JPH0814913A - Vibration controller - Google Patents

Vibration controller

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Publication number
JPH0814913A
JPH0814913A JP6153953A JP15395394A JPH0814913A JP H0814913 A JPH0814913 A JP H0814913A JP 6153953 A JP6153953 A JP 6153953A JP 15395394 A JP15395394 A JP 15395394A JP H0814913 A JPH0814913 A JP H0814913A
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JP
Japan
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vibrator
piezoelectric elements
signal
driving device
vibration
Prior art date
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Pending
Application number
JP6153953A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kokichi Terajima
厚吉 寺嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akai Electric Co Ltd
Original Assignee
Akai Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Akai Electric Co Ltd filed Critical Akai Electric Co Ltd
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Priority to US08/371,031 priority patent/US5554904A/en
Priority to DE69513451T priority patent/DE69513451T2/en
Priority to EP95110433A priority patent/EP0691524B1/en
Publication of JPH0814913A publication Critical patent/JPH0814913A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a vibration controller where a detection accuracy can be improved by eliminating the temperature dependency of a detection sensitivity for an input angular velocity when a stable self-excitation vibration without any amplitude fluctuation is performed even if an ambient temperature changes and is applied to a vibration gyro. CONSTITUTION:The vibration controller for exciting and vibrating a vibrator 4 with virtually a pair of piezoelectric elements 2 and 3 on the side surface of a vibrator 1 with a resonance point is provided with a drive device 60 having an automatic gain control circuit and excites and vibrates the vibrator 4 while maintaining the synthesized current value of each current passing through virtually a pair of piezoelectric elements 2 and 3 by the drive device 60.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、圧電形振動
ジャイロに用いる振動制御装置、特に安定した角速度の
検出感度を有する振動制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control device used in, for example, a piezoelectric vibration gyro, and more particularly to a vibration control device having stable angular velocity detection sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば、
図13に示すようなものがある。この振動ジャイロにお
いては、振動子4を構成する圧電素子2,3を、それぞ
れインピーダンス素子Z1 ,Z2 を経て駆動装置6の出
力側に接続すると共に、この駆動装置6の出力側を、更
に他のインピーダンスZ3 を経て容量素子Cにも接続し
て、これら圧電素子2,3および容量素子Cに、駆動装
置6からの駆動電圧を同時に印加するようにしている。
2. Description of the Related Art As a conventional vibrating gyroscope, for example,
There is one as shown in FIG. In this vibrating gyro, the piezoelectric elements 2 and 3 forming the vibrator 4 are connected to the output side of the driving device 6 via impedance elements Z 1 and Z 2 , respectively, and the output side of the driving device 6 is further connected. The capacitor C is also connected via another impedance Z 3 so that the driving voltage from the driving device 6 is simultaneously applied to the piezoelectric elements 2 and 3 and the capacitor C.

【0003】また、インピーダンス素子Z1 ,Z2 と圧
電素子2,3とのそれぞれの接続点における出力は合成
し、その合成出力と、インピーダンス素子Z3 および容
量素子Cの接続点における出力とを差動増幅器7に供給
して、その差動出力を駆動装置6に帰還することにより
振動子4を自励振動させるようにし、さらに、これらイ
ンピーダンス素子Z1 ,Z2 と圧電素子2,3とのそれ
ぞれの接続点における出力を他の差動増幅器8に供給し
て、この差動増幅器8の出力に基づいて角速度検出信号
を得るようにしている。
The outputs at the connection points of the impedance elements Z 1 and Z 2 and the piezoelectric elements 2 and 3 are combined, and the combined output and the output at the connection point of the impedance element Z 3 and the capacitive element C are combined. By supplying the differential output to the differential amplifier 7 and feeding back the differential output to the driving device 6, the vibrator 4 is caused to self-oscillate, and further, these impedance elements Z 1 and Z 2 and the piezoelectric elements 2 and 3 are connected. The outputs at the respective connection points are supplied to the other differential amplifier 8 so that the angular velocity detection signal is obtained based on the output of the differential amplifier 8.

【0004】ここで、振動子4は、例えば、図14に示
すように、横断面形状が四角形をなし、共振点を有する
振動体1の一側面1aに圧電素子2を、その側面1aと
隣接する他の側面1bに圧電素子3をそれぞれ形成した
もの、図15に示すように、振動体1の同一側面上に幅
方向に分割して圧電素子2,3を形成したもの、図16
に示すように、振動体1の対向する側面上に幅方向にず
らして圧電素子2,3を形成したもの、あるいは、図1
7に示すように、振動体1の対向する側面に実質的に一
つの圧電素子2として作用するように、それぞれ圧電素
子2a,2bを形成してこれらを並列接続すると共に、
他の対向する側面にも実質的に一つの圧電素子3として
作用するように、それぞれ圧電素子3a,3bを形成し
てこれらを並列接続したものが用いられる。
Here, for example, as shown in FIG. 14, the vibrator 4 has a quadrangular cross section, and the piezoelectric element 2 is adjacent to one side surface 1a of the vibrating body 1 having a resonance point. The piezoelectric element 3 is formed on each of the other side surfaces 1b, and the piezoelectric elements 2 and 3 are formed on the same side surface of the vibrating body 1 in the width direction as shown in FIG.
1, the piezoelectric elements 2 and 3 are formed on the opposite side surfaces of the vibrating body 1 so as to be displaced in the width direction, or
As shown in FIG. 7, piezoelectric elements 2a and 2b are formed and connected in parallel so that they substantially act as one piezoelectric element 2 on the opposite side surfaces of the vibrating body 1, and
Piezoelectric elements 3a and 3b are formed and connected in parallel so that they substantially act as one piezoelectric element 3 on the other opposing side surfaces.

【0005】また、他の振動子4として、図18に示す
ように、横断面形状が三角形をなし、共振点を有する振
動体1の二つの側面に圧電素子2,3を形成したもの
や、図19に示すように、横断面形状が円形をなし、共
振点を有する振動体1の円周側面に圧電素子2,3を形
成したもの等、種々の横断面形状を有する振動体の側面
に実質的に二つの圧電素子を形成したものが用いられ
る。
Further, as another vibrator 4, as shown in FIG. 18, one having piezoelectric elements 2 and 3 formed on two side surfaces of a vibrating body 1 having a triangular cross section and having a resonance point, As shown in FIG. 19, on the side surface of a vibrating body having various cross-sectional shapes, such as one in which the piezoelectric elements 2 and 3 are formed on the circumferential side surface of the vibrating body 1 having a circular cross-sectional shape and having a resonance point. Substantially two piezoelectric elements are used.

【0006】ここで、振動子4は、一つの圧電素子につ
いて、図20に等価回路を示すように、コイルL1、コ
ンデンサC1および抵抗R1の直列共振回路に、制動容
量Cdを並列に接続した並列共振回路として表される。
なお、ここでは、図14〜図19において例示したよう
に、振動体1に実質的に二つの圧電素子2,3を形成し
てなる振動子を、図21に示すように表すものとする。
Here, as for the vibrator 4, for one piezoelectric element, as shown in an equivalent circuit of FIG. 20, a series resonance circuit of a coil L1, a capacitor C1 and a resistor R1 is connected in parallel with a braking capacitance Cd. Represented as a resonant circuit.
Note that here, as illustrated in FIGS. 14 to 19, a vibrator in which two piezoelectric elements 2 and 3 are substantially formed on the vibrating body 1 is represented as shown in FIG.

