JPH0861958A - 振動ジャイロおよび振動ジャイロの検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 角速度に起因する信号のＳ／Ｎ比を改善して
精度のよい振動ジャイロを得る。 【構成】 振動子１と、この振動子に設けられ該振動子
を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部２，３
と、この圧電部の共通電極に電力を供給して前記圧電部
を駆動する圧電部駆動手段１３と、前記圧電部の各々の
非共通電極から出力される電流を電圧に変換する複数の
電流電圧変換手段４，５と、前記圧電部駆動手段の出力
を所定の増幅率で増幅し、かつ該増幅した信号の位相を
所定角度移相するとともに前記電流電圧変換手段にそれ
ぞれ分流して供給することにより、前記圧電部の制動容
量の成分を除去する除去手段と、前記複数の電流電圧変
換手段の出力を加算するとともに該加算値を前記複数の
電流電圧変換手段にそれぞれ帰還する加算手段１４と、
前記複数の電流電圧変換手段の出力の差を演算する誤差
演算手段１２とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車等に搭載され操
舵等による角速度を検出する振動ジャイロに関するもの
であって、車両の姿勢制御システムやナビゲーションシ
ステムに用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】図２５は、先に、出願した特願平５−２
８１４０号に記載された振動ジャイロ用回路の構成図で
ある。図において、１は正四角状の振動子であり、エン
リバ等の恒弾性材料で構成される。２、３は振動子１を
駆動するための圧電部であって、振動子１の隣合った２
柱面に導電性接着剤等を用いて固定されている。ここで
振動子１、圧電部２および３は振動部を構成している。
４、５は電流電圧変換手段としての電流電圧変換器で、
圧電部２、３のそれぞれの非共通電極が各々接続されて
いる。６は電流電圧変換器４、５の出力を加算する加算
器、７は加算器６の出力を増幅して圧電部２、３の共通
電極を兼ねている振動子１に帰還することにより、振動
子１を自励振動させる増幅器であり、圧電部２、３を駆
動する圧電部駆動手段として機能する。なお、加算器６
の出力には加算器６の出力の振幅を検出する振幅検出手
段８と、この振幅検出手段８の出力を受けて増幅器７の
ゲインを制御する制御器９が設けられており、これらの
振幅検出器８と制御器９とは、加算器６の出力の振幅が
所定の値になるよう制御している。増幅器７の出力はＫ
のゲインを持つ反転増幅器１０にも入力され、その出力
は容量Ｃｒのコンデンサ１１ａ、１１ｂを介して電流電
圧変換器４、５に入力されている。ここで、反転増幅器
１０、コンデンサ１１ａおよび１１ｂは、増幅器７の出
力を増幅し、かつ位相を略９０゜移相して電流電圧変換
器４、５に供給することにより後述する圧電部の制動容
量の成分を除去する除去手段を構成している。１２は電
流電圧変換器４、５の出力の差を演算する誤差演算手段
としての差動増幅器であって角速度に対応した信号を出
力するものである。

【０００３】図２５に示された従来の振動ジャイロの動
作について説明する。圧電部２、３の共通電極を兼ねた
振動子１には増幅器７から電圧Ｖが供給される。一方、
圧電部２、３の非共通電極は、それぞれ電流電圧変換器
を構成しているオペアンプ４１、５１の反転入力端子に
接続されており、またオペアンプ４１、５１の非反転入
力端子は接地されている。従って、圧電部２、３の非共
通端子はそれぞれ仮想接地された状態となっており、こ
れにより圧電部２、３は増幅器７からの電圧により振動
子１を所定の駆動軸方向に駆動する。なお、圧電部２、
３の非共通電極からの電流は図示した如くオペアンプ４
１、５１の反転入力端子にそれぞれ流入している。ま
た、オペアンプ４１、５１の反転端子入力にはコンデン
サ１１ａあるいは１１ｂからの電流も流入している。従
って、オペアンプ４１、５１の出力電圧は、それぞれ圧
電部２、３を流れる電流とコンデンサ１１ａ、１１ｂを
流れる電流とを加算した電流値と、それぞれのフィード
バック抵抗４２、４３の抵抗値により定まる。

【０００４】電流電圧変換器４、５の動作を図２６に基
づいて説明する。圧電部２は、図示した如くＬ（２
１）、Ｃ（２２）、Ｒ（２３）、Ｃｄ（２４）よりなる
等価回路で与えられる。ここでコンデンサ１１ａを介し
て流れる電流Ｉ３は次式で与えられる。 Ｉ３＝ｊω×Ｃｒ×Ｋ×Ｖ ………………………………………………（１） 一方、圧電部２の制動容量であるＣｄ（２４）を流れる
電流Ｉ２は次式で与えられる。 Ｉ２＝ｊω×Ｃｄ×Ｖ ……………………………………………………（２） ここで、Ｋ＝Ｃｄ／Ｃｒであるならば、オペアンプ４１
の反転入力端子に流入するＩ２と流出するＩ３とが等し
くなり、反転入力端子にはＬ（２１）、Ｃ（２２）、Ｒ
（２３）からなる直列共振回路を流れる電流Ｉ１のみが
流入する。これにより電流Ｉ１と、オペアンプ４１に接
続されている抵抗４２に流れる電流Ｉ４とは等しくな
り、オペアンプ４１の出力は直列共振回路を流れる電流
に対応する。なお、上記は圧電部２および電流電圧変換
器４について述べたが、圧電部３および電流電圧変換器
５についても同様である。

【０００５】電流電圧変換器４、５の出力は、前述した
ように圧電部２、３の等価回路の直列共振成分に相当す
る信号であり、また、その直列共振成分は振動子１の機
械的な共振特性と圧電部の力係数により決定される。ま
た、加算器６は、電流電圧変換器４、５の出力を受けそ
の和を出力する。従って、加算器６の出力もまた振動子
１の機械的な共振特性と圧電部の力係数により決定され
ることとなり、このような信号を振動子１に帰還させる
と振動子１は、機械的な共振点で自励振動する。

【０００６】以上述べたように図２５の振動ジャイロ
は、機械的な共振特性と圧電部の力係数とにより定まる
信号を帰還させることにより振動子１を自励振動させる
とともに、圧電部２、３の等価回路上の直列共振成分を
流れる電流の差を差動増幅器１２で検出、増幅して角速
度を検出するようにしている。

【０００７】次に、振動ジャイロの角速度検出の原理を
説明する。図２７ａは、圧電部２、３をシンボルで表現
したものであり、２つの圧電部に同電位Ｖを印加したと
きに、それぞれＩＬ、ＩＲの電流が流れることを示して
いる。圧電部２、３に電圧Ｖが印加されると、圧電部
２、３は図２７ｂに示したように圧電部の垂直方向にＦ
Ｌ（圧電部２による力）、ＦＲ（圧電部３による力）の
力を生じる。この力ＦＬ、ＦＲは検出軸方向（横方
向）、駆動軸方向（縦方向）の単位ベクトルｉ、ｊを用
いて次式で表わされる。なお、次式においてＡは圧電部
の力係数である。 ＦＬ＝Ａ×Ｖ× cos４５°×ｉ＋Ａ×Ｖ× sin４５°×ｊ …………（３） ＦＬ＝−Ａ×Ｖ× cos４５°×ｉ＋Ａ×Ｖ× sin４５°×ｊ ………（４） この２つの力ＦＬ、ＦＲの合成により振動子１は駆動軸
方向のみに力を受け、駆動軸方向に速度ｖＹで運動す
る。

【０００８】ここで、図２７ｃの如く車両の操舵等によ
り角速度Ωが振動子１に印加されたとする。このとき振
動子１にはコリオリ力ＦＣが検出軸方向に生じる。その
大きさは振動子１の等価質量をｍとすると次式で与えら
れる。 ＦＣ＝２×ｍ×Ω×ｖＹ×ｉ ……………………………………………（５） 振動子１は、圧電部２、３が発生する力ＦＬ、ＦＲおよ
びコリオリ力ＦＣにより検出軸方向、駆動軸方向にそれ
ぞれｖＸ、ｖＹの速度で振動し、また反力ＦＺを生じ
る。その大きさは、検出軸方向の機械インピーダンスを
ＺＸ、駆動軸方向の機械インピーダンスをＺＹとすると
次式で与えられる。 ＦＺ＝−ＺＸ×ｖＸ×ｉ−ＺＹ×ｖＹ×ｊ ……………………………（６） 圧電部２、３が発生する力ＦＬ、ＦＲ、コリオリ力ＦＣ
および反力ＦＺは釣り合うので次式が成立する。 ０＝ＦＬ＋ＦＲ＋ＦＣ＋ＦＺ ……………………………………………（７） よって、（７）式に（３）乃至（６）式を代入して、ｉ
の項（検出軸方向）とｊの項（駆動軸方向）とに分離す
ると次式が得られる。 検出軸方向 ０＝２×ｍ×Ω×ｖＹ−ＺＸ×ｖＸ ……………………（８） 駆動軸方向 ０＝２×Ａ×Ｖ× sin４５°−ＺＹ×ｖＹ ……………（９） この（８）、（９）式より角速度Ωを求める。 Ω＝（ＺＸ×ＺＹ×ｖＸ）／（４×ｍ×Ａ×Ｖ× sin４５°）……（１０）

【０００９】一方、圧電部２、３を流れる電流ＩＬ、Ｉ
Ｒは、圧電部２、３の制動アドミッタンスをＹ、それぞ
れの垂直方向への振動速度をｖＬ、ｖＲとすると次式で
表わされる。 ＩＬ＝Ａ×ｖＬ＋Ｙ×Ｖ ………………………………………………（１１） ＩＲ＝Ａ×ｖＲ＋Ｙ×Ｖ ………………………………………………（１２） また、ｖＬ、ｖＲ、ｖＸ、ｖＹをベクトルで考えると図
２７ｄの関係にある。 ｖＸ＝cos ４５°×（ｖＬ−ｖＲ）……………………………………（１３） ｖＹ＝sin ４５°×（ｖＬ＋ｖＲ）……………………………………（１４） ここで（１１）式から（１２）式を引いて、（１３）式
により（ｖＬ−ｖＲ）を消去する。 （ＩＬ−ＩＲ）＝Ａ×（ｖＬ−ｖＲ）＝Ａ×ｖＸ／cos ４５°……（１５） この（１５）式を用いて、（１０）式のｖＸを消去す
る。

