JPS61142415A - 角速度検出装置 - Google Patents
角速度検出装置Info
- Publication number
- JPS61142415A JPS61142415A JP59264856A JP26485684A JPS61142415A JP S61142415 A JPS61142415 A JP S61142415A JP 59264856 A JP59264856 A JP 59264856A JP 26485684 A JP26485684 A JP 26485684A JP S61142415 A JPS61142415 A JP S61142415A
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- Japan
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- temperature
- piezoelectric element
- amplitude
- oscillation signal
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧電振動型の角速度検出装置に関する。
従来、この種の装置においては、第２図に示すような構
成を有し、第３図に示す電気回路にて角速度検知を行う
ようにしている。この第２図において、１はケース、２
は基板であり、ケース１内に振動体３が設けられている
。この振動体３は、駆動部４、検知部５とを一体的に有
しており、駆動部４と検知部５にはそれぞれ圧電素子６
．７が固着されている。この構成において、駆動部４は
圧電素子６の作用によりＸ軸方向に振動する。また、Ｚ
軸方向に角速度ωが生じると、圧電素子７はコリオリの
力によりＹ軸方向に振動し、圧電変換作用のもとに検出
信号を生じる。この検出信号により第３図に示す電気回
路にて角速度を得るようにしている。
成を有し、第３図に示す電気回路にて角速度検知を行う
ようにしている。この第２図において、１はケース、２
は基板であり、ケース１内に振動体３が設けられている
。この振動体３は、駆動部４、検知部５とを一体的に有
しており、駆動部４と検知部５にはそれぞれ圧電素子６
．７が固着されている。この構成において、駆動部４は
圧電素子６の作用によりＸ軸方向に振動する。また、Ｚ
軸方向に角速度ωが生じると、圧電素子７はコリオリの
力によりＹ軸方向に振動し、圧電変換作用のもとに検出
信号を生じる。この検出信号により第３図に示す電気回
路にて角速度を得るようにしている。
第３図に示す電気回路において、圧電素子６は、電流検
出抵抗１０、差動増幅器１１、利得制御回。
出抵抗１０、差動増幅器１１、利得制御回。
路１２とともに発振回路を構成し、発振作動を行う。す
なわち、この発振回路は、圧電素子６に流れる電流を電
流検出抵抗１０にて電圧に交換し、それを差動増幅器１
１にて増幅し、その増幅した信号の振幅を一定にするよ
うに利得制御回路１２が作動し、この利得制御回路１２
の出力を電流検出抵抗８に帰還して発振作動を行う。
なわち、この発振回路は、圧電素子６に流れる電流を電
流検出抵抗１０にて電圧に交換し、それを差動増幅器１
１にて増幅し、その増幅した信号の振幅を一定にするよ
うに利得制御回路１２が作動し、この利得制御回路１２
の出力を電流検出抵抗８に帰還して発振作動を行う。
また、角速度検出を行うために、圧電素子７の圧電交換
作用による検出信号を増幅器１３で増幅し、フィルタ回
路１４を通し、同期検波回路１５にてフィルタ回路１４
を介した信号と前記差動増幅器１１からの信号の同期検
波を行う。この同期検波により前記圧電素子７からの検
出信号は直流成分をもつ信号に変換される。そして、同
期検波回路１５からの信号を平滑化するためにフィルタ
回路１６を通し、増幅器１７を経て角速度出力を得るよ
うにしている。
作用による検出信号を増幅器１３で増幅し、フィルタ回
路１４を通し、同期検波回路１５にてフィルタ回路１４
を介した信号と前記差動増幅器１１からの信号の同期検
波を行う。この同期検波により前記圧電素子７からの検
出信号は直流成分をもつ信号に変換される。そして、同
期検波回路１５からの信号を平滑化するためにフィルタ
回路１６を通し、増幅器１７を経て角速度出力を得るよ
うにしている。
このような装置において、振動体３の温度が変化すると
、振動体のわずかな形状変化、圧電素子６．７のインピ
ーダンス変化等が生じ、角速度ωが生じていない時に出
力されるオフセント信号にドリフトを生じることになり
、正確なる角速度検出を行うことができない。
、振動体のわずかな形状変化、圧電素子６．７のインピ
ーダンス変化等が生じ、角速度ωが生じていない時に出
力されるオフセント信号にドリフトを生じることになり
、正確なる角速度検出を行うことができない。
そこで、上記装置においては、第２図に示すように、ケ
ース１にヒータ８を巻回し、ケース１内に設けたサーミ
スタ９からの信号によりヒータ８への通電制御を行って
ケース１内を恒温化するようにしている。
ース１にヒータ８を巻回し、ケース１内に設けたサーミ
スタ９からの信号によりヒータ８への通電制御を行って
ケース１内を恒温化するようにしている。
しかしながら、上記装置においては、サーミスタ９の存
在する位置での温度を制御することになるため、ケース
１内に温度勾配が生じ、実際に制御したい振動体３．の
