JPS6073414A - 振動式角速度計 - Google Patents
振動式角速度計Info
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- JPS6073414A JPS6073414A JP58183598A JP18359883A JPS6073414A JP S6073414 A JPS6073414 A JP S6073414A JP 58183598 A JP58183598 A JP 58183598A JP 18359883 A JP18359883 A JP 18359883A JP S6073414 A JPS6073414 A JP S6073414A
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- axis
- substrate
- coriolis
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は航空機等の移動体の姿勢制御信号源として必須
な角速度計に関する。特にコリオリカを利用した振動式
角速度計の新規な構成に関し、小形、高精度で信頼性の
高い角速度針を提供する。
な角速度計に関する。特にコリオリカを利用した振動式
角速度計の新規な構成に関し、小形、高精度で信頼性の
高い角速度針を提供する。
〈従来例〉
コリオリカを用いた音叉形の振動式角速度計の一例を第
１図面の簡単な説明する。１は測定すベき角速度Ωが与
えられる回転軸２を有するベース部材、２ａ、 ２．は
軸２を挾んで振動面が対向配置されるようにベース部材
１に取付けられた音叉素子で、慣性変換部を構成し、そ
れ自身がピエゾ圧電素子、又は外部よシの電磁手段等で
矢印ωで示すように周期的に互いに逆位相で振動する。
１図面の簡単な説明する。１は測定すベき角速度Ωが与
えられる回転軸２を有するベース部材、２ａ、 ２．は
軸２を挾んで振動面が対向配置されるようにベース部材
１に取付けられた音叉素子で、慣性変換部を構成し、そ
れ自身がピエゾ圧電素子、又は外部よシの電磁手段等で
矢印ωで示すように周期的に互いに逆位相で振動する。
３゜３ｂはこれら音叉素子の先端に形成された中継部材
、４ａ、 ４．はこれら中継部材に取付けられ、回転軸
２を挾みその振動面が音叉素子とは９０°異って廻長形
成された、コリオリカ検出部を構成する検出素子であシ
、自身がピエゾ圧電素子又社適当な振動検出手段が蒸着
又は接着されている。
、４ａ、 ４．はこれら中継部材に取付けられ、回転軸
２を挾みその振動面が音叉素子とは９０°異って廻長形
成された、コリオリカ検出部を構成する検出素子であシ
、自身がピエゾ圧電素子又社適当な振動検出手段が蒸着
又は接着されている。
このような構成において、音叉素子及び検出素子の一方
の側に着目し、その音叉素子の振動の振幅をａとすると
、その位置ｒは、 ｒｇａｓｉｎａｌｔ （１） と表わされる。従ってその速度Ｖは、 ｖｍ １＋ｚａωｃｏｓωｔ（２） となる。ベース部材１が軸２のまわシに角速度Ωで回転
するとき、音叉素子とは９０’異って配置された検出素
子にはコリオリカが発生することが知られておシ、その
力Ｆは、検出素子の質量をｍとしたとき、 Ｆｍ２ｍｖ・Ω２Ω−２ｍＴａωｃｏｓωｔ （５）と
なシ、振動的に発生する（５）式で与えられるコリオリ
カＦを測定することで、角速度Ωをめることが可能であ
る。
の側に着目し、その音叉素子の振動の振幅をａとすると
、その位置ｒは、 ｒｇａｓｉｎａｌｔ （１） と表わされる。従ってその速度Ｖは、 ｖｍ １＋ｚａωｃｏｓωｔ（２） となる。ベース部材１が軸２のまわシに角速度Ωで回転
するとき、音叉素子とは９０’異って配置された検出素
子にはコリオリカが発生することが知られておシ、その
力Ｆは、検出素子の質量をｍとしたとき、 Ｆｍ２ｍｖ・Ω２Ω−２ｍＴａωｃｏｓωｔ （５）と
なシ、振動的に発生する（５）式で与えられるコリオリ
カＦを測定することで、角速度Ωをめることが可能であ
る。
このような構成の角速度計の問題点は、（１）複数の要
素を接着、組立てる構成のため、小屋化に限界がある。
素を接着、組立てる構成のため、小屋化に限界がある。
（２） 同様の要因で製作精度に限界があシ、精度の良
い角速度計の実現が困難である。
い角速度計の実現が困難である。
（３） 同様の要因で長期的な安定性に欠ける。
（４） 同様の要因で故障の確率が高く、信頼性に欠け
る。
