JPH08327367A - 振動式センサ - Google Patents
振動式センサInfo
- Publication number
- JPH08327367A JPH08327367A JP7152445A JP15244595A JPH08327367A JP H08327367 A JPH08327367 A JP H08327367A JP 7152445 A JP7152445 A JP 7152445A JP 15244595 A JP15244595 A JP 15244595A JP H08327367 A JPH08327367 A JP H08327367A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- arm
- electrode
- axis
- electrodes
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、振動式センサの応力の加わ
らない状態に於ける、センサ出力を零にすることであ
る。 【構成】 音叉型の振動式センサのアームの頂部にバラ
ンス補正用の電極（電気的な作用はなく、単に重りの
み）を設けて、その重りの付け具合を調節して外部応力
の無い状態で水晶振動片の音叉のアームの振動方向が正
しくＸ軸方向のみになるようにすることで目的が達成さ
れた。
らない状態に於ける、センサ出力を零にすることであ
る。 【構成】 音叉型の振動式センサのアームの頂部にバラ
ンス補正用の電極（電気的な作用はなく、単に重りの
み）を設けて、その重りの付け具合を調節して外部応力
の無い状態で水晶振動片の音叉のアームの振動方向が正
しくＸ軸方向のみになるようにすることで目的が達成さ
れた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】屈曲振動による音叉型水晶振動子
を用いた振動式センサの出力信号をオフセットする技術
に関する。
を用いた振動式センサの出力信号をオフセットする技術
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、屈曲振動子を用いコリオリを
応用したジャイロでは、励振側周波数と検出側周波数を
合わせ双共振型にすると、検出感度を上げることができ
る。しかし、従来では前記の双共振型にすると、励振側
の振動が検出側に「振動の漏れ」を発生させて感度の劣
化を招くため非共振型を採用している。
応用したジャイロでは、励振側周波数と検出側周波数を
合わせ双共振型にすると、検出感度を上げることができ
る。しかし、従来では前記の双共振型にすると、励振側
の振動が検出側に「振動の漏れ」を発生させて感度の劣
化を招くため非共振型を採用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、音叉型振動
子のＺ’面に設けた検出電極３にＺ’面に垂直な方向の
応力が働いたことを検出する場合に、音叉が正常にＸ軸
方向にのみ振動していれば、Ｚ’面の検出電極３には出
力は生じない。しかし、音叉のアームにアンバランスが
ある等の理由で、アームの振動がＸ軸方向のみでなく
Ｚ’軸方向の応力の成分が混入すると外部からＺ’軸方
向の応力が加わっていないにもかかわらず検出信号とし
て出力されてしまうと言う課題があった。
子のＺ’面に設けた検出電極３にＺ’面に垂直な方向の
応力が働いたことを検出する場合に、音叉が正常にＸ軸
方向にのみ振動していれば、Ｚ’面の検出電極３には出
力は生じない。しかし、音叉のアームにアンバランスが
ある等の理由で、アームの振動がＸ軸方向のみでなく
Ｚ’軸方向の応力の成分が混入すると外部からＺ’軸方
向の応力が加わっていないにもかかわらず検出信号とし
て出力されてしまうと言う課題があった。
【０００７】
【課題を解決する手段】課題を解決するために、水晶振
動片の音叉のアームの頂部にバランス補正用電極４（電
気的な作用はなく、単に重りのみ）を設けて、その重り
の付け具合を調節して外部応力の無い状態で水晶振動片
の音叉のアームの振動方向が正しくＸ軸方向のみになる
ようにすることで課題が解決された。
動片の音叉のアームの頂部にバランス補正用電極４（電
気的な作用はなく、単に重りのみ）を設けて、その重り
の付け具合を調節して外部応力の無い状態で水晶振動片
の音叉のアームの振動方向が正しくＸ軸方向のみになる
ようにすることで課題が解決された。
【０００８】
【実施例】図１に本発明による電極配置の実施例を示
す。＋５°Ｘカットと呼ばれている水晶片を、Ｙ軸方向
に切り込みを入れてＵ字型の音叉型振動子１に加工し
て、アームの基部に近い部分の各アームのＺ’面（４
面）にそれぞれ極性の異なる一対の電極を検出電極３と
して配置する。アームの検出電極３の先端寄りの部分の
各アームのＸ面及びＺ面に駆動電極２を配置する。各ア
ームの先端部の側面にバランス補正用電極４の配置場所
を設ける。
す。＋５°Ｘカットと呼ばれている水晶片を、Ｙ軸方向
に切り込みを入れてＵ字型の音叉型振動子１に加工し
て、アームの基部に近い部分の各アームのＺ’面（４
面）にそれぞれ極性の異なる一対の電極を検出電極３と
して配置する。アームの検出電極３の先端寄りの部分の
各アームのＸ面及びＺ面に駆動電極２を配置する。各ア
ームの先端部の側面にバランス補正用電極４の配置場所
を設ける。
【０００９】図２に駆動電極２の接続図の実施例を示
