JPS63252220A - 角速度センサ - Google Patents
角速度センサInfo
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- JPS63252220A JPS63252220A JP62086468A JP8646887A JPS63252220A JP S63252220 A JPS63252220 A JP S63252220A JP 62086468 A JP62086468 A JP 62086468A JP 8646887 A JP8646887 A JP 8646887A JP S63252220 A JPS63252220 A JP S63252220A
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 44
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 229910020630 Co Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002440 Co–Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
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- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
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
本発明は検出精度を向上させた圧電振動型の角速度セン
サに関する。 ｒ従来技術】 従来の圧電振動型の角速度センサは第４図に示すように
構成されている。即ち、ベース１０の上に金属端子３５
が配設されており、その金属端子３５の上面３５ａに一
対の励振板３３ａと３３ｂとが接合されており、その励
振板３３ａと３３ｂに対し、それぞれ直角を成して角速
度の測定軸Ａ方向に検出板３１ａと３１ｂとが連設され
ている。 励振板３３ａと３３ｂはその表面に接着された励振用圧
電素子３４ａと３４ｂで表面に垂直なα方向に励振され
る。そして、入方向の角速度がセンサに加えられると励
振方向（α方向）と角速度方向（入方向）の両者に垂直
なβ方向にコリオリの力が生起し、この力により検出板
３１ａと３１ｂは励振される。そして、検出板３１ａと
３１ｂの表面に垂直なβ方向の振動成分がその表面に接
着された検出用圧電素子３２ａと３２ｂで検出され、そ
の振幅の大きさから角速度の大きさが測定される。
サに関する。 ｒ従来技術】 従来の圧電振動型の角速度センサは第４図に示すように
構成されている。即ち、ベース１０の上に金属端子３５
が配設されており、その金属端子３５の上面３５ａに一
対の励振板３３ａと３３ｂとが接合されており、その励
振板３３ａと３３ｂに対し、それぞれ直角を成して角速
度の測定軸Ａ方向に検出板３１ａと３１ｂとが連設され
ている。 励振板３３ａと３３ｂはその表面に接着された励振用圧
電素子３４ａと３４ｂで表面に垂直なα方向に励振され
る。そして、入方向の角速度がセンサに加えられると励
振方向（α方向）と角速度方向（入方向）の両者に垂直
なβ方向にコリオリの力が生起し、この力により検出板
３１ａと３１ｂは励振される。そして、検出板３１ａと
３１ｂの表面に垂直なβ方向の振動成分がその表面に接
着された検出用圧電素子３２ａと３２ｂで検出され、そ
の振幅の大きさから角速度の大きさが測定される。
ところが、従来の圧電振動型の角速度センサは上述のよ
うに、振動の固定端側を励振板として励振させているの
で、励振板３４ａ、３４ｂと検出板３１ａ、３１ｂとの
直交性が悪いと、検出板３１ａ、３１ｂに垂直な方向の
振動成分が検出板３１ａ、３１ｂに生起し易くなり、こ
の成分が検出信号のオフセットとなる。また、圧電素子
の圧力・電気変換特性に温度依存性があるため、オフセ
ットには温度依存性が存在する。励振板と検出板を実際
、正確に直交させることは困難であり、上記理由のため
温度不安性や測定精度が良くないという間頴がある。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、圧電型角速度センサ
のオフセットを抑制し検出精度を向上させることである
。
うに、振動の固定端側を励振板として励振させているの
で、励振板３４ａ、３４ｂと検出板３１ａ、３１ｂとの
直交性が悪いと、検出板３１ａ、３１ｂに垂直な方向の
振動成分が検出板３１ａ、３１ｂに生起し易くなり、こ
の成分が検出信号のオフセットとなる。また、圧電素子
の圧力・電気変換特性に温度依存性があるため、オフセ
