NO339469B1 - Fremgangsmåte og anordning ved coriolisgyroskop - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for kvadraturbiaskompensering i et coriolisgyroskop, og et coriolisgyroskop som er egnet for dette formålet.

Coriolisgyroskop (også vist til som vibrasjonsgyroskop), blir mer og mer brukt for navigasjonsformål; de har et massesystem som fås til å oscillere. Hvert massesystem har generelt et stort antall oscilleringsmoduser, som er initialt uavhengig av hverandre. For å drive et coriolisgyroskop blir en spesifikk oscilleringsmodus for massesystemet kunstig utøvd, og dette henvises til i den etterfølgende tekst som "eksiteringsoscillering". Når coriolisgyroskopet blir rotert, forekommer corioliskrefter, som tar ut energi fra eksiteringsoscilleringen for massesystemet, og dermed overfører en ytterligere oscilleringsmodus for massesystemet, som henvises til i den etterfølgende teksten som den "målte oscilleringen". For å kunne bestemme rotasjoner i coriolisgyroskopet blir den målte oscilleringen avlyttet og et tilhørende målt signal blir undersøkt for å bestemme om endringer har funnet sted i amplituden for den målte oscilleringen, som representerer et mål for rotasjonen på coriolisgyroskopet. Coriolisgyroskop kan være i formen både et åpen-sløyfe system og et lukket-sløyfe system. I et lukket-sløyfe system blir amplituden for den målte oscilleringen kontinuerlig tilbakestilt til en fast verdi - fortrinnsvis null, via respektive reguleringsløkker, og tilbakestillingskreftene blir målt.

Massesystemet i coriolisgyroskopet (som også henvises til i den etterfølgende teksten som "resonator") kan i dette tilfellet være konstruert på mange ulike måter. For eksempel er det mulig å anvende et integral massesystem. Alternativt er det mulig å splitte massesystemet inn i to oscillatorer, som er koblet til hverandre via et fjærsystem og kan utføre relative bevegelser med hensyn til hverandre. Høy målholdighet kan oppnås mer bestemt med lineære dobbel-oscillatorsystem, hvor fjærsystemet som kobler de to lineære oscillatorene til hverandre er generelt sett konstruert på en slik måte at de to lineære oscillatorene kan fås til å oscillere langs en første oscillasjonsakse, i hvilket tilfelle den andre oscillatoren i tillegg kan utføre oscillasjoner langs en andre oscillasjonsakse som er vinkelrett på den første oscillasjonsaksen. Bevegelsene på den andre oscillatoren langs den andre oscillasjonsaksen kan i dette tilfellet ses på som en målt oscillasjon, og bevegelsene på de første og den andre oscillatoren langs den første oscillasjonsaksen kan ses på som en eksitasjonsoscillasjon.

Linære dobbel-oscillatorsystem har ulempen at oscillasjonen for de to lineære oscillatorene langs den første oscillasjonsaksen kan forårsake vibrasjoner eller refleksjoner i gyrorammen. I dette tilfellet skal "gyroramme" forstås som å være en mekanisk, ikke-oscillerende struktur hvor oscillatorene er "innebygd", for eksempel en ikke-oscillerende del av en silikonskive. Vibrasjonene eller refleksjonene i gyrorammen kan etter tur føre til forstyrrelser (foreksempel dempningseffekt) i oscillatorbevegelsene. For eksempel kan oscillasjonene for den første og den andre lineære oscillatoren langs den første oscillasjonsaksen derfor bli forstyrret av eksterne vibrasjoner og akselerasjoner som utøves langs den første oscillasjonsaksen. Analogt til dette kan eksterne vibrasjoner og akselerasjoner som utøves i retningen for den andre oscillasjonsaksen forstyrre oscillasjonene for den andre oscillatoren langs denne oscillasjonsaksen som - på samme måte som alle andre forstyrrelsespåvirkninger nevnt - fører til korrupsjon av den målte rotasjonshastigheten.

Fra WO 02/16871A1 er det kjent en avviksrate sensor som har en primær oscillator, en prøvemasse og en sekundær oscillator,karakterisert vedat den primære oscillatoren er opphengt slik at den bare kan utføre den primære vibrasjonen. Tilsvarende er den sekundære oscillatoren opphengt slik at den bare kan utføre den sekundære svingning. Videre er et coriolisgyroskop beskrevet som har en første og en andre resonator, idet hver er koblet til et system som omfatter en første lineær oscillator, den primære oscillatoren og en andre lineær oscillator, coriolissvingeren. De to resonatorene er hver satt i oscillasjon og er koblet sammen mekanisk ved hjelp av en primærkoblingsinnretning slik at de er i mottakt langs en felles svingeakse. En slik sensor blir bruk til å måle rotasjonshastigheten, rotasjonshastigheten kan bestemmes ved hjelp av avlesing og evaluering av utslag av den andre lineære oscillatoren som følger: De to resonatorene er forskjøvet i innbyrdes motfase-vibrasjon langs en felles svingeakse, ved å sammenligne utslag av den andre oscillatoren bestemmes det en mottaktsutslagsandel, som er et mål på den målte awiksraten og den målte awiksraten blir beregnet ut fra mottaktsutslagsandelen.

Formålet som oppfinnelsen er basert på er å spesifisere et coriolisgyroskop, som ved hjelp hvilken som helst forstyrrelse av den målte oscillasjonen, dvs. av oscillasjonen for den andre oscillatoren i den andre oscillasjonsaksens retning, som et resultat av forstyrrelsespåvirkningene nevnt ovenfor, kan unngås i stor grad.

For å oppnå dette formålet tilveiebringer oppfinnelsen et coriolisgyroskop som beskrevet i patentkrav 1. Videre tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for måling av akselerasjons-/rotasjonshastigheter ved å anvende et rotasjonshastighets-coriolisgyroskop som beskrevet i patentkrav 3. Fordelaktige forbedringer og utviklinger av oppfinnelsens ide kan gjenfinnes i de avhengige krav.

Coriolisgyroskopet ifølge oppfinnelsen har en første og en andre resonator, som hver er i form av et koblet system som omfatter en første og en andre lineær oscillator, hvor den første resonatoren er mekanisk/elektrostatisk forbundet/koblet til den andre resonatoren slik at de to resonatorene kan fås til å oscillere i antifase med hensyn til hverandre langs en felles oscillasjonsakse.

Følgelig har coriolisgyroskopet ifølge oppfinnelsen et massesystem som omfatter to dobbel-oscillator-systemer (dvs. to resonatorer) eller fire lineære oscillatorer. Antifase-oscillasjonene for de to resonatorene med hensyn til hverandre i dette tilfellet resulterer i at massesystemets gravitasjonssenter forblir stasjonært dersom de to resonatorene blir konstruert som det passer seg. Dette resulterer i at oscillasjonen for massesystemet ikke er i stand til å produsere eksterne vibrasjoner som i tur og orden vil resultere i forstyrrelser i form av dempning/refleksjoner. Videre har eksterne vibrasjoner og akselerasjoner i retningen av den felles oscillasjonsaksen ingen påvirkning på antifasebevegelsen for de to resonatorene langs den felles oscillasjonsaksen.