す。振動方向は、音叉のアームが開いたり閉じたりする
方向（Ｘ軸方向）に振動する。図３に検出電極３の接続
図の実施例を示す。図１に示したように、各アームの
Ｚ’面にそれぞれ極性の異なる一対づつの電極を配置す
る。各アームの内の一つのＺ’面について説明する。一
般的には、Ｚ’面にＹ’軸方向に長くＸ軸方向に短い電
極をＸ軸方向に隣接して配置して一対と成す。
す。振動方向は、音叉のアームが開いたり閉じたりする
方向（Ｘ軸方向）に振動する。図３に検出電極３の接続
図の実施例を示す。図１に示したように、各アームの
Ｚ’面にそれぞれ極性の異なる一対づつの電極を配置す
る。各アームの内の一つのＺ’面について説明する。一
般的には、Ｚ’面にＹ’軸方向に長くＸ軸方向に短い電
極をＸ軸方向に隣接して配置して一対と成す。
【００１０】図３に示したように、水晶片を挟んで対向
する位置にも同じ電極を配置して、一対の中の相対する
電極間に相反する電圧が発生するので、また対向する位
置の電極との間は手前の電極と相互に相反する電圧を発
生するので、図３に示すように左回転が加わったとすれ
ば、Ｚ’軸方向に働く応力により、水晶片はＺ’方向に
たわむことになる。Ｙ’軸方向の変位は、水晶片を挟ん
で一方がＹ’軸方向に延びると他の一方は縮むので、Ｘ
軸方向に生ずる電界は、水晶片の手前の面と対向する面
では相反する方向になる。
する位置にも同じ電極を配置して、一対の中の相対する
電極間に相反する電圧が発生するので、また対向する位
置の電極との間は手前の電極と相互に相反する電圧を発
生するので、図３に示すように左回転が加わったとすれ
ば、Ｚ’軸方向に働く応力により、水晶片はＺ’方向に
たわむことになる。Ｙ’軸方向の変位は、水晶片を挟ん
で一方がＹ’軸方向に延びると他の一方は縮むので、Ｘ
軸方向に生ずる電界は、水晶片の手前の面と対向する面
では相反する方向になる。
【００１１】図３に示すように、各々の検出電極３の対
毎に極性を揃えて並列に接続することにより、前記の駆
動周波数に等しい周波数で、アームの受けている応力に
比例した波高値の出力が得られる。図４に検出回路を示
す。駆動電極４を発振回路に接続して発振させる。検出
電極３の出力を増幅器で増幅して出力を検出する。
毎に極性を揃えて並列に接続することにより、前記の駆
動周波数に等しい周波数で、アームの受けている応力に
比例した波高値の出力が得られる。図４に検出回路を示
す。駆動電極４を発振回路に接続して発振させる。検出
電極３の出力を増幅器で増幅して出力を検出する。
【００１２】アームバランスの調整方法を説明する。セ
ンサが静止して外部から応力を受けていない状態では、
本来検出電極３には電位を発生しないはずである。しか
し、エッチング加工等の外形加工精度によるアンバラン
ス、又は電極のアンバランス等により、アームの振動方
向がセンサのＸ軸からずれると検出電極３は、アームの
振動方向とセンサのＸ軸からのずれを応力を受けたもの
として検出電圧３を出力する。
ンサが静止して外部から応力を受けていない状態では、
本来検出電極３には電位を発生しないはずである。しか
し、エッチング加工等の外形加工精度によるアンバラン
ス、又は電極のアンバランス等により、アームの振動方
向がセンサのＸ軸からずれると検出電極３は、アームの
振動方向とセンサのＸ軸からのずれを応力を受けたもの
として検出電圧３を出力する。
【００１３】前記の現象は、振動子のアームの振動方向
がセンサのＸ軸からずれることに起因するので、アーム
の振動方向とセンサのＸ軸を合わせれば解消するのであ
るから、アームの先端部の側面にバランス補正用電極４
を設けてバランスの補正を行う。バランス補正の方法
は、前記バランス補正用電極４に金属を蒸着して行う。
センサを静止状態に保ち、センサの出力を監視しながら
どちらか一方のバランス補正用の電極に金属を蒸着して
行う。
がセンサのＸ軸からずれることに起因するので、アーム
の振動方向とセンサのＸ軸を合わせれば解消するのであ
るから、アームの先端部の側面にバランス補正用電極４
を設けてバランスの補正を行う。バランス補正の方法
は、前記バランス補正用電極４に金属を蒸着して行う。
センサを静止状態に保ち、センサの出力を監視しながら
どちらか一方のバランス補正用の電極に金属を蒸着して
行う。
【００１４】センサを静止状態に保ち、センサの出力を
監視しながらどちらか一方の側面のバランス補正用の電
極に蒸着金属を飛ばしてみる。センサの出力が増加する
ようだと、即蒸着を中止して、逆の側面のバランス補正
用の電極に蒸着金属を飛ばして、センサの出力が零にな
る様にする。
監視しながらどちらか一方の側面のバランス補正用の電
極に蒸着金属を飛ばしてみる。センサの出力が増加する
ようだと、即蒸着を中止して、逆の側面のバランス補正
用の電極に蒸着金属を飛ばして、センサの出力が零にな
る様にする。
【００１５】なお、補正は、Ｚ’面のみにて行わなうと
は限らない。Ｘ面も利用できる。また、本実施例では、
音叉の基部に近い所に検出電極を配し、その上側に励振
電極２を設けているが、この配置のみとは限らない。励
振電極２と検出電極３を逆に配置してもよい。さらに、
実施例では＋５°Ｘカットの屈曲振動モードの音叉型水
晶振動子を用いた振動式センサの例を挙げたが、−５°
〜＋６°Ｘカットの屈曲振動モードの音叉型水晶振動子
を用いた振動式センサにも有効である。
は限らない。Ｘ面も利用できる。また、本実施例では、
音叉の基部に近い所に検出電極を配し、その上側に励振
