JPS6315528B2 - - Google Patents
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- JPS6315528B2 JPS6315528B2 JP1915379A JP1915379A JPS6315528B2 JP S6315528 B2 JPS6315528 B2 JP S6315528B2 JP 1915379 A JP1915379 A JP 1915379A JP 1915379 A JP1915379 A JP 1915379A JP S6315528 B2 JPS6315528 B2 JP S6315528B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonator
- signal
- pickoff
- pattern
- generating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/567—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode
- G01C19/5691—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using the phase shift of a vibration node or antinode of essentially three-dimensional [3D] vibrators, e.g. wine glass-type vibrators
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は振動回転センサに関する。更に詳細に
は、本発明は航行方式に適用可能な音ジヤイロと
称する「振動ベル」型の振動回転センサに関す
る。かかる音ジヤイロは例えば本出願人の米国特
許第3625067号、第3656354号、第3678762号およ
び第3719074号により知られている。
は、本発明は航行方式に適用可能な音ジヤイロと
称する「振動ベル」型の振動回転センサに関す
る。かかる音ジヤイロは例えば本出願人の米国特
許第3625067号、第3656354号、第3678762号およ
び第3719074号により知られている。
音ジヤイロは半球形状をなして最低オーダーの
屈曲モードで励起されるとその極軸に垂直な平面
内において楕円形の振動パターンを示す高Ｑ共振
器を含みうる。極軸と一致する入力軸のまわりで
共振器が回転すると慣性空間に対して入力回転の
約72％のパターン回転が生じる。共振器内に存在
する２つの主（平常モード）軸があり、これらの
軸は45゜だけ分離されている。共振器厚さにおけ
る非対称により２つの平常モード軸のうちの一方
に沿う共振周波数は他方の軸に沿う共振周波数と
は異る。故に、楕円形振動パターンは軸のうちの
一方に一致した場合には１つの周波数で振動し他
方の軸と一致した場合にはやや異る周波数で振動
する。他のどの位置においても振動パターンはこ
れら２つの平常モードの振動を重ね合わせたもの
から成る。
屈曲モードで励起されるとその極軸に垂直な平面
内において楕円形の振動パターンを示す高Ｑ共振
器を含みうる。極軸と一致する入力軸のまわりで
共振器が回転すると慣性空間に対して入力回転の
約72％のパターン回転が生じる。共振器内に存在
する２つの主（平常モード）軸があり、これらの
軸は45゜だけ分離されている。共振器厚さにおけ
る非対称により２つの平常モード軸のうちの一方
に沿う共振周波数は他方の軸に沿う共振周波数と
は異る。故に、楕円形振動パターンは軸のうちの
一方に一致した場合には１つの周波数で振動し他
方の軸と一致した場合にはやや異る周波数で振動
する。他のどの位置においても振動パターンはこ
れら２つの平常モードの振動を重ね合わせたもの
から成る。
パターン振幅を維持するために振動時に共振器
により失われるエネルギは補充されねばならな
い。その１つの方法は前記米国特許第3719074（リ
ンチ）に示されているように、共振器は円形強制
電極により助変数的に駆動される。この「助変数
的」なる用語は前記米国特許第3719074号の明細
書において説明されているものであり、高Ｑ系の
助変数を系の固有周波数の２倍で変調してそれに
対する制動に打勝つことにより、励起は助変数的
として知られるものとなる。
により失われるエネルギは補充されねばならな
い。その１つの方法は前記米国特許第3719074（リ
ンチ）に示されているように、共振器は円形強制
電極により助変数的に駆動される。この「助変数
的」なる用語は前記米国特許第3719074号の明細
書において説明されているものであり、高Ｑ系の
助変数を系の固有周波数の２倍で変調してそれに
対する制動に打勝つことにより、励起は助変数的
として知られるものとなる。
しかし従来においては、パターン振動の２つの
成分が互いに同一位相になければ助変数的駆動は
両成分を優先的に駆動するから実質的なドリフト
誤差が導入されるということは認識されてはいな
かつた。現在では共振器の運動全体をパターン位
置にかかわりなく単一の周波数および位相に維持
することが有利なこと、更には音ジヤイロが積分
ジヤイロとして作動される時に共振器全体が単一
の周波数および位相で振動していなければ入力回
転の結果生じるパターン回転の量に不精度が導入
されることも理解されている。言うまでもなく、
周波数は単一ではあるが必ずしも一定ではなくパ
ターン回転と共に変化しうる。
成分が互いに同一位相になければ助変数的駆動は
両成分を優先的に駆動するから実質的なドリフト
誤差が導入されるということは認識されてはいな
かつた。現在では共振器の運動全体をパターン位
置にかかわりなく単一の周波数および位相に維持
することが有利なこと、更には音ジヤイロが積分
ジヤイロとして作動される時に共振器全体が単一
の周波数および位相で振動していなければ入力回
転の結果生じるパターン回転の量に不精度が導入
されることも理解されている。言うまでもなく、
周波数は単一ではあるが必ずしも一定ではなくパ
ターン回転と共に変化しうる。
従つて、本発明によれば、入力軸に垂直な平面
内に振動パターンを支持しうる共振器と、該共振
器を入力軸に沿つて支持する手段と、入力軸に垂
直で且つ所定の角度だけ分離されている第１およ
び第２の軸に沿う共振器の運動の成分の位相に応
答して共振器に力を印加して第１および第２の軸
に沿う共振器運動の成分間におけるいかなる位相
差をも取除くことにより共振器運動をパターン位
置にかかわりなく単一の周波数および位相に維持