【００１０】

【数１】

【００１１】また、（１１）、（１２）式を足すと次式
となる。 （ＩＬ−ＩＲ）＝Ａ×（ｖＬ＋ｖＲ）＋２×Ｙ×Ｖ ＝Ａ×ｖＹ／sin ４５°＋２×Ｙ×Ｖ ……………（１７） （１７）式に（９）式を用いてｖＹを消去する。 （ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ）＝２×Ａ² ×Ｖ／ＺＹ ………………（１８） そして、（１８）式を（１６）式に代入することにより
次式が得られる。

【００１２】

【数２】

【００１３】即ち、（１９）式によれば、圧電部２、３
に同電位を印加して振動子１を駆動したときに流れる電
流の差（ＩＬ−ＩＲ）は、角速度Ωにより決定されるこ
とが解る。即ち、電流の差（ＩＬ−ＩＲ）を検出すれ
ば、角速度Ωが解る。また、特に、電流の和からそれぞ
れの制動アドミッタンス成分を除去した量（ＩＬ＋ＩＲ
−２×Ｙ×Ｖ）を一定に保つことにより、角速度Ωに対
する電流の差のゲインは、振動子１の等価質量ｍと検出
軸方向の機械インピーダンスＺＸにより決定される。

【００１４】さて、ここで前述した式と、図２５の回路
との対応関係について述べる。圧電部２、３に同電位Ｖ
が与えられるとそれぞれ電流ＩＬ、ＩＲが流れる。電流
電圧変換器４、５の出力は、先に説明したようにそれぞ
れ接続してある圧電部２、３に同電位Ｖを印加したとき
に流れる電流から圧電部の制動容量成分を増幅器１０、
コンデンサ１１ａおよび１１ｂにより差し引いたもので
ある。ここで、Ｙは制動容量Ｃｄの逆数（アドミッタン
ス）である。 （電流電圧変換器４）ＩＬ−Ｙ×Ｖ ……………………………… （２０） （電流電圧変換器５）ＩＲ−Ｙ×Ｖ ……………………………… （２１） 電流電圧変換器４、５の出力は差動増幅器１２で引算が
なされ、差動増幅器１２からは（ＩＬ−ＩＲ）が出力さ
れる。これは、角速度信号である。一方、電流電圧変換
器４、５の出力は加算器６で加算され、加算器６は（Ｉ
Ｌ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ）を出力する。また、振幅検出手
段８、制御器９および増幅器７は、加算器６の出力の振
幅が所定値となるように圧電部２、３への印加電圧Ｖの
振幅を制御するものである。従って、（ＩＬ＋ＩＲ−２
×Ｙ×Ｖ）＝ＣＯＮＳＴ（一定）となる。これに基づき
（１９）式を変形する。

【００１５】

【数３】

【００１６】これにより、圧電部２、３の力係数が消去
される。

【００１７】また、圧電部２、３に印加する電圧Ｖと加
算器６の出力（ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ）との位相関係
は（１８）式より得られる。 （ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ）／Ｖ＝２×Ａ² ／ＺＹ ………………（２３） 従って、加算器６の出力を増幅器７を介して圧電部２、
３に帰還することにより、振動子１は駆動軸方向の機械
インピーダンスＺＹの共振点で自励振動する。即ち、加
算器６の出力と印加電圧Ｖとの位相差は０゜となる。

【００１８】また、加算器６の出力と差動増幅器１２の
出力との位相関係は（１９）式を変形して得られる。

【００１９】

【数４】

【００２０】（２４）式より、加算器６の出力と差動増
幅器１２の出力との位相関係は、振動子１の検出軸方向
の機械インピーダンスの逆数１／ＺＸの位相で決定され
る。検出軸方向の共振周波数は駆動軸方向の共振周波数
とはずれており、通常位相差は９０゜となる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】２つの圧電部を流れる
電流には、それぞれ角速度に起因する電流成分と振動子
の駆動に起因する電流成分とが重畳している。従来の振
動ジャイロは、前述したように２つの圧電部を流れる電
流の差を取ることにより、角速度に起因する電流成分の
み取り出している。しかしながら、角速度に起因する電
流成分は振動子の駆動に起因する電流成分に比し著しく
小さい。このため差動増幅器の同相除去比の影響を強く
受けＳ／Ｎ比が悪い。また環境温度（周囲温度）の変化
により差動増幅器の同相除去比が変化すると角速度出力
に影響し、特に無回転時であっても角速度が出力される
という問題点があった。

【００２２】また、従来の振動ジャイロでは、２つの圧
電部の力係数や制動容量が全く同じもので構成されてい
るという前提であるが、現実にはそのようなことは困難
であり、仮に可能であったとしても歩留まりの悪いもの
となる。従って、２つの圧電部の性質の違いにより無回
転時であっても角速度が出力されるという問題点があっ
た。また、圧電部の性質の違い（力係数、制動容量な
ど）は、温度特性を有しており、環境温度の変化により
角速度の出力が誤差を持ったものとなってしまうという
問題点があった。

【００２３】また、圧電部の性質が全く同じものではな
いため、圧電部のレジスタンスの差に相当する信号が生
じ、角速度の出力の精度が悪いという問題点があった。

【００２４】また、印加される角速度の変化周波数が、
駆動軸方向の共振周波数と検出軸方向の共振周波数との
差あるいは和に略等しくなると振動子が検出軸方向に共
振し、実際の角速度よりも大きな信号を出力してしまう
という問題点があった。

【００２５】さらに、振動ジャイロに用いられる圧電部
の特性を簡単に検査することができなかった。

【００２６】この発明は前述のような問題点を解決する
ために為されたものであり、第１の目的は、角速度に起
因する電流成分のＳ／Ｎ比を改善して、精度のよい振動
ジャイロを得ることである。

【００２７】また、第２の目的は、角速度に起因する電
流成分のＳ／Ｎ比を改善して、精度のよい振動ジャイロ
を得るとともに、回路の簡略化を図ることである。

【００２８】また、第３の目的は、角速度に起因する電
流成分のＳ／Ｎ比を改善して、精度のよい振動ジャイロ
を得るとともに、回路の簡略化を図り、かつ振動ジャイ
ロのゲイン精度を向上させることである。

【００２９】また、第４の目的は、動作の安定した振動
ジャイロを得ることである。

【００３０】また、第５の目的は、圧電部の性質の違い
を補正して正確な角速度信号を得ることである。

【００３１】また、第６の目的は、圧電部の環境温度が
変化しても角速度の出力に影響が出ないようにすること
である。

【００３２】また、第７の目的は、圧電部のレジスタン
スの差に起因する角速度の出力の誤差をなくすることで
ある。

【００３３】また、第８の目的は、圧電部のレジスタン
スの差に起因する角速度の出力の誤差をなくするととも
に、振動ジャイロの動作を安定させることを可能とする
ことである。

【００３４】また、第９の目的は、圧電部のレジスタン
スの差に起因する角速度の出力の誤差をより確実になく
することである。

【００３５】また、第１０の目的は、振動子の共振を防
止して正確な角速度の出力を得ることである。

【００３６】また、第１１の目的は、圧電部の性質の差
を簡単に検査できる検査装置を得ることである。

【００３７】また、第１２の目的は、圧電部の性質の差
を簡単に検査できるとともに、該性質の差が有する温度
特性も検査することができる検査装置を得ることであ
る。

【００３８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る振動ジャ
イロは、複数の電流電圧変換手段の出力を加算するとと
もに該加算値を複数の電流電圧変換手段にそれぞれ帰還
する加算手段を備えたものである。

【００３９】また、この発明に係る振動ジャイロは、圧
電部駆動手段を、加算器の出力を圧電部の共通電極に帰
還する帰還手段としたものである。

【００４０】また、この発明に係る振動ジャイロは、帰
還手段を、加算手段の出力を増幅する加算出力増幅手段
と、加算手段の出力信号の振幅が所定値となるよう加算
出力増幅手段の出力を制御する振幅制御手段とで構成し
たものである。

【００４１】また、この発明に係る振動ジャイロは、電
流電圧変換手段に低域通過フィルタを設けるとともに、
加算手段に低域通過フィルタによる位相の遅れを補償す
る位相進み補償手段を設けたものである。

【００４２】また、この発明に係る振動ジャイロは、除
去手段の分流量を調整する第１の分流量調整手段と、圧
電部駆動手段からの出力を電流電圧変換手段にそれぞれ
分流して供給するとともに該分流量を調整する第２の分
流量調整手段とを備えたものである。

【００４３】また、この発明に係る振動ジャイロは、除
去手段に、環境温度を検出する温度検出手段と、温度検
出手段により増幅率が変化させられる増幅手段とを設け
たものである。

【００４４】また、この発明に係る振動ジャイロは、圧
電部駆動手段の出力に基づき圧電部のレジスタンス成分
の誤差に起因する信号に同期した同期信号を出力する同
期抽出手段と、同期信号に基づき誤差演算手段の出力を
検波する同期検波手段とを備えたものである。

【００４５】また、この発明に係る振動ジャイロは、圧
電部駆動手段の出力の位相を所定角度進ませる位相進み
手段と、位相進み手段の出力と基準値とを比較する比較
手段とで同期抽出手段を構成したものである。

【００４６】また、この発明に係る振動ジャイロは、電
流電圧変換手段の出力の位相を所定角度移送する移送手
段と、移送手段の出力と基準値とを比較する比較手段と
で同期抽出手段を構成したものである。

【００４７】また、この発明に係る振動ジャイロは、誤
差演算手段の出力に所定の周波数領域の出力を抑制する
フィルタ手段を設けたものであって、このフィルタ手段
の所定の周波数領域を、振動子の駆動軸方向の共振周波
数と検出軸方向の共振周波数との差あるいは和に略等し
い周波数の近傍としたものである。

【００４８】また、この発明に係る振動ジャイロの検査
装置は、圧電部駆動手段の出力と加算手段の出力とに基
づき加算手段の伝達関数を演算する加算出力検査手段
と、圧電部駆動手段の出力と誤差演算手段の出力とに基
づき誤差演算手段の伝達関数を演算する誤差演算出力検
査手段とを備えたものである。

