JPH0230472B2 - - Google Patents
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- JPH0230472B2 JPH0230472B2 JP56098621A JP9862181A JPH0230472B2 JP H0230472 B2 JPH0230472 B2 JP H0230472B2 JP 56098621 A JP56098621 A JP 56098621A JP 9862181 A JP9862181 A JP 9862181A JP H0230472 B2 JPH0230472 B2 JP H0230472B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase difference
- voltage
- current
- signal
- rate sensor
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/02—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a frequency discriminator comprising a passive frequency-determining element
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス流の変位を検出することにより角
速度（レート）を検出するガスレートセンサに関
する。
速度（レート）を検出するガスレートセンサに関
する。
ガスレートセンサは密閉したケーシング内でノ
ズルからフローセンサの感温素子に向けてガス流
を噴出させておき、ガスレートセンサに外部から
加わる角速度運動の影響によつてガス流が偏向し
たときに生ずるフローセンサの出力値の変化から
角速度（レート）の大きさを検出するようにした
ものである。
ズルからフローセンサの感温素子に向けてガス流
を噴出させておき、ガスレートセンサに外部から
加わる角速度運動の影響によつてガス流が偏向し
たときに生ずるフローセンサの出力値の変化から
角速度（レート）の大きさを検出するようにした
ものである。
このガスレートセンサは第１図に示すように、
ケーシング１内にセンサ本体２が一体に形成され
ており、このセンサ本体２の前、後端部は端板３
及び４により密閉されている。センサ本体２はケ
ーシング１の一部を加工した中空円筒状のスリー
ブ５を有しており、このスリーブ５の一端にはノ
ズルピース６が嵌装固定されている。そして、こ
のノズルピース６にはノズル孔６ａ及び整流孔６
ｂが穿設されている。また、スリーブ５の他端に
はホルダ７の一端部が嵌装固定されており、この
ホルダ７の他端部はプレート８を介してケーシン
グ１に固設されている。そして、このホルダ７に
はノズルピース６のノズル孔６ａと対向する位置
にフローセンサ９が配設されている。このフロー
センサ９はガス流速差を検出するためのもので、
所定の間隔で配列された一対の感温素子９ａ，９
ｂにより構成されている。
ケーシング１内にセンサ本体２が一体に形成され
ており、このセンサ本体２の前、後端部は端板３
及び４により密閉されている。センサ本体２はケ
ーシング１の一部を加工した中空円筒状のスリー
ブ５を有しており、このスリーブ５の一端にはノ
ズルピース６が嵌装固定されている。そして、こ
のノズルピース６にはノズル孔６ａ及び整流孔６
ｂが穿設されている。また、スリーブ５の他端に
はホルダ７の一端部が嵌装固定されており、この
ホルダ７の他端部はプレート８を介してケーシン
グ１に固設されている。そして、このホルダ７に
はノズルピース６のノズル孔６ａと対向する位置
にフローセンサ９が配設されている。このフロー
センサ９はガス流速差を検出するためのもので、
所定の間隔で配列された一対の感温素子９ａ，９
ｂにより構成されている。
ホルダ７と端板３との間にはピエゾポンプ室１
０が形成されており、このポンプ室１０内にはオ
リフイス孔１１ａが穿設されたピエゾポンプ１１
が収納されている。このピエゾポンプ１１はピエ
ゾ振動子１２（第２図）を備えており、接続端子
１３を介して印加される交流電圧又は電流の周波
数に応じて振動し、その振動によるポンプ作用に
よりポンプ室１０内のガスを圧縮する。圧縮され
たガスはプレート８に穿設された孔８ａを通して
流路１ａ内に吐出され端板４に向つて流れる。そ
して、端板４に衝突して反射された後ノズル孔６
ａを通してスリーブ５内に流入し、フローセンサ
９の感温素子９ａ，９ｂに向つて流れるようにな