する手段とから成る振動回転センサが提供され
る。
内に振動パターンを支持しうる共振器と、該共振
器を入力軸に沿つて支持する手段と、入力軸に垂
直で且つ所定の角度だけ分離されている第１およ
び第２の軸に沿う共振器の運動の成分の位相に応
答して共振器に力を印加して第１および第２の軸
に沿う共振器運動の成分間におけるいかなる位相
差をも取除くことにより共振器運動をパターン位
置にかかわりなく単一の周波数および位相に維持
する手段とから成る振動回転センサが提供され
る。
図面において、例えば第１図に示したように、
本発明に係る振動回転センサ（音ジヤイロ）の一
実施例は全体的に１０で示されている。音ジヤイ
ロ１０は半球の極に位置する一体的な心棒１４を
有する全体的に１２で示された共振器を構成する
半球状の慣性的に感知性の要素を含む単軸機器で
ある。共振器は融解石英で形成されており、どの
経線のまわりでもできるだけ均等に構成されてい
る。全体的に１６で示された強制ハウジングが共
振器の極を貫通して延びる入力軸に沿つて共振器
１２を支持しており、これも融解石英で形成され
ている。ハウジング１６は心棒１４を受ける中心
通路１８を有する。心棒１４は銀含浸したガラス
原料等の接着材料によつて通路１８の表面に接着
されている。ハウジング１６は第５図および第６
図に示したようにその球形外面上にめつきされた
クロム強制電極をそなえている。これらの強制電
極はＣで示した円形の強制電極とＦ１〜Ｆ１６で
示した16個の別々の強制電極とを含む。電極Ｆ１
〜Ｆ１６のうちのある幾つかのものは６個の導電
性リングＲ１〜Ｒ６を担持する石英回路盤２０を
介して互いに電気的に接続されている。各リング
は回路盤２０を貫通して延びる通路２２を介して
複数の強制電極を互いに接続せしめている。通路
２２の表面はリングＲ１〜Ｒ６のうちの適切なも
のと電極Ｆ１〜Ｆ１６のうちの適切なものとの間
に電気的接触をなさしめるために導電性材料でめ
つきされている。以下に述べるように、強制電極
Ｆ１〜Ｆ９は共振器１２の振動を開始せしめるた
めに用いられる。始動後、強制電極Ｆ１〜Ｆ１６
はジヤイロの位相制御のために４つずつの群
（90゜だけ分離せしめられている）をなして相互接
続せしめられる。
本発明に係る振動回転センサ（音ジヤイロ）の一
実施例は全体的に１０で示されている。音ジヤイ
ロ１０は半球の極に位置する一体的な心棒１４を
有する全体的に１２で示された共振器を構成する
半球状の慣性的に感知性の要素を含む単軸機器で
ある。共振器は融解石英で形成されており、どの
経線のまわりでもできるだけ均等に構成されてい
る。全体的に１６で示された強制ハウジングが共
振器の極を貫通して延びる入力軸に沿つて共振器
１２を支持しており、これも融解石英で形成され
ている。ハウジング１６は心棒１４を受ける中心
通路１８を有する。心棒１４は銀含浸したガラス
原料等の接着材料によつて通路１８の表面に接着
されている。ハウジング１６は第５図および第６
図に示したようにその球形外面上にめつきされた
クロム強制電極をそなえている。これらの強制電
極はＣで示した円形の強制電極とＦ１〜Ｆ１６で
示した16個の別々の強制電極とを含む。電極Ｆ１
〜Ｆ１６のうちのある幾つかのものは６個の導電
性リングＲ１〜Ｒ６を担持する石英回路盤２０を
介して互いに電気的に接続されている。各リング
は回路盤２０を貫通して延びる通路２２を介して
複数の強制電極を互いに接続せしめている。通路
２２の表面はリングＲ１〜Ｒ６のうちの適切なも
のと電極Ｆ１〜Ｆ１６のうちの適切なものとの間
に電気的接触をなさしめるために導電性材料でめ
つきされている。以下に述べるように、強制電極
Ｆ１〜Ｆ９は共振器１２の振動を開始せしめるた
めに用いられる。始動後、強制電極Ｆ１〜Ｆ１６
はジヤイロの位相制御のために４つずつの群
（90゜だけ分離せしめられている）をなして相互接
続せしめられる。
共振器１２の内面および外面はリツプ部分を除
いてクロムめつきされている。共振器１２の外面
との電気接触は強制ハウジング１６内の通路１８
の表面と心棒１４を貫通する通路２４の表面を介
してなされる。共振器の内面との電気的接触は第
１図、第５図および第６図に示したごとく心棒１
４の外面のめつきされた部分から強制ハウジング
１６上のクロムめつきされた領域２６および通路
２８のめつきされた表面まで行なわれる。助変数
的強制電極Ｃとの電気的接触は通路３０のめつき
された表面を介して行なわれる。強制電極のうち
の６個との電気的接触は第１図および第２図に示
したごとく通路３２〜４２のめつきされた表面を
介して直接に行なわれ、残余の電極は回路盤２０
を介して前記６個と相互接続される。通路１８，
２８，３０，３２〜４２は共振器１２のまわりに
適当な雰囲気が確立された後にそれぞれカバー４
４〜６０で密封される。
いてクロムめつきされている。共振器１２の外面
との電気接触は強制ハウジング１６内の通路１８
の表面と心棒１４を貫通する通路２４の表面を介
してなされる。共振器の内面との電気的接触は第
１図、第５図および第６図に示したごとく心棒１
４の外面のめつきされた部分から強制ハウジング
１６上のクロムめつきされた領域２６および通路
２８のめつきされた表面まで行なわれる。助変数
的強制電極Ｃとの電気的接触は通路３０のめつき
された表面を介して行なわれる。強制電極のうち
の６個との電気的接触は第１図および第２図に示
したごとく通路３２〜４２のめつきされた表面を
介して直接に行なわれ、残余の電極は回路盤２０
を介して前記６個と相互接続される。通路１８，
２８，３０，３２〜４２は共振器１２のまわりに
適当な雰囲気が確立された後にそれぞれカバー４
４〜６０で密封される。
ジヤイロ１０は更に全体的に６２で示されたピ
ツクオフ・ハウジング組立体を含んで成る。該組
立体６２は８個の別々の石英ピツクオフ桿６６〜
８０を受容するための通路を有する融解石英ピツ
クオフ・ハウジング６４を含む。各ピツクオフ桿
はその球面上にめつきされた別々のクロム・ピツ
クオフ・パツドＰ１〜Ｐ８（第４図）を有する。
ピツクオフ・ハウジング６４は装着用リング９０
により強制ハウジング１６に接着せしめられてい
る。個々のピツクオフ電極との電気的接続はピツ
クオフ桿６８〜８０内に形成されたスロツト９４
のめつきされた表面９２を介して行なわれる。該
めつきされた表面９２はカバー１００内の通路９
８を介して延びカバー１００内に形成されためつ
きされた表面１０２と電気的接触をなす導体９６
に接続されている。不図示のピツクオフ出力導体
がめつきされた表面１０２に接続されている。カ
バー１０４は通路９８を密封する。ピツクオフ桿
