JPS624666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

説明の概要 角速度と角加速度および並進加速度の測定を含
む慣性測定は、所定の位置および方向に配置され
た１つ又はそれ以上の並進加速度変換器をスピン
させ、それらの出力信号を組合わせることによつ
て行われる。本発明の原理はまた並進加速度変換
器を校正するために並進加速度の成分を発生する
ために応用される。 本発明の背景 現在、ジヤイロスコープは、角速度を測定する
ために慣性プラツトホーム（inertial platform）
等のような多くの装置に使用されている。このよ
うな装置において、角速度の各成分を測定するた
めに通常独立したジヤイロスコープ計器が使用さ
れる。これらのジヤイロスコープ装置は、本質的
に高価であり且つ比較的大きい。ジヤイロスコー
プは、フライホイールを使用して大きな角運動量
を蓄積することによつて作動するので、それらの
寸法は大きくなる。重いフライホイールを厳密に
バランスさせねばならないので、その価格はさら
に増加する。 ジヤイロスコープは、それらの比較的デリケー
トなベアリングおよびピツクオフ整列のため、き
びしい環境に抵抗できないという点でさらに制限
される。例えば、回転するロケツトなどの発射体
に取付けられて、そのピツチおよびヨー（yaw）
における角速度を測定する装置を後述する。この
装置は、発射器から発射される間に20000ｇまた
はそれ以上の並進加速度を受け、且つその発射体
の回転のため測定の間大きな遠心加速度を受け
る。このような装置に加わるこの遠心加速度成分
は、この装置が取付けられた発射体のスピン軸か
らの距離に比列して増加し、そして、非常に大き
い。何故ならば、スペース制限のためスピン軸の
附近にこの装置を配置することができないからで
ある。この遠心加速度は、スピン軸から１インチ
はなれた装置の部分において7000ｇに達すること
がある。さらに、ジヤイロスコープの角度取付け
公差は、実現できないような精度をもたねばなら
ない。 回転する発射体への応用では、通常２つのジヤ
イロスコープが必要なので、それらの結合の寸法
はそれらの使用をさらに妨げる。したがつて、他
の型式のレート・センサ（rate sensor）が要求
される。 運動学に関する他の問題は、並進加速度変換器
の校正である。現在、このような変換器を校正す
る４つの主要な方法が存在する。これらは、(1)遠
心機におけるスタテイツク校正、(2)地球の重力の
場における回転による周波数に対しての校正、(3)
前もつて校正された変換器による「シエーク・テ
ープル（shake table）」における振幅および周波
数に対する校正、(4)光学干渉計を使用する「シエ
ーク・テーブル」における振幅および周波数に対
する校正である。 方法(1)は、ダイナミツク校正を行えないので、
不満足である。もちろん、方法(2)は、校正が地球
重力の±１ｇまでしかできないので大幅に制限さ
れ、そしてクロス（cross）軸感度と変動する割
合にて混ぜ合わされる。シエーク・テーブルにお
いて比較テストがなされる方法(3)は、現在技術の
実際的制限のため約１％の精度しか得られず、さ
らに、この方法では、テストされる器械の動作の
物理的中心の位置をユーザーが決めることができ
ない。方法(4)は、全く扱いにくくて、日常の応用
には適しない。 本発明の要約 したがつて、本発明の日的は、慣性測定をなす
ための改良された装置を提供することである。 本発明の他の目的は、並進加速度変換器を使用
することによつて剛体の運動を測定するための装
置を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、装置が比較的安価
で、小型であり且つ丈夫な角速度の測定装置を提
供することである。 本発明のさらに他の目的は、単一の装置によつ
て、ピツチおよびヨーレート（yaw rate）を測
定する装置を提供することである。 本発明の他の目的は、予定の位置および方向に
配置された１つ又は複数の並進加速度変換器の配
列によつて、角速度と角および並進加速度を測定
する装置を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、並進加速度、角加
速度および角速度を別々に測定する装置を提供す
ることである。 本発明のさらに他の目的は、並進加速度変換器
をダイナミツク校正する装置を提供することであ
る。 本発明のさらに他の目的は、正確に制御された
スピンおよびヨーレート（yaw rate）入力を組
合せて種々の周波数の正確な加速度を発生するた
めに実験室の装置を使用して並進加速度変換器を
校正する装置を提供することである。 本発明の他の目的は、スピン軸と直角な軸の周
りの回転体の角速度を測定するための改良された
装置を提供することである。 簡単に述べれば、本発明は、所定の点における
加速度を測定し、測定出力を組合わせることによ
つて、上述の問題がどのようにして解決されるか
を教示する。この技術では、角速度と角加速度お
よび並進加速度とを測定することができる。この
測定は、移動する剛体における点の運動学に依存
し、ジヤイロスコープのように、蓄積される角運
動量に依存しない。この測定は、新しい運動変換
器を必要とせず、「リニア加速度計」として知ら
れる種類の装置を含む各種の並進加速度変換器を
使用できる。 これらは、角速度を測定するために従来使用さ
れなかつた。また、その測定に使用される運動学
原理は、並進加速度変換器を校正するため、した
がつてこれらの装置のレベル出力を増大するため
正確な直線的加速度を発生する逆の方法にて使用
されうる。 １つの実施例において、角速度の測定は、軸の
周りに並進加速度変換器をスピンさせることによ
つて達成され、その際変換器は、そのセンス軸が
スピン軸と平行に且つそれとオフセツトするよう
に配置される。変換器の出力は正弦波であり、そ
の周波数はスピン周波数に等しく、その振幅はス
ピン軸と直角な軸の周りの角速度に比例し、位相
は慣性スペースにおける基準方向に対して軸がな
す角度に比例する。 他の実施例において、このような変換器の配列
を軸の周りにスピンさせることによつて、並進加
速度と角加速度と角速度が別々に測定される。 本発明の他の実施例において、並進加速度変換
器は、１つの軸の周りに所定の速度においてこの