Den første resonatoren kan kobles til den andre resonatoren, for eksempel via et fjærsystem som tilkobler den første resonatoren til den andre resonatoren. En ytterligere mulighet er å koble den første resonatoren til den andre resonatoren via et elektrostatisk felt. Begge koblingstyper kan anvendes alene eller sammen. Det er for eksempel tilstrekkelig for begge resonatorene å bli formet i et felles substrat slik at den mekaniske koblingen blir erstattet med en mekanisk tilkobling, som i seg selv blir tilveiebrakt av det felles substratet.

Konfigurasjonene for den første og den andre resonatoren er fortrinnsvis identisk når det gjelder masse og utforming. I dette tilfellet kan de to resonatorene anordnes aksialt symmetrisk med hensyn til hverandre med hensyn til en symmetriakse som er vinkelrett på den felles oscillasjonsaksen, dvs. at den første resonatoren er tilordnet av symmetriaksen på den andre resonatoren. Imidlertid er ikke oppfinnelsen begrenset til dette og det er tilstrekkelig at de to resonatorene har den samme massen, men er konstruert med ulike utforminger.

Som allerede nevnt er de koblete resonatorene konstruert på en slik måte at begge de lineære oscillatorene for en resonator kan fås til å oscillere i antifase langs en første oscillasjonsakse (eksitasjonsoscillasjon), og den andre lineære oscillatoren kan i tillegg fås til å oscillere langs en andre oscillasjonsakse (målt oscillasjon). Dersom den første og den andre oscillasjonsaksen er vinkelrette på hverandre og begge resonatorene fås til å oscillere i antifase med hensyn til hverandre langs den første oscillasjonsaksen (felles oscillasjonsakse) så blir de andre oscillatorene avbøyd i den motsatte retningen under rotasjon av coriolisgyroskopet (antifase-avvik), mens i motsetning, under akselerasjon av coriolisgyroskopet så blir de andre lineære oscillatorene avbøyd i den samme retningen (avvik i fase). Det er derfor mulig å selektivt måle akselerasjoner eller rotasjoner. Akselerasjonen blir målt ved evaluering av en oscillasjon i fase, og rotasjonshastigheten blir målt ved evaluering av en antifase-oscillasjon. I den følgende beskrivelsen vil uttrykkene "i-fase" og "antifase" ha de følgende betydninger: dersom koordinatene i eksitasjonsretningen blir betegnet x og de i den målte retningen blir betegnet y, så xi=X2, yi=y2for i-fase oscillasjon og xi=-x2, yi=-y2for oscillasjon i antifase (i dette tilfellet betegner indeks "1" den første oscillatoren, og indeks " 2" den andre oscillatoren).

Av denne grunn tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for selektiv eller samtidig måling av rotasjonshastigheter og akselerasjoner. Denne fremgangsmåten anvender en rotasjonshastighets coriolisgyroskop som har en første og en andre resonator som hver er i form av et koblet system som omfatter en første og en andre lineær oscillator, og hvor rotasjonshastighetene som skal bestemmes blir bestemt ved å avlytte og evaluere avvikene forde andre oscillatorene. Fremgangsmåten har de følgende trinn: - de to resonatorene fås til å utføre oscillasjoner i antifase med hverandre langs en felles oscillasjonsakse, - avvikene for de andre oscillatorene blir sammenlignet med hverandre for å bestemme en antifase avvikskomponent, som er et mål på rotasjonshastigheten som skal måles og/eller for å bestemme en felles avvikskomponent i fase, som er et mål på akselerasjonen som skal måles, og - beregning av rotasjonshastigheten/akselerasjonen som skal måles fra awikskomponenten i fase/antifase awikskomponenten.

Den felles i-fase awikskomponenten blir fordelaktig bestemt som følger: en første kvadraturbias som forekommer innen den første resonatoren og en andre kvadraturbias som forekommer innen den andre resonatoren blir bestemt. Den første og den andre kvadraturbiasen blir deretter lagt til og subtrahert for å bestemme en felles kvadraturbiaskomponent (komponent i fase) og en differansekvadraturbias-komponent (antifasekomponent). Den felles kvadraturbiaskomponenten er proporsjonal med den felles awikskomponenten i fase. Differansekvadraturbiaskomponenten (differanse) tilsvarer antifaseawikskomponenten. Rotasjonshastigheten kan derfor måles på samme tid som akselerasjonen via differansekvadraturbiaskomponenten.

For å hjelpe å forstå akselerasjonsmålingsprinsippet som blir beskrevet ovenfor, vil de fysiske prinsippene for et coriolisgyroskop bli kort forklart igjen i den etterfølgende beskrivelsen, med henvisning til eksempelet av et lineært dobbel-oscillatorsystem.

Generelt har coriolisgyroskop en kvadraturbias, dvs. en null-feil. Kvadraturbiasen består i dette tilfellet av et antall kvadraturbiaskomponenten Én av disse kvadraturbiaskomponentene oppstår fra justeringsfeil for den første og den andre lineære oscillatoren med hensyn til hverandre, hvor disse justeringsfeilene er uunngåelige pga. produksjonstoleranser. Justeringsfeilene mellom de to oscillatorene produserer en null-feil i det målte rotasjonshastighetssignalet.

Corioliskraften kan representeres som:

F corioliskraft

m Oscillatorens masse

vsOscillatorens fart

Q Rotasjonshastighet

Dersom massen som reagerer mot corioliskraften er lik den oscillerende massen, og dersom oscillatoren blir drevet ved den naturlige frekvensen a>, så:

Oscillatorfarten er gitt ved:

hvor

vs0oscillatoramplitude

a naturlig oscillatorfrekvens

Oscillatoren og coriolisakselerasjonene er dermed gitt ved:

De to akselerasjonsvektorene er derfor spatialt rettvinklet til hverandre og er offset gjennom 90° med hensyn til hverandre i tidsfunksjonen (spatial- og tidsortogonalitet).

