JPS60166818A - 振動回転センサ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野〉 本発明は振動回転センサに関し、さらに詳細には航法シ
ステムに利用されるソニックジャイロと呼ばれる「振動
ベル」形のセンサに関する。そのようなソニックジャイ
ロは、米国特許第３，６２５，０６７号、第３，６５６
，３５４号、第３，６７８，７６２号、第３，７１９，
０７４号及び第４．１．５７，０４１号に記載されてい
る。

〈従来技術〉 米国特許第４，１５７，０４１号に記載される振動回転
センサは、半球形共振ジャイロ（ＨＲＧ）の形態をとる
。ジャイロは３つの主要な石英ガラス部品フォーサ（ｆ
ｏｒｃｅｒ　）、半球形の共振器及びビックオフ（ｐｉ
ｃｋ　ｏｆｆ　）　から構成され、それらの部品はイン
ジウムにより互いに接合され、直空金属ハウジングに収
納される。この種のジャイロは、ｒ　Ｔｈｅ　ＨＲＧ　
：　Ａ　ｎｅｗ］ｏｗ−ｎｏｉｓｅ　１ｎｔｅｒｉａｌ
　ｒｏｔａｔｉｏｎ　５ｅｎｓｏｒ　Ｊ　（Ｅ。

Ｊ、　Ｌｏｐｅｒ、　Ｄ、　Ｄ、　Ｌｙｎｃｈ共著、第
１６回Ｊｔ。

５ＥＲＶＩＣＥＳ　ＤＡＴＡ　ＥＸＣＨＡＮＧＥＦＯＲ
ＩＮＥＲＴＩＡＬＳＹＳＴＥＭＳ　（１９８２年１１月
１６日〜１８日にロサンゼルスにて開催）会報）にも記
載されている。

本発明の目的は、誤差検出に関して改善され、停電後も
限られた時間だけ動作することができ且つ核効果（ｎｕ
ｃｌｅａｒ　ｅｆｆｃｔ　）の影響を受けない撮動回転
センサを提供することである。

この目的を達成するだめに、本発明による振動回転セン
サは特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載されるよう
な特徴を有する。

以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図及び第５図に示されるように、振動回転センサは
半円形の共振ジャイロ１０として形成される。共振ジャ
イロ１０はフォーサ１２と、半球形の共振器１４と、ビ
ックオフ１６とから構成される。それらの構成要素は全
てインジウムによシ接合される石英ガラスであって、直
空金属ハウジング１８の中に収納される。

フォーサ１２は、共振器１４の振動を一定温幅に維持す
るだめに使用されるリングフォーサ電極２０と、共振器
の直角振動を抑制するために使用される１６個の非連続
のフォーサ電極２２とを含む。ビックオフ１６は共振器
１４の振動パターンの方位角を検出するために使用され
る８個のピックオフ電極２４を含む。

半球形の共振器１４は半球部２８を貫通する軸２６を有
し、軸の両端で取付けられる（「二軸」共会器）。共振
器の軸２６の用途は２つめシ、まず、共振器１４をその
振動運動の減衰をできる限シ少なくするように支持する
手段として働き、第２に、内側中球形表面３０及び外側
半球形表面３２へのそれぞれ独立した電気的接続手段と
して作用する。軸２６の長さは、取付は面が軸と半球部
との間の移行領域から軸の直径３つ分取上離間するよう
に設定される。

フォーサ電極２２は半球部２８の外側半球形表面３２を
アドレスレ、それぞれのフォーサ電極２２の形状は円形
である。導電領域３４はそれぞれのフォーサ電極２２を
取囲み、それらをリングフォーサ電極２０から分離する
。この導電領域３４はフォーサの外側メタライズ領域ま
で続き、そこまで接地されるので、この面は「接地平面
」と呼ばれる。この平面は電極間の容量結合を低減する
ために設けられる。それぞれのフォーサ電極２２が円形
であるため、電極間の結合は減少され、適切な精度をも
ってより容易に配置し、形成することのできる形状が得
られる。

ビックオフ電極２４は共振器１４の内側半球形表面３０
をアドレスレ、その形状は円形である。フォーサ成極２
２の場合と同様に、円形であるので、比較的高価である
回転工具を使用し、正確な工程に従ってピックオフ電極
を形成することができる。

