JPH08136262A - 振動ジャイロ装置 - Google Patents
振動ジャイロ装置Info
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- JPH08136262A JPH08136262A JP6269918A JP26991894A JPH08136262A JP H08136262 A JPH08136262 A JP H08136262A JP 6269918 A JP6269918 A JP 6269918A JP 26991894 A JP26991894 A JP 26991894A JP H08136262 A JPH08136262 A JP H08136262A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】４個のブリッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4で成
るブリッジ回路Ｂｒが形成され、振動子１に貼着された
少なくとも一対の駆動用・検出用トランスジューサ２、
３がブリッジ回路の橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂに介在させら
れる。ブリッジ回路の入出側両端子Ｂａ−Ｂｂ間に増幅
回路Ａｍｐを含む自励振駆動帰還ループＦｋが形成され
る。 【効果】回路構成が簡素で、安定性、信頼性を高めるこ
とができる。
るブリッジ回路Ｂｒが形成され、振動子１に貼着された
少なくとも一対の駆動用・検出用トランスジューサ２、
３がブリッジ回路の橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂに介在させら
れる。ブリッジ回路の入出側両端子Ｂａ−Ｂｂ間に増幅
回路Ａｍｐを含む自励振駆動帰還ループＦｋが形成され
る。 【効果】回路構成が簡素で、安定性、信頼性を高めるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、飛行体、船舶、車両、
ロボットなどの位置、姿勢制御に適した角速度を測定す
る振動ジャイロ装置に関し、特に、回路構成が簡素で、
特性の安定性、信頼性を高めた振動ジャイロ装置に係わ
る。
ロボットなどの位置、姿勢制御に適した角速度を測定す
る振動ジャイロ装置に関し、特に、回路構成が簡素で、
特性の安定性、信頼性を高めた振動ジャイロ装置に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、図４に示すように、音片型振
動子１２に駆動用および検出用圧電素子１６ａ、１６
ｂ、帰還用圧電素子１６ｃをそれぞれ貼着し、帰還用圧
電素子１６ｃからの帰還出力を発振回路２４から固定抵
抗器２６ａ（＝Ｒ1）、２６ｂ（＝Ｒ2）を経由して圧電
素子１６ａ、１６ｂに加えて自励振駆動させて振動子１
２のｘ軸方向に屈曲振動を起こさせると共に、ｚ軸回り
に角速度を受けたときにｙ軸方向に発生するコリオリの
力により起きる屈曲振動を圧電素子１６ａ、１６ｂで検
出し、その出力を差動回路３０に加えることにより回転
角速度Ωを測定する回路構成をもった振動ジャイロが提
案されている（特公平６−３４５５号、特開平５−３２
２５８２号公報）。
動子１２に駆動用および検出用圧電素子１６ａ、１６
ｂ、帰還用圧電素子１６ｃをそれぞれ貼着し、帰還用圧
電素子１６ｃからの帰還出力を発振回路２４から固定抵
抗器２６ａ（＝Ｒ1）、２６ｂ（＝Ｒ2）を経由して圧電
素子１６ａ、１６ｂに加えて自励振駆動させて振動子１
２のｘ軸方向に屈曲振動を起こさせると共に、ｚ軸回り
に角速度を受けたときにｙ軸方向に発生するコリオリの
力により起きる屈曲振動を圧電素子１６ａ、１６ｂで検
出し、その出力を差動回路３０に加えることにより回転
角速度Ωを測定する回路構成をもった振動ジャイロが提
案されている（特公平６−３４５５号、特開平５−３２
２５８２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この振動ジャイロの回
路構成の等価回路を図５に示す。ここで、図４にはアー
スが図示されていないが、図５には技術常識の観点から