つている。感温素子９ａ，９ｂはスリーブ５内に
流入せるガス流速差を検出するもので感知せるガ
ス流の温度に応じて電気抵抗が変化するようにな
つている。これらの感温素子９ａ，９ｂは例えば
ヒートワイヤで構成されており、接続端子１４，
１５を介してブリツジ回路等の検出回路に接続さ
れるようになつている。
０が形成されており、このポンプ室１０内にはオ
リフイス孔１１ａが穿設されたピエゾポンプ１１
が収納されている。このピエゾポンプ１１はピエ
ゾ振動子１２（第２図）を備えており、接続端子
１３を介して印加される交流電圧又は電流の周波
数に応じて振動し、その振動によるポンプ作用に
よりポンプ室１０内のガスを圧縮する。圧縮され
たガスはプレート８に穿設された孔８ａを通して
流路１ａ内に吐出され端板４に向つて流れる。そ
して、端板４に衝突して反射された後ノズル孔６
ａを通してスリーブ５内に流入し、フローセンサ
９の感温素子９ａ，９ｂに向つて流れるようにな
つている。感温素子９ａ，９ｂはスリーブ５内に
流入せるガス流速差を検出するもので感知せるガ
ス流の温度に応じて電気抵抗が変化するようにな
つている。これらの感温素子９ａ，９ｂは例えば
ヒートワイヤで構成されており、接続端子１４，
１５を介してブリツジ回路等の検出回路に接続さ
れるようになつている。
このように構成されたガスレートセンサ１に対
して外部から角速度運動が作用していない状態に
おいては、ノズル孔６ａからスリーブ５内に流入
せるガス流は２つの感温素子９ａ，９ｂの中間部
に向つて直進する。従つて、これらの感温素子対
９ａ，９ｂが感知するガスの温度が等しく、抵抗
の変化が等しくなりその差は０である。ところ
が、ガスレートセンサ１に対して外部から角速度
運動が加えられると、ノズル孔６ａから感温素子
対９ａ，９ｂに向かうガス流が偏心され、これら
の感温素子対９ａ，９ｂに作用するガスの流速に
差が生じる。その結果、これらの感温素子対９
ａ，９ｂの抵抗変化が異なり、両者間に抵抗差が
生じる。従つて、この抵抗差によりガスレートセ
ンサ１に作用する角速度の大きさを検出すること
ができる。
して外部から角速度運動が作用していない状態に
おいては、ノズル孔６ａからスリーブ５内に流入
せるガス流は２つの感温素子９ａ，９ｂの中間部
に向つて直進する。従つて、これらの感温素子対
９ａ，９ｂが感知するガスの温度が等しく、抵抗
の変化が等しくなりその差は０である。ところ
が、ガスレートセンサ１に対して外部から角速度
運動が加えられると、ノズル孔６ａから感温素子
対９ａ，９ｂに向かうガス流が偏心され、これら
の感温素子対９ａ，９ｂに作用するガスの流速に
差が生じる。その結果、これらの感温素子対９
ａ，９ｂの抵抗変化が異なり、両者間に抵抗差が
生じる。従つて、この抵抗差によりガスレートセ
ンサ１に作用する角速度の大きさを検出すること
ができる。
この種のガスレートセンサは感温素子対９ａ，
９ｂがガス流によつて受けるガスの放熱分布の微
少な差によつて当該ガスレートセンサに作用する
角速度を検出するものであり、検出精度を高める
ためにはガス流速を極めて安定にする必要があ
る。このためには、ガス流を発生させるピエゾポ
ンプすなわち、ピエゾ振動子１２を安定に振動さ
せることが必要である。
９ｂがガス流によつて受けるガスの放熱分布の微
少な差によつて当該ガスレートセンサに作用する
角速度を検出するものであり、検出精度を高める
ためにはガス流速を極めて安定にする必要があ
る。このためには、ガス流を発生させるピエゾポ
ンプすなわち、ピエゾ振動子１２を安定に振動さ
せることが必要である。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、ピ
エゾ振動子を一定位相で且つ一定電圧で駆動する
ことにより、ピエゾポンプを安定に作動させ、ガ
ス流速を安定にするようにしたガスレートセンサ
を提供するものである。
エゾ振動子を一定位相で且つ一定電圧で駆動する
ことにより、ピエゾポンプを安定に作動させ、ガ
ス流速を安定にするようにしたガスレートセンサ
を提供するものである。
以下本発明のガスレートセンサの一実施例を添
付図面に基づいて詳述する。
付図面に基づいて詳述する。
第２図において、電圧制御型発振器２０は制御
信号e〓に応じた周波数で且つ振幅一定の信号V0
を検出し、この信号V0は増幅器２１で増幅され
た後、ピエゾ駆動信号V0′として出力される。こ
の駆動信号V0′は電流検出回路２２を通してピエ
ゾ振動子１２に加えられる。ピエゾ振動子１２は
印加される駆動信号V0′の周波数及びに大きさに
応じた振動数及び振幅で振動し、前述したピエゾ
ポンプ１１（第１図）を駆動する。電流検出回路