ような変換器をスピンさせ且つその変換器を第１
軸と直角な第２軸の周りに所定の速度にて回転さ
せることによつて、校正され、スピンおよび回転
速度は、テストされる変換器によつて測定される
所定の直線的加速度を発生する。 本発明は、剛体における１つ又は複数の点にお
ける並進加速度の成分の測定および／又は発生に
基づく。これらの測定を行なう装置は、並進加速
度を測定できる装置の多くの種類のうちのどのよ
うなものでもよい。これらの装置の出力信号は、
電気的な電圧および／又は電流、機械的変位、水
圧または水流などを含む信号の多くの種類のうち
の任意のものでありうる。大型の、高価な且つ丈
夫でない装置を従来必要とした慣性測定を行なう
ために処理されうる信号を変換器が発生するよう
に、剛体における１つ又は複数の並進加速度変換
器の位置ぎめ及び方向設定から本発明は構成され
る。本発明はまた、正確に知られている並進加速
度の成分を発生できる且つ装置の上に位置ぎめさ
れ方向設定された変換器を校正するために使用さ
れうる校正装置における１つ又は複数の並進加速
度変換器の位置ぎめ及び方向設定から構成され
る。 本発明は、確実であり且つ次のことに関係しな
い。 (1) 使用される並進加速度変換器の種類。 (2) 変換器によつて発生される出力信号の性質。 (3) 複数の変換器を使用した場合、変換器の出力
信号を結合する方法。 (4) 変換器の出力信号または結合された信号を処
理する方法。 実施例の説明 移動する剛体の点における並進加速度は、その
剛体の運動およびその剛体の点の座標の運動に依
存する。これらの関係は、並進加速度変換器によ
つて剛体の運動を測定する場合に又は剛体の運動
によつてこのような変換器を校正する場合に使用
できる。 本発明の原理によると、並進加速度変換器は、
有意義な出力信号を発生するように剛体に取付け
られ且つ方向を設定される。これらの信号は、不
所望な結果が抑制され且つ所望な結果が強調され
るように、操作される。使用される並進加速度変
換器の種類に無関係であるこれらの事項に対する
２つの一般的なアプローチが、認識される。これ
らのアプローチは、代数学的方法および三角法と
呼ばれる。 代数法および三角法は、本発明の実施例の理論
的基礎を与える。このような実施例は、並進加速
度変換器を校正する装置、航空機のような乗物に
おける総合された慣性測定のための種類の装置、
およびロケツトのような発射体であるスピンする
物体における総合された慣性測定のための種類の
装置を含む。 その総合された慣性測定は、角速度と角加速度
および並進加速度の測定を含む。従来、角速度の
測定は、ジヤイロスコープにおけるように蓄積さ
れる角運動量を要求した。こゝに説明する角速度
の測定は、運動学的な結果と剛体における１つ又
は複数の点における並進加速度のセンシングとに
のみ依存し、蓄積される角運動量を要求しない。 剛体の運動は、その剛体に固定された座標フレ
ームに分解される３つのベクトルによつて記述で
きる。第１図において、ｉ，ｊおよびｋは、右回
転平行座標フレームのＸ，ＹおよびＺ方向におけ
る単位ベクトルである。３つのベクトルは、 (1) 原点と関連する並進加速度ベクトル_０（そ
れらの成分はa₀，b₀，c₀である） したがつて、_０＝ia₀＋jb₀＋kc₀ …(1) (2) 角速度ベクトル（それらの成分はｐ，ｑ，
ｒである） したがつて、＝ip＋jq＋kr …(2) (3) 角加速度ベクトル（それらの成分はｐ〓，
ｑ〓，ｒ〓である） したがつて、Ω＝ｉｐ〓＋ｊｐ〓＋ｋｒ〓 …(3) 一般的な慣性測定は、９つの成分ａ，ｂ，ｃ，
ｐ，ｑ，ｒ，ｐ〓，ｑ〓，ｒ〓の測定を意味する。 並進加速度ベクトル_０は剛体における特定の
点と関連するが、角速度ベクトルおよび角加速
度ベクトルΩは剛体全体と関連することに注目す
べきである。 こゝにおいて展開される概念によれば、上記９
つの成分の測定が座標点ｘ_i，ｙ_i，ｚ_iにおける並
進加速度成分ａ_i，ｂ_i，ｃ_iを測定することによつ
て行われる。しかしながら、並進加速度変換器
は、３つの成分（即ち、ａ_i，ｂ_iまたはｃ_i）のう
ちの１つのみ又はその３つのものから成る単一の
合成結果を測定するだけである。特に、並進加速
度成分の測定は、角速度を測定するのに十分であ
る。 運動する座標フレームの点における加速度は、
1961年ニユーヨーク、バン・ノストランド書店発
行、L.Page著「理論物理学入門」によつて与え
られる。 _i＝_０＋×（×_i）＋Ω×_i …(4) この場合、_０およびは式(1)および(2)によつ
て与えられ、 _i＝ix_i＋jy_i＋kz_i …(5)_i は座標フレームにおける点の位置ベクトルで
ある。 式(4)におけるベクトル・クロス積は 式(1)，(6)，(7)および(8)の項を集め、その結果をマ
トリツクス形式にて表わすと、 この場合、ａ_i，ｂ_iおよびｃ_iは点の並進加速度の
成分であり、ｘ_i，ｚ_iおよびｚ_iはその点の座標で
ある。式(9)は、1949年、ニユーヨークハフナー出
版社、A.G.Webster著「粒子と剛体、弾性体、液
体の力学」によつて与えられる同様な式と一致し
ている。 しかしながら、このマトリツクス式の全ての項
が、現在の技術と実際面において同じ重要性をも
つとは限らない。最も良く知られている項は、原
点の並進加速度によるもの及びｐ，ｑとｒを小さ
い量として取扱いそれらの積およびべきを無視す
ることから生じるものである。これらの通常の工
学的取扱いから生じるマトリツクス式は、次のよ
うになる。 この式は、便利にアクセスできない点（例えば
航空機エンジンの重心）における並進加速度を測
定する場合にしばしば応用される。 次に良く知られている項は、ｐ，ｑおよびｒの
２乗を含む遠心力の項である。これらの項のみ含
むマトリツクス式は、次のようになる。 しかしながら、この式は、係数が２乗の和であ
るから或る実際上の困難性を生じる。 最後の良く知られている項は、角速度の積すな
わちpq，qrおよびrpを含むものである。これら
の項のみ含むマトリツクス式は、次のようにな
る。 並進加速度を測定することによつて角速度を測
定するためのベースを与えるのは、上記の項であ
る。これらのベースは、もつと良く知られる項と
共に、並進加速度を測定することによつて総合的
な慣性測定をなす手段を与えることができる。 その一般的な測定は、所望の結果を発生し且つ
