JPH0814913A

JPH0814913A - 振動制御装置

Info

Publication number: JPH0814913A
Application number: JP6153953A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Terajima; 厚吉寺嶋
Original assignee: Akai Electric Co Ltd
Current assignee: Akai Electric Co Ltd
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1994-07-05
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】周囲温度が変化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、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振動制御装
置を提供する。【構成】共振点を有する振動体１の側面に実質一対の
圧電素子２，３を有する振動子４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２８を有する駆動
装置６０を有し、この駆動装置６０により、実質一対の
圧電素子２，３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、振動子４を自励振動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｒｆ_l，Ｒｆ_Rを接続する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
Ｒｆ_l，Ｒｆ_R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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｒｆ_l，Ｒｆ_R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。

【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。

【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。

【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Ｒｆ_l，Ｒｆ_R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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。

【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。

【図３】この発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。

【図４】同じく、第３実施例を示すブロック図である。

【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。

【図６】この発明の第４実施例を示すブロック図であ
る。

【図７】同じく、第５実施例を示すブロック図である。

【図８】同じく、第６実施例を示すブロック図である。

【図９】同じく、第７実施例を示すブロック図である。

【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。

【図１１】この発明の第８実施例を示すブロック図であ
る。

【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。

【図１３】従来例を説明するためのブロック図である。

【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。

【図１５】同じく、他の例の構成を示す図である。

【図１６】同じく、他の例の構成を示す図である。

【図１７】同じく、他の例の構成を示す図である。

【図１８】同じく、他の例の構成を示す図である。

【図１９】同じく、他の例の構成を示す図である。

【図２０】振動子の等価回路を示す図である。

【図２１】振動子の表示を説明するための図である。

【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。

【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。

【符号の説明】

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２８ＡＧＣ回路

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【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。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。