２２は例えばシヤント抵抗Rsで構成されており、
ピエゾ振動子１２の駆動電流Ｉを検出しその両端
に相応する電圧信号Vdを発生する。この信号Vd
は増幅器２３で増幅された後位相差検出器２４の
一方の入力に加えられる。位相差検出器２４の他
方の入力にはピエゾ振動子１２の駆動電圧信号
V0′が入力される。位相差検出器２４は信号Vdと
V0′との位相差を検出し、相応する位相差信号
υを出力する。この位相差信号υはピエゾ振動
子１２の駆動電圧V0′と駆動電流Ｉとの位相差に
相当している。そして、位相差信号υは誤差増
幅器２５の一方の入力に加えられる。また、この
誤差増幅器２５の他方入力には位相差設定基準電
圧Vが加えられている。この位相差設定基準電
圧Vはピエゾ振動子１２の駆動電圧と駆動電流
との位相差を設定するもので、所望の値に設定
し得るようになつている。
信号e〓に応じた周波数で且つ振幅一定の信号V0
を検出し、この信号V0は増幅器２１で増幅され
た後、ピエゾ駆動信号V0′として出力される。こ
の駆動信号V0′は電流検出回路２２を通してピエ
ゾ振動子１２に加えられる。ピエゾ振動子１２は
印加される駆動信号V0′の周波数及びに大きさに
応じた振動数及び振幅で振動し、前述したピエゾ
ポンプ１１（第１図）を駆動する。電流検出回路
２２は例えばシヤント抵抗Rsで構成されており、
ピエゾ振動子１２の駆動電流Ｉを検出しその両端
に相応する電圧信号Vdを発生する。この信号Vd
は増幅器２３で増幅された後位相差検出器２４の
一方の入力に加えられる。位相差検出器２４の他
方の入力にはピエゾ振動子１２の駆動電圧信号
V0′が入力される。位相差検出器２４は信号Vdと
V0′との位相差を検出し、相応する位相差信号
υを出力する。この位相差信号υはピエゾ振動
子１２の駆動電圧V0′と駆動電流Ｉとの位相差に
相当している。そして、位相差信号υは誤差増
幅器２５の一方の入力に加えられる。また、この
誤差増幅器２５の他方入力には位相差設定基準電
圧Vが加えられている。この位相差設定基準電
圧Vはピエゾ振動子１２の駆動電圧と駆動電流
との位相差を設定するもので、所望の値に設定
し得るようになつている。
上述のように構成されるガスレートセンサにお
いて検出精度を高めるためには、ピエゾポンプに
よつて発生されるガス流速を一定にする必要があ
る。このガス流速は、ピエゾポンプの面積、振幅
及び振動数に比例するので、これらのパラメータ
の本実施例における制御について以下に説明す
る。
いて検出精度を高めるためには、ピエゾポンプに
よつて発生されるガス流速を一定にする必要があ
る。このガス流速は、ピエゾポンプの面積、振幅
及び振動数に比例するので、これらのパラメータ
の本実施例における制御について以下に説明す
る。
先ず、ピエゾポンプの面積は、製造時に若干の
ばらつきはあるが、ポンプが一旦組込まれた後は
物理的に固定されるため、その面積はほとんど変
化しない。本実施例におけるガス流速の一定化と
は、温度及び時間によつて流速が変化しないよう
にすることを目的とするものであり、従つてポン
プの面積を一定化とするための特別な手段を設け
る必要はない。
ばらつきはあるが、ポンプが一旦組込まれた後は
物理的に固定されるため、その面積はほとんど変
化しない。本実施例におけるガス流速の一定化と
は、温度及び時間によつて流速が変化しないよう
にすることを目的とするものであり、従つてポン
プの面積を一定化とするための特別な手段を設け
る必要はない。
次にピエゾポンプの振幅は、ピエゾ振動子１２
の駆動電圧Vo′、駆動電流Ｉ、駆動周波数ｆ、及
び効率に依存する。
の駆動電圧Vo′、駆動電流Ｉ、駆動周波数ｆ、及
び効率に依存する。
駆動電圧Vo′は、ピエゾポンプの振幅と比例関
係にあるため、駆動電圧を安定化することは必須
であり、本実施例では電圧制御型発振器２０の出
力信号Voの振幅が一定となるようにしている。
係にあるため、駆動電圧を安定化することは必須
であり、本実施例では電圧制御型発振器２０の出
力信号Voの振幅が一定となるようにしている。
また、ピエゾ振動子１２のアドミツタンスをＹ
とすると、Ｙ＝Ｉ／Vo′であるから、駆動電圧
Vo′を一定とすればアドミツタンスＹと駆動電流
Ｉとは比例する。従つてアドミツタンスＹ及び駆
動電流Ｉの周波数特性は同様となるので、（アド
ミツタンスＹの周波数特性）＝（駆動電流Ｉの周波
数特性）として以下の説明を行う。
とすると、Ｙ＝Ｉ／Vo′であるから、駆動電圧
Vo′を一定とすればアドミツタンスＹと駆動電流
Ｉとは比例する。従つてアドミツタンスＹ及び駆
動電流Ｉの周波数特性は同様となるので、（アド
ミツタンスＹの周波数特性）＝（駆動電流Ｉの周波