->

Disse to kriteriene kan anvendes for å separere oscillatorakselerasjonen as fra coriolisakselerasjonen ac. Forholdet for de ovennevnte akselerasjonsamplitudene «c og «, er:

Dersom rotasjonshastigheten er Q. = 5°/ h, og den naturlige frekvensen for oscillatoren er fs = ! 0kHz, så:

For en nøyaktighet på 57h, må uønskede koblinger for den første oscillatoren til den andre oscillatoren ikke overstige 7,7-IO1<0>, eller må være konstant ved denne verdien. Dersom massesystemet, omfattende to lineære oscillatorer, anvendes, som er koblet til hverandre via fjærelementer, så er nøyaktigheten for den spatiale ortogonaliteten begrenset på grunn avjusteringsfeilen for fjærelementene mellom oscilleringsmodusen og målingsmodusen. Den oppnåbare nøyaktigheten (begrenset av produksjonstoleranser) er 10"<3>til 10"4 Nøyaktigheten på tidsortogonaliteten er begrenset av elektronikkens fasenøyaktighet ved, for eksempel 10 kHz, som kan likeledes følge kun i det meste 10"<3>til 10"4 Dette betyr at akselerasjonsforholdet som definert ovenfor kan ikke tilfredsstilles.

Realistisk er resultantfeilen i det målte akselerasjonsforholdet ac/as:

Spatialfeilen resulterer i en såkalt kvadraturbias Bq, som sammen med tidsfasefeilen \, resulterer i en bias B:

Kvadraturbiasen resulterer derfor i en hovedrestriksjon for målenøyaktigheten. I dette tilfellet skal det bemerkes at den ovennevnte feilanalysen tar hensyn til kun den direkte koblingen for oscilleringsmodusen til målingsmodusen. Ytterligere kvadraturbias-komponenter eksisterer også og forekommer for eksempel som et resultat av koblinger med andre oscilleringsmoduser.

Dersom coriolisgyroskopet er konstruert på en slik måte at de første oscillatorene er tilkoblet ved første fjærelementer til en gyroramme på coriolisgyroskopet og de andre oscillatorene er tilkoblet ved andre fjærelementer til i hvert tilfelle én av de første oscillatorene, og deretter resulterer akselerasjonen som skal måles i en endring innbyrdes justering av de første oscillatorene med hensyn til de andre oscillatorene, og dette viser seg mer bestemt i en endring i justeringen av de andre fjærelementene. Justeringsendringen for de andre fjærelementene produserer i dette tilfellet en "kunstig" kvadraturbiaskomponent, dvs. en "feil" i kvadraturbiassignalet. Det er derfor også indirekte mulig å anvende bestemmelsen av kvadraturbiasen for å utlede akselerasjonen som skal måles, som produserer den korresponderende "kunstige" kvadraturbiaskomponenten.

Justeringene for de første og andre fjærelementene er fortrinnsvis rettvinklet på hverandre. Fjærelementene kan ha en hvilken som helst utforming.

Uttrykket "første kvadraturbias" og "andre kvadraturbias" betyr i hvert tilfelle fortrinnsvis den totale kvadraturbiasen for en resonator. Imidlertid er det også mulig i fremgangsmåten for akselerasjonsmåling ifølge oppfinnelsen å bestemme i hvert tilfelle kun én kvadraturbiaskomponent i hver resonator, som i hvilket tilfelle kvadraturbiaskomponenten må inkludere i det minste den komponenten som blir produsert av akselerasjonen som skal måles eller rotasjonen som skal måles.

Coriolisgyroskopet har fortrinnsvis en anordning for å bestemme den første rotasjonshastigheten og kvadraturbiassignaler som forekommer innen den første resonatoren, og andre rotasjonshastighet og kvadraturbiassignaler som forekommer innen den andre resonatoren. Ytterligere kan coriolisgyroskopet ha en anordning for å produsere elektrostatiske felt, som ved hjelp av justeringsvinkelen for de første fjærelementene med hensyn til gyrorammen kan varieres og/eller justeringsvinkelen for de andre fjærelementene med hensyn til de første oscillatorene kan varieres. Justeringen/styrken på de elektrostatiske feltene kan deretter bli regulert ved tilveiebringelse av egnete reguleringssløyfer, slik at den første og den andre kvadraturbiasen i hvert tilfelle er så liten som mulig. En beregningsenhet kan anvende den første og andre rotasjonshastigheten/kvadraturbiassignalene for å bestemme rotasjonshastigheten, og kan anvende en komponent i fase for de elektrostatiske feltene som kompenserer for den første og andre kvadraturbiasen for å utlede akselerasjonen som skal måles.

Kvadraturbiasen blir derfor fortrinnsvis eliminert ved sitt selve startpunkt, dvs. at mekaniske justeringsfeil for de to oscillatorene med hensyn til hverandre og endringer i den innbyrdes justeringen for de to oscillatorene som forårsakes av akselerasjonen/rotasjonen som skal måles blir kompensert for ved hjelp en elektrostatisk kraft som utøves på én eller begge oscillatorene og blir produsert av det elektrostatiske feltet. Denne typen kvadraturbiaskompensering har den fordel at begge rotasjonshastigheter og akselerasjoner kan bestemmes med økt målenøyaktighet.

I én bestemt foretrukket utførelser endrer de elektriske feltene justeringsvinklene for de første og andre fjærelementer for å foreta justeringene av de første og andre fjærelementene ortogonalt med hensyn til hverandre. Ortogonaliseringen slik som dette resulterer i kompensering for kvadraturbiasen (komponent) som produseres på denne måten. Ytterligere bidrag til kvadraturbiasen blir anvendt for å sette feil-vinkelen med hensyn til ortogonalitet slik at den totale kvadraturbiasen forsvinner. Justeringsvinklene for de andre fjærelementene med hensyn til den første oscillatoren blir fortrinnsvis variert ved hjelp av det elektrostatiske feltet, og justeringsvinklene for de første fjærelementene med hensyn til gyrorammen på coriolisgyroskopet blir ikke endret. Imidlertid er det også mulig å anvende det elektrostatiske feltet for å variere kun justeringsvinklene for de første fjærelementene eller å variere justeringsvinklene for både de første og de andre fjærelementene.

Én bestemt foretrukket utførelse av et coriolisgyroskop ifølge oppfinnelsen har:

- en ("total") resonator, som er i form av et system som omfatter to koblede første (lineære) oscillatorer ("delresonatorer") som blir eksitert i antifase og hver omfatter en andre lineær oscillator, - en anordning for å produsere minst ett elektrostatisk felt, som ved hjelp av justeringen av de to koblete første oscillatorene med hensyn til de andre (måling) oscillatorene kan varieres, - en anordning for å bestemme kvadraturbiasene for målingsoscillatorene, som blir forårsaket av justeringsfeil for de to oscillatorene med hensyn til eksitasjonsoscillatorene og ytterligere koblingsinnretninger, - en reguleringssløyfe som i hvert tilfelle regulerer intensiteten på det minst ene elektrostatiske feltet ved hjelp av minst ett korresponderende kontrollsignal, slik at de bestemte kvadraturbiasene er så små som mulig, - en beregningsenhet, som i hvert tilfelle danner differanser og summer av det minst ene kontrollsignalet og anvender dem til å bestemme rotasjonshastigheten og akselerasjonen.