【００４９】また、この発明に係る振動ジャイロの検査
装置は、振動部の環境温度を変化させる温度制御手段を
備えたものである。

【００５０】

【作用】前記のように構成された振動ジャイロは、振動
子の駆動に起因する電流成分のゲインを下げ、角速度に
起因する電流成分のＳ／Ｎ比を改善する。

【００５１】また、加算手段は、圧電部駆動手段を兼ね
ており回路を簡略化する。

【００５２】また、加算手段の出力の振幅を所定値に制
御することにより、振動ジャイロのゲインを安定させ
る。

【００５３】また、電流電圧変換手段に低域通過フィル
タを設けることにより電流電圧変換手段を安定に動作さ
せる。

【００５４】また、第１および第２の分流量調整手段に
より分流量を調整して、圧電部の特性の違いに起因する
誤差を補償する。

【００５５】また、温度検出手段の検出出力により増幅
器の増幅率を変化させることにより、圧電部の環境温度
の変化に起因する誤差を補償する。

【００５６】また、レジスタンス成分の誤差に起因する
信号に基づき誤差演算手段の出力を検波することにより
圧電部のレジスタンスの差に起因する角速度の出力の誤
差をなくする。

【００５７】また、同期抽出手段は、圧電部駆動手段の
出力に基づき誤差演算手段の出力を検波する。

【００５８】また、同期抽出手段は、電流電圧変換手段
の出力に基づき誤差演算手段の出力を検波する。

【００５９】また、フィルタ手段は、振動子が共振する
周波数領域における誤差演算手段の出力を抑制する。

【００６０】また、この発明に係る振動ジャイロの検査
装置は、振動部を着脱自在とすることにより振動部のみ
を検査するとともに、圧電部の性質の差を加算出力検査
手段および誤差演算出力検査手段により検査する。

【００６１】また、温度制御手段は、振動部の環境温度
を変化させることにより、圧電部の性質の差が有する温
度特性も検査する。

【００６２】

【実施例】

実施例１．図３は、電流電圧変換器の出力信号を振動子
の駆動に起因する成分と角速度に起因する成分とに分離
して示したものであって、実線Ａは振動子の駆動に起因
する成分、一点鎖線Ｂは角速度に起因する成分を示して
いる。振動ジャイロが取り出したいのは一点鎖線Ｂの信
号であるが、図示した如く実線Ａに比し著しく小さいた
めＳ／Ｎ比が悪い。そこで、実施例１では振動子の駆動
に起因する成分のゲインを小さくすることにより実線Ａ
を破線Ｃのごとく小さくし、これにより一点鎖線ＢのＳ
／Ｎ比を改善するようにしている。

【００６３】図１は、この発明の実施例１を示す構成図
である。図において従来と同一あるいは相当部分には従
来と同一符号を付しその説明を省略する。図において、
１３は振動子１の駆動軸方向の共振周波数に等しい周波
数の電圧を発生する圧電部駆動手段としての電圧源、１
４は加算手段としての加算器である。加算器１４は、入
力側が電流電圧変換器４、５の出力に接続されるととも
に、出力側が電流電圧変換器４、５の入力側にそれぞれ
接続されている。ここでは他励振動型のものを例示して
いる。

【００６４】図２に、図１の要部拡大図を示すととも
に、図２を用いて動作を説明する。電流電圧変換器４の
入力には、圧電部２に流れる電流ＩＬとコンデンサ１１
ａからの電流（−Ｙ×Ｖ）とが与えられている。同様に
電流電圧変換器５には圧電部３に流れる電流ＩＲとコン
デンサ１１ｂからの電流（−Ｙ×Ｖ）とが与えられてい
る。さて、ここで前述したように電流電圧変換器４、５
の入力には加算器１４の出力信号が抵抗４３、５３を介
して帰還されている。今、加算器１４の出力電圧をＶ
ｆ、抵抗４３、５３の抵抗値をＲｆとすると電流電圧変
換器４、５に帰還される電流Ｉｆは次式の通りになる。 Ｉｆ＝Ｖｆ／Ｒｆ ………………………………………………………（２５） 従って、電流電圧変換抵抗である抵抗４２、５２にそれ
ぞれ流れる電流ＩＬｆ、ＩＲｆは次式の通りとなる。 ＩＬｆ＝ＩＬ−Ｙ×Ｖ＋Ｉｆ …………………………………………（２６） ＩＲｆ＝ＩＲ−Ｙ×Ｖ＋Ｉｆ …………………………………………（２７） よって、抵抗４２、５２の抵抗値をＲｓとすると、電流
電圧変換器４、５の出力電圧ＶＬ、ＶＲは次式の通りと
なる。 ＶＬ＝−ＩＬｆ×Ｒｓ …………………………………………………（２８） ＶＲ＝−ＩＲｆ×Ｒｓ …………………………………………………（２９）

【００６５】一方、加算器１４は、電流電圧変換器４、
５の出力信号ＶＬ、ＶＲを受け加算器中の抵抗１４２乃
至１４４で加算するとともに、抵抗１４５、１４６で増
幅して出力する。

【００６６】

【数５】

【００６７】従って、（３０）式の第１、第２項をＧと
して（２８）、（２９）式を計算する。

【００６８】

【数６】

【００６９】

【数７】

【００７０】よって、差動増幅器１２の出力信号ＶＤ
は、増幅率をＧＤとすると次式の通りとなる。 ＶＤ＝ＧＤ×（ＶＬ−ＶＲ）＝−ＧＤ×Ｒｓ×（ＩＬ−ＩＲ）……（３３） （３３）式より、差動増幅器１２の出力信号ＶＤは、圧
電部２、３を流れる電流の差に相当する電圧となること
から、従来例で示した原理に基づいて角速度を検出する
ことができることが解る。

【００７１】さて、このものにおいて、電流電圧変換器
４、５における駆動軸方向の成分のゲインと出力軸方向
の成分のゲインとを計算する。今、圧電部２、３に流れ
る電流の駆動軸方向の成分、即ち振動子の駆動に起因す
る電流成分について考える。これは圧電部２と３とでは
同相成分であるから、Ｉ＝ＩＬ＝ＩＲとおける。この関
係と（２８）乃至（３２）式より、電流電圧変換器４、
５の同相成分に関する出力電圧ＶＰは次式の通りとな
る。 ＶＰ＝−Ｒｓ×（Ｉ＋Ｇ×Ｒｆ×２×ＶＰ）…………………………（３４） これをＶＰについて整理する。 ＶＰ＝−Ｒｓ×Ｉ／（１＋２×Ｇ×Ｒｆ×Ｒｓ）……………………（３５） 従って、電流電圧変換器４、５における振動子の駆動に
起因する電流成分のゲインは、従来−Ｒｓであったの
が、−Ｒｓ／（１＋２×Ｇ×Ｒｆ×Ｒｓ）に下げられ
る。よって、振動子の駆動に起因する電流成分を図３の
破線Ｃの如く小さくすることができる。

【００７２】一方、圧電部２、３に流れる電流の検出軸
方向の成分、即ち角速度に起因する電流成分について考
える。これは、圧電部２と３とでは逆相成分であるか
ら、Ｉ＝ＩＬ＝−ＩＲとおける。この関係と（２６）乃
至（２９）式より次式が得られる。 ＶＬ＝−Ｒｓ×（Ｉ＋Ｉｆ）……………………………………………（３６） ＶＲ＝−Ｒｓ×（−Ｉ＋Ｉｆ）…………………………………………（３７） （３６）式と（３７）式を足す。 ＶＬ＋ＶＲ＝２×Ｒｓ×Ｉｆ……………………………………………（３８） （２５）式に（３０）式および（３８）式を代入する。 Ｉｆ＝（Ｇ×２×Ｒｓ×Ｉｆ）／Ｒｆ…………………………………（３９） ところで、Ｇ、ＲｓおよびＲｆは定数である。よって、
（３９）式を満足させる条件はＩｆ＝０しかない。これ
を（３６）、（３７）式に代入する。 ＶＬ＝−Ｒｓ×Ｉ ………………………………………………………（４０） ＶＲ＝Ｒｓ×Ｉ …………………………………………………………（４１）

【００７３】（４０）、（４１）式から解るように、電
流電圧変換器における角速度に起因する電流成分のゲイ
ンは従来と同様にＲｓそのものであり、加算器１４から
電流電圧変換器４、５への帰還の影響を受けない。従っ
て、加算器１４から電流電圧変換器４、５への帰還によ
り、振動子の駆動に起因する電流成分のゲインのみを下
げることができ、これにより角速度に起因する電流成分
のＳ／Ｎ比を向上することができる。

【００７４】なお、図４に、図１とは別の構成の振動子
および圧電部を示す。１０１は圧電材料で作成された振
動子、１０２乃至１０４は振動子１０１の柱面の三箇所
に形成された圧電部である。このものにおいて、圧電部
１０２を共通電極とし、圧電部１０３、１０４を非共通
電極として前記実施例１あるいは以降に示す実施例に適
用してもよい。

【００７５】実施例２．実施例１では他励振動型の振動
ジャイロを示した。実施例２では、自励振動型の振動ジ
ャイロに実施例１を適用する場合の回路の簡略化を提供
する。図５は、実施例２を示す構成図である。図５では
図１に比し、加算器１４の出力信号を振動子１に帰還す
る帰還手段である増幅器１５が追加されている。ここ
で、増幅器１５は、圧電部駆動手段を兼ねている。な
お、帰還手段は図示した増幅器１５に限られるものでな
く、加算器１４の出力信号を振動子１に帰還して供給す
るものであればよく、例えば加算器１４の出力端と振動
子１とを接続する配線でもよい。

【００７６】加算器１４の出力信号は前述にて説明した
ように、圧電部２、３に同電位Ｖを印加したときに流れ
る電流ＩＬ、ＩＲからそれぞれの圧電部の制動容量成分
Ｙを流れる電流を除去した電流の和に相当する信号（Ｉ
Ｌ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ）である。従って、前述で（２
３）式を用いて説明したように加算器１４の出力信号を
振動子１に帰還させると振動子１は、駆動軸方向にその
共振周波数で自励振動する。これにより、自励振動型の
振動ジャイロであっても前記実施例１を簡単に適用する
ことができる。

【００７７】なお、図５のものでは加算器１４が、図２
５の加算器６と図１の加算器１４とを兼ねている。従っ
て、加算器を１個減らすことができ回路を簡単にするこ
とができる。