ットには温度依存性が存在する。励振板と検出板を実際
、正確に直交させることは困難であり、上記理由のため
温度不安性や測定精度が良くないという間頴がある。 本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、圧電型角速度センサ
のオフセットを抑制し検出精度を向上させることである
。
上記問題点を解決するための発明の構成は、検出板の一
端を固定する基台と、基台に垂直に固設された板状の検
出板と、その検出板の表面に接合され、検出板の平面に
垂直な方向の振動を検出する検出用圧電素子と、基台に
垂直な方向に前記検出板に連設され、検出板の平面と垂
直な平面を有する励振板と、励振板の表面に接合され、
励振板をその平面に垂直な方向に振動させる励振用圧電
素子とから成ることを特徴とする。
端を固定する基台と、基台に垂直に固設された板状の検
出板と、その検出板の表面に接合され、検出板の平面に
垂直な方向の振動を検出する検出用圧電素子と、基台に
垂直な方向に前記検出板に連設され、検出板の平面と垂
直な平面を有する励振板と、励振板の表面に接合され、
励振板をその平面に垂直な方向に振動させる励振用圧電
素子とから成ることを特徴とする。
基台に接続される振動の固定端の側の板を検出板とし、
自由端側を励振板としているので、検出板に垂直な励振
成分が小さく抑制されるためオフセットは小さく抑制さ
れる。
自由端側を励振板としているので、検出板に垂直な励振
成分が小さく抑制されるためオフセットは小さく抑制さ
れる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第１図において、１０は角速度検出センサＳを載置する
ベース板であり、そのベース板１０上に基台５が固設さ
れている。基台５にはその固定面５ａに垂直に、対称配
置された一対の検出板１ａ。 １ｂが基台５と一体的に連設されている。そして、検出
板１ａ、ｌｂには、基台５の固定面５ａに垂直、且つ検
出板１ａ、ｌｂの平面と垂直な平面を有する励振板３ａ
、３ｂが連設されている。これらの基台５、検出板１ａ
と励振板３ａ及び検出板１ｂと励振板３ｂとは、一体的
に形成されたＰｅ−Ｃｏ−Ｎ ｉ合金等から成る金属板
であり、検出板１ａ、１ｂは厚さ１．Ｏｍｍ、励振板３
ａ、３ｂは厚さ０．５ｍｍに形成されている。そして、
検出板１ａと１ｂの表面ｊこは検出用圧電素子２ａと２
ｂがそれぞれ接着されており、励振板３ａと３ｂの表面
には励振用圧電素子４ａと４ｂとがそれぞれ接着されて
いる。こられの圧電素子は厚さ０．２ｍｍのＰＺＴセラ
ミックスで形成されている。励振用圧電素子４ａと４ｂ
は、交流電圧が印加された時に、励振板３ａと３ｂがそ
の平面に垂直なα方向に位相差πで対称振動するように
、分極の方向が設定されている。また、励振板３ａと３
ｂの先端には共振周波数調節用の厚さ２．３１１ＩＩ１
１の重り６ａと６ｂが連設されている。 この構成の角速度センサＳの励振用圧電素子４ａと４ｂ
に交流電圧を印加すると、励振板３ａと３ｂは±α方向
に対称振動する。この振動状態にふいて、基台５の固定
面５ａに垂直な測定軸への回りに角速度が付与されると
コリオリの力Ｆが±β方向に生起する。コリオリの力Ｆ
はＦ＝２ｍＶＸΩ（ｍ：質量、Ｖ：速度、Ω：角速度）
で、質量に比例するので励振板３ ａ ｓ ３ ｂの先
端に重り６ａ、６ｂを設けることにより感度を向上させ
ている。コリオリの力Ｆが±β方向に作用すると、励振
板３ａ及び検出板１ａと、励振板３ｂ及び検出板１ｂと
は、それぞれ、α方向に垂直なβ方向に位相差πで振動
することになる。そして、その振動はβ方向の振動を検
出する検出板１ａと１ｂの表面に設けられた検出用圧電
素子２ａと２ｂとで電圧信号に変換されて検出される。 上記構成の角速度センサでは、検出板１ａと１ｂの一端
は基台５の固定面５ａに固設されており、上部の±α方
向に大きく振動し得る位置に励振板３ａと３ｂとが配設
されているので、検出板１ａと１ｂにはα方向の振動が
大きく発生しない。このため、検出板１ａと励振板３．
ａ又は検出板１ｂと励振板３ｂとが完全に直交していな
いことにより生じる検出板１ａ又は検出板１ｂの振動の
β方向成分は小さくなり、オフセットを小さく抑えるこ
とができる。また、励振板３ａ、検出板１ａ又は励振板
３ｂ、検出板１ｂの圧力・電気変換特性の温度依存性に
よるオフセットの温度依存性、即ち温度ドリフトが著し
く低減される。 上記実施例では、励振板３ａと検出板１ａ又は励振板３
ｂと検出板１ｂとの間に基台５の固定面５ａに平行な接
続板７ａ又は７ｂが形成され、励振板３ａと検出板１ａ
又は励振板３ｂと検出板１ｂとは一体成型されているが