【0007】図13に示す従来の振動ジャイロにあって
は、駆動装置6からの駆動信号をインピーダンス素子Z
1 ,Z2 を介して圧電素子2,3に印加するようにして
いるため、振動子4の機械的直列共振周波数fs近傍に
おいて、圧電素子2,3のインピーダンスが低下した際
に、圧電素子2,3に印加される信号レベルが低下し
て、差動増幅器7の出力が最大となる周波数と、振動子
4の機械的直列共振周波数fsとが一致しなくなる問題
がある。
In the conventional vibration gyro shown in FIG. 13, the drive signal from the drive device 6 is applied to the impedance element Z.
Since the voltage is applied to the piezoelectric elements 2 and 3 via 1 and Z 2 , when the impedance of the piezoelectric elements 2 and 3 decreases near the mechanical series resonance frequency fs of the vibrator 4, the piezoelectric element 2 There is a problem that the frequency at which the output of the differential amplifier 7 is maximized and the mechanical series resonance frequency fs of the oscillator 4 do not match because the level of the signal applied to the signals 3 and 3 decreases.

【0008】このような問題を解決するため、本願人
は、特願平6−2364号および特願平6−10348
号において、振動子を機械的直列共振周波数fsに設定
した周波数で安定して自励振動させることができ、振動
ジャイロに適用した場合には、ヌル電圧の発生および変
動をも有効に低減できる振動制御装置を既に提案してい
る。
In order to solve such a problem, the applicant of the present invention has filed Japanese Patent Application Nos. 6-2364 and 6-10348.
No. 6, the oscillator can vibrate and self-excitate stably at the frequency set to the mechanical series resonance frequency fs, and when applied to a vibration gyro, the generation and fluctuation of null voltage can be effectively reduced. A control device has already been proposed.

【0009】図22は、上記の本願人の提案に係る振動
制御装置の一例の構成示すものである。この振動制御装
置は、図14から図19に示したような振動子4、すな
わち共振点を有する種々の横断面形状の振動体1の側面
に、実質的に二つの圧電素子2,3を形成してなる振動
子4の振動を制御するもので、駆動装置6の信号出力端
子9は、帰還増幅器10L,10Rの信号用入力端子1
1L,11Rにそれぞれ接続し、これら帰還増幅器10
L,10Rの帰還用入力端子12L,12Rを、圧電素
子2,3の一方の電極にそれぞれ接続して、駆動信号を
印加するようにしている。圧電素子2,3の他方の電極
は、コンデンサCcを経て、振動子4の制動容量の補償
信号を出力する駆動装置6の補償信号出力端子13に接
続し、これにより圧電素子2,3の他方の電極側の信号
と補償信号とを合成している。この合成出力は、和動増
幅器17で増幅し、この和動増幅器17の出力端子18
を駆動装置6の入力端子14に接続して、振動子4を自
励振動させるようにしている。
FIG. 22 shows an example of the configuration of the vibration control device proposed by the applicant. This vibration control device forms substantially two piezoelectric elements 2 and 3 on the side surface of a vibrator 4 as shown in FIGS. 14 to 19, that is, a vibrator 1 having various cross-sectional shapes having resonance points. The signal output terminal 9 of the driving device 6 is used for controlling the vibration of the vibrator 4 formed as described above, and the signal input terminal 1 of the feedback amplifiers 10L and 10R is used.
These feedback amplifiers 10 are connected to 1L and 11R, respectively.
The feedback input terminals 12L and 12R of L and 10R are respectively connected to one electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 to apply a drive signal. The other electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 are connected to the compensation signal output terminal 13 of the driving device 6 which outputs the compensation signal of the braking capacity of the vibrator 4 via the capacitor Cc, whereby the other electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 are connected. The signal on the electrode side and the compensation signal are combined. This combined output is amplified by the summing amplifier 17, and the output terminal 18 of the summing amplifier 17 is amplified.
Is connected to the input terminal 14 of the driving device 6 so that the vibrator 4 is self-excited.

【0010】また、和動増幅器17の出力および駆動装
置6の信号用出力端子9における駆動信号は、差動増幅
器22に供給して差動増幅し、この差動増幅器22の出
力を可変抵抗VRを経て帰還増幅器10L,10Rの帰
還用入力端子12L,12Rに供給して、これら帰還用
入力端子12L,12Rに、圧電素子2,3の等価抵抗
を流れる電流値に対応し、かつその温度依存性に対応し
て変化する電流を流入させるようにし、これら帰還増幅
器10L,10Rの出力を、差動増幅器20に供給する
ことにより、振動子4に作用する角速度によって生じる
コリオリの力を電圧として検出するようにしている。な
お、各帰還増幅器10L,10Rの出力側と対応する帰
還用入力端子12L,12R側との間には、それぞれ帰
還抵抗Rfl ,RfR を接続する。
The output of the summing amplifier 17 and the driving signal at the signal output terminal 9 of the driving device 6 are supplied to the differential amplifier 22 for differential amplification, and the output of the differential amplifier 22 is changed to the variable resistor VR. Is supplied to the feedback input terminals 12L and 12R of the feedback amplifiers 10L and 10R, and the feedback input terminals 12L and 12R correspond to the current values flowing through the equivalent resistances of the piezoelectric elements 2 and 3 and their temperature dependence. By causing the currents that change in accordance with the characteristics to flow in and supplying the outputs of the feedback amplifiers 10L and 10R to the differential amplifier 20, the Coriolis force generated by the angular velocity acting on the oscillator 4 is detected as a voltage. I am trying to do it. Between the respective feedback amplifiers 10L, feedback input terminals 12L and the corresponding output of the 10R, 12R side, respectively the feedback resistor Rf l, connecting the Rf R.

【0011】図23は、図22に示す補償信号出力端子
13を有する駆動装置6の一例の構成を示すものであ
る。この駆動装置6は、非反転増幅器15および反転増
幅器16を有し、入力端子14からの信号を非反転増幅
器15で増幅し、その出力を、補償信号として補償信号
出力端子13に供給すると共に、反転増幅器16で増幅
して駆動信号として信号出力端子9に供給するようにし
ている。すなわち、この駆動装置6では、信号出力端子
9に供給される駆動信号と、補償信号出力端子13に供
給される補償信号との位相を180°異ならせると共
に、それらの信号の振幅比を反転増幅器16によって適
切に設定するようにしている。
FIG. 23 shows an example of the configuration of the driving device 6 having the compensation signal output terminal 13 shown in FIG. This drive device 6 has a non-inverting amplifier 15 and an inverting amplifier 16, amplifies the signal from the input terminal 14 by the non-inverting amplifier 15, and supplies the output to the compensation signal output terminal 13 as a compensation signal. The signal is amplified by the inverting amplifier 16 and supplied to the signal output terminal 9 as a drive signal. That is, in the driving device 6, the phase of the drive signal supplied to the signal output terminal 9 and the phase of the compensation signal supplied to the compensation signal output terminal 13 are different by 180 °, and the amplitude ratio of these signals is inverted by an inverting amplifier. 16 is set appropriately.

