JPH0516522B2 - - Google Patents
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- JPH0516522B2 JPH0516522B2 JP20106984A JP20106984A JPH0516522B2 JP H0516522 B2 JPH0516522 B2 JP H0516522B2 JP 20106984 A JP20106984 A JP 20106984A JP 20106984 A JP20106984 A JP 20106984A JP H0516522 B2 JPH0516522 B2 JP H0516522B2
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 11
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧電振動型の角速度センサに関するも
のである。
のである。
従来、音叉状の移動体に圧電体を貼り付けて振
動させる角速度センサが知られている。
動させる角速度センサが知られている。
ここで、この種の角速度センサの１つであつ
て、発明者等が本発明案出前に開発した角速度セ
ンサ（非公知）について説明する。
て、発明者等が本発明案出前に開発した角速度セ
ンサ（非公知）について説明する。
このものの構成を説明すると、２枚の圧電体を
張り合わせた駆動用圧電バイモルフ１，１′（駆
動部）と、この駆動用圧電バイモルフ１，１′と
同様２枚の圧電体を張り合わせた検知用圧電バイ
モルフ２，２′（検知部）とが、接着剤３，３′に
てそれぞれ直交するように接着されている。ま
た、駆動用圧電バイモルフ１，１′の内側の圧電
体は金属端子４に接着、半田等で固定されてお
り、この金属端子４を介して接地されている。そ
して、駆動用圧電バイモルフ１，１′に交流駆動
電源５（自励発振方式のものでもよい）により交
流駆動電圧が印加されるようになつている。そし
て、駆動用圧電バイモルフ１，１′に交流駆動電
圧が印加された時、駆動用圧電バイモルフ１，
１′は、図の実線の矢印方向に、位相が180゜ずれ
て振動（対称振動）し、その振動時に、検知用圧
電バイモルフ２，２′の垂直方向に屈曲状態を検
出して、角速度を得るようにしている。すなわ
ち、測定軸Ａの回りに角速度が生じると、コリオ
リの力によつて検知用圧電バイモルフ２，２′が
屈曲するため、その屈曲状態を検出して角速度を
得るようにしている。なお、駆動用圧電バイモル
フ１，１′における点線の矢印はそれぞれの圧電
体の分極方向を示しており、それぞれの駆動用圧
電バイモルフ１，１′における対応する圧電体
（内側と内側、外側と外側の圧電体）は分極方向
が逆になつている。このため、同一位相の交流駆
動電圧を印加することによりそれぞれの駆動用圧
電バイモルフは位相が180゜ずれて振動する。（な
お、駆動部における圧電体は２枚設けることなく
基板に１枚を張り合わせても上記と同様に180゜ず
らして振動させることができ、この場合は両者と
も基板に対して外側あるいは内側に対応させて張
り合わせる。）また、検知用圧電バイモルフ２，
２′における点線の矢印はそれぞれの圧電体の分
極方向を示しており、それぞれ逆の分極方向にな
つている。これは、ある角速度を受けたとき、駆
動用圧電バイモルフ１，１′が対称振動している
ために、検知用圧電バイモルフ２，２′も対称振
動することになり、それぞれの検知用圧電バイモ
ルフ２，２′からの検知信号の位相をあわせるよ
うにするためである。
張り合わせた駆動用圧電バイモルフ１，１′（駆
動部）と、この駆動用圧電バイモルフ１，１′と
同様２枚の圧電体を張り合わせた検知用圧電バイ
モルフ２，２′（検知部）とが、接着剤３，３′に
てそれぞれ直交するように接着されている。ま
た、駆動用圧電バイモルフ１，１′の内側の圧電
体は金属端子４に接着、半田等で固定されてお
り、この金属端子４を介して接地されている。そ
して、駆動用圧電バイモルフ１，１′に交流駆動
電源５（自励発振方式のものでもよい）により交
流駆動電圧が印加されるようになつている。そし
て、駆動用圧電バイモルフ１，１′に交流駆動電
圧が印加された時、駆動用圧電バイモルフ１，
１′は、図の実線の矢印方向に、位相が180゜ずれ
て振動（対称振動）し、その振動時に、検知用圧
電バイモルフ２，２′の垂直方向に屈曲状態を検
出して、角速度を得るようにしている。すなわ
ち、測定軸Ａの回りに角速度が生じると、コリオ
リの力によつて検知用圧電バイモルフ２，２′が
屈曲するため、その屈曲状態を検出して角速度を
得るようにしている。なお、駆動用圧電バイモル
フ１，１′における点線の矢印はそれぞれの圧電
体の分極方向を示しており、それぞれの駆動用圧
電バイモルフ１，１′における対応する圧電体
（内側と内側、外側と外側の圧電体）は分極方向
が逆になつている。このため、同一位相の交流駆
動電圧を印加することによりそれぞれの駆動用圧
電バイモルフは位相が180゜ずれて振動する。（な
お、駆動部における圧電体は２枚設けることなく
基板に１枚を張り合わせても上記と同様に180゜ず
らして振動させることができ、この場合は両者と