る。
く本発明の構成〉
本発明社従来技術の上記問題点を解消し、小型で製作精
度が高く、安定性、信頼性に優れた振動式の角速度針の
提供を目的とするものであシ、その構成上の特徴は、フ
ォトリソグラフィとエツチング加工法によシ、同一基板
上に振動による慣性変換部と；リオリカ検出部とを一体
に形成したことにある。
度が高く、安定性、信頼性に優れた振動式の角速度針の
提供を目的とするものであシ、その構成上の特徴は、フ
ォトリソグラフィとエツチング加工法によシ、同一基板
上に振動による慣性変換部と；リオリカ検出部とを一体
に形成したことにある。
近年集積回路製造技術の進歩に伴い、シリコン。
水晶等の単結晶体等をフォトリソグラフィ（写真植刻）
技術と結晶軸による腐蝕感度差を利用した異方性エツチ
ング技術とにより、高精度に微細加工することが容易と
なっている。
技術と結晶軸による腐蝕感度差を利用した異方性エツチ
ング技術とにより、高精度に微細加工することが容易と
なっている。
本発明はこのようなフォトリソグラフィとエツチング加
工法を用いて、慣性変換部とコリオリカ検出部とを同一
基板上に一体形成したものであシ、エツチング加工の対
象となる部材としては上記のシリコン（Ｓｉ） 、水晶
（Ｓｉｎ２）に代表される単結晶材、特に水晶やニオブ
酸リチウム等の、それ自身が圧電特性を有する部材が、
本発明の加速度計を実現する上で有用である。これは、
慣性変換部を振動させる手段として、単に電極を配置す
ればよく、製作が容易となるためである。しかし、この
他にも溶融石英等の非結晶材又は金属上にＰＺＴ 、酸
化亜鉛、硫化カドミラに等の圧電素子を蒸着することに
よっても同様のものを実現可能である。
工法を用いて、慣性変換部とコリオリカ検出部とを同一
基板上に一体形成したものであシ、エツチング加工の対
象となる部材としては上記のシリコン（Ｓｉ） 、水晶
（Ｓｉｎ２）に代表される単結晶材、特に水晶やニオブ
酸リチウム等の、それ自身が圧電特性を有する部材が、
本発明の加速度計を実現する上で有用である。これは、
慣性変換部を振動させる手段として、単に電極を配置す
ればよく、製作が容易となるためである。しかし、この
他にも溶融石英等の非結晶材又は金属上にＰＺＴ 、酸
化亜鉛、硫化カドミラに等の圧電素子を蒸着することに
よっても同様のものを実現可能である。
以下自身に圧電特性を有する単結晶材である水晶を例に
とシ、本発明角速度計の構成を図面によル説明する。第
２図、第３図は結晶材５よシ、薄い基板６（厚さ数１０
０ミクロンオーダー）を切出す際の軸の選び方の説明図
である。基板６は、光学軸（２軸）と直交する板罠近い
基板を用いる。
とシ、本発明角速度計の構成を図面によル説明する。第
２図、第３図は結晶材５よシ、薄い基板６（厚さ数１０
０ミクロンオーダー）を切出す際の軸の選び方の説明図
である。基板６は、光学軸（２軸）と直交する板罠近い
基板を用いる。
具体的には、２軸に垂直な板をＸ軸のまわりに角α（−
５°〜＋５° ）、Ｙｌ軸のまわシに角β（−１０’〜
１００ ）回転して得られる板、いわゆる＋５° −
Ｘ系の板を用いると良い。これは水晶板のフッ化水素酸
に対するエツチング特性が、２軸に対して速く、これに
直交する軸に対しておそいため、２板に近い板がきわめ
て良好なエツチング加工性を有するためである。
５°〜＋５° ）、Ｙｌ軸のまわシに角β（−１０’〜
１００ ）回転して得られる板、いわゆる＋５° −
Ｘ系の板を用いると良い。これは水晶板のフッ化水素酸
に対するエツチング特性が、２軸に対して速く、これに
直交する軸に対しておそいため、２板に近い板がきわめ
て良好なエツチング加工性を有するためである。
第４図は、このようにして切出された水晶基板６をエツ
チング加工する工程の説明図であシ、（１）は加工対象
基板６の側断面であり、まず両面にクロム（Ｃｒ）と金
（Ａｕ）をスバ、りしく（２）の工程）、導電部として
残したい個所にレジスト９を塗付した後露光・現像する
（（３）の工程）。次に工、チングＫｘシレジスト塗付
個所以外のクロム、金を除去しく（４）の工程）、更に
水晶の異方性を利用したエツチングによシ、所定の個所
（ａ、ｂ、ｃ）の抜き落し加工を行う（（５）の工程）
。この場合に抜き落される部分のギヤ、プは、エツチン
グで残された隣接するパターン間の距離ｔと工、チング
時間、薬品等によシ高精度に管理可能である。
チング加工する工程の説明図であシ、（１）は加工対象
基板６の側断面であり、まず両面にクロム（Ｃｒ）と金