【0012】図22に示す振動制御装置によれば、圧電
素子2,3に流れる電流成分のうち、それぞれの制動容
量Cdに関わる虚数成分は、コンデンサCcを経て合成
される補償信号により打ち消されるので、和動増幅器1
7の出力は、圧電素子2,3を流れる電流成分のうちの
実数成分のみとなる。したがって、和動増幅器17の電
圧利得は、振動子4の機械的直列共振周波数fsにおい
て最大となるので、振動子4をその機械的直列共振周波
数fsに正確に一致した周波数で安定して自励振動させ
ることができる。また、その機械的直列共振周波数fs
での自励振動は、コンデンサCcとして、振動子4の制
動容量Cdの温度依存性に対応する温度依存性を有する
ものを用いることにより、より安定化させることができ
る。
According to the vibration control device shown in FIG. 22, of the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3, the imaginary number component relating to each braking capacitance Cd is canceled by the compensation signal synthesized via the capacitor Cc. , Summing amplifier 1
The output of 7 is only the real number component of the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3. Therefore, the voltage gain of the summing amplifier 17 becomes maximum at the mechanical series resonance frequency fs of the vibrator 4, so that the vibrator 4 is stably self-excited at a frequency exactly matching the mechanical series resonance frequency fs. Can be vibrated. Also, its mechanical series resonance frequency fs
The self-excited vibration can be further stabilized by using, as the capacitor Cc, one having a temperature dependence corresponding to the temperature dependence of the braking capacitance Cd of the vibrator 4.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者により種々検討したところ、上記の本願人の提案に係
る振動制御装置には、以下のような改良すべき点がある
ことが判明した。すなわち、上記の振動子4の場合に
は、帰還出力を得るための独立した圧電素子を設けるこ
となく、実質一対の圧電素子2,3自身により自励振動
させるようにしているので、駆動用圧電素子とは別個に
自励振動のための帰還用圧電素子を設ける場合のよう
な、圧電素子自身の特性差に伴う振幅の変動は生じな
い。しかし、振動子4を形成する実質一対の圧電素子
2,3を通過する電流は、振動子4のインピーダンスに
よって決定されるので、振動子4の等価抵抗や制動容量
等が周囲温度の変化によって変化すると、それに伴って
変化することになる。
However, as a result of various studies by the present inventor, it was found that the vibration control device proposed by the applicant has the following points to be improved. That is, in the case of the above-mentioned vibrator 4, since the piezoelectric elements 2 and 3 themselves are substantially self-excited to vibrate without providing an independent piezoelectric element for obtaining the feedback output, The amplitude does not fluctuate due to the characteristic difference of the piezoelectric element itself as in the case where a feedback piezoelectric element for self-excited vibration is provided separately from the element. However, since the current passing through the pair of piezoelectric elements 2 and 3 forming the vibrator 4 is determined by the impedance of the vibrator 4, the equivalent resistance, the braking capacity, etc. of the vibrator 4 change due to the change of the ambient temperature. Then, it will change accordingly.

【0014】上記の振動制御装置では、制動容量の温度
変化による変動を、コンデンサCcによって補償し、等
価抵抗の温度変化による変動は、差動増幅器22の出力
を可変抵抗VRを経て帰還増幅器10L,10Rの帰還
用入力端子12L,12Rに供給することによって補償
するようにしているが、かかる構成では、圧電素子23
を通過する合成電流値の、温度変化に対応する制御は行
われておらず、このため、温度変化によって、振動子4
の自励振動の振幅が、等価抵抗の逆数等に対応して変動
し、これに応じて、自励振動方向と直交する方向での入
力角速度に対応する振動の振幅も変動して、検出感度が
変動し、検出精度が低下してしまうというおそれがあ
る。
In the above-mentioned vibration control device, the fluctuation due to the temperature change of the braking capacity is compensated by the capacitor Cc, and the fluctuation due to the temperature change of the equivalent resistance causes the output of the differential amplifier 22 to pass through the variable resistor VR and the feedback amplifier 10L ,. The compensation is performed by supplying the feedback input terminals 12L and 12R of 10R.
The control of the combined current value passing through is not performed in response to the temperature change.
The amplitude of the self-excited vibration fluctuates corresponding to the reciprocal of the equivalent resistance, etc., and the amplitude of the vibration corresponding to the input angular velocity in the direction orthogonal to the self-excited vibration direction also fluctuates accordingly, resulting in detection sensitivity. May fluctuate and the detection accuracy may decrease.

【0015】この発明は、上記の点に着目してなされた
もので、周囲温度の変化に対しても振幅変動のない安定
した自励振動を行わせることができ、したがって振動ジ
ャイロに適用した場合には、入力角速度に対する検出感
度の温度依存性をなくして検出精度を高めることができ
るよう適切に構成した振動制御装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made by paying attention to the above points, and it is possible to perform stable self-excited vibration with no amplitude fluctuation even when the ambient temperature changes. Therefore, when applied to a vibration gyro. Another object of the present invention is to provide a vibration control device appropriately configured to eliminate the temperature dependence of the detection sensitivity with respect to the input angular velocity and improve the detection accuracy.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、共振点を有する振動体の側面に実質
一対の圧電素子を有する振動子を自励振動させる振動制
御装置であって、自動利得制御回路を有する駆動装置を
有し、この駆動装置により、前記実質一対の圧電素子を
通過するそれぞれの電流の合成電流値を一定に維持しな
がら、前記振動子を自励振動させるよう構成したことを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the first invention is a vibration control device for self-exciting a vibrator having a pair of piezoelectric elements substantially on the side surface of a vibrator having a resonance point. A drive device having an automatic gain control circuit, and the drive device vibrates the vibrator self-excited while maintaining a constant combined current value of the respective currents passing through the pair of piezoelectric elements. It is characterized by being configured as described above.

【0017】さらに、第2の発明は、共振点を有する振
動体の側面に実質一対の圧電素子を有する振動子を自励
振動させる振動制御装置であって、自動利得制御回路を
有する駆動装置を有し、この駆動装置により、前記実質
一対の圧電素子を通過するそれぞれの電流のうち、制動
容量に対応する電流を差し引いた電流の合成電流値を一
定に維持しながら、前記振動子を自励振動させるよう構
成したことを特徴とするものである。
Further, a second invention is a vibration control device for self-exciting vibration of a vibrator having substantially a pair of piezoelectric elements on a side surface of a vibrating body having a resonance point, the driving device having an automatic gain control circuit. With this driving device, the vibrator is self-excited while maintaining a constant combined current value of the currents obtained by subtracting the currents corresponding to the braking capacitances out of the respective currents that pass through the pair of piezoelectric elements. It is characterized by being configured to vibrate.

【0018】[0018]

【作用】第1の発明では、実質一対の圧電素子を通過す
るそれぞれの電流の合成電流値が、一定に維持されるの
で、振動子の等価抵抗等は、周囲温度変化に関係なく、
見かけ上、一定に維持されることになる。したがって、
振動子は、常に一定の振幅で自励振動することになるの
で、同一の実質一対の圧電素子を用いて角速度を検出す
る振動ジャイロに適用した場合には、自励振動方向と直
交する方向での、入力角速度に対応する振動の温度変化
による振幅変動も、有効に抑制されることになる。
In the first aspect of the present invention, since the combined current value of the respective currents that substantially pass through the pair of piezoelectric elements is maintained constant, the equivalent resistance of the vibrator is not affected by the ambient temperature change.
Apparently, it will be kept constant. Therefore,
Since the vibrator will always vibrate with a constant amplitude, when applied to a vibrating gyro that uses the same pair of piezoelectric elements to detect angular velocity, it vibrates in a direction orthogonal to the self-excited vibration direction. Also, the amplitude fluctuation due to the temperature change of the vibration corresponding to the input angular velocity is effectively suppressed.

【0019】また、第2の発明では、実質一対の圧電素
子を通過するそれぞれの電流のうち、制動容量に対応す
る電流を差し引いた電流の合成電流値、すなわち合成電
流の実数成分が、一定に維持されるので、振動子の等価
抵抗は、周囲温度変化に関係なく、見かけ上、一定に維
持されることになる。したがって、振動子は、常に一定
の振幅でより正確に自励振動することになるので、同一
の実質一対の圧電素子を用いて角速度を検出する振動ジ
ャイロに適用した場合には、自励振動方向と直交する方
向での、入力角速度に対応する振動の温度変化による振
幅変動も、より確実に抑制されることになる。
According to the second aspect of the invention, of the respective currents passing through the pair of piezoelectric elements, the combined current value of the currents obtained by subtracting the current corresponding to the braking capacity, that is, the real number component of the combined currents is constant. Since it is maintained, the equivalent resistance of the vibrator is apparently kept constant regardless of the change in ambient temperature. Therefore, since the oscillator always vibrates more accurately with a constant amplitude, when applied to a vibrating gyroscope that detects angular velocity using the same pair of piezoelectric elements, the self-excited vibration direction The amplitude variation due to the temperature change of the vibration corresponding to the input angular velocity in the direction orthogonal to is also more reliably suppressed.