も基板に対して外側あるいは内側に対応させて張
り合わせる。）また、検知用圧電バイモルフ２，
２′における点線の矢印はそれぞれの圧電体の分
極方向を示しており、それぞれ逆の分極方向にな
つている。これは、ある角速度を受けたとき、駆
動用圧電バイモルフ１，１′が対称振動している
ために、検知用圧電バイモルフ２，２′も対称振
動することになり、それぞれの検知用圧電バイモ
ルフ２，２′からの検知信号の位相をあわせるよ
うにするためである。
しかしながら、このものでは、接着剤３，３′
を通して駆動用圧電バイモルフ１，１′から検知
用圧電バイモルフ２，２′に駆動電圧が容易結合
にてもれるため、角速度検出信号に対して非常に
大きなオフセツト電圧が発生し、正確なる角速度
検出を行なうことができない。このことを詳述す
ると、第１図に示すものの等価回路は第２図に示
すようになり、駆動用圧電バイモルフ１，１′と
検知用圧電バイモルフ２，２′のそれぞれの間が
接着剤３，３′に起因する容量C3，C3′にて容量結
合される。従つて、交流駆動電源５より容量C3，
C3′を通じて交流駆動電圧が検知側にもれ、その
もれた交流駆動電圧の位相がそれぞれ同じである
ため、その両者が合成されて出力端子ａ，ｂ間に
大きなオフセツト電圧が発生する。
を通して駆動用圧電バイモルフ１，１′から検知
用圧電バイモルフ２，２′に駆動電圧が容易結合
にてもれるため、角速度検出信号に対して非常に
大きなオフセツト電圧が発生し、正確なる角速度
検出を行なうことができない。このことを詳述す
ると、第１図に示すものの等価回路は第２図に示
すようになり、駆動用圧電バイモルフ１，１′と
検知用圧電バイモルフ２，２′のそれぞれの間が
接着剤３，３′に起因する容量C3，C3′にて容量結
合される。従つて、交流駆動電源５より容量C3，
C3′を通じて交流駆動電圧が検知側にもれ、その
もれた交流駆動電圧の位相がそれぞれ同じである
ため、その両者が合成されて出力端子ａ，ｂ間に
大きなオフセツト電圧が発生する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記問題に鑑みたもので、その目的と
するところは、駆動部と検知部との間の容量結合
によるオフセツト電圧の発生を防止して正確なる
角速度検出を行なうことができる角速度センサを
提供することにある。
するところは、駆動部と検知部との間の容量結合
によるオフセツト電圧の発生を防止して正確なる
角速度検出を行なうことができる角速度センサを
提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、駆動用圧電
体を有する駆動部と、検知用圧電体を有する検知
部とを直交して結合した振動子を２組対称に配置
するとともに、それぞれの駆動用圧電体に交流駆
動電圧を印加するための交流駆動電源を備えた角
速度センサであつて、 一方の振動子に対し、前記交流駆動電源から前
記駆動用圧電体に交流駆動電圧を印加し、前記検
知用圧電体から検知信号を取り出す電気経路に、
入力信号の位相を180゜ずらす位相反転回路を設
け、 さらに、前記交流駆動電圧を前記それぞれの駆
動用圧電体に印加した時に、それぞれの駆動部が
対称振動するように、それぞれの駆動用圧電体の
分極方向を定め、かつ、前記それぞれの検知用圧
電体からの検知信号を合成して角速度を得るよう
に、それぞれの検知用圧電体の分極方向を定めた
ことを特徴としている。
体を有する駆動部と、検知用圧電体を有する検知
部とを直交して結合した振動子を２組対称に配置
するとともに、それぞれの駆動用圧電体に交流駆
動電圧を印加するための交流駆動電源を備えた角
速度センサであつて、 一方の振動子に対し、前記交流駆動電源から前
記駆動用圧電体に交流駆動電圧を印加し、前記検
知用圧電体から検知信号を取り出す電気経路に、
入力信号の位相を180゜ずらす位相反転回路を設
け、 さらに、前記交流駆動電圧を前記それぞれの駆
動用圧電体に印加した時に、それぞれの駆動部が
対称振動するように、それぞれの駆動用圧電体の
分極方向を定め、かつ、前記それぞれの検知用圧
電体からの検知信号を合成して角速度を得るよう
に、それぞれの検知用圧電体の分極方向を定めた
ことを特徴としている。
本発明は上記のように、それぞれの振動子にお
ける駆動部と検知部の間の容量結合による交流駆
動電圧のもれを、位相反転回路の作用により相殺
するようにしているから、駆動部と検知部との間
の容量結合に起因するオフセツト電圧の発生を防
止して正確なる角速度検出を行なうことができる
という優れた効果がある。
ける駆動部と検知部の間の容量結合による交流駆
動電圧のもれを、位相反転回路の作用により相殺
するようにしているから、駆動部と検知部との間
の容量結合に起因するオフセツト電圧の発生を防
止して正確なる角速度検出を行なうことができる
という優れた効果がある。
以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第３図はその一実施例を示す構成図であり、
第１図に示すものと駆動用電圧体１′における圧
電体の分極方向を逆にした（駆動用圧電体１おけ
るそれぞれの圧電体と対応する圧電体の分極方向