アースを追加して図示している。図５の駆動用および検
出用圧電素子１６ａ、１６ｂ、帰還用圧電素子１６ｃの
共振点付近の等価インピーダンスＺ1、Ｚ2、Ｚ3は図６
に示される。ここで、ｆrは直列共振点、ｆaは並列共振
点である。
路構成の等価回路を図５に示す。ここで、図４にはアー
スが図示されていないが、図５には技術常識の観点から
アースを追加して図示している。図５の駆動用および検
出用圧電素子１６ａ、１６ｂ、帰還用圧電素子１６ｃの
共振点付近の等価インピーダンスＺ1、Ｚ2、Ｚ3は図６
に示される。ここで、ｆrは直列共振点、ｆaは並列共振
点である。
【０００４】図５において回転角速度を加えない状態、
即ち自己励振のみのとき、駆動用および検出用圧電素子
１６ａ、１６ｂの等価インピーダンスＺ1、Ｚ2は自己励
振周波数ｆ0でＺ'1≠Ｚ'2、つまり圧電素子に特性上の
ばらつきがあるものと仮定する。その状態を図６に示
す。図５において自励振駆動電流ｉ1、ｉ2を固定抵抗器
Ｒ1、Ｒ2を調節して加減すると、インピーダンスＺ1、
Ｚ2の入力点での電圧降下ｅ1、ｅ2を容易にｅ1＝ｅ2と
することができる。このため、圧電素子に特性上のばら
つきがあっても、圧電素子の特性に影響されることな
く、回転角速度Ωを測定するという効果を得ることがで
きる。
即ち自己励振のみのとき、駆動用および検出用圧電素子
１６ａ、１６ｂの等価インピーダンスＺ1、Ｚ2は自己励
振周波数ｆ0でＺ'1≠Ｚ'2、つまり圧電素子に特性上の
ばらつきがあるものと仮定する。その状態を図６に示
す。図５において自励振駆動電流ｉ1、ｉ2を固定抵抗器
Ｒ1、Ｒ2を調節して加減すると、インピーダンスＺ1、
Ｚ2の入力点での電圧降下ｅ1、ｅ2を容易にｅ1＝ｅ2と
することができる。このため、圧電素子に特性上のばら
つきがあっても、圧電素子の特性に影響されることな
く、回転角速度Ωを測定するという効果を得ることがで
きる。
【０００５】この場合、図面から明らかなように固定抵
抗器Ｒ1、Ｒ2、等価インピーダンスＺ1、Ｚ2がブリッジ
回路を構成し、差動回路３０がその橋渡しの役目をして
いる。ここで、圧電素子に経時変化、温度変化があって
等価インピーダンスＺ1、Ｚ2がＺ1±△Ｚ1、Ｚ2±△Ｚ2
にそれぞれ変化したとすると、同じ材料を使用している
限り、Ｚ1：△Ｚ1＝Ｚ2：△Ｚ2であり、最初に固定抵抗
器Ｒ1、Ｒ2を調整して電圧降下をｅ1＝ｅ2としてあれ
ば、ブリッジの平衡条件はくずれない。このようにし
て、経時変化、温度変化があっても圧電素子の特性に影
響されることなく、回転角速度Ωを正確に測定すること
ができるという効果が得られる。
抗器Ｒ1、Ｒ2、等価インピーダンスＺ1、Ｚ2がブリッジ
回路を構成し、差動回路３０がその橋渡しの役目をして
いる。ここで、圧電素子に経時変化、温度変化があって
等価インピーダンスＺ1、Ｚ2がＺ1±△Ｚ1、Ｚ2±△Ｚ2
にそれぞれ変化したとすると、同じ材料を使用している
限り、Ｚ1：△Ｚ1＝Ｚ2：△Ｚ2であり、最初に固定抵抗
器Ｒ1、Ｒ2を調整して電圧降下をｅ1＝ｅ2としてあれ
ば、ブリッジの平衡条件はくずれない。このようにし
て、経時変化、温度変化があっても圧電素子の特性に影
響されることなく、回転角速度Ωを正確に測定すること
ができるという効果が得られる。
【０００６】次に、回転角速度が加わった状態では、図
７に示すように、ジャイロ出力ｅj1 、ｅj2が等価的に電
圧源として加わり、ブリッジの平衡条件がくずれ、検出
出力ｅj1、ｅj2の電位差が等価インピーダンスＺ1、Ｚ2
の入力間に出現する。この電位差を差動回路３０で検出
することにより、圧電素子に特性上のばらつきや経時変
化、温度変化があっても圧電素子の特性に影響されるこ
となく、回転角速度Ωを測定することができるものであ
る。
７に示すように、ジャイロ出力ｅj1 、ｅj2が等価的に電
圧源として加わり、ブリッジの平衡条件がくずれ、検出
出力ｅj1、ｅj2の電位差が等価インピーダンスＺ1、Ｚ2
の入力間に出現する。この電位差を差動回路３０で検出
することにより、圧電素子に特性上のばらつきや経時変
化、温度変化があっても圧電素子の特性に影響されるこ
となく、回転角速度Ωを測定することができるものであ