【００７８】実施例３．実施例３は、実施例２のゲイン
精度を向上させるものである。図６に実施例３の構成図
を示す。図６は図５に比し、振幅制御手段である振幅制
御器１６が追加されている。１７は加算器１４の出力信
号を増幅する加算出力増幅手段である増幅器であって、
振幅制御器１６によりその増幅率が変化させられる。

【００７９】ところで、振動制御器１６は、加算器１４
の出力信号の振幅が所定の値になるよう増幅器１７の増
幅率を調整している。従って、加算器１４の出力信号
（ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ）（但し、Ｙ＝ＹＬ＝ＹＲ）
は一定となり（２２）式が成立する。これにより、角速
度に対する差動増幅器１２の角速度に起因する信号のゲ
インは、振動子１の等価質量と、検出軸方向の機械イン
ピーダンスにより決定される。よって、実施例２に比
し、角速度に対する差動増幅器１２の出力信号のゲイン
が変化することなく安定し、ゲイン精度が向上する。

【００８０】実施例４．図１において、電流電圧変換器
４は、コンデンサ１１ａと抵抗４２からなる微分回路で
あった。これは電流電圧変換器５も同様である。ところ
で微分回路は、一般的に動作が安定しにくく発振するこ
とがある。実施例４はその点に着目したものであって、
微分回路の動作の安定を図ることにより振動ジャイロの
動作を安定させるものである。

【００８１】実施例４の構成を図７に示す。図７は図１
に比し、コンデンサ４４、５４、１４７が追加されてい
る。実施例４の技術思想を図８により簡単に述べる。ま
ず微分回路の動作を安定させるためにはコンデンサ４
４、５４を抵抗４２、５２と並列に接続して低域通過フ
ィルタを構成するのが効果的である。しかしながら、コ
ンデンサ４４、５４を接続すると電流電圧変換器４、５
の出力信号の位相が遅れてしまう。これを解消するため
に加算器１４にはコンデンサ１４７を追加して、加算器
１４の出力信号の位相を進ませている。コンデンサ１４
７と抵抗１４４は位相進み補償手段を構成している。加
算器１４の出力信号は、位相進み補償手段により低域通
過フィルタによる位相の遅れが補償されて電流電圧変換
器４、５にそれぞれ帰還される。

【００８２】では、実施例４について詳細に説明する。
電流電圧変換器４、５の出力信号は、入力される電流を
電圧変換し、１次遅れフィルタを介したものとなる。こ
こで、入力される電流をＩ、その周波数をω、抵抗４
２、５２の抵抗値をＲｓ、コンデンサ４４、５４の容量
をＣｓとして電流電圧変換器４、５の出力信号を求め
る。 ＶＬＲ（ｊω）＝ＶＬ（ｊω）＝ＶＲ（ｊω） ＝−｛１／（１＋Ｒｓ×Ｃｓ×ｊω）｝×Ｉ ……（４２） 振動子１は、振動子１の駆動軸方向の共振周波数ωＹで
駆動されている。よって、この周波数では圧電部２、３
を流れる電流Ｉと、電流電圧変換器４、５の出力電圧Ｖ
ＬＲ（＝ＶＬ＝ＶＲ）との位相差が次式で表わされる。 ∠ＶＬＲ／Ｉ＝arc tan （Ｒｓ×Ｃｓ×ｊωＹ） …………………（４３）

【００８３】このように電流電圧変換器４、５の出力信
号は、圧電部２、３を流れる電流に対して（４３）式の
位相差を持つ。このため、差動増幅器１２の角速度の出
力信号は従来例で示した角速度の出力信号に対して（４
３）式の位相差を持つ。このような信号を、実施例１で
説明したように単純に加算して電流電圧変換器４、５に
帰還したとしても、この帰還された信号は実施例１の信
号に対して（４３）式の位相差を持つため、実施例１で
示したような効果は得られない。

【００８４】そこで、実施例４では加算器１４を図７の
如く構成している。抵抗１４２、１４３はそれぞれ一端
が電流電圧変換器４、５の出力端に接続されているとと
もに、他端がコンデンサ１４７の一端に接続されてい
る。コンデンサ１４７の他端は非反転増幅器１４１の入
力端に接続されているとともに、一端が接地されている
抵抗１４４の他端と接続されている。この非反転増幅器
１４１は、入力端子の電圧Ｖｎを同相のまま利得Ｇで増
幅するものである。よって、加算器１４の出力信号Ｖｆ
は次式の通りとなる。 Ｖｆ＝Ｇ×Ｖｎ …………………………………………………………（４４） ここで、電流電圧変換器４、５の出力信号ＶＬ、ＶＲの
和と、非反転増幅器１４１の入力電圧Ｖｎとの関係を次
式に示す。

【００８５】

【数８】

【００８６】（４５）式より、加算器１４は、電流電圧
変換器４、５の出力信号を抵抗１４２、１４３、１４４
およびコンデンサ１４７により決定される時定数の高域
通過フィルタを介して加算して増幅することが解る。

【００８７】また、（４５）式より、振動子１の駆動軸
方向の共振周波数ωＹにおける、電流電圧変換器４、５
の出力信号を加算した信号（ＶＬ＋ＶＲ）と、加算器１
４の出力信号Ｖｆとの位相差を得る。

【００８８】

【数９】

【００８９】一方、実施例１の位相関係は次式の通りで
ある。 ∠Ｖ／Ｉ−∠ Ｖｆ／（ＶＬ＋ＶＲ）＝１８０°……………………（４７） 従って、（４７）式を満足するように電流電圧変換器
４、５および加算器１４の定数を設定することにより、
電流電圧変換器４、５の動作を安定にすることができる
とともに、角速度に起因する電流成分のＳ／Ｎ比を向上
することができる。

【００９０】実施例５．前記実施例では、圧電部２、３
の特性が全く同一であることを前提としている。しかし
ながら、実際には圧電部２と３では力係数や制動容量が
異なっているのが普通であり、圧電部２、３に同電位Ｖ
を供給したとしてもそれぞれを流れる電流は異なってい
る。従って、圧電部２、３を流れる電流の差を差動増幅
器１２を用いて検出したとしても、その出力信号には角
速度に起因する信号だけではなく圧電部２、３のリアク
タンス成分およびレジスタンス成分の差に起因する信号
が重畳している。実施例５は、前述のような圧電部２、
３の特性の差による誤差を補正して、角速度信号を正確
に検出するものである。

【００９１】図９に実施例５の構成を示す。１８は一端
が増幅器１０の出力端に接続されたコンデンサで、他端
が第１の分流量調整手段である可変抵抗器１９の中点に
接続されている。また、可変抵抗器１９の両端は電流電
圧変換器４、５の入力端にそれぞれ接続されている。可
変抵抗器１９は、コンデンサ１８を介して流れる電流を
ＩＣＬとＩＣＲとに分流するとともに、その分流量を調
整する。２０は第２の分流量調整手段である可変抵抗器
であって、中点が電圧源１３の出力端に接続されている
とともに、両端が電流電圧変換器４、５の入力端にそれ
ぞれ接続されている。可変抵抗器２０は、電圧源１３か
らの電流をＩＲＬとＩＲＲとに分流するとともに、その
分流量を調整する。

【００９２】圧電部２、３にはレジスタンス成分とリア
クタンス成分との差があり、それぞれのアドミッタンス
の差を△ＹＲ、リアクタンス成分のアドミッタンスの差
を△ＹＸとする。また、圧電部２、３を流れる電流の差
を△Ｉ、圧電部に印加している電圧をＶとすると、△Ｉ
は次式で得られる。 △Ｉ＝Ｖ×△ＹＲ×sin(ω×ｔ) ＋Ｖ×△ＹＸ×cos(ω×ｔ）……（４８） ここで、可変抵抗器２０の全抵抗値をＲＲ、中点の位置
をＫＲで表わすと可変抵抗器２０で分流された電流ＩＲ
Ｌ、ＩＲＲは次式の通りとなる。 ＩＲＬ＝｛Ｖ／（ＲＲ×ＫＲ）｝×sin(ω×t) ……………………（４９） ＩＲＲ＝〔Ｖ／｛ＲＲ×（１−ＫＲ）｝〕×sin(ω×t) …………（５０） （４９）、（５０）式から電流ＩＬＲとＩＲＲとの差△
ＩＲを求める。

【００９３】

【数１０】

【００９４】従って、可変抵抗器２０の中点の位置ＫＲ
を調整すれば（４８）式の第１項を消去することができ
る。

【００９５】一方、増幅器１０に接続されているコンデ
ンサ１８と可変抵抗器１９とは、高域通過フィルタを構
成している。従って、この高域通過フィルタのカットオ
フ周波数が振動子１の駆動方向の共振周波数に比して充
分高ければ、該駆動軸方向の共振周波数において該高域
通過フィルタはコンデンサとして振舞う。これをもう少
し詳しく説明する。増幅器１０の増幅率をＧＣ、コンデ
ンサ１８のアドミッタンスをＹＸ、可変抵抗器１９の全
抵抗値をＲＣ、中点の位置をＫＣとすると、可変抵抗器
１９の中点から両端に流れる電流ＩＣＬ、ＩＣＲは次式
で表わされる。 ＩＣＬ＝−ＫＣ×ＧＣ×ＹＸ×Ｖ×cos(ω×t) ……………………（５２） ＩＣＲ＝−（１−ＫＣ）×ＧＣ×ＹＸ×Ｖ×cos(ω×ｔ）…………（５３） （５２）、（５３）式から電流ＩＣＬ、ＩＣＲの差△Ｉ
Ｃを求める。 △ＩＣ＝ＩＣＬ−ＩＣＲ ＝（１−２×ＫＣ）×ＧＣ×ＹＸ×Ｖ×cos(ω×ｔ）………（５４） 従って、可変抵抗器１９の中点の位置ＫＣを調整すれば
（４８）式の第２項を消去できる。

【００９６】以上のように、圧電部２、３のレジスタン
ス成分の差に起因する差動増幅器１２の出力信号の誤差
は可変抵抗器２０の中点ＫＲの位置を調整することによ
り消去することができ、また、圧電部２、３のリアクタ
ンス成分の差に起因する差動増幅器１２の出力信号の誤
差は可変抵抗器１９の中点ＫＣの位置を調整することに
より消去できる。

