WO2006040931A1 - 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法 - Google Patents

振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2006040931A1
WO2006040931A1 PCT/JP2005/017853 JP2005017853W WO2006040931A1 WO 2006040931 A1 WO2006040931 A1 WO 2006040931A1 JP 2005017853 W JP2005017853 W JP 2005017853W WO 2006040931 A1 WO2006040931 A1 WO 2006040931A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
signal
vibration gyro
output signal
output
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/017853
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuo Kurihara
Original Assignee
Sony Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corporation filed Critical Sony Corporation
Priority to KR1020067011104A priority Critical patent/KR101158937B1/ko
Priority to US10/596,252 priority patent/US7665360B2/en
Priority to EP05788006A priority patent/EP1798520A4/en
Priority to CN2005800042840A priority patent/CN1918452B/zh
Publication of WO2006040931A1 publication Critical patent/WO2006040931A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G01C25/005Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5642Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams
    • G01C19/5649Signal processing

Definitions

  • the present invention relates to a vibration gyro circuit, a vibration gyro unit, and a vibration gyro unit for detecting a signal corresponding to Coriolica generated when a rotational angular velocity is applied to a vibrating vibrator. More specifically, the present invention relates to a vibration gyro circuit, a vibration gyro unit, and a vibration gyro output detection method in which the detection timing of a signal corresponding to the above-described coriolica is optimally set in accordance with the characteristics of the vibration gyro.
  • a gyro is known as a sensor for detecting a rotational angular velocity.
  • those that use vibrators are called oscillating gyros, such as camera shake detection for video cameras and digital still cameras, direction detection in car navigation systems, and attitude control of moving bodies such as automobiles. Widely used in various applications.
  • Vibrating gyros have been put to practical use in which a piezoelectric element is attached to a quadrangular or triangular prism-shaped vibrator, or in which electrodes are printed on a cylindrical vibrator that has a force, such as piezoelectric ceramics (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-337883).
  • FIG. 13 shows an example of a configuration block diagram of a conventional vibration gyro unit.
  • a vibration gyro 31 including a vibrator 32 and piezoelectric elements 33a and 33b attached to the vibrator 32 is connected to a circuit for a vibration gyro opening.
  • the vibration gyro circuit includes an addition circuit 1, an oscillation circuit 2, a differential amplification circuit 4, a synchronous detection circuit 5, a phase shift circuit 13, and a DC amplification circuit 6.
  • the vibration gyro 31, the adding circuit 1, and the oscillation circuit 2 constitute a self-excited oscillation circuit 7 a that drives the vibration gyro 31 to self-oscillate at the resonance frequency of the bending vibration of the vibration gyro 31.
  • the output signal of the oscillation circuit 2 is input to the vibrator 32 and further spreads to the piezoelectric elements 33a and 33b via the conductive plating on the surface of the vibrator 32.
  • the output signal of the piezoelectric element 33b and the output signal of the piezoelectric element 33a are input to the adding circuit 1 and added.
  • the output signal of the adder circuit 1 is input to the oscillator circuit 2 and the phase shift circuit 13.
  • the output signal of the piezoelectric element 33b and the output signal of the piezoelectric element 33a are expressed by the differential amplifier circuit 4 Is also entered.
  • the differential amplifier circuit 4 outputs a signal corresponding to the difference between the output signal of the piezoelectric element 33b and the output signal of the piezoelectric element 33a, and the signal is output by the synchronous detection circuit 5 and output by the phase shift circuit 13 Detection is performed in synchronization with the signal.
  • the DC amplification circuit 6 amplifies the DC signal synchronously detected by the synchronous detection circuit 5.
  • the vibration gyro 31 is driven by the self-excited oscillation circuit 7a and bends and vibrates in a direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the distortion of the piezoelectric element 33b and the piezoelectric element 33a is generated in exactly the same way, so the output signal from the piezoelectric element 33b and the piezoelectric element
  • the output signal from the element 33a has the same amplitude and phase, and therefore the output of the differential amplifier circuit 4 is zero.
  • the output signal of the piezoelectric element 33b when the rotational angular velocity is applied is a signal in which an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 31 and an output signal corresponding to Coriolica are superimposed.
  • the output signal of the piezoelectric element 33a when the rotational angular velocity is applied is a signal in which an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 31 and an output signal corresponding to Coriolica are superimposed.
  • the output signal of the piezoelectric element 33b and the output signal of the piezoelectric element 33a according to the drive signal are in-phase and the same magnitude, they are canceled out by the differential amplifier circuit 4.
  • the output signal of the piezoelectric element 33b corresponding to the Coriolis force and the output signal of the piezoelectric element 33a are signals having opposite phases and the same magnitude. Therefore, the output signal of the differential amplifier circuit 4 is proportional to the difference between the output signal from the piezoelectric element 33b and the output signal from the piezoelectric element 33a, and the differential amplifier circuit 4 responds to the magnitude of the rotational angular velocity. Only the output signal is output.
  • the drive signal for driving the vibration gyro 31 is in phase with the output signal of the adder circuit 1, and the amplitude is proportional.
  • Coriolis is generated in a direction orthogonal to the direction of bending vibration caused by the drive signal. Therefore, in principle, the signal output from the differential amplifier circuit 4 according to Coriolis becomes 0 at the maximum amplitude point of the output signal of the adder circuit 1 that is correlated (in phase) with the drive signal. The maximum is at the zero cross point of the output signal, and the phase difference between the output signal of the adder circuit 1 and the output signal of the differential amplifier circuit 4 is 90 °. Therefore, the synchronous detection circuit 5 should detect the output signal of the differential amplifier circuit 4 at the timing of the output signal of the phase shift circuit 13 having a 90 ° phase difference with respect to the output signal of the adder circuit 1. ,.
  • phase difference between the output signal of the adder circuit 1 and the output signal of the differential amplifier circuit 4 is not necessarily 90 ° due to factors caused by the structure, material, dimensions, etc. of the vibration gyro 31.
  • the timing signal of the phase shift circuit 13 whose phase is shifted by 90 ° from the output signal of the adder circuit 1 If the output signal is synchronously detected, the detection sensitivity of the output signal of the differential amplifier circuit 4, i.e., the detection sensitivity of the rotational angular velocity, cannot be maximized, and the noise is not much depending on the structure, material, dimensions, etc. of the vibration gyroscope. Since it does not change, the SZN ratio at the time of detection of the rotational angular velocity is bad.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a vibration gyro circuit, a vibration gyro unit, and a vibration gyro output detection method capable of detecting a rotational angular velocity with high sensitivity. It is in.
  • the present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems.
  • the vibration gyro circuit of the present invention includes a differential amplifier circuit that outputs a signal corresponding to the difference between the output signals of the two detection pieces of the vibration gyro, and a synchronous detection that synchronously detects the output signal of the differential amplifier circuit. And a phase shift circuit that supplies a signal whose phase is shifted with respect to the drive signal supplied to the vibration gyro to the synchronous detection circuit as a timing signal for synchronous detection. The phase difference between the drive signal and the timing signal is provided. Is based on the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the output signal of the differential amplifier circuit, which is obtained in advance with the rotational gyroscope applied by driving the vibration gyro!
  • the vibration gyro unit of the present invention includes a vibration gyro having two detection pieces, a differential amplification circuit that outputs a signal corresponding to a difference between output signals of the detection pieces, and a differential amplification circuit.
  • a synchronous detection circuit that synchronously detects the output signal and a phase shift circuit that supplies a signal whose phase is shifted with respect to the drive signal supplied to the vibration gyro to the synchronous detection circuit as a timing signal for synchronous detection.
  • the phase difference between the signal and the timing signal is set based on the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the output signal of the differential amplifier circuit obtained in advance with the rotational gyroscope being driven by driving the vibration gyroscope. .
  • the difference between the output signals of the two detection pieces of the vibrating gyroscope is 0 in a state where the rotational angular velocity is added to the vibrating gyroscope, and depending on the rotational angular velocity when the rotational angular velocity is applied. It becomes the size. Therefore, the differential amplifier circuit has a rotational angular velocity of the vibrating gyroscope, and the output is 0 in a state. When the rotational angular velocity is added, the differential amplifier circuit outputs a signal having a magnitude corresponding to the rotational angular velocity.
  • the output signal of the differential amplifier circuit is an AC signal, and the synchronous detector circuit synchronously detects the output signal of the differential amplifier circuit and rectifies it to DC.
  • the phase shift circuit generates a timing signal for the synchronous detection, and the output signal of the differential amplifier circuit is rectified in synchronization with the timing signal.
  • the phase of the timing signal is shifted with respect to the drive signal supplied to the vibration gyro, and the amount of phase shift (the phase difference between the drive signal and the timing signal) is rotated by driving the vibration gyro. It is set based on the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the output signal of the differential amplifier circuit obtained in advance with the angular velocity applied.
  • the detection sensitivity of the output signal of the differential amplifier circuit is the magnitude of the DC signal after rectification of the output signal of the differential amplifier circuit, and corresponds to the detection sensitivity of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro. That is, in the present invention,
  • phase difference when the phase difference is changed variously and the detection sensitivity of the rotational angular velocity is obtained in advance, and based on this, the phase difference that provides high sensitivity is set as a set value.
  • the optimal phase difference according to the characteristics of the vibration gyro, rather than fixing the above phase difference to 90 °, and realize highly sensitive detection of the rotational angular velocity.
  • the phase shift circuit includes an integration circuit that delays the input drive signal by a phase difference determined by the time constant of the resistor and the capacitor, the resistance value of the resistor can be adjusted. It can be easily set to the desired phase difference by adjusting (including adjusting the resistance value by changing the number of resistor stages) or adjusting the capacitance of the capacitor (including adjusting the capacitance by changing the number of capacitor stages).
  • the phase shift circuit having the above-described functions can be realized at a low cost.
  • the vibration gyro output detection method of the present invention the phase of the signal corresponding to the difference between the output signals of the two detection pieces of the vibration gyro is shifted with respect to the drive signal supplied to the vibration gyro.
  • the phase difference between the drive signal supplied to the vibration gyro and the timing signal whose phase is shifted with respect to the drive signal is calculated in advance with the rotational angular velocity being applied by driving the vibration gyro. Based on the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the signal according to the difference between the output signals of the two detection pieces of the gyro, the phase is shifted with respect to the drive signal by this set phase difference. Synchronous detection of the signal according to the difference between the output signals of the two detection pieces is performed using the timing signal.
  • the difference between the output signals of the two detection pieces of the vibrating gyroscope is 0 in the state where the rotational angular velocity is added to the vibrating gyroscope, and depending on the rotational angular velocity when the rotational angular velocity is applied. It becomes the size. Therefore, the signal corresponding to the difference between the output signals of the detection pieces is 0 in the state when the rotational angular velocity is added to the vibration gyro, and when the rotational angular velocity is added, the signal has a magnitude corresponding to the rotational angular velocity. It becomes.
  • the signal corresponding to the difference between the output signals of the detection pieces is an AC signal, which is detected in synchronization with the timing signal whose phase is shifted with respect to the drive signal supplied to the vibration gyroscope and rectified to DC.
  • the phase shift amount of the timing signal (the phase difference between the drive signal and the timing signal) is the difference between the output signals of the detection pieces obtained in advance in a state where the vibration gyro is driven and the rotational angular velocity is applied. It is set based on the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the signal according to.
  • the detection sensitivity of the signal according to the difference in the output signal of the detection piece is the magnitude of the DC signal after rectification of the signal according to the difference in the output signal of the detection piece, and detection of the rotational angular velocity applied to the vibration gyroscope. Corresponds to sensitivity.
  • the relationship between the phase difference and the rotational angular velocity detection sensitivity when the phase difference is changed in various ways is obtained in advance, and based on this, high sensitivity is obtained. Is set as a set value. As in the past, it is possible to set the optimum phase difference according to the characteristics of the vibrating gyroscope rather than fixing the above phase difference at 90 °, thus realizing highly sensitive detection of the rotational angular velocity.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vibrating gyro unit according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the vibrating gyroscope shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the vibration gyro.
  • FIG. 4 is a time chart of voltage waveforms at various parts of the vibration gyro circuit shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a time chart of voltage waveforms at various parts of the vibration gyro circuit shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the phase difference ⁇ between the drive signal and the timing signal for synchronous detection and the detection sensitivity S of the rotational angular velocity.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the phase shift circuit shown in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a vibrating gyro unit according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of the vibrating gyroscope shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the vibration gyro.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a vibrating gyro unit according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of the vibrating gyroscope shown in FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the vibration gyro.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional vibration gyro unit.
  • FIG. 2 is a perspective view of the vibrating gyroscope 31 according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a sectional view thereof. is there.
  • the vibration gyro 31 includes a quadrangular columnar vibrator 32 whose surface is plated with a conductor, and two piezoelectric elements 33a and 33b attached to a first side surface 32a of the vibrator 32.
  • the piezoelectric elements 33a and 33b serve as a drive piece for supplying a drive signal to the vibration gyro 31 and a detection piece for detecting a signal corresponding to the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 31.
  • the vibrator 32 also has a material force that causes mechanical bending vibration, such as amorphous carbon, elimber, Fe-Ni alloy, quartz, glass, quartz, and ceramics.
  • a material force that causes mechanical bending vibration such as amorphous carbon, elimber, Fe-Ni alloy, quartz, glass, quartz, and ceramics.
  • Each of the two piezoelectric elements 33a and 33b has a rectangular column shape having the same length as that of the vibrator 32, extends along the longitudinal direction of the vibrator 32, and forms a gap between the two. Facing each other.
  • the piezoelectric element 33a and the piezoelectric element 33b are symmetric with respect to a center line that bisects the first side surface 32a of the vibrator 32 in the lateral direction.
  • the vibration gyro 31 is connected to a vibration gyro circuit, and the circuit and the vibration gyro 31 constitute a vibration gyro unit.
  • the vibration gyro circuit includes an adder circuit 1, an oscillator circuit 2, a differential amplifier circuit 4, a synchronous detection circuit 5, a phase shift circuit 3, and a DC amplifier circuit 6.
  • the vibration gyro 31, the addition circuit 1, and the oscillation circuit 2 constitute a self-excited oscillation circuit 7 a that drives the vibration gyro 31 to self-oscillate at the resonance frequency of the bending vibration of the vibration gyro 31.
  • the vibration gyro circuit is formed, for example, as an IC (integrated circuit) on one semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is either a bare chip or packaged and mounted on a circuit board, and a vibration gyro 31 is also mounted on the circuit board to constitute a vibration gyroscope.
  • the output signal Vgo of the oscillation circuit 2 is input to the second side surface 32b facing the first side surface 32a of the vibrator 32, and further, the first side surface via the conductive fitting on the surface of the vibrator 32.
  • the piezoelectric elements 33a and 33b attached to 32a are swelled.
  • the output signal Vgl of the piezoelectric element 33b and the output signal Vgr of the piezoelectric element 33a are input to the adding circuit 1 and added.
  • the output signal Vsa of the adder circuit 1 is adjusted in amplitude and phase by the oscillation circuit 2 and supplied to the vibration gyro 31 as a drive signal.
  • the output signal Vsa of the adder circuit 1 is also input to the phase shift circuit 3.
  • the output signal Vgl of the piezoelectric element 33b and the output signal Vgr of the piezoelectric element 33a are also input to the differential amplifier circuit 4.
  • the differential amplifier circuit 4 outputs a signal Vda corresponding to the difference between Vgl and Vgr, and outputs the signal Vda.
  • the signal Vda is detected by the synchronous detection circuit 5 in synchronization with the timing signal Vck output from the phase shift circuit 3.
  • the DC amplification circuit 6 amplifies the DC signal Vs d synchronously detected by the synchronous detection circuit 5 and outputs a signal S.
  • FIG. 4 is a time chart diagram of each signal waveform described above.
  • the left side shows each signal waveform when no angular velocity is applied to the vibrating gyro 31, and the right side shows each signal when the rotating angular velocity is applied around the longitudinal axis C (see Fig. 1) of the vibrating gyro 31. Shows the waveform.
  • the vibration gyro 31 is driven by the self-excited oscillation circuit 7a, and bends and vibrates in the first and second side surfaces 32a and 32b and the direction orthogonal to the longitudinal direction (y direction in FIG. 1).
  • the distortion of the piezoelectric element 33b and the piezoelectric element 33a occurs in exactly the same manner, so that the output signal from the piezoelectric element 33b Vgl and the output signal Vgr from the piezoelectric element 33a have the same amplitude and phase, and therefore the output of the differential amplifier circuit 4 is zero.
  • the output signal Vgl of the piezoelectric element 33b when the rotational angular velocity is applied is an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 31 (shown by a broken line in FIG. 4) and an output signal corresponding to Coriolica.
  • Vcl (indicated by a dashed line in FIG. 4) is a superimposed signal.
  • the output signal Vgr of the piezoelectric element 33a when the rotational angular velocity is applied is an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 31 (shown by a broken line in FIG. 4) and an output signal corresponding to Coriolica.
  • Vcr (indicated by a dashed line in FIG. 4) is a superimposed signal.
  • the output signal of the piezoelectric element 33b and the output signal of the piezoelectric element 33a corresponding to the drive signal are canceled by the differential amplifier circuit 4 because they are in-phase and the same magnitude.
  • the output signal Vcl of the piezoelectric element 33b corresponding to the orientation force and the output signal Vcr of the piezoelectric element 33a are signals having opposite phases and the same magnitude. Therefore, the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is proportional to (Vcl ⁇ Vcr), and the differential amplifier circuit 4 outputs only a signal corresponding to the magnitude of the rotational angular velocity.
  • the output signal Vcl of the piezoelectric element 33b and the output signal Vcr of the piezoelectric element 33a corresponding to Coriolica are signals having opposite phases and the same magnitude, and are canceled by the adder circuit 1. Therefore, a constant drive signal is supplied to the vibration gyro 31 which is not related to the generated Coriolica.
  • the drive signal is in phase with the output signal Vsa of the adder circuit 1, and the amplitude is proportional.
  • the signal Vda output from the differential amplifier circuit 4 in response to Coriolis is a drive signal for driving the vibration gyro 31, that is, the output signal Vs a of the adder circuit 1 in phase with this signal. It becomes 0 at the maximum amplitude point, and becomes maximum at the zero crossing point of Vsa, and the phase difference between the output signal Vsa of the adder circuit 1 and the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is 90 °.
  • the phase difference between the output signal Vsa of the addition circuit 1 and the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is not necessarily 90 ° due to factors caused by the structure, material, dimensions, etc. of the vibration gyro 31. Is not limited.
  • the phase difference ⁇ ps between the output signal Vsa of the adder circuit 1 and the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is greater than 90 °.
  • the phase difference actually generated between Vsa and Vda without fixing the phase shift amount of the timing signal Vck from the output signal Vsa of the adder circuit 1 to 90 °. Set according to. Then, synchronous detection of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is performed at the timing of the timing signal Vck phase-shifted from the output signal Vsa of the adder circuit 1 by the set phase difference ⁇ ps. Therefore, the phase shift circuit 3 creates a square-wave timing signal Vck whose phase is shifted by ⁇ ps from the output signal Vsa of the adder circuit 1 and supplies it to the synchronous detection circuit 5 as a timing signal for synchronous detection.
  • the synchronous detection circuit 5 converts the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 that is an AC signal into a signal Vfr by full-wave rectification in synchronization with the timing signal Vck, and then integrates (or smoothes). ) And output the DC signal Vsd. That is, when the timing signal Vck is at a low level, the negative voltage of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is inverted and added in the positive voltage direction. The Since full-wave rectification is used, the detection sensitivity of signal Vda can be increased and the value of signal Vsd can be increased compared to half-wave rectification.
  • the output signal Vsd of the synchronous detection circuit 5 has a polarity corresponding to the direction of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 31 and is proportional to the magnitude of the rotational angular velocity. Then, the DC amplifier circuit 6 amplifies the signal Vsd to a predetermined magnitude and outputs a signal S.
  • FIG. 5 shows an example of the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4, that is, the detection sensitivity of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 31.
  • the vertical axis represents the magnitude of the output signal S of the DC amplifier circuit 6.
  • the magnitude of the output signal Vsd of the synchronous detection circuit 5 may be used.
  • the horizontal axis represents the phase shift amount ⁇ of the timing signal Vck with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1.
  • the characteristics shown in FIG. 5 are made of amorphous carbon and have a length 32 mm, a width 0.58 mm and a thickness 0.6 mm as shown in FIG. 2, and piezoelectric elements 33a and 33b made of PZT.
  • the characteristics shown in FIG. 5 are merely examples. If the structure, material, dimensions, and the like of the vibrating gyroscope are changed, the characteristics differ from those in FIG. Of course, depending on the vibration gyro, the maximum sensitivity can be obtained when the phase difference of the timing signal Vck from the drive signal is 90 ° or in the vicinity of the principle. Even in this case, the phase difference ⁇ ps is set to 90 ° based on the phase difference characteristic of the sensitivity S as shown in FIG. 5 obtained in advance as described above.
  • phase difference ⁇ ps of the timing signal Vck with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1 is represented by the phase difference of the output signal Vsd of the differential amplifier circuit 4 with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1.
  • the sensitivity is flat at the maximum sensitivity, and in the phase difference range, the sensitivity due to the difference in phase difference Since there is no difference or it is so small that it can be ignored in practice, the set phase difference ⁇ ps should be set within the phase difference range.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the phase shift circuit 3.
  • the phase shift circuit 3 has an integrating circuit composed of a resistor 63 and a capacitor 64 as a delay circuit that causes a phase delay in the output signal Vsa of the adder circuit 1 that is input.
  • One end of the resistor 63 is connected to the output side of the adder circuit 1, and the other end is connected to the positive input terminal of the operational amplifier 65.
  • the capacitor 64 has one end connected to the other end of the resistor 63 and the other end grounded.
  • two resistors 61 and 62 connected in series are connected.
  • the negative input terminal of the operational amplifier 65 is connected between the resistor 61 and the resistor 62.
  • the output terminal of op amp 65 is connected to the input terminal of comparator 66.
  • the output signal Vsa of the adder circuit 1 is input to the positive input terminal of the operational amplifier 65 after passing through the integrating circuit composed of the resistor 63 and the capacitor 64. Since the potential of the negative input terminal of the operational amplifier 65 becomes the potential of the positive input terminal, the voltage across the resistor 61 is the difference between the output of the integrating circuit and the output Vsa of the adding circuit 1. The current that flows due to the voltage across the resistor 61 flows through the resistor 62 as it is, and the output voltage of the operational amplifier 65 is determined. This op amp As the output of 65 passes through the comparator 66, the output signal (timing signal) Vck of the phase shift circuit 3 as shown in FIG. 4 is obtained.
  • the resistance value of the resistor 63 is Rps
  • the capacitance of the capacitor 64 is Cps
  • the resistance value of the resistor 61 is equal to the resistance value of the resistor 62
  • the frequency of the output signal Vsa of the adding circuit 1 is Assuming that fo, the phase difference between the input and output of the phase shift circuit 3, that is, the phase difference ⁇ ps of the timing signal Vck with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1 is determined by the following equation (1).
  • phase delay amount ⁇ ps is determined by the time constant (Rps'Cps)
  • the resistance value Rps of resistor 63 or the capacitance Cps of capacitor 64 is adjusted (including adjustment of the number of stages of resistor 63 and capacitor 64) By doing so, the desired phase difference ⁇ ps can be easily set.
  • the phase shift circuit 3 is not limited to the one using the phase delay by the delay circuit (integration circuit), but may be the one using the phase advance by the advance circuit (differentiation circuit).
  • the vibrating gyro unit has also been required to be downsized and low priced.
  • the relationship between the phase difference 0 and the sensitivity S as shown in FIG. 5 is obtained, and based on this, the resistance value Rps of the resistor 63 or the capacitor 64 is obtained.
  • the phase difference setting value ⁇ ps that can achieve high sensitivity is determined by adjusting the capacitance Cps.
  • the IC is converted into an IC with the set value ⁇ ps, and the output of the IC is observed with an oscilloscope to check the correct force.
  • the resistor 63 has a configuration in which a large number of resistors are connected by fuses, and the resistance value Rps of the resistor 63 is adjusted by cutting a fuse at an arbitrary position by means of applying a laser or a high voltage, 0 Adjust ps.
  • a characteristic diagram as shown in Fig. 5 is obtained for a plurality of vibration gyros, and the statistical data power of the plurality of characteristic diagrams is also determined. Alternatively, it may be determined from the characteristic diagram of one vibrating gyroscope.
  • the set value ⁇ ps is commonly applied to vibration gyroscopes of the same standard that have the same structure, dimensions, material, manufacturing conditions, and the like.
  • FIG. 8 is a perspective view of a vibrating gyroscope 41 according to the second embodiment
  • FIG. 9 is a sectional view thereof.
  • the vibration gyro 41 includes a triangular prism-shaped vibrator 42 having a regular triangular cross section, and three piezoelectric elements 43a, 43b, and 43c attached to three side surfaces of the vibrator 42, respectively.
  • the piezoelectric element 43c functions as a drive piece for supplying a drive signal to the vibration gyro 41, and the piezoelectric elements 43a and 43b function as a detection piece for detecting a signal corresponding to the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 41. To do.