を同一方向とした）点、および位相反転回路６を
設けた点において異なつている。すなわち、駆動
用圧電バイモルフ１′に印加する交流駆動電圧と
駆動用圧電バイモル１′に印加する交流駆動電圧
とが互いに位相が180゜異なるように、位相反転回
路６を通して駆動用圧電バイモルフ１′に交流駆
動電圧を印加する。そして、上記交流駆動電圧を
印加しても図の実線の矢印に示すように位相が
180゜ずれて振動するよう、圧電バイモルフ１，
１′の分極方向を図の点線の矢印で示す方向とし
ている。
る。第３図はその一実施例を示す構成図であり、
第１図に示すものと駆動用電圧体１′における圧
電体の分極方向を逆にした（駆動用圧電体１おけ
るそれぞれの圧電体と対応する圧電体の分極方向
を同一方向とした）点、および位相反転回路６を
設けた点において異なつている。すなわち、駆動
用圧電バイモルフ１′に印加する交流駆動電圧と
駆動用圧電バイモル１′に印加する交流駆動電圧
とが互いに位相が180゜異なるように、位相反転回
路６を通して駆動用圧電バイモルフ１′に交流駆
動電圧を印加する。そして、上記交流駆動電圧を
印加しても図の実線の矢印に示すように位相が
180゜ずれて振動するよう、圧電バイモルフ１，
１′の分極方向を図の点線の矢印で示す方向とし
ている。
従つて、上記構成によれば、圧電バイモルフ
１′における圧電体の分極方向を第１図に示すも
のと逆にするとともに、この圧電バイモルフ１′
に位相を180゜ずらす位相反転回路６を介して交流
駆動電圧を印加するようにしているから、圧電バ
イモルフ１，１′は第１図に示すものと同様に位
相が180゜ずれて振動する。
１′における圧電体の分極方向を第１図に示すも
のと逆にするとともに、この圧電バイモルフ１′
に位相を180゜ずらす位相反転回路６を介して交流
駆動電圧を印加するようにしているから、圧電バ
イモルフ１，１′は第１図に示すものと同様に位
相が180゜ずれて振動する。
また、このものの等価回路は第４図に示すもの
のようになる。ここで、結合容量C3，C3′を介し
て検知部にもれる交流駆動電圧は、位相反転回路
６を設けたことにより位相が180゜ずれたものにな
り、それを合成することにより、それらが相殺さ
れて出力端子ａ，ｂ間に生じるオフセツト電圧を
著しく小さくすることができる。なお、位相反転
回路６としては、第５図に示すように、オペアン
プを用いた反転増幅器を用いることができる。
のようになる。ここで、結合容量C3，C3′を介し
て検知部にもれる交流駆動電圧は、位相反転回路
６を設けたことにより位相が180゜ずれたものにな
り、それを合成することにより、それらが相殺さ
れて出力端子ａ，ｂ間に生じるオフセツト電圧を
著しく小さくすることができる。なお、位相反転
回路６としては、第５図に示すように、オペアン
プを用いた反転増幅器を用いることができる。
なお、上記実施例では、位相反転回路６を交流
駆動電源５と駆動用電圧バイモルフ１′の間に設
けるものを示したが、第６図に示すように検知用
電圧バイモルフ２′の出力側に設けるようにして
もよい。この場合、第１図に示すものに対し検知
用圧電バイモルフ２′の分極方向を逆にする必要
がある。
駆動電源５と駆動用電圧バイモルフ１′の間に設
けるものを示したが、第６図に示すように検知用
電圧バイモルフ２′の出力側に設けるようにして
もよい。この場合、第１図に示すものに対し検知
用圧電バイモルフ２′の分極方向を逆にする必要
がある。
また、第３図、第４図に示す実施例において、
検知用圧電バイモルフ２，２′の電気的出力を並
列接続するものを示したが、直列接続して角速度
検出信号を得るようにしてもよい。
検知用圧電バイモルフ２，２′の電気的出力を並
列接続するものを示したが、直列接続して角速度
検出信号を得るようにしてもよい。
また、第７図に示すように、それぞれの振動子
を金属板７，７′にて一体的に形成し、その金属
板７，７′の上に駆動用圧電体８，８′および検知
用圧電体９，９′を設け、金属板７，７′を金属端
子４を介して接地するようにしてもよい。このも
のにおいても駆動用圧電体８，８′と検知用圧電
体９，９′の間に空気等を媒体とした結合容量が
存在する。この場合、駆動用圧電体８，８′およ
び検知用圧電体９，９′を金属板７，７′の片側の
みならず反対側にも設けてその２枚の圧電体にて
駆動あるいは検知を行なうようにしてもよい。
を金属板７，７′にて一体的に形成し、その金属
板７，７′の上に駆動用圧電体８，８′および検知
用圧電体９，９′を設け、金属板７，７′を金属端
子４を介して接地するようにしてもよい。このも
のにおいても駆動用圧電体８，８′と検知用圧電
体９，９′の間に空気等を媒体とした結合容量が
存在する。この場合、駆動用圧電体８，８′およ
び検知用圧電体９，９′を金属板７，７′の片側の
みならず反対側にも設けてその２枚の圧電体にて
駆動あるいは検知を行なうようにしてもよい。
第１図は本発明案出前に発明者等が開発した角
速度センサの構成図、第２図は第１図に示すもの
等価回路図、第３図は本発明に係る角速度センサ
の構成図、第４図は第３図に示すものの等価回路
図、第５図は位相反転回路の電気結線図、第６図
は他の実施例を示す等価回路図、第７図はさらに