（Ａｕ）をスバ、りしく（２）の工程）、導電部として
残したい個所にレジスト９を塗付した後露光・現像する
（（３）の工程）。次に工、チングＫｘシレジスト塗付
個所以外のクロム、金を除去しく（４）の工程）、更に
水晶の異方性を利用したエツチングによシ、所定の個所
（ａ、ｂ、ｃ）の抜き落し加工を行う（（５）の工程）
。この場合に抜き落される部分のギヤ、プは、エツチン
グで残された隣接するパターン間の距離ｔと工、チング
時間、薬品等によシ高精度に管理可能である。
このようなエツチング加工技術によシ、基板を任意。わ
、Ｋあｎあ町毘、１基板上よ任意。２，２−ンで電極、
コイル等を高精度で形成することが可能である。尚コイ
ル、電極は工、チング後にスパッタでも形成できる。
、Ｋあｎあ町毘、１基板上よ任意。２，２−ンで電極、
コイル等を高精度で形成することが可能である。尚コイ
ル、電極は工、チング後にスパッタでも形成できる。
〈実施例〉
第５図はこのような加工技術を用いて製作された本発明
の振動式角速度計の一実施例を示し、次の４種の基本要
素が同一基板上に一体形成されている。
の振動式角速度計の一実施例を示し、次の４種の基本要
素が同一基板上に一体形成されている。
■ フレーム
■ リガメント
■ 慣性変換部（振動部）
■ コリオリカ検出部
７は７レームを示し、測定すべき角速度Ωが与えられる
回転軸２のまわシに回転可能に支持されている。この軸
２は第２図、第３図で説明した水晶の機械軸Ｙ１方向と
一致するように選定される。
回転軸２のまわシに回転可能に支持されている。この軸
２は第２図、第３図で説明した水晶の機械軸Ｙ１方向と
一致するように選定される。
８ａ、 ８．はフレーム内に形成された慣性変換部８を
形成する一対の音叉振動子であシ、軸２を含んでフレー
ム内に形成された第１リガメント９に支持されておシ、
音叉振動子を励振させるためのカプス状の対向電極１０
１Ｌ、 １０．がその表面にスバ、りされた後、エツチ
ング加工法で形成されている。電極１０ａ、 １０．は
りガメント９表面に形成されたり−ド１１ａ、 １１．
及びフレームに形成された端子１２ａ。
形成する一対の音叉振動子であシ、軸２を含んでフレー
ム内に形成された第１リガメント９に支持されておシ、
音叉振動子を励振させるためのカプス状の対向電極１０
１Ｌ、 １０．がその表面にスバ、りされた後、エツチ
ング加工法で形成されている。電極１０ａ、 １０．は
りガメント９表面に形成されたり−ド１１ａ、 １１．
及びフレームに形成された端子１２ａ。
１２ｂを介してリード線１３ａ、 １３．によシ引出さ
れて発振回路に接続される。発振回路が自励振すると、
音叉振動子８ａ、８ｂは、矢印ｄ、 ｄ’ に示すごと
く、フレーム７０面に平行に固有振動数で互いに逆位相
で振動する。
れて発振回路に接続される。発振回路が自励振すると、
音叉振動子８ａ、８ｂは、矢印ｄ、 ｄ’ に示すごと
く、フレーム７０面に平行に固有振動数で互いに逆位相
で振動する。
１４は慣性変換部の音叉振動子８ａ、 ８．の結合部に
一体に延長形成された板状のコリオリカ検出部であり、
上記結合部と反対側は軸２を含む第２のリガメント１５
を介してフレーム７に支持されている。
一体に延長形成された板状のコリオリカ検出部であり、
上記結合部と反対側は軸２を含む第２のリガメント１５
を介してフレーム７に支持されている。
１６は変換部１４の片面にスバ、りとエツチング加工法
で形成されたループ状の検出コイルであシ、その一端は
リガメント１５の表側に形成されたリード１７ と端子
１８ を介して、又、他端はリガメントａ ａ １５の裏側に形成されたリード１７．と端子１８ｂを介
して夫々リード線１９ａ、 １９．で引出される。
で形成されたループ状の検出コイルであシ、その一端は
リガメント１５の表側に形成されたリード１７ と端子
１８ を介して、又、他端はリガメントａ ａ １５の裏側に形成されたリード１７．と端子１８ｂを介
して夫々リード線１９ａ、 １９．で引出される。
ｚ軸に角速度が印加されると、音叉振動子８゜８ｂの振
動方向ｄ、 ｄｌに対して直角方向に角速度Ωに比例し
た振幅のコリオリカによる振動が矢印ｅ。
動方向ｄ、 ｄｌに対して直角方向に角速度Ωに比例し
た振幅のコリオリカによる振動が矢印ｅ。
ｅ′に示す方向にコリオリカ検出部１４に発生する。
矢印Ｂは検出コイル１６と平行に供給される磁界であり
、フレーム７と一体に動く部材に取付けられた永久（電