Prinsipielt er det mulig å beregne akselerasjonene og rotasjonshastighetene kun på grunnlag av de bestemte kvadraturbiasene, dvs. at det ikke er absolutt essensielt å kompensere for den første og andre kvadraturbiasen for å bestemme kvadraturbiasene. Imidlertid er dette tilrådelig for målenøyaktighetsgrunner, idet fasetoleranser resulterer i rotasjonshastighet og kvadraturen blir mikset med hverandre. Oppfinnelsen dekker begge alternativene.

Det har blitt oppdaget å være fordelaktig for hver av de andre oscillatorene at den er festet eller fastspent på den første oscillatoren "ved én ende" i resonatorene. "Fastspent ved én ende" kan i dette tilfellet ikke bare forstås bokstavelig talt men også i en generell mening. Generelt betyr festet eller fastspent "ved én ende" at kraften blir innført fra den første oscillatoren til den andre oscillatoren hovedsakelig fra én "side" på den første oscillatoren. Dersom for eksempel oscillatorsystemet skulle være konstruert på en slik måte at den andre oscillatoren grenser til den første oscillatoren og er tilkoblet til den ved hjelp av andre fjærelementer, så vil uttrykket "fastspent i eller festet ved én ende" antyde det følgende: den andre oscillatoren blir justert på nytt for bevegelsen på den første oscillatoren, hvor den første oscillatoren vekslende "dytter" eller "trekker" den andre oscillatoren ved hjelp av de andre fjærelementene.

Å fastspenne den andre oscillatoren ved en ende på den første oscillatoren har fordelen at når en elektrostatisk kraft blir utøvd på den andre oscillatoren som et resultat av justerings-/posisjonsendring av den andre oscillatoren som resulterer fra denne, kan de andre fjærelementene være nokså bøyd, og gjør det derfor mulig uten problemer å variere den tilhørende justeringsvinkelen på de andre fjærelementene. Dersom den andre oscillatoren i dette eksempelet skulle bli festet til ytterligere andre fjærelementer på en slik måte at, under bevegelse av den første oscillatoren, den andre oscillatoren på samme tid skulle bli "trukket" og "dyttet" av det andre fjær-elementet, så ville dette tilsvare at den andre oscillatoren blir fastspent eller festet "ved to ender" til den første oscillatoren (hvor kraften blir innført til den andre oscillatoren fra to motsatte ender på den første oscillatoren). I dette tilfellet vil ytterligere andre fjærelementer produsere tilhørende motsatte krefter når et elektrostatisk felt blir påført, slik at endringen i justeringsvinklene for de andre fjærelementene kan oppnås kun ved vanskelighet. Imidlertid er fastspenning ved to ender aksepterbart når de ytterligere andre fjærelementene er konstruert slik at påvirkningen av disse fjærelementene er liten slik at alle fjærelementene kan bøyes uten problemer også, dvs. at fastspenningen er effektiv ved én ende. Avhengig av konstruksjonen på oscillatorstrukturen kan fastspenning ved én ende effektivt tilveiebringes kun ved "påvirkning" (kraftinnføring) av ytterligere fjærelementer som er 40% eller mindre. Imidlertid representerer ikke denne verdien noen begrensning av oppfinnelsen, og det er også mulig for påvirkningen av de andre fjærelementene å være mer enn 40%. Som et eksempel kan fastspenning ved én ende oppnås ved at alle andre fjærelementer, som tilkobler den andre oscillatoren til den første oscillatoren, er anordnet parallelt og på den samme planet som hverandre. Alle start-og sluttpunkter for de andre fjærelementene er i hvert tilfelle festet til de samme endene på den første og andre oscillatoren. Start- og sluttpunktene på de andre fjærelementene kan i dette tilfellet fordelaktig være på en felles akse, hvor aksene for de andre fjærelementene krysser rettvinklet.

Dersom den andre oscillatoren er festet til eller fastspent på den første oscillatoren ved én ende, så er de første fjærelementene fortrinnsvis konstruert slik at de fast- spenner den første oscillatoren på gyrorammen ved to ender (uttrykkene "ved én ende" og "ved to ender" kan anvendes analogt her). Som et alternativ til dette er det imidlertid mulig for de første fjærelementene å også være konstruert på en slik måte at de spennes fast på den første oscillatoren ved én ende. Som et eksempel kan alle de første fjærelementene som tilkobler den første oscillatoren til gyrorammen på coriolisgyroskopet anordnes parallelt og på de samme plan med hverandre, hvor start- og sluttpunktene for de første fjærelementene i hvert tilfelle er fortrinnsvis lokalisert på en felles akse. Det er tilsvarende mulig for å fjærelementene å konstrueres på en slik måte at den første oscillatoren er fastspent på gyrorammen ved én ende, og den andre oscillatoren erfastspendt ved to ender av den første oscillatoren. Det er også mulig at begge oscillatorene er fastspent i to ender. For kvadraturbiaskompensering har det blitt oppdaget at det er fordelaktig at minst én av de to oscillatorene er fastspent ved én ende.

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert i den etterfølgende beskrivelsen ved å anvende eksempelvise utførelser, og med henvisning til de etterfølgende figurer, hvori: Figur 1 viser en mulig utførelse av et massesystem som omfatter to lineære oscillatorer, med tilhørende reguleringssløyfer som blir anvendt for eksitering av den første oscillatoren. Figur 2 viser en mulig utførelse av et massesystem som omfatter to lineære oscillatorer, med tilhørende målingssløyfer og reguleringssløyfer for en rotasjonshastighet Q og en kvadraturbias BQ, så vel som tilleggsreguleringssløyfer for å kunne kompensere for kvadraturbiasen BQ. Figur 3 viser et utsnitt av et massesystem ifølge oppfinnelsen, som omfatter fire lineære oscillatorer, med tilhørende målings- og reguleringssløyfer for en rotasjonshastighet Q og en kvadraturbias BQ, så vel som tilleggsreguleringssløyfer for å kunne kompensere for kvadraturbiasen Bq. Figur 4 viser én foretrukket utførelse av reguleringssystemet som vises i figur 3. Figur 1 viser et skjematisk design av en lineær dobbeloscillator 1 med tilhørende elektroder, så vel som et blokkdiagram over tilhørende evaluerings-/eksiterings-elektronikk 2. Den lineære dobbel-oscillatoren 1 er fortrinnsvis produsert ved hjelp av

etseprosesser fra en silikonskive, og har en første lineær oscillator 3, en andre lineær oscillator 4, første fjærelementer 5i til 54, andre fjærelementer 61og 62så vel som deler fra den mellomliggende rammen 7i og 72og en gyroramme 73og 74. Den andre oscillatoren 4 er montert innenfor den første oscillatoren 3 slik at den kan oscillere, og er tilkoblet den via de andre fjærelementene 61, 62. Den første oscillatoren 3 er tilkoblet gyrorammen 73, 74ved hjelp av de første fjærelementene 5i til 54og den mellomliggende rammen 7i, 72.