  • the vibrator 42 also has a material force that causes mechanical bending vibration, such as amorphous carbon, elimba, Fe-Ni alloy, quartz, glass, quartz, and ceramics.
  • the three piezoelectric elements 43a to 43c all have the same shape (cuboid shape) and the same dimensions, and are arranged symmetrically with respect to the central axis in the longitudinal direction of the vibrator 42.
  • the vibration gyro 41 is connected to the vibration gyro circuit shown in FIG. 7, and the vibration gyro unit according to the second embodiment is constituted by this circuit and the vibration gyro 41.
  • the circuit for the vibration girder includes the adder circuit 1, the oscillation circuit 2, the differential amplifier circuit 4, the synchronous detection circuit 5, the phase shift circuit 3, and the DC amplifier circuit 6. Is provided.
  • the vibration gyro 41, the addition circuit 1, and the oscillation circuit 2 constitute a self-excited oscillation circuit 7b that drives the vibration gyro port 41 to self-oscillate at the resonance frequency of the bending vibration of the vibration gyro 41.
  • the output signal Vgo of the oscillation circuit 2 is applied to the piezoelectric element 43c which is a drive piece.
  • the output signal Vgl of the piezoelectric element 43b, which is the detection piece, and the output signal Vgr of the piezoelectric element 43a are input to the addition circuit 1 and added.
  • the output signal Vsa of the adder circuit 1 is input to the oscillation circuit 2 and the phase shift circuit 3.
  • the output signal Vgl of the piezoelectric element 43b and the output signal Vgr of the piezoelectric element 43a are also input to the differential amplifier circuit 4.
  • the differential amplifier circuit 4 outputs a signal Vda corresponding to the difference between Vgl and Vgr, and the signal Vda is detected by the synchronous detection circuit 5 in synchronization with the timing signal Vck output from the phase shift circuit 3. .
  • the DC amplification circuit 6 amplifies the DC signal Vsd synchronously detected by the synchronous detection circuit 5 and outputs a signal S.
  • the vibration gyro 41 is driven by the self-excited oscillation circuit 7b, and the piezoelectric element 43c is attached. Bend and vibrate in the direction perpendicular to the longitudinal direction and the longitudinal direction (y direction in FIG. 7). In the state where the rotational angular velocity is added around the central axis C in the longitudinal direction of the vibration gyro 41, the distortion of the piezoelectric element 43b and the piezoelectric element 43a is generated in exactly the same way, so the output signal from the piezoelectric element 43b Vgl and the output signal Vgr from the piezoelectric element 43a have the same amplitude and phase, and therefore the output of the differential amplifier circuit 4 is zero.
  • the output signal Vgl of the piezoelectric element 43b when the rotational angular velocity is applied is a signal in which an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 41 and an output signal Vcl corresponding to Coriolica are superimposed.
  • the output signal Vgr of the piezoelectric element 43a when the rotational angular velocity is applied is a signal obtained by superimposing the output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 41 and the output signal Vcr corresponding to Coriolica. .
  • the output signal of the piezoelectric element 43b and the output signal of the piezoelectric element 43a corresponding to the drive signal are canceled by the differential amplifier circuit 4 because they are in-phase and the same magnitude.
  • the output signal Vcl of the piezoelectric element 43b corresponding to the Coriolis force and the output signal Vcr of the piezoelectric element 43a are signals of opposite phase and the same magnitude. Therefore, the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is proportional to (Vcl ⁇ Vcr), and the differential amplifier circuit 4 outputs only a signal corresponding to the magnitude of the rotational angular velocity.
  • the output signal Vcl of the piezoelectric element 43b corresponding to Coriolica and the output signal Vcr of the piezoelectric element 43a are signals having opposite phases and the same magnitude, and are canceled by the adding circuit 1. Therefore, a constant drive signal is supplied to the vibration gyro 41 which is not related to the generated Coriolis.
  • the drive signal is in phase with the output signal Vsa of the adder circuit 1, and the amplitude is proportional.
  • the phase shift amount of the timing signal Vc k from the output signal Vsa of the adder circuit 1 is actually calculated between Vsa and Vda. Set according to the phase difference generated in.
  • the phase shift circuit 3 creates a square-wave timing signal Vck whose phase is shifted by ⁇ ps from the output signal Vsa of the addition circuit 1 and supplies it to the synchronous detection circuit 5 as a timing signal for synchronous detection.
  • the synchronous detection circuit 5 converts the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 that is an AC signal into a signal Vfr by full-wave rectification in synchronization with the timing signal Vck, and then integrates (or smoothes) ) And output the DC signal Vsd.
  • This signal Vsd has a polarity corresponding to the direction of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 41, and is proportional to the magnitude of the rotational angular velocity.
  • the direct current amplifier 6 amplifies the signal Vsd to a predetermined magnitude and outputs a signal S.
  • the detection sensitivity of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 that is, the detection sensitivity of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 41, and the timing signal Vck for the output signal Vsa of the adder circuit 1
  • the phase difference ⁇ ps is set based on the relationship between the phase shift amount 0 and the phase shift amount 0 obtained in advance. Therefore, synchronous detection of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 with the timing signal Vck in which the phase shift amount with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1 is set to ⁇ ps can increase the detection sensitivity of Vda. As a result, the detection sensitivity of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 41 can be increased.
  • FIG. 11 is a perspective view of a vibrating gyroscope 51 according to the third embodiment
  • FIG. 12 is a sectional view thereof.
  • the vibration gyro 51 includes a columnar vibrator 52 and electrodes 53a to 53f formed on the outer peripheral surface of the vibrator 52.
  • the electrodes 53a, 53b, and 53c are independent of each other, and the electrodes 53d to 53f are connected to a common ground.
  • the electrode 53c functions as a drive piece for supplying a drive signal to the vibration gyro 51, and the electrodes 53a and 53b function as a detection piece for detecting the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 51.
  • the vibrator 52 is made of a piezoelectric material such as piezoelectric ceramics. All the electrodes 53 a to 53 f are arranged so as to be parallel to the longitudinal direction of the vibrator 52. Each of the electrodes 53a to 53f is arranged at a position obtained by dividing the circumference of a circle appearing in a cross section of the vibrator 52 into six equal parts.
  • the vibration gyro 51 is connected to the vibration gyro circuit shown in FIG. 10, and this circuit and the vibration gyro 51 constitute a vibration gyro unit according to the third embodiment.
  • the circuit for the vibration girder includes the adder circuit 1, the oscillation circuit 2, the differential amplifier circuit 4, the synchronous detection circuit 5, the phase shift circuit 3, and the DC amplifier circuit 6. Is provided.
  • the vibration gyro 51, the addition circuit 1, and the oscillation circuit 2 constitute a self-excited oscillation circuit 7c that drives the vibration gyro port 51 to self-oscillate at the resonance frequency of the bending vibration of the vibration gyro 51.
  • the output signal Vgo of the oscillation circuit 2 is applied to the electrode 53c which is a drive piece.
  • the output signal Vgl from the electrode 53a and the output signal Vgr from the electrode 53b, which are detection pieces, are input to the addition circuit 1 and added.
  • the output signal Vsa of the adder circuit 1 is input to the oscillation circuit 2 and the phase shift circuit 3.
  • the output signal Vgl from the electrode 53a and the output signal Vgr from the electrode 53b are also input to the differential amplifier circuit 4.
  • the differential amplifier circuit 4 outputs a signal Vda corresponding to the difference between Vgl and Vgr, and the signal Vda is detected by the synchronous detection circuit 5 in synchronization with the timing signal Vck output from the phase shift circuit 3. .
  • the DC amplification circuit 6 amplifies the DC signal Vsd synchronously detected by the synchronous detection circuit 5 and outputs a signal S.
  • the vibration gyro 51 is driven by the self-excited oscillation circuit 7c, and bends and vibrates in the direction orthogonal to the surface of the electrode 53c as a driving piece and the longitudinal direction (y direction in FIG. 10). Vibration When the rotational angular velocity is not applied around the longitudinal central axis C of the gyro 51, the distortion of the electrodes 53a and 53b occurs in exactly the same way, so the output signal Vg 1 from the electrode 53a and the output from the electrode 53b The signal Vgr has the same amplitude and phase, and therefore the output of the differential amplifier circuit 4 is zero.
  • the output signal Vgl of the electrode 53a when the rotational angular velocity is applied is a signal in which an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 51 and an output signal Vcl corresponding to Coriolica are superimposed.
  • the output signal Vgr of the electrode 53b when the rotational angular velocity is applied is a signal in which an output signal corresponding to the drive signal supplied to the vibration gyro 51 and an output signal Vcr corresponding to Coriolica are superimposed. is there.
  • the output signal of the electrode 53a and the output signal of the electrode 53b according to the drive signal are signals having the same phase and the same magnitude, they are canceled by the differential amplifier circuit 4.
  • the output signal Vcl of the electrode 53a and the output signal Vcr of the electrode 53b corresponding to Coriolis are signals of opposite phase and the same magnitude. Therefore, the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is proportional to (Vcl ⁇ Vcr), and only a signal corresponding to the magnitude of the rotational angular velocity is output from the differential amplifier circuit 4.
  • the output signal Vcl of the piezoelectric element 53a and the output signal Vcr of the piezoelectric element 53b corresponding to Coriolica are signals of opposite phase and the same magnitude, they are canceled by the adder circuit 1. Therefore, a constant drive signal is supplied to the vibration gyro 51 which is not related to the generated Coriolica.
  • the drive signal is in phase with the output signal Vsa of the adder circuit 1, and the amplitude is proportional.
  • the phase shift amount of the timing signal Vck from the output signal Vsa of the adder circuit 1 is actually calculated between Vsa and Vda. Set according to the phase difference generated in. Then, the synchronous detection of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 is performed at the timing of the timing signal Vck phase-shifted from the output signal Vsa of the calo arithmetic circuit 1 by the set phase difference ⁇ ps. Therefore, the phase shift circuit 3 creates a square-wave timing signal Vck whose phase is shifted by ⁇ ps from the output signal Vsa of the addition circuit 1 and supplies it to the synchronous detection circuit 5 as a timing signal for synchronous detection.
  • the synchronous detection circuit 5 converts the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 which is an AC signal into a signal Vfr by full-wave rectification in synchronization with the timing signal Vck, and then integrates (or smoothes) ) And output the DC signal Vsd.
  • This signal Vsd has a polarity corresponding to the direction of the rotational angular velocity applied to the vibrating gyroscope 51, and is proportional to the magnitude of the rotational angular velocity.
  • the current amplifier 6 amplifies the signal Vsd to a predetermined magnitude and outputs a signal S.
  • the detection sensitivity of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 that is, the detection sensitivity of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 51, and the timing signal Vck for the output signal Vsa of the adder circuit 1
  • the phase difference ⁇ ps is set based on the relationship between the phase shift amount 0 and the phase shift amount 0 obtained in advance. Therefore, synchronous detection of the output signal Vda of the differential amplifier circuit 4 with the timing signal Vck in which the phase shift amount with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1 is set to ⁇ ps can increase the detection sensitivity of Vda. As a result, the detection sensitivity of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 51 can be increased.
  • the phase difference ⁇ ps is the phase difference of the timing signal Vck with respect to the output signal Vsa of the adder circuit 1, but the output signal Vgo of the oscillator circuit 2 is
  • the phase difference ⁇ ps may be the phase difference of the timing signal Vck with respect to the output signal Vgo of the oscillation circuit 2 because it is in phase and proportional to the amplitude of the output signal Vsa.
  • the phase difference of the timing signal for synchronous detection with respect to the drive signal is obtained in advance in a state where the rotation gyro is added by driving the vibration gyro. Since it is set based on the phase difference characteristics of the detection sensitivity of the output signal of the circuit, the phase difference that can obtain high sensitivity differs depending on the type and structure of the vibrating gyroscope, and even if the phase difference that can obtain that high sensitivity is obtained. As a result, the rotational angular velocity can be detected with high sensitivity and the noise-to-noise ratio (SZN ratio) can be improved.
  • SZN ratio noise-to-noise ratio
  • the phase difference of the timing signal for synchronous detection with respect to the drive signal is obtained in advance in a state where the vibration gyro is driven and the rotational angular velocity is added. Because it is set based on the phase difference characteristics of the detection sensitivity of the output signal, even if the phase difference that can obtain high sensitivity differs depending on the type and structure of the vibration gyroscope, it is set to a phase difference that can obtain that high sensitivity. As a result, the rotational angular velocity can be detected with high sensitivity and the noise-to-noise ratio (SZN ratio) can be improved. In general, since the sensitivity decreases when the vibration gyro is small, the ability to detect the rotational angular velocity with high sensitivity is advantageous for downsizing the vibration gyro.
  • the synchronous detection for the drive signal is performed.
  • the phase difference of the timing signal is the phase difference characteristic of the detection sensitivity of the signal according to the difference between the output signals of the two detection pieces of the vibration gyro, which is obtained in the state where the vibration gyro is driven and the rotational angular velocity is applied. Therefore, even if the phase difference for obtaining high V and sensitivity differs depending on the type and structure of the vibrating gyroscope, it can be set to the phase difference for obtaining high sensitivity. Rotational angular velocity can be detected with high sensitivity and the noise-to-noise ratio (SZN ratio) can be improved.
  • SZN ratio noise-to-noise ratio