各ディスクリートフォーサ電極２２の導電領域はフォー
サハウジング３８の縁部３６に達しくピックオフハウジ
ングとフォーサハウジングとが接合される表面）、さら
にピックオフハウジング４２の縁部４ｏを経てその平坦
な外面４４に至る。この平坦な外面４４には、個々のフ
ォーサ電極２２の所望の相互接続を行ない且つリード線
を金属ソケット端子４６に接続するだめの回路がメッキ
される。

共振器の内側半球形表面３ｏへの電気接続も、共振器の
軸から金属ソケット（図示せず）まで延出するピックオ
フハウジング４２の平坦な外面に導線をメッキすること
にょシ行なわれる。各ピックオフ電極２４への電気接続
は、その中心にある孔に石英ガラス管４８の内側に取伺
けられるワイヤを通すことによシ得られる。石英ガラス
管４８はピックオフハウジング４２を直通してその平坦
な外面に至り、ピックオフ信号（石英ガラス管の内面）
と、そのガード（石英ガラス管の外面）とに同軸導線を
提供する。この石英カラス管４８の末端は同軸金属ソケ
ット５０である。

ピックオフハウジング４２の平坦な外面４４は２つの回
路アレイを支持し、一方の回路アレイは８個の同軸ソケ
ット５０を有し、他方の回路アレイは８個の単線ソケッ
ト４６を有する。それらのソケットからの接続は直空金
属ハウジング１８を介して８個の金属ピンフィードスル
ー５２と、直空ハウジングのピックオフカバー５６に組
込まれる８個の同軸フィードスルー５４とにより行なわ
れる。

ピックオフカバー５６の１６個の電気的フィードスルー
５２．５４に加えて、直空金属ハウジング１８には、リ
ングフォーサ電極からの接続と、共振器の外側半球形表
面からの接続のだめの２つの単ピンフィードスルー（５
８、他方は図示せず）が設けられる。

ガスゲッタ５８は、共振器１４の空力減衰を許容レベル
まで減少させるようにジャイロのハウジングの内部に高
い直空状態を維持するために使用される。ガスゲッタ５
８は焼結ジルコニウムから製造される市販の装置であり
、あらかじめ活性化され、チタンカプセルの中に密封さ
れる。カプセルは、共振ジャイロ１０が最終的に密封さ
れた後に直空金属ハウジング１８の内部に開放すること
ができるように構成される。この特徴は、共振ジャイロ
１０の密封後、密封の品質を決定することができるよう
に内部ガス圧の上昇速度を検出可能にするものである。

内部ガス圧は共振器１４の減衰時間を測定することによ
り評価され、その後、共振ジャイロ１０の有効寿命を予
測するために圧力の上昇速度を利用することができる。

（ガスゲッタ５８がジャイロの内部に開放された後、ガ
ス圧は直ちに低い値葦で降下するので、ゲッタの容量を
超過し始めるまで密封の品質に関するそれ以上の情報は
得られない。）第５図には、ガスゲッタ５８の貫入器が
示されている。貫入器は、カプセルの内壁の薄膜部分６
２の近傍に配置される硬化スチール針６ｏから構成され
る。スチール針６０は、ガスゲッタ５８の外側から貫入
器取付は部６４に圧力を加えることにょシ薄膜部分６２
に孔をあけるように形成される。

第２図は、設定された振動モードが共振器１４の極軸を
中心とする慣性回転にどのように応答するかを示す。第
２図（、）に示されるように、振動パターンの波腹は最
初はハウジングの基準切欠き６６とアライメントされて
いるものと仮定する。共振器１４が右回シに９０度回転
する間、波腹はハウジングに対して右回シに約２７度摂
動する。相対摂動率、すなわち角利得は３／１０にごく
近く、これが共振器１４の幾何学的定数である。

入力慣性速度に応答する振動パターンの摂動を別の、し
かし同等の方式により表わすことができる。慣性回転は
、第２図（ａ）の振動パターンの氷幅を小さくシ、波腹
が当初のパターンの波腹から４５度ずれている、すなわ
ち波腹が当初のパターンの波節と一致するような新しい
成分パターン全発生させると考えられる。たとえば、第
２図（ｂ）に示されるように２つのパターン成分を重ね
合わせると、波腹が元のパターンの波腹から２７度ずれ
たパターンが得られる。