６６〜８０はピツクオフ・パツドＰ１〜Ｐ８を包
囲する保護カツプ１０６を形成する導電性の接着
材料によりハウジング６４内の通路の表面に接着
されている。カバー１００はピツクオフ桿６６〜
８０を受容する通路を密封する。
ツクオフ・ハウジング組立体を含んで成る。該組
立体６２は８個の別々の石英ピツクオフ桿６６〜
８０を受容するための通路を有する融解石英ピツ
クオフ・ハウジング６４を含む。各ピツクオフ桿
はその球面上にめつきされた別々のクロム・ピツ
クオフ・パツドＰ１〜Ｐ８（第４図）を有する。
ピツクオフ・ハウジング６４は装着用リング９０
により強制ハウジング１６に接着せしめられてい
る。個々のピツクオフ電極との電気的接続はピツ
クオフ桿６８〜８０内に形成されたスロツト９４
のめつきされた表面９２を介して行なわれる。該
めつきされた表面９２はカバー１００内の通路９
８を介して延びカバー１００内に形成されためつ
きされた表面１０２と電気的接触をなす導体９６
に接続されている。不図示のピツクオフ出力導体
がめつきされた表面１０２に接続されている。カ
バー１０４は通路９８を密封する。ピツクオフ桿
６６〜８０はピツクオフ・パツドＰ１〜Ｐ８を包
囲する保護カツプ１０６を形成する導電性の接着
材料によりハウジング６４内の通路の表面に接着
されている。カバー１００はピツクオフ桿６６〜
８０を受容する通路を密封する。
ピツクオフ・パツドＰ１〜Ｐ８は各々好ましく
は同一面積であつて該パツドと共振器１２との間
には均等なキヤパシタンスを発生するように均等
な間隙が確立されている。共振器１２の内面は地
電位にあるが、外面は例えば直流90ボルトに維持
されている。ピツクオフ・パツドＰ１〜Ｐ８にお
ける電圧は共振器１２が撓む際におけるピツクオ
フ・パツドと共振器との間の間隙における電圧勾
配に依存する。例えば、共振器が間隙の１％だけ
その位置を変える場合には、共振器上の電圧の１
％がピツクオフ・パツドに結合される。ピツクオ
フ信号は増幅されて保護カツプ１０６へと帰還せ
しめられピツクオフ・パツドと他の電気回路との
間の漏れを防止する。
は同一面積であつて該パツドと共振器１２との間
には均等なキヤパシタンスを発生するように均等
な間隙が確立されている。共振器１２の内面は地
電位にあるが、外面は例えば直流90ボルトに維持
されている。ピツクオフ・パツドＰ１〜Ｐ８にお
ける電圧は共振器１２が撓む際におけるピツクオ
フ・パツドと共振器との間の間隙における電圧勾
配に依存する。例えば、共振器が間隙の１％だけ
その位置を変える場合には、共振器上の電圧の１
％がピツクオフ・パツドに結合される。ピツクオ
フ信号は増幅されて保護カツプ１０６へと帰還せ
しめられピツクオフ・パツドと他の電気回路との
間の漏れを防止する。
共振器１２は強制電極Ｆ１，Ｆ９に周期的電圧
を印加して楕円形振動パターンを確立せしめるこ
とにより励起される。第７図に示したごとく、ピ
ツクオフ電極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７および強制
電極Ｆ１，Ｆ５，Ｆ９，Ｆ１３は軸Ａ，−Ａ（以下
軸組Ａと称する）を画成するが、ピツクオフ電極
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８および強制電極Ｆ３，Ｆ
７，Ｆ１１，Ｆ１５は軸組Ａから45゜だけ分離し
た軸A′，−A′（以下軸組A′と称する）を画成する。
楕円形振動パターンの波腹は共振器１２における
軸組Ａに関して任意の角度θをもつて位置してよ
い。該パターンが正確に軸組Ａに沿つて位置する
場合には、軸組A′はパターン振動の基本的成分
のない位置を画成する。同様にパターンが正確に
軸組A′に沿つて位置する場合には軸組Ａにより
画成される線に沿つてパターン振動の基本的成分
がない。パターンがA′軸組に関して角度θをな
しつつ他のなんらかの軸組に沿つて位置する場合
には、基本的成分はそれぞれSIN2θおよびCOS2θ
に比例する軸組ＡおよびA′に沿つて存在する。
共振器１２が振動するにつれて、ピツクオフ電極
Ｐ１，Ｐ５およびＰ３，Ｐ７には2θの正弦に比例
する振幅を有するシニユソイダルな信号が現れ
る。またピツクオフ電極Ｐ２，Ｐ６およびＰ４，
Ｐ８には2θの余弦に比例する振幅を有するシニユ
ソイダルな信号が現れる。ピツクオフ・パツドＰ
１〜Ｐ８における信号はパターンの位置θを識別
するために用いられる。該信号はまた所定の振動
パターン振幅を維持するために円形の強制電極Ｃ
に印加されるべきそして軸組ＡおよびA′に沿う
パターンの成分を互いに同一位相に維持するため
に別々の強制電極Ｆ１〜Ｆ１６のある幾つかに印
加されるべき制御電圧を発生せしめるのに用いら
れる。強制電極Ｆ２，Ｆ６，Ｆ１０，Ｆ１４は軸
組Ｂ，−Ｂ（以下Ｂと称する）に沿つて軸組Ａから
22 1/2゜だけ変位しているが、強制電極Ｆ４，Ｆ
８，Ｆ１２，Ｆ１６は軸B′，−B′（以下B′と称す
る）に沿つて軸組Ａから22 1/2゜だけ変位してい
る。
を印加して楕円形振動パターンを確立せしめるこ
とにより励起される。第７図に示したごとく、ピ
ツクオフ電極Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ７および強制
電極Ｆ１，Ｆ５，Ｆ９，Ｆ１３は軸Ａ，−Ａ（以下
軸組Ａと称する）を画成するが、ピツクオフ電極
Ｐ２，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８および強制電極Ｆ３，Ｆ
７，Ｆ１１，Ｆ１５は軸組Ａから45゜だけ分離し
た軸A′，−A′（以下軸組A′と称する）を画成する。
楕円形振動パターンの波腹は共振器１２における
軸組Ａに関して任意の角度θをもつて位置してよ
い。該パターンが正確に軸組Ａに沿つて位置する
場合には、軸組A′はパターン振動の基本的成分
のない位置を画成する。同様にパターンが正確に
軸組A′に沿つて位置する場合には軸組Ａにより
画成される線に沿つてパターン振動の基本的成分
がない。パターンがA′軸組に関して角度θをな
しつつ他のなんらかの軸組に沿つて位置する場合
には、基本的成分はそれぞれSIN2θおよびCOS2θ
に比例する軸組ＡおよびA′に沿つて存在する。
共振器１２が振動するにつれて、ピツクオフ電極
Ｐ１，Ｐ５およびＰ３，Ｐ７には2θの正弦に比例
する振幅を有するシニユソイダルな信号が現れ
る。またピツクオフ電極Ｐ２，Ｐ６およびＰ４，
Ｐ８には2θの余弦に比例する振幅を有するシニユ
ソイダルな信号が現れる。ピツクオフ・パツドＰ
１〜Ｐ８における信号はパターンの位置θを識別
するために用いられる。該信号はまた所定の振動