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

 振動ジャイロ(31)の2つの検出片の出力信号の差(Vgl-Vgr)に応じた信号Vdaを出力する差動増幅回路(4)と、差動増幅回路(4)の出力信号Vdaを同期検波する同期検波回路(5)と、振動ジャイロ(31)に供給される駆動信号(加算回路1の出力信号)Vsaに対して位相がシフトされた信号を同期検波用のタイミング信号Vckとして同期検波回路(5)に供給する移相回路(3)とを備え、駆動信号Vsaとタイミング信号Vckとの位相差θpsは、振動ジャイロ(31)を駆動させて回転角速度が加えた状態で予め求められた、差動増幅回路(4)の出力信号Vdaの検波感度Sの位相差特性に基づいて設定された、高感度に回転角速度を検出できる振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法を提供する。

Description

明 細 書
振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法 技術分野
[0001] 本発明は、振動している振動子に回転角速度が加わると生じるコリオリカに応じた 信号を検出することにより、その加えられた回転角速度を検出する振動ジャイロ用回 路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法に関し、詳しくは、上記コリオ リカに応じた信号の検波タイミングを振動ジャイロの特性に合わせて最適に設定した 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法に関する。 背景技術
[0002] 従来より、回転角速度を検出するセンサとしてジャイロが知られている。ジャイロの 中でも特に振動子を用いて 、るものは振動ジャイロと呼ばれ、ビデオカメラやデジタ ルスチルカメラの手振れ検知、カーナビゲーシヨンシステムにおける方向検知、自動 車などの移動体の姿勢制御と 、つた様々な用途に広く用いられて 、る。
[0003] 振動ジャイロとしては、四角柱状や三角柱状の振動子に圧電素子を貼り付けたもの や、圧電セラミックスなど力 なる円柱状の振動子に電極を印刷したものが実用化さ れている(例えば、特開 2000— 337883号公報参照)。
[0004] 図 13は、従来の振動ジャイロユニットの構成ブロック図の一例を示す。振動子 32と 、これに貼り付けられた圧電素子 33a、 33bとからなる振動ジャイロ 31は、振動ジャィ 口用回路に接続されている。振動ジャイロ用回路は、加算回路 1と、発振回路 2と、差 動増幅回路 4と、同期検波回路 5と、移相回路 13と、直流増幅回路 6とを備える。振 動ジャイロ 31と加算回路 1と発振回路 2は、振動ジャイロ 31の屈曲振動の共振周波 数で振動ジャイロ 31を自励発振駆動させる自励発振回路 7aを構成する。
[0005] 発振回路 2の出力信号は、振動子 32に入力され、さらに振動子 32表面の導電めつ きを介して圧電素子 33a、 33bにカロわる。圧電素子 33bの出力信号と、圧電素子 33a の出力信号は、加算回路 1に入力され加算される。加算回路 1の出力信号は、発振 回路 2と移相回路 13に入力される。
[0006] また、圧電素子 33bの出力信号と、圧電素子 33aの出力信号は、差動増幅回路 4 にも入力される。差動増幅回路 4は、圧電素子 33bの出力信号と、圧電素子 33aの 出力信号との差に応じた信号を出力し、その信号は同期検波回路 5にて、移相回路 13が出力するタイミング信号に同期して検波される。直流増幅回路 6は、同期検波 回路 5で同期検波された直流信号を増幅する。
[0007] 振動ジャイロ 31は自励発振回路 7aによって駆動され、長手方向に直交する方向に 屈曲振動する。振動ジャイロ 31の長手方向の中心軸のまわりに回転角速度が加わつ て ヽな 、状態では、圧電素子 33bと圧電素子 33aの歪みは全く同じように生じるので 圧電素子 33bからの出力信号と、圧電素子 33aからの出力信号は振幅、位相共に同 一であり、したがって差動増幅回路 4の出力は 0である。
[0008] 振動ジャイロ 31が上述のように屈曲振動している状態で、振動ジャイロ 31の長手方 向の中心軸のまわりに回転角速度が加わった場合には、長手方向及び屈曲振動方 向に対して直角な方向にコリオリカが発生し、そのコリオリカによって屈曲振動の向き が変わり、 2つの検出片 (圧電素子 33a、 33b)間に出力差が生じ、差動増幅回路 4か らはその差に比例した出力信号が得られる。
[0009] 回転角速度が加わったときの圧電素子 33bの出力信号は、振動ジャイロ 31に供給 される駆動信号に応じた出力信号と、コリオリカに応じた出力信号とが重畳された信 号である。同様に、回転角速度が加わったときの圧電素子 33aの出力信号は、振動 ジャイロ 31に供給される駆動信号に応じた出力信号と、コリオリカに応じた出力信号 とが重畳された信号である。
[0010] 上記駆動信号に応じた圧電素子 33bの出力信号と圧電素子 33aの出力信号とは、 同相で同じ大きさの信号であるため差動増幅回路 4で相殺される。これに対して、コリ オリ力に応じた圧電素子 33bの出力信号と圧電素子 33aの出力信号とは、逆相で同 じ大きさの信号である。したがって、差動増幅回路 4の出力信号は、圧電素子 33bか らの出力信号と圧電素子 33aからの出力信号との差に比例となり、差動増幅回路 4か らは回転角速度の大きさに応じた信号のみが出力される。なお、振動ジャイロ 31を駆 動するための駆動信号は、加算回路 1の出力信号と同相であり、振幅は比例関係に ある。
[0011] コリオリカは駆動信号による屈曲振動の方向に対して直交する方向に発生するた め、コリオリカに応じて差動増幅回路 4から出力される信号は、原理上は、駆動信号 と相関がある(同相の)加算回路 1の出力信号の振幅最大点で 0となり、加算回路 1の 出力信号のゼロクロス点で最大となり、加算回路 1の出力信号と、差動増幅回路 4の 出力信号との位相差は 90°となる。したがって、同期検波回路 5は、加算回路 1の出 力信号との間に 90°の位相差を持つ移相回路 13の出力信号のタイミングで差動増 幅回路 4の出力信号を検波すればょ 、。
発明の開示
[0012] 従来においては、差動増幅回路 4の出力信号は、加算回路 1の出力信号に対して 90°の位相差を持つことを前提とした信号処理を行っている。しかし、振動ジャイロ 31 の構造、材質、寸法などに起因する要因によって、加算回路 1の出力信号と、差動増 幅回路 4の出力信号との位相差は必ずしも 90°になるとは限らない。したがって、上 記位相差が 90°ではない特性を有する振動ジャイロに対して、加算回路 1の出力信 号から位相が 90°シフトされた移相回路 13のタイミング信号で、差動増幅回路 4の出 力信号を同期検波してしまうと、差動増幅回路 4の出力信号の検波感度、すなわち 回転角速度の検出感度が最大と成り得ず、またノイズは振動ジャイロの構造、材質、 寸法などによってあまり変わらないので、回転角速度の検出に際しての SZN比が悪 ィ匕すること〖こなる。
[0013] 本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、高感度に回転角 速度を検出できる振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検 出方法を提供することにある。
[0014] 本発明は前記課題を解決するため以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の振動ジャイロ用回路は、振動ジャイロの 2つの検出片の出力信 号の差に応じた信号を出力する差動増幅回路と、差動増幅回路の出力信号を同期 検波する同期検波回路と、振動ジャイロに供給される駆動信号に対して位相がシフト された信号を同期検波用のタイミング信号として同期検波回路に供給する移相回路 とを備え、駆動信号とタイミング信号との位相差は、振動ジャイロを駆動させて回転角 速度を加えた状態で予め求められた、差動増幅回路の出力信号の検波感度の位相 差特性に基づ!/ヽて設定された。 [0015] また、本発明の振動ジャイロユニットは、 2つの検出片を有する振動ジャイロと、それ ら検出片の出力信号の差に応じた信号を出力する差動増幅回路と、差動増幅回路 の出力信号を同期検波する同期検波回路と、振動ジャイロに供給される駆動信号に 対して位相がシフトされた信号を同期検波用のタイミング信号として同期検波回路に 供給する移相回路とを備え、駆動信号とタイミング信号との位相差は、振動ジャイロを 駆動させて回転角速度を加えた状態で予め求められた、差動増幅回路の出力信号 の検波感度の位相差特性に基づ 、て設定された。
[0016] ここで、振動ジャイロの 2つの検出片の出力信号の差は、振動ジャイロに回転角速 度が加わって 、な 、状態では 0であり、回転角速度が加えられるとその回転角速度 に応じた大きさとなる。したがって、差動増幅回路は、振動ジャイロに回転角速度が カロわって 、な 、状態では出力が 0であり、回転角速度が加えられるとその回転角速 度に応じた大きさの信号を出力する。差動増幅回路の出力信号は交流信号であり、 同期検波回路は、その差動増幅回路の出力信号を同期検波して直流に整流する。 移相回路は、その同期検波のためのタイミング信号を作り、そのタイミング信号に同 期して差動増幅回路の出力信号は整流される。
[0017] タイミング信号は、振動ジャイロに供給される駆動信号に対して位相がシフトされて おり、その位相のシフト量 (駆動信号とタイミング信号との位相差)は、振動ジャイロが 駆動されて回転角速度が加えられた状態で予め求められた、差動増幅回路の出力 信号の検波感度の位相差特性に基づ 、て設定されて 、る。差動増幅回路の出力信 号の検波感度とは、差動増幅回路の出力信号の整流後の直流信号の大きさであり、 振動ジャイロに加わった回転角速度の検出感度に対応する。すなわち、本発明では
、上記位相差を様々に変えた場合のその位相差と回転角速度の検出感度との関係 を予め求め、これに基づいて、高い感度が得られる位相差を設定値として設定する。 従来のように、上記位相差を 90°に固定するのではなぐ振動ジャイロの特性に合わ せて最適な位相差の設定を行うことができ、回転角速度の高感度の検出を実現する
[0018] また、移相回路としては、入力される駆動信号を、抵抗とコンデンサの時定数で決 められる位相差だけ遅延させる積分回路を含む構成とすれば、抵抗の抵抗値の調 整 (抵抗の段数を変えることによる抵抗値の調整も含む)またはコンデンサの容量の 調整 (コンデンサの段数を変えることによる容量の調整も含む)により簡単に所望の位 相差に設定でき、また回路構成も簡単であり、安価に上述した機能を有する移相回 路を実現できる。
[0019] また、本発明の振動ジャイロの出力検出方法は、振動ジャイロの 2つの検出片の出 力信号の差に応じた信号を、前記振動ジャイロに供給される駆動信号に対して位相 がシフトされたタイミング信号で同期検波することで前記振動ジャイロに加えられた回 転角速度を検出する振動ジャイロの出力検出方法であって、
振動ジャイロに供給される駆動信号と、この駆動信号に対して位相がシフトされたタ イミング信号との位相差を、振動ジャイロを駆動させて回転角速度を加えた状態で予 め求められた、振動ジャイロの 2つの検出片の出力信号の差に応じた信号の検波感 度の位相差特性に基づ!ヽて設定し、この設定された位相差の分駆動信号に対して 位相がシフトされたタイミング信号で、 2つの検出片の出力信号の差に応じた信号の 同期検波を行う。