撮動パターンは任意に選択される一対の軸に沿った成分
から構成されると考えれば良い。

振動成分を説明するのに最も都合の良い軸はピンクオフ
電極の軸である。しかしながら、軸に沿った振動パター
ンの成分が回転の生じていないとき（及び後述するある
種の摂動が生じていないとき）には結合されないという
特性をもつ特定の軸がある。これはいわゆる基準形軸で
ある。それらの軸の位置は円周方向の共振器質量／剛性
撮動により決定される。

第３図は、特に簡単な質量分布に対する基準形軸の位置
を示す。波腹が付加質量を通る軸（実線で示される軸）
に沿っている振動パターンは、波腹が点線で示される軸
に沿っているパターンよシ低い固有周波数で振動する。

波腹が基準形軸のいずれにも沿わない状態で振動が発生
されると、基準形振動成分はそれぞれの固有周波数で振
動する。基準形成分が最初のうち同相である場合、それ
らの位相は固有周波数の差に等しい速度で徐々に離れて
付くと考えられる。回転によって起こる基準形成分間の
エネルギー移動は振動パターンの摂動を生じさせる原因
となる。回転によシ各基準形は強制的に他方の基準形の
振動数（及び位相）で撮動されるので、このエネルギー
移動は位相の影響を大きく受ける。従って、ジャイロの
スケールファクタを一定に確保するために撮動の基準形
成分は同相に保持されなければならない。それらの基準
形成分の位相分離を阻止することは、ジャイロに不可欠
な制御機能の１つである。

基準形成分の位相分離が小さいとき、その結果として得
られる振動パターンは第２図に示されるパターンとほぼ
同じである。主な相違は、波節があるべき場所において
主振動に対して直角の位相で儀幅の小さな振動が発生す
ることである。この節の直角位相振動を抑制する手段に
ついては後で説明する。

ＨＲＧエレクトロニクスの目的は、共去器の振動を駆動
し、制御すると共に、パターンの位置を監視することで
ある。ＨＲＧエレクトロニクスには、４つの主要な機能
、すなわち（１）基準位相の発生、（２）振幅制御、（
３）直角位相振動の抑制及び（４）パターン角度の読取
りがある。以下、それぞれの機能を説明する。

ピックオフ電極の機能 第１図には、８個のピックオフ電極２４が示されている
。それらの電極は、谷ビックオフ電極２４が共振器のア
ドレスされる部分と共に球形コンデンサの一部を構成す
るように、狭い間隙を介して共振器１４をアドレスする
。

共振器の倣動に伴なって発生するキャパシタンス振動の
結果、共振器のピックオフ電極に関する時間的変位に比
例する電気信号が得られるように、共振器１４の内側半
球形成面３０において直流基準電圧が維持される。それ
ら８つのビックオフ信号は、振動の２つの独立する成分
に比例する２つの信号（Ｅｃ、　Ｅｓ）を発生するため
に電気的に合成される。ピックオフ電極の１つを便宜上
０度電極と呼ぶことにすると、合成信号の一方は、０度
電極と１８０度電極から取出される信号を合計し、９０
度電極と２７０度電極から取出される信号の合計値を減
算することにより得られる。

このようにして得られる信号（ＥＣ）（Ｏ度信号と呼ば
れる）は、ピックオフ電極に関する共振器の剛体運動を
識別する。残る４つのピックオフ信号を同様にして合成
すれば、他方の独立する撮動成分を表わす合成信号（Ｅ
ｓ　）（４５度信号と呼ばれる）が得られる。