磁石）手段等で供給される。従って検出コイル１６のｅ
、 ｅ’方向の振動によシ、コイルのループはこの磁束
Ｂを周期的に切ることＫｌ、ｔ）、検出コイルにはコリ
オリカ検出部１４の振動の速度に比例した交流信号が誘
起され、この信号よシコリオリカ即ち角速度Ωを測定す
ることができる。
、フレーム７と一体に動く部材に取付けられた永久（電
磁石）手段等で供給される。従って検出コイル１６のｅ
、 ｅ’方向の振動によシ、コイルのループはこの磁束
Ｂを周期的に切ることＫｌ、ｔ）、検出コイルにはコリ
オリカ検出部１４の振動の速度に比例した交流信号が誘
起され、この信号よシコリオリカ即ち角速度Ωを測定す
ることができる。
コリオリカの検出手段は、このようにコイルによる電磁
誘導的な手段の他、検出部１４の面上にフォトリソグラ
フィー等で板状め電極を形成し、これに近接して配置し
た固定電ａ％の静電容量変化を用いる手段でも実現でき
るし、基板として水晶を用いる場合にＬその圧電特性を
利用し、リガメント１５上に音叉振動子８ａ、 ８．と
同様な電極を用いてコリオリカによ多発生する圧電気に
よる起電力を測定することもできる。更に検出部１４面
上にミラーを形成し光学的に振動を検出することも可能
でありて、種々の変位検出手段を用いることができる。
誘導的な手段の他、検出部１４の面上にフォトリソグラ
フィー等で板状め電極を形成し、これに近接して配置し
た固定電ａ％の静電容量変化を用いる手段でも実現でき
るし、基板として水晶を用いる場合にＬその圧電特性を
利用し、リガメント１５上に音叉振動子８ａ、 ８．と
同様な電極を用いてコリオリカによ多発生する圧電気に
よる起電力を測定することもできる。更に検出部１４面
上にミラーを形成し光学的に振動を検出することも可能
でありて、種々の変位検出手段を用いることができる。
第６図乃至第１０図は本発明角速度計の変形実施例を示
すものであって、夫々について簡単に説明する。
すものであって、夫々について簡単に説明する。
第６図は慣性変換部とコリオリカ検出部とを、フレーム
の中空部を結んで回転軸２を含むロッド２０に一体化し
、リガメントを設けない簡素な構造を特徴とし、口、ド
の一面に第５図で説明し九電極１ｏユ、・工Ｏｂが形成
されて矢印ｄ方向の振動が与えられる。ロッド２０の裏
面には直線状にコイル１６が形成されていて、コリオリ
カによシ発生するロッドの矢印ｅ方向の振動を、第５図
と同様な電磁誘導の原理で検出する。
の中空部を結んで回転軸２を含むロッド２０に一体化し
、リガメントを設けない簡素な構造を特徴とし、口、ド
の一面に第５図で説明し九電極１ｏユ、・工Ｏｂが形成
されて矢印ｄ方向の振動が与えられる。ロッド２０の裏
面には直線状にコイル１６が形成されていて、コリオリ
カによシ発生するロッドの矢印ｅ方向の振動を、第５図
と同様な電磁誘導の原理で検出する。
第７図の例は、慣性変換部８とコリオリカ検出部１４と
を第５のリガメント２１で区分して各部を機方向を有す
る一対の振動部材８゜、８．上に電極１０ａ。
を第５のリガメント２１で区分して各部を機方向を有す
る一対の振動部材８゜、８．上に電極１０ａ。
１０、が形成され、その振動方向は矢印ｄで示すごとく
、軸２と直交方向である。コリオリカ検出部の構成、動
作は第５図と同一である。
、軸２と直交方向である。コリオリカ検出部の構成、動
作は第５図と同一である。
第８図は回転軸２を含む第１．第２リガメント９、１５
Ｋよって一すオリカ検出部１４を形成する枠体を支持
し、さらにこの枠体に対し２と直交する軸ｚｅＫ更に一
対のリガメン） ２２．２３を設けて板状の慣性変換部
８を支持したものである。慣性変換部８社適当な手段で
矢印ｄ方向の振動が与えられ、コリオリカ検出部１４に
生ずる矢印一方向の振動は１４の枠体に沿って形成した
コイル１６によって第５図と同様電磁誘導の原理で検出
される。
Ｋよって一すオリカ検出部１４を形成する枠体を支持
し、さらにこの枠体に対し２と直交する軸ｚｅＫ更に一
対のリガメン） ２２．２３を設けて板状の慣性変換部
８を支持したものである。慣性変換部８社適当な手段で
矢印ｄ方向の振動が与えられ、コリオリカ検出部１４に
生ずる矢印一方向の振動は１４の枠体に沿って形成した
コイル１６によって第５図と同様電磁誘導の原理で検出
される。
第９図はｌＩｃ１のリガメントを軸ＺＫ並行な一対のリ
ガメント９．、９．に分けて構成してコリオリカ検出部
１４の一方を両端で支持する構成を示し、更Ｋ リガメ
ン） ９１Ｌ、 ９ｂ上に慣性変換部８を形成してリガ
