JPH032515A - 回転ビーム形２軸角速度計 - Google Patents
回転ビーム形２軸角速度計Info
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- JPH032515A JPH032515A JP1136657A JP13665789A JPH032515A JP H032515 A JPH032515 A JP H032515A JP 1136657 A JP1136657 A JP 1136657A JP 13665789 A JP13665789 A JP 13665789A JP H032515 A JPH032515 A JP H032515A
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- piezoelectric
- detectors
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- G01C25/005—Manufacturing, 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
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- 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
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
ごの発明は航空機などの各種運動体の姿勢制御用などに
用いられ、回転軸に直角に対称でかつ互いに平行になる
ように二つのビーム状の圧電検出器が取付けられた回転
ビーム形２軸角速度計に関する。
用いられ、回転軸に直角に対称でかつ互いに平行になる
ように二つのビーム状の圧電検出器が取付けられた回転
ビーム形２軸角速度計に関する。
「従来の技術」
第５図に従来の回転ビーム形２軸角速度計を示す。ケー
ス１１の両端板に軸受１２．１３が取付けられ、軸受１
２．１３間に回転軸１４が回転自在に挿通保持されてい
る。回転軸１４に直角に対称でかつ互いに平行になるよ
うに二つのビーム状の圧電検出器１５ａ、１５ｂが取付
けられている。
ス１１の両端板に軸受１２．１３が取付けられ、軸受１
２．１３間に回転軸１４が回転自在に挿通保持されてい
る。回転軸１４に直角に対称でかつ互いに平行になるよ
うに二つのビーム状の圧電検出器１５ａ、１５ｂが取付
けられている。
圧電検出器１．５ａ、１．５ｂの板面は回転軸１４と直
角である。圧電検出器１５ａ、］、５ｂの各遊端部の両
面に錘１６ａ、１６ｂがそれぞれ取付けられている。回
転軸１４はモータステータ１７及びモータロータ１８に
より高速で回転される。圧電検出器１５ａ、１５ｂの検
出出力はスリップリング１９を通じて外部へ導出される
。
角である。圧電検出器１５ａ、］、５ｂの各遊端部の両
面に錘１６ａ、１６ｂがそれぞれ取付けられている。回
転軸１４はモータステータ１７及びモータロータ１８に
より高速で回転される。圧電検出器１５ａ、１５ｂの検
出出力はスリップリング１９を通じて外部へ導出される
。
回転軸１４に直角な面内に角速度が加わると、圧電検出
器１５ａ、１５ｂにはコリオリカが作用して第６図Ａに
示すように圧電検出器１５ａ１５ｂは互いに逆方向にた
わめ、入力角速度に比例した異符号の電圧信号を出力す
る。−・方、圧電検出器１５ａ、１５ｂに軸方向の加速
度が作用すると、第６図Ｂに示すように圧電検出器１．
５ ａ１５ｂは同一方向にたわみ、同符号の電圧信号を
出力する。図に示した電圧信号は加速度変化周波数が回
転軸１４の回転周波数と一致した場合である。従って両
圧電検出器１５ａ、１５ｂの出力差を電気回路で求めれ
ば、同相線分が除去され、加速度に関連する誤差信号は
除外される。
器１５ａ、１５ｂにはコリオリカが作用して第６図Ａに
示すように圧電検出器１５ａ１５ｂは互いに逆方向にた
わめ、入力角速度に比例した異符号の電圧信号を出力す
る。−・方、圧電検出器１５ａ、１５ｂに軸方向の加速
度が作用すると、第６図Ｂに示すように圧電検出器１．
５ ａ１５ｂは同一方向にたわみ、同符号の電圧信号を
出力する。図に示した電圧信号は加速度変化周波数が回
転軸１４の回転周波数と一致した場合である。従って両
圧電検出器１５ａ、１５ｂの出力差を電気回路で求めれ
ば、同相線分が除去され、加速度に関連する誤差信号は
除外される。
［発明が解決しようとする課題」
しかし実際には圧電検出器１５ａ、１５ｂを回転軸１４
に正確に直角に、かつ正しい姿勢で取付けることは部品
の加工、組立て精度に限界があって困難であり、両圧電
検出器１５ａ、１５ｂの出力差信号には直線加速度に比
例する誤差成分が残存する。
に正確に直角に、かつ正しい姿勢で取付けることは部品