【００９７】次に可変抵抗器１９、２０が加算器１４の
出力信号に与える影響について述べる。加算器１４の出
力信号は、圧電部２、３からの電流ＩＬ、ＩＲと前記補
償回路の出力電流との総和に相当する信号である。

【００９８】

【数１１】

【００９９】（５５）式から解るように、可変抵抗器２
０の中点ＫＲの位置は、加算器１４の印加電圧Ｖと同相
の成分の振幅のみに寄与している。また、中点ＫＲの位
置が同相の成分の振幅に与える影響は、可変抵抗器２０
の全抵抗値ＲＲを圧電部２、３の抵抗成分に対して充分
大きな値とすることにより無視することができる。従っ
て、可変抵抗器２０の中点ＫＲの位置を調整することに
より圧電部のレジスタンス成分の差に起因する差動増幅
器１２の出力信号の誤差を消去することができるととも
に、抵抗値ＲＲを充分大きくしておくことにより可変抵
抗器２０が加算器１４の出力信号に与える影響を無視す
ることができる。

【０１００】（５５）式では可変抵抗器１９の中点ＫＣ
は消去されている。従って、圧電部２、３のリアクタン
ス成分の差に起因する差動増幅器１２の出力信号の誤差
を消去すべく中点ＫＣを調整したとしても加算器１４の
出力信号には何等影響を及ぼさない。

【０１０１】よって、圧電部２、３のレジスタンス成分
の差に起因する差動増幅器１２の出力信号の誤差を消去
する操作と、リアクタンス成分の差に起因する差動増幅
器１２の出力信号の誤差を消去する操作とは独立して行
うことができる。また、増幅器１０とコンデンサ１８と
は圧電部２、３の制動容量成分を除去する除去手段を構
成しているが、この制動容量成分を除去する操作も前記
レジスタンス成分あるいはリアクタンス成分の差に起因
する誤差を消去する操作とは独立して行うことができ
る。

【０１０２】（５５）式において、可変抵抗器２０の全
抵抗値ＲＲが圧電部２、３の抵抗成分に比し充分大きけ
れば中点ＫＲの位置による影響を無視できる。よって、
（５５）式は次式のように見なすことができる。 （加算器出力）＝ＩＬ＋ＩＲ−ＧＣ×ＹＸ×Ｖ×cos(ω×ｔ）……（５６） 前述したように加算器の出力信号は圧電部２、３に流れ
る電流ＩＬ、ＩＲの和から制動容量成分（２×Ｙ×Ｖ）
を差し引いたものである。従って、（５６）式は次式の
ようにおける。 ＩＬ＋ＩＲ−ＧＣ×ＹＸ×Ｖ×cos(ω×ｔ）＝ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ×Ｖ ……（５７） ここで、２Ｙ＝ＹＬ＋ＹＲであるから、この関係を用い
て（５７）式を整理する。 ＧＣ×ＹＸ×cos(ω×ｔ）＝ＹＬ＋ＹＲ ……………………………（５８） よって、増幅器１０の増幅率ＧＣを、ＧＣ×ＹＸ＝ＹＬ
×ＹＲが成立するように調整すればｃｏｓ（ω×ｔ）＝
１となる。従って、（５７）式は次式のように変換で
き、これにより圧電部２、３の制動容量成分を除去する
ことができることが解る。 ＩＬ＋ＩＲ−ＧＣ×ＹＸ×Ｖ×cos(ω×ｔ） ＝ＩＬ＋ＩＲ−ＹＬ×ＹＲ×Ｖ×cos(ω×ｔ） ＝ＩＬ＋ＩＲ−ＹＬ×ＹＲ×Ｖ ………………………………………（５９） このように、制動容量を除去する操作は増幅器１０の増
幅率ＧＣを調整するだけでよく、前述の誤差を消去する
操作とは無関係に行える。

【０１０３】実施例６．実施例６は、圧電部２、３の特
性が環境温度の変化にともなって変化することによる誤
差を補償しようとするものである。圧電部２、３の制動
容量の温度特性は、図１０に示す如く０．３％／゜Ｃの
温度係数を持って変化する。また、２つの圧電部の温度
係数が等しいので、その差も０．３％／゜Ｃの温度係数
を持って変化する。従って、所定の温度Ｔ０でのアドミ
ッタンスをＹ０として、任意の温度Ｔでの制動容量のア
ドミッタンスＹ（Ｔ）は次式の通りとなる。 Ｙ（Ｔ）＝Ｙ０×｛１＋０．００３×（Ｔ−Ｔ０）｝………………（６０） 従って、この制動容量成分を除去するためには加算器の
出力信号は次式のようにする必要がある。 ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ（Ｔ）×Ｖ ＝ＩＬ＋ＩＲ−２×Ｙ０×｛１＋０．００３×（Ｔ−Ｔ０）｝×Ｖ ……………（６１）

【０１０４】実施例６の構成を図１１に示す。２１は増
幅手段である反転増幅器であって、２１１はオペアン
プ、２１２は例えばサーミスタのように環境温度により
抵抗値が変わる温度検出手段としての温度検出素子、２
１３はオペアンプ２１１のフィードバック抵抗である。

【０１０５】温度検出素子２１２の任意の温度での抵抗
値をＲＴ（Ｔ）、抵抗２１３の抵抗値をＲＹとして反転
増幅器２１の増幅率ＧＣを求める。 ＧＣ（Ｔ）＝ＲＹ／ＲＴ（Ｔ）…………………………………………（６２） （６２）式を（５５）式に代入する。

【０１０６】

【数１２】

【０１０７】（６３）式の第３項は、可変抵抗器２０の
抵抗値ＲＲを圧電部２、３の抵抗成分に比し充分大きく
することで無視できる。ここで（６１）式と（６３）式
とを比較することにより次式が得られる。 Ｙ０＝｛ＲＹ／ＲＴ（Ｔ０）｝×ＹＸ ………………………………（６４） また、温度係数０．３％／゜Ｃから次式を得る。 ０．００３＝（ｄ／ｄｔ）×ＧＣ（Ｔ）………………………………（６５） よって、（６４）、（６５）式を満足するよう抵抗２１
３の抵抗値ＲＹ、および温度検出素子２１２の抵抗値お
よび温度特性を設定すればよい。これは、言い換えるな
らば、反転増幅器２１の増幅率ＧＣを次式の通り設定し
たことになる。 ＧＣ（Ｔ）＝ＧＣ（Ｔ０）×｛１＋０．００３（Ｔ−Ｔ０）｝……（６６）

【０１０８】以上のようにして、環境温度の変化により
圧電部２、３の制動容量成分が変化したとしても、それ
に伴って加算器１４の出力信号も変化するようにしたの
で加算器１４の出力信号は常に電流ＩＬと電流ＩＲとの
和から制動容量成分を差し引いたものとなる。これによ
り、環境温度が変化したとしても常に実施例１の効果、
即ちＳ／Ｎ比の改善が得られる。

【０１０９】前述では、反転増幅器２１が加算器１４に
与える影響について述べた。では、次に反転増幅器２１
が差動増幅器１２に与える影響について述べる。前述で
は、実施例５により圧電部２、３のレジスタンス成分お
よびリアクタンス成分の差に起因する作動増幅器１２の
出力信号の誤差を消去できることを説明した。しかしな
がら、制動容量のアドミッタンスは温度特性を有してい
るため、ある温度で調整しても環境温度が変化すれば、
無回転であるのにも拘らず角速度の信号が出力されてし
まうことがある。反転増幅器２１は、この温度変化によ
って生じる作動増幅器１２の出力信号の誤差のうち、リ
アクタンス成分の差に起因する誤差を消去するよう作用
する。以下、その作用について説明する。なお、レジス
タンス成分の差に起因する誤差を消去する手法は以降の
実施例において説明する。

【０１１０】圧電部２、３を流れる電流の差は、角速度
が印加されていない場合は次式の通りになる。 ＩＬ（Ｔ）−ＩＲ（Ｔ）＝△ＹＸ（Ｔ）×Ｖ＋△ＹＲ（Ｔ）×Ｖ ……（６７） この（６７）式は、前出の（４８）式に角速度が印加さ
れていないという条件を勘案して得たものである。この
（６７）式の△ＹＸ（Ｔ）が消去される理由を以下に述
べる。

【０１１１】前出の実施例５で説明したように、可変抵
抗器１９は所定の環境温度Ｔ０において圧電部２、３の
リアクタンス成分の差に起因する誤差が発生しないよう
に調整されている。従って、（４８）式の△ＹＸは環境
温度Ｔ０において（５４）式が成立するよう調整されて
おり、次式のように表わされる。 △ＹＸ（Ｔ０）＝（１−２×ＫＣ）×ＧＣ（Ｔ０）×ＹＸ ………………（６８） 一方、任意の環境温度Ｔにおける△ＹＸは次式で表わさ
れる。 △ＹＸ（Ｔ）＝△ＹＸ（Ｔ０）×｛１＋０．００３×（Ｔ−Ｔ０）｝ ………………（６９） また、前述したように反転増幅器２１の増幅率は、（６
６）式が成立するように調整されている。従って、（６
６）、（６８）および（６９）式より次式が成立する。 △ＹＸ（Ｔ）＝ＧＣ（Ｔ）×ＹＸ ……………………………………（７０） よって、反転増幅器２１により任意の環境温度Ｔで△Ｙ
Ｘ（Ｔ）を消去することができる。即ち、圧電部２、３
のリアクタンス成分の差に起因して生じる差動増幅器１
２の出力信号の誤差を除去することができる。

【０１１２】なお、本実施例では温度検出素子として、
温度が高くなると抵抗値が減少する負の温度係数を持つ
素子としてサーミスタを例示して説明したが、温度が高
くなると抵抗値が増大する正の温度係数を持つ素子、例
えば白金測温体を使用してもよい。その場合には、抵抗
と温度検出素子とを入れ替えて図１２に示すように抵抗
２１４と白金測温体２１５を接続すればよい。