パターン振幅を維持するために円形の強制電極Ｃ
に印加されるべきそして軸組ＡおよびA′に沿う
パターンの成分を互いに同一位相に維持するため
に別々の強制電極Ｆ１〜Ｆ１６のある幾つかに印
加されるべき制御電圧を発生せしめるのに用いら
れる。強制電極Ｆ２，Ｆ６，Ｆ１０，Ｆ１４は軸
組Ｂ，−Ｂ（以下Ｂと称する）に沿つて軸組Ａから
22 1/2゜だけ変位しているが、強制電極Ｆ４，Ｆ
８，Ｆ１２，Ｆ１６は軸B′，−B′（以下B′と称す
る）に沿つて軸組Ａから22 1/2゜だけ変位してい
る。
次に第８図において、ピツクオフ・パツドＰ
１，Ｐ５はバツフア増幅器１１０に入力を与える
ように互いに結ばれ、該バツフア増幅器の出力は
差動増幅器１１２の非反転入力と差動増幅器１１
４の反転入力とに接続されている。ピツクオフ・
パツドＰ３，Ｐ７は互いに結ばれバツフア増幅器
１１６への入力として接続され、該バツフア増幅
器の出力は差動増幅器１１２の反転入力と差動増
幅器１１４の非反転入力とに接続されている。パ
ツドＰ１，Ｐ５における信号は同一である。パツ
ドＰ３，Ｐ７における信号も同一であるがパツド
Ｐ１，Ｐ５における信号と180゜位相ずれしてい
る。パツドＰ３，Ｐ７における信号と共にパツド
Ｐ１，Ｐ５における信号を差動的に加えるパツド
Ｐ１，Ｐ５上の振幅の２倍であつて機械的変調す
なわち軸組Ａに沿つての半径方向変位の部分の電
気的アナログを表わす出力信号ASを発生する。
信号ASはAOSIN2θSINwtの形態のものであり、
ここでAOSIN2θは軸組A′に沿う振動の成分の振
幅であり、θは軸組A′に対する振動パターンの
角度であり、SINwtはパターン振動の時間変化
部分を表わす。
１，Ｐ５はバツフア増幅器１１０に入力を与える
ように互いに結ばれ、該バツフア増幅器の出力は
差動増幅器１１２の非反転入力と差動増幅器１１
４の反転入力とに接続されている。ピツクオフ・
パツドＰ３，Ｐ７は互いに結ばれバツフア増幅器
１１６への入力として接続され、該バツフア増幅
器の出力は差動増幅器１１２の反転入力と差動増
幅器１１４の非反転入力とに接続されている。パ
ツドＰ１，Ｐ５における信号は同一である。パツ
ドＰ３，Ｐ７における信号も同一であるがパツド
Ｐ１，Ｐ５における信号と180゜位相ずれしてい
る。パツドＰ３，Ｐ７における信号と共にパツド
Ｐ１，Ｐ５における信号を差動的に加えるパツド
Ｐ１，Ｐ５上の振幅の２倍であつて機械的変調す
なわち軸組Ａに沿つての半径方向変位の部分の電
気的アナログを表わす出力信号ASを発生する。
信号ASはAOSIN2θSINwtの形態のものであり、
ここでAOSIN2θは軸組A′に沿う振動の成分の振
幅であり、θは軸組A′に対する振動パターンの
角度であり、SINwtはパターン振動の時間変化
部分を表わす。
パツドＰ２，Ｐ６からの信号はバツフア増幅器
１１８への入力を与え該バツフア増幅器の出力は
差動増幅器１２０の非反転入力と差動増幅器１２
２の反転入力とに接続されている。ピツクオフ・
パツドＰ４，Ｐ８は互いに結ばれてバツフア増幅
器１２４への入力を与え、該バツフア増幅器の出
力は差動増幅器１２０の反転入力と非反転差動増
幅器１２２とに接続されている。この配置は軸組
A′に沿う機械的変調に比例した出力信号AS′を発
生する。信号AS′はAOCOS2θSINwtの形態のもの
であり、ここでAOCOS2θは軸組A′に沿う振動パ
ターンの振幅である。信号−ASおよび−AS′はそ
れぞれ信号ASおよびAS′の鏡像である。バツフア
増幅器１１０，１１６，１１８，１２４の出力は
また隣り合うパツドおよび接地表面の容量漏れお
よび結合効果を低下せしめるためにそれぞれパツ
ドＰ１，Ｐ５；Ｐ３，Ｐ７；Ｐ２，Ｐ６；Ｐ４，
Ｐ８を包囲する保護カツプ１０６を駆動するのに
用いられる。信号±AS，±AS′は電極駆動回路１
２６への入力を与えるが、その目的は共振器の運
動の全体を単一の周波数および所定の振幅に維持
すると共に軸組Ａ，A′に沿うパターンの成分が
電極ＣおよびＦ１〜Ｆ１６への適切な信号の印加
を介して同一位相となるのを確実ならしめること
にある信号±AS，±AS′はパターン位置θを決定
する角度読出しコンピユータ１２８への入力を与
える。
１１８への入力を与え該バツフア増幅器の出力は
差動増幅器１２０の非反転入力と差動増幅器１２
２の反転入力とに接続されている。ピツクオフ・
パツドＰ４，Ｐ８は互いに結ばれてバツフア増幅
器１２４への入力を与え、該バツフア増幅器の出
力は差動増幅器１２０の反転入力と非反転差動増
幅器１２２とに接続されている。この配置は軸組
A′に沿う機械的変調に比例した出力信号AS′を発
生する。信号AS′はAOCOS2θSINwtの形態のもの
であり、ここでAOCOS2θは軸組A′に沿う振動パ
ターンの振幅である。信号−ASおよび−AS′はそ
れぞれ信号ASおよびAS′の鏡像である。バツフア
増幅器１１０，１１６，１１８，１２４の出力は
また隣り合うパツドおよび接地表面の容量漏れお
よび結合効果を低下せしめるためにそれぞれパツ
ドＰ１，Ｐ５；Ｐ３，Ｐ７；Ｐ２，Ｐ６；Ｐ４，
Ｐ８を包囲する保護カツプ１０６を駆動するのに
用いられる。信号±AS，±AS′は電極駆動回路１
２６への入力を与えるが、その目的は共振器の運
動の全体を単一の周波数および所定の振幅に維持
すると共に軸組Ａ，A′に沿うパターンの成分が
電極ＣおよびＦ１〜Ｆ１６への適切な信号の印加
を介して同一位相となるのを確実ならしめること
にある信号±AS，±AS′はパターン位置θを決定
する角度読出しコンピユータ１２８への入力を与
える。
次に第９図および第９Ａ図において、電極駆動
回路１２６が更に詳細に示されている。信号AS
およびAS′は２つの入力信号の自乗の和の平方根
すなわちそれらのベクトル和の大きさに等しい直
流出力を発生するRMS検出器１２９に印加され
る。助変数的駆動回路の目的は一定の振動パター
ン振幅を維持することにある。この目的上RMS
検出器１２９の出力は共振器振動の所望振幅を表
わす基準直流電圧AOと加算器１３０において比
較される。加算器１３０の出力における誤差信号
は振幅制御ループの安定を保証する増幅およびル
ープ補償回路１３２に印加される。回路１３２の
出力は発生する誤差に応じて電源１３６から共振
器出力表面と直流０〜400ボルトの円形電極Ｃと
の間に電圧を印加する駆動器１３４への制御を与
える。従つて、円形電極Ｃに印加される電圧のレ
ベルは軸Ａ，A′に沿う振動の成分のベクトル和
の大きさを基準振幅に等しく維持するに充分であ
る。電圧は電極Ｃに周波数2w0で印加され、ここ
でw0は信号ASおよびAS′の周波数のパターン位置