【0020】[0020]

【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して説明する。図1は、この発明の一実施例を示すも
ので、角速度を検出する振動ジャイロに適用したもので
ある。図1において、上記の従来技術で説明した部分と
同様の部分には、同一の符号を付してある。この実施例
では、図14から図19に示したような振動子4、すな
わち共振点を有する種々の横断面形状の振動体1の側面
に実質的に二つの圧電素子2,3を形成してなる振動子
4を自励振動させる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, which is applied to a vibrating gyroscope for detecting an angular velocity. In FIG. 1, the same parts as those described in the above-mentioned related art are designated by the same reference numerals. In this embodiment, substantially two piezoelectric elements 2 and 3 are formed on the side surface of a vibrator 4 as shown in FIGS. 14 to 19, that is, a vibrator 1 having various cross-sectional shapes having resonance points. The vibrator 4 is self-excited.

【0021】図1において、駆動装置60の信号出力端
子9は、帰還増幅器10L,10Rの信号用入力端子1
1L,11Rにそれぞれ接続し、これら帰還増幅器10
L,10Rの帰還用入力端子12L,12Rは、圧電素
子2,3の一方の電極にそれぞれ接続する。圧電素子
2,3の他方の電極は、帰還抵抗Rfyを有する和動増
幅器17の反転入力端子側に接続して、その出力端子1
8に、圧電素子2,3を通過する合成電流と、帰還抵抗
Rfyとの積に対応する電圧を出力させ、この出力電圧
を駆動装置60の入力端子14に印加して、振動子4を
自励振動させるようにする。
In FIG. 1, a signal output terminal 9 of the driving device 60 is a signal input terminal 1 of the feedback amplifiers 10L and 10R.
These feedback amplifiers 10 are connected to 1L and 11R, respectively.
The feedback input terminals 12L and 12R of the L and 10R are respectively connected to one electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3. The other electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 are connected to the inverting input terminal side of a summing amplifier 17 having a feedback resistance Rfy, and its output terminal 1 is connected.
A voltage corresponding to the product of the combined current passing through the piezoelectric elements 2 and 3 and the feedback resistance Rfy is output to the output circuit 8, and the output voltage is applied to the input terminal 14 of the driving device 60 to drive the oscillator 4 by itself. Make it vibrate.

【0022】図2は、図1に示す駆動装置60の一例の
構成を示すものである。この駆動装置60は、自動利得
制御回路(以下、AGC回路と呼ぶ)28、非反転増幅
器25および反転増幅器26を有する。AGC回路28
は、比較器23および振幅制御器24を有し、比較器2
3において、入力端子14からの入力信号を直流化し
て、基準レベルと比較し、その比較結果に応じた直流信
号を生成して、振幅制御器24に供給する。振幅制御器
24は、例えばFETを有し、このFETのソース・ド
レイン通路に入力端子14からの入力信号を供給し、ゲ
ートに比較器23からの出力を供給して、比較器23の
出力に基づいて入力端子14からの信号の振幅を制御し
て出力させるようにする。なお、AGC回路28は、こ
の例に限らず、例えば、集積化された乗算器等を用いて
構成することもできる。
FIG. 2 shows an example of the structure of the driving device 60 shown in FIG. The driving device 60 has an automatic gain control circuit (hereinafter referred to as an AGC circuit) 28, a non-inverting amplifier 25 and an inverting amplifier 26. AGC circuit 28
Has a comparator 23 and an amplitude controller 24, and the comparator 2
3, the input signal from the input terminal 14 is converted into a direct current, compared with a reference level, and a direct current signal according to the comparison result is generated and supplied to the amplitude controller 24. The amplitude controller 24 has, for example, a FET, supplies the input signal from the input terminal 14 to the source / drain path of this FET, supplies the output from the comparator 23 to the gate, and supplies the output of the comparator 23 to the output. Based on this, the amplitude of the signal from the input terminal 14 is controlled and output. It should be noted that the AGC circuit 28 is not limited to this example, and may be configured using, for example, an integrated multiplier or the like.

【0023】AGC回路28で振幅制御された信号は、
非反転増幅器25で所定の大きさに増幅した後、反転増
幅器26で反転して信号出力端子9に供給する。なお、
反転増幅器26は、非反転増幅器25からの信号を反転
させ、特開平5−113336号公報において、本願人
が既に提案したように、振動子4を正帰還ループ内に挿
入させる構成とするためのものである。
The signal whose amplitude is controlled by the AGC circuit 28 is
After being amplified to a predetermined size by the non-inverting amplifier 25, it is inverted by the inverting amplifier 26 and supplied to the signal output terminal 9. In addition,
The inverting amplifier 26 inverts the signal from the non-inverting amplifier 25 and inserts the oscillator 4 into the positive feedback loop as proposed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 5-113336. It is a thing.

【0024】この実施例において、圧電素子2,3のそ
れぞれの等価抵抗等が、周囲温度の変化により増加また
は減少すると、これに伴って、圧電素子2,3を通過す
る電流が、減少または増加して、駆動装置60内の比較
器23の出力信号のレベルが、例えば下降または上昇す
る。これにより、振幅制御器24のFETのソース・ド
レイン間の抵抗は、増加または減少して、反転増幅器2
6に供給する信号の大きさを、比較器23に入力する信
号が、基準レベルに対応する一定値に達するまで、増加
または減少させる。
In this embodiment, when the equivalent resistance of each of the piezoelectric elements 2 and 3 increases or decreases due to a change in ambient temperature, the current passing through the piezoelectric elements 2 and 3 decreases or increases accordingly. Then, the level of the output signal of the comparator 23 in the drive device 60 falls or rises, for example. As a result, the resistance between the source and drain of the FET of the amplitude controller 24 increases or decreases, and the inverting amplifier 2
The magnitude of the signal supplied to 6 is increased or decreased until the signal input to the comparator 23 reaches a constant value corresponding to the reference level.

【0025】このようにして、和動増幅器17の出力電
圧、すなわち圧電素子2,3を通過する合成電流は、一
定に維持されるので、振動子4の自励振動方向の等価抵
抗等は、見かけ上、一定となる。その結果、同一の圧電
素子2,3で形成される振動子4の感度方向の振動に対
する等価抵抗等についても、見かけ上、一定に維持され
ることになるので、入力角速度に対する検出感度は、周
囲温度の変化に関わらず一定となり、高精度の検出が可
能となる。
In this way, the output voltage of the summing amplifier 17, that is, the combined current passing through the piezoelectric elements 2 and 3 is maintained constant, so that the equivalent resistance of the oscillator 4 in the self-excited oscillation direction is Apparently constant. As a result, the equivalent resistance to the vibration of the vibrator 4 formed by the same piezoelectric element 2 and 3 in the sensitivity direction is apparently kept constant. It becomes constant regardless of changes in temperature, and high-precision detection is possible.

【0026】図3は、この発明の第2実施例を示すもの
である。この実施例は、図1に示す構成において、和動
増幅器17の出力端子18における出力を、反転増幅器
19で反転増幅し、その出力を可変抵抗VRを経て帰還
増幅器10L,10Rの帰還用入力端子12L,12R
に供給するようにしたものである。すなわち、和動増幅
器17の出力を、反転増幅器19で反転して駆動信号と
同相とし、この信号を可変抵抗VRにより圧電素子2,
3の等価抵抗等の微妙な差異を調整して、帰還用入力端
子12L,12Rに流入させる。その他の構成は、第1
実施例と同様である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration shown in FIG. 1, the output at the output terminal 18 of the summing amplifier 17 is inverted and amplified by the inverting amplifier 19, and the output is fed through the variable resistor VR to the feedback input terminals of the feedback amplifiers 10L and 10R. 12L, 12R
It is intended to be supplied to. That is, the output of the summing amplifier 17 is inverted by the inverting amplifier 19 to have the same phase as the drive signal, and this signal is generated by the variable resistor VR by the piezoelectric element 2.
The subtle difference such as the equivalent resistance of No. 3 is adjusted and made to flow into the feedback input terminals 12L and 12R. Other configurations are the first
It is similar to the embodiment.