温度に変動が生じてしまい、これによりオフセント信号
にドリフトが生じてしまうという問題がある。
在する位置での温度を制御することになるため、ケース
１内に温度勾配が生じ、実際に制御したい振動体３．の
温度に変動が生じてしまい、これによりオフセント信号
にドリフトが生じてしまうという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、上記のようなサーミ
スタを用いずに実際の振動体の温度に応じた振動体の温
度制御を行なおうとするものである。
スタを用いずに実際の振動体の温度に応じた振動体の温
度制御を行なおうとするものである。
本発明は、圧電素子のインピーダンスＺが温度Ｔによっ
て、例えば第４図に示すように変化することに着目し、
その変化を温度検出に利用しようとするものである。す
なわち、圧電素子を一構成要素とし、その圧電素子の機
械的振動の振幅を検知するとともに、その振幅に応じた
発振信号を前記圧電素子に供給して発振作動を行う発振
手段を備えた角速度検出装置において、前記発振信号の
振幅が圧電素子のインピーダンス２に比例したもの、す
なわち圧電素子の温度に比例したものになることを利用
し、その発振信号の振幅を用いて振動体の温度制御を行
なおうとするものである。例えば第３図に示す回路にお
いて、利得制御回路１２から出力される発振信号は、第
５図の実線と破線で示すようにその振幅が温度に応じて
変化する。
て、例えば第４図に示すように変化することに着目し、
その変化を温度検出に利用しようとするものである。す
なわち、圧電素子を一構成要素とし、その圧電素子の機
械的振動の振幅を検知するとともに、その振幅に応じた
発振信号を前記圧電素子に供給して発振作動を行う発振
手段を備えた角速度検出装置において、前記発振信号の
振幅が圧電素子のインピーダンス２に比例したもの、す
なわち圧電素子の温度に比例したものになることを利用
し、その発振信号の振幅を用いて振動体の温度制御を行
なおうとするものである。例えば第３図に示す回路にお
いて、利得制御回路１２から出力される発振信号は、第
５図の実線と破線で示すようにその振幅が温度に応じて
変化する。
本発明は上記課程を経て案出されたものであり、発振信
号の供給を受けて所定の振動方向に振動する駆動用圧電
素子を有する第１振動部と、この第１振動部の振動によ
りその振動方向に振動するとともに角速度の影響を受け
たとき前記振動方向と直角の方向に振動する第２振動部
とを一体的に有する振動体と、 前記第２振動部の前記直角方向の振動の大きさを検出し
て前記角速度を得る検出手段と、前記駆動用圧電素子を
一構成要素とし、前記駆動用圧電素子の機械的振動の振
幅を検知するとともに、その振幅に応じた発振信号を前
記駆動用圧電素子に供給して発振作動を行う発振手段と
、前記′振動体を恒温化する恒温手段と を備えた角速度検出装置において、 前記発振手段からの発振信号の振幅に応じて前記恒温手
段の恒温制御を行う温度制御手段を設けた ことを特徴としている。
号の供給を受けて所定の振動方向に振動する駆動用圧電
素子を有する第１振動部と、この第１振動部の振動によ
りその振動方向に振動するとともに角速度の影響を受け
たとき前記振動方向と直角の方向に振動する第２振動部
とを一体的に有する振動体と、 前記第２振動部の前記直角方向の振動の大きさを検出し
て前記角速度を得る検出手段と、前記駆動用圧電素子を
一構成要素とし、前記駆動用圧電素子の機械的振動の振
幅を検知するとともに、その振幅に応じた発振信号を前
記駆動用圧電素子に供給して発振作動を行う発振手段と
、前記′振動体を恒温化する恒温手段と を備えた角速度検出装置において、 前記発振手段からの発振信号の振幅に応じて前記恒温手
段の恒温制御を行う温度制御手段を設けた ことを特徴としている。
〔作 用〕
本発明においては、駆動用圧電素子に発振信号が印加さ
れることにより第１振動部が振動する。
れることにより第１振動部が振動する。
また、この第１振動部の振動により第２振動部も振動す
る。このとき、振動体が角速度の影響を受けると、前記
第２振動部が前記振動方向と直角の方向に振動する。こ
の振動の大きさを検出手段が検出して角速度を得る。
る。このとき、振動体が角速度の影響を受けると、前記
第２振動部が前記振動方向と直角の方向に振動する。こ
の振動の大きさを検出手段が検出して角速度を得る。
また、前記駆動用圧電素子を一構成要素とする発振手段
の発振信号により、その発振信号の振幅に応じて振動体
の恒温制御を行う。
の発振信号により、その発振信号の振幅に応じて振動体
の恒温制御を行う。
本発明によれば、サーミスタ等の専用の温度検出素子を
用いることなく振動体の恒温制御を行うことができ、そ
の恒温制御を振動体の温度に直接対応したものとするこ
とができるため、正確なる温度制御を行うことができ、
従ってオフセント信号のドリフトを一段と少なくするこ
とができるという優れた効果がある。
用いることなく振動体の恒温制御を行うことができ、そ
の恒温制御を振動体の温度に直接対応したものとするこ
とができるため、正確なる温度制御を行うことができ、
従ってオフセント信号のドリフトを一段と少なくするこ
とができるという優れた効果がある。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図はその一実施例を示す電気結線図である。
第２図、第３図に示す従来のものと異なる点は、サーミ