に依存した加重平均である。円形電極Ｃに印加さ
れる信号は振動する共振器の自然運動を高めるこ
とにより振動時におけるエネルギ損失を補充する
ポンプ作用を共振器１２上に発生する。位相検出
器１４４、フイルタ１４６、電圧被制御発振器
（VCO）１４８および割算器１５０を含む位相ロ
ツクされたループ１３８から周波数w0の基準信
号が得られる。論理回路１５２は割算器１５０の
出力に応じて2w0方形波信号を発生せしめ、基準
信号および復調の目的上有用な０、π／４、π／
２およびπ位相信号の0゜および180゜の交差点にお
いてサンプル・パルスが生じる。
回路１２６が更に詳細に示されている。信号AS
およびAS′は２つの入力信号の自乗の和の平方根
すなわちそれらのベクトル和の大きさに等しい直
流出力を発生するRMS検出器１２９に印加され
る。助変数的駆動回路の目的は一定の振動パター
ン振幅を維持することにある。この目的上RMS
検出器１２９の出力は共振器振動の所望振幅を表
わす基準直流電圧AOと加算器１３０において比
較される。加算器１３０の出力における誤差信号
は振幅制御ループの安定を保証する増幅およびル
ープ補償回路１３２に印加される。回路１３２の
出力は発生する誤差に応じて電源１３６から共振
器出力表面と直流０〜400ボルトの円形電極Ｃと
の間に電圧を印加する駆動器１３４への制御を与
える。従つて、円形電極Ｃに印加される電圧のレ
ベルは軸Ａ，A′に沿う振動の成分のベクトル和
の大きさを基準振幅に等しく維持するに充分であ
る。電圧は電極Ｃに周波数2w0で印加され、ここ
でw0は信号ASおよびAS′の周波数のパターン位置
に依存した加重平均である。円形電極Ｃに印加さ
れる信号は振動する共振器の自然運動を高めるこ
とにより振動時におけるエネルギ損失を補充する
ポンプ作用を共振器１２上に発生する。位相検出
器１４４、フイルタ１４６、電圧被制御発振器
（VCO）１４８および割算器１５０を含む位相ロ
ツクされたループ１３８から周波数w0の基準信
号が得られる。論理回路１５２は割算器１５０の
出力に応じて2w0方形波信号を発生せしめ、基準
信号および復調の目的上有用な０、π／４、π／
２およびπ位相信号の0゜および180゜の交差点にお
いてサンプル・パルスが生じる。
前述したごとく基準信号の周波数は信号ASお
よびAS′の周波数の加重平均である。より大きな
振幅を有する信号の周波数にはより大きな重さが
与えられる。これは基準信号に対する信号AS，
AS′の求積内容を検出し信号ASおよびAS′の求積
成分の和がゼロへと駆動されるようにw0を調節
することにより行なわれる。従つて、信号AS，−
AS，AS′，−AS′は基準信号の0゜および180゜交差点
における入力信号内に存在する求積内容の量を示
す直流電圧を発生せしめるサンプルおよびホール
ド回路である求積検出器１６０〜１６６にそれぞ
れ印加される。検出器１６０，１６２の出力は１
６８において合計され１７０において増幅および
フイルタされて直流信号SIN QUADを発生する
が、該信号は基準信号に対するAS信号の平均求
積または位相ずれ成分を表わす。同様に、検出器
１６４，１６６の出力は１７２において合計され
１７４において増幅およびフイルタされて直流信
号COS QUADを発生するが、該信号は基準信号
に対するAS′信号の平均求積または位相ずれ成分
を表わす。信号ASおよびAS′は復調器１７８，１
８０、フイルタ１８２，１８４、比較器１８６，
１８８および論理回路１９０から成る象限検出器
１７６へと送られる。象限検出器１７６はパター
ンが第３および第４象限にある時には検出された
SIN QUAD信号が反転されるように極性スイツ
チ１９２，１９６を制御し、パターンが第２およ
び第３象限にある時にはCOS QUAD信号が反転
されるように極性スイツチ１９４，１９８を制御
する。SIN QUADおよびCOS QUAD信号は加
算器２００へ印加されてQUADΣ信号を発生す
る。QUADΣ信号は周波数制御ループの安定を保
証するために一体的なプラス比例制御を与える増
幅器およびループ補償回路２０２へ送られる。回
路２０２の出力は後述するごとく始動動作が完了
された後にオンされるスイツチ２０４を介して
VCO１４８に接続されている。SIN QUADおよ
びCOS QUAD信号のレベルは信号ASおよびAS′
の振幅の関数であるから、VCO１４８の調節は
２つの信号ＡおよびA′のうちの大きい方の周波
数のために加重される。
よびAS′の周波数の加重平均である。より大きな
振幅を有する信号の周波数にはより大きな重さが
与えられる。これは基準信号に対する信号AS，
AS′の求積内容を検出し信号ASおよびAS′の求積
成分の和がゼロへと駆動されるようにw0を調節
することにより行なわれる。従つて、信号AS，−
AS，AS′，−AS′は基準信号の0゜および180゜交差点
における入力信号内に存在する求積内容の量を示
す直流電圧を発生せしめるサンプルおよびホール
ド回路である求積検出器１６０〜１６６にそれぞ
れ印加される。検出器１６０，１６２の出力は１
６８において合計され１７０において増幅および
フイルタされて直流信号SIN QUADを発生する
が、該信号は基準信号に対するAS信号の平均求
積または位相ずれ成分を表わす。同様に、検出器
１６４，１６６の出力は１７２において合計され
１７４において増幅およびフイルタされて直流信
号COS QUADを発生するが、該信号は基準信号
に対するAS′信号の平均求積または位相ずれ成分
を表わす。信号ASおよびAS′は復調器１７８，１
８０、フイルタ１８２，１８４、比較器１８６，
１８８および論理回路１９０から成る象限検出器
１７６へと送られる。象限検出器１７６はパター
ンが第３および第４象限にある時には検出された
SIN QUAD信号が反転されるように極性スイツ
チ１９２，１９６を制御し、パターンが第２およ
び第３象限にある時にはCOS QUAD信号が反転
されるように極性スイツチ１９４，１９８を制御
する。SIN QUADおよびCOS QUAD信号は加
算器２００へ印加されてQUADΣ信号を発生す
る。QUADΣ信号は周波数制御ループの安定を保
証するために一体的なプラス比例制御を与える増
幅器およびループ補償回路２０２へ送られる。回
路２０２の出力は後述するごとく始動動作が完了
された後にオンされるスイツチ２０４を介して
VCO１４８に接続されている。SIN QUADおよ
びCOS QUAD信号のレベルは信号ASおよびAS′
の振幅の関数であるから、VCO１４８の調節は
２つの信号ＡおよびA′のうちの大きい方の周波
数のために加重される。
位相誤差補正は軸組Ａ，A′，Ｂ，B′に沿う４