【０１１３】実施例７．実施例６は、環境温度が変動し
ても圧電部２、３のリアクタンス成分の差に起因する誤
差が発生しないようにしているが、前述したように圧電
部２、３のレジスタンス成分の差に起因する誤差を除去
することはできない。実施例７は、圧電部２、３のレジ
スタンス成分の差に起因して生じる差動増幅器１２の出
力信号の誤差を除去するものであって、環境温度の変動
のみに対応するものではなく、如何なる要因であれ、レ
ジスタンス成分の差に起因して生じる差動増幅器１２の
出力信号の誤差はすべて除去するものである。

【０１１４】まず、実施例７の技術思想を簡単に説明す
る。差動増幅器１２に出力される角速度の信号は、前述
したように圧電部２、３を駆動する信号に対して位相が
９０゜ずれている。一方、圧電部２、３のレジスタンス
成分の差に起因して生じる差動増幅器１２の出力信号
は、圧電部２、３を駆動する信号の位相と一致してい
る。従って、レジスタンス成分の差に起因する誤差は、
この位相情報を基にして位相差が９０゜である角速度の
信号と分離して除去することができる。

【０１１５】図１３に実施例７の構成を示す。２２は差
動増幅器１２の出力に接続された同期検波手段、２３は
同期検波手段２２の出力に接続された低域通過フィルタ
であって同期検波手段２２の出力信号の高周波成分を除
去する。２４は同期検波手段２２に与える同期信号を生
成する同期抽出手段であって、同期検波手段２２の動作
を制御するものである。

【０１１６】次に実施例７の動作を図１３および図１４
を用いて説明する。図１４は実施例７の動作を示すタイ
ムチャートである。図１４（ａ）は、差動増幅器１２の
出力信号を前記位相情報に基づいて分解したものであ
る。図において実線は圧電部２、３のレジスタンス成分
の差に起因する信号（圧電部を駆動する信号との位相差
０゜）、破線は圧電部２、３のリアクタンス成分の差に
起因する信号と角速度の信号とが重畳したもの（圧電部
を駆動する信号との位相差９０゜）である。同期抽出手
段２４は、圧電部を駆動する信号と同相である増幅器１
７の出力信号、即ち（ａ）に示されるレジスタンス成分
の差に起因する信号と同相の信号に基づいて図１４
（ｂ）の如き同期信号を生成する。この同期信号は、図
示した如くレジスタンス成分の差に起因する信号のピー
ク毎に反転する２値のＨ／Ｌ信号で与えられる。

【０１１７】一方、同期検波手段２２は、同期抽出手段
２４の同期信号を受けて差動増幅器１２の出力信号を検
波するものであり、具体的には同期抽出手段２４の出力
信号がＨレベルの信号であるときは増幅率１の反転増幅
器として動作するとともに、同期抽出手段２４の出力信
号がＬレベルの信号であるときは増幅率１の非反転増幅
器として動作するものである。従って、差動増幅器１２
の出力信号は、同期検波手段２２により図１４（ｃ）の
如き信号に検波される。このため、レジスタンス成分の
差に起因する信号は、図中ハッチング部の正負の面積が
等しいので打ち消され、出力されない。これにより、圧
電部２、３のレジスタンス成分の差に起因する差動増幅
器１２の出力信号の誤差をなくして振動ジャイロの精度
を向上させることができる。低域通過フィルタ２３は、
図１４（ｃ）の如き同期検波手段２２の出力信号を受
け、高周波成分を除去して出力する。

【０１１８】なお、実施例７では図１４（ａ）の破線に
重畳しているリアクタンス成分の差に起因する誤差を除
去することはできないが、これについては前出の実施例
により対応すればよい。

【０１１９】実施例８．実施例７では、増幅器１７の出
力信号と圧電部２、３を駆動する信号との位相が一致し
ているものについて説明した。しかしながら、前出の実
施例４のように両者の位相が一致しない場合がある。実
施例８は、このような場合に対応する一例を示す。

【０１２０】実施例８の構成を図１５に示す。図１５で
は同期検波手段２２を詳細に示している。２２１はオペ
アンプで、オペアンプ２２１の２つの入力端子にはそれ
ぞれ抵抗２２２、２２３の一端が接続されており、抵抗
２２２、２２３の他端は差動増幅器１２の出力端に接続
されている。また、オペアンプ２２１の反転入力端子と
出力端子との間にはフィードバック抵抗２２４が接続さ
れている。さらに、オペアンプ２２１の非反転入力端子
にはＦＥＴ２２５のＳ（ソース）端子が接続されてい
る。ＦＥＴ２２５は、Ｄ（ドレイン）端子が接地されて
いるとともに、Ｇ（ゲート）端子が同期抽出手段２５の
出力に接続されている。２５は同期検波手段２２のＦＥ
Ｔ２２５に同期信号を与える同期抽出手段で、出力端が
ＦＥＴ２２５のＧ端子に接続されるとともに非反転端子
が接地されたオペアンプ２５１と、一端がオペアンプ２
５１の反転入力端子に接続されるとともに他端が増幅器
１７の出力端に接続されたコンデンサ２５２と、一端が
オペアンプ２５１の反転入力端子に接続され、他端が接
地された抵抗２５３とから構成されている。なお、オペ
アンプ２５１は比較手段を構成しているとともに、コン
デンサ２５２、抵抗２５３は微分回路からなる位相進み
手段を構成している。

【０１２１】次に図１５、１６を用いて実施例８の動作
を説明する。図１６は、実施例８の動作を示すタイムチ
ャートである。図１６において（ａ）は圧電部２、３を
駆動する増幅器１７の出力信号を示している。（ｂ）は
差動増幅器１２の出力信号を位相情報に基づき分離した
ものである。実線は実施例７で示した圧電部２、３のレ
ジスタンス成分の差に起因する信号に相当するものであ
るが、電流電圧変換器４、５に設けられたコンデンサ４
４、５４により増幅器１７の出力信号に対しα゜だけ遅
れている。同様に、破線は実施例７で示したリアクタン
ス成分の差に起因する信号と角速度の信号とが重畳した
ものに相当するものであって、やはり位相がα゜だけ遅
れている。

【０１２２】さて、差動増幅器１２の出力信号からレジ
スタンス成分の差に起因する信号を除去するためには、
該信号に同期した同期信号を生成しなければならない。
ところで、レジスタンス成分の差に起因する信号は増幅
器１７の出力信号に対しα゜だけ遅れているから、増幅
器１７の出力信号に基づいて同期信号を生成しようとす
るならば、増幅器１７の出力信号を（９０−α）゜進
め、ゼロクロスコンパレータで比較してやればよい。電
流電圧変換器４、５による位相遅れα゜は設置したコン
デンサ４４、５４の容量に基づき予め計算により求める
ことができる。従って、同期抽出手段２５に増幅器１７
の出力信号を（９０−α）゜だけ進める微分回路と、ゼ
ロクロスコンパレータとを設けてやればよい。図１６
（ｃ）はコンデンサ２５２、抵抗２５３からなる微分回
路の出力信号で、増幅器１７の出力信号に対し（９０−
α）゜だけ進んでいる。この信号はオペアンプ２５１に
より接地電位と比較され、図１６（ｄ）に示す２値のＨ
／Ｌ信号である同期信号として出力される。

【０１２３】同期信号は、同期検波手段２２のＦＥＴ２
２５のＧ端子に与えられＦＥＴ２２５を導通、非導通と
することにより同期検波手段２２を増幅率１の反転増幅
器あるいは非反転増幅器として動作させる。即ち、ＦＥ
Ｔ２２５が非導通になるとＦＥＴ２２５には電流が流れ
ないので、オペアンプ２２１の非反転入力端子には差動
増幅器１２の出力信号がそのまま印加される。これによ
り、同期検波手段２２は、増幅率１の非反転増幅器とな
り、差動増幅器１２の出力信号をそのまま出力する。逆
に、ＦＥＴ２２５が導通になるとオペアンプ２２１の非
反転入力端子が接地される。ここで、抵抗２２２、２２
３の抵抗値が等しいので、このとき同期検波手段２２は
増幅率１の反転増幅器となる。

【０１２４】なお、同期検波手段２２が反転増幅器ある
いは非反転増幅器として動作することによりレジスタン
ス成分の差に起因する信号を除去することについては実
施例７と同様なのでここでは省略する。

【０１２５】また、実施例８では、圧電部を駆動する信
号を（９０−α）゜進めるようにしたが、これに限ら
ず、要は位相遅れα゜を有する信号に同期させればよ
い。

【０１２６】実施例９．実施例９は、実施例８とは別の
解決方法を提供するものである。即ち、具体的には、実
施例８は圧電部駆動手段の出力信号そのものを用いて同
期信号を作成したが、実施例９では圧電部駆動手段の出
力信号に基づいた信号（圧電部駆動手段の出力信号の位
相をずらしたもの、例えば電流電圧変換器にコンデンサ
を設置した場合における電流電圧変換器の出力信号な
ど）を用いて同期信号を作成する点が異なっている。

【０１２７】図１７に実施例９の構成を示す。図１７で
は、同期抽出手段２６の構成と同期抽出手段２６への入
力信号が電流電圧変換器４、５の出力信号であることが
前出の実施例８とは異なっている。２６１は非反転入力
端子が接地されたオペアンプ、２６２はこのオペアンプ
２６１の反転入力端子と出力端子との間に接続されたコ
ンデンサ、２６３、２６４は一端がオペアンプ２６１の
反転入力端子に接続された抵抗で他端はそれぞれ電流電
圧変換器４、５の出力端に接続されている。ここで、オ
ペアンプ２６１、コンデンサ２６２、抵抗２６３および
２６４は移相手段である積分回路を構成している。２６
５は比較手段としてのオペアンプであって、反転入力端
子がオペアンプ２６１の出力端子に、出力端子が同期検
波手段２２にそれぞれ接続されるとともに、非反転入力
端子が接地されている。

【０１２８】実施例９における同期信号の生成について
図１７、１８を用いて説明する。なお、同期信号を生成
した後は前述の実施例と同様であるため説明を省略す
る。図１８は、実施例９の動作を示すタイムチャートで
ある。図１８（ａ）は差動増幅器１２の出力信号を位相
情報に基づいて分離したものであって、前出のレジスタ
ンス成分あるいはリアクタンス成分の差に起因して生じ
る信号に相当するものである。同期検波手段２６の積分
回路は、電流電圧変換器４、５の出力信号を加算して積
分する構成になっている。図１８（ｂ）に電流電圧変換
器４、５の出力信号を加算した信号を示す。なお、この
信号は、差動増幅器１２の出力信号と同相である。さ
て、一般に積分回路は、入力された信号の位相を９０゜
遅らせて出力することが知られている。従って、積分回
路の出力信号は、図１８（ｃ）に示す如く、レジスタン
ス成分の差に起因する信号に対して９０゜の位相差を持
つ。オペアンプ２６１は、積分回路の出力信号と接地電
位とを比較することにより図１８（ｄ）の如き２値のＨ
／Ｌ信号からなる同期信号を生成する。