【0027】このようにすれば、帰還増幅器10L,1
0Rの帰還用入力端子12L,12Rには、それぞれの
圧電素子2,3の等価抵抗等を流れる電流値に対応し、
かつその温度依存性に対応して変化する電流が流入する
ことになるので、帰還増幅器10L,10Rの帰還抵抗
Rfl ,RfR には、コリオリの力に対応した電流のみ
が流れることになる。したがって、帰還増幅器10L,
10Rにおいて、ヌル電圧の発生を有効に低減できると
共に、入力角速度に対応した位相成分を有効に増幅でき
るので、第1実施例の効果に加え、角速度をより高精度
で検出することができる。
In this way, the feedback amplifiers 10L, 1
The 0R feedback input terminals 12L and 12R correspond to the current values flowing through the equivalent resistances of the respective piezoelectric elements 2 and 3,
And it means that the current which varies in response to the temperature dependence flows, feedback amplifiers 10L, 10R feedback resistor Rf l of the Rf R, so that only the current corresponding to the Coriolis force flow. Therefore, the feedback amplifier 10L,
In 10R, the generation of null voltage can be effectively reduced, and the phase component corresponding to the input angular velocity can be effectively amplified. Therefore, in addition to the effect of the first embodiment, the angular velocity can be detected with higher accuracy.

【0028】図4は、この発明の第3実施例を示すもの
である。この実施例は、図1に示す示す構成において、
駆動装置60に代えて、振動子4の制動容量の補償信号
を出力する補償信号出力端子13を有する駆動装置61
を用い、その補償信号をコンデンサCcを経て、圧電素
子2,3の他方の電極側の信号と合成する。また、和動
増幅器17の出力と、駆動装置60からの駆動信号と
を、差動増幅器22に供給して差動増幅し、その出力を
図3におけると同様に、可変抵抗VRを経て帰還用入力
端子12L,12Rに供給する。その他の構成は、第1
実施例と同様である。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration shown in FIG.
Instead of the driving device 60, a driving device 61 having a compensation signal output terminal 13 that outputs a compensation signal for the braking capacity of the vibrator 4
, And the compensation signal is combined with the signal on the other electrode side of the piezoelectric elements 2 and 3 via the capacitor Cc. Further, the output of the summing amplifier 17 and the drive signal from the driving device 60 are supplied to the differential amplifier 22 to be differentially amplified, and the output thereof is fed back via the variable resistor VR in the same manner as in FIG. It is supplied to the input terminals 12L and 12R. Other configurations are the first
It is similar to the embodiment.

【0029】図5は、図4に示す駆動装置61の一例の
構成を示すものである。この駆動装置61は、図2に示
した駆動装置60において、非反転増幅器25の出力を
反転増幅器26に供給する他、補償信号として補償信号
出力端子13に供給するようにしたもので、その他の構
成は図2のものと同様である。すなわち、この駆動装置
61においては、信号出力端子9に出力される駆動信号
と、補償信号出力端子13に出力される補償信号との位
相を180°異ならせると共に、それらの振幅比を反転
増幅器26によって適切に設定する。
FIG. 5 shows an example of the structure of the driving device 61 shown in FIG. The driving device 61 is the same as the driving device 60 shown in FIG. 2 except that it supplies the output of the non-inverting amplifier 25 to the inverting amplifier 26 and also supplies it to the compensation signal output terminal 13 as a compensation signal. The configuration is similar to that of FIG. That is, in the drive device 61, the phase of the drive signal output to the signal output terminal 9 and the phase of the compensation signal output to the compensation signal output terminal 13 are different by 180 °, and the amplitude ratio thereof is inverted by the inverting amplifier 26. Set appropriately by.

【0030】この実施例によれば、圧電素子2,3に流
れる電流成分のうち、それぞれの制動容量Cdに関わる
虚数成分は、コンデンサCcを経て合成される補償信号
により打ち消されるので、和動増幅器17の出力は、圧
電素子2,3を流れる電流成分のうちの実数成分のみと
なる。したがって、和動増幅器17の電圧利得は、振動
子4の機械的直列共振周波数fsにおいて最大となるの
で、振動子4をその機械的直列共振周波数fsに正確に
一致した周波数で安定して自励振動させることができ
る。また、その機械的直列共振周波数fsでの自励振動
は、コンデンサCcとして、振動子4の制動容量Cdの
温度依存性に対応する温度依存性を有するものを用いる
ことにより、より安定化させることができる。
According to this embodiment, of the current components flowing in the piezoelectric elements 2 and 3, the imaginary number component relating to each braking capacitance Cd is canceled by the compensation signal synthesized via the capacitor Cc, so that the sum amplifier. The output of 17 is only a real number component of the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3. Therefore, the voltage gain of the summing amplifier 17 becomes maximum at the mechanical series resonance frequency fs of the vibrator 4, so that the vibrator 4 is stably self-excited at a frequency exactly matching the mechanical series resonance frequency fs. Can be vibrated. Further, the self-excited vibration at the mechanical series resonance frequency fs is further stabilized by using, as the capacitor Cc, one having a temperature dependence corresponding to the temperature dependence of the braking capacitance Cd of the vibrator 4. You can

【0031】また、和動増幅器17の出力が、圧電素子
2,3を流れる電流成分のうちの実数成分のみとなるの
で、圧電素子2,3のそれぞれの等価抵抗が、周囲温度
の変化により増加または減少すると、これに伴って、圧
電素子2,3を通過する電流が、減少または増加して、
駆動装置61内の比較器23の出力信号のレベルが、例
えば下降または上昇する。これにより、振幅制御器24
のFETのソース・ドレイン間の抵抗は、増加または減
少して、反転増幅器26に供給する信号の大きさを、比
較器23に入力する信号が、基準レベルに対応する一定
値に達するまで、増加または減少させる。
Further, since the output of the summing amplifier 17 is only the real number component of the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3, the equivalent resistance of each of the piezoelectric elements 2 and 3 increases due to the change in ambient temperature. Or when it decreases, the current passing through the piezoelectric elements 2 and 3 decreases or increases accordingly,
The level of the output signal of the comparator 23 in the drive device 61 falls or rises, for example. As a result, the amplitude controller 24
The source-drain resistance of the FET increases or decreases to increase the magnitude of the signal supplied to the inverting amplifier 26 until the signal input to the comparator 23 reaches a constant value corresponding to the reference level. Or reduce.

【0032】このようにして、和動増幅器17の出力電
圧、すなわち圧電素子2,3を通過する合成電流のう
ち、制動容量に対応する電流を差し引いた電流の合成電
流値が、一定に維持されるので、振動子4の自励振動方
向の等価抵抗は、見かけ上、一定となる。その結果、同
一の圧電素子2,3で形成される振動子4の感度方向の
振動に対する等価抵抗についても、見かけ上、一定に維
持されることになるので、入力角速度に対する検出感度
は、周囲温度の変化に関わらず一定となり、高精度の検
出が可能となる。
In this way, the output voltage of the summing amplifier 17, that is, the composite current value of the current obtained by subtracting the current corresponding to the braking capacitance from the composite current passing through the piezoelectric elements 2 and 3 is maintained constant. Therefore, the equivalent resistance of the vibrator 4 in the self-excited vibration direction is apparently constant. As a result, the equivalent resistance to the vibration of the vibrator 4 formed of the same piezoelectric element 2 and 3 in the sensitivity direction is apparently kept constant. Therefore, the detection sensitivity to the input angular velocity is equal to the ambient temperature. It becomes constant regardless of the change of, and high-precision detection becomes possible.