る。
【０００７】しかしながら、図７に示す検出出力ｅ1＋
ｅj1、ｅ2＋ｅj2の安定性はあくまで自己励振周波数ｆ0
（図６）でのインピーダンスＺ1、Ｚ2の安定性に依存す
る。何故なら、電圧降下ｅ1、ｅ2は、自己励振周波数ｆ
0（図６）でのインピーダンスＺ'1、Ｚ'2に依存し、こ
の電圧降下ｅ1、ｅ2は、検出出力ｅj1、ｅj2に比べて極
めて大きいため、電圧降下ｅ1、ｅ2の変動によって検出
出力ｅj1、ｅj2はその陰に隠れてしまうからである。一
般には、自己励振周波数ｆ0をインピーダンスＺ1または
Ｚ2の並列共振点ｆaに合せて自己励振を行なう。何故な
ら、自己励振周波数ｆ0を直列共振点ｆrに合せて自己励
振を行なうと、固定抵抗器Ｒ1、Ｒ2に比べてインピーダ
ンスＺ'1、Ｚ'2の値が小さくなりすぎる。今、仮に自己
励振周波数ｆ0をインピーダンスＺ1の並列共振点ｆaに
合せて自己励振しているものとすると、自己励振周波数
ｆ0が±ｆ0変化してもインピーダンスＺ'1はインピーダ
ンスＺ1の特性カーブの極大点であるためあまり変化し
ないが、インピーダンスＺ'2はインピーダンスＺ2の特
性カーブの急峻変化点であるため大きく変化する。つま
り、インピーダンスＺ'1、Ｚ'2の変化によって電圧降下
ｅ1、ｅ2が変動し、検出出力ｅj1、ｅj2はその電圧降下
ｅ1、ｅ2に隠れてしまう。
ｅj1、ｅ2＋ｅj2の安定性はあくまで自己励振周波数ｆ0
（図６）でのインピーダンスＺ1、Ｚ2の安定性に依存す
る。何故なら、電圧降下ｅ1、ｅ2は、自己励振周波数ｆ
0（図６）でのインピーダンスＺ'1、Ｚ'2に依存し、こ
の電圧降下ｅ1、ｅ2は、検出出力ｅj1、ｅj2に比べて極
めて大きいため、電圧降下ｅ1、ｅ2の変動によって検出
出力ｅj1、ｅj2はその陰に隠れてしまうからである。一
般には、自己励振周波数ｆ0をインピーダンスＺ1または
Ｚ2の並列共振点ｆaに合せて自己励振を行なう。何故な
ら、自己励振周波数ｆ0を直列共振点ｆrに合せて自己励
振を行なうと、固定抵抗器Ｒ1、Ｒ2に比べてインピーダ
ンスＺ'1、Ｚ'2の値が小さくなりすぎる。今、仮に自己
励振周波数ｆ0をインピーダンスＺ1の並列共振点ｆaに
合せて自己励振しているものとすると、自己励振周波数
ｆ0が±ｆ0変化してもインピーダンスＺ'1はインピーダ
ンスＺ1の特性カーブの極大点であるためあまり変化し
ないが、インピーダンスＺ'2はインピーダンスＺ2の特
性カーブの急峻変化点であるため大きく変化する。つま
り、インピーダンスＺ'1、Ｚ'2の変化によって電圧降下
ｅ1、ｅ2が変動し、検出出力ｅj1、ｅj2はその電圧降下
ｅ1、ｅ2に隠れてしまう。
【０００８】このように、従来の振動ジャイロでは圧電
素子に特性上のばらつきや経時変化、温度変化があって
も圧電素子の特性に影響されることなく、回転角速度を
測定することができても、回転角速度を加えない状態、
即ち自己励振のみのときのインピーダンスＺ'1、Ｚ'2の
電圧降下ｅ1、ｅ2の影響を受けて安定性、信頼性に欠け
るという難点がある。
素子に特性上のばらつきや経時変化、温度変化があって
も圧電素子の特性に影響されることなく、回転角速度を
測定することができても、回転角速度を加えない状態、
即ち自己励振のみのときのインピーダンスＺ'1、Ｚ'2の
電圧降下ｅ1、ｅ2の影響を受けて安定性、信頼性に欠け
るという難点がある。
【０００９】
【目的】本発明は叙上の難点に鑑みなされたもので、そ
の目的は、回路構成が簡素で、安定性、信頼性を高めた
振動ジャイロ装置を提供せんとするものである。
の目的は、回路構成が簡素で、安定性、信頼性を高めた
振動ジャイロ装置を提供せんとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の振動ジャイロ装置は、４個のブリッジアー
ムで成るブリッジ回路が形成され、振動子に貼着された
少なくとも一対の駆動用・検出用トランスジューサがブ
リッジ回路の橋渡し回路に介在させられる。この振動ジ
ャイロ装置において、ブリッジ回路の入出側両端子間に
増幅回路を含む自励振駆動帰還ループが形成される。
に、本発明の振動ジャイロ装置は、４個のブリッジアー
ムで成るブリッジ回路が形成され、振動子に貼着された