スタ９によりヒータ制御を行うものに代えて、温度制御
回路１００を設け、これによりヒータ８の制御を行うよ
うにした点である。
スタ９によりヒータ制御を行うものに代えて、温度制御
回路１００を設け、これによりヒータ８の制御を行うよ
うにした点である。
まず、この温度制御回路１００に入力される発振信号の
振幅が圧電素子６の温度に応じて変化することについて
説明する。圧電素子６の温度が上昇すると、圧電素子６
のインピーダンス２は下降し、圧電素子６に流れ込む電
流、つまり差動増幅器１１の出力信号の振幅は大きくな
ろうとする。
振幅が圧電素子６の温度に応じて変化することについて
説明する。圧電素子６の温度が上昇すると、圧電素子６
のインピーダンス２は下降し、圧電素子６に流れ込む電
流、つまり差動増幅器１１の出力信号の振幅は大きくな
ろうとする。
ここで、利得制御回路１２により、差動増幅器１１の出
力信号の振幅を一定に保とうとするため、利得制御回路
１２の出力である発振信号の振幅を第５図の点線に示す
ように小さくするように制御する。また、圧電素子６の
温度が下降すると、上記動作と逆の動作を行ない、結果
として利得制御回路６からの発振信号の振幅を大きくし
ようとする。従って、利得制御回路１２からの発振信号
の振幅は圧電素子６の温度に比例したものとなる。
力信号の振幅を一定に保とうとするため、利得制御回路
１２の出力である発振信号の振幅を第５図の点線に示す
ように小さくするように制御する。また、圧電素子６の
温度が下降すると、上記動作と逆の動作を行ない、結果
として利得制御回路６からの発振信号の振幅を大きくし
ようとする。従って、利得制御回路１２からの発振信号
の振幅は圧電素子６の温度に比例したものとなる。
この発振信号の振幅に応じて温度制御回路１００はヒー
タ８の制御を行う。
タ８の制御を行う。
次に、上記温度制御回路１００による温度制御について
説明する。まず、利得制御回路１２からの発振信号をピ
ーク値ホールド回路１８を通し、発振信号の振幅のピー
ク値電圧に変換する。このピーク値電圧を基準電圧発生
回路１９からの基準電圧と適切なヒステリシスを持たせ
て比較器２０で比較する。この場合、圧電素子６の温度
が上昇すれば、利得制御回路１２からの発振信号の振幅
は小さくなるため、比較器１３の正入力であるピーク値
電圧が負入力である基準電圧より小さくなり、その結果
比較器１３の出力は低レベルとなり、トランジスタ２１
をオフさせ、ヒータ８の電流を遮断し、ケース１内の温
度を下降させる。逆に、電圧素子６の温度が下降すれば
トランジスタ２１がオンし、ヒータ６に電流が流れ、ケ
ースｌ内の温度を上昇させる。
説明する。まず、利得制御回路１２からの発振信号をピ
ーク値ホールド回路１８を通し、発振信号の振幅のピー
ク値電圧に変換する。このピーク値電圧を基準電圧発生
回路１９からの基準電圧と適切なヒステリシスを持たせ
て比較器２０で比較する。この場合、圧電素子６の温度
が上昇すれば、利得制御回路１２からの発振信号の振幅
は小さくなるため、比較器１３の正入力であるピーク値
電圧が負入力である基準電圧より小さくなり、その結果
比較器１３の出力は低レベルとなり、トランジスタ２１
をオフさせ、ヒータ８の電流を遮断し、ケース１内の温
度を下降させる。逆に、電圧素子６の温度が下降すれば
トランジスタ２１がオンし、ヒータ６に電流が流れ、ケ
ースｌ内の温度を上昇させる。
以上のように、圧電素子６のインピーダンスの温度特性
を利用して温度制御を行っているため、サーミスタを用
いる方法より正確な温度制御、つまり圧電素子６そのも
のの温度制御を行うことができ、従って、オフセットの
温度ドリフトを非常に小さくすることができる。
を利用して温度制御を行っているため、サーミスタを用
いる方法より正確な温度制御、つまり圧電素子６そのも
のの温度制御を行うことができ、従って、オフセットの
温度ドリフトを非常に小さくすることができる。
以上述べた実施例では、温度制御回路１００において比
較器２０によりヒータ８のオン、オフ制御を行うものを
示したが、ピーク値ホールド回路１８の出力をＡ／Ｄ変
換してデジタル化し、マイクロコンピュータを用いてＰ
ＩＤ制御等、高度な温度制御番行ってもよい。また、ピ
ーク値ホールド回路１８の出力を減算回路を通し増幅す
ることによりヒータをアナログ的に連続制御するように
してもよい。
較器２０によりヒータ８のオン、オフ制御を行うものを
示したが、ピーク値ホールド回路１８の出力をＡ／Ｄ変
換してデジタル化し、マイクロコンピュータを用いてＰ
ＩＤ制御等、高度な温度制御番行ってもよい。また、ピ
ーク値ホールド回路１８の出力を減算回路を通し増幅す
ることによりヒータをアナログ的に連続制御するように
してもよい。
また、利得制御回路Ｉ２からの発振信号を平滑化し、そ
の平滑化した信号を基準電圧と比較し、その比較結果に
よりヒータ制御を行うようにしてもよい。
の平滑化した信号を基準電圧と比較し、その比較結果に
よりヒータ制御を行うようにしてもよい。
第１図は本発明の一実施例を示す電気結線図、第２図は
振動体をケース内に組み込んだ状態を示す構成図、第３
図は従来装置の電気回路部を示す電気結線図、第４図は
圧電素子の温度に対するインピーダンス特性を示す特性
図、第５図は利得制御回路からの発振波形を示す波形図
である。
振動体をケース内に組み込んだ状態を示す構成図、第３
図は従来装置の電気回路部を示す電気結線図、第４図は
圧電素子の温度に対するインピーダンス特性を示す特性