【０１２９】なお、実施例９によれば、前出のコンデン
サ４４、５４が設置されているか否かに拘らず、レジス
タンス成分の差に起因する信号に同期信号を同期させる
ことができる。なぜなら、コンデンサ４４、５４は、電
流電圧変換器４、５の出力信号の位相を遅らせるもので
ある。これに対し、差動増幅器１２の出力信号の位相
は、電流電圧変換器４、５の出力信号の位相と一致して
おり、また、積分回路の出力信号の位相は電流電圧変換
器４、５の出力信号の位相に対して９０゜遅れている。
従って、両信号ともに電流電圧変換器４、５の出力信号
の位相が基準となっているため、該基準がコンデンサ４
４、５４により遅らされたとしても両信号の位相関係は
変わらない。なお、移相手段による移相量は、位相遅れ
９０゜に限られるものではなく、例えば位相進み９０゜
でもよく、要はレジスタンス成分の差に起因する信号に
同期するよう電流電圧変換器４、５の出力を移相するこ
とに意味がある。

【０１３０】実施例１０．実施例１０は、振動ジャイロ
が共振して正しい角速度の出力を示さなくなることを防
止するものである。まず、振動ジャイロが共振する理由
について説明する。振動子１は、駆動軸方向に共振周波
数で振動している。その振動の速度ｖＹは次式で表わさ
れる。 ｖＹ＝ｖＹ×sin(ωＹ×ｔ） …………………………………………（７１） 今、角速度Ωが次式のように印加されたとする。 Ω＝Ω×cos(ω×ｔ）……………………………………………………（７２） このときの検出軸方向の力の釣合は、（７１）、（７
２）式を（８）式に代入することにより得られる。 ０＝２×ｍ×Ω×ｖＹ×sin(ωＹ×ｔ）×cos(ω×ｔ）−ＺＸ×ｖＸ ……………（７３） （７３）式を変形すると（７４）式が得られる。

【０１３１】

【数１３】

【０１３２】検出軸方向の振動速度ｖＸについて（７
４）式を整理する。

【０１３３】

【数１４】

【０１３４】（７５）式から解るように、振動子１の駆
動軸方向の共振周波数ωＹと角速度Ωの変化周波数ωと
の和、あるいは差が振動子１の検出軸方向の共振周波数
に一致すると振動子１は角速度によるコリオリ力により
検出軸方向に共振する。

【０１３５】図１９に実施例１０の構成を示す。図１９
は、図１３に比し同期検波手段２２と低域通過フィルタ
２３との間にフィルタ手段であるノッチフィルタ２７が
設けられている。ノッチフィルタ２７の特性の一例を図
２０に示す。図２０によるとノッチフィルタ２７のノッ
チ周波数は、振動子１の駆動軸方向の共振周波数ωＹと
検出軸方向の共振周波数ωＸとの差に略等しい周波数に
設定されている。従って、該周波数にて振動子１が検出
軸方向に共振したとしても、その共振に起因する出力信
号はノッチフィルタ２７により除去され、角速度の出力
信号には現われない。

【０１３６】実施例１１．実施例１１は、振動子１と圧
電部２、３とからなる振動部の特性を検査する検査装置
に関するものであって、予め振動部の特性を検査してお
くことにより該特性を前出の実施例等により補償できる
か否かを振動ジャイロを組み立てるまでもなく知ること
ができ、これにより振動ジャイロの歩留まりをよくする
というものである。

【０１３７】図２１は、実施例１１の構成を示してい
る。振動子１および圧電部２、３は検査対象である振動
部であって、振動部を周辺回路と電気的に接続するとと
もに着脱自由に保持する保持手段である保持部材２８に
取り付けられている。２９は振動部に電力を供給する電
圧源であって、振動子１の駆動軸方向の共振周波数のみ
ならず、該周波数を含んだ任意の周波数の信号を供給す
るものである。３０は誤差演算出力検査手段である差動
出力検査手段であって、電圧源２９の出力から差動増幅
器１２の出力までの伝達関数を演算するものである。３
１は加算出力検査手段であって、電圧源２９の出力から
加算器１４の出力までの伝達関数を演算するものであ
る。

【０１３８】図２２に、電圧源２９、差動出力検査手段
３０および加算出力検査手段３１をＦＦＴアナライザー
３２で構成した例を示している。通常ＦＦＴアナライザ
ーにはシグナルソースが付随しておりこれを電圧源２９
として使用する。ＦＦＴアナライザーとは一般によく知
られているように２つの入力を有するものであって、そ
のうち１つが入力検査用有力、もう１つが出力検査用入
力でありこれら２つの入力に入力された信号よりファー
ストフーリエ変換アルゴリズムを用いて伝達関数を測定
する測定器である。

【０１３９】ＦＦＴアナライザー３２のシグナルソース
は、入力検査用入力と接続されるとともに振動子１に接
続されている。一方、出力検査用入力は、一端が加算器
１４の出力に接続されるとともに他端が差動増幅器１２
の出力に接続された切換装置３３に接続されており、切
換装置３３を切り換えることにより図２３（ａ）あるい
は（ｂ）の検査結果を得る。

【０１４０】実施例１１の動作について説明する。本発
明の振動ジャイロは、振動子１の駆動軸方向の共振周波
数で自励振動させている。振動子１が駆動軸方向に共振
すると、その共振点において圧電部２、３のレジスタン
ス成分が最小となる。従って、出力検査用入力に加算器
１４の出力を接続して行った測定における伝達関数の実
数部が最大値となる周波数が振動子１の駆動軸方向の共
振周波数となる。よって、出力検査用入力に差動増幅器
１２の出力を接続して得られた伝達関数の該共振周波数
における値が圧電部２、３のレジスタンス成分の差ある
いはリアクタンス成分の差を反映したものとなる。即
ち、該周波数での伝達関数の振幅比をＧ、位相をＰとす
るとレジスタンス成分の差およびリアクタンス成分の差
は次式で得られる。 レジスタンス成分の差 △Ｒ＝Ｇ×sin Ｐ ……………………… （７６） リアクタンス成分の差 △Ｘ＝Ｇ×cos Ｐ ……………………… （７７）

【０１４１】前記動作を図２３を用いて具体的に説明す
る。まず、切換装置３３を加算器１４の出力側に切り替
える。ＦＦＴアナライザー３２のシグナルソースからは
任意の周波数の電圧が出力され、この電圧に対応した加
算器１４の出力が出力検査用入力に与えられ、その結
果、図２３（ａ）のような特性図を得る。次に切換装置
３３を差動増幅器１２の出力側に切り換える。同様に、
ＦＦＴアナライザー３２のシグナルソースからは任意の
周波数の電圧が出力され、この電圧に対応した差動増幅
器１２の出力が出力検査用出力に与えられ、その結果図
２３（ｂ）のような特性図が得られる。図２３（ａ）よ
り、振動子１の駆動方向の共振周波数が解る。また、図
２３（ｂ）により、振動子１の駆動方向の共振周波数に
おけるＧとＰが解り、（７６）、（７７）式より圧電部
２、３のレジスタンス成分の差、リアクタンス成分の差
が解る。また、電流電圧変換器４、５に低域通過フィル
タが付加されていたり、あるいは差動増幅器１２に低域
通過フィルタが付加されていたりなど位相を変化させる
ように構成されている場合は、それらの位相遅れを測定
した位相を前記Ｐより減じて前記の計算を行うことによ
り問題なく、レジスタンス成分あるいはリアクタンス成
分の差を測定することができる。また、リアクタンス成
分の差をさらに精度よく測定する場合は、図示して説明
した検査装置に加えて前出の可変抵抗器２０を追加し、
レジスタンス成分の差に起因する差動増幅器１２の出力
が小さくなるように調整すればよい。

【０１４２】実施例１２．図２４は、実施例１２の構成
を示すものであって、図２１の構成に比し温度制御手段
である恒温槽３４が追加されている。恒温槽３４は、一
般によく知られているように槽内部の温度あるいは湿度
を任意の値に設定できるものである。従って、任意の温
度における圧電部２、３のレジスタンス成分の差および
リアクタンス成分の差を測定することができる。

【０１４３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【０１４４】加算手段の出力を複数の電流電圧変換手段
にそれぞれ帰還したので、振動子の駆動に起因する電流
成分のゲインを下げ、角速度に起因する電流成分のＳ／
Ｎ比を改善する。

【０１４５】また、加算手段は、圧電部駆動手段を兼ね
ており回路を簡略化する。

【０１４６】また、加算手段の出力の振幅を所定値に制
御することにより、振動ジャイロのゲインを安定させ
る。

【０１４７】また、電流電圧変換手段に低域通過フィル
タを設けることにより電流電圧変換手段を安定に動作さ
せる。

【０１４８】また、第１および第２の分流量調整手段に
より分流量を調整して、圧電部の特性の違いに起因する
誤差を補償する。

【０１４９】また、温度検出手段の検出出力により増幅
器の増幅率を変化させることにより、圧電部の環境温度
の変化に起因する誤差を補償する。

【０１５０】また、レジスタンス成分の誤差に起因する
信号に基づき誤差演算手段の出力を検波することにより
圧電部のレジスタンスの差に起因する角速度の出力の誤
差をなくする。

【０１５１】また、同期抽出手段は、圧電部駆動手段の
出力を進ませる位相進み手段を有しているので、圧電部
のレジスタンス成分の差に起因する角速度の出力の誤差
をなくするとともに、振動ジャイロの動作を安定させ
る。

【０１５２】また、同期抽出手段は、電流電圧変換手段
の出力に基づき誤差演算手段の出力を検波することによ
り、圧電部のレジスタンス成分に起因する角速度の出力
の誤差をより確実になくする。