少なくとも一対の駆動用・検出用トランスジューサがブ
リッジ回路の橋渡し回路に介在させられる。この振動ジ
ャイロ装置において、ブリッジ回路の入出側両端子間に
増幅回路を含む自励振駆動帰還ループが形成される。
【００１１】また、この振動ジャイロ装置において、振
動子に貼着された帰還用トランスジューサから増幅回路
を経由してブリッジ回路の入側端子に至る自励振駆動帰
還ループが形成される。
動子に貼着された帰還用トランスジューサから増幅回路
を経由してブリッジ回路の入側端子に至る自励振駆動帰
還ループが形成される。
【００１２】
【作用】この振動ジャイロ装置において、振動子に回転
角速度が加わらない状態、即ち自己励振のみのときは、
ブリッジ回路の４個のブリッジアームの平衡条件が成立
する限り、ブリッジ回路の橋渡し回路に流れる電流は０
であり、一対の駆動用・検出用トランスジューサの等価
インピーダンスには無関係となる。
角速度が加わらない状態、即ち自己励振のみのときは、
ブリッジ回路の４個のブリッジアームの平衡条件が成立
する限り、ブリッジ回路の橋渡し回路に流れる電流は０
であり、一対の駆動用・検出用トランスジューサの等価
インピーダンスには無関係となる。
【００１３】振動子に回転角速度が加えられた状態のと
きは、一対の駆動用・検出用トランスジューサにジャイ
ロ検出出力の電流源が出現する。この電流源のループ電
流は一対の駆動用・検出用トランスジューサでの電流源
の和となる。このループ電流は整流される。一対のトラ
ンスジューサから振動子にｘ軸方向に振動を加え、ｚ軸
回りに角速度を受けたときに、ｙ軸方向に発生するコリ
オリの力により起きる振動をこれらの一対のトランスジ
ューサから検知して得られるループ電流により、角速度
を測定することができる。この場合、回転角速度が加え
られた状態での検出出力は、回転角速度を加えない状
態、即ち自己励振のみのときの駆動用・検出用トランス
ジューサにおけるインピーダンスの電圧降下の影響を受
けないので、ジャイロ特性の安定性、信頼性が向上す
る。
きは、一対の駆動用・検出用トランスジューサにジャイ
ロ検出出力の電流源が出現する。この電流源のループ電
流は一対の駆動用・検出用トランスジューサでの電流源
の和となる。このループ電流は整流される。一対のトラ
ンスジューサから振動子にｘ軸方向に振動を加え、ｚ軸
回りに角速度を受けたときに、ｙ軸方向に発生するコリ
オリの力により起きる振動をこれらの一対のトランスジ
ューサから検知して得られるループ電流により、角速度
を測定することができる。この場合、回転角速度が加え
られた状態での検出出力は、回転角速度を加えない状
態、即ち自己励振のみのときの駆動用・検出用トランス
ジューサにおけるインピーダンスの電圧降下の影響を受
けないので、ジャイロ特性の安定性、信頼性が向上す
る。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の振動ジャイロ装置を音片型に
適用した実施例につき図面を参照して説明する。 実施例１ 図１に示すように、本発明の振動ジャイロ装置は、この
例において横断面４角形の直方体の音片で構成された振
動子１の直交して隣り合う２面に一対の駆動用・検出用
トランスジューサ２、３が貼着されている。この配置に
より、振動子１の振動方向は対角モードに設定される。
適用した実施例につき図面を参照して説明する。 実施例１ 図１に示すように、本発明の振動ジャイロ装置は、この
例において横断面４角形の直方体の音片で構成された振
動子１の直交して隣り合う２面に一対の駆動用・検出用
トランスジューサ２、３が貼着されている。この配置に
より、振動子１の振動方向は対角モードに設定される。
【００１５】この振動子１は温度特性を考慮して一般的
には恒弾性のＮｉ−ＳＰＡＮ−Ｃまたはエリンバなどの
金属で構成される。また、特殊な例として石英、水晶、
セラミックなどの電気絶縁物で構成されることもある。
恒弾性の電気絶縁物としてはヤング率の温度係数が小さ
く線膨張係数が小さい絶縁物で、ガラスが好適に採用さ
れる。ガラスは恒弾性である他、メカニカルＱが大きく
等方的であり、振動子として必要な特性を備えている。