メント９．、９．を矢印ｄ方向に振動させる。矢印ｅ方
向に生ずるコリオリカによる振動は第５図と同様な電磁
誘導の原理で検出される。このようにリガメントを分け
ることにより、コイル、電極等のリードの配置が容易と
なるメリットがある。
ガメント９．、９．に分けて構成してコリオリカ検出部
１４の一方を両端で支持する構成を示し、更Ｋ リガメ
ン） ９１Ｌ、 ９ｂ上に慣性変換部８を形成してリガ
メント９．、９．を矢印ｄ方向に振動させる。矢印ｅ方
向に生ずるコリオリカによる振動は第５図と同様な電磁
誘導の原理で検出される。このようにリガメントを分け
ることにより、コイル、電極等のリードの配置が容易と
なるメリットがある。
第１０図は、慣性変換部８とコリオリカ検出部１４とを
共通の枠体２４で形成してリガメント９，１５でフレー
ム７に支持させた構成を示し、枠体の矢印ｄ方向の振動
に対し、矢印・方向に発生するコリオリカによる枠体の
振動を第５図と同様な電磁誘導の原理で検出するように
したものである。
共通の枠体２４で形成してリガメント９，１５でフレー
ム７に支持させた構成を示し、枠体の矢印ｄ方向の振動
に対し、矢印・方向に発生するコリオリカによる枠体の
振動を第５図と同様な電磁誘導の原理で検出するように
したものである。
このように、７レーム７に支持される慣性変換部８とコ
リオリカ検出部１４の形状蚊種々の変形が可能であシ、
いずれの場合でもエツチング加工技術により高精度の加
工ができる。なお、図６〜図１０で社検出手段としてい
ずれも電磁誘導による方法について述べたが第５図で説
明したよう、静電容量、圧電気などさまざまの手法も用
いることｌ；できる。
リオリカ検出部１４の形状蚊種々の変形が可能であシ、
いずれの場合でもエツチング加工技術により高精度の加
工ができる。なお、図６〜図１０で社検出手段としてい
ずれも電磁誘導による方法について述べたが第５図で説
明したよう、静電容量、圧電気などさまざまの手法も用
いることｌ；できる。
第１１図は振動式角速度計の信号処理の概念を示れる。
２８は発振器２５の出力を位相シフトしてｅＦの位相に
合せて同期整流回路２７へ基準位相信号を供給する。通
常は同期整流回路２７の直流出力ＥΩを角速度出力信号
として利用するが、この信号を点線で示すようＪｇ、：
ｌｆｆリオリカ検出部１４にフィート°／＜、りしてサ
ーボ系を構成することも可能であるＯこの場合は変調器
２９により、ＥΩで発振器２５の出力を振幅変調して交
流変換した後適当な位相補償回路３０を介してコリオリ
カ検出部１４に・Ωとしてフィードバックし、機械的な
振動の振幅を元に戻すよ′うに作動させる。即ちループ
ゲインが高い場合にはこのサーボ系によって、ブリオリ
力の検出部１４の機械的振動は極めてわずかとなル、／
クネ特性に非線系領域がある場合に＃ｉ仁の領域を使用
しないで直線性の良い零点付近のみを利用すること力量
できるので、変換特性を向上させることができる。
合せて同期整流回路２７へ基準位相信号を供給する。通
常は同期整流回路２７の直流出力ＥΩを角速度出力信号
として利用するが、この信号を点線で示すようＪｇ、：
ｌｆｆリオリカ検出部１４にフィート°／＜、りしてサ
ーボ系を構成することも可能であるＯこの場合は変調器
２９により、ＥΩで発振器２５の出力を振幅変調して交
流変換した後適当な位相補償回路３０を介してコリオリ
カ検出部１４に・Ωとしてフィードバックし、機械的な
振動の振幅を元に戻すよ′うに作動させる。即ちループ
ゲインが高い場合にはこのサーボ系によって、ブリオリ
力の検出部１４の機械的振動は極めてわずかとなル、／
クネ特性に非線系領域がある場合に＃ｉ仁の領域を使用
しないで直線性の良い零点付近のみを利用すること力量
できるので、変換特性を向上させることができる。
この場合の出力信号はＥΩの他フィード／くツク交流信
号・Ωを利用することもできる。
号・Ωを利用することもできる。
尚零点変動の影響や、コリオリカ検出部を静電容量変化
で検出した場合の温度変動による影響等の補償は、同一
特性の角速度計２個を差動的に用いることで有効に解決
できる。本発明の角速度計は同一基板上に工、チング加
工法により複数個の同一形状のものを製造することは極
めて容易であり、特性のそろった対を作るのに適してい
る。
で検出した場合の温度変動による影響等の補償は、同一
特性の角速度計２個を差動的に用いることで有効に解決
できる。本発明の角速度計は同一基板上に工、チング加