不所望のものを抑圧する手段を要求する。これら
の可能性を実現するための２つの一般的方法が認
識された。それらは代数法および三角法と呼ばれ
ており、次に説明する。それらは、単独で又は組
合わせて使用できる。 所望の結果を発生する最も直接的方法は、剛体
に並進加速度変換器を取付け、かつ剛体の運動と
変換器が取付けられた点の座標とこれらの点にお
ける並進加速度とを表現することである。これら
の表現は、その剛体に固定された単一の座標フレ
ームにすべて分解される。そのように取付けられ
た変換器からの信号を結合し、所望の信号を分離
し、かつ不所望の結果を抑圧することができる。 代数法 代数法は加速度変換器の対に関して記述できる
が、その応用は対に制限されない。総括的説明は
後に述べる。 １対の変換器が剛体に取付けられうる。その対
の各メンバーの設定方向は、３つの位置座標のう
ちの２つについては、同一である。第３位置座標
については、絶対値は等しいが符号は反対であ
る。２つの変換器からの出力信号は、減算され
る。例えば、第１および第２変換器が、並進加速
度成分ａを測定するために方向設定されると仮定
する。それらの位置座標が ｘ_i＝ｘ x₂＝ｘ ｙ_i＝ｙ y₂＝ｙ ……(13) ｚ_i＝＋△₁₂ z₂＝−△₁₂ であると仮定すると、 a₁＝a₀−（q²＋r²）ｘ＋（pq−ｒ）ｙ ＋（pr＋ｑ）△₁₂ ……(14) a₂＝a₀−（q²＋r²）ｘ＋（pq−ｒ）ｙ −（pr＋ｑ）△₁₂ …(15) 所望の結果は積prであること及び他の結果は不
要なので抑制されねばならないことを考えよう。 減算は a₁−a₂＝２△₁₂（pr＋ｑ〓）；pr＋ｑ〓 ＝ａ_１−ａ_２／２△_１２ ……(16) 同様にして、１対の変換器が並進加速度成分ｃ
を測定するために方向設定され、次の位置座標に
おいて位置されうる。 x₃＝△₃₄ x₄＝−△₃₄ y₃＝ｙ y₄＝ｙ ……(17) z₃＝ｚ z₄＝ｚ それで、 c₃＝c₀＋（pr−ｑ〓）△₃₄ ＋（rq＋ｐ〓）ｙ−（p²＋q²）ｚ ……(18) c₄＝c₀−（pr−ｑ〓）△₃₄ ＋（rq＋ｐ〓）ｙ−（p²＋q²）ｚ ……(19) そして、 c₃−c₄＝２△₃₄（pr−ｑ〓） ；pr−ｑ〓 ＝ｃ_３−ｃ_４／２△_３４ ……(20) また、 pr＝ａ_１−ａ_２／４△_１２＋ｃ_３−ｃ_４／４△_３４…
…(21) ｑ＝ａ_１−ａ_２／４△_１２−ｃ_３−ｃ_４／４△_３４…
…(22) この考え方は、項qr，pq，ｒ〓およびｐ〓の測定
をなすように拡張できる。 原点における並進加速度は、並進加速度成分
ａ，ｂ，ｃを測定するために方向設定された原点
に変換器を位置させることによつて測定されう
る。このアプローチは、数学的に正しいが、実際
の変換器が同一位置を占めることはできないの
で、物理的には実行できない。実際的なアプロー
チは、３つの位置座標のうち２つが零であり第３
座標が零でないように、正しく方向設定および位
置ぎめされた変換器の対を使用することである。
したがつて、もしも x₁＝ｏ x₂＝ｏ y₁＝ｏ y₂＝ｏ ……(23) z₁＝△_１ z₂＝△_２ であれば、 a₁＝a₀＋（pr＋ｑ〓）△_１ ……(24) a₂＝a₀＋（pr＋ｑ〓）△_２ ……(25) となる。 a₀およびｐ_r＋ｑ〓について解くと、次のように
なる。 a₀＝ａ_１△_２−ａ_２△_１／△_１−△_２……(26) pr＋ｑ〓＝ａ_１−ａ_２／△_１−△_２ ……(27) 同様にして、もし x₃＝△_３ x₄＝△_４ y₃＝ｏ y₄＝ｏ ……(28) z₃＝ｏ z₄＝ｏ ならば、 c₃＝c₀＋（pr−ｑ〓）△_３ ……(29) c₄＝c₀＋（pr−ｑ〓）△_４ ……(30) となる。 c₀およびpr−ｑ〓について解くと、次のようにな
る。 c₀＝ｃ_３△_４−ｃ_４△_３／△_３−△_４……(31) pr−ｑ〓＝ｃ_３−ｃ_４／△_３−△_４ ……(32) 最終的に pr＝１／２（ａ_１−ａ_２／△_１−△_２＋ｃ_３−ｃ_４／
△_３−△_４……(33) ｑ〓＝１／２（ａ_１−ａ_２／△_１−△_２−ｃ_３−ｃ_４
／△_３−△_４）……(34) となる。 この考え方は、b₀とqr，pq，ｐ〓およびｒ〓を測
定するために拡張できる。 代数法の理論は、変換器の出力信号が、点を通
る線に沿う並進加速度の成分に比例することを意
味することに注目すべきである。これらの特性に
ほぼ近い変換器が存在するが、正確なこれらの近
似がなされるかどうか、この説明においては明ら
かでない。校正およびエラーについては後述す
る。要約すると、 (1) 代数法は、剛体の運動、その剛体の点におけ
る加速度および各点の座標を、その剛体に固定
された単一座標フレームによつて記述する。 (2) 代数法は、剛体に並進加速度変換器を配列
し、それらの出力信号を結合することによつ
て、pq，qr，rp，ｐ〓，ｑ〓，ｒ〓，a₀，b₀，c₀に比
例する信号を分離する。 (3) 剛体に変換器を配列することは、 (a) 各変換器を所定の位置座標に取付けるこ
と、 (b) センス軸が好ましい方向に沿つて整列する
ように各変換器を方向設定すること、 を意味する。 詳しく説明した配置および組合わせ技術は、む
しろ簡単な種類の荷重和および差のみを含む。し
かしながら、もつと複雑な和が数学的に同等であ
りうることが明らかである。 三角法 それほど直接的でない方法は、並進加速度変換
器を剛体に取付け、かつ変換器を取付けた点の座
標とこれらの点において測定された並進加速度と
を、剛体に固定した座標フレームに関して記述す
ることである。しかしながら、剛体の運動は、や
がて説明する第２座標フレームに対して記述され
る。 すでに導入したダツシユを付けていない座標フ
レームは剛体内に固定されるとしよう。このフレ
ームは、剛体における点の座標及びこれらの点に
おける並進加速度を記述するために使用される。 補助的座標フレーム（ダツシユを付けた座標フ
レーム）が導入され、剛体の運動はこのダツシユ
を付けたフレームに対して記述される。これらの
運動はa′₀，b′₀，c′₀，p′，q′，r′，ｐ〓′，ｑ
〓′ｒ〓′で
ある。 補助フレームは、その原点がダツシユを付けな
いフレームのそれに対応し、その軸の１つがダツ
シユを付けないフレームの軸と一致するように、
選択される。しかしながら一致軸のまわりの２つ
のフレームの角速度は相互に無関係である。一致