の加工、組立て精度に限界があって困難であり、両圧電
検出器１５ａ、１５ｂの出力差信号には直線加速度に比
例する誤差成分が残存する。
この誤差信号を除去するため従来においては回転軸に直
交する方向の直線加速度を検出する圧電検出器を回転軸
に付加し、その出力信号を角速度検出用の圧電検出器の
出力信号に加えて補正していた（特開昭６１−１２０９
１４号公報）。又は直線加速度検出用の圧電検出器の出
力を角速度検出用圧電検出器の電極に直接加えて圧電素
子の歪み量を補正していた。
交する方向の直線加速度を検出する圧電検出器を回転軸
に付加し、その出力信号を角速度検出用の圧電検出器の
出力信号に加えて補正していた（特開昭６１−１２０９
１４号公報）。又は直線加速度検出用の圧電検出器の出
力を角速度検出用圧電検出器の電極に直接加えて圧電素
子の歪み量を補正していた。
これらの場合、補正用の圧電検出器を必要とし、しかも
最もよい取イ」け角度を設定するため、取イ」け角度を
調整できる構造としており、複雑な構成を必要とした。
最もよい取イ」け角度を設定するため、取イ」け角度を
調整できる構造としており、複雑な構成を必要とした。
この発明の第１の目的は加速度を検出する圧電検出器を
使用せず、従って構造が簡単でしかも角速度信号に対し
て誤差信号となる加速度比例信号成分を除去できる回転
ビーム形２軸角速度計を提供することにある。
使用せず、従って構造が簡単でしかも角速度信号に対し
て誤差信号となる加速度比例信号成分を除去できる回転
ビーム形２軸角速度計を提供することにある。
また従来の角速度計においては圧電検出器１５ａ１５ｂ
の各電極はその圧電検出器の回転軸に対する支持端の位
置まで形成されていた。このため圧電検出器１５ａ、１
５ｂの出力は圧電検出器１５ａ１５ｂの支持応力の影づ
を受けていた。しかも角速度計の重心位置が軸支持部の
中央にない場合に回転軸と直角な加速度を受けると、軸
部に重心位置を中心とするモーメント荷重が発生し、軸
受のミスアライメン１〜のため回転軸の１回転中に角度
位置により支持剛性の差が生じ、これらのため回転軸を
介して両圧電検出器１５ａ、１５ｂに作用する支持応力
に差が生じ、しかもその応力差が回転角度に応じて変化
する。また軸受のミスアライメントにより軸受に加わる
予圧が角度位置により異なり、回転軸を介して両圧電検
出器１５ａ、］５ｂに作用する支持応力に差が生じ、そ
の応力差が回転角度に応じて変化する。これら応力差に
より両圧電検出器１．５ａ、１５ｂの出力に差が生じ、
その出力差が回転周波数で変化し、角速度信号に対する
誤差信号となる。
の各電極はその圧電検出器の回転軸に対する支持端の位
置まで形成されていた。このため圧電検出器１５ａ、１
５ｂの出力は圧電検出器１５ａ１５ｂの支持応力の影づ
を受けていた。しかも角速度計の重心位置が軸支持部の
中央にない場合に回転軸と直角な加速度を受けると、軸
部に重心位置を中心とするモーメント荷重が発生し、軸
受のミスアライメン１〜のため回転軸の１回転中に角度
位置により支持剛性の差が生じ、これらのため回転軸を
介して両圧電検出器１５ａ、１５ｂに作用する支持応力
に差が生じ、しかもその応力差が回転角度に応じて変化
する。また軸受のミスアライメントにより軸受に加わる
予圧が角度位置により異なり、回転軸を介して両圧電検
出器１５ａ、］５ｂに作用する支持応力に差が生じ、そ
の応力差が回転角度に応じて変化する。これら応力差に
より両圧電検出器１．５ａ、１５ｂの出力に差が生じ、
その出力差が回転周波数で変化し、角速度信号に対する
誤差信号となる。
この発明の第２の目的は両圧電検出器に作用づる支持応
力差の変動に影響されない回転ビーム形２軸角速度計を
提供することにある。
力差の変動に影響されない回転ビーム形２軸角速度計を
提供することにある。
「課題を解決するための手段」
請求項１の発明によれば二つの圧電検出器の各屈曲部に
おける中立軸が実質的に平行に調整され、また二つの圧
電検出器の支持点と遊端部の鍾の垂心とを結ぶペンデュ
ラム軸が実質的に平行に調整される。
おける中立軸が実質的に平行に調整され、また二つの圧
電検出器の支持点と遊端部の鍾の垂心とを結ぶペンデュ
ラム軸が実質的に平行に調整される。
中立軸を平行とする調整は圧電検出器の屈曲部断面にお
ける四角の角を切削して行われる。ペンデュラム軸を平
行とする調整は圧電検出器の両面の錘の一方を切削して
行われる。
ける四角の角を切削して行われる。ペンデュラム軸を平
行とする調整は圧電検出器の両面の錘の一方を切削して
行われる。
このように調整されているため、回転軸及び圧電検出器
の長手方向の両者に直角な方向の加速度に対する両圧電
検出器の応答が一致し、また圧電検出器の長手方向に沿
った加速度に対する両圧電検出器の応答も一致し、これ
らのため両圧電検出器の出力中の同相成分を確実に除去
できる。
の長手方向の両者に直角な方向の加速度に対する両圧電