Videre tilveiebringes første eksiteringselektroder 81til 84, første målingselektroder 9i til 94, andre eksiteringselektroder 10i til 104, og andre målingselektroder 111og 112. Alle elektrodene er mekanisk tilkoblet gyrorammen, men er elektrisk isolert. Uttrykket "gyroramme" betyr en mekanisk, ikke-oscillerende struktur hvor oscillatorene er "innebygd", foreksempel den ikke-oscillerende del av silikonskiven.

Dersom den første oscillatoren 3 blir eksitert ved hjelp av de første eksiteringselektrodene 81til 84til å oscillere i X1-retningen, så blir denne bevegelsen overført gjennom de andre fjærelementene 61, 62til den andre oscillatoren 4 (vekselvis "trekking" og "dytting"). Den vertikale justeringen på de første fjærelementene 5i til 54hindrer den første oscillatoren 3 i å bevege seg i X2-retningen. Imidlertid kan en vertikal oscillering utføres av den andre oscillatoren 4 som et resultat av den horisontale justeringen på de andre fjæreelementene 61, 62. Når tilhørende corioliskrefter følgelig forekommer, så blir den andre oscillatoren 4 eksitert til å oscillere i X2-retningen.

Et målt signal som blir målt fra de første avleste elektrodene 9i til 94og er proporsjonal med X1 -bevegelsen for den første oscillatoren 3, blir tilført via egnete forsterkerelementer21, 22 og 23 til en analog/digital omformer 24. Et passende digitalisert utgangssignal fra den analoge/digitale omformeren 24 blir demodulert ikke bare av en første demodulator 25, men også av en andre demodulator 26 for å danne tilhørende utgangssignaler, hvor de to demodulatorene opererer med en offset på 90° med hensyn til hverandre. Utgangssignalet fra den første demodulatoren 25 blir tilført en første regulator 27 for å regulere frekvensen på eksiteringsoscillasjonen (massesystemets 1 oscillering i X1-retningen), hvilket utgangssignal styrer en frekvensgenerator 30 slik at signalet som forekommer nedstrøms fra demodulatoren 25 blir regulert ved null. Analogt til dette blir utgangssignalet fra den andre demodulatoren 26 regulert med en konstant verdi som er forhåndsbestemt av en elektronikkomponent 29. En andre regulator 31 sikrer at amplituden på eksiteringsoscillasjonen blir regulert. Utgangssignalene fra frekvens-generatoren 30 og fra amplituderegulatoren 31 blir multiplisert med hverandre ved hjelp av en multiplikator 32. Et utgangssignal fra multiplikatorene 21, som er proporsjonal med kraften som påføres de første eksiteringselektrodene 81til 84, virker ikke bare på en første kraft-/spenningsomformer 33 men også på en andre kraft-/spenningsomformer 34, som anvender det digitale kraftsignalet for å produsere digitale spenningssignaler. De digitale utgangssignalene fra kraft-/spenningsomformerne 33, 34 blir konvertert via en første og en andre digital/analog omformer 35, 36 til tilhørende analoge spenningssignaler, som deretter blir sendt til de første eksiteringselektrodene 81til 84. Den første regulatoren 27 og den andre regulatoren 31 justerer på nytt den naturlige frekvensen for den første oscillatoren 3, og setter amplituden på eksiteringsoscillasjonen til en spesifikk, forhåndsbestemmelig verdi.

Når corioliskrefter forekommer blir bevegelsen av den andre oscillatoren 4 i X2-retningen (målt oscillering), som resulterer fra denne, detektert av de andre måle-elektrodene 111, 112, og et målt signal som er proporsjonalt med bevegelsen på den målte oscilleringen i X2-retningen blir tilført via passende forsterkerelementer 40, 41 og 42 til en analog/digital omformer 43 (se figur 2). Et digitalt utgangssignal fra den analoge/digitale omformeren 43 blir demodulert av en tredje demodulator 44 i fase med det direkte-bias signalet, og blir demodulert av en fjerde demodulator 45, offset gjennom 90°. Et tilhørende utgangssignal fra den første demodulatoren 44 blir påført en tredje regulator 46, hvilket utgangssignal er et kompenseringssignal og tilsvarer rotasjonshastigheten Q som skal måles. Et utgangssignal fra den fjerde demodulatoren 45 blir påført en fjerde regulator 47, hvilket utgangssignal er et kompenseringssignal og er proporsjonal med kvadraturbiasen som skal kompenseres for. Utgangssignalet fra den tredje regulatoren blir modulert ved hjelp av en første modulator 48, og utgangssignalet fra den fjerde regulatoren 47 blir modulert på en analog måte til denne ved hjelp av en andre modulator 49, slik at amplituderegulerte signaler blir produsert, hvilke frekvenser tilsvarer den naturlige frekvensen på oscilleringen i X1-retningen (sin=0°, cos=90°). Tilsvarende utgangssignaler fra modulatorene 48, 49 blir lagt til i addisjonstrinnet 50, hvilket utgangssignal blir supplert både til en tredje kraft-/spenningsomformer 51 og til en fjerde kraft-/spenningsomformer 52. De tilsvarende utgangssignalene for kraft-/spenningsomformerne 51, 52 blir tilført digitale/analoge omformere 53, 54, hvilke analoge utgangssignaler blir påført de andre eksiteringselektrodene IO2til IO3, og tilbakestilt til oscillasjonsamplitudene for den andre oscillatoren 4.

Det elektrostatiske feltet som blir produsert av de andre eksiteringselektrodene 10i og 104(eller de to elektrostatiske feltene som blir produsert av elektrodeparene 10i, 103 og 102, 104), resulterer i en justerings-/posisjonsendring på den andre oscillatoren 4 i X2-retningen, og derfor en endring i justeringene på de andre fjærelementene 61til 62. Den fjerde regulatoren 47 regulerer signalet som påføres de andre eksiteringselektrodene 10i og IO4, på en slik måte at kvadraturbiasen som er inkludert i kompenseringssignalet for den fjerde regulatoren er så liten som mulig, eller forsvinner. En femte regulator 55, en femte og en sjette/spenningsomformer 56, 57 og to analog/digitale omformere 58, 59 blir anvendt for dette formålet.