[0020] ここで、振動ジャイロの 2つの検出片の出力信号の差は、振動ジャイロに回転角速 度が加わって 、な 、状態では 0であり、回転角速度が加えられるとその回転角速度 に応じた大きさとなる。したがって、それら検出片の出力信号の差に応じた信号は、 振動ジャイロに回転角速度が加わって 、な 、状態では 0であり、回転角速度が加えら れるとその回転角速度に応じた大きさの信号となる。この検出片の出力信号の差に 応じた信号は交流信号であり、これは、振動ジャイロに供給される駆動信号に対して 位相がシフトされたタイミング信号に同期して検波されて直流に整流される。
[0021] そのタイミング信号の位相シフト量 (駆動信号とタイミング信号との位相差)は、振動 ジャイロが駆動されて回転角速度が加えられた状態で予め求められた、検出片の出 力信号の差に応じた信号の検波感度の位相差特性に基づ 、て設定されて 、る。検 出片の出力信号の差に応じた信号の検波感度とは、検出片の出力信号の差に応じ た信号の整流後の直流信号の大きさであり、振動ジャイロに加わった回転角速度の 検出感度に対応する。すなわち、本発明では、上記位相差を様々に変えた場合のそ の位相差と回転角速度の検出感度との関係を予め求め、これに基づいて、高い感度 が得られる位相差を設定値として設定する。従来のように、上記位相差を 90°に固定 するのではなぐ振動ジャイロの特性に合わせて最適な位相差の設定を行うことがで き、回転角速度の高感度の検出を実現する。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る振動ジャイロユニットの構成を示すプロ ック図である。
[図 2]図 2は、図 1に示した振動ジャイロの斜視図である。
[図 3]図 3は、同振動ジャイロの断面図である。
[図 4]図 4は、図 1に示した振動ジャイロ用回路の各部における電圧波形のタイムチヤ ート図である。
[図 5]図 5は、駆動信号と同期検波用のタイミング信号との間の位相差 Θと、回転角速 度の検出感度 Sとの関係の一例を示すグラフである。
[図 6]図 6は、図 1に示した移相回路の一例を示す回路図である。
[図 7]図 7は、本発明の第 2の実施形態に係る振動ジャイロユニットの構成を示すプロ ック図である。
[図 8]図 8は、図 7に示した振動ジャイロの斜視図である。
[図 9]図 9は、同振動ジャイロの断面図である。
[図 10]図 10は、本発明の第 3の実施形態に係る振動ジャイロユニットの構成を示す ブロック図である。
[図 11]図 11は、図 10に示した振動ジャイロの斜視図である。
[図 12]図 12は、同振動ジャイロの断面図である。
[図 13]図 13は、従来例の振動ジャイロユニットの構成を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に 説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなぐ本発明の技 術的思想に基づ 、て種々の変形が可能である。
[0024] [第 1の実施形態]
図 2は第 1の実施形態に係る振動ジャイロ 31の斜視図であり、図 3はその断面図で ある。振動ジャイロ 31は、表面に導電体がめっきされた四角柱状の振動子 32と、この 振動子 32の第 1の側面 32aに貼り付けられた 2つの圧電素子 33a、 33bとから構成さ れる。圧電素子 33a、 33bは、振動ジャイロ 31に駆動信号を供給するための駆動片と 、振動ジャイロ 31に加わった回転角速度に応じた信号を検出するための検出片とを 兼ねている。
[0025] 振動子 32は、例えば、アモルファスカーボン、エリンバ、 Fe— Ni合金、石英、ガラス 、水晶、セラミックスなどの機械的屈曲振動を生じる材料力もなる。 2つの圧電素子 33 a、 33bは、それぞれ、振動子 32と同じ長さを有する四角柱状を呈し、振動子 32の長 手方向に沿って延在し、両者の間に間隙を形成して互いに向き合つている。圧電素 子 33aと圧電素子 33bとは、振動子 32の第 1の側面 32aを短手方向に二分する中心 線に関して対称である。
[0026] 振動ジャイロ 31は振動ジャイロ用回路に接続され、この回路と振動ジャイロ 31とか ら振動ジャイロユニットが構成される。振動ジャイロ用回路は、図 1に示すように、加算 回路 1と、発振回路 2と、差動増幅回路 4と、同期検波回路 5と、移相回路 3と、直流増 幅回路 6とを備える。振動ジャイロ 31と加算回路 1と発振回路 2は、振動ジャイロ 31の 屈曲振動の共振周波数で振動ジャイロ 31を自励発振駆動させる自励発振回路 7aを 構成する。振動ジャイロ用回路は、例えば 1つの半導体チップに IC (integrated circui t)化されてなる。その半導体チップは、ベアチップあるいはパッケージングされて回 路基板に実装され、この回路基板には振動ジャイロ 31も搭載され、振動ジャイロュ- ットを構成する。
[0027] 発振回路 2の出力信号 Vgoは、振動子 32の第 1の側面 32aと対向する第 2の側面 3 2bに入力され、さらに振動子 32表面の導電めつきを介して第 1の側面 32aに貼り付 けられた圧電素子 33a、 33bにカロわる。圧電素子 33bの出力信号 Vglと、圧電素子 3 3aの出力信号 Vgrは、加算回路 1に入力され加算される。加算回路 1の出力信号 Vs aは発振回路 2で振幅と位相が調整され、駆動信号として振動ジャイロ 31に供給され る。また、加算回路 1の出力信号 Vsaは移相回路 3にも入力される。
[0028] 圧電素子 33bの出力信号 Vglと、圧電素子 33aの出力信号 Vgrは、差動増幅回路 4 にも入力される。差動増幅回路 4は、 Vglと Vgrとの差に応じた信号 Vdaを出力し、そ の信号 Vdaは同期検波回路 5にて、移相回路 3が出力するタイミング信号 Vckに同期 して検波される。直流増幅回路 6は、同期検波回路 5で同期検波された直流信号 Vs dを増幅して信号 Sを出力する。
[0029] 図 4は、上述した各信号波形のタイムチャート図である。左側は振動ジャイロ 31に 回転角速度が加わっていないときの各信号波形を示し、右側は振動ジャイロ 31の長 手方向の中心軸 C (図 1参照)のまわりに回転角速度が加わったときの各信号波形を 示す。
[0030] 振動ジャイロ 31は自励発振回路 7aによって駆動され、第 1、第 2の側面 32a、 32b、 および長手方向に直交する方向(図 1にお 、て y方向)に屈曲振動する。振動ジャィ 口 31の長手方向の中心軸 Cのまわりに回転角速度が加わって 、な 、状態では、圧 電素子 33bと圧電素子 33aの歪みは全く同じように生じるので圧電素子 33bからの出 力信号 Vglと圧電素子 33aからの出力信号 Vgrは振幅、位相共に同一であり、したが つて差動増幅回路 4の出力は 0である。
[0031] 振動ジャイロ 31が y方向に屈曲振動している状態で、振動ジャイロ 31の長手方向 の中心軸 Cのまわりに回転角速度が加わった場合には、長手方向及び y方向の両方 向に対して直角な X方向にコリオリカが発生し、そのコリオリカによって屈曲振動の向 きが変わり、 2つの検出片 (圧電素子) 33a、 33b間に出力差が生じる。
[0032] すなわち、圧電素子 33bからの出力信号 Vglと、圧電素子 33aからの出力信号 Vgr との間に差 (Vgl— Vgr)が生じ、差動増幅回路 4からはその差 (Vgl— Vgr)に比例し た出力信号 Vdaが得られる。
[0033] 回転角速度が加わったときの圧電素子 33bの出力信号 Vglは、振動ジャイロ 31に 供給される駆動信号に応じた出力信号(図 4において破線で示す)と、コリオリカに応 じた出力信号 Vcl (図 4において 1点鎖線で示す)とが重畳された信号である。同様に 、回転角速度が加わったときの圧電素子 33aの出力信号 Vgrは、振動ジャイロ 31に 供給される駆動信号に応じた出力信号(図 4において破線で示す)と、コリオリカに応 じた出力信号 Vcr (図 4において 1点鎖線で示す)とが重畳された信号である。
[0034] 上記駆動信号に応じた圧電素子 33bの出力信号と圧電素子 33aの出力信号とは、 同相で同じ大きさの信号であるため差動増幅回路 4で相殺される。これに対して、コリ オリ力に応じた圧電素子 33bの出力信号 Vclと圧電素子 33aの出力信号 Vcrとは、逆 相で同じ大きさの信号である。したがって、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaは (Vcl— Vcr)に比例となり、差動増幅回路 4からは回転角速度の大きさに応じた信号のみが 出力される。
[0035] また、コリオリカに応じた圧電素子 33bの出力信号 Vclと圧電素子 33aの出力信号 Vcrとは、逆相で同じ大きさの信号であるため、加算回路 1では相殺される。よって、 発生するコリオリカには関係なぐ振動ジャイロ 31には一定の駆動信号が供給される 。なお、駆動信号は、加算回路 1の出力信号 Vsaと同相であり、振幅は比例関係にあ る。
[0036] コリオリカに応じて差動増幅回路 4から出力される信号 Vdaは、原理上は、振動ジャ イロ 31を駆動するための駆動信号、すなわちこれと同相の加算回路 1の出力信号 Vs aの振幅最大点で 0となり、 Vsaのゼロクロス点で最大となり、加算回路 1の出力信号 V saと、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaとの位相差は 90°となる。
[0037] しかし、振動ジャイロ 31の構造、材質、寸法などに起因する要因によって、加算回 路 1の出力信号 Vsaと、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaとの位相差は必ずしも 90°に なるとは限らない。図 4の例では、加算回路 1の出力信号 Vsaと差動増幅回路 4の出 力信号 Vdaとの位相差 Θ psは 90°より大きくなつている。
[0038] そこで、本実施形態では、タイミング信号 Vckの、加算回路 1の出力信号 Vsaからの 位相シフト量を 90°に固定せずに、実際に Vsaと Vdaとの間で生じている位相差に応 じて設定する。そして、その設定された位相差 Θ psの分だけ加算回路 1の出力信号 Vsaから位相シフトされたタイミング信号 Vckのタイミングで、差動増幅回路 4の出力 信号 Vdaの同期検波を行う。したがって、移相回路 3は、加算回路 1の出力信号 Vsa から位相を Θ psだけシフトした方形波状のタイミング信号 Vckを作り、同期検波回路 5 に同期検波用のタイミング信号として供給する。
[0039] 同期検波回路 5は、交流信号である差動増幅回路 4の出力信号 Vdaを、タイミング 信号 Vckに同期して全波整流することで信号 Vfrに変換した後、積分 (あるいは平滑 ィ匕)し、直流信号 Vsdを出力する。すなわち、タイミング信号 Vckがローレベルのときに 、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの負電圧を正電圧の方向に反転して加え合わせ る。なお、全波整流としていることで、半波整流の場合に比べ、信号 Vdaの検波感度 を高くして、信号 Vsdの値を大きくできる。
[0040] 同期検波回路 5の出力信号 Vsdは、振動ジャイロ 31に加わった回転角速度の方向 に応じた極性を有し、その回転角速度の大きさに比例する。そして、直流増幅回路 6 はその信号 Vsdを所定の大きさまで直流増幅して信号 Sを出力する。