つの電極に適切な直流電圧を印加することにより
行なわれる。１組の４つの直交パツド上における
直流電圧により発生せしめられる力は負のばねの
ように作用することにより、電圧が印加された場
合軸上における運動の周波数を低下せしめる傾向
があることがわかる。パターンがＡに沿つている
時にＡに関するA′の位相を制御するためには、
A′がＡに遅れるか先導するかにより直流電圧が
ＢまたはB′に沿つて印加されねばならない。例
えば、パターンが主としてＡに沿いA′がＡに先
導している場合には、Ｂに沿つて直流電圧を印加
して共振器運動のＢ成分の周波数を低下せしめる
ことによりA′の観察される位相シフトを減少せ
しめるべきである。印加されるべき電圧は位相誤
差およびパターン位置に依存する。
つの電極に適切な直流電圧を印加することにより
行なわれる。１組の４つの直交パツド上における
直流電圧により発生せしめられる力は負のばねの
ように作用することにより、電圧が印加された場
合軸上における運動の周波数を低下せしめる傾向
があることがわかる。パターンがＡに沿つている
時にＡに関するA′の位相を制御するためには、
A′がＡに遅れるか先導するかにより直流電圧が
ＢまたはB′に沿つて印加されねばならない。例
えば、パターンが主としてＡに沿いA′がＡに先
導している場合には、Ｂに沿つて直流電圧を印加
して共振器運動のＢ成分の周波数を低下せしめる
ことによりA′の観察される位相シフトを減少せ
しめるべきである。印加されるべき電圧は位相誤
差およびパターン位置に依存する。
位相制御回路はASおよびAS′信号の求積内容の
差すなわちSIN QUADとCOS QUADの差に等
しい信号QUAD△をその出力において発生する
加算器２１０を含む。QUAD△の符号はCOS
QUADがSIN QUADよりも大きい場合には正と
なり、SIN QUADがCOS QUADよりも大きい
場合には負となるように、極性スイツチ１９４，
１９８の制御により任意になされている。第１の
象限においてはSIN QUAD値は反転されて非反
転COS QUAD値に加算される。第２の象限にお
いてはなんらの極性反転もなくSIN QUADおよ
びCOS QUAD値が加算される。第３の象限にお
いてはCOS QUAD値が反転されて非反転SIN
QUAD値に加算される。第４の象限においては
SIN QUADおよびCOS QUAD値の双方とも反
転されて加算される。従つて、加算器２１０の出
力は常にASおよびAS′の求積成分の差であり、
COS QUADの方が大きい場合には正、SIN
QUADの方が大きい場合には負となる。この
QUAD△信号はループ安定のために増幅および
ループ補償回路２１２へと送られ、次いで乗算器
２１６，２１８の一方の入力へと送られる。乗算
器２１６，２１８への他方の入力すなわち
SIN4θ／｜SIN4θ｜1/2およびCOS4θ／｜COS4θ｜1/2は
共振器に印 加される力が強制電極に印加される電圧の二乗に
比例し且つ位相差を取り除くために、別々の強制
電極に印加されるべき相対電圧のパターン位置依
存性を考慮に入れるという事実に対する補償を与
える。入力SIN4θ／｜SIN4θ｜1/2およびCOS4θ／｜COS
4θ｜1/2は 角度読出しコンピユータ１２８により好都合に与
えられる。乗算器２１６の出力は、電源１３６か
らそれぞれ駆動器２２０，２２２，２２４を介し
てＡ軸電極Ｆ１，Ｆ５，Ｆ９，Ｆ１３および
A′軸電極Ｆ３，Ｆ７，Ｆ１１，Ｆ１５に印加さ
れる直流400ボルトの比率を制御する。乗算器２
１８の出力はそれぞれ駆動器２２６，２２８を介
してＢ軸電極Ｆ２，Ｆ６，Ｆ１０，Ｆ１４および
B′軸電極Ｆ４，Ｆ８，Ｆ１２，Ｆ１６に印加さ
れる直流400ボルトの比率を制御する。乗算器２
１８の出力は該出力の符号に応じてＢ軸強制電極
Ｆ２，Ｆ６，Ｆ１０，Ｆ１４またはB′軸電極Ｆ
４，Ｆ８，Ｆ１２，Ｆ１６に印加される。乗算器
２１８の出力は該出力が負である時に駆動器２８
８が可能化されるようにインバータ２３０を介し
て駆動器２２８に印加される。駆動器２２６は乗
算器２１８の出力が正であるとき可能化される。
同様に、インバータ２３２は乗算器２１６の出力
が負のときにはA′電極Ｆ３，Ｆ７，Ｆ１１，Ｆ
１５が駆動され乗算器２１６の出力が正のときに
は、Ａ電極Ｆ１，Ｆ５，Ｆ９，Ｆ１３が駆動され
ることを示すために、乗算器２１６と駆動器２２
４との間に接続されている。
差すなわちSIN QUADとCOS QUADの差に等
しい信号QUAD△をその出力において発生する
加算器２１０を含む。QUAD△の符号はCOS
QUADがSIN QUADよりも大きい場合には正と
なり、SIN QUADがCOS QUADよりも大きい
場合には負となるように、極性スイツチ１９４，
１９８の制御により任意になされている。第１の
象限においてはSIN QUAD値は反転されて非反
転COS QUAD値に加算される。第２の象限にお
いてはなんらの極性反転もなくSIN QUADおよ
びCOS QUAD値が加算される。第３の象限にお
いてはCOS QUAD値が反転されて非反転SIN
QUAD値に加算される。第４の象限においては
SIN QUADおよびCOS QUAD値の双方とも反
転されて加算される。従つて、加算器２１０の出
力は常にASおよびAS′の求積成分の差であり、
COS QUADの方が大きい場合には正、SIN
QUADの方が大きい場合には負となる。この
QUAD△信号はループ安定のために増幅および
ループ補償回路２１２へと送られ、次いで乗算器
２１６，２１８の一方の入力へと送られる。乗算
器２１６，２１８への他方の入力すなわち
SIN4θ／｜SIN4θ｜1/2およびCOS4θ／｜COS4θ｜1/2は
共振器に印 加される力が強制電極に印加される電圧の二乗に
比例し且つ位相差を取り除くために、別々の強制
電極に印加されるべき相対電圧のパターン位置依
存性を考慮に入れるという事実に対する補償を与
える。入力SIN4θ／｜SIN4θ｜1/2およびCOS4θ／｜COS
4θ｜1/2は 角度読出しコンピユータ１２８により好都合に与
えられる。乗算器２１６の出力は、電源１３６か
らそれぞれ駆動器２２０，２２２，２２４を介し
てＡ軸電極Ｆ１，Ｆ５，Ｆ９，Ｆ１３および
A′軸電極Ｆ３，Ｆ７，Ｆ１１，Ｆ１５に印加さ
れる直流400ボルトの比率を制御する。乗算器２
１８の出力はそれぞれ駆動器２２６，２２８を介
してＢ軸電極Ｆ２，Ｆ６，Ｆ１０，Ｆ１４および
B′軸電極Ｆ４，Ｆ８，Ｆ１２，Ｆ１６に印加さ
れる直流400ボルトの比率を制御する。乗算器２
１８の出力は該出力の符号に応じてＢ軸強制電極
Ｆ２，Ｆ６，Ｆ１０，Ｆ１４またはB′軸電極Ｆ