【0033】図6は、この発明の第4実施例を示すもの
である。この実施例は、図1に示す構成において、駆動
装置60に代えて、図5に示した補償信号出力端子13
を有する駆動装置61を用い、その補償信号をコンデン
サCcを経て、圧電素子2,3の他方の電極側の信号に
合成するようにしたもので、その他の構成は図1と同様
である。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration shown in FIG. 1, instead of the driving device 60, the compensation signal output terminal 13 shown in FIG.
The driving device 61 having the above is used, and its compensation signal is combined with the signal on the other electrode side of the piezoelectric elements 2 and 3 via the capacitor Cc. Other configurations are the same as in FIG.

【0034】したがって、この実施例によれば、第3実
施例におけると同様に、同一の圧電素子2,3で形成さ
れる振動子4の感度方向の振動に対する等価抵抗を、見
かけ上、一定に維持することができるので、周囲温度の
変化にかかわらず、入力角速度に対する検出感度を一定
にでき、角速度を高精度で検出することができる。
Therefore, according to this embodiment, as in the third embodiment, the equivalent resistance to the vibration in the sensitivity direction of the vibrator 4 formed of the same piezoelectric elements 2 and 3 is apparently constant. Since it can be maintained, the detection sensitivity to the input angular velocity can be made constant regardless of changes in the ambient temperature, and the angular velocity can be detected with high accuracy.

【0035】図7は、この発明の第5実施例を示すもの
である。この実施例は、図3に示す第2実施例におい
て、駆動装置60に代えて、図5に示した補償信号出力
端子13を有する駆動装置61を用い、その補償信号を
コンデンサCcを経て、圧電素子2,3の他方の電極側
の信号に合成するようにしたもので、その他の構成は図
3と同様である。
FIG. 7 shows a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, in place of the driving device 60 in the second embodiment shown in FIG. 3, a driving device 61 having the compensation signal output terminal 13 shown in FIG. 5 is used, and the compensation signal is passed through a capacitor Cc to generate a piezoelectric signal. It is configured to be combined with the signal on the other electrode side of the elements 2 and 3, and other configurations are the same as in FIG.

【0036】したがって、この実施例によれば、第2実
施例の効果に加え、第3実施例におけると同様に、同一
の圧電素子2,3で形成される振動子4の感度方向の振
動に対する等価抵抗を、周囲温度の変化にかかわらず、
見かけ上、一定に維持することができ、入力角速度に対
する検出感度を一定にできるので、角速度をさらに高精
度で検出することができる。
Therefore, according to this embodiment, in addition to the effect of the second embodiment, similarly to the third embodiment, the vibration of the vibrator 4 formed of the same piezoelectric elements 2 and 3 in the sensitivity direction is suppressed. Equivalent resistance, regardless of changes in ambient temperature
Since it is possible to maintain the apparent constant and the detection sensitivity to the input angular velocity can be constant, the angular velocity can be detected with higher accuracy.

【0037】図8は、この発明の第6実施例を示すもの
である。この実施例は、図1に示す構成において、駆動
装置60に代えて、図5に示した補償信号出力端子13
を有する駆動装置61を用い、その補償信号をコンデン
サCcを経て、圧電素子2,3の他方の電極側の信号に
合成する。また、和動増幅器17の出力と、補償信号と
を和動増幅器21で合成して、その出力を図3における
と同様に、可変抵抗VRを経て帰還用入力端子12L,
12Rに供給する。その他の構成は、図1と同様であ
る。
FIG. 8 shows a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration shown in FIG. 1, instead of the driving device 60, the compensation signal output terminal 13 shown in FIG.
Using the driving device 61 having the above, the compensation signal is combined with the signal on the other electrode side of the piezoelectric elements 2 and 3 via the capacitor Cc. Also, the output of the summing amplifier 17 and the compensation signal are combined by the summing amplifier 21, and the output is fed through the variable resistor VR in the same manner as in FIG.
Supply to 12R. Other configurations are the same as those in FIG.

【0038】したがって、この実施例によれば、第3実
施例におけると同様に、同一の圧電素子2,3で形成さ
れる振動子4の感度方向の振動に対する等価抵抗を、周
囲温度の変化にかかわらず、見かけ上、一定に維持する
ことができるので、入力角速度に対する検出感度を一定
にすることができる。また、和動増幅器17の出力と補
償信号とを合成し、その合成信号を可変抵抗VRにより
圧電素子2,3の等価抵抗等の微妙な差異を調整して、
帰還用入力端子12L,12Rに流入させるようにして
いるので、帰還用入力端子12L,12Rには、それぞ
れの圧電素子2,3の等価抵抗等を流れる電流値に対応
し、かつその温度依存性に対応して変化する電流が流入
することになる。したがって、帰還増幅器10L,10
Rの帰還抵抗Rfl ,RfR には、コリオリの力に正確
に対応した電流のみが流れることになるので、帰還増幅
器10L,10Rにおいて、ヌル電圧の発生をより有効
に低減して入力角速度に対応した位相成分を増幅でき、
上記の検出感度の一定化と相俟って、角速度をさらに高
精度で検出することができる。
Therefore, according to this embodiment, as in the third embodiment, the equivalent resistance of the vibrator 4 formed of the same piezoelectric elements 2 and 3 to the vibration in the sensitivity direction is changed by the change of the ambient temperature. Regardless, since it is possible to maintain the apparent constant, it is possible to make the detection sensitivity to the input angular velocity constant. Further, the output of the summing amplifier 17 and the compensation signal are combined, and the combined signal is adjusted by the variable resistor VR to adjust the subtle difference in the equivalent resistance of the piezoelectric elements 2 and 3.
Since it is made to flow into the feedback input terminals 12L and 12R, the feedback input terminals 12L and 12R correspond to the current values flowing through the equivalent resistances of the piezoelectric elements 2 and 3, and their temperature dependence. A current that changes corresponding to the current will flow in. Therefore, the feedback amplifiers 10L and 10L
R feedback resistor Rf l of the Rf R, it means that only the current corresponding exactly to the Coriolis force flows, feedback amplifiers 10L, in 10R, the input angular velocity to reduce the occurrence of null voltage more effectively Amplifies the corresponding phase component,
Coupled with the above-mentioned constant detection sensitivity, the angular velocity can be detected with higher accuracy.

【0039】図9は、この発明の第7実施例を示すもの
である。この実施例では、駆動装置62の信号出力端子
9を、帰還増幅器10L,10Rの信号用入力端子11
L,11Rにそれぞれ接続し、これら帰還増幅器10
L,10Rの帰還用入力端子12L,12Rを、圧電素
子2,3の一方の電極にそれぞれ接続して、駆動信号を
印加する。圧電素子2,3の他方の電極は、接地する。
帰還増幅器10L,10Rの出力は合成して、駆動装置
62の入力端子14に供給するすることにより、振動子
4を自励振動させるようにすると共に、これら帰還増幅
器10L,10Rの出力を、差動増幅器20に供給し
て、振動子4に作用する角速度によって生じるコリオリ
の力を電圧として検出するようにする。
FIG. 9 shows a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, the signal output terminal 9 of the driving device 62 is connected to the signal input terminal 11 of the feedback amplifiers 10L and 10R.
These feedback amplifiers 10 are connected to L and 11R respectively.
The feedback input terminals 12L and 12R of the L and 10R are respectively connected to one electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 to apply a drive signal. The other electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 are grounded.
The outputs of the feedback amplifiers 10L and 10R are combined and supplied to the input terminal 14 of the driving device 62 so that the vibrator 4 is self-oscillated and the outputs of the feedback amplifiers 10L and 10R are differentiated. It is supplied to the dynamic amplifier 20 so that the Coriolis force generated by the angular velocity acting on the oscillator 4 is detected as a voltage.