、第２図に示すように、検出板１１ａ、Ｉｌｂと励振板
１３ａ、１３ｂの接合端に切込みを入れ、両者を直交さ
せて溶接又ははんだ付けにより製作してもよい。また、
基台１５は、検出板１１ａと検出板１１ｂとを同一面で
板状に一体成形されたものでもよい。 また、第３図に示すように、金属板を直角に折り曲げ加
工して、検出板２１ａ、２１ｂ及び励振板２３ａ、２３
ｂを形成してもよい。
ベース板であり、そのベース板１０上に基台５が固設さ
れている。基台５にはその固定面５ａに垂直に、対称配
置された一対の検出板１ａ。 １ｂが基台５と一体的に連設されている。そして、検出
板１ａ、ｌｂには、基台５の固定面５ａに垂直、且つ検
出板１ａ、ｌｂの平面と垂直な平面を有する励振板３ａ
、３ｂが連設されている。これらの基台５、検出板１ａ
と励振板３ａ及び検出板１ｂと励振板３ｂとは、一体的
に形成されたＰｅ−Ｃｏ−Ｎ ｉ合金等から成る金属板
であり、検出板１ａ、１ｂは厚さ１．Ｏｍｍ、励振板３
ａ、３ｂは厚さ０．５ｍｍに形成されている。そして、
検出板１ａと１ｂの表面ｊこは検出用圧電素子２ａと２
ｂがそれぞれ接着されており、励振板３ａと３ｂの表面
には励振用圧電素子４ａと４ｂとがそれぞれ接着されて
いる。こられの圧電素子は厚さ０．２ｍｍのＰＺＴセラ
ミックスで形成されている。励振用圧電素子４ａと４ｂ
は、交流電圧が印加された時に、励振板３ａと３ｂがそ
の平面に垂直なα方向に位相差πで対称振動するように
、分極の方向が設定されている。また、励振板３ａと３
ｂの先端には共振周波数調節用の厚さ２．３１１ＩＩ１
１の重り６ａと６ｂが連設されている。 この構成の角速度センサＳの励振用圧電素子４ａと４ｂ
に交流電圧を印加すると、励振板３ａと３ｂは±α方向
に対称振動する。この振動状態にふいて、基台５の固定
面５ａに垂直な測定軸への回りに角速度が付与されると
コリオリの力Ｆが±β方向に生起する。コリオリの力Ｆ
はＦ＝２ｍＶＸΩ（ｍ：質量、Ｖ：速度、Ω：角速度）
で、質量に比例するので励振板３ ａ ｓ ３ ｂの先
端に重り６ａ、６ｂを設けることにより感度を向上させ
ている。コリオリの力Ｆが±β方向に作用すると、励振
板３ａ及び検出板１ａと、励振板３ｂ及び検出板１ｂと
は、それぞれ、α方向に垂直なβ方向に位相差πで振動
することになる。そして、その振動はβ方向の振動を検
出する検出板１ａと１ｂの表面に設けられた検出用圧電
素子２ａと２ｂとで電圧信号に変換されて検出される。 上記構成の角速度センサでは、検出板１ａと１ｂの一端
は基台５の固定面５ａに固設されており、上部の±α方
向に大きく振動し得る位置に励振板３ａと３ｂとが配設
されているので、検出板１ａと１ｂにはα方向の振動が
大きく発生しない。このため、検出板１ａと励振板３．
ａ又は検出板１ｂと励振板３ｂとが完全に直交していな
いことにより生じる検出板１ａ又は検出板１ｂの振動の
β方向成分は小さくなり、オフセットを小さく抑えるこ
とができる。また、励振板３ａ、検出板１ａ又は励振板
３ｂ、検出板１ｂの圧力・電気変換特性の温度依存性に
よるオフセットの温度依存性、即ち温度ドリフトが著し
く低減される。 上記実施例では、励振板３ａと検出板１ａ又は励振板３
ｂと検出板１ｂとの間に基台５の固定面５ａに平行な接
続板７ａ又は７ｂが形成され、励振板３ａと検出板１ａ
又は励振板３ｂと検出板１ｂとは一体成型されているが
、第２図に示すように、検出板１１ａ、Ｉｌｂと励振板
１３ａ、１３ｂの接合端に切込みを入れ、両者を直交さ
せて溶接又ははんだ付けにより製作してもよい。また、
基台１５は、検出板１１ａと検出板１１ｂとを同一面で
板状に一体成形されたものでもよい。 また、第３図に示すように、金属板を直角に折り曲げ加
工して、検出板２１ａ、２１ｂ及び励振板２３ａ、２３
ｂを形成してもよい。
本発明の角速度センサは、検出板を振動の固定端側に配
設しているで、励振板によって検出板に励振される振動
が小さく抑制されるため、検出板に垂直な振動成分も小
さくなり、オフセットが小さく抑制される。このため、
温度ドリフトも小さくなり検出精度が向上する。
設しているで、励振板によって検出板に励振される振動
が小さく抑制されるため、検出板に垂直な振動成分も小
さくなり、オフセットが小さく抑制される。このため、
温度ドリフトも小さくなり検出精度が向上する。
第１図は本発明の具体的な一実施例にかかる角速度セン
サの構成を示した斜視図。第２図、第３図は角速度セン
サの他の変形例を示した斜視図。 第４図は従来の角速度センサの構成を示した斜視図であ
る。 １０・・べ−ｘ ｌａ、ｌｂ、ｌｌａ、ｌｌｂ。 ２１ ａ、 ２ ｌ ｂ、 ３１ ａ、 ３ ｌ ｂ
検出板 ３ ａ ％３ｂ、１３ａ、１３ｂ、２３ａ、