Utgangssignalet fra den fjerde regulatoren 47, som er et mål for kvadraturbiasen, blir tilført den femte regulatoren 55, som regulerer det elektrostatiske feltet som blir produsert av de to eksiteringselektrodene 10i og IO4på en slik måte at kvadraturbiasen Bq forsvinner. For dette formålet blir et utgangssignal fra den femte regulatoren 55 i hvert tilfelle tilført de femte og sjette kraft-/spenningsomformerne 56, 57, som anvender det digitale kraftutgangssignalet fra den femte regulatoren til å produsere digitale spenningssignaler. Disse blir deretter konvertert til analoge spenningssignaler i de analoge/digitale omformerne 58, 59. Det analoge utgangssignalet fra den analoge/digitale omformeren 58 blir tilført den andre eksiteringselektroden 10i eller alternativt 111. Det analoge utgangssignalet fra den analoge/ digitale omformeren 59 blir tilført den andre eksiteringselektroden IO4, eller alternativt 112.

Siden den andre oscillatoren 4 er fastspent kun ved de andre springelementene 61til 62(fastspenning ved én ende), kan justeringen av disse fjærelementene varieres uten problemer av det elektrostatiske feltet. Det er også mulig å tilveiebringe ytterligere andre fjærelementer, som resulterer i at den andre oscillatoren 4 er fastspent ved to ender, forutsatt at disse ytterligere fjærelementene er konstruert passende for å sikre at fastpenning ved én ende blir effektivt oppnådd. For å tillate den samme effekten for fjærelementene 5i, 52og fjærelementene 53, 54også, kan de tredje og fjerde fjærelementene 53, 54utelates, og resulterer derfor i at den første oscillatoren 3 blir fastspent ved én ende (sammen med en egnet modifisert elektrodekonfigurasjon, som ikke er vist her). I en situasjon slik som denne kan den andre oscillatoren 4 også festet til den første oscillatoren ved hjelp av ytterligere fjærelementer for å oppnå fastspenning ved to ender.

Elektrodeinnretningene som vises i figur 1 og 2 kan varieres. For eksempel kan elektrodene som er identifisert ved henvisningstallene 8i, 9i, 92, 82så vel som 83, 93, 94, 84i figur 1 og 2, alternativt i hvert tilfelle kombineres for å danne én elektrode. En elektrode som har blitt kombinert på denne måten kan være allokert et antall oppgaver ved anvendelsen av passende fremgangsmåte for bærerfrekvens, dvs. at elektroden har en målings-, eksiterings- og kompenseringsfunksjon på samme tid. Elektrodene som blir identifisert ved henvisningstallene 111,10i, 103så vel som 112, 102og 104kan også alternativt kombineres for å danne i hvert tilfelle én elektrode.

Én foretrukket utførelse av coriolisgyroskopet ifølge oppfinnelsen og dens fremgangsmåte for drift vil bli beskrevet mer detaljert i den etterfølgende beskrivelsen med henvisning til figur 3.

Figur 3 viser den skjematiske skissen av koblet system V, omfattende en første resonator 70i og en andre resonator 702. Den første resonatoren 70i er koblet til den andre resonatoren 702via et mekanisk koblingselement 71, en fjær. Den første og den andre resonatoren 70i, 702blir dannet i et felles substrat og kan fås til å oscillere i antifase med hensyn til hverandre langs en felles oscillasjonsakse 72. Den første og den andre resonatoren 70i, 702er identisk, og er tilordnet på hverandre via en symmetriakse 73. Konstruksjonen av den første og av den andre resonatoren 70i, 702har allerede blitt forklart i forbindelse med figur 1 og 2, og vil derfor ikke bli beskrevet igjen; identiske og innbyrdes tilsvarende komponenter eller komponent-grupper er identifisert ved de samme henvisningstallene med identiske komponenter som er tilknyttet ulike resonatorer som er identifisert ved ulike indekser.

Én hovedforskjell mellom de doble oscillatorene vist i figur 3 og de doble oscillatorene vist i figur 1 og 2 er at noen av de individuelle elektrodene er fysisk kombinert for å danne én total elektrode. For eksempel former derfor individuelle elektroder som er identifisert ved henvisningstallene 81, 82, 9i og 92i figur 3 en felles elektrode. Dessuten danner de individuelle elektrodene, som er identifisert ved henvisningstallene 83,84, 93og 94 en felles elektrode, og de med henvisningstallene 104, 102, 11 2 så vel som henvisningstallene 111, 103og 10i danner hver en total elektrode. Det samme gjelder på en analog måte det andre dobbel-oscillatorsystemet.

Under drift av det koblete systemet V ifølge oppfinnelsen så oscillerer de to oscillatorene 70i, 702i antifase langs den felles oscillasjonsaksen 72. Det koblete systemet V er derfor ikke utsatt for eksterne forstyrrelser eller forstyrrelser som blir sendt ut av selve det koblete systemet 1' inn i substratet hvor resonatorene 70i og 702er montert.

Når det koblete systemet V blir rotert så blir de andre oscillatorene 4i, 42avbøyd i innbyrdes motsatte retninger (i X2-retningen og i den motsatte retningen til X2-retningen). Når en akselerasjon av det koblete systemet 1' forekommer, så blir da de andre oscillatorene 4i, 42, hver avbøyd i den samme retningen, nærmere bestemt i den samme retningen som akselerasjonen, forutsatt at denne akselerasjonen er i X2-retningen, eller i den motsatte retningen til den. Akselerasjoner og rotasjoner kan derfor måles samtidig eller selektivt. Kvadraturkompensering kan bli utført samtidig under målingsprosessen i resonatorene 70i, 702. Imidlertid er ikke dette absolutt essensielt.

Prinsipielt er det mulig å drive det koblete systemet 1' på grunnlag av evaluerings-/eksiteringselektronikk 2 som beskrevet i figur 1 og 2. Imidlertid blir en alternativ fremgangsmåten (fremgangsmåte for bærefrekvens) anvendt i stedet for denne i utførelsen vist i figur 3. Denne driftsfremgangsmåten vil bli beskrevet i den etter-følgende teksten.

Evaluerings-/eksitasjonselektronikken 2, som blir identifisert ved henvisningstallet 2' har tre reguleringssløyfer: en første reguleringssløyfe for eksitering og/eller styring av en antifase-oscillering av de første oscillatorene 3i og 32langs den felles oscillasjonsaksen 72, en andre reguleringssløyfe for å tilbakestille og kompensere oscillasjonene for den andre oscillatoren 4i langs X2-retningen, og en regulerings-sløyfe for å tilbakestille og kompensere oscilleringene for den andre oscillatoren 42langs X2-retningen. De tre beskrevne reguleringssløyfene har en forsterker 60, en analog/digital omformer 61, en signalseparasjonsmodul 62, en første til tredje demoduleringsmodul 63i til 633, en styringsmodul 64, en elektrodespennings-beregningsmodul 65, en bærefrekvensadderingsmodul 67, og en første til sjette digital/analog omformer 661til 666.