[0041] 図 5は、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの検波感度、すなわち振動ジャイロ 31に 加えられた回転角速度の検出感度の位相差特性の一例を示す。縦軸は、直流増幅 回路 6の出力信号 Sの大きさである。または、同期検波回路 5の出力信号 Vsdの大き さとしてもよい。横軸は、加算回路 1の出力信号 Vsaに対するタイミング信号 Vckの位 相シフト量 Θを表す。
[0042] 図 5に示される特性は、アモルファスカーボンからなり図 2に示すような長さ 7.5mm 、幅 0.58mm、厚さ 0.6mmの寸法の振動子 32と、 PZTからなる圧電素子 33a、 33b とを用いた振動ジャイロ 31を駆動させて上記 y方向に屈曲振動させ、その状態で長 手方向の中心軸 Cのまわりに回転角速度を加え、その駆動条件、加えた回転角速度 の方向及び大きさを同じ条件とした状態で、上記タイミング信号 Vckの位相シフト量 Θを様々に変えて設定したときの、回転角速度を検出した結果である。
[0043] 図 5から明らかなように、加算回路 1の出力信号 Vsaに対するタイミング信号 Vckの 位相シフト量 0が 110°〜150°のときに、高い感度 (最大感度を含む)が得られ、力 つその高い感度で安定している。したがって、図 5の特性を有する振動ジャイロ 31に ついては、 Vsaに対するタイミング信号 Vckの位相シフト量の設定値 Θ psを 110°〜1 50°の範囲に収まるようにすれば、そのタイミング信号 Vckに同期して検波される差動 増幅回路 4の出力信号 Vdaの検波感度を高めることができ、結果として振動ジャイロ 3 1に加わった回転角速度の検出感度を高めることができる。
[0044] もし、図 5の特性を有するものに対して、従来のように 90°に固定した位相差 Θ psの タイミング信号で差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの同期検波を行ってしまうと、信号 Vdaの全波整流及び積分後の直流値力 図 4のタイミングで同期検波を行った場合 よりも小さくなり、この結果、図 5のグラフからもゎカゝるように信号 Sの値すなわち回転 角速度の検出感度が小さくなつてしまう。この場合には、振動ジャイロに加わった回 転角速度が小さいとノイズにまぎれて認識できなくなるおそれがある。また、コリオリカ は振動ジャイロの質量に比例するため、特に小型化された振動ジャイロではコリオリ 力に応じた信号である差動増幅回路 4の出力信号 Vda力 S小さぐよってその信号 Vda を感度良く検波することは重要である。
[0045] なお、図 5に示す特性は一例であって、振動ジャイロの構造、材質、寸法などが変 われば、図 5とは異なった特性となる。もちろん、振動ジャイロによっては、タイミング 信号 Vckの駆動信号に対する位相差が原理どおりに 90°あるいはこの付近のときに 最大感度が得られるものもある。この場合においても、上述のように予め求めた図 5の ような感度 Sの位相差特性に基づいて位相差 Θ psは 90°に設定されること〖こなる。
[0046] なお、図 4に示す例では、加算回路 1の出力信号 Vsaに対するタイミング信号 Vckの 位相差 Θ psを、加算回路 1の出力信号 Vsaに対する差動増幅回路 4の出力信号 Vsd の位相差に一致させて設定している力 必ずしも一致させる必要はなぐ図 5に示し た特性図からもわ力るように、最大感度でフラットになって 、る位相差範囲では位相 差の違いによる感度の違いはない、あるいは実用上無視できるほど小さいため、設定 位相差 Θ psはその位相差範囲内に設定すればよい。
[0047] 図 6は、移相回路 3の一例を示す回路図である。この移相回路 3は、入力される加 算回路 1の出力信号 Vsaに位相遅れを生じさせる遅延回路として、抵抗 63とコンデン サ 64とから構成される積分回路を有している。抵抗 63の一端は加算回路 1の出力側 に接続され、他端はオペアンプ 65の正入力端子に接続されている。コンデンサ 64は 、一端が抵抗 63の他端に接続され、他端が接地されている。抵抗 63の一端とォペア ンプ 65の出力端子との間には、直列接続された 2つの抵抗 61、 62が接続されている 。オペアンプ 65の負入力端子は、抵抗 61と抵抗 62との間に接続されている。ォペア ンプ 65の出力端子はコンパレータ 66の入力端子に接続されている。
[0048] 加算回路 1の出力信号 Vsaは、抵抗 63とコンデンサ 64とから構成される積分回路を 通った後、オペアンプ 65の正入力端子に入力される。オペアンプ 65の負入力端子 の電位は正入力端子の電位となるので、抵抗 61の両端電圧は上記積分回路の出力 と、加算回路 1の出力 Vsaとの差分となる。この抵抗 61の両端電圧により流れる電流 は抵抗 62にそのまま流れ、オペアンプ 65の出力電圧が決定される。このオペアンプ 65の出力がコンパレータ 66を通ることで図 4に示すような移相回路 3の出力信号 (タ イミング信号) Vckを得て 、る。
[0049] ここで、抵抗 63の抵抗値を Rpsとし、コンデンサ 64の容量を Cpsとし、抵抗 61の抵 抗値と抵抗 62の抵抗値とは等しいとし、加算回路 1の出力信号 Vsaの周波数を foと すると、この移相回路 3の入出力間の位相差、すなわち加算回路 1の出力信号 Vsaに 対するタイミング信号 Vckの位相差 Θ psは下記(1)式で決まる。
Θ ps = 2 -tan_1 (2 - π -Rps - Cps -fo) (1)
[0050] すなわち、時定数 (Rps ' Cps)で位相遅れ量 Θ psが決まるので、抵抗 63の抵抗値 R psあるいはコンデンサ 64の容量 Cpsを調整(抵抗 63とコンデンサ 64の段数の調整も 含む)することで、所望の位相差 Θ psを容易に設定できる。
[0051] 移相回路 3としては、遅延回路 (積分回路)による位相の遅れを利用したものに限ら ず、進み回路 (微分回路)による位相の進みを利用したものを用いてもよい。
[0052] 近年、振動ジャイロユニットを搭載する機器の小型化及び低価格化に伴って、振動 ジャイロユニットにも小型化及び低価格ィ匕が求められてきており、振動ジャイロ用回路 は 1つの半導体チップに IC化されている。その回路の製造に際しては、先ず、 IC化 する前の段階で、図 5に示すような位相差 0と感度 Sとの関係を求め、これに基づい て、上記抵抗 63の抵抗値 Rpsあるいはコンデンサ 64の容量 Cpsを調整して、高い感 度を得ることができる位相差の設定値 Θ psを決める。そして、その設定値 Θ psで IC化 し、その ICの出力をオシロスコープで観察し、正しい設定となっている力確認する。
[0053] この確認で、所望の感度が得られて 、な 、場合には、 Θ psを再設定する。例えば、 抵抗 63は多数の抵抗がヒューズによって接続された構成を有し、レーザや高電圧を 加えるなどの手段によって任意の箇所のヒューズを切断することで抵抗 63の抵抗値 Rpsを調整して、 0 psを調整する。
[0054] なお、設定値 Θ psを決めるにあたっては、図 5に示すような特性図を複数個の振動 ジャイロについて求め、これら複数の特性図の統計的データ力も決める。あるいは、 1 個の振動ジャイロの特性図から決めてもよい。そして、設定値 Θ psは、構造、寸法、 材質、製造条件などが同じ、同規格の振動ジャイロについて共通して適用される。
[0055] [第 2の実施形態] 次に、本発明の第 2の実施形態について説明する。なお、上記第 1の実施形態と同 じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
[0056] 第 2の実施形態に係る振動ジャイロ 41の斜視図を図 8に、断面図を図 9に示す。振 動ジャイロ 41は、断面正三角形の三角柱状の振動子 42と、この振動子 42の 3つの 側面にそれぞれ貼り付けられた 3つの圧電素子 43a、 43b、 43cとから構成される。圧 電素子 43cは振動ジャイロ 41に駆動信号を供給するための駆動片として機能し、圧 電素子 43a、 43bは振動ジャイロ 41に加わった回転角速度に応じた信号を検出する ための検出片として機能する。
[0057] 振動子 42は、例えば、アモルファスカーボン、エリンバ、 Fe— Ni合金、石英、ガラス 、水晶、セラミックスなどの機械的屈曲振動を生じる材料力もなる。 3つの圧電素子 43 a〜43cは、何れも同じ形状 (直方体状)、同じ寸法を有し、振動子 42の長手方向の 中心軸に関して対称に配置されている。
[0058] 振動ジャイロ 41は、図 7に示す振動ジャイロ用回路に接続され、この回路と振動ジ ャイロ 41とから第 2の実施形態に係る振動ジャイロユニットが構成される。振動ジャィ 口用回路は、第 1の実施形態と同様に、加算回路 1と、発振回路 2と、差動増幅回路 4 と、同期検波回路 5と、移相回路 3と、直流増幅回路 6とを備える。振動ジャイロ 41と 加算回路 1と発振回路 2は、振動ジャイロ 41の屈曲振動の共振周波数で振動ジャィ 口 41を自励発振駆動させる自励発振回路 7bを構成する。
[0059] 発振回路 2の出力信号 Vgoは、駆動片である圧電素子 43cに加えられる。検出片 である圧電素子 43bの出力信号 Vglと圧電素子 43aの出力信号 Vgrは、加算回路 1 に入力され加算される。加算回路 1の出力信号 Vsaは、発振回路 2と移相回路 3に入 力される。
[0060] また、圧電素子 43bの出力信号 Vglと、圧電素子 43aの出力信号 Vgrは、差動増幅 回路 4にも入力される。差動増幅回路 4は、 Vglと Vgrとの差に応じた信号 Vdaを出力 し、その信号 Vdaは同期検波回路 5にて、移相回路 3が出力するタイミング信号 Vck に同期して検波される。直流増幅回路 6は、同期検波回路 5で同期検波された直流 信号 Vsdを増幅して信号 Sを出力する。
[0061] 振動ジャイロ 41は自励発振回路 7bによって駆動され、圧電素子 43cが貼り付けら れた面、および長手方向に直交する方向(図 7において y方向)に屈曲振動する。振 動ジャイロ 41の長手方向の中心軸 Cのまわりに回転角速度が加わつて ヽな 、状態で は、圧電素子 43bと圧電素子 43aの歪みは全く同じように生じるので圧電素子 43bか らの出力信号 Vglと圧電素子 43aからの出力信号 Vgrは振幅、位相共に同一であり、 したがって差動増幅回路 4の出力は 0である。
[0062] 振動ジャイロ 41が y方向に屈曲振動している状態で、振動ジャイロ 41の長手方向 の中心軸 Cのまわりに回転角速度が加わった場合には、長手方向及び y方向の両方 向に対して直角な X方向にコリオリカが発生し、そのコリオリカによって屈曲振動の向 きが変わり、 2つの検出片 (圧電素子 43a、 43b)間に出力差が生じる。
[0063] すなわち、圧電素子 43bからの出力信号 Vglと、圧電素子 43aからの出力信号 Vgr との間に差 (Vgl— Vgr)が生じ、差動増幅回路 4からはその差 (Vgl— Vgr)に比例し た出力信号 Vdaが得られる。
[0064] 回転角速度が加わったときの圧電素子 43bの出力信号 Vglは、振動ジャイロ 41に 供給される駆動信号に応じた出力信号と、コリオリカに応じた出力信号 Vclとが重畳 された信号である。同様に、回転角速度が加わったときの圧電素子 43aの出力信号 Vgrは、振動ジャイロ 41に供給される駆動信号に応じた出力信号と、コリオリカに応じ た出力信号 Vcrとが重畳された信号である。
[0065] 上記駆動信号に応じた圧電素子 43bの出力信号と圧電素子 43aの出力信号とは、 同相で同じ大きさの信号であるため差動増幅回路 4で相殺される。これに対して、コリ オリ力に応じた圧電素子 43bの出力信号 Vclと圧電素子 43aの出力信号 Vcrとは、逆 相で同じ大きさの信号である。したがって、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaは (Vcl— Vcr)に比例となり、差動増幅回路 4からは回転角速度の大きさに応じた信号のみが 出力される。