【0040】図10は、図9に示す駆動装置62の一例
の構成を示すものである。この駆動装置62は、図2に
示した駆動装置60において、比較器23の前段に反転
増幅器30を設けて、入力端子14に供給される信号を
反転して比較器23に供給するようにしたもので、その
他の構成は図2と同様である。すなわち、上述した実施
例においては、駆動装置の入力端子に入力される帰還信
号は、和動増幅器17の出力で、駆動信号とは位相が反
転しているが、この実施例の場合、駆動装置62の入力
端子14に入力される帰還信号は、帰還増幅器10L,
10Rの出力の合成信号で、その位相は駆動信号と同相
であるため、この帰還信号を反転増幅器30で反転して
比較器23に供給するようにしている。
FIG. 10 shows an example of the structure of the drive unit 62 shown in FIG. The driving device 62 is configured such that, in the driving device 60 shown in FIG. 2, the inverting amplifier 30 is provided in front of the comparator 23 to invert the signal supplied to the input terminal 14 and supply the inverted signal to the comparator 23. The other configuration is similar to that of FIG. That is, in the above-described embodiment, the feedback signal input to the input terminal of the driving device is the output of the summing amplifier 17 and the phase of which is inverted from that of the driving signal. The feedback signal input to the input terminal 14 of 62 is the feedback amplifier 10L,
Since the output signal of 10R has the same phase as the drive signal, the feedback signal is inverted by the inverting amplifier 30 and supplied to the comparator 23.

【0041】この実施例において、帰還増幅器10L,
10Rの出力は、圧電素子2,3を通過するそれぞれの
電流と、対応する帰還抵抗Rfl ,RfR との積の電圧
となるので、それらの合成出力は、圧電素子2,3を通
過する合成電流の大きさに応じた電圧となる。したがっ
て、この電圧が一定となるように、AGC回路28を有
する駆動装置62において、出力する駆動信号の振幅を
制御すれば、第1実施例におけると同様に、同一の圧電
素子2,3で形成される振動子4の感度方向の振動に対
する等価抵抗等を、周囲温度の変化にかかわらず、見か
け上、一定に維持することができるので、入力角速度に
対する検出感度を一定にでき、角速度を高精度で検出す
ることができる。
In this embodiment, the feedback amplifier 10L,
The output of the 10R includes a respective current passing through the piezoelectric elements 2 and 3, the corresponding feedback resistance Rf l, since the voltage of the product of the Rf R, output their synthesis pass through the piezo The voltage depends on the magnitude of the combined current. Therefore, if the amplitude of the driving signal to be output is controlled in the driving device 62 having the AGC circuit 28 so that this voltage becomes constant, the same piezoelectric elements 2 and 3 are formed as in the first embodiment. Since the equivalent resistance against the vibration in the sensitivity direction of the vibrator 4 can be apparently kept constant regardless of the change of the ambient temperature, the detection sensitivity with respect to the input angular velocity can be made constant, and the angular velocity can be highly accurate. Can be detected with.

【0042】図11は、この発明の第8実施例を示すも
のである。この実施例は、第9図に示す構成において、
駆動装置62に代えて、振動子4の制動容量の補償信号
を出力する補償信号出力端子13を有する駆動装置63
を用い、その補償信号を帰還増幅器10L,10Rの出
力の合成信号に合成して、駆動装置63の入力端子14
に帰還させるようにしたものである。
FIG. 11 shows an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration shown in FIG.
Instead of the driving device 62, a driving device 63 having a compensation signal output terminal 13 for outputting a compensation signal for the braking capacity of the vibrator 4
Is used to synthesize the compensation signal into a synthesized signal of the outputs of the feedback amplifiers 10L and 10R, and the input terminal 14 of the driving device 63 is synthesized.
It is intended to be returned to.

【0043】図12は、図11に示す駆動装置63の一
例の構成を示すものである。この駆動装置63は、図1
0に示した駆動装置62において、非反転増幅器25の
出力を反転増幅器26に供給する他、帰還増幅器27の
非反転入力端子に供給し、この帰還増幅器27の反転入
力端子にコンデンサCcを接続して、帰還増幅器27の
出力を補償信号として補償信号出力端子13に供給する
ようにしたもので、その他の構成は図10のものと同様
である。すなわち、この駆動装置63においては、信号
出力端子9に出力される駆動信号と、補償信号出力端子
13に出力される補償信号との位相を180°異ならせ
ると共に、それらの振幅比を反転増幅器26によって適
切に設定する。
FIG. 12 shows an example of the structure of the driving device 63 shown in FIG. This drive device 63 is shown in FIG.
In the driving device 62 shown in 0, in addition to supplying the output of the non-inverting amplifier 25 to the inverting amplifier 26, it is also supplied to the non-inverting input terminal of the feedback amplifier 27, and the capacitor Cc is connected to the inverting input terminal of the feedback amplifier 27. Then, the output of the feedback amplifier 27 is supplied to the compensation signal output terminal 13 as a compensation signal, and other configurations are similar to those of FIG. That is, in the driving device 63, the phase of the drive signal output to the signal output terminal 9 and the phase of the compensation signal output to the compensation signal output terminal 13 are different by 180 °, and the amplitude ratio thereof is inverted by the inverting amplifier 26. Set appropriately by.

【0044】この実施例によれば、入力端子14に供給
される帰還信号は、圧電素子2,3に流れる電流に対応
する信号成分のうち、それぞれの制動容量Cdに関わる
虚数成分は、コンデンサCcを経て合成される補償信号
により打ち消されるので、圧電素子2,3を流れる電流
成分のうちの実数成分のみとなる。したがって、振動子
4をその機械的直列共振周波数fsに正確に一致した周
波数で安定して自励振動させることができる。なお、機
械的直列共振周波数fsでの自励振動は、コンデンサC
cとして、振動子4の制動容量Cdの温度依存性に対応
する温度依存性を有するものを用いることにより、より
安定化させることができる。
According to this embodiment, in the feedback signal supplied to the input terminal 14, the imaginary number component related to each braking capacitance Cd among the signal components corresponding to the currents flowing in the piezoelectric elements 2 and 3 is the capacitor Cc. Since it is canceled by the compensating signal synthesized through the above, only the real number component of the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3 becomes. Therefore, it is possible to stably vibrate the vibrator 4 at a frequency that exactly matches the mechanical series resonance frequency fs. The self-excited vibration at the mechanical series resonance frequency fs is
It is possible to further stabilize by using, as c, one having a temperature dependence corresponding to the temperature dependence of the braking capacitance Cd of the vibrator 4.

【0045】また、AGC回路28を有する駆動装置6
3により、その入力端子14に供給される帰還信号のレ
ベルが一定となるように、信号出力端子9への駆動信号
の振幅が制御されるので、同一の圧電素子2,3で形成
される振動子4の感度方向の振動に対する等価抵抗が、
周囲温度の変化にかかわらず、見かけ上、一定に維持さ
れ、したがって入力角速度に対する検出感度が一定にな
り、角速度を高精度で検出することができる。
Further, the driving device 6 having the AGC circuit 28
3, the amplitude of the drive signal to the signal output terminal 9 is controlled so that the level of the feedback signal supplied to the input terminal 14 becomes constant, so that the vibration formed by the same piezoelectric elements 2 and 3 is controlled. The equivalent resistance to vibration of the child 4 in the sensitivity direction is
Regardless of the change in ambient temperature, it is apparently kept constant, so that the detection sensitivity to the input angular velocity is constant, and the angular velocity can be detected with high accuracy.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、
実質一対の圧電素子を通過するそれぞれの電流の合成電
流値を、一定に維持するようにしたので、振動子の等価
抵抗等を周囲温度変化に関係なく、見かけ上、一定に維
持することができる。したがって、振動子を常に一定の
振幅で自励振動させることができるので、同一の実質一
対の圧電素子を用いて角速度を検出する振動ジャイロに
適用した場合には、自励振動方向と直交する方向での検
出感度を周囲温度の変化に関係なく一定にでき、入力角
速度を常に高精度で検出することができる。
As described above, according to the first invention,
Since the combined current value of the respective currents passing through the pair of piezoelectric elements is kept constant, the equivalent resistance of the vibrator can be apparently kept constant regardless of the ambient temperature change. . Therefore, the vibrator can always be self-excited with a constant amplitude. Therefore, when the vibrator is applied to a vibration gyro that detects angular velocities using the same substantially pair of piezoelectric elements, a direction orthogonal to the self-excited vibration direction is obtained. The detection sensitivity can be made constant regardless of changes in ambient temperature, and the input angular velocity can always be detected with high accuracy.