４，Ｆ８，Ｆ１２，Ｆ１６に印加される。乗算器
２１８の出力は該出力が負である時に駆動器２８
８が可能化されるようにインバータ２３０を介し
て駆動器２２８に印加される。駆動器２２６は乗
算器２１８の出力が正であるとき可能化される。
同様に、インバータ２３２は乗算器２１６の出力
が負のときにはA′電極Ｆ３，Ｆ７，Ｆ１１，Ｆ
１５が駆動され乗算器２１６の出力が正のときに
は、Ａ電極Ｆ１，Ｆ５，Ｆ９，Ｆ１３が駆動され
ることを示すために、乗算器２１６と駆動器２２
４との間に接続されている。
共振器１２の振動を開始せしめるために電源１
３６は駆動器２２０を介して強制電極Ｆ１，Ｆ９
に周期的に印加される。比較器２４０は１２９で
検出される共振器振幅を基準電圧と比較する。共
振器振幅が基準以下である限り比較器は、スイツ
チ２４２，２４４を閉成せしめ、インバータ２４
６を介してスイツチ２０４を開状態に維持する。
このため、信号ASは位相ロツクされたループ１
３８と増幅器および位相シフト回路２４８とに印
加せしめられる。回路２４８は駆動器２２０への
出力が信号ASに45゜だけ先導するように入力信号
をシフトする。駆動器２２０はASの正の半サイ
クル時に電源１３６がパツドＦ１，Ｆ９にのみ印
加されるように正の信号に応答するのみで、Ｆ
１，Ｆ９軸に沿う共振器１２の自然運動を助ける
ポンプ作用を発生して、ピーク振動の振幅を直流
4.3ボルトまで引上げる。しかる後、VCO１４８
はQUADΣ信号から制御され共振器振幅は駆動器
１３４の出力により維持される。
３６は駆動器２２０を介して強制電極Ｆ１，Ｆ９
に周期的に印加される。比較器２４０は１２９で
検出される共振器振幅を基準電圧と比較する。共
振器振幅が基準以下である限り比較器は、スイツ
チ２４２，２４４を閉成せしめ、インバータ２４
６を介してスイツチ２０４を開状態に維持する。
このため、信号ASは位相ロツクされたループ１
３８と増幅器および位相シフト回路２４８とに印
加せしめられる。回路２４８は駆動器２２０への
出力が信号ASに45゜だけ先導するように入力信号
をシフトする。駆動器２２０はASの正の半サイ
クル時に電源１３６がパツドＦ１，Ｆ９にのみ印
加されるように正の信号に応答するのみで、Ｆ
１，Ｆ９軸に沿う共振器１２の自然運動を助ける
ポンプ作用を発生して、ピーク振動の振幅を直流
4.3ボルトまで引上げる。しかる後、VCO１４８
はQUADΣ信号から制御され共振器振幅は駆動器
１３４の出力により維持される。
以上に説明した本発明に係る振動回転センサの
実施例は共振器運動をパターン位置にかかわりな
く所定の振幅及び単一の周波数及び位相に維持す
る上に有効である。
実施例は共振器運動をパターン位置にかかわりな
く所定の振幅及び単一の周波数及び位相に維持す
る上に有効である。
上述したごとく、この助変数的に駆動される音
ジヤイロは、きわめて低い助変数的な駆動ドリフ
ト率、および入力回転と角度読み出しとの間に一
定のスケール要因を示すことにより、有用に正確
な機器を保証するものである。
ジヤイロは、きわめて低い助変数的な駆動ドリフ
ト率、および入力回転と角度読み出しとの間に一
定のスケール要因を示すことにより、有用に正確
な機器を保証するものである。
第１図は、本発明に係る振動回転センサの一実
施例を第６図の１−１線上で矢印方向に切断した
断面図、第２図は、一部を切欠き且つ断面で示す
振動回転センサの底面図、第３図は、一部を切欠
き且つ断面で示す振動回転センサの一部上面図、
第４図は、第１図の４−４線上で矢印方向に切断
し一部を除去した断面図、第５図は、振動回転セ
ンサの強制ハウジングの立面図であつて別々の円
形強制電極を示す図、第６図は、第５図の６−６
線から矢印方向に見た図、第７図は、振動回転セ
ンサの電極構造の外観図、第８図は、振動回転セ
ンサのための信号処理及び制御回路の総合的な系
統図、第９図および第９Ａ図は、第８図回路の一
部を形成する電極駆動回路の詳細な系統図を示
す。 〔主要部分の符号の説明〕、振動回転センサ…
…１０、共振器……１２、心棒……１４、強制ハ
ウジング手段……１６、その通路……１８、回路
盤……２０、ピツクオフ・ハウジング手段……６
４、装着用リング……９０、電極駆動回路……１
２６、角度読出しコンピユータ……１２８、ピツ
クオフ手段……Ｐ１〜Ｐ８、円形強制電極……
Ｃ、直交強制電極……Ｆ１〜Ｆ１６。
施例を第６図の１−１線上で矢印方向に切断した
断面図、第２図は、一部を切欠き且つ断面で示す
振動回転センサの底面図、第３図は、一部を切欠
き且つ断面で示す振動回転センサの一部上面図、
第４図は、第１図の４−４線上で矢印方向に切断
し一部を除去した断面図、第５図は、振動回転セ
ンサの強制ハウジングの立面図であつて別々の円
形強制電極を示す図、第６図は、第５図の６−６
線から矢印方向に見た図、第７図は、振動回転セ
ンサの電極構造の外観図、第８図は、振動回転セ
ンサのための信号処理及び制御回路の総合的な系
統図、第９図および第９Ａ図は、第８図回路の一
部を形成する電極駆動回路の詳細な系統図を示
す。 〔主要部分の符号の説明〕、振動回転センサ…
…１０、共振器……１２、心棒……１４、強制ハ
ウジング手段……１６、その通路……１８、回路
盤……２０、ピツクオフ・ハウジング手段……６
４、装着用リング……９０、電極駆動回路……１
２６、角度読出しコンピユータ……１２８、ピツ
クオフ手段……Ｐ１〜Ｐ８、円形強制電極……
Ｃ、直交強制電極……Ｆ１〜Ｆ１６。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力軸周りに対称的に配置された、たわんだ
定在波のパターンを維持しうる共振器１２と、該
共振器を入力軸に沿つて支持する手段１４，１６
とから成る振動回転センサにおいて、 45゜だけ分離された第１および第２の組のピツ
クオフ軸方向ＡとA′に沿つて、共振器の運動に
応じてピツグオフ信号を発生させる、複数のピツ
クオフ手段Ｐ１−Ｐ８と、 該共振器の一方の側に隣接してはいるが、それ
から離隔して該ピツクオフ手段を支持しているピ
ツクオフ・ハウジング手段６４と、 誤差信号の関数として調整できるうる周波数に
て、タイミング信号を発生するための基準信号発
生手段１３８，１５２と、 共振器の運動の所定の振幅を維持するため、前
記共振器にある力を印加するよう、ピツクオフ信
号と前記タイミング信号に応答する共振器振幅制
御手段１２９，１３０，１３２，１３４，Ｃと、 前記タイミング信号に関して、共振器の運動の
求積成分に関係のある第１および第２の求積信号
SIN QUAD，COS QUADを発生するため前記