数特性）として以下の説明を行う。
第３図ａは、ピエゾポンプの駆動周波数ｆ（電
圧制御型発振器２０の出力信号の周波数）に対す
る駆動電流Ｉの振幅｜Ｉ｜及び位相φの変化特性
の一例を示し、同図中のf1がピエゾ振動子１２の
共振周波数である。また同図ｂは、駆動電流Ｉ
（＝Ireal＋ｊ・Iimg）の周波数特性を複素平面上
の軌跡として示したものであり（本実施例ではア
ドミツタンスＹの軌跡としてとらえてもよく、一
般にアドミツタンス特性図と呼ばれる）、周波数
ｆの増加に対し、駆動電圧Ｉの軌跡は矢印方向に
移動し、共振周波数f1付近では略円形の軌跡を描
く（この円をアドミツタンス円と呼ぶ）。この図
において例えばｆ＝f1では振幅｜Ｉ｜が最大とな
り、ｆ＝f2では駆動電流Ｉの実部Irealが最大
（Irealmax）となる。なお、第３図ｂは、駆動電
圧Vo′の位相は実軸と一致するものとして示して
いる。
圧制御型発振器２０の出力信号の周波数）に対す
る駆動電流Ｉの振幅｜Ｉ｜及び位相φの変化特性
の一例を示し、同図中のf1がピエゾ振動子１２の
共振周波数である。また同図ｂは、駆動電流Ｉ
（＝Ireal＋ｊ・Iimg）の周波数特性を複素平面上
の軌跡として示したものであり（本実施例ではア
ドミツタンスＹの軌跡としてとらえてもよく、一
般にアドミツタンス特性図と呼ばれる）、周波数
ｆの増加に対し、駆動電圧Ｉの軌跡は矢印方向に
移動し、共振周波数f1付近では略円形の軌跡を描
く（この円をアドミツタンス円と呼ぶ）。この図
において例えばｆ＝f1では振幅｜Ｉ｜が最大とな
り、ｆ＝f2では駆動電流Ｉの実部Irealが最大
（Irealmax）となる。なお、第３図ｂは、駆動電
圧Vo′の位相は実軸と一致するものとして示して
いる。
一方、ピエゾポンプの実際の振幅を安定化する
ためには、実効電流、即ち駆動電流の実部Ireal
を一定とすることが最も有効である。従つて、実
効電流Irealが最大となるように駆動電流Ｉを制
御することが望ましいが、ピエゾポンプのアドミ
ツタンス特性は、共振周波数f1が温度変化、時間
経過等によつて変化すると、大きく変化するた
め、駆動周波数ｆを一定化しても、実効電流
Irealの一定化を実現することはできない。しか
し、共振周波数f1が変化した場合でもアドミツタ
ンス円の形そのものはほとんど変化しないことに
着目し、本実施例では駆動電圧Vo′に対する駆動
電流Ｉの位相φを一定化する（例えば、ピエゾ振
動子の動作点を第３図ｂの点Ｐに維持する）こと
によつて、実効電流Irealの一定化を図つている。
即ち、駆動電圧Vo′に対する駆動電流Ｉの位相φ
を一定化させることにより、実効電流Irealが一
定化され、従つてピエゾポンプの振幅が一定化さ
れるのである。
ためには、実効電流、即ち駆動電流の実部Ireal
を一定とすることが最も有効である。従つて、実
効電流Irealが最大となるように駆動電流Ｉを制
御することが望ましいが、ピエゾポンプのアドミ
ツタンス特性は、共振周波数f1が温度変化、時間
経過等によつて変化すると、大きく変化するた
め、駆動周波数ｆを一定化しても、実効電流
Irealの一定化を実現することはできない。しか
し、共振周波数f1が変化した場合でもアドミツタ
ンス円の形そのものはほとんど変化しないことに
着目し、本実施例では駆動電圧Vo′に対する駆動
電流Ｉの位相φを一定化する（例えば、ピエゾ振
動子の動作点を第３図ｂの点Ｐに維持する）こと
によつて、実効電流Irealの一定化を図つている。
即ち、駆動電圧Vo′に対する駆動電流Ｉの位相φ
を一定化させることにより、実効電流Irealが一
定化され、従つてピエゾポンプの振幅が一定化さ
れるのである。
次にピエゾポンプの駆動周波数（＝ピエゾポン
プの振動数）について考えると、ピエゾ振動子１
２の共振周波数が温度変化等によつて変化した場
合には、上述のように位相φを一定化するために
電圧制御型発振器２０の発振周波数が変更される
ので、ピエゾポンプの駆動周波数もわずかに変化
する。従つて、本実施例ではピエゾポンプの振動
数は一定化されないが、実際には駆動電流Ｉの変
化による影響に比べて、駆動周波数（振動数）の
変化による影響は非常に小さいため、実用上は本
実施例の手法によつて必要かつ充分な効果を得る
ことができる。
プの振動数）について考えると、ピエゾ振動子１
２の共振周波数が温度変化等によつて変化した場
合には、上述のように位相φを一定化するために
電圧制御型発振器２０の発振周波数が変更される
ので、ピエゾポンプの駆動周波数もわずかに変化
する。従つて、本実施例ではピエゾポンプの振動
数は一定化されないが、実際には駆動電流Ｉの変