【0047】また、第2の発明によれば、実質一対の圧
電素子を通過するそれぞれの電流のうち、制動容量に対
応する電流を差し引いた電流の合成電流値、すなわち合
成電流の実数成分を一定に維持するようにしたので、振
動子の等価抵抗を周囲温度変化に関係なく、見かけ上、
一定に維持することができる。したがって、振動子を常
に一定の振幅でより正確に自励振動することになるの
で、同一の実質一対の圧電素子を用いて角速度を検出す
る振動ジャイロに適用した場合には、自励振動方向と直
交する方向での検出感度を周囲温度の変化に関係なく、
より正確に一定にでき、入力角速度をより高精度で検出
することができる。
According to the second aspect of the invention, the combined current value of the currents obtained by subtracting the current corresponding to the braking capacity from the respective currents passing through the pair of piezoelectric elements, that is, the real number component of the combined current is constant. Since it is maintained at, the equivalent resistance of the oscillator is apparently irrespective of the ambient temperature change.
Can be kept constant. Therefore, the oscillator always vibrates more accurately with a constant amplitude, so when applied to a vibrating gyro that detects angular velocity using the same pair of piezoelectric elements, Detection sensitivity in the orthogonal direction, regardless of changes in ambient temperature
The input angular velocity can be detected more accurately and the input angular velocity can be detected with higher accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す駆動装置の一例の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an example of a driving device shown in FIG.

【図3】この発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】同じく、第3実施例を示すブロック図である。FIG. 4 is likewise a block diagram showing a third embodiment.

【図5】図4に示す駆動装置の一例の構成を示すブロッ
ク図である。
5 is a block diagram showing a configuration of an example of the driving device shown in FIG.

【図6】この発明の第4実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】同じく、第5実施例を示すブロック図である。FIG. 7 is likewise a block diagram showing a fifth embodiment.

【図8】同じく、第6実施例を示すブロック図である。FIG. 8 is likewise a block diagram showing a sixth embodiment.

【図9】同じく、第7実施例を示すブロック図である。FIG. 9 is likewise a block diagram showing a seventh embodiment.

【図10】図9に示す駆動装置の一例の構成を示すブロ
ック図である。
10 is a block diagram showing a configuration of an example of the driving device shown in FIG.

【図11】この発明の第8実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 11 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図12】図11に示す駆動装置の一例の構成を示すブ
ロック図である。
12 is a block diagram showing a configuration of an example of the drive device shown in FIG.

【図13】従来例を説明するためのブロック図である。FIG. 13 is a block diagram for explaining a conventional example.

【図14】この発明に使用可能な振動子の一例の構成を
示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an example of a vibrator that can be used in the present invention.

【図15】同じく、他の例の構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram similarly showing a configuration of another example.

【図16】同じく、他の例の構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram similarly showing a configuration of another example.

【図17】同じく、他の例の構成を示す図である。FIG. 17 is a diagram similarly showing the configuration of another example.

【図18】同じく、他の例の構成を示す図である。FIG. 18 is a diagram similarly showing the configuration of another example.

【図19】同じく、他の例の構成を示す図である。FIG. 19 is a diagram similarly showing the configuration of another example.

【図20】振動子の等価回路を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an equivalent circuit of a vibrator.

【図21】振動子の表示を説明するための図である。FIG. 21 is a diagram for explaining display of a vibrator.

【図22】本願人が先に提案した振動制御装置の一例の
構成を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of an example of a vibration control device previously proposed by the applicant.

【図23】図22に示す駆動装置の一例の構成を示すブ
ロック図である。
23 is a block diagram showing the configuration of an example of the drive device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動体 2,3 圧電素子 4 振動子 60,61,62,63 駆動装置 10L,10R 帰還増幅器 17 和動増幅器 23 比較器 24 振幅制御器 28 AGC回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrating body 2,3 Piezoelectric element 4 Vibrator 60,61,62,63 Driving device 10L, 10R Feedback amplifier 17 Summation amplifier 23 Comparator 24 Amplitude controller 28 AGC circuit

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年10月7日[Submission date] October 7, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】図4は、この発明の第3実施例を示すもの
である。この実施例は、図1に示す構成において、駆動
装置60に代えて、振動子4の制動容量の補償信号を出
力する補償信号出力端子13を有する駆動装置61を用
い、その補償信号をコンデンサCcを経て、圧電素子
2,3の他方の電極側の信号と合成する。また、和動増
幅器17の出力と、駆動装置61からの駆動信号とを、
差動増幅器22に供給して差動増幅し、その出力を図3
におけると同様に、可変抵抗VRを経て帰還用入力端子
12L,12Rに供給する。その他の構成は、第1実施
例と同様である。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in the configuration shown in FIG. 1, instead of the drive device 60, a drive device 61 having a compensation signal output terminal 13 for outputting a compensation signal of the braking capacity of the vibrator 4 is used, and the compensation signal is supplied to a capacitor Cc. And the signal on the other electrode side of the piezoelectric elements 2 and 3 is combined. Further, the output of the summing amplifier 17 and the drive signal from the drive device 61 are
It is supplied to the differential amplifier 22 and differentially amplified, and its output is shown in FIG.
Similarly to the above, it is supplied to the feedback input terminals 12L and 12R via the variable resistor VR. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図3[Name of item to be corrected] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図3】 [Figure 3]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共振点を有する振動体の側面に実質一対
の圧電素子を有する振動子を自励振動させる振動制御装
置であって、自動利得制御回路を有する駆動装置を有
し、この駆動装置により、前記実質一対の圧電素子を通
過するそれぞれの電流の合成電流値を一定に維持しなが
ら、前記振動子を自励振動させるよう構成したことを特
徴とする振動制御装置。
1. A vibration control device for self-oscillating a vibrator having substantially a pair of piezoelectric elements on a side surface of a vibrating body having a resonance point, the driving device having an automatic gain control circuit. Thus, the vibration control device is configured to vibrate the vibrator by self-excited while maintaining a combined current value of the respective currents passing through the pair of piezoelectric elements substantially constant.
【請求項2】 共振点を有する振動体の側面に実質一対
の圧電素子を有する振動子を自励振動させる振動制御装
置であって、自動利得制御回路を有する駆動装置を有
し、この駆動装置により、前記実質一対の圧電素子を通
過するそれぞれの電流のうち、制動容量に対応する電流
を差し引いた電流の合成電流値を一定に維持しながら、
前記振動子を自励振動させるよう構成したことを特徴と
する振動制御装置。
2. A vibration control device for self-oscillating a vibrator substantially having a pair of piezoelectric elements on a side surface of a vibrating body having a resonance point, the driving device having an automatic gain control circuit, the driving device Thus, among the respective currents passing through the substantially pair of piezoelectric elements, while maintaining the combined current value of the currents obtained by subtracting the current corresponding to the braking capacity constant,
A vibration control device characterized in that the vibrator is configured to vibrate by itself.
JP6153953A 1994-07-05 1994-07-05 Vibration controller Pending JPH0814913A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6153953A JPH0814913A (en) 1994-07-05 1994-07-05 Vibration controller
US08/371,031 US5554904A (en) 1994-07-05 1995-01-10 Vibration control apparatus having automatic gain control
DE69513451T DE69513451T2 (en) 1994-07-05 1995-07-04 Vibration control device with automatic gain control
EP95110433A EP0691524B1 (en) 1994-07-05 1995-07-04 Vibration control apparatus having automatic gain control

Applications Claiming Priority (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100291593B1 (en) * 1998-09-07 2001-07-12 이계철 Segment ais/rdi processing tmthod in atm networks

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