工法により複数個の同一形状のものを製造することは極
めて容易であり、特性のそろった対を作るのに適してい
る。
又コリオリカ検出の感度を向上させる有効な手段として
は、慣性変換部８の固有振動数とコリオリカ検出部１４
の固有振動数を一致させること力量望ましい。この固有
振動数の一致によって、検出感度を９倍に向上させるこ
とができる。
は、慣性変換部８の固有振動数とコリオリカ検出部１４
の固有振動数を一致させること力量望ましい。この固有
振動数の一致によって、検出感度を９倍に向上させるこ
とができる。
本発明の構成においては、測定軸２を基板の機械軸に一
致させることで、慣性変換部８は第５図に示すようなカ
プス状の電極で低電力で容易Ｋｄ方向に励振することが
でき、又基板の切出し角αをα＝±５°程度に選定する
ことによシ温度に対する感度が極めて低い振動子を得る
ことができる。
致させることで、慣性変換部８は第５図に示すようなカ
プス状の電極で低電力で容易Ｋｄ方向に励振することが
でき、又基板の切出し角αをα＝±５°程度に選定する
ことによシ温度に対する感度が極めて低い振動子を得る
ことができる。
〈効果〉
以上説明した本発明角速度計の効果をまとめると、
（１）小形で特性のそろった角速度計を容易に量産でき
る。
る。
（２） フォトリングラフィとエツチング加工技術によ
シ、高い加工精度が得られ、高精度の角速度計を実現で
きる。
シ、高い加工精度が得られ、高精度の角速度計を実現で
きる。
（３）組立部が無く、慣性変換部、バネ部、検出部を三
位一体構造で作れるため、故障の確率が低く、信頼性が
極めて高く、かつ長期的な安定性の優れた角速度計が得
られる。
位一体構造で作れるため、故障の確率が低く、信頼性が
極めて高く、かつ長期的な安定性の優れた角速度計が得
られる。
となり、きびしい環境条件で小型、高精度、高信頼度が
要求される航空機等に用いられる角速度センナとして最
適である。
要求される航空機等に用いられる角速度センナとして最
適である。
第１図は従来の振動式角速度計の一例を示す構成図、第
２図、第３図は水晶よシ基板を切出す場合の各軸の説明
図、第４図れ水晶基板に対するエツチングの工程説明図
、第５図は本発明角速度計の一実施例を示す構成図、第
６図乃至第１０図は本発明の他の実施例を示す構成図、
第１１図祉振動式角速度計の信号処理の概念を示すプロ
、り線図である。 ７・・・フレーム、８・・・慣性変換部、９．１５．２
１．２２・・・リガメント、１０ａ、１０ｂ・・・電極
、１４・・・コリオリカ検出部、１６・・・コイル、２
・・・回転軸。 第 ２ Ｇｏ 光！す◆由
２図、第３図は水晶よシ基板を切出す場合の各軸の説明
図、第４図れ水晶基板に対するエツチングの工程説明図
、第５図は本発明角速度計の一実施例を示す構成図、第
６図乃至第１０図は本発明の他の実施例を示す構成図、
第１１図祉振動式角速度計の信号処理の概念を示すプロ
、り線図である。 ７・・・フレーム、８・・・慣性変換部、９．１５．２
１．２２・・・リガメント、１０ａ、１０ｂ・・・電極
、１４・・・コリオリカ検出部、１６・・・コイル、２
・・・回転軸。 第 ２ Ｇｏ 光！す◆由
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） フォトリングラフィとエツチング加工法にょシ
、同一基板上に振動による慣性変換部とコリオリカ検出
部とを一体に形成したことを特徴とする振動式角速度計
。 （２、特許請求の範囲（１）において、基板として単結
晶材を用いたことを特徴とする振動式角速度計。 （６） 特許請求の範囲（２）において、単結晶材とし
て自身に圧電特性を有する部材を用いたことを特徴とす
る振動式角速度計。 （４）特許請求の範囲（１）において、基板として非結
晶材を用いると共ＶＣ少く共慣性変換部として上記基板
上に圧電特性を有する薄膜部材を蒸着法又社スパッタリ
ング法で形成せしめたことを特徴をする振動式角速度計
。 （５）特許請求の範囲（りにおいて、コリオリカの検出
を、基板上に形成したコイルにょシ行うことを特徴とす
る振動式角速度針。 （６）特許請求の範囲（１）において、コリオリカの検
出を、基板と対向配置せしめた固定電極との間で形成さ
れる静電容量の変化を利用することを特徴とする振動式
角速度計。 （７）特許請求の範囲（３）において、コリオリカの検
出を基板自身の圧電特性による起電力を利用することを
特徴とする振動式角速度計。 （８）特許請求の範囲（１）において、慣性変換部の固
有振動数とコリオリカの検出部の固有振動数を同一にし
たことを特徴とする振動式角速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183598A JPS6073414A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 振動式角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58183598A JPS6073414A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 振動式角速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6073414A true JPS6073414A (ja) | 1985-04-25 |
Family
ID=16138611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58183598A Pending JPS6073414A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 振動式角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6073414A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62106315A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | Tokyo Koku Keiki Kk | 振動ジヤイロ |
| JPS62147314A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-01 | Yazaki Corp | 振動ジヤイロ |
| JPS62185118A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-13 | ザ・チヤ−ルズ・スタ−ク・ドレイパ・ラボラトリ・インコ−ポレイテツド | 振動型デイジタル積分加速度計 |
| JPH04504617A (ja) * | 1989-02-27 | 1992-08-13 | コリブリ プロ デベロプメント エービー | ジャイロに意図されたセンサー素子 |
| JPH0642971A (ja) * | 1990-05-18 | 1994-02-18 | British Aerospace Plc <Baf> | センサー |
| US6422078B2 (en) | 1992-08-21 | 2002-07-23 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| WO2005078390A1 (ja) * | 2004-02-18 | 2005-08-25 | Star Micronics Co., Ltd. | 電磁駆動型角速度センサ |
| WO2006003963A1 (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサ及びその製造方法 |
| JP2007064826A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Kyocera Kinseki Corp | 慣性センサ素子 |
| USRE42359E1 (en) | 1992-10-13 | 2011-05-17 | Denso Corporation | Dynamical quantity sensor |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP58183598A patent/JPS6073414A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62106315A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | Tokyo Koku Keiki Kk | 振動ジヤイロ |
| JPS62147314A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-01 | Yazaki Corp | 振動ジヤイロ |
| JPS62185118A (ja) * | 1986-02-04 | 1987-08-13 | ザ・チヤ−ルズ・スタ−ク・ドレイパ・ラボラトリ・インコ−ポレイテツド | 振動型デイジタル積分加速度計 |
| JPH04504617A (ja) * | 1989-02-27 | 1992-08-13 | コリブリ プロ デベロプメント エービー | ジャイロに意図されたセンサー素子 |
| JPH0642971A (ja) * | 1990-05-18 | 1994-02-18 | British Aerospace Plc <Baf> | センサー |
| US6938486B2 (en) | 1992-08-21 | 2005-09-06 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US7407827B2 (en) | 1992-08-21 | 2008-08-05 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US6550331B2 (en) | 1992-08-21 | 2003-04-22 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US6868727B2 (en) | 1992-08-21 | 2005-03-22 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US6463803B2 (en) | 1992-08-21 | 2002-10-15 | Nippon Denso Co., Ltd. | Semiconductor mechanical sensor |
| US6422078B2 (en) | 1992-08-21 | 2002-07-23 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US7866210B2 (en) | 1992-08-21 | 2011-01-11 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US7040165B2 (en) | 1992-08-21 | 2006-05-09 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| US7685877B2 (en) | 1992-08-21 | 2010-03-30 | Denso Corporation | Semiconductor mechanical sensor |
| USRE42359E1 (en) | 1992-10-13 | 2011-05-17 | Denso Corporation | Dynamical quantity sensor |
| WO2005078390A1 (ja) * | 2004-02-18 | 2005-08-25 | Star Micronics Co., Ltd. | 電磁駆動型角速度センサ |
| US7436107B2 (en) | 2004-07-01 | 2008-10-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular velocity sensor and method for manufacturing the same |
| JP2006017569A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ及びその製造方法 |
| JP4631329B2 (ja) * | 2004-07-01 | 2011-02-16 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ及びその製造方法 |
| WO2006003963A1 (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサ及びその製造方法 |
| JP2007064826A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Kyocera Kinseki Corp | 慣性センサ素子 |
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