電極２を設けているが、この配置のみとは限らない。励
振電極２と検出電極３を逆に配置してもよい。さらに、
実施例では＋５°Ｘカットの屈曲振動モードの音叉型水
晶振動子を用いた振動式センサの例を挙げたが、−５°
〜＋６°Ｘカットの屈曲振動モードの音叉型水晶振動子
を用いた振動式センサにも有効である。
【００１６】
【発明の効果】本発明により＋５°Ｘカットの音叉型水
晶振動子を用いた振動式センサの静止時の出力をセンサ
自体の中で零にオフセットができ、双共振型のセンサの
製作が可能になったため、感度の良いセンサが得られる
と共に、センサの互換性が容易になり、センサの生産性
と信頼性が向上したばかりでなく、コストダウンも実現
できた。
晶振動子を用いた振動式センサの静止時の出力をセンサ
自体の中で零にオフセットができ、双共振型のセンサの
製作が可能になったため、感度の良いセンサが得られる
と共に、センサの互換性が容易になり、センサの生産性
と信頼性が向上したばかりでなく、コストダウンも実現
できた。
【図１】本発明の実施例を示す振動式センサの正面図、
側面図と上面図である。
側面図と上面図である。
【図２】本発明の実施例を示す振動式センサの駆動電極
の断面図と接続図である。
の断面図と接続図である。
【図３】本発明の実施例を示す振動式センサの検出電極
の断面図と接続図である。
の断面図と接続図である。
【図４】本発明の実施例を示す駆動部分と検出部分から
成る試験回路である。
成る試験回路である。
１ 音叉型振動子 ２ 励振電極 ３ 検出電極 ４ バランス補正用電極
Claims (1)
- 【請求項１】 屈曲振動モードの音叉型水晶振動子の
Ｚ’面の音叉アームにそれぞれ極性の異なる一対の電極
を具備した振動式センサにおいて、アームの先端部にバ
ランス補正用電極を具備することを特徴とする振動式セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7152445A JPH08327367A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 振動式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7152445A JPH08327367A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 振動式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327367A true JPH08327367A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15540685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7152445A Pending JPH08327367A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | 振動式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08327367A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001020257A2 (en) | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Watson Industries, Inc. | High q angular rate sensing gyroscope |
| KR100860444B1 (ko) * | 2007-03-02 | 2008-09-25 | 주식회사 케이이씨 | 가속도 센서 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP7152445A patent/JPH08327367A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001020257A2 (en) | 1999-09-16 | 2001-03-22 | Watson Industries, Inc. | High q angular rate sensing gyroscope |
| EP1212584A4 (en) * | 1999-09-16 | 2005-11-02 | Watson Ind Inc | HIGH QUALITY ANGULAR SPEED DETECTION GYROSCOPE |
| USRE42731E1 (en) | 1999-09-16 | 2011-09-27 | Watson Industries, Inc. | High Q angular rate sensing gyroscope |
| USRE43755E1 (en) | 1999-09-16 | 2012-10-23 | Watson Industries, Inc. | High Q angular rate sensing gyroscope |
| KR100860444B1 (ko) * | 2007-03-02 | 2008-09-25 | 주식회사 케이이씨 | 가속도 센서 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031218 |