[0066] また、コリオリカに応じた圧電素子 43bの出力信号 Vclと圧電素子 43aの出力信号 Vcrとは、逆相で同じ大きさの信号であるため、加算回路 1では相殺される。よって、 発生するコリオリカには関係なぐ振動ジャイロ 41には一定の駆動信号が供給される 。なお、駆動信号は、加算回路 1の出力信号 Vsaと同相であり、振幅は比例関係にあ る。 [0067] そして、第 2の実施形態においても、上記第 1の実施形態と同様、タイミング信号 Vc kの、加算回路 1の出力信号 Vsaからの位相シフト量を、実際に Vsaと Vdaとの間で生 じている位相差に応じて設定する。そして、その設定された位相差 Θ psの分だけカロ 算回路 1の出力信号 Vsaから位相シフトされたタイミング信号 Vckのタイミングで、差 動増幅回路 4の出力信号 Vdaの同期検波を行う。したがって、移相回路 3は、加算回 路 1の出力信号 Vsaから位相を Θ psだけシフトした方形波状のタイミング信号 Vckを 作り、同期検波回路 5に同期検波用のタイミング信号として供給する。
[0068] 同期検波回路 5は、交流信号である差動増幅回路 4の出力信号 Vdaを、タイミング 信号 Vckに同期して全波整流することで信号 Vfrに変換した後、積分 (あるいは平滑 ィ匕)し、直流信号 Vsdを出力する。この信号 Vsdは、振動ジャイロ 41に加わった回転 角速度の方向に応じた極性を有し、その回転角速度の大きさに比例する。そして、直 流増幅回路 6はその信号 Vsdを所定の大きさまで直流増幅して信号 Sを出力する。
[0069] 本実施形態においても、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの検波感度、すなわち振 動ジャイロ 41に加えられた回転角速度の検出感度と、加算回路 1の出力信号 Vsaに 対するタイミング信号 Vckの位相シフト量 0との関係が予め求められ、これに基づい て位相差 Θ psが設定される。よって、加算回路 1の出力信号 Vsaに対する位相シフト 量がその Θ psに設定されたタイミング信号 Vckで、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの 同期検波を行えば、 Vdaの検波感度を高めることができ、結果として振動ジャイロ 41 に加わった回転角速度の検出感度を高めることができる。
[0070] [第 3の実施形態]
次に、本発明の第 3の実施形態について説明する。なお、上記第 1の実施形態と同 じ構成部分には同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
[0071] 第 3の実施形態に係る振動ジャイロ 51の斜視図を図 11に、断面図を図 12に示す。
振動ジャイロ 51は、円柱状の振動子 52と、この振動子 52の外周面に形成された電 極 53a〜53fと力ら構成される。電極 53a、 53b、 53cはそれぞれ独立し、電極 53d〜 53fは共通グランドに接続される。電極 53cは振動ジャイロ 51に駆動信号を供給する ための駆動片として機能し、電極 53a、 53bは振動ジャイロ 51に加わった回転角速 度を検出するための検出片として機能する。 [0072] 振動子 52は圧電セラミックスなどの圧電体からなる。すべての電極 53a〜53fは振 動子 52の長手方向と平行になるように配置されている。また、各々の電極 53a〜53f は、振動子 52を断面して現れる円の円周を 6等分した位置に配置されて 、る。
[0073] 振動ジャイロ 51は、図 10に示す振動ジャイロ用回路に接続され、この回路と振動ジ ャイロ 51とから第 3の実施形態に係る振動ジャイロユニットが構成される。振動ジャィ 口用回路は、第 1の実施形態と同様に、加算回路 1と、発振回路 2と、差動増幅回路 4 と、同期検波回路 5と、移相回路 3と、直流増幅回路 6とを備える。振動ジャイロ 51と 加算回路 1と発振回路 2は、振動ジャイロ 51の屈曲振動の共振周波数で振動ジャィ 口 51を自励発振駆動させる自励発振回路 7cを構成する。
[0074] 発振回路 2の出力信号 Vgoは、駆動片である電極 53cに加えられる。検出片である 電極 53aの出力信号 Vglと電極 53bの出力信号 Vgrは、加算回路 1に入力され加算 される。加算回路 1の出力信号 Vsaは、発振回路 2と移相回路 3に入力される。
[0075] また、電極 53aの出力信号 Vglと、電極 53bの出力信号 Vgrは、差動増幅回路 4に も入力される。差動増幅回路 4は、 Vglと Vgrとの差に応じた信号 Vdaを出力し、その 信号 Vdaは同期検波回路 5にて、移相回路 3が出力するタイミング信号 Vckに同期し て検波される。直流増幅回路 6は、同期検波回路 5で同期検波された直流信号 Vsd を増幅して信号 Sを出力する。
[0076] 振動ジャイロ 51は自励発振回路 7cによって駆動され、駆動片である電極 53cの表 面、および長手方向に直交する方向(図 10において y方向)に屈曲振動する。振動 ジャイロ 51の長手方向の中心軸 Cのまわりに回転角速度が加わっていない状態では 、電極 53aと電極 53bの歪みは全く同じように生じるので電極 53aからの出力信号 Vg 1と電極 53bからの出力信号 Vgrは振幅、位相共に同一であり、したがって差動増幅 回路 4の出力は 0である。
[0077] 振動ジャイロ 51が y方向に屈曲振動している状態で、振動ジャイロ 51の長手方向 の中心軸 Cのまわりに回転角速度が加わった場合には、長手方向及び y方向の両方 向に対して直角な X方向にコリオリカが発生し、そのコリオリカによって屈曲振動の向 きが変わり、 2つの検出片(電極 53a、 53b)間に出力差が生じる。
[0078] すなわち、電極 53aからの出力信号 Vglと、電極 53bからの出力信号 Vgrとの間に 差 (Vgl— Vgr)が生じ、差動増幅回路 4からはその差 (Vgl— Vgr)に比例した出力信 号 Vdaが得られる。
[0079] 回転角速度が加わったときの電極 53aの出力信号 Vglは、振動ジャイロ 51に供給さ れる駆動信号に応じた出力信号と、コリオリカに応じた出力信号 Vclとが重畳された 信号である。同様に、回転角速度が加わったときの電極 53bの出力信号 Vgrは、振 動ジャイロ 51に供給される駆動信号に応じた出力信号と、コリオリカに応じた出力信 号 Vcrとが重畳された信号である。
[0080] 上記駆動信号に応じた電極 53aの出力信号と電極 53bの出力信号とは、同相で同 じ大きさの信号であるため差動増幅回路 4で相殺される。これに対して、コリオリカに 応じた電極 53aの出力信号 Vclと電極 53bの出力信号 Vcrとは、逆相で同じ大きさの 信号である。したがって、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaは (Vcl— Vcr)に比例となり 、差動増幅回路 4からは回転角速度の大きさに応じた信号のみが出力される。
[0081] また、コリオリカに応じた圧電素子 53aの出力信号 Vclと圧電素子 53bの出力信号 Vcrとは、逆相で同じ大きさの信号であるため、加算回路 1では相殺される。よって、 発生するコリオリカには関係なぐ振動ジャイロ 51には一定の駆動信号が供給される 。なお、駆動信号は、加算回路 1の出力信号 Vsaと同相であり、振幅は比例関係にあ る。
[0082] そして、第 3の実施形態においても、上記第 1の実施形態と同様、タイミング信号 Vc kの、加算回路 1の出力信号 Vsaからの位相シフト量を、実際に Vsaと Vdaとの間で生 じている位相差に応じて設定する。そして、その設定された位相差 Θ psの分だけカロ 算回路 1の出力信号 Vsaから位相シフトされたタイミング信号 Vckのタイミングで、差 動増幅回路 4の出力信号 Vdaの同期検波を行う。したがって、移相回路 3は、加算回 路 1の出力信号 Vsaから位相を Θ psだけシフトした方形波状のタイミング信号 Vckを 作り、同期検波回路 5に同期検波用のタイミング信号として供給する。
[0083] 同期検波回路 5は、交流信号である差動増幅回路 4の出力信号 Vdaを、タイミング 信号 Vckに同期して全波整流することで信号 Vfrに変換した後、積分 (あるいは平滑 ィ匕)し、直流信号 Vsdを出力する。この信号 Vsdは、振動ジャイロ 51に加わった回転 角速度の方向に応じた極性を有し、その回転角速度の大きさに比例する。そして、直 流増幅回路 6はその信号 Vsdを所定の大きさまで直流増幅して信号 Sを出力する。
[0084] 本実施形態においても、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの検波感度、すなわち振 動ジャイロ 51に加えられた回転角速度の検出感度と、加算回路 1の出力信号 Vsaに 対するタイミング信号 Vckの位相シフト量 0との関係が予め求められ、これに基づい て位相差 Θ psが設定される。よって、加算回路 1の出力信号 Vsaに対する位相シフト 量がその Θ psに設定されたタイミング信号 Vckで、差動増幅回路 4の出力信号 Vdaの 同期検波を行えば、 Vdaの検波感度を高めることができ、結果として振動ジャイロ 51 に加わった回転角速度の検出感度を高めることができる。
[0085] なお、上記各実施形態では、位相差 Θ psを、加算回路 1の出力信号 Vsaに対して のタイミング信号 Vckの位相差としたが、発振回路 2の出力信号 Vgoは加算回路 1の 出力信号 Vsaと同相かつ振幅比例の関係にあるので、位相差 Θ psを、発振回路 2の 出力信号 Vgoに対してのタイミング信号 Vckの位相差としてもよい。
産業上の利用の可能性
[0086] 本発明の振動ジャイロ用回路によれば、駆動信号に対する同期検波用のタイミング 信号の位相差は、振動ジャイロを駆動させて回転角速度を加えた状態で予め求めら れた、差動増幅回路の出力信号の検波感度の位相差特性に基づいて設定されるの で、振動ジャイロの種類や構造によって高 、感度が得られる位相差が異なって 、て も、その高い感度を得られる位相差に設定でき、この結果、回転角速度の検出が高 感度で行え、対雑音比(SZN比)を向上できる。
[0087] 本発明の振動ジャイロユニットによれば、駆動信号に対する同期検波用のタイミン グ信号の位相差は、振動ジャイロを駆動させて回転角速度を加えた状態で予め求め られた、差動増幅回路の出力信号の検波感度の位相差特性に基づいて設定される ので、振動ジャイロの種類や構造によって高 、感度が得られる位相差が異なって ヽ ても、その高い感度を得られる位相差に設定でき、この結果、回転角速度の検出が 高感度で行え、対雑音比(SZN比)を向上できる。また、一般に振動ジャイロが小型 になると感度は低下するので、回転角速度を高感度で検出できるということは、振動 ジャイロの小型化を図るうえで有利となる。
[0088] 本発明の振動ジャイロの出力検出方法によれば、駆動信号に対する同期検波用の タイミング信号の位相差は、振動ジャイロを駆動させて回転角速度を加えた状態で予 め求められた、振動ジャイロの 2つの検出片の出力信号の差に応じた信号の検波感 度の位相差特性に基づ!、て設定されるので、振動ジャイロの種類や構造によって高 V、感度が得られる位相差が異なって 、ても、その高 、感度を得られる位相差に設定 でき、この結果、回転角速度の検出が高感度で行え、対雑音比(SZN比)を向上で きる。