には恒弾性のＮｉ−ＳＰＡＮ−Ｃまたはエリンバなどの
金属で構成される。また、特殊な例として石英、水晶、
セラミックなどの電気絶縁物で構成されることもある。
恒弾性の電気絶縁物としてはヤング率の温度係数が小さ
く線膨張係数が小さい絶縁物で、ガラスが好適に採用さ
れる。ガラスは恒弾性である他、メカニカルＱが大きく
等方的であり、振動子として必要な特性を備えている。
【００１６】トランスジューサ２、３としては、ＰＺＴ
系、ＺnＯ系、ＢaＴiＯ3系などのセラミック圧電素子が
使用される。この振動ジャイロ装置において、４個のブ
リッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4で成るブリッジ回路Ｂ
ｒが形成される。ブリッジ回路Ｂｒの入出側両端子Ｂａ
−Ｂｂ間には移相回路Ｐｓ、増幅回路Ａｍｐを含む自励
振駆動帰還ループＦｋが形成されている。増幅回路Ａｍ
ｐの出力は抵抗Ｒａを介してブリッジ回路Ｂｒの入側端
子ＢａからブリッジアームＲ1、Ｒ2に印加され、ブリッ
ジ回路ＢｒのブリッジアームＲ3、Ｒ4は出側端子Ｂｂか
ら移相回路Ｐｓを経由し増幅回路Ａｍｐに印加されてい
る。ブリッジ回路Ｂｒの出側端子Ｂｂは抵抗Ｒｂを介し
てアースされている。
系、ＺnＯ系、ＢaＴiＯ3系などのセラミック圧電素子が
使用される。この振動ジャイロ装置において、４個のブ
リッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4で成るブリッジ回路Ｂ
ｒが形成される。ブリッジ回路Ｂｒの入出側両端子Ｂａ
−Ｂｂ間には移相回路Ｐｓ、増幅回路Ａｍｐを含む自励
振駆動帰還ループＦｋが形成されている。増幅回路Ａｍ
ｐの出力は抵抗Ｒａを介してブリッジ回路Ｂｒの入側端
子ＢａからブリッジアームＲ1、Ｒ2に印加され、ブリッ
ジ回路ＢｒのブリッジアームＲ3、Ｒ4は出側端子Ｂｂか
ら移相回路Ｐｓを経由し増幅回路Ａｍｐに印加されてい
る。ブリッジ回路Ｂｒの出側端子Ｂｂは抵抗Ｒｂを介し
てアースされている。
【００１７】また、トランスジューサ２、３の電極の片
面の電位は、分圧抵抗Ｒ0、Ｒ'0によって電源電圧＋Ｂ
を分圧した電位に保たれている。振動子１に貼着された
一対の駆動用・検出用トランスジューサ２、３の等価イ
ンピーダンスＺ1、Ｚ2がブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路
Ｂｃ−Ｂｂに介在させられる。ブリッジ回路Ｂｒの橋渡
し回路Ｂｃ−Ｂｂには両波整流回路Ｒｅｃが接続されて
いる。
面の電位は、分圧抵抗Ｒ0、Ｒ'0によって電源電圧＋Ｂ
を分圧した電位に保たれている。振動子１に貼着された
一対の駆動用・検出用トランスジューサ２、３の等価イ
ンピーダンスＺ1、Ｚ2がブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路
Ｂｃ−Ｂｂに介在させられる。ブリッジ回路Ｂｒの橋渡
し回路Ｂｃ−Ｂｂには両波整流回路Ｒｅｃが接続されて
いる。
【００１８】このブリッジ回路Ｂｒの４個のブリッジア
ームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4の値は、振動子１に回転角速度
が加わらない状態、即ち自己励振のみのとき、 Ｒ1／Ｒ2＝Ｒ3／Ｒ4 の平衡条件が成立するように設定される。また、図１に
おいて増幅回路Ａｍｐ、移相回路Ｐｓ、ブリッジ回路Ｂ
ｒから成る自励振駆動帰還ループＦｋのゲインＲｅ
（Ａ）及び移相は、それぞれ増幅回路Ａｍｐの増幅率、
移相回路Ｐｓの移相量Ｉｍ（Ａ）を調整して Ｒｅ（Ａ）≧１ Ｉｍ（Ａ）＝０ の自己発振条件を満足させる。
ームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4の値は、振動子１に回転角速度
が加わらない状態、即ち自己励振のみのとき、 Ｒ1／Ｒ2＝Ｒ3／Ｒ4 の平衡条件が成立するように設定される。また、図１に
おいて増幅回路Ａｍｐ、移相回路Ｐｓ、ブリッジ回路Ｂ
ｒから成る自励振駆動帰還ループＦｋのゲインＲｅ
（Ａ）及び移相は、それぞれ増幅回路Ａｍｐの増幅率、
移相回路Ｐｓの移相量Ｉｍ（Ａ）を調整して Ｒｅ（Ａ）≧１ Ｉｍ（Ａ）＝０ の自己発振条件を満足させる。