基準位相の発生 ０度の電極軸と４５度の電極軸に沿った振動パターンの
成分を表わす合成電極信号は、基準位相発生器により発
生される信号に関してそれらの信号を復調することによ
り処理される。Ｏ変成分と４５度成分の、基準位相と同
相である部分は、振幅制御ループ（第９図（Ｂ））にお
いて使用される誤り信号を取出すため及びパターンの位
置を識別するために１更用される。合成ピンクオフ電極
の直角位相成分は、波節直角位相信号及び波腹直角位相
１ｇ号を発生するためにコンピュータにおいて変形され
る。たとえば、０変信号の直角位相部分（ｃｔｓ　ＱＵ
ＡＤ　）は実際の読取シ角の２倍の余弦（μｓ２θ）と
乗算され、波腹直角位相信号を発生するために、実際の
読＊ｂ角の２倍の正弦（ｓｉｎ　２θ）と乗算された４
５度信号の回向位相部分（ｓｂｎ　ＱＵＡＤ　）に加算
される。同様に、波節直角位相信号はｃｏｓＱＵＡＤと
５Ｌｎ２θを乗算し、Ｓ石ＱＵＡＤと囲２θの積を減算
することによ多発生される。θは倣動パターンの前進角
である。波節直角位相信号は振動の２つの成分を同相に
保持する直角位相＆動制御ループ（第９図（Ｆ））にお
いて誤り信号として使用される。波腹直角位相信号は基
準位相発生器の位相を振動の位相にロックされた状態に
保持するフェーズロックループ（第９図（Ｅ））の誤り
信号として使用される。

共振器の振動数は、石英ガラスのヤング係数の温度係数
によって、温度に対して約８０ｐ　ｐｒｒｖ’ｃの感度
を有する。基準位相発生器は共振器に対してロックされ
るので、その振動数は共振器の温度を直接表わし、熱表
現に使用される。

振幅制御 リングフォーサ電極２０に方形波電圧を印加することに
より、振動は一足振幅に維持される。方形波のタイミン
グは基準位相発生器により制御される。第４図に示され
るように、電圧は共振器の憑動サイクルの第１と第３の
ＫＭ間にオンされ、第２と第４のに期間にはオフされる
。従って、振幅が増加している期間に共振器１４に力が
加えられ、振幅が小さくなって行く期間には共振器に力
は７ＪＯ、ｔられないことになる。共振器に〃ｌえられ
る単位面積当たりの正味力は局部間隙の２乗に反比例す
る。従って、共振器のたわみ運動により共振器が中立形
状（円形）から完全にたわんだ形状（楕円形）に変わる
につれて、引力は広い間隙領域で減少する量よシ多く、
狭い間隙領域で増大する。このように、リングフォーサ
電＄ｉ２０が共振器１４に加える正味の力は撮動パター
ンの波腹方向に沿っている。従っテ、パターンを特定の
位置へ移動させることなく減衰を補償するためのエネル
ギーが供給される。

振幅制御ループの誤シ信号は基準電圧と、Ｏ度振動成分
と４５度振動成分の和に比例する電圧との差である。

直角位相振動制御 たとえば、第３図に示される質量変化のように、円周方
向に４重の対称性を有する共振器特性をわずかに変化さ
せることにより、わずかに異なる振動数を有する２つの
基準形が得られる。ＨＲＧエレクトロニクスにおいて採
用される直角位相振動制御の方法は、基準形軸を振動パ
ターンと一致するようにシフトするために電気的ばね力
を導入するものである。

電圧は、４個で１グループを成す非連続のフォーサ電極
のそれぞれに印加される。たとえば、第７図において、
電極の１つを便宜上、０度電極と呼ぶことにすると、０
度、９０度、１８０度及び２７０度の電極（ＡＩ　電極
）に共通の電圧を印加することができると考えられる。

このような４個１組の電極に共通の電圧を印加すると、
基準形が限定されるが、これは力が第３図のように付加
質量として作用するからではなく、付加「ばね」として
、実際には負の付加ばねとして作用するからである。リ
ングフォーサの場合と全く同様に、異なる電位にある電
極の近傍において共振器に加えられる単位面積当たシの
力は引力であシ、その大きさは電圧６２乗に比例し、局
部間隙の２乗に反比例する。４個の対称形に配置される
成極が共通電位にあるとき、変形されていない共＃ｉ器
に加わる単位面積当たシの力は半径方向外側へ向かい、
ｎ＝２振動モードに対応する変形を励起しようとする正
味力は存在しない。しかしながら、共振器が変形すると
、共憑器をさらに変形させようとする正味力が現われる
。すなわち、４個の電極が振動中の共振器に加える力は
負のばね力であシ、従って負の剛性である。

直角位相振動制御ループ（第９図（Ｆ））は次のように
機能する。先の基準位相発生器の項で説明したように、
合成ビックオフ電極信号の直角位相部分は、主パターン
の波節における直角位相振動成分の振幅に比例する直流
信号を発生するためにコンピュータにおいて変形される
。この波節直角位相誤り信号は高利得で増幅され、パタ
ーンの波腹から２２５度ずれている軸の組に沿って負の
電気的ばねが得られるように非連続のフォーサ電極２２
に分配される。定常状態に達すると（高利得のため短時
間）、この電気的ばねは、ばねの寄与を含めて基準形軸
を振動パターンの波節及び波腹と一致させ、波節直角位
相振動はゼロになる。

パターンの波腹から２２．５　＋ｆｆｉずれている軸の
組に沿った負の電気的ばねが直角位相振動の増大を抑制
する効果は、やや異なる観点からも理解できるであろう
。先に説明したように、振動の基準形成分の位相差が小
さいとき、パターンは第２図のパターンと同様であシ、
主な相違は、波節があるべき場所で、主振動に対して直
角の位相の小さな振幅の振動があるということである。

基準形成分の位相差が小さいときに有効である。これと
同等の説明は、振動が２つの成分から構成されることで
おる。成分の一方は主パターンの波腹から右へ２２．５
度ずれた軸の組に沿った波腹を有し、他方の成分は主パ
ターンから左へ２２．５度ずれた波腹を有する。２つの
成分は振幅が等しく（主パターンの儂幅の０．７０７倍
）、基準形成分の位相差に比例し、従って波節直角位相
信号に比例する位相差を有する。波節直角位相振動の増
大を阻止するためには、２つの２２．５度パターン成分
を互いに同じ振動数及び同相で振動させれば十分である
。従って、負の電気的ばねは、よシ高い方の振動数で撮
動する成分に対応して設定される２２．５度の軸の組に
沿って印加される。直角撮動位相制御ループ（第９図（
Ｆ））は一方の成分の振動数を他方の成分の振動数と等
しくなるまで減少し且つ位相差をゼロにするために負の
ばねの大きさを調節する。

読取り ビックオフ電極信号の発生についてはビックオフ電極の
機能の項で説明した。振動パターンの波腹の位置計算に
関連する信号処理を第９図（Ａ）に示す。第９図（Ａ）
の角度θを決定しなければならない。これは、０度のピ
ックオフ電極の軸から振動パターンの波腹軸までの角度
である。（第２図（ｂ）のθは２７度である。）０変信
号及び４５度信号は振動の振動数で変化する正弦波であ
シ、その振幅は０度のピックオフ電極の軸に沿った振動
成分と、４５度のピックオフ電極の軸に沿った振動成分
にそれぞれ比例する。

信号処理の目的は、θを識別するために撮幅比を決定す
ることである。出２θ信号と房２θ信号は、整流正弦波
パルス列を発生するためにまず整流される。それらのパ
ルス列は次のように差をつけて積分器に供給される。

壺幅の小さなパルス列は連続的に積分器に供給される。

振幅の大きなパルス列は、積分器をｅｌぼつシ合い状態
に保持するために十分な数の大きいパルスのみを積分器
に導入するように切換えられる。任意のサンプリングサ
イクルの終了時に、大きなパルスの数と小ぎなパルスの
数との比は、はぼ、信号の振幅の比を表わす。サンプリ
ングサイクルの終了時における積分器の不つりあいは、
正確な計算に必要とされる付加情報を提供する。

振動パターンの減衰は、共振器の石英ガラス材料の内部
減衰、共振器が動作ケ完了した後の残留表面応力及び共
振器とその金属コーティングとの接合領域で発生する減
衰などの機械的原因によって進む。共振器の減衰はほぼ
一様であるにすぎない。円周方向の変化は２つの明確に
異なる減衰時定数を発生させる。

質量変化の場合と同様に、減衰の「基準」軸の位置及び
その時定数の差を決定するのは減設分布の第４調阪であ
る。（付加塊が付加減衰の領域であると考えられる第３
図と比較すること。）減衰のそれらの基準軸は一般に共
振器の基準質量／剛性モード軸と一致せず、いずれの場
合にも、直角位相撮動制御ループ（第９図（Ｆ））は、
電気的ばねを含む基準形軸が常に振動パターンの波腹軸
と一致するように、それぞれのフォーサ電極に印加され
る電圧を連続的に調節する。

非対称減衰はＨＲＧにおけるドリフトの主要な原因の１
つである。一般に、振動パターンの波腹軸は対を成すい
ずれの基準減衰軸とも一致せず、撮動パターンは２組の
基準減衰軸に沿ったその成分に関して考慮されなければ
ならない。それらの成分の振幅は異なる速度で減衰する
。基準時定数をＴ１及びＴ２とすると、基準成分減衰速
度は１／Ｔ１及び１／Ｔ２である。減衰時に失なわれる
エネルギーは前述のようにリングフォーサ電極により補
充される。エネルギー補充速度は撮動パターンの波腹の
位置とは無関係である。Ｔ１が小さい方の時定数である
とすれば、Ｔ１成分はＴ２成分より高い速度でエネルギ
ーを失々うので、エネルギーは最終的に全てＴ２成分に
終わり、これは共振器の「好ましい」（最小減衰）振動
パターンである。その結果、振動パターンは、１／Ｔｌ
−１／Ｔ２に比例し且つ既存のパターンとその好ましい
位置との角度差の４倍の正弦に比例する速度で好ま七い
位置へ移動する。第６図は、発生するハウジングへ向か
う移動を示す。

直角位相振動制御ループを説明する際、ループは主パタ
ーンの波節における直角位相撮動をゼロまで十分に減少
することができるものと仮定した。実際には、多少の残
留直角位相振動が残る。この残留直角位相振動はＨＲＧ
のドリフトのもう１つの主要な原因である。

直角位相振動制御ループは、基準形軸の方を制御するた
めに選択された非連続のフォーサ電極２２のそれぞれに
直流電圧を印加することによシ直角位相振動を抑制する
。これによシ、基準形軸は既存の撮動パターンとアライ
メントされるが、基準形振動数は等しくならない。その
結果、振動パターン及び基準位相発生器は一方の基準形
振動数で振動し、残留波節直角位相振動は他方の基準形
振動数で振動する。

しかしながら、直角位相は基準位相発生器に関する変調
として定義される。残留波節直角位相振動は基準位相発
生器とは異なる振動数で発生するので、当初、その位相
が基準位相発生器の信号に対して直角であったとすれば
、残留波節直角位相振動は増大しつつある同相成分を有
するものと解釈される。波節位置におけるこの増大しつ
つある同相成分は実際には振動パターンの回転である。

その結果としてのドリフト速度は残留直角位相差動の振
幅と、「固有」基準形周波数（すなわち、電気的寄与を
言まない）の差と、既存の振動と「固有」基準形位置の
角度差の４倍の余弦との積に比例する。

変形した共振器を弛緩した球形に回復させる弾性ばね力
は、本来、直線的ではない。以上説明したような基準形
分析は直線化された式の分析であシ、振動の振幅が非直
線項を無視できるｅ汰ど小さい場合に適用される。ＨＲ
Ｇの動作条件の下では、非直勝項は小さいが、無視でき
るほどではない。非直線順が直線群を乱す効果を考慮し
なければならない。

第１の近似計算に関して、非直線線は残留波節直角位相
振動が主パターンの固有周波数より高い固有周波数を有
するように見せる。

この効果は前述の効果（４重対称質量振動及び電界）の
いずれをも上回るものである。その結果、先の項で説明
したのと同じメカニズムによりドリフトが発生する。主
な相違点は、波節直角位相撮動の有効ばねが常にパター
ンの波節にあるように見えるために、その結果としての
ドリフトの大きさはパターンの位置とは無関係であシ、
従って一定偏向ドリフトであるということである。その
大きさは残留波節直角位相振動と、主パターンの振幅の
２゜乗とに比例する。

閉ループ直角位相振動制御においてはパターンの波腹軸
封から２２．５度ずれた軸封に沿つて電気的ばね成分を
発生するように、選択されたフォーサ電極２２のそれぞ
れに直流電圧が印加される。この電気的ばね成分は、基
準形軸を振動パターンとアライメントするようにループ
により調節される。残留直角位相振動に対するドリフト
感度は、その結果としての基準形振動数が互いに等しく
ないために発生する。波節軸封に沿ってパターン角度に
沿って適切な負の電気的ばね成分を印加することにより
、基準形振動数も等しくシ、残留直角位相振動に対する
ドリフト感度をゼロにすれば良い。