検出器の応答が一致し、また圧電検出器の長手方向に沿
った加速度に対する両圧電検出器の応答も一致し、これ
らのため両圧電検出器の出力中の同相成分を確実に除去
できる。
請求項２の発明によれば各圧電検出器の電極はその圧電
検出器の支持端より、支持部における応力の影響を受け
ない位置に離されている。従って両圧電検出器に作用す
る支持応力差の変動は圧電検出器の出力に全く現われな
い。
検出器の支持端より、支持部における応力の影響を受け
ない位置に離されている。従って両圧電検出器に作用す
る支持応力差の変動は圧電検出器の出力に全く現われな
い。
「実施例」
この発明による回転ビーム形２軸角速度計の構成は第５
図に示した従来のものとほぼ同様であるが、請求項１の
発明においては二つの圧電検出器の中立軸が平行となる
ように調整されてあり、また二つのペンデュラム軸が平
行となるように調整されている。従ってこれらの調整法
を説明してこの発明の要部の構成を明らかにする。
図に示した従来のものとほぼ同様であるが、請求項１の
発明においては二つの圧電検出器の中立軸が平行となる
ように調整されてあり、また二つのペンデュラム軸が平
行となるように調整されている。従ってこれらの調整法
を説明してこの発明の要部の構成を明らかにする。
まず第１図へに示すように回転軸１４に圧電検出器１５
ａ、１．５ｂを取付けた状態で、加振機により回転軸１
４の回転周波数と等しい周波数の振動加速度を回転軸１
４に沿って圧電検出器１５ａ１５ｂに印加し、両圧電検
出器１５ａ、１．５ｂの出力差が最小になるように−・
方の出力を基準として他方の出力の感度及び位相を調整
する。
ａ、１．５ｂを取付けた状態で、加振機により回転軸１
４の回転周波数と等しい周波数の振動加速度を回転軸１
４に沿って圧電検出器１５ａ１５ｂに印加し、両圧電検
出器１５ａ、１．５ｂの出力差が最小になるように−・
方の出力を基準として他方の出力の感度及び位相を調整
する。
次に第１図Ｂに示すように回転１１１Ｉｌｌ／Ｉの回転
周波数と等しい周波数の振動加速度を、回転軸］４と、
圧電検出器１．５ａ、１５ｂの長手方向との両者に直角
な方向から圧電検出器１５ａ、１５ｂに加振機により印
加し、圧電検出器１５ａ、１５ｂの各出力が最小で、か
つこれらの出力差が最小になるように、圧電検出器１５
ａ、］、５ｂの屈曲部２１ａ、２１ｂの断面（その拡大
図を第２図に示す）において、四角の角を切削して、屈
曲部２１．ａ２１ｂにおける中立軸２２ａ、２２ｂが互
いに平行するように調整する。第２図において中立軸２
２を２２′のように回動させたい場合はその回動方向と
反対側の角２３．２４の一方又は両者を切削する。中立
軸２２を反対方向に回動させる場合は他方の対角線の角
２５．２６の一方又は両者を切削する。このようにする
と、圧電検出器１５ａ１５ｂが加速度により受ける影響
が等しくなる。
周波数と等しい周波数の振動加速度を、回転軸］４と、
圧電検出器１．５ａ、１５ｂの長手方向との両者に直角
な方向から圧電検出器１５ａ、１５ｂに加振機により印
加し、圧電検出器１５ａ、１５ｂの各出力が最小で、か
つこれらの出力差が最小になるように、圧電検出器１５
ａ、］、５ｂの屈曲部２１ａ、２１ｂの断面（その拡大
図を第２図に示す）において、四角の角を切削して、屈
曲部２１．ａ２１ｂにおける中立軸２２ａ、２２ｂが互
いに平行するように調整する。第２図において中立軸２
２を２２′のように回動させたい場合はその回動方向と
反対側の角２３．２４の一方又は両者を切削する。中立
軸２２を反対方向に回動させる場合は他方の対角線の角
２５．２６の一方又は両者を切削する。このようにする
と、圧電検出器１５ａ１５ｂが加速度により受ける影響
が等しくなる。
次に第１図Ｃに示すように回転軸１４の回転周波数と等
しい周波数の振動加速度を、圧電検出器１５ａ、］５ｂ
の長手方向に沿って圧電検出器１５ａ、］、５ｂに加振
機により印加し、圧電検出器１５ａ、ｉ５ｂの各出力が
最小で、かつこれらの出力差が最小になるように、圧電
検出器１５ａ。
しい周波数の振動加速度を、圧電検出器１５ａ、］５ｂ
の長手方向に沿って圧電検出器１５ａ、］、５ｂに加振
機により印加し、圧電検出器１５ａ、ｉ５ｂの各出力が
最小で、かつこれらの出力差が最小になるように、圧電
検出器１５ａ。
１５ｂの錘１６ａ、１．６ｂを切削して、各圧電検出器
１５ａ、１５ｂの支持点と鍾１．６ａ、１．６ｂの各重
心とをそれぞれ結ぶペンデュラム軸２７ ｒ〕。
１５ａ、１５ｂの支持点と鍾１．６ａ、１．６ｂの各重
心とをそれぞれ結ぶペンデュラム軸２７ ｒ〕。
２７ｂが互いに平行するように調整する。この切削は例
えば第３図に示すように錘１６の縁に対して行うが、圧
電検出器１５の両面に付ｋＪだ一対の錘１６のうち、重
心をずらず方向と反対側のものについてのみ行う。この
ようにすると４．圧電検出器１５ａ、 １５ ｂが加速
度により受ける影響が等しくなる。