化による影響に比べて、駆動周波数（振動数）の
変化による影響は非常に小さいため、実用上は本
実施例の手法によつて必要かつ充分な効果を得る
ことができる。
次に、ピエゾポンプの効率について考えると、
理論的には、ピエゾポンプの振幅は、実効電流
Irealに比例するが、実際には完全に理論どうり
にはいかない部分がある。そのため、実効電流
Irealに反映されない効率の変化分は、本実施例
では補正できないが、この変化分は極めて小さい
ので、実用上は全く問題はない。
理論的には、ピエゾポンプの振幅は、実効電流
Irealに比例するが、実際には完全に理論どうり
にはいかない部分がある。そのため、実効電流
Irealに反映されない効率の変化分は、本実施例
では補正できないが、この変化分は極めて小さい
ので、実用上は全く問題はない。
更に、前記アドミツタンス円の形は、共振周波
数が変化してもほとんど変化しないと述べたが、
実際にはごくわずか変化し、それによつて実効電
流、効率が変化し、最終的にはピエゾポンプの振
幅の変化につながる。しかし、この変化分も実際
にはきわめて小さく、実用上の問題は生じない。
数が変化してもほとんど変化しないと述べたが、
実際にはごくわずか変化し、それによつて実効電
流、効率が変化し、最終的にはピエゾポンプの振
幅の変化につながる。しかし、この変化分も実際
にはきわめて小さく、実用上の問題は生じない。
以上のように、本実施例では、ピエゾポンプの
面積の安定化は特に必要がなく、(i)ピエゾポンプ
の駆動電圧を一定化し、(ii)ピエゾポンプの駆動電
圧に対する駆動電流の位相を一定化することによ
り、ピエゾポンプによるガス流速の一定化を図つ
ている。
面積の安定化は特に必要がなく、(i)ピエゾポンプ
の駆動電圧を一定化し、(ii)ピエゾポンプの駆動電
圧に対する駆動電流の位相を一定化することによ
り、ピエゾポンプによるガス流速の一定化を図つ
ている。
ところで、第２図に示すフエーズロツク発振式
駆動回路における電圧制御型発振器２０の出力信
号V0は一般には方形波又は三角波である。しか
しながら、ピエゾ振動子１２を駆動する信号とし
ては、正弦波信号の方が歪が少なく最適である。
駆動回路における電圧制御型発振器２０の出力信
号V0は一般には方形波又は三角波である。しか
しながら、ピエゾ振動子１２を駆動する信号とし
ては、正弦波信号の方が歪が少なく最適である。
そこで、電圧制御型発振器２０の出力信号V0
が三角波の信号である場合には、第４図に示すよ
うに電圧制御型発振器２０の出力信号V0を三角
波−正弦波変換回路２６で対応する周波数の正弦
波信号Vsに変換する。そして、この正弦波信号
Vsを増幅器２１で増幅した後にピエゾ駆動信号
Vs′としてピエゾ振動子１２に印加する。尚、第
４図において第１図と同じ符号を付したものは同
一のものを示し、説明は省略する。勿論、電圧制
御型発振器２０の出力信号V0が方形波である場
合には、波形変換回路として三角波−正弦波変換
回路に替えて、方形波−正弦波変換回路を使用す
ればよい。更に、三角波−正弦波変換回路或は方
形波−正弦波変換回路の代りに電圧制御フイルタ
を利用した正弦波出力電圧制御型発振器を使用し
てもよい。
が三角波の信号である場合には、第４図に示すよ
うに電圧制御型発振器２０の出力信号V0を三角
波−正弦波変換回路２６で対応する周波数の正弦
波信号Vsに変換する。そして、この正弦波信号
Vsを増幅器２１で増幅した後にピエゾ駆動信号
Vs′としてピエゾ振動子１２に印加する。尚、第
４図において第１図と同じ符号を付したものは同
一のものを示し、説明は省略する。勿論、電圧制
御型発振器２０の出力信号V0が方形波である場
合には、波形変換回路として三角波−正弦波変換
回路に替えて、方形波−正弦波変換回路を使用す
ればよい。更に、三角波−正弦波変換回路或は方
形波−正弦波変換回路の代りに電圧制御フイルタ
を利用した正弦波出力電圧制御型発振器を使用し
てもよい。
このように、正弦波駆動信号を使用すると極め
て正確にピエゾ振動子１２を駆動させることが可
能である。
て正確にピエゾ振動子１２を駆動させることが可
能である。
以上説明したように本発明によれば、ピエゾポ
ンプ即ちピエゾ振動子の共振周波数や共振特性が
温度或は経時変化等によつて変化してもピエゾ振
動子の動作点を常に一定に保つ、即ちピエゾ振動
子を一定電圧で且つ該電圧と一定位相差の電流で
駆動することができ、ガス流速を極めて安定にす
ることができる。また、ピエゾ振動子の駆動電圧
と電流との位相差を任意に選定することができる
ため、ピエゾポンプの最大効率位相に合わせるこ
とが極めて容易であると共に、位相をロツクする