他の実施例を示す構成図である。 １，１′……駆動用圧電バイモルフ、２，２′…
…検知用圧電バイモルフ、５……交流駆動用電
源、６……位相反転回路。
速度センサの構成図、第２図は第１図に示すもの
等価回路図、第３図は本発明に係る角速度センサ
の構成図、第４図は第３図に示すものの等価回路
図、第５図は位相反転回路の電気結線図、第６図
は他の実施例を示す等価回路図、第７図はさらに
他の実施例を示す構成図である。 １，１′……駆動用圧電バイモルフ、２，２′…
…検知用圧電バイモルフ、５……交流駆動用電
源、６……位相反転回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 駆動用圧電体を有する駆動部と、検知用圧電
体を有する検知部とを直交して結合した振動子を
２組対称に配置するとともに、それぞれの駆動用
圧電体に交流駆動電圧を印加するための交流駆動
電源を備えた角速度センサであつて、 一方の振動子に対し、前記交流駆動電源から前
記駆動用圧電体に交流駆動電圧を印加し、前記検
知用圧電体から検知信号を取り出す電気経路に、
入力信号の位相を180゜ずらす位相反転回路を設
け、 さらに、前記交流駆動電圧を前記それぞれの駆
動用圧電体に印加した時に、それぞれの駆動部が
対称振動するように、それぞれの駆動用圧電体の
分極方向を定め、かつ、前記それぞれの検知用圧
電体からの検知信号を合成して角速度を得るよう
に、それぞれの検知用圧電体の分極方向を定めた
ことを特徴とする角速度センサ。 ２ 前記位相反転回路が、前記交流駆動電源と一
方の振動子における駆動用圧電体の間に設けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の角速度センサ。 ３ 前記位相反転回路が、前記一方の振動子にお
ける検知用圧電体の検知信号の出力部分に設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の角速度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201069A JPS6177712A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 角速度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201069A JPS6177712A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 角速度センサ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2333307A Division JPH0619367B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 角速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177712A JPS6177712A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0516522B2 true JPH0516522B2 (ja) | 1993-03-04 |
Family
ID=16434870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201069A Granted JPS6177712A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 角速度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177712A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2682179B2 (ja) * | 1990-01-29 | 1997-11-26 | 松下電器産業株式会社 | クレーン制御装置 |
| JPH0619367B2 (ja) * | 1990-11-28 | 1994-03-16 | 日本電装株式会社 | 角速度センサ |
| JP3421720B2 (ja) * | 1992-11-17 | 2003-06-30 | シチズン時計株式会社 | 角速度検出回路 |
| JP4924858B2 (ja) * | 2001-07-06 | 2012-04-25 | セイコーエプソン株式会社 | 角速度測定装置 |
| JP4924912B2 (ja) * | 2011-08-24 | 2012-04-25 | セイコーエプソン株式会社 | 角速度測定方法および角速度測定装置の診断回路 |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59201069A patent/JPS6177712A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177712A (ja) | 1986-04-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |