以外は1軸のガスレートセンサと同じであるため回
路の調整箇所が1軸のガスレートセンサを2個使用する
場合に比較し少なくなると云う利点を有する0更に1軸
のガスレートセンサを2個使用する場合には感温素子の
直交性を正確にだすためその組立て、調整が難しく、又
別途に治具も必要とされるが、これに対し本発明に係る
2軸ガスレートセンサによれば斯かる調整は特別に必要
とされず、取扱いが極めて簡単であって利用し易い。加
えて検知することのできる角速度が1つの平面内のもの
だけではなく複数の平面内のものに拡大できたため単体
としてガスレードセンサそのものの応用範囲が拡大し、
延いては利用価値が向上した。鷺Ω−例をiげると、バ
ンク状態で方向転換する特性を有する自動二輪車の如き
車両などについても正確に方向転換時の回転角を検出し
得るジャイロとして利用することが可能である。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, the following effects can be achieved.〇 The so-called uniaxial gas rate sensor can be realized with approximately the same size and cost as a gas rate sensor having a pair of temperature sensing elements. It is extremely small and inexpensive compared to using two gas rate sensors. In a two-axis gas rate sensor, an amplifier circuit is provided for each pair of temperature sensing elements, so the circuitry increases slightly.
Other than that, it is the same as a single-axis gas rate sensor, so it has the advantage that there are fewer adjustment points in the circuit compared to when two single-axis gas rate sensors are used. When using a thermosensor individually, it is difficult to assemble and adjust the orthogonality of the thermosensor, and a separate jig is also required. Such adjustments are not specially required and are extremely simple to handle and use. In addition, the angular velocity that can be detected can be expanded to include not only one plane but also multiple planes, which expands the range of applications of the Gaslade sensor itself.
As a result, the utility value has improved. For example, it can be used as a gyro that can accurately detect the rotation angle of a vehicle such as a motorcycle, which has the characteristic of changing direction in a banked state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の一実施例を示し、第1図はガスレートセ
ンサの縦断側面図、第2図は第1図中のセンサ部を拡大
して示した図、第3図は第2図中入方向矢視図、第4図
は従来のセンサ部の第2図と同様な図、第5図は従来の
センサ部の第3図と同様な図である0 尚図面中、1はケース、2はセンサ本体、8はセンサ、
9a、 8b、 8a’、 8b’は感温素子である。 特許出願人 本田技研工業株式会社 同      スタンレー電気株式会社代 理 人弁理
士  下  1) 容一部間  弁理士  大 橋  
邦  彦
The drawings show an embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a longitudinal cross-sectional side view of a gas rate sensor, Fig. 2 is an enlarged view of the sensor section in Fig. 1, and Fig. 3 is an enlarged view of the sensor section in Fig. 2. 4 is a view similar to FIG. 2 of the conventional sensor section, and FIG. 5 is a view similar to FIG. 3 of the conventional sensor section.0 In the drawings, 1 indicates a case; 2 is the sensor body, 8 is the sensor,
9a, 8b, 8a', 8b' are temperature sensing elements. Patent Applicant Honda Motor Co., Ltd. Stanley Electric Co., Ltd. Representative Patent Attorney 2 1) Toyo Parts Co., Ltd. Patent Attorney Ohashi
Kunihiko

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ケース内に収納されるセンサ本体にてセンサ本体の一端
から他端へガスを流動させ、該他端に一対の感温素子を
設けて、外部より上記ケースに角加速度が加わったとき
上記ガス流の偏移に基づき上記一対の感温素子の出方値
の差で該角加速度に係る角速度を検出するガスレートセ
ンサに於いて、上記感温素子の対を少なくとも2組設け
るようにしたことを特徴とするガスレートセンサ。
Gas flows from one end of the sensor body to the other end in the sensor body housed in the case, and a pair of temperature sensing elements are provided at the other end, so that when angular acceleration is applied to the case from the outside, the gas flow In the gas rate sensor that detects the angular velocity related to the angular acceleration based on the difference in the output value of the pair of temperature sensing elements based on the deviation of , at least two pairs of the temperature sensing elements are provided. Characteristic gas rate sensor.
JP56180719A 1981-11-11 1981-11-11 Gas rate sensor Pending JPS5882165A (en)

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JP56180719A JPS5882165A (en) 1981-11-11 1981-11-11 Gas rate sensor

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JP56180719A JPS5882165A (en) 1981-11-11 1981-11-11 Gas rate sensor

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JPS5882165A true JPS5882165A (en) 1983-05-17

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61180147A (en) * 1984-05-07 1986-08-12 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン Angular velocity detector
JPH0421968U (en) * 1990-06-18 1992-02-24

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52102777A (en) * 1976-02-23 1977-08-29 United Technologies Corp Zero offset compensator for fluid type angular velocity detector

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