図、第５図は利得制御回路からの発振波形を示す波形図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 発振信号の供給を受けて所定の振動方向に振動する駆動
用圧電素子を有する第１振動部と、この第１振動部の振
動によりその振動方向に振動するとともに角速度の影響
を受けたとき前記振動方向と直角の方向に振動する第２
振動部とを一体的に有する振動体と、 前記第２振動部の前記直角方向の振動の大きさを検出し
て前記角速度を得る検出手段と、 前記駆動用圧電素子を一構成要素とし、前記駆動用圧電
素子の機械的振動の振幅を検知するとともに、その振幅
に応じた発振信号を前記駆動用圧電素子に供給して発振
作動を行う発振手段と、前記振動体を恒温化する恒温手
段と を備えた角速度検出装置において、 前記発振手段からの発振信号の振幅に応じて前記恒温手
段の恒温制御を行う温度制御手段を設けた ことを特徴とする角速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59264856A JPS61142415A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 角速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59264856A JPS61142415A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 角速度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142415A true JPS61142415A (ja) | 1986-06-30 |
Family
ID=17409166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59264856A Pending JPS61142415A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 角速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142415A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5270607A (en) * | 1991-06-07 | 1993-12-14 | Akai Electric Co., Ltd. | Vibration control apparatus |
| JPH0921648A (ja) * | 1995-07-10 | 1997-01-21 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 振動ジャイロ装置 |
| JP2009098081A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Nec Tokin Corp | 振動子駆動回路 |
| WO2011039973A1 (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | パナソニック株式会社 | 慣性センサ |
-
1984
- 1984-12-14 JP JP59264856A patent/JPS61142415A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5270607A (en) * | 1991-06-07 | 1993-12-14 | Akai Electric Co., Ltd. | Vibration control apparatus |
| JPH0921648A (ja) * | 1995-07-10 | 1997-01-21 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 振動ジャイロ装置 |
| JP2009098081A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Nec Tokin Corp | 振動子駆動回路 |
| WO2011039973A1 (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-07 | パナソニック株式会社 | 慣性センサ |
| CN102510996A (zh) * | 2009-10-01 | 2012-06-20 | 松下电器产业株式会社 | 惯性传感器 |
| US8746034B2 (en) | 2009-10-01 | 2014-06-10 | Panasonic Corporation | Inertial sensor |
| JP5696293B2 (ja) * | 2009-10-01 | 2015-04-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 慣性センサ |
| USRE47211E1 (en) | 2009-10-01 | 2019-01-22 | Panasonic Corporation | Inertial sensor |
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