軸を、それらのシンボルが同等であるように（す
なわちＸとX′，ＹとY′，又はＺとZ′）選択すると
便利である。こゝに述べる説明は一致するＸおよ
びX′軸によつてなされるが、論法は一般的であ
り、他の可能な選択に同じく適用できる。 ２つの座標フレームの配置は第２図に示され
る。２つのフレームの原点は一致している。Ｘお
よびX′軸もまた一致している。しかしながら、
２つのフレームの角速度は、必ずしも等しくなく
（すなわちｐおよびp′は必ずしも等しくなく）、相
対的な角度変位φを生じる。この角度変位φの大
きさは、 φ＝ψ(o)＋∫^ｔ _ｐ（ｐ−p′）dt すなわちφ〓＝ｐ−p′ ……(35) ダツシユを付けた座標フレームに分解される運動
成分は、次の変換によつてダツシユを付けない座
標フレームへと分解することができる。 a₀＝a′₀ b₀＝b′₀cosψ＋c′₀sinψ ……(36) c₀＝b′₀sinφ c′₀cosφ ｑ＝q′cosψ＋r′sinψ ……(37) ｒ＝q′sinψ＋r′cosψ ｑ〓＝ｑ〓′cosψ＋ｒ〓′sinψ ＋（ｐ−p′）（−q′sinψ＋r′cosψ） ……(38) ｒ〓＝ｑ〓′sinψ＋ｒ〓′cosψ ＋（ｐ−p′）（−q′cosψ−r′sinψ） これらの式は、前に導出した並進加速度の式に
代入できる。この代入の結果を次の表に要約す
る。

【表】 この表の項は次の３つの組に分離すると便利で
ある。 (1) φと無関係である項 (2) sinφ及びcosφを含む項 (3) sin2φ及びcos2φを含む項 これがなされた結果が次の式（39），（40）およ
び（41）に示される。 これらの式は完全に全般的であり、簡略のため
の近似法を含んでいない。それらは、代数法で述
べたのと全く異なる方法にて動的な結果を分離す
る。 この三角法（角度φおよびφと２φのsin及び
cosinによつて果される役目のためそのように呼
ばれる）による項の分離は、次の方法によつて強
調されることができる。 (1) 角速度ｐをｑおよびｒよりもつと大きくする (2) 角速度p′をp′→ｏのように小さくする これらの状態の下で、φと無関係な項は零周波
数の項になり、sinφおよびcosφに依存する項は
（周波数＝ｐ／２πの）単一周波数項になり、
sin2φおよびcos2φに依存する項は２倍の周波数
項になる。 大きな角速度ｐの効果は、或る効果を周波数
＝ｐ／２πに変換（トランスレート）すること及
び角速度成分q′およびr′の効果を2p倍に拡大する
ことである。零周波数項および単一周波数項の効
果は、よく知られている信号処理技術によつてた
やすく分離されうる。２倍周波数項の効果は、信
号処理技術によつて分離されることができ、多く
の場合に無視可能な第２次の効果として無視され
うる。 相互からの単一周波数項の分離は、前述の代数
法によつて達成されることができる。 要約すると、 (1) 三角法は、運動剛体に固定された座標フレー
ム（ダツシユを付けない座標フレーム）によつ
て点の座標とこれらの点における並進加速度を
記述する。 (2) 三角法は、補助座標フレーム（ダツシユを付
けた座標フレーム）によつて運動剛体の運動を
記述する。 (3) ダツシユを付けたおよび付けない座標フレー
ムの原点は一致する。１対の座標軸（各フレー
ムから１つ）もそのように一致する。しかしな
がら、一致軸のまわりの角速度は、必ずしも等
しくなく、相対的な角度変位φを生じる。 (4) 剛体の点における（ダツシユを付けない座標
フレーム）並進加速度は、次の３つの組の項に
よつて記述できる。 （） φと無関係な項（零周波数項） （） sinφ及びcosφを含む項（単一周波数
項） （） sin2φ及びcos2φを含む項（２倍周波
数項） (5) 零周波数、単一周波数および２倍周波数項
は、よく知られている信号処理技術によつて相
互に分離できる。単一周波数項は、代数法によ
つて相互に分離できる。 理想的な並進加速度変換器は、次の特性を有す
べきである。 (1) 数学的な点の性質をもつ原点を有しなければ
ならない。 (2) 原点を通る直線であるセンス軸を有しなけれ
ばならない。 (3) 並進加速度物理単位対出力信号である物理単
位感度は、そのセンス軸の方向において有限で
あり且つ一定であり、センス軸と直角な全ての
方向に対して零でなければならない。 理想的変換器は、代数法または三角法において
加えられる次のエラーを受ける。 (1) 位置エラー、その成分は△ｘ_i，△ｙ_i，△ｚ_i
である。 (2) 方向設定エラー、その成分がｄφ_i，do_i，ｄ
Ψ_iであるセンス軸の角度回転による。 (3) △ｋ_iの感度における不確定性。 総合された慣性測定におけるこれらのエラーの
結果は、ストレートフオワード法において分析さ
れうる。 しかしながら、実際の変換器は、これらの理想
的特性を持たない。さらに、変換器技術の状態
は、物理的変換器の特性に関する明確なデータを
与えない。これは、変換器を校正する現在技術の
限界による。 三角法に対して上に展開された式は、校正装置
の設計に応用される。 次に第３Ａ図〜第３Ｃ図を参照すると、振動す
る直線的加速度成分を角速度によつて発生するた
めに、したがつて、並進加速度変換器の校正にお
いて使用することができる装置が示されている。
その基本的素子は、スピン・モータ１２に取付け
られたフエース・プレート１０を含む。フエー
ス・プレート１０は、スピン・モータ１２によつ
て回転される。フエース・プレート１０の平面
は、スピン・モータ１２の回転軸と直角である。
変換器１６は、そのセンス軸がフエース・プレー
ト１０に直角であり且つその回転軸１４に平行
（しかし一致しない）であるように、フエース・
プレート１０に取付けられている。並進加速度計
のような市販用の変換器は、フエース・プレート
の孔を通して取付けナツトで締めつけできるねじ
切りされた取付け具を有するが、何等かの締めつ
け手段があればよい。フエース・プレート１０、
スピン・モータ１２および変換器１６から成る組
立体は、ボルト又は他の締めつけ具によつてター
ンテーブル１８に取付けられる。ターンテーブル
１８は、ヨー（yow）モータ２０によつて回転さ
れる。ヨーモータ２０は、フレーム（図示せず）
によつて支持される。スピン・モータ１２の回転
軸１４とターンテーブル１８の回転軸は、90度の
角度で交叉する。 前記説明のダツシユを付けた座標フレームは、
ターンテーブル１８と関連する。Ｚ軸はヨー軸と