【０１５３】また、フィルタ手段は、振動子が共振する
周波数領域における誤差演算手段の出力を抑制して、振
動ジャイロが異常な信号を出力するのを防止する。

【０１５４】また、この発明に係る振動ジャイロの検査
装置は、振動部を着脱自在とすることにより振動部のみ
を検査することができ、これにより完成品での検査を行
う必要がなく振動ジャイロの歩留まりが改善される。

【０１５５】また、温度制御手段によって振動部の環境
温度を変化させることにより、圧電部の性質の差が有す
る温度特性も検査する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１を示す構成図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】電流電圧変換器の出力信号の波形図である。

【図４】図１とは別の構成の振動子及び圧電部を示す構
成図である。

【図５】実施例２を示す構成図である。

【図６】実施例３を示す構成図である。

【図７】実施例４を示す構成図である。

【図８】実施例４を説明するブロック図である。

【図９】実施例５を示す構成図である。

【図１０】圧電部の制動容量の温度特性を示す特性図で
ある。

【図１１】実施例６を示す構成図である。

【図１２】実施例６の他の構成を示す構成図である。

【図１３】実施例７を示す構成図である。

【図１４】実施例７の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図１５】実施例８を示す構成図である。

【図１６】実施例８の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図１７】実施例９を示す構成図である。

【図１８】実施例９の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図１９】実施例１０を示す構成図である。

【図２０】ノッチフィルタの特性の一例を示す特性図で
ある。

【図２１】実施例１１を示す構成図である。

【図２２】実施例１１にＦＦＴアナライザーを使用した
場合の構成図である。

【図２３】ＦＦＴアナライザーにより得られる伝達関数
の特性図である。

【図２４】実施例１２を示す構成図である。

【図２５】従来の振動ジャイロを示す構成図である。

【図２６】電流電圧変換器の動作を説明するための要部
拡大図である。

【図２７】振動ジャイロの原理を説明するためのベクト
ル図である。

【符号の説明】

１：振動子、 ２：圧電部、 ３：圧電部、 ４：電流
電圧変換器、５：電流電圧変換器、 ６：加算器、
７：増幅器、 ８：振幅検出手段、９：制御器、 １
０：反転増幅器、 １１：コンデンサ、１２：差動増幅
器、１３：電圧源、１４：加算器、 １５：増幅
器、 １６：振幅制御器、１７：増幅器、１８：コン
デンサ、 １９：可変抵抗器、２０：可変抵抗器、２
１：反転増幅器、 ２２：同期検波手段、 ２３：低域
通過フィルタ、２４：同期抽出手段、２５：同期抽出手
段、 ２６：同期抽出手段、２７：ノッチフィルタ、
２８：保持部材、 ２９：電圧源、３０：差動出力検査
手段、 ３１：加算出力検査手段、３２：ＦＦＴアナラ
イザー、 ３３：切換装置、 ３４：恒温槽。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子と、この振動子に設けられ該振動
   子を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部と、こ
   の圧電部の共通電極に電力を供給して前記圧電部を駆動
   する圧電部駆動手段と、前記圧電部の各々の非共通電極
   から出力される電流を電圧に変換する複数の電流電圧変
   換手段と、前記圧電部駆動手段の出力を所定の増幅率で
   増幅し、かつ該増幅した信号の位相を所定角度移相する
   とともに前記電流電圧変換手段にそれぞれ分流して供給
   することにより前記圧電部の制動容量の成分を除去する
   除去手段と、前記複数の電流電圧変換手段の出力を加算
   するとともに該加算値を前記複数の電流電圧変換手段に
   それぞれ帰還する加算手段と、前記複数の電流電圧変換
   手段の出力の差を演算する誤差演算手段とを備えたこと
   を特徴とする振動ジャイロ。
2. 【請求項２】 圧電部駆動手段は、加算手段の出力を圧
   電部の共通電極に帰還する帰還手段であることを特徴と
   する請求項１記載の振動ジャイロ。
3. 【請求項３】 帰還手段は、加算手段の出力を増幅する
   加算出力増幅手段と、前記加算手段の出力信号の振幅が
   所定値になるよう前記加算出力増幅手段の出力を制御す
   る振幅制御手段とからなることを特徴とする請求項２記
   載の振動ジャイロ。
4. 【請求項４】 電流電圧変換手段は低域通過フィルタを
   有し、加算手段は前記低域通過フィルタによる位相の遅
   れを補償する位相進み補償手段を有することを特徴とす
   る請求項１記載の振動ジャイロ。
5. 【請求項５】 振動子と、この振動子に設けられ該振動
   子を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部と、こ
   の圧電部の共通電極に電力を供給して前記圧電部を駆動
   する圧電部駆動手段と、前記圧電部の各々の非共通電極
   から出力される電流を電圧に変換する複数の電流電圧変
   換手段と、前記圧電部駆動手段の出力を所定の増幅率で
   増幅し、かつ該増幅した信号の位相を所定角度移相する
   とともに前記電流電圧変換手段にそれぞれ分流して供給
   することにより前記圧電部の制動容量の成分を除去する
   除去手段と、該分流量を調整する第１の分流量調整手段
   と、前記圧電部駆動手段の出力端に接続され該圧電部駆
   動手段からの出力を前記電流電圧変換手段にそれぞれ分
   流して供給するとともに該分流量を調整する第２の分流
   量調整手段と、前記複数の電流電圧変換手段の出力の差
   を演算する誤差演算手段とを備えたことを特徴とする振
   動ジャイロ。
6. 【請求項６】 振動子と、この振動子に設けられ該振動
   子を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部と、こ
   の圧電部の共通電極に電力を供給して前記圧電部を駆動
   する圧電部駆動手段と、前記圧電部の各々の非共通電極
   から出力される電流を電圧に変換する複数の電流電圧変
   換手段と、前記圧電部駆動手段の出力を所定の増幅率で
   増幅し、かつ該増幅した信号の位相を所定角度移相する
   とともに前記電流電圧変換手段にそれぞれ分流して供給
   することにより前記圧電部の制動容量の成分を除去する
   除去手段と、前記複数の電流電圧変換手段の出力の差を
   演算する誤差演算手段とを備え、前記除去手段は、環境
   温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段によ
   り前記増幅率が変化させられる増幅手段とを有すること
   を特徴とする振動ジャイロ。
7. 【請求項７】 振動子と、この振動子に設けられ該振動
   子を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部と、こ
   の圧電部の共通電極に電力を供給して前記圧電部を駆動
   する圧電部駆動手段と、前記圧電部の各々の非共通電極
   から出力される電流を電圧に変換する複数の電流電圧変
   換手段と、前記圧電部駆動手段の出力を所定の増幅率で
   増幅し、かつ該増幅した信号の位相を所定角度移相する
   とともに前記電流電圧変換手段にそれぞれ分流して供給
   することにより前記圧電部の制動容量の成分を除去する
   除去手段と、前記複数の電流電圧変換手段の出力の差を
   演算する誤差演算手段と、前記圧電部駆動手段の出力に
   基づき前記圧電部のレジスタンス成分の誤差に起因する
   信号に同期した同期信号を出力する同期抽出手段と、前
   記誤差演算手段の出力に接続され、前記同期信号に基づ
   き前記誤差演算手段の出力を検波する同期検波手段とを
   備えたことを特徴とする振動ジャイロ。
8. 【請求項８】 同期抽出手段は、圧電部駆動手段の出力
   の位相を所定角度進ませる位相進み手段を有し、この位
   相進み手段の出力と基準値とを比較する比較手段である
   ことを特徴とする請求項７記載の振動ジャイロ。
9. 【請求項９】 同期抽出手段は、電流電圧変換手段の出
   力の位相を所定角度移送する移相手段を有し、この移相
   手段の出力と基準値とを比較する比較手段であることを
   特徴とする請求項７記載の振動ジャイロ。
10. 【請求項１０】 振動子と、この振動子に設けられ該振
    動子を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部と、
    この圧電部の共通電極に電力を供給して前記圧電部を駆
    動する圧電部駆動手段と、前記圧電部の各々の非共通電
    極から出力される電流を電圧に変換する複数の電流電圧
    変換手段と、前記圧電部駆動手段の出力を所定の増幅率
    で増幅し、かつ該増幅した信号の位相を所定角度移相す
    るとともに前記電流電圧変換手段にそれぞれ分流して供
    給することにより前記圧電部の制動容量の成分を除去す
    る除去手段と、前記複数の電流電圧変換手段の出力の差
    を演算する誤差演算手段と、この誤差演算手段の出力に
    設けられ所定の周波数領域の出力を抑制するフィルタ手
    段とを備え、前記所定の周波数領域は、前記振動子の駆
    動軸方向の共振周波数と検出軸方向の共振周波数との差
    あるいは和に略等しい周波数の近傍であることを特徴と
    する振動ジャイロ。
11. 【請求項１１】 振動子とこの振動子に設けられ該振動
    子を所定の駆動軸方向に振動させる複数の圧電部とから
    なる振動部を着脱自在に保持するとともに該振動部と周
    辺回路とを接続する保持手段と、前記圧電部の共通電極
    に電力を供給して前記圧電部を駆動する圧電部駆動手段
    と、前記圧電部の各々の非共通電極から出力される電流
    を電圧に変換する複数の電流電圧変換手段と、この複数
    の電流電圧変換手段の出力を加算するとともに該加算値
    を前記複数の電流電圧変換手段にそれぞれ帰還する加算
    手段と、前記複数の電流電圧変換手段の出力の差を演算
    する誤差演算手段と、前記圧電部駆動手段の出力と前記
    加算手段の出力とに基づき前記加算手段の伝達関数を演
    算する加算出力検査手段と、前記圧電部駆動手段の出力
    と誤差演算手段の出力とに基づき前記誤差演算手段の伝
    達関数を演算する誤差演算出力検査手段とを備え、前記
    加算出力検査手段により得られる前記振動部の駆動軸方
    向の共振周波数における前記誤差演算出力検査手段のゲ
    インおよび位相差に基づき前記圧電部のレジスタンス成
    分の差あるいはリアクタンス成分の差を検査することを
    特徴とする振動ジャイロの検査装置。
12. 【請求項１２】 振動部の環境温度を変化させる温度制
    御手段を有することを特徴とする請求項１１記載の振動
    ジャイロの検査装置。