Claims

請求の範囲
[1] 振動ジャイロの 2つの検出片の出力信号の差に応じた信号を出力する差動増幅回 路と、
前記差動増幅回路の出力信号を同期検波する同期検波回路と、
前記振動ジャイロに供給される駆動信号に対して位相がシフトされた信号を前記同 期検波用のタイミング信号として前記同期検波回路に供給する移相回路と、を備え た振動ジャイロ用回路であって、
前記駆動信号と前記タイミング信号との位相差は、前記振動ジャイロを駆動させて 回転角速度を加えた状態で予め求められた、前記差動増幅回路の出力信号の検波 感度の位相差特性に基づ!、て設定された
ことを特徴とする振動ジャイロ用回路。
[2] 前記移相回路は、抵抗とコンデンサとからなる積分回路を含み、前記積分回路は、 前記駆動信号の入力を受け、前記駆動信号を前記抵抗と前記コンデンサの時定数 で決められる前記位相差だけ遅延させる
ことを特徴とする請求項 1に記載の振動ジャイロ用回路。
[3] 2つの検出片を有する振動ジャイロと、
前記検出片の出力信号の差に応じた信号を出力する差動増幅回路と、 前記差動増幅回路の出力信号を同期検波する同期検波回路と、
前記振動ジャイロに供給される駆動信号に対して位相がシフトされた信号を前記同 期検波用のタイミング信号として前記同期検波回路に供給する移相回路と、を備え た振動ジャイロユニットであって、
前記駆動信号と前記タイミング信号との位相差は、前記振動ジャイロを駆動させて 回転角速度を加えた状態で予め求められた、前記差動増幅回路の出力信号の検波 感度の位相差特性に基づ!、て設定された
ことを特徴とする振動ジャイロユニット。
[4] 前記移相回路は、抵抗とコンデンサとからなる積分回路を含み、前記積分回路は、 前記駆動信号の入力を受け、前記駆動信号を前記抵抗と前記コンデンサの時定数 で決められる前記位相差だけ遅延させる ことを特徴とする請求項 3に記載の振動ジャイロユニット。
[5] 振動ジャイロの 2つの検出片の出力信号の差に応じた信号を、前記振動ジャイロに 供給される駆動信号に対して位相がシフトされたタイミング信号で同期検波すること で前記振動ジャイロに加えられた回転角速度を検出する振動ジャイロの出力検出方 法であって、
前記駆動信号と前記タイミング信号との位相差を、前記振動ジャイロを駆動させて 回転角速度を加えた状態で予め求められた、前記検出片の出力信号の差に応じた 信号の検波感度の位相差特性に基づ 、て設定し、この設定された位相差の分前記 駆動信号に対して位相がシフトされた前記タイミング信号で前記同期検波を行う ことを特徴とする振動ジャイロの出力検出方法。
[6] 前記位相差を、抵抗とコンデンサとから構成され前記駆動信号の入力を受けて前 記駆動信号を遅延させる積分回路の前記抵抗の抵抗値の調整により設定する ことを特徴とする請求項 5に記載の振動ジャイロの出力検出方法。
[7] 前記位相差を、抵抗とコンデンサとから構成され前記駆動信号の入力を受けて前 記駆動信号を遅延させる積分回路の前記コンデンサの容量の調整により設定する ことを特徴とする請求項 5に記載の振動ジャイロの出力検出方法。
PCT/JP2005/017853 2004-10-08 2005-09-28 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法 WO2006040931A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020067011104A KR101158937B1 (ko) 2004-10-08 2005-09-28 진동 자이로용 회로, 진동 자이로 유닛, 진동 자이로의출력 검출 방법
US10/596,252 US7665360B2 (en) 2004-10-08 2005-09-28 Vibration gyro circuitry, vibration gyro unit, and method for detecting vibration gyro output
EP05788006A EP1798520A4 (en) 2004-10-08 2005-09-28 VIBRANT GYROSCOPE CIRCUIT, VIBRANT GYROSCOPE UNIT, AND METHOD OF DETECTING VIBRANT GYROSCOPE OUTPUT
CN2005800042840A CN1918452B (zh) 2004-10-08 2005-09-28 振动陀螺仪电路、振动陀螺仪单元、以及振动陀螺仪输出检测方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-295983 2004-10-08
JP2004295983A JP4543866B2 (ja) 2004-10-08 2004-10-08 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006040931A1 true WO2006040931A1 (ja) 2006-04-20

Family

ID=36148228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/017853 WO2006040931A1 (ja) 2004-10-08 2005-09-28 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7665360B2 (ja)
EP (1) EP1798520A4 (ja)
JP (1) JP4543866B2 (ja)
KR (1) KR101158937B1 (ja)
CN (1) CN1918452B (ja)
WO (1) WO2006040931A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9518899B2 (en) 2003-08-11 2016-12-13 Sakura Finetek U.S.A., Inc. Automated reagent dispensing system and method of operation
JP2007327781A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Fujitsu Media Device Kk 振動センサ
JP5088540B2 (ja) * 2007-05-16 2012-12-05 ソニー株式会社 検出装置、検出方法及び電子機器
JP5470040B2 (ja) 2007-08-31 2014-04-16 ローム株式会社 角速度信号検出回路及び角速度信号検出方法
JP6009142B2 (ja) 2010-12-02 2016-10-19 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 振動型ジャイロセンサ及び振動型ジャイロ用回路
US8932543B2 (en) 2011-09-21 2015-01-13 Sakura Finetek U.S.A., Inc. Automated staining system and reaction chamber
TWI416070B (zh) 2011-12-26 2013-11-21 Ind Tech Res Inst 陀螺儀的讀取電路
WO2014006437A1 (en) 2012-07-04 2014-01-09 Freescale Semiconductor, Inc. A digital sample clock generator, a vibration gyroscope circuitry comprising such digital sample clock generator, an associated apparatus, an associated semiconductor device and associated methods
WO2015075499A1 (en) 2013-11-22 2015-05-28 Freescale Semiconductor, Inc. In-band beating removal for a mems gyroscope
CN109506673B (zh) * 2017-09-15 2022-08-19 神讯电脑(昆山)有限公司 陀螺仪检测装置
CN109099899B (zh) * 2018-09-15 2020-06-09 西安奇芯光电科技有限公司 无源偏置光学陀螺仪
CN109269489A (zh) * 2018-11-02 2019-01-25 广西大学 一种谐振陀螺仪固有刚性轴的检测装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04106410A (ja) * 1990-08-27 1992-04-08 Murata Mfg Co Ltd 検出回路
JPH08178670A (ja) * 1994-12-26 1996-07-12 Nippondenso Co Ltd 振動型角速度検出器
JP2000283767A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Murata Mfg Co Ltd 角速度計測装置
JP2002228453A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロおよびその温度ドリフト調整方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5874674A (en) * 1988-08-12 1999-02-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibrator including piezoelectric electrodes or detectors arranged to be non-parallel and non-perpendicular to coriolis force direction and vibratory gyroscope using the same
EP0477540B1 (en) * 1990-08-27 1995-08-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Detecting circuit for vibrating gyroscope
JP3178212B2 (ja) * 1993-12-28 2001-06-18 株式会社村田製作所 発振回路
JPH07218269A (ja) * 1994-02-01 1995-08-18 Murata Mfg Co Ltd ドリフト検出補正回路
JP2975262B2 (ja) * 1994-07-04 1999-11-10 本田技研工業株式会社 振動ジャイロ検出回路
JP3175489B2 (ja) * 1994-08-24 2001-06-11 三菱電機株式会社 振動ジャイロおよび振動ジャイロの検査装置
JP3111881B2 (ja) * 1996-02-16 2000-11-27 株式会社村田製作所 振動ジャイロ
JP3425506B2 (ja) * 1996-05-30 2003-07-14 ミノルタ株式会社 弾性表面波ジャイロスコープ
US6151964A (en) * 1998-05-25 2000-11-28 Citizen Watch Co., Ltd. Angular velocity sensing device
JP3456445B2 (ja) * 1999-05-17 2003-10-14 株式会社村田製作所 センサ装置
GB0001294D0 (en) * 2000-01-20 2000-03-08 British Aerospace Multi-axis sensing device
JP3709793B2 (ja) * 2001-01-29 2005-10-26 株式会社村田製作所 振動ジャイロおよびそれを用いた電子装置および振動ジャイロの自己診断方法
JP4288857B2 (ja) 2001-02-06 2009-07-01 株式会社デンソー グロープラグ
JP4032681B2 (ja) * 2001-08-27 2008-01-16 株式会社デンソー 同期検波方法及び装置並びにセンサ信号検出装置
JP2003247828A (ja) * 2002-02-21 2003-09-05 Kinseki Ltd 角速度センサ
JP4310571B2 (ja) * 2003-04-07 2009-08-12 株式会社村田製作所 静電容量検出型振動ジャイロ、および静電容量変化検出方法
JP2005114631A (ja) * 2003-10-09 2005-04-28 Sony Corp 角速度センサ
DE102005048261A1 (de) * 2004-10-08 2006-07-13 Denso Corp., Kariya Anomaliedetektor für Schwingungsdrehratesensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04106410A (ja) * 1990-08-27 1992-04-08 Murata Mfg Co Ltd 検出回路
JPH08178670A (ja) * 1994-12-26 1996-07-12 Nippondenso Co Ltd 振動型角速度検出器
JP2000283767A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Murata Mfg Co Ltd 角速度計測装置
JP2002228453A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロおよびその温度ドリフト調整方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1798520A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP4543866B2 (ja) 2010-09-15
EP1798520A1 (en) 2007-06-20
KR20070051771A (ko) 2007-05-18
CN1918452A (zh) 2007-02-21
CN1918452B (zh) 2010-09-08
KR101158937B1 (ko) 2012-06-21
EP1798520A4 (en) 2010-05-05
US20080276708A1 (en) 2008-11-13
US7665360B2 (en) 2010-02-23
JP2006105896A (ja) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006040931A1 (ja) 振動ジャイロ用回路、振動ジャイロユニット、振動ジャイロの出力検出方法
US7004024B1 (en) Horizontal and tuning fork vibratory microgyroscope
JPH063455B2 (ja) 振動ジャイロ
US20020100322A1 (en) Vibrating gyroscope and temperature-drift adjusting method therefor
JPH07270166A (ja) 振動ジャイロ検出方式
EP0964224B1 (en) Biaxial vibrator for a vibrating gyroscope
JP3601822B2 (ja) 双音さ型振動ジャイロセンサ
EP0635699B1 (en) Detecting circuit
EP0732566B1 (en) Vibrating gyroscope
JP3166484B2 (ja) 振動ジャイロ
JPH09105637A (ja) 振動ジャイロ
JPH06147901A (ja) 圧電振動ジャイロ
JPH04106410A (ja) 検出回路
JPH08327653A (ja) 加速度センサ
KR100243082B1 (ko) 압전진동형 회전각센서시스템 및 압전진동형 회전각시스템을 이용한 압전진동형 회전각센서의 출력계측방법
JP2508384B2 (ja) 角速度センサ
JP2006105659A (ja) 圧電振動ジャイロ及びその感度調整方法
JP2006029901A (ja) 振動ジャイロの駆動回路
JPH04106409A (ja) 検出回路
JPH09159456A (ja) 圧電振動ジャイロ用駆動検出回路
JP2005114423A (ja) 角速度センサ
JP2005055255A (ja) ジャイロ出力検出方法及びジャイロ出力検出装置
JPH1030929A (ja) 角速度検出装置
JPH06147904A (ja) 振動ジャイロ
JPH1078327A (ja) 角速度検出素子および角速度検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10596252

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005788006

Country of ref document: EP

Ref document number: 1020067011104

Country of ref document: KR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200580004284.0

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005788006

Country of ref document: EP