【００１９】このように構成された振動ジャイロ装置に
おいて、振動子１に回転角速度が加わらない状態、即ち
自己励振のみのときは、ブリッジ回路Ｂｒの４個のブリ
ッジアームＲ1／Ｒ2＝Ｒ3／Ｒ4の平衡条件が成立する限
り、ブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂに流れる
ループ電流はｉ0＝０であり、一対の駆動用・検出用ト
ランスジューサ２、３の等価インピーダンスＺ1、Ｚ2に
は無関係となる。
おいて、振動子１に回転角速度が加わらない状態、即ち
自己励振のみのときは、ブリッジ回路Ｂｒの４個のブリ
ッジアームＲ1／Ｒ2＝Ｒ3／Ｒ4の平衡条件が成立する限
り、ブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂに流れる
ループ電流はｉ0＝０であり、一対の駆動用・検出用ト
ランスジューサ２、３の等価インピーダンスＺ1、Ｚ2に
は無関係となる。
【００２０】振動子１に回転角速度が加えられた状態の
ときは、図２に示すように、一対の駆動用・検出用トラ
ンスジューサ２、３にジャイロ検出出力ｉj1、ｉj2の電
流源が出現する。ここでインピーダンスＺ1、Ｚ2は自己
励振周波数を直列共振点ｆr（図６）に合せて自己励振
を行なっている場合の値である。この電流源のループ電
流ｉ0＝ｉj1＋ｉj2、即ち一対の駆動用・検出用トラン
スジューサ２、３での電流源の和となる。このループ電
流ｉ0は両波整流回路Ｒｅｃにより整流される。このよ
うにして一対のトランスジューサ２、３から振動子１に
ｘ軸方向に振動を加え、ｚ軸回りに角速度を受けたとき
に、ｙ軸方向に発生するコリオリの力により起きる振動
をこれらの一対のトランスジューサ２、３から検知する
ことにより、角速度Ωを測定するものである。なお、以
上の実施例における振動ジャイロ装置では、圧電素子に
特性上のばらつきや経時変化、温度変化があった場合、
圧電素子の特性に影響されることなく、回転角速度を測
定することはできないが、この点はその材質を選択する
ことで改善できる。
ときは、図２に示すように、一対の駆動用・検出用トラ
ンスジューサ２、３にジャイロ検出出力ｉj1、ｉj2の電
流源が出現する。ここでインピーダンスＺ1、Ｚ2は自己
励振周波数を直列共振点ｆr（図６）に合せて自己励振
を行なっている場合の値である。この電流源のループ電
流ｉ0＝ｉj1＋ｉj2、即ち一対の駆動用・検出用トラン
スジューサ２、３での電流源の和となる。このループ電
流ｉ0は両波整流回路Ｒｅｃにより整流される。このよ
うにして一対のトランスジューサ２、３から振動子１に
ｘ軸方向に振動を加え、ｚ軸回りに角速度を受けたとき
に、ｙ軸方向に発生するコリオリの力により起きる振動
をこれらの一対のトランスジューサ２、３から検知する
ことにより、角速度Ωを測定するものである。なお、以
上の実施例における振動ジャイロ装置では、圧電素子に
特性上のばらつきや経時変化、温度変化があった場合、
圧電素子の特性に影響されることなく、回転角速度を測
定することはできないが、この点はその材質を選択する
ことで改善できる。
【００２１】実施例２ また、図３に示すように、本発明の振動ジャイロ装置
は、この例において横断面３角形の直方体の音片で構成
された振動子１の３面に一対の駆動用・検出用トランス
ジューサ２、３と帰還用トランスジューサ４とが貼着さ
れている。この振動ジャイロ装置において、４個のブリ
ッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4で成るブリッジ回路Ｂｒ
が形成される。増幅回路Ａｍｐの出力はコンデンサＣａ
を介してブリッジ回路Ｂｒの入側端子Ｂａからブリッジ
アームＲ1、Ｒ2に印加され、ブリッジアームＲ3、Ｒ4か
らアースされている。
は、この例において横断面３角形の直方体の音片で構成
された振動子１の３面に一対の駆動用・検出用トランス
ジューサ２、３と帰還用トランスジューサ４とが貼着さ
れている。この振動ジャイロ装置において、４個のブリ
ッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4で成るブリッジ回路Ｂｒ