閉ループ構成であるために、位相設定用基準電圧
を安定化すれば全くの無調整化が可能である。更
に、ピエゾ振動子を正弦波信号で駆動することに
より、発振音を小さくすることができ防音対策上
有利であると共に、駆動電流の歪が少ないために
位相差検出器が精度よく動作し、ピエゾ振動子を
より正確に駆動することができ、非常に安定した
ガス流速を得ることができる等の優れた効果があ
る。
ンプ即ちピエゾ振動子の共振周波数や共振特性が
温度或は経時変化等によつて変化してもピエゾ振
動子の動作点を常に一定に保つ、即ちピエゾ振動
子を一定電圧で且つ該電圧と一定位相差の電流で
駆動することができ、ガス流速を極めて安定にす
ることができる。また、ピエゾ振動子の駆動電圧
と電流との位相差を任意に選定することができる
ため、ピエゾポンプの最大効率位相に合わせるこ
とが極めて容易であると共に、位相をロツクする
閉ループ構成であるために、位相設定用基準電圧
を安定化すれば全くの無調整化が可能である。更
に、ピエゾ振動子を正弦波信号で駆動することに
より、発振音を小さくすることができ防音対策上
有利であると共に、駆動電流の歪が少ないために
位相差検出器が精度よく動作し、ピエゾ振動子を
より正確に駆動することができ、非常に安定した
ガス流速を得ることができる等の優れた効果があ
る。
第１図はガスレートセンサの正面断面図、第２
図は本発明に係るガスレートセンサのピエゾ駆動
回路の一実施例を示すブロツク図、第３図はピエ
ゾ振動子のアドミツタンス特性を示す図、第４図
は第２図に示すピエゾ駆動回路の他の実施例を示
すブロツク図である。 １……ガスレートセンサ、２……センサ本体、
９……フローセンサ、１０……ポンプ室、１１…
…ピエゾポンプ、１２……ピエゾ振動子、１３〜
１５……接続端子、２０……電圧制御型発振器、
２１，２３……増幅器、２２……電流検出回路、
２４……位相差検出器、２５……誤差増幅器、２
６……三角波−正弦波変換回路。
図は本発明に係るガスレートセンサのピエゾ駆動
回路の一実施例を示すブロツク図、第３図はピエ
ゾ振動子のアドミツタンス特性を示す図、第４図
は第２図に示すピエゾ駆動回路の他の実施例を示
すブロツク図である。 １……ガスレートセンサ、２……センサ本体、
９……フローセンサ、１０……ポンプ室、１１…
…ピエゾポンプ、１２……ピエゾ振動子、１３〜
１５……接続端子、２０……電圧制御型発振器、
２１，２３……増幅器、２２……電流検出回路、
２４……位相差検出器、２５……誤差増幅器、２
６……三角波−正弦波変換回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ケーシングのポンプ室に配したピエゾポンプ
を所定の駆動信号で駆動してガス流を発生させ、
そのガス流速差を感温素子対で検出し、その検出
値の差により当該ケーシングに作用する角速度を
検出するガスレートセンサにおいて、前記駆動信
号の電圧と電流との位相差を一定にロツクするフ
エーズロツク発振駆動回路を設け、前記ピエゾポ
ンプを一定位相差且つ一定電圧で駆動するように
したガスレートセンサ。 ２ 前記フエーズロツク発振駆動回路は駆動信号
の電流と電圧との位相差を検出する位相差検出手
段と、該検出せる位相差と基準位相差との差に応
じた制御信号を出力する誤差増幅器と、該制御信
号により周波数を制御する電圧制御発振器と該発
振器出力を増幅して前記ピエゾポンプに加える増
幅器とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のガスレートセンサ。 ３ 前記フエーズロツク発振駆動回路は駆動信号
の電流と電圧との位相差を検出する位相差検出手
段と、該検出せる位相差と基準位相差との差に応
じた制御信号を出力する誤差増幅器と、該制御信
号により周波数を制御する電圧制御発振器と、該
発振器出力を正弦波信号に変換出力する波形変換
回路と、該正弦波信号を増幅して前記ピエゾポン
プを駆動する増幅器とを備えたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のガスレートセンサ。 ４ 前記位相差検出手段は駆動信号電流を検出す
る電流検出回路と、該電流検出回路の出力信号と
駆動信号電圧との位相差を検出する位相差検出回
路とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第
２項又は第３項記載のガスレートセンサ。 ５ 前記電圧制御発振器が電圧制御フイルタを使
用した正弦波出力電圧制御発振器である特許請求