必要な波節の電気的ばね成分は、校正過程において、既
知の量の直角位相振動を挿入し、撮動パターンの位置の
関数として発生する付加的ドリフトを測定することによ
シ決定される。このようにして、直線性及び非直線性の
影響を含めて基準形振動数を整合させるために必要・な
電気的ばね成分が決定される。この電気的ばね成分が印
加されると、直角位相運動に対するドリフト感度はゼロ
近くまで低減される。直角位相誤差に対するこのような
感度低減は、それを行なわなければドリフト変動性の主
要な原因となるものを著しく減少させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による振動回転センサの主要な構成要
素を示す展開図、 第２図は、第１図の振動回転センサの慣性検出メカニズ
ムを示す図、 第３図は、第１図の振動回転センサの共振器質量の分布
及び基準形軸を示す図、 第４図は、第１図の振動回転センサのリングフォーサの
動作を示す図、 第５図は、第１図の撮動回転センサの横断面図、　〜 第６図は、第１図の振動回転センサの非対称減衰による
ハウジングに向かうドリフトを示す特性図、 第７図は、電極構造の略図、 第８図は、本発明の信号処理／制御回路の全体のブロッ
ク線図、及び 第９図（Ａ）から第９図（Ｆ）は、第８図の回路のさら
に詳細なブロック線図である。 １０・・・共振ジャイロ、１２・・・フォーサ、１４・
・・共振器、１６・・・ピックオフ、２０・・・リング
フォーサ電極、２２・・・フォーサ電極、２４・・・ピ
ックオフ電極、２６・・・軸。 図面の浄口（内容に変更なし） 〜・１・ ＩＦＬｔン 手続補正書（方式） 昭和６０年６　月５　［ 特許庁長官　志賀　学　殿 １、事件の表示昭和５９年　特許願第２２８０５４号・
　２３発明の名称 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ０６　ゼネラル　モーターズ　コーポレーション（名称
） ４、代理人 （〒１００）住所　東京都千代田区丸の内３の２の３・
富士ピル２０９号室（１）別紙の如く委任状及び翻訳交
番１通を提出致します。 （２）昭和５９年１０月６１日付提出の特許願第６項。 出願人の欄に代表著名を正確に記載した訂正願書１通を
提出致します。 （３）別紙の如く印書せる明細書１通を提出致します。 （４）正式図面１通を提出致します。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　入力軸に対して垂直な平面において振動パターン
   を維持することができる共振器１４と；前記共振器を前
   記入力軸に沿って支持する手段２６と、前記共振器に楕
   円形の振動パターンを発生させる手段と；円形フォーサ
   電極２０と、第１、第２、第３及び第４の組を成す複数
   個の非連続の直交フォーサ電極２２とを含むフォーサ手
   段であって、前記第１の組及び第２の組の直交フォーサ
   電極は互いに４５度位置がずれ且つ第１及び第２の軸セ
   ットを限定し、前記第３の組及び第４の組の直交フォー
   サ電極は互いに４５度位置がずれ且つ前記第１及び第２
   の軸セットの間に挿入される第３及び第４の軸セットを
   限定するものと；前記第１及び第２の軸セットに沿った
   共振器運動に応答し、第１の組及び第２の組の直交ビッ
   クオフ電極を含むビックオフ手段１６であって、前記ピ
   ンクオフ手段は、前記第１及び第２の軸セットに沿った
   振動パターン成分を表わす第１及び第２の合成ビックオ
   フ信号（Ｅｃ、　Ｅｓ　）を発生するものと；タイミン
   グ信号を発生する基準位相発生器手段とを有する振動回
   転センサにおいて、前記基準位相発生器手段を含み、パ
   ターンの波腹における第１の組合せピックオフ信号の直
   角位相部分を表わす第１の誤り信号と、パターンの波節
   における第２の合成ビックオフ信号の直角位相部分を表
   わす第２の誤り信号とを取出すために前記第１及び第２
   の合成ビックオフ信号を復調する手段（第９図（Ｄ））
   と；前記ピックオフ手段及び前記フォーサ手段と互いに
   接続され、波節直角位相信号に応答して、前記第１及び
   第２の軸セットに沿った倣動の成分を同相に維持する制
   御手段（第９図（Ｅ））であつて、前記制御手段（第９
   図（Ｆ））は波腹直角位相信号にも応答して、基準位相
   発生器の位相を振動パターンにロックされた状態に保持
   するものとを具備することを特徴とする振動回転センサ
   。