タイミング信号と、前記ピツクオフ信号に応答す
る求積検出手段１６０，１６２，１６４，１６
６，１６８，１７０，１７２，１７４と、 基準位置に関して、前記パターンの位置を決定
するためのパターン位置決め手段１７６と、 前記第１および第２の求積信号と、前記誤差信
号を発生するための前記パターンの位置決めとに
応答して、前記基準信号発生手段に対する前記誤
差信号を発生させて、そのパターンの位置にかか
わらず、共振器の運動の位相に固定されたタイミ
ング信号の位相を保持する手段１９２，１９６，
２００，２０２と、 より成ることを特徴とする振動回転センサ。 ２ 入力軸周りに対称的に配置された、たわんだ
定在波のパターンを維持しうる共振器１２と、該
共振器を入力軸に沿つて支持する手段１４，１６
と、 45゜だけ分離された第１および第２の組のピツ
クオフ軸方向ＡとA′に沿つて、共振器の運動に
応じてピツクオフ信号を発生させる、複数のピツ
クオフ手段Ｐ１−Ｐ８と、 該共振器の一方の側に隣接してはいるが、それ
から離隔して該ピツクオフ手段を支持しているピ
ツクオフ・ハウジング手段６４と、 誤差信号の関数として調整できうる周波数に
て、タイミング信号を発生するための基準信号発
生手段１３８，１５２と、 共振器の運動の所定の振幅を維持するため、前
記共振器にある力を印加するよう、ピツクオフ信
号と前記タイミイング信号に応答する共振器振幅
制御手段１２９，１３０，１３２，１３４，Ｃ
と、 前記タイミング信号に関して、共振器の運動の
求積成分に関係のある第１および第２の求積信号
SIN QUAD，COS QUADを発生するため前記
タイミング信号と、前記ピツクオフ信号に応答す
る求積検出手段１６０，１６２，１６４，１６
６，１６８，１７０，１７２，１７４と、 基準位置に関して、前記パターンの位置を決定
するためのパターン位置決め手段１７６と、 前記第１および第２の求積信号と、前記誤差信
号を発生するための前記パターンの位置決めとに
応答して、前記基準信号発生手段に対する前記誤
差信号を発生させて、そのパターンの位置にかか
わらず、共振器の運動の位相に固定されたタイミ
ング信号の位相を保持する手段１９２，１９６，
２００，２０２と、 第１（Ｆ１，Ｆ９，Ｆ５，Ｆ１３）、第２（Ｆ３，
Ｆ１１，Ｆ７，Ｆ１５）、第３（Ｆ２，Ｆ１０，Ｆ
６，Ｆ１４）および第４（Ｆ４，Ｆ１２，Ｆ８，
Ｆ１６）の組の４つの直交強制電極と、 前記共振器の他方の側に隣接しているが、それ
ぞれと離隔し、かつ22.5゜に分離されたそれぞれ
の軸組Ａ，A′，Ｂ，B′に沿つて前記強制電極の
組を支持している強制ハウジング手段１６と、 前記第１および第２の求積信号と、そのパター
ンの位置にかかわらず位相において、ピツクオフ
軸組に沿つて、共振器の運動の成分を維持するた
め、前記軸組の適当な組に沿つて、該共振器に負
のバネ力を印加するよう前記パターンの位置決め
とに応答する位相制御手段１９４，１９８，２１
０，２１２，２１６−２３２と、 から成る振動回転センサ。 ３ 入力軸周りに対称的に配置された、たわんだ
定在波のパターンを維持しうる共振器１２と、該
共振器を入力軸に沿つて支持する手段１４，１６
と、 45゜だけ分離された第１および第２の組のピツ
クオフ軸ＡとA′に沿つて、共振器の運動に応じ
てピツクオフ信号を発生させる、複数のピツクオ
フ手段Ｐ１−Ｐ８と、 該共振器の一方の側に隣接してはいるが、それ
から離隔して該ピツクオフ手段を支持しているピ
ツクオフ・ハウジング手段６４と、 誤差信号の関数として調整できうる周波数に
て、タイミング信号を発生するための基準信号発
生手段１３８，１５２と、 共振器の運動の所定の振幅を維持するため、前
記共振器にある力を印加するよう、ピツクオフ信
号と前記タイミング信号に応答する共振器振幅制
御手段１２９，１３０，１３２，１３４，Ｃと、 前記タイミング信号に関して、共振器の運動の
求積成分に関係のある第１および第２の求積信号
SIN QUAD，COS QUADを発生するため前記
タイミング信号と、前記ピツクオフ信号に応答す
る求積検出手段１６０，１６２，１６４，１６
６，１６８，１７０，１７２，１７４と、 基準位置に関して、前記パターンの位置を決定
するためのパターン位置決め手段１７６と、 前記第１および第２の求積信号と、前記誤差信
号を発生するための前記パターンの位置決めとに
応答して、前記基準信号発生手段に対する前記誤
差信号を発生させて、そのパターンの位置にかか
わらず、共振器の運動の位相に固定されたタイミ
ング信号の位相を保持する手段１９２，１９６，
２００，２０２と、 第１（Ｆ１，Ｆ９，Ｆ５，Ｆ１３）、第２（Ｆ３，
Ｆ１１，Ｆ７，Ｆ１５）、第３（Ｆ２，Ｆ１０，Ｆ
６，Ｆ１４）および第４（Ｆ４，Ｆ１２，Ｆ８，
Ｆ１６）の組の４つの直交強制電極と、 前記共振器の他方の側に隣接しているが、それ
ぞれと離隔し、かつ22.5゜に分離されたそれぞれ
の軸組Ａ，A′，Ｂ，B′に沿つて前記強制電極の
組を支持している強制ハウジング手段１６と、 前記第１および第２の求積信号と、そのパター
ンの位置にかかわらず位相において、ピツクオフ
軸組に沿つて、共振器の運動の成分を維持するた
め、前記軸組の適当な組に沿つて、該共振器に負
のバネ力を印加するよう前記パターンとの位置決
めとに応答する位相制御手段１９４，１９８，２
１０，２１２，２１６−２３２と、 パターンの波腹とピツクオフ軸の前記組の１つ
との間の角度を決定するため、前記ピツクオフ信
号および前記タイミング信号に応答する角度計算
手段１２８と、 から成る振動回転センサ。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の振動回転セン
サにおいて、 該共振器が半球形状であり、融解石英で形成さ
れていることと、 入力軸が、該共振器の軸をとつて延在している
ことと、 該共振器振幅制御手段が、該共振器に助変数力
を印加すること、 を特徴とする振動回転センサ。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の振動回転セン
サにおいて、 該共振器が導電性材料でめつきをされた内面お
よび外面を有することと、 一体的な心棒１４が共振器の極から延在してい
ることと、 融解石英にて形成された内面ハウジング要素１
６および外面ハウジング要素６４が互いに接着さ
れ、センサの内部環境を密封していることと、 ハウジング要素の１つが、該心棒を受容し、該
共振器を支持するための通路を含んでいること、 とを特徴とする振動回転センサ。
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