Bærefrekvenser kan påføres elektrodene 81til 88, 9i til 98, 10i til 108og 111til 114for avlyttingseksitering av antifaseoscilleringen eller oscilleringene for de andre oscillatorene 4i, 42på et antall måter: a) å anvende tre ulike frekvenser, hvor én frekvens er tilknyttet hver reguleringssløyfe, b) å anvende firkantbølgesignaler med en fremgangsmåte for tidsmultipleksing, eller c) å anvende tilfeldig fasekryptering

(stokastisk moduleringsmetode). Bærefrekvensene blir påført elektrodene 81til 8s, 9i til 98, 10i til 10s og 111til 114via tilknyttede signaler UyAo, UyAu (for den andre oscillatoren 4i) og Ux1, Uxr (for antifaseresonansen for de første oscillatorene 3i til 32) så vel som UyBu og UyBo (for den andre oscillatorene 42), som blir produsert i bærefrekvensadderingsmodulen 67 og blir eksitert i antifase med hensyn til de ovennevnte frekvenssignalene. Oscilleringene for de første og andre oscillatorene 3i, 32, 4i og 42blir avlyttet via de deler av gyrorammen som blir identifisert ved henvisningstallene 77, 79, 7n og 7i2, og i dette tilfellet blir i tillegg anvendt som avlyttingselektroder, i tillegg til deres funksjon som suspensjonspunkterfor massesystemet. For dette formålet er de to resonatorene 70i, 7O2fortrinnsvis og fordelaktig konstruert til å være elektrisk ledende med alle rammene, fjærer og tilkoblinger. Signalet som blir avlyttet ved hjelp av gyrorammedelene 77, 79, 7n og 7i3blir tilført forsterkeren 60, omfattende informasjon om alle tre oscillasjons-modusene, og blir konvertert av den analoge/digitale omformeren 61 til et digitalt signal som blir tilført signalseparasjonsmodulen 62. Det sammensatte signalet blir separert i signalseparasjonsmodulen 62 i tre ulike signaler: x (som omfatter informasjon om antifaseoscillasjonen), yA (som omfatter informasjon om avviken for den andre oscillatoren 4i), så vel som yB (som omfatter informasjon om avviken for den andre oscillatoren 42). Signalene blir separert ulikt avhengig av typen bære-bølgefremgangsmåte som anvendes (se a) til c) ovenfor), og blir uført ved demodulering med det tilsvarende signalet for bærefrekvensfremgangsmåten som

anvendes. Signalene x, yA og yB blir tilført demoduleringsmodulene 63i til 633, som demodulerer dem ved å anvende en driftsfrekvens for antifaseoscillasjonen for 0° og 90°. Styringsmodulen 64 så vel som elektronikkspenningsberegningsmodulen 65 for regulering/beregning av signalene Fx1/r eller Ux1/r er henholdsvis fortrinnsvis konfigurert analogt med elektronikkmodulen 2 vist i figur 1. Styringsmodulen 64 og elektronikkspenningsberegningsmodulen 65 for regulering/beregning av signalene FyAo/u, UyAo/u og FyBo/u, UyBo/u er fortrinnsvis konstruert analogt med elektronikkmodulen 2 vist i figur 2.

Figur 4 viser én foretrukket utførelse av reguleringssystemet som blir identifisert ved henvisningstall 64 i figur 3. Reguleringssystemet 64 har en første til tredje del 64i til 643. Den første delen 64i har en første regulator 80, en frekvensgenerator 81, en andre regulator 82, en elektronikkomponent 83, et adderingstrinn 84 og en multiplikator 85. Fremgangsmåten for drift av den første delen tilsvarer hovedsakelig fremgangsmåten for drift av elektronikkmodulen 2 vist i figur 1, og vil derfor ikke beskrives igjen heri. Den andre delen 642har en første regulator 90, en første modulator 91, en andre regulator 92, en andre modulator 93 og en tredje regulator 94. Et første og et andre adderingstrinn 95, 96 blir også tilveiebrakt. Et rotasjonshastighetssignal Q kan bestemmes ved utgangen av den første regulatoren 90, og et sammensatt signal omfattende kompensasjonen av kvadraturbias Bqiog en akselerasjon A kan bestemmes ved utgangen på den tredje regulatoren 94. Den tredje delen 643av reguleringssystemet 64 har en første regulator 100, en første modulator 103 og en tredje regulator 104. Et første og et andre adderingstrinn 105, 106 blir også tilveiebrakt. Et rotasjonshastighetssignal Q med et negativt matematisk fortegn kan avlyttes ved utgangen på den første regulatoren 100, og et sammensatt signal omfattende kompensasjonen av kvadraturbias Bq2med et negativt matematisk fortegn og et akselerasjonssignal A kan avlyttes ved utgangen på den tredje regulatoren 104. Fremgangsmåten for drift av den andre og den tredje delen 642og 643tilsvarer den av elektronikkmodulen 2 som illustreres i figur 2, og vil derfor ikke beskrives igjen heri.

Kun signalene for å tilbakestille rotasjonshastigheten og kvadraturen etter multiplisering av driftsfrekvensen blir sendt sammen med DC-spenningene for kvadraturtilleggsregulatoren til et kombinert elektrodepar. De to signalene blir derfor tillagt slik at beregningen av elektrodespenningene inkluderer tilbakestillings-signalene for oscilleringsfrekvensen og DC-signalet for kvadraturregulering. Elektrodespenningene Ux1/r, UyAo/u og UyBo/u som blir beregnet på denne måten blir deretter lagt til bærefrekvenssignalene, og blir sendt sammen via de analoge/ digitale omformerne 661til 666til elektrodene.

Bærefrekvensfremgangsmåten beskrevet ovenfor med antifaseeksitering har den fordel at en signal blir tilført forsterkeren 60 kun når de lineære oscillatorene 3i, 32så vel som 4i og 42blir avbøyd. Frekvenssignalene som anvendes for eksitering kan være diskrete frekvenser eller firkantbølgesignaler. Firkantbølgeeksitering er foretrukket, fordi det er enkelt å produsere og behandle.

Et antall analyser som vedrører målenøyaktigheten for fremgangsmåten for akselerasjonsmåling ifølge oppfinnelsen vil også bli beskrevet i den følgende beskrivelsen.

Rotasjonshastigheten resulterer i antifaseawik av oscillatorene 4i og 42ved driftsfrekvensen for coriolisgyroskopet; i motsetning resulterer akselerasjon i en avvik i fase av oscillatorene 4i og 42, i hvilket tilfelle akselerasjonen kan måles i frekvensområdet fra 0 Hz til omtrent 500 Hz med en målenøyaktighet på 50 mg til 50(xg.

Avviken i fase som skal måles er gitt ved:

a Avviksvinkel

a Akselerasjon

I Lengde på fjæren

o Naturlig frekvens på oscillatorene 4i til 42.