の範囲第２項記載のガスレートセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098621A JPS58763A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | ガスレ−トセンサ |
| US06/392,067 US4468581A (en) | 1981-06-25 | 1982-06-25 | Drive circuit for a piezoelectric resonator used in a fluidic gas angular rate sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56098621A JPS58763A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | ガスレ−トセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58763A JPS58763A (ja) | 1983-01-05 |
| JPH0230472B2 true JPH0230472B2 (ja) | 1990-07-06 |
Family
ID=14224614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56098621A Granted JPS58763A (ja) | 1981-06-25 | 1981-06-25 | ガスレ−トセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4468581A (ja) |
| JP (1) | JPS58763A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5916572A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-01-27 | 多賀電気株式会社 | 超音波変換器駆動装置の駆動周波数制御方法 |
| US4632311A (en) * | 1982-12-20 | 1986-12-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Atomizing apparatus employing a capacitive piezoelectric transducer |
| JPH072023B2 (ja) * | 1985-04-26 | 1995-01-11 | 株式会社ニコン | 超音波モータの駆動回路 |
| FR2586883B1 (fr) * | 1985-08-27 | 1994-04-01 | Nord Institut Superieur Electron | Procede et dispositif d'alimentation electrique d'un transducteur generateur de vibrations tant sonores qu'ultrasonores. |
| SE461010B (sv) * | 1985-11-08 | 1989-12-18 | Swedemed Ab | Anordning vid ultraljudskniv |
| JPH0690101B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1994-11-14 | 株式会社長野計器製作所 | 気体圧力計 |
| ES2003363A6 (es) * | 1986-10-02 | 1988-11-01 | Gh Ind Sa | Perfeccionamientos en generadores de alta frecuencia para aplicaciones de calentamiento por induccion laser plasma y similares |
| US4754186A (en) * | 1986-12-23 | 1988-06-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Drive network for an ultrasonic probe |
| SE459711B (sv) * | 1987-03-20 | 1989-07-31 | Swedemed Ab | Utrustning foer anvaendning vid kirurgiska ingrepp foer att avlaegsna vaevnader |
| US4868445A (en) * | 1988-06-20 | 1989-09-19 | Wand Saul N | Self tuned ultrasonic generator system having wide frequency range and high efficiency |
| JPH02119586A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Seiko Instr Inc | 超音波モータ装置 |
| US5113116A (en) * | 1989-10-05 | 1992-05-12 | Firma J. Eberspacher | Circuit arrangement for accurately and effectively driving an ultrasonic transducer |
| JP5907322B1 (ja) * | 2014-07-11 | 2016-04-26 | 株式会社村田製作所 | 吸引装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3107630A (en) * | 1955-01-31 | 1963-10-22 | Textron Inc | Non-magnetic electro-hydraulic pump |
| US3447051A (en) * | 1965-01-13 | 1969-05-27 | Union Special Machine Co | Control circuit for electro-mechanical devices |
| SE329037B (ja) * | 1969-02-20 | 1970-09-28 | Philips Nv | |
| BE793601A (fr) * | 1972-01-03 | 1973-07-02 | Philips Nv | Generateur d'ultrasons |
| US3931533A (en) * | 1974-05-30 | 1976-01-06 | Sybron Corporation | Ultrasonic signal generator |
| US3975650A (en) * | 1975-01-30 | 1976-08-17 | Payne Stephen C | Ultrasonic generator drive circuit |
| US4020699A (en) * | 1976-02-05 | 1977-05-03 | United Technologies Corporation | Temperature stabilized fluidic angular rate sensor |
| US4026159A (en) * | 1976-02-23 | 1977-05-31 | United Technologies Corporation | Fluidic angular rate sensor null error compensation |
| JPS5610792A (en) * | 1979-07-06 | 1981-02-03 | Taga Denki Kk | Method and circuit for driving ultrasonic-wave converter |
| US4277758A (en) * | 1979-08-09 | 1981-07-07 | Taga Electric Company, Limited | Ultrasonic wave generating apparatus with voltage-controlled filter |
| US4271371A (en) * | 1979-09-26 | 1981-06-02 | Kabushiki Kaisha Morita Seisakusho | Driving system for an ultrasonic piezoelectric transducer |
-
1981
- 1981-06-25 JP JP56098621A patent/JPS58763A/ja active Granted
-
1982
- 1982-06-25 US US06/392,067 patent/US4468581A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4468581A (en) | 1984-08-28 |
| JPS58763A (ja) | 1983-01-05 |
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