一致し、Ｘ軸はスピン軸と一致する。 ダツシユを付けない座標フレームはフエース・
プレート１０と関連し、直角なＹおよびＺ軸はフ
エース・プレート上に記されうる。Ｘ軸は、スピ
ン軸と一致する。 ヨー軸はフエース・プレートの平面に存在し、
２つの座標フレームの原点は一致する。 変換器１６は、次の座標でフエース・プレート
１０に取付けられる。 ｘ_i＝０ ｙ_i＝０ ……(42) ｚ_i≠０ 次の大きさが、動的な変数に割当てられる。 ｐ〓′＝ｑ〓′＝ｒ〓′＝ｐ〓＝０ ｐ≠０ a′₀＝b′₀＝０ q′＝０ c′₀≠０ ……(43) r′≠０ 換言すると、スピン・モータ１２は一定角速度
ｐにおいてスピンし、ヨーモータ２０は一定角速
度r′において回転する。式（39），（40）および
（41）は次のようになる。 φと無関係な項 ａ_i＝０ ｂ_i＝０ ……(44) ｃ_i＝ｚ_i（p²＋ｒ′^２／２） sinφおよびcosφを含む項 ａ_i＝2pr′z_icosφ ｂ_i＝c′₀sinφ ……(45) ｃ_i＝c′₀cosφ sinφおよびcos2φを含む項 ａ_i＝０ ｂ_i＝１／2z_ir′sin2φ ……(46) ｃ_i＝１／2z_ir′cos2φ もしも変換器１６のセンス軸がフエス・プレー
トと直角になるように方向設定されるならば、そ
れはａ_iを測定する。 この場合に、 ａ_i＝2pr′z_icosφ ……(47) これは、ｐ／２πに等しい周波数を有する正弦
波信号である。したがつて、その周波数は、スピ
ン速度（スピン・レート）をセツテイングするこ
とによつて制御され、その後励振振幅はr′のセツ
テイングにより制御できる。発生されうる励振の
代表的な大きさは、 ｐ＝1570sec^-1（15000RPM） r′＝1.75sec^-1（100deg／sec） ｚ_i＝1.0′（2.54cm） 2pr′z_i＝２×1570×1.75×１／12 ＝457.9ｆｔ／ｓｅｃ^２＝14.22ｇ 組立体全体は、重力に対して別々の方位設定を与
えるように傾斜されうる。 第３Ａ図〜第３Ｃ図の校正装置に使用される原
理は、角速度の近似測定を与える装置に応用され
うる。このような装置は第４図に例示される。そ
れは、スピン・モータ２４、フエース・プレート
２６および並進加速度変換器２８を含むケース２
２から成る。変換器はフエース・プレート２６に
取付けられ、センス軸はフエースプレートに対し
て垂直である。 もしケース２２が一定角速度で回転しているな
らば、その測定は正確である。 ケースが、加速され又は減速される速度におい
て回転している時のみ、測定は近似的である。 ダツシユを付けた座標フレームはケースと関連
し、線が座標軸の位置を指示するためにケースに
記される。 ダツシユを付けない座標フレームは、フエー
ス・プレートと関連する。ＹおよびＺ軸がフエー
ス・プレートに記されることができ、Ｘ軸がスピ
ン軸と一致する。 ２つの座標フレームの原点は一致する。 変換器は次の座標においてフエース・プレート
に取付けられる。 ｘ_i＝０ ｙ_i＝０ ……(48) ｚ_i≠０ そして ｐ−p′＝一定 ……(49) であるように、スピン・モータは一定速度で回転
される。 ケースの運動は、p′，q′，r′，ｐ〓′，ｑ〓′，
ｒ〓′，ａ_p，ｂ_p，ｃ_pである。 変換器によつて発生される信号は、 ａ_i＝ａ_p−ｚ_i〔（2p−p′）q′−ｒ〓′〕sinφ ＋ｚ_i〔（2p−p′）r′＋ｑ〓′〕cosφ ……(50) 2p＞p′かつｒ〓′≒０またｑ≒０のとき、上式は
次のようになる。 ａ_i＝ａ_p＋2pz_i（−q′sinφ＋r′cosφ） ……(51) この信号は、φと無関係な項と、sinφおよび
cosφを含む項とを含む。 したがつて、ケース、スピン・モータ、フエー
ス・プレートおよび変換器から成る単一の器械
は、q′およびr′の近似測定をなすことができる。 sinφおよびcosφを含む項からφと無関係な項
を分離するために出力信号を処理する多くの他の
方法が存在する。これらは専門家には明らかであ
ろう。 この器械においてなされる近似は、後述の方法
にて修正されうる。 加速度計の共通の応用は、並進および角加速度
の測定である。これらの測定は、第５Ａ図〜第５
Ｃ図に例示される装置において具体化される並進
加速度変換器をスピンさせることによつて達成さ
れうる。 その装置は、スピン・モータ３２と、２つの変
換器３６，３８をスピン軸に取付けるための延長
軸３４とを含むケース３０から成る。その変換器
は、それらのセンス軸が相互に平行であり且つス
ピン軸と直角となるように取付けられる。 ダツシユを付けた座標フレームは、ケースと関
連し、線がそのケース上に記されて、座標軸の位
置を指示する。 ダツシユを付けない座標軸は、スピン軸と関連
する。Ｘ軸はスピン軸と一致し、Ｘ，ＹおよびＺ
は相互に直角である。 ２つの座標フレームの原点は一致する。 変換器３６および３８は次の座標を割当てられ
る。 38 36 x₂＝＋ｘ x₃＝−ｘ y₂＝０ y₃＝０ ……(52) z₂＝０ z₃＝０ その変換器は、それらのセンス軸がＺ軸と平行
であるように方位設定され、したがつてそれらは
c₂およびc₃を測定する。 変換器出力信号は、 c₂＝−b′₀sinφ＋c′₀cosφ ＋ｘ〔−（p′q′＋ｒ〓′）sinφ ＋（p′r′−ｑ〓）cosφ〕 ……(53) c₃＝−b′₀sinφ＋c′₀sinφ −ｘ〔−（p′q′＋ｒ〓′）sinφ ＋（p′r′−ｑ〓′）cosφ〕 式（30）を書きなおすと、 −b′₀sinφ＋c′₀cosφ＝ｃ_３＋ｃ_４／２ ……(54) −（p′q′＋ｒ〓′）sinφ＋（p′r′ −ｑ〓′）cosφ＝ｃ_３−ｃ_４／２^ｘ ……(55) 通常、p′，q′，r′はその積が無視できるほど小
さな量である。 式（55）におけるp′q′およびr′r′を無視する
と、 −ｒ〓′sinφ−ｑ〓′cosφ＝ｃ_３−ｃ_４／２ｘ……
(56) b₀，c₀，q′，r′の大きさは、sinφおよびcosφ
の適当な大きさにおいて、又は他の信号処理技術
によつてサンプルされうる。したがつて、ケー
ス、スピン・モータおよびスピン軸に取付けられ
た２つの並進加速度変換器から成る単一の器械
は、並進加速度の成分b′₀およびc′₀と、角加速度
の成分ｑ〓′およびｒ〓′の測定をなすことができる。 第４図および第５図の装置は、第６図に例示す
るような単一の装置に結合されうる。この結合さ
れた装置は、p′，q′，ｐ〓′，ｒ〓′，b′₀およびc
′₀を
生じる。それはまた第４図の装置に入つてくる近
似エラーを消滅させる。 第６図の結合された装置は、ケース４０と、ス
ピン・モータ４２と、３つの変換器を取付ける延
長軸４４とから成る。１つの変換器４６は、その
センス軸がスピン軸と平行するように取付けられ
る。他の２つの変換器４８および５０は、それら
のセンス軸が相互に平行であり且つスピン軸と直
角となるように取付けられる。３つの変換器のセ
ンス軸は同じ平面上にある。 ダツシユを付けた座標フレームはケースと関連
し、線がケース上に記されて、座標軸の位置を指
示する。 ダツシユを付けない座標フレームはスピン軸と
関連する。Ｘ軸はスピン軸と一致し、Ｘ，および
Ｚ軸は相互に直角である。 変換器４６，４８および５０は、次の座標を割
当てられる。 46 50 48 x₁＝０ x₂＝ｘ x₃＝−ｘ y₁＝０ y₂＝０ y₃＝０ z₁＝ｚ z₂＝０ z₃＝０ 変換器４６は、それがa₁を測定するように方向
設定される。変換器５０および４８は、それらが
それぞれc₂およびc₃を測定するように方向設定さ
れる。 変換器出力信号は、 a₁＝a₀−ｚ〔（2p−p′）ｑ−ｒ〓′〕 sinφ−ｚ〔（2p−p′）r′＋ｑ〓′〕cosφ……(57) c₂＝b′₀sinφ＋c′₀cosφ＋ｘ 〔−（p′q′＋ｒ〓′）sinφ ＋（p′r′−ｑ〓′）cosφ〕 ……(58) c₃＝−b′₀sinφ＋c′₀cosφ−ｘ 〔−（p′q′＋ｒ〓′）sinφ ＋（p′r′−q′）cosφ〕 ……(59) a₀を除くすべての項はsinφおよびcosφを含む。
a₀は高域通過波器によつて抑制されうる。その
項は次のようにして結合されうる。 −b′₀sinφ＋c′₀cosφ＝ｃ_２＋ｃ_３／２ −（p′q′＋ｒ〓′）sinφ＋（pr−ｑ〓′） cosφ＝ｃ_２−ｃ_３／２ｘ −〔（2p−p′）q′−ｒ〓′〕sinφ ＋〔（2p−p′）r′＋ｑ〓′〕cosφ＝ａ_１／ｚ −q′sinφ＋r′cosφ＝１／２ｐ〔ａ_１／ｚ ｃ_２−
ｃ_３／２ｘ〕 そしてp′q′およびr′r′を無視すると、 −ｒ〓′sinφ−ｑ〓′cosφ＝ｃ_２−ｃ_３／２Ｘ 要約すると、 −b′₀sinφ＋c′₀cosφ＝ｃ_２＋ｃ_３／２ ……(60) −ｒ〓′sinφ−ｑ〓′cosφ＝ｃ_２−ｃ_３／２ｘ……
(61) −q′sinφ＋r′cosφ ＝１／２ｐ ａ_１／ｚ＋ｃ_２−ｃ_３／２ｘ……(62) b′₀，c₀，ｑ〓′，ｒ〓′q′およびr′は、sinφおよ
びcos
φの適当な大きさにおいて又は他の信号処理技術
によつてサンプルされうる。 したがつて、ケース、スピン・モータおよび３
つの並進加速度変換器から成る単一の器械は、 b′₀およびc′₀ 並進加速度の成分 ｑ〓′およびｒ〓′ 角加速度の成分 q′およびr′ 角速度の成分 を測定できる。 第４図、第５図および第６図の３つの装置は、
むしろ一般型の運動センサーである。それらは、
ジヤイロスコープによつて従来達成された角速度
の測定も行う。ジヤイロスコープの原理および変
換器による角速度測定の原理は、同じ加速度法則
に基づいている。 ジヤイロスコープおよびこゝに述べる変換器配
列は、数学的には同等であるが、それらは物理的
に異なる。ジヤイロスコープは角運動量に依存
し、その角運動量は、或る物理的効果（摩擦によ
るもののような）が抑制されるように大きくなさ
れる。変換器方式は、運動学的な効果と１つ又は
複数の点における加速度の測定に依存する。 上述の数個の方式は、スピンする発射体に応用
できる。ダツシユを付けない座標フレームは発射
体のボデーと関連し、変換器はボデー内に取付け
られる。ボデーは、このような応用においてスピ
ンする座標フレームのカウンターパートになる。 スピンしない（ダツシユを付けた）座標フレー
ム（その原点およびＸ軸はダツシユを付けないフ
レームの原点およびＸ軸と一致する）を構想する
と便利である。このダシユを付けた座標フレーム
は物理的カウンターパートを有しないが、それは
有用な理論構成である。それはさらに、前述の理
論と両立する利点を有する。 上述の方式の２つの変形が、スピンする発射体
の応用に対して要求される。これらは、 (1) 発射体のスピン速度が、2pq′および2pr′から
q′およびr′を求めるために測定されねばならな
い。 (2) 或る予防手段が、スピン軸の位置の不確定さ
を補償するために要求されうる。 これらの変形は、５つの加速度計を使用する方
式に取入れられることができる。この方式は第７
図に例示される。 ５つの加速度計５２，５４，５６，５８および
６０は、1973年８月10日出願であり、本出願人に
譲渡された米国特許第4512537号明細書に説明さ
れるようなスピンする発射体に取付けられる。そ
の出願において、ピツチ及びヨーを測定するため
にレート・センサ（rate sensor）を要求する誘
導発射体が説明されている。通常のジヤイロスコ
ープは、大きいこと以外に、発射体用として丈夫
にすることが困難であるという点で不満足であ
る。発射体それ自体がスピンするので、それは前
述の実施例のスピン・モータとして作動する。変
換器は、次の座標および方向設定を割当てられ
る。

【表】 変換器の出力信号は、 a₁＝z₁〔−（2pq′−ｒ〓′）sinφ ＋（2pr′＋ｑ〓′）cosφ〕 a₂＝z₂〔−（2pq′−ｒ〓′）sinφ ＋（2pr′＋ｑ〓′）cosφ〕 c₃＝−b′₀sinφ＋c′₀cosφ ＋ｘ（−ｒ〓′sinφ−ｑ〓′cosφ） c₄＝−b′₀sinφ＋c′₀cosφ−ｘ （−ｒ〓′sinφ−ｑ〓′cosφ） c₅＝−ｚ（ｐ^２＋ｇ^２＋ｒ^２）〓−ｚｐ^２／２ これらの信号は次の結果を生じるように結合さ
れうる。 −b′₀sinφ＋c′₀cosφ＝ｃ_３＋ｃ_４／２ ……(63) −ｑ〓′cosφ−ｒ〓sinφ＝ｃ_３−ｃ_４／２ｘ……(6
4) −q′sinφ＋r′cosφ〓 ＝１／２ｐ（ａ_１−ａ_２／ｚ_１−ｚ_２＋ｃ_３−ｃ_４
／２ｘ）……(65) このような応用において、ｐの符号は既知であ
り、大きさのみが決定される必要がある。 式（65）において、別々の座標ではなく、差z₁
−z₂を知らねばならないことを注目すべきであ
る。したがつて、角速度の測定は、スピン軸の位
置の正確な知識に依存しない。 もしもスピン速度が既知であるか又は他の手段
によつて測定されうるならば、変換器６０は省略
してもよい。 上述のように本発明の原理を特定の装置につい
て説明したが、その説明は単なる例示であつて、
特許請求の範囲に示された本発明の領域の制限と
なるものでないことを明瞭に理解すべきである。 本発明の実施態様を次に示す。 (1) ２つの直交する軸の周わりの同時な回転によ
つて並進加速度を発生する装置であり、 ターンテーブルと、 第１軸の周わりに上記ターンテーブルを回転
させる第１手段と、 フエース・プレートと、 上記第１軸と直角な第２軸の周わりに上記フ
エース・プレートを回転させる第２手段と、 上記ターンテーブル上に上記第２回転手段を
取付ける手段と、 から成る装置。 (2) 回転させるための上記第１および第２手段
が、それぞれ第１および第２モータである上記
(1)記載の装置。 (3) 上記第２モータは、シヤフトを有し、上記フ
エース・プレートはそのシヤフトに固定され、
それと共に回転する上記(2)記載の装置。 (4) 上記ターンテーブル、上記フエース・プレー
トを回転させるための上記第１および第２手段
と、取付けるための上記手段とを含む、この装
置を上記第１軸と直角な第３軸の周わりに傾斜
させる手段を含む上記(1)記載の装置。 (5) 並進加速度変換器を校正する装置であり、 第１軸の周わりに少くとも１つの変換器を回転
させる第１手段と、 上記第１軸と直角な第２軸の周わりに変換器
を回転させる第２手段と、 から成る装置。 (6) 回転させるための上記第１手段に結合されて
回転するターンテーブルと、 回転させるための上記第２手段に結合されて回
転するフエース・プレートと、 上記フエース・プレート上に変換器を取付け
る第１手段と、 回転させるための上記第２手段を上記ターン
テーブル上に取付ける第２手段と、 をさらに含む上記(5)記載の装置。 (7) 取付けるための上記第１手段が、変換器のセ
ンス軸が上記第２軸と平行であるように、上記
第２軸から固定距離において上記フエース・プ
レート上に変換器を取付けるための手段を含む
上記(6)記載の装置。 (8) 取付けるための上記第１手段が、変換器のセ
ンス軸が上記第２軸と直角であるように、上記
第２軸から固定距離において上記フエース・プ
レート上に変換器を取付けるための手段を含む
上記(6)記載の装置。 (9) 上記固定距離が零である上記(8)記載の装置。 (10) 並進加速度変換器の配列が校正されるように
複数個の変換器を上記フエース・プレート上に
取付ける手段をさらに含む上記(6)記載の装置。 (11) ２つの軸の周わりの角速度を測定する装置で
あり、 並進加速度変換器と、 ２つの軸と直角な第３軸の周わりに上記変換
器を回転させる手段と、 から成る装置。 (12) 上記変換器および回転させる上記手段を有す
るケースであり、回転させる上記手段は、その
ケース内に含まれ且つそれに固定されるケース
をさらに含む上記(11)記載の装置。 (13) 回転させる上記手段は、モータと、そのモ
ータのシヤフトに結合されたフエース・プレー
トを含み、上記変換器は上記フエース・プレー
ト上に配置される上記(12)記載の装置。 (14) 上記変換器のセンス軸が上記モータの回転
軸と平行であるように、上記変換器は上記モー
タの回転軸から固定距離において上記フエー
ス・プレート上に取付けられる上記（13）記載
の装置。 (15) ２つの直交する方向において並進加速度を
及びこれらの方向の周わりの角加速度を測定す
る装置であり、 ２つの直交する方向と直角な軸の周わりに回転
を与える手段と、 変換器のセンス軸が上記軸と直角であるよう
に上記軸上に配置される少くとも２つの並進加
速度変換器の配列と、回転させる上記手段に変
換器の上記配列を結合する手段と、 から成る装置。 (16) 回転させる上記手段は、シヤフトを有する
モータを含み、上記変換器は上記シヤフト上に
配置される上記（15）記載の装置。 (17) 回転させる上記手段と上記配列がその内部
に配置されるケースを含み、回転させる上記手
段は上記ケースに固定される上記（15）記載の
装置。 (18) ２つの軸に対する角速度、角加速度および
並進加速度を測定する装置であり、 ２つの軸に直角な軸の周わりに回転を与える手
段と、 上記軸に対して配置された少くとも３つの並
進加速度変換器であつて、その変換器のうちの
１つは、そのセンス軸が上記軸と平行であるよ
うに上記軸から予定距離に配置され、上記変換
器のうちの他の２つは、そのセンス軸が上記軸
と直角になるように上記軸上に配置される少く
とも３つの変換器と、 から成る装置。 (19) 回転させる上記手段は、シヤフトを有する
モータを含み、上記他の２つの変換器は上記シ
ヤフト上に配置される上記（18）記載の装置。 (20) 回転させる上記手段および上記配列がその
内部に配置されるケースを含み、回転させる上
記手段は上記ケースに固定される上記（18）記
載の装置。 (21) 慣性測定をなす装置であり、 ケースと、 組立体と、 上記ケース内に取付けられ上記組立体を回転
させる手段と、 回転させる上記手段の回転軸に対して予定位
置に取付けられ且つ回転させる上記手段の回転
軸に対して変換器のセンス軸の予定の設定方向
を有する少くとも１つの変換器と、 から成る装置。 (22) スピン動作する物体のスピン軸と直角な２
つの軸の周わりのそのスピン物体の角速度を測
定する装置であり、 並進加速度変換器と、 上記変換器をスピン物体に取付ける手段と、 から成る装置。 (23) 上記変換器は、そのスピン軸から予定距離
においてスピン物体に取付けられ、上記変換器
のセンス軸はスピン物体のスピン軸と平行であ
る上記（22）記載の装置。 (24) スピン物体のスピン速度を測定する手段を
さらに含む上記（23）記載の装置。 (25) スピン動作する物体のスピン軸と直角な２
つの直交する方向における並進加速度およびこ
れらの方向の周わりの角加速度を測定する装置
であり、 変換器のセンス軸がスピン物体のスピン軸と直
角になるようにスピン物体のスピン軸上に配置
される少なくとも２つの並進加速度変換器配列
と、 スピン物体上に上記変換器を取付ける手段
と、 から成る装置。 (26) スピン動作する物体のスピン軸と直角な２
つの直交する軸の周わりの角速度、角加速度お
よび並進加速度を測定する装置であり、 スピン軸に対して配置された少なくとも３つの
並進加速度変換器であり、上記変換器のうちの
１つはそのセンス軸がスピン軸と平行になるよ
うにスピン物体のスピン軸から予定距離に配置
され、上記変換器のうちの他の２つはそのセン
ス軸がスピン軸と直角になるように上記スピン
軸上に配置される少なくとも３つの変換器と、 スピン動作する物体上に上記変換器を取付け
る手段と、 から成る装置。 (27) スピン動作する物体のスピン速度を測定す
る手段をさらに含む上記（26）記載の装置。 (28) スピン動作する物体のスピン軸と直角な２
つの直交する軸に対する角速度、角加速度およ
び並進加速度を測定する装置であり、 スピン動作する物体のスピン軸に対して配置さ
れた少なくとも４つの並進加速度変換器であ
り、そのうち２つはその変換器のセンス軸がス
ピン軸と直角になるようにスピン軸上に配置さ
れ、他の２つの変換器はそのセンス軸がスピン
軸と平行になるようにスピン軸の周わりに配置
される少なくとも４つの並進加速度変換器と、 上記並進加速度変換器を取付ける手段と、 から成る装置。 (29) スピン動作する物体のスピン速度を測定す
る手段をさらに含む上記（28）記載の装置。 (30) スピン動作する物体の慣性測定をする装置
であり、 スピン動作する物体のスピン軸に対して予定位
置に取付けられ且つそのスピン動作する物体の
スピン軸に対して変換器のセンス軸の予定の設
定方向を有する少なくとも１つの変換器と、 から成る装置。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の説明において使用される座標
の規約を例示し、第２図は補助的な座標フレーム
における運動の説明を例示し、第３Ａ図〜第３Ｃ
図は、並進加速度変換器の校正のための装置、第
４Ａ図〜第４Ｃ図は、相互に直角な２つの軸の周
わりの角速度を測定する装置のそれぞれ平面図、
上面図および側面図であり、第５Ａ図〜第５Ｃ図
は、並進加速度および角加速度を別々に測定する
ための装置のそれぞれ平面図、上面図および側面
図であり、第６図は並進加速度、角加速度および
角速度を別別に測定するための装置の断面図を示
し、第７図は並進加速度変換器が、ピツチおよび
ヨーにおける角速度（angular rate）測定のため
にスピンする発射体において使用される本発明の
実施例を示す。 符号説明、１０……フエース・プレート、１２
……スピン・モータ、１４……回転軸、１６……
変換器、１８……ターンテーブル、２０……ヨー
モータ、２２……ケース、２４……スピン・モー
タ、２６……フエース・プレート、２８……変換
器、３０……ケース、３２………スピン・モー
タ、３４……延長軸、３６……変換器、３８……
変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの支持体、 この支持体を回転させる少なくとも１つの手
   段、および この回転手段の少なくとも１つの回転軸から所
   定の距離を置いた点において前記支持体上に固定
   的に取り付けられた少なくとも１つの並進加速度
   変換器が設けられており、 この並進加速度変換器は、前記回転手段の回転
   軸に対して平行ではあるが一致しない変換器セン
   ス軸を有し、 前記の点における並進加速度、角速度および角
   加速度を測定することを特徴とする、慣性を測定
   する装置。 ２ 第１の支持体、 第１の軸のまわりで前記支持体を一定角速度
   r′で回転させる第１の手段、 第２の支持体、 第１の軸に直交する第２の軸のまわりで第２の
   支持体を一定角速度ｐで回転させる第２の手段、
   および 第２の軸から距離ｚだけ離れ、第２の軸に対し
   て平行ではあるが一致しない軸上の点に取り付け
   た並進加速度変換器が設けられており、 この並進加速度変換器は、並進加速度ａを表す
   信号を出力し、この信号は、第１と第２の回転手
   段をそれぞれr′とｐで回転させた際に2pr′zの振
   幅とｐ／２πの周波数を有する正弦波であり、か
   つ 第２の回転手段を第１の支持体に取り付ける手
   段が設けられており、 直交する２つの軸のまわりで同時に回転させる
   ことにより、１つの点で並進加速度を測定するこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ３ 直交する２つの方向に対して直交する１つの
   回転軸を有する１つの支持体、 前記回転軸から一定の距離を置いた点において
   前記支持体に固定的に取り付けられかつこの点に
   おける加速度を測定する並進加速度変換器、およ
   び 前記回転軸のまわりで前記変換器を回転させる
   手段が設けられており、 前記変換器の出力信号は、前記２つの方向のま
   わりの角速度の近似的な測定値をなし、 ２つの方向のまわりの角速度を測定することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 直交する２つの方向に対して直交する１つの
   軸の回りで回転させる手段、および 前記軸上の２つの点に固定的に取り付けられた
   少なくとも２つの並進加速度変換器の配列が設け
   られており、 これら変換器のセンス軸は、前記軸に直交して
   おり、これらの点における加速度を測定し、また 前記回転手段に前記変換器の配列を連結する手
   段が設けられており、 直交する２つの方向の並進加速度とこれら方向
   のまわりの角加速度を測定することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 支持体、 直交する２つの方向に対して直交する１つの軸
   のまわりで前記支持体を回転させる手段、および 前記軸に対して次のような関係に配置された少
   なくとも３つの並進加速度変換器が設けられてお
   り、 前記変換器のうち１つは、前記軸に対してセン
   ス軸を平行にして、前記軸から所定の距離を置い
   た点において前記支持体に固定的に取り付けられ
   ており、この点における加速度を測定し、 別の２つの変換器は、前記軸に対してセンス軸
   を直交させて、この軸上に配置されており、 ２つの方向に関して角速度、角加速度および並
   進加速度を測定することを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項記載の装置。