For typiske naturlige frekvenser ©=2<*>nf = 6000 rad/s til 60000 rad/s og fjærlengder på I = 1mm for coriolisgyroskopet, så er målenøyaktigheten for, for eksempel 5 mg:

a = 1,4<*>10"<6>til 1,4*10"8 rad ellerx2=X|=1,4 nm til 14 pm.

Små avvik slik som disse er vanskelige å måle i frekvensområdet fra 0 til 500 Hz. I det minste krever dette ytterligere elektronisk kompleksitet for multisensoren ifølge oppfinnelsen, fordi elektronikken må måle svært nøyaktig både i driftsområdet for gyrofunksjonen (rotasjonshastighetsmåling) fra 1 til 10 kHz og i driftsområdet for måling av akselerasjonen fra 0 til 500 Hz.

Denne ulempen kan overkommes ifølge oppfinnelsen ved å anvende kvadraturregulering som beskrevet ovenfor, for et massesystem omfattende to lineære oscillatorer (figur 1 og 2) for massesystemet som består av fire lineære oscillatorer (figur 3): som resulterer i et kvadratursignal i fase, som kan ses klart ved driftsfrekvensen i oscillatorene 4i og 42:

I dette tilfellet er QQkvadraturrotasjonshastigheten, aQ er kvadraturakselerasjonen og as er oscillatorakselerasjonen.

For en målenøyaktighet på for eksempel 5 mg (a = 1,4<*>10"<6>rad), så resulterer dette i: ved en naturlig frekvens på 1 kHz

ed en naturlig frekvens på 10 kHz

For en rotasjonshastighet på 5°/h så kan kvadraturrotasjonshastigheten på 866°/h verifiseres med sikkerhet ved å anvende den samme elektronikken, mens i motsetning ved den naturlige frekvensen på 10 kHz og med kvadraturrotasjonshastigheten på 8,7°/h, så blir verifikasjonsgrensen for rotasjonshastighetssensoren på 5°/h virtuelt utmattet. Selv om denne målingen også er stabil i det lange løp, så avhenger den av langvarig stabilitet for kvadraturrotasjonshastigheten. Den faktiske kvadraturrotasjonshastigheten er et antifase-signal. Stabiliteten for akselerasjonsmålingen avhenger derfor av differansen i kvadraturrotasjonshastigheterfra oscillatoren 4i til oscillatoren 42og deres stabilitet. Siden de to oscillatorene er lokalisert i nærheten av hverandre og ble produsert i ett prosesstrinn, er det beregnet at det er mulig å dekke et område med lav nøyaktighet fra 50 mg til 50 ug.

Claims (4)

1. Coriolisgyroskop (1') som har en første og en andre resonator (70i, 702),karakterisert vedat hver er i form av et koblet system, omfattende en første og en andre lineær oscillator (3i, 32, 4i, 42), hvor den første resonatoren (70i) er mekanisk/elektrostatisk forbundet/tilkoblet den andre resonatoren (7O2) slik at de to resonatorene kan fås til å oscillere i antifase med hverandre langs en felles oscillasjonsakse (72), i hvilket tilfelle de første oscillatorene (3i, 32) hver er tilkoblet ved hjelp av første fjærelementer (5i-5s) til en gyroramme (7i-7i4) på coriolisgyroskopet, og de andre oscillatorene (4i, 42) hver er tilkoblet ved andre fjærelementer (61-64) til én av de første oscillatorene (3i, 32), og coriolisgyroskopet videre har: - en anordning for å produsere elektrostatiske felt, som justeringsvinkelen for de første fjærelementene (5i-5s) med hensyn til gyrorammen kan varieres ved hjelp av, og/eller justeringsvinkelen på de andre fjærelementene (61-64) med hensyn til de første oscillatorene (3i, 32) kan varieres, - en anordning (10i-108, 11i-114) som det ved hjelp av er mulig å bestemme første signaler for rotasjonshastigheten og kvadraturbias, som forekommer innen den første resonatoren (70i), og andre signaler for rotasjonshastigheten og kvadraturbias, som forekommer i den andre resonatoren (702), - reguleringssløyfer (60-67) som justeringen/styrken på de elektrostatiske feltene blir regulert ved hjelp av, slik at den første og den andre kvadraturbiasen hver er så liten som mulig, og - en beregningsenhet som anvender de første og andre signalene til å bestemme rotasjonshastigheten, og anvender en komponent i fase av de elektrostatiske feltene som kompenserer for de første og andre kvadraturbiasene for å bestemme akserelasjonen som skal måles.

2. Coriolisgyroskop (1') i samsvar med krav 1,karakterisert vedat konfigurasjonene for den første og den andre resonatoren (70i, 702) er identiske, og hvor resonatorene (70i, 702) er anordnet aksialt symmetrisk med hensyn til hverandre med hensyn til en symmetriakse (73) som er vinkelrett på den felles oscillasjonsaksen (72).

3. Fremgangsmåte for selektiv eller samtidig måling av rotasjonshastigheter og akselerasjoner ved å anvende et rotasjonshastighets coriolisgyroskop (1'),karakterisert vedat den har en første og en andre resonator (701, 7O2) som hver er i form av et koblet system omfattende en første og en andre lineær oscillator (3i, 32, 4i, 42), hvor rotasjonshastighetene og akselerasjonene blir bestemt ved å avlytte og evaluere avvikene for de andre oscillatorene (4i, 42), og har de følgende trinn: - de to resonatorene (70i, 7O2) fås til å utføre oscillasjoner i antifase med hverandre langs en felles oscillasjonsakse (72), - avvikene for de andre oscillatorene (4i, 42) blir sammenlignet med hverandre for å bestemme en antifase avvikskomponent som er et mål på rotasjonshastigheten som skal måles og/eller for å bestemme en felles i-fase avviks komponent, som er et mål på akselerasjonen som skal måles, - å beregne rotasjonshastigheten/akselerasjonen som skal måles fra awikskomponenten i fase/avvikskomponenten i antifase, i hvilket tilfelle den felles i-fase awikskomponenten blir bestemt som følger: - en første kvadraturbias blir bestemt, som forekommer innen den første resonatoren (70i), - en andre kvadraturbias blir bestemt, som forekommer innen den andre resonatoren (702), - den første kvadraturbiasen blir beregnet ved å anvende den andre kvadraturbiasen for å bestemme en felles kvadraturbiaskomponent som er proporsjonal med akselerasjonen som skal måles og representerer den felles awikskomponenten i fase.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 3,karakterisert vedat de elektrostatiske feltene blir produsert for å variere den innbyrdes justeringen av de første og andre oscillatorene (3i, 32, 4i, 42), hvor justeringen/styrken på de elektrostatiske feltene blir regulert slik at de første og andre kvadraturbiasene er så små som mulig.