JPS63158409A - 時間差測定によるレート・ジャイロ - 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】 （Ａ）産業上の利用分野 この発明は物体の動的回転変化を角速度の現象で捉える
ための装置に関するものである。

（Ｂ）従来の技術 従来のレート・ジャイロは高速回転体の摂動を利用し、
その大きさより角速度を算出していた。

この場合、微少な角速度（例えば１時間で１回転）では
、その摂動は小さくてジャイロ支持部の軸摩擦等により
消去され、計測できなかった。

＜Ｃ＞発明が解決しようとする間組点 従来のレート・ジャイロが計測不可能な微少な角速度を
、従来の方法とまったく異なる方法で精度良く計測する
ものである。

（Ｄ）問題を解決するための手段 この装置の機構を説明する。（図−１９照）（イ）駆動
装置（モーター等）を基盤に取り付けａプレートは直接
、ｂプレートは反転駆動される。

（ロ）各プレートは同数同間隔のスリットをもつくここ
では各１ｌ１８Ｉの例を示す） （ハ）ａ、ｂプレートに各々対応するパルス発生装置（
ＬＥＤ−４ＦＴ）を基盤に収り付ける（二）このパルス
発生装置はクリスタルを利用した時間計測装置と一緒に
信号を送りプレートの回転に要する時間を計時する。

（ホ）時間計測と計測結果の演算はマイクロ・コンピュ
ーターで行う。

（Ｅ）測定原理　（図−２参照） 説明上ここでは、駆動動力をモーターで、プレートのス
リットは各１個とする。またパルス発生装置の取付位置
を基線位置と呼ぶことにする。

更にローターの角速度をω、１回転の角度量をθとおく
。

（イ）基盤が（λ）蓋回転すると、その方向にモーター
の界磁も回転する。

（ロ）ローターは界磁に追随するから、図−２の場合そ
の量（λ）だけローターとａプレートは加速される。

（ハ）ｂプレートはローターにより反転駆動されている
から、逆回転方向にその景（λ）だけ加速される。

（ニ）この時の各プレートの角速度は（ω＋λ）である
。

（ホ）一方、基線位置は基盤と同じ方向に回転移動して
いるからａプレートからみると、その１回転の角度量は
（θ＋λ）となる。

（へ）逆回転のｂプレートからみると、その１回転の角
度量は（θ−λ）となる。

（ト）この時ａプレートの１回転に要する時間ｔ、＝（
θ＋λ）／（ω＋λ）である。

（チ）同じくｂプレートの１回転に要する時間ｔ、＝（
θ−λ）／（ω＋λ）である （す）従って基盤が（λ）だけ回転した時の両プレート
の１回転に要する時間に差が生ずる。

（ヌ）この時の時間差Δｔを求めると一一一・−一−−
−−Δｊ＝ｊ、−ｊ、＝−２λ／（ω＋λ）（−はλの
回転方向が反時計方向を示す）（ル）以上の計測を連続
して行う時、ローターの回転は常に正確に一定速度を保
持しなければならない、しかしこのことは困難なため次
に述べる補正方法を用いる。

（ヲ）（ト）のｔ、は基盤が回転しても１回転に要する
時間は変化しないことを示している。

従ってこのし、を基準時間と呼ぶ。

（ワ）ローターの回転変化を（−δω）とするとｔａ’
　＝　（θ＋λ）／（ω−δω＋λ）（力）このｔ、ｌ
と基準時間との比をεとするとε＝ｔ、／ｌ、’を補正
値と呼ぶ。

（ヨ）ローターの回転変化が（−δω）の時雨プレート
の時間差をΔｔ°とすれば−−□−Δｔ’　＝−２λ／
（ω−δω＋λ） （り）ここでローターの回転変化がないときの真の時間
差をΔＴとすると　−−−−−−−−−−−−−−−−
−ΔＴ＝ε・Δｔ゛で表すことができる。

（し）以上の一連の作業を図−３に示す。

（Ｆ）本発明の具体例 （イ）本発明の目標である計測感度を１時間当り１回転
の角速度に設定した。

（ロ）計測間隔を０．１秒にした時上記角速度λはλ＝
０．０１１１０．１秒になる。

（ハ）両プレートのスリットを製作誤差のない１個にし
、０．１秒間に１回転するようにモーターの回転をｒ　
ｐ　ｍ６００に設定した。

（ニ）モーターの非定速率をｒｐｍの２〜５％に仮定し
た。

（ホ）上記条件よりω＝３６０°１０．ｌ“θ＝３６０
°１０．１”　　　ｔ、＝０．１’″δω＝７．２〜１
８．０°１０．１”λ＝０．０１”　１０．１　”（へ
）結果を次表に示す。

（ト）上記の通りモーターの定速性が悪くてもその補正
により完全な計測ができる。

（チ）つまりＡＴ＝５．５５μｓがλ＝０．０１度１０
．１秒に対応して検出される。

（す）計測結果は図−３に示すように、その時点の角速
度として、また加積して変化量の角度としても出力され
る。

（Ｇ）発明の効果 本発明のレート・ジャイロは機構上の誤差が補正により
消去できるため、これの計測精度は時間計測の精度に左
右される。

現在の時間計測の技術能力からして上記具体例の１００
倍近くまで感度は上げられる。従って航空機を初めとし
て姿勢制御等のセンサーとして利用価値が高まると確信
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の斜視図と全体ブロック図。 第２図は原理説明図 第３図は計測のフローチャート 特許出願人　　永　　１）　議　　部 手続有１１正書（方式） １、事件の表示　　昭和６１年特許第３０７４８９号２
、発明の名称 ｌ；　Ｅｍ　Ｍ　ｍ　ｂによ°るレート・ジャイロ４、
補正命令の日付（発送日）　昭和６２年３月３１日５、
ｈ１正の対象　願書、明細書、図面６、補正の内容 願書及び明細書の発明の名称の項ｒ時間差測定による角
速度計（レート・ジャイロ）」を１時間差測定によるレ
ート・ジャイロ」と訂正 町；７　　、、／片・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同調した複数の回転体（正転及び逆転）の回転に要する
   時間を測定しその時間差より、回転体支持基盤部の角速
   度を測定する角速度計（レート・ジャイロ）。