が形成される。増幅回路Ａｍｐの出力はコンデンサＣａ
を介してブリッジ回路Ｂｒの入側端子Ｂａからブリッジ
アームＲ1、Ｒ2に印加され、ブリッジアームＲ3、Ｒ4か
らアースされている。
【００２２】振動子１に貼着された帰還用トランスジュ
ーサ４から増幅回路Ａｍｐを経由してブリッジ回路Ｂｒ
の入側端子Ｂａに至る自励振駆動帰還ループＦｋが形成
される。また、トランスジューサ２、３の電極の片面の
電位は、分圧抵抗Ｒ0、Ｒ'0によって電源電圧＋Ｂを分
圧した電位に保たれている。
ーサ４から増幅回路Ａｍｐを経由してブリッジ回路Ｂｒ
の入側端子Ｂａに至る自励振駆動帰還ループＦｋが形成
される。また、トランスジューサ２、３の電極の片面の
電位は、分圧抵抗Ｒ0、Ｒ'0によって電源電圧＋Ｂを分
圧した電位に保たれている。
【００２３】振動子１に貼着された一対の駆動用・検出
用トランスジューサ２、３の等価インピーダンスＺ1、
Ｚ2がブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂに介在
させられる。ブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂ
には両波整流回路Ｒｅｃが接続されている。このブリッ
ジ回路Ｂｒの４個のブリッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4
の値は、振動子１に回転角速度が加わらない状態、即ち
自己励振のみのとき、 Ｒ1／Ｒ2＝Ｒ3／Ｒ4 の平衡条件が成立するように設定される。
用トランスジューサ２、３の等価インピーダンスＺ1、
Ｚ2がブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂに介在
させられる。ブリッジ回路Ｂｒの橋渡し回路Ｂｃ−Ｂｂ
には両波整流回路Ｒｅｃが接続されている。このブリッ
ジ回路Ｂｒの４個のブリッジアームＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4
の値は、振動子１に回転角速度が加わらない状態、即ち
自己励振のみのとき、 Ｒ1／Ｒ2＝Ｒ3／Ｒ4 の平衡条件が成立するように設定される。
【００２４】このように構成された振動ジャイロ装置に
おいて、振動子１に回転角速度が加わらない状態、即ち
自己励振のみのとき、帰還用トランスジューサ４から増
幅回路Ａｍｐを経由してブリッジ回路Ｂｒの入側端子Ｂ
ａに至る経路により自励振駆動帰還ループＦｋが容易に
形成される。振動子１に回転角速度が加えられた状態の
ときは、図２に示すように、実施例１に示す振動ジャイ
ロ装置と同様に作用する。
おいて、振動子１に回転角速度が加わらない状態、即ち
自己励振のみのとき、帰還用トランスジューサ４から増
幅回路Ａｍｐを経由してブリッジ回路Ｂｒの入側端子Ｂ
ａに至る経路により自励振駆動帰還ループＦｋが容易に
形成される。振動子１に回転角速度が加えられた状態の
ときは、図２に示すように、実施例１に示す振動ジャイ
ロ装置と同様に作用する。
【００２５】これらの実施例において、回転角速度が加
えられた状態での検出出力は、回転角速度を加えない状
態、即ち自己励振のみのときの駆動用・検出用トランス
ジューサにおけるインピーダンスの電圧降下の影響を受
けないので、ジャイロ特性の安定性、信頼性が向上す
る。なお、以上の実施例では振動ジャイロ装置を３角
形、４角形の直方体振動子を使用した音片型に適用した
例について説明したが、本発明の振動ジャイロ装置は横
断面ｎ角形（ｎは５以上）の多辺体の音片型にも適用で
き、音叉型等に応用する場合についても等しく適用でき
る。
えられた状態での検出出力は、回転角速度を加えない状
態、即ち自己励振のみのときの駆動用・検出用トランス
ジューサにおけるインピーダンスの電圧降下の影響を受
けないので、ジャイロ特性の安定性、信頼性が向上す
る。なお、以上の実施例では振動ジャイロ装置を３角
形、４角形の直方体振動子を使用した音片型に適用した
例について説明したが、本発明の振動ジャイロ装置は横
断面ｎ角形（ｎは５以上）の多辺体の音片型にも適用で