えば第３図に示すように錘１６の縁に対して行うが、圧
電検出器１５の両面に付ｋＪだ一対の錘１６のうち、重
心をずらず方向と反対側のものについてのみ行う。この
ようにすると４．圧電検出器１５ａ、 １５ ｂが加速
度により受ける影響が等しくなる。
第４図に請求項２の発明の実施例の要部を示す。
この図では一方の圧電検出器１５ａののを示しているが
、他方の圧電検出器１５ｂも同様に構成される。圧電検
出器１５ａの電極？８は、圧電検出器１５ａの支持端か
ら、支持部における応力の影響を受けない位置に離され
る。好ましくは、図に示すように圧電検出器１５ａの板
厚をＬとする時、電極２８を支持端から１．２Ｌ以上離
す。
、他方の圧電検出器１５ｂも同様に構成される。圧電検
出器１５ａの電極？８は、圧電検出器１５ａの支持端か
ら、支持部における応力の影響を受けない位置に離され
る。好ましくは、図に示すように圧電検出器１５ａの板
厚をＬとする時、電極２８を支持端から１．２Ｌ以上離
す。
このように構成されているため、加速度や取伺は構造誤
差などにより、回転軸を介して両圧電検出器１５ａ、１
５ｂに作用する支持応力差が変動しても、その影響は圧
電検出器１．５ａ、１５ｂの出力には全く現われない。
差などにより、回転軸を介して両圧電検出器１５ａ、１
５ｂに作用する支持応力差が変動しても、その影響は圧
電検出器１．５ａ、１５ｂの出力には全く現われない。
なお回転ビーム形２軸角速度計に、加速度検出用圧電検
出器を回転軸に取付け、２軸加速度検出機能を付加した
２軸角速度加速度計があるが、この２軸角速度加速度計
についてもその角速度検出部分にこの発明を適用するこ
とができる。
出器を回転軸に取付け、２軸加速度検出機能を付加した
２軸角速度加速度計があるが、この２軸角速度加速度計
についてもその角速度検出部分にこの発明を適用するこ
とができる。
「発明の効果」
以上述べたように請求項１の発明によれば両圧電検出器
の中立軸が平行し、かつベンデコ、ラム軸が平行するよ
うに調整されているため、加速度に比例する誤差成分を
除去することができる。加速度誤差補正のために加速度
用圧電検出器を使用していないため、その取付は構造も
必要がなく、全体の構造が簡単である。また高精度の部
品加工、高精度の組立てを行わなくても前記調整により
、加速度による誤差成分を除去でき、製造が容易でかつ
安価に作ることができる。
の中立軸が平行し、かつベンデコ、ラム軸が平行するよ
うに調整されているため、加速度に比例する誤差成分を
除去することができる。加速度誤差補正のために加速度
用圧電検出器を使用していないため、その取付は構造も
必要がなく、全体の構造が簡単である。また高精度の部
品加工、高精度の組立てを行わなくても前記調整により
、加速度による誤差成分を除去でき、製造が容易でかつ
安価に作ることができる。
請求項２の発明によれば両圧電検出器の電極が支持部の
応力を検出しないように構成されているため、支持部応
力差、及びその変動の影響を受けず角速度を正確に検出
できる。
応力を検出しないように構成されているため、支持部応
力差、及びその変動の影響を受けず角速度を正確に検出
できる。
第１図は、この発明に用いられる調整を説明するための
回転軸、圧電検出器、加振加速度方向を示す斜視図、第
２図は圧電検出器の屈曲部の拡大断面図、第３図は圧電
検出器の錘の切削部を示す斜視図、第４図は請求項２の
発明の実施例の要部を示す斜視図、第５図ば２軸角速度
計を示す斜視図、第６図は角速度入力及び加速度入力に
対する圧電検出器の応答を示ず図ふある。
回転軸、圧電検出器、加振加速度方向を示す斜視図、第
２図は圧電検出器の屈曲部の拡大断面図、第３図は圧電
検出器の錘の切削部を示す斜視図、第４図は請求項２の
発明の実施例の要部を示す斜視図、第５図ば２軸角速度
計を示す斜視図、第６図は角速度入力及び加速度入力に
対する圧電検出器の応答を示ず図ふある。
Claims (2)
- （１）回転軸に直角に対称でかつ互いに平行になるよう
に二つのビーム状の圧電検出器が取付けられた回転ビー
ム形２軸角速度計において、 上記二つの圧電検出器の各屈曲部における中立軸が実質
的に平行に調整され、 上記二つの圧電検出器の支持点と遊端部の鍾の垂心とを
結ぶペンデュラム軸が実質的に平行に調整されているこ
とを特徴とする回転ビーム形２軸角速度計。 - （２）回転軸に直角に対称でかつ互いに平行になるよう
に二つのビーム状の圧電検出器が取付けられた回転ビー
ム形２軸角速度形において、 上記各圧電検出器の電極はその圧電検出器の支持端より
、支持部における応力の影響を受けない位置に離されて
いることを特徴とする回転ビーム形２軸角速度計。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136657A JPH032515A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 回転ビーム形２軸角速度計 |
| US07/528,604 US5045745A (en) | 1989-05-29 | 1990-05-25 | Spinning piezoelectric beam of a dual-axis angular rate sensor and method for its adjustment |
| CA002017726A CA2017726A1 (en) | 1989-05-29 | 1990-05-29 | Spinning piezoelectric beam of a dual-axis angular rate sensor and method for its adjustment |
| EP90110137A EP0405152B1 (en) | 1989-05-29 | 1990-05-29 | Method for adjusting a spinning piezoelectric beam of a dual-axis angular rate sensor |
| DE90110137T DE69007348D1 (de) | 1989-05-29 | 1990-05-29 | Verfahren zur Justierung einer rotierenden piezoelektrischen Spindel eines Zweiachsendrehgeschwindigkeitssensors. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136657A JPH032515A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 回転ビーム形２軸角速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH032515A true JPH032515A (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=15180451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1136657A Pending JPH032515A (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 回転ビーム形２軸角速度計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5045745A (ja) |
| EP (1) | EP0405152B1 (ja) |
| JP (1) | JPH032515A (ja) |
| CA (1) | CA2017726A1 (ja) |
| DE (1) | DE69007348D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297182B1 (en) * | 1998-08-11 | 2001-10-02 | Asahi Glass Company Ltd. | Glass for a substrate |
| CN114520900A (zh) * | 2020-11-19 | 2022-05-20 | 成都极米科技股份有限公司 | 投影画面防抖方法、装置、防抖设备以及可读存储介质 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04216409A (ja) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
| AU3421593A (en) * | 1991-12-23 | 1993-07-28 | Elf Atochem North America, Inc. | Multi-mode accelerometer |
| GB2266588B (en) * | 1992-04-24 | 1995-11-15 | British Aerospace | Vibrating rate sensor tuning |
| DE4223349A1 (de) * | 1992-07-16 | 1994-01-20 | Bosch Gmbh Robert | Winkelgeschwindigkeitssensor |
| DE69318963T2 (de) * | 1993-02-03 | 1998-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Drehratensensor und dessen Herstellungverfahren |
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