２３ｂ１３３ａ。 ３３ ｂ −励振板 ５．１５゛基台 ２ａ、２ｂ。 １２ ａ ｓ １２ ｂ ｓ ２２ ａ １２２ ｂ
１３２ ａ ％ ３２ｂ−検出用圧電素子 ４ａ、４ｂ
、１４ａ％ １４ｂ ｓ ２４ ａ ％ ２４ ｂ ｓ
３４ ａ １３４ ｂ−励振用圧電素子 特許出願人 日本電装株式会社 代理 人 弁理士 藤谷 修
サの構成を示した斜視図。第２図、第３図は角速度セン
サの他の変形例を示した斜視図。 第４図は従来の角速度センサの構成を示した斜視図であ
る。 １０・・べ−ｘ ｌａ、ｌｂ、ｌｌａ、ｌｌｂ。 ２１ ａ、 ２ ｌ ｂ、 ３１ ａ、 ３ ｌ ｂ
検出板 ３ ａ ％３ｂ、１３ａ、１３ｂ、２３ａ、
２３ｂ１３３ａ。 ３３ ｂ −励振板 ５．１５゛基台 ２ａ、２ｂ。 １２ ａ ｓ １２ ｂ ｓ ２２ ａ １２２ ｂ
１３２ ａ ％ ３２ｂ−検出用圧電素子 ４ａ、４ｂ
、１４ａ％ １４ｂ ｓ ２４ ａ ％ ２４ ｂ ｓ
３４ ａ １３４ ｂ−励振用圧電素子 特許出願人 日本電装株式会社 代理 人 弁理士 藤谷 修
Claims (2)
- （１）検出板の一端を固定する基台と、 前記基台に垂直に固設された板状の検出板と、その検出
板の表面に接合され、検出板の平面に垂直な方向の振動
を検出する検出用圧電素子と、前記基台に垂直な方向に
前記検出板に連設され、前記検出板の平面と垂直な平面
を有する励振板と、前記励振板の表面に接合され、励振
板をその平面に垂直な方向に振動させる励振用圧電素子
とから成る角速度センサ。 - （２）前記検出板と前記励振板は１対対称に設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の角速
度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086468A JPS63252220A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086468A JPS63252220A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 角速度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63252220A true JPS63252220A (ja) | 1988-10-19 |
Family
ID=13887789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086468A Pending JPS63252220A (ja) | 1987-04-08 | 1987-04-08 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63252220A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03125915A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-29 | Nippondenso Co Ltd | 角速度センサ |
| DE19609114B4 (de) * | 1995-03-08 | 2005-03-24 | Denso Corp., Kariya | Winkelgeschwindigkeitssensor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232315B2 (ja) * | 1981-06-08 | 1987-07-14 | Takenaka Komuten Kk |
-
1987
- 1987-04-08 JP JP62086468A patent/JPS63252220A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6232315B2 (ja) * | 1981-06-08 | 1987-07-14 | Takenaka Komuten Kk |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03125915A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-29 | Nippondenso Co Ltd | 角速度センサ |
| DE19609114B4 (de) * | 1995-03-08 | 2005-03-24 | Denso Corp., Kariya | Winkelgeschwindigkeitssensor |
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