き、音叉型等に応用する場合についても等しく適用でき
る。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の振動ジャイロ装置によれば、回路構成が簡素で、ジ
ャイロ特性の安定性、信頼性を高めることができる。
明の振動ジャイロ装置によれば、回路構成が簡素で、ジ
ャイロ特性の安定性、信頼性を高めることができる。
【図１】本発明による一実施例における振動ジャイロ装
置の自己励振回路図。
置の自己励振回路図。
【図２】本発明における振動ジャイロ装置の検出回路
図。
図。
【図３】本発明による他の実施例における振動ジャイロ
装置の自己励振回路図。
装置の自己励振回路図。
【図４】従来の振動ジャイロ装置の回路図。
【図５】従来の振動ジャイロ装置の自己励振回路図。
【図６】振動ジャイロ装置の特性を示すグラフ。
【図７】従来の振動ジャイロ装置の検出回路図。
１……振動子 ２、３……一対の駆動用・検出用トランスジューサ ４……帰還用トランスジューサ Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4……ブリッジアーム Ｂｒ……ブリッジ回路 Ｂｃ−Ｂｂ……橋渡し回路 Ｂａ−Ｂｂ……入出側両端子 Ａｍｐ……増幅回路 Ｆｋ……自励振駆動帰還ループ
Claims (3)
- 【請求項１】４個のブリッジアームで成るブリッジ回路
を形成し、振動子に貼着された少なくとも一対の駆動用
・検出用トランスジューサを前記ブリッジ回路の橋渡し
回路に介在させたことを特徴とする振動ジャイロ装置。 - 【請求項２】前記ブリッジ回路の入出側両端子間に増幅
回路を含む自励振駆動帰還ループを形成したことを特徴
とする請求項１記載の振動ジャイロ装置。 - 【請求項３】前記振動子に貼着された帰還用トランスジ
ューサから増幅回路を経由して前記ブリッジ回路の入側
端子に至る自励振駆動帰還ループを形成したことを特徴
とする請求項１記載の振動ジャイロ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269918A JPH08136262A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 振動ジャイロ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6269918A JPH08136262A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 振動ジャイロ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08136262A true JPH08136262A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17479036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6269918A Withdrawn JPH08136262A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 振動ジャイロ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08136262A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100409134C (zh) * | 2006-04-11 | 2008-08-06 | 东南大学 | 微射流陀螺仪射流速度控制装置 |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP6269918A patent/JPH08136262A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100409134C (zh) * | 2006-04-11 | 2008-08-06 | 东南大学 | 微射流陀螺仪射流速度控制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |