JPH0578770B2 - - Google Patents
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- JPH0578770B2 JPH0578770B2 JP21951184A JP21951184A JPH0578770B2 JP H0578770 B2 JPH0578770 B2 JP H0578770B2 JP 21951184 A JP21951184 A JP 21951184A JP 21951184 A JP21951184 A JP 21951184A JP H0578770 B2 JPH0578770 B2 JP H0578770B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、航空機、船舶等のオートパイロツ
ト、自動車のオートナビゲーシヨン、あるいは、
各種機械、装置のオートスタビライザ等に用いる
ことのできる角速度センサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is applicable to autopilots for aircraft, ships, etc., autonavigation for automobiles, or
The present invention relates to an angular velocity sensor that can be used in auto stabilizers of various machines and devices.
従来例の構成とその問題点
慣性系に対する相対角速度(本文中これを絶対
角速度と呼ぶ)を検出する装置、所謂角速度セン
サにおいて、超高速回転するローターを用い、そ
の回転軸と垂直な軸の回りの絶対角速度に比例し
て、軸の支持体に作用するトルクを検出する方式
(本文中これを回転駆動方式とする)が、長い間
採用されてきた。Configuration of conventional examples and their problems A so-called angular velocity sensor, a device that detects angular velocity relative to an inertial frame (referred to as absolute angular velocity in the text), uses a rotor that rotates at an extremely high speed, and detects angular velocity around an axis perpendicular to the axis of rotation. A method of detecting the torque acting on the support of the shaft in proportion to the absolute angular velocity of the shaft (referred to as the rotary drive method in this text) has been employed for a long time.
このような回転駆動方式においては、ローター
を回転させつつ、その回転軸の支持体に作用する
トルクを検出するために、構造が複雑になり、ま
た高い精度が要求され、大型、大重量かつ高価に
なり、メンテナンスも難しいという問題点があ
る。 In such a rotary drive system, the structure is complicated and high precision is required because the rotor is rotated and the torque acting on the support of the rotating shaft is detected, and it is large, heavy, and expensive. The problem is that maintenance is difficult.
この問題点を排するために、比較的最近、質量
要素に旋回運動を与え、その旋回軸と垂直な軸の
回りの絶対角速度に応じて、その質量要素に作用
するコリオリの力を検出する方式(本文中これを
旋回駆動方式とする)が提案された。 In order to eliminate this problem, a relatively recent method has been developed in which a mass element is given a rotational motion and the Coriolis force acting on the mass element is detected according to the absolute angular velocity around an axis perpendicular to the rotation axis. (This is referred to as the swing drive method in the text) was proposed.
以下この旋回駆動方式における絶対角速度検出
のメカニズムを、模式図を用いて説明する。 The mechanism of absolute angular velocity detection in this swing drive method will be explained below using a schematic diagram.
第1図に示すように、i→,j→,k→をそれぞれ単
位ベクトルとする直交座標系において、位置ベク
トルrで表わされる質量mの質点を仮定する。 As shown in FIG. 1, a mass point of mass m is assumed to be represented by a position vector r in an orthogonal coordinate system in which i→, j→, k→ are unit vectors.
この質点を、i→,j→平面内でk→(t)=r(i
→
cosωt+j→sinωt)というかたちで、一定の角周
波数ωと、一定の半径rで時間tに対して旋回駆
動すると、このときの速度ベクトルv→(t)は
v→(t)=dr→/dt=rω(−i→sinωt+j→cos
ωt)
となる。 This mass point is defined as k→(t)=r(i
→
cosωt+j→sinωt), and when the rotation is driven at a constant angular frequency ω and a constant radius r for time t, the velocity vector v→(t) at this time becomes v→(t)=dr→/dt = rω(−i→sinωt+j→cos
ωt).
ここで、前記直交座標系が、慣性系に対し角速
度Ω→で回転したとする。ここに、Ω→はその大きさ
が角速度の大きさを表わし、方向が回転軸方向を
示す3次元ベクトルであり、Ω→=Ω1i→+Ω2j→+
Ω3k→と表わされるとする。 Here, it is assumed that the orthogonal coordinate system rotates at an angular velocity Ω→ with respect to the inertial system. Here, Ω→ is a three-dimensional vector whose magnitude represents the angular velocity and whose direction indicates the direction of the rotation axis, and Ω→=Ω 1 i→+Ω 2 j→+
Suppose that it is expressed as Ω 3 k→.
このとき質点に作用するコリオリの力F→cは
F→c=2mv→×Ω→
=2mrωi→
−sinωt
Ω1 j
cosωt
Ω2 k
O
Ω3
=2mrω{Ω3(i→cosωt+j→sinωt)
−(Ω2sinωt+Ω1cosωt)k→}
=2mrω{Ω3i→/r−(Ω2sinωt+Ω1cosωt)k
k→}となる。(ここで記号“×”はベクトル積を
表わす演算記号で、“||”は、行列式を表わす
演算記号である。)
ここで、質点を、k→方向の力のみに感応する感
圧素子に置き換えるなどして、k→方向の力を検出
して線型に信号化すると、その信号処理S(t)
は符号、m,r,ω、及び検出感度を含めて比例
定数をCとおくと、
S(t)=C(Ω2sinωt+Ω1cosωt)
と表わすことができる。 At this time, the Coriolis force F→ c acting on the mass point is F→ c =2mv→×Ω→ =2mrωi→ −sinωt Ω 1 j cosωt Ω 2 k O Ω 3 =2mrω{Ω 3 (i→cosωt+j→sinωt) − (Ω 2 sinωt+Ω 1 cosωt)k→} =2mrω{Ω 3 i→/r−(Ω 2 sinωt+Ω 1 cosωt)k
k→}. (Here, the symbol "x" is an operational symbol that represents a vector product, and "||" is an operational symbol that represents a determinant.) Here, the mass point is defined as a pressure-sensitive element that is sensitive only to the force in the k→ direction. If the force in the k → direction is detected and converted into a linear signal by replacing it with , the signal processing S(t)
can be expressed as S(t)=C(Ω 2 sinωt+Ω 1 cosωt), including the sign, m, r, ω, and detection sensitivity, and let C be the proportionality constant.
旋回駆動方式では、このS(t)を、sinωtある
いはcosωtで同期検波して、絶対角速度Ω→のj→方
向成分、あるいはi→方向成分に比例した出力を得
ている。 In the swing drive system, this S(t) is synchronously detected using sinωt or cosωt to obtain an output proportional to the j→direction component or the i→direction component of the absolute angular velocity Ω→.
このような方式では、その駆動系は、質量要素
に速度v→を与えるだけを担い、その保持には、回
転するロータを用いた方式において、トルクをピ
ツクアツプするために要求されたような複雑な機
構も高精度も必要でなく、ハードウエアの大幅な
削減が可能になる。 In such a system, the drive system is responsible only for imparting a velocity v→ to the mass element, and maintaining it does not require the same complexity required to pick up torque in systems using a rotating rotor. No mechanism or high precision is required, allowing for a significant reduction in hardware.
しかしながら、S(t)を見て明らかなように、
同期検波の基準位相にズレが生じると、必要方向
成分と直交した異方向成分の混入−所謂クロスト
ークが生じる。 However, as is clear from looking at S(t),
When a deviation occurs in the reference phase of synchronous detection, a component in a different direction orthogonal to the desired direction component is mixed in, that is, so-called crosstalk occurs.
このクロストークは、特に高精度が要求される
ような応用においては、致命的欠点とも成り得
る。 This crosstalk can be a fatal drawback, especially in applications where high precision is required.
発明の目的
本発明の目的は、旋回駆動方式角速度センサに
おける、前記問題点を排し、クロストークのない
高性能な角速度センサを提供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned problems in swing drive type angular velocity sensors and to provide a high-performance angular velocity sensor free from crosstalk.
発明の構成
本発明の角速度センサは、2つの質量要素に、
互いに逆符号で大きさの等しい定角速度と、定半
径の旋回運動を与える駆動手段と、前記2つの質
量要素の各々に作用する力を独立に検出して、そ
の旋回軸方向成分に応じた出力を発生する2つの
検知手段とを備えたものであり、前記2つの検知
手段からの信号の和および差をとるこにより、絶
対角速度の必要方向成分と、異方向成分の分離度
を飛躍的に高め、最終出力に表わされるクロスト
ークを排することを可能にする。Configuration of the Invention The angular velocity sensor of the present invention includes two mass elements,
A driving means that provides a constant angular velocity with opposite signs and the same magnitude and a rotating motion of a constant radius, and a force acting on each of the two mass elements is independently detected and an output corresponding to the component in the direction of the rotating axis. By calculating the sum and difference of the signals from the two detection means, the degree of separation between the necessary direction component and the opposite direction component of the absolute angular velocity can be dramatically increased. This makes it possible to eliminate crosstalk that appears in the final output.
実施例の説明
まず、本発明の角速度センサの角速度検出動作
を模式図を用いて説明する。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS First, the angular velocity detection operation of the angular velocity sensor of the present invention will be described using schematic diagrams.
第2図に示すように、i→,j→,k→をそれぞれ単
位ベクトルとする直交座標系において、位置ベク
トルr→1(t)=r(i→codωt+j→sinωt)、r
→2(t)
=r{i→cos(−ωt)+i→sin(−ωt)}というか
たち
で、逆方向に旋回運動する等しい質量mの質点
P1,P2を仮定する。 As shown in Fig. 2, in a rectangular coordinate system with unit vectors i→, j→, k→, the position vectors r→ 1 (t)=r(i→codωt+j→sinωt), r
→ 2 (t)
A mass point of equal mass m that rotates in the opposite direction in the form = r {i → cos (-ωt) + i → sin (-ωt)}
Assume P 1 and P 2 .
前記直交座標系が、慣性系に対し、角速度Ω→=
Ω1i→+Ω2j→+Ω3j→で回転すると、前記質点P1
,
P2に作用するコリオリの力F→c1,F→c2はそれぞれ
F→c1=2mrω{Ω3r→1/r−(Ω2sinωt+Ω1cosω
t)
k→}
F→c2=2mrω{Ω3r→2/r−(−Ω2sinωt+Ω1cos
ωt)
k→}
となる。 The orthogonal coordinate system has an angular velocity Ω→= with respect to the inertial frame.
When rotating at Ω 1 i→+Ω 2 j→+Ω 3 j→, the mass point P 1
,
The Coriolis forces F→ c1 and F→ c2 acting on P 2 are F→ c1 = 2mrω{Ω 3 r→ 1 /r−(Ω 2 sinωt+Ω 1 cosω
t)
k→} F→ c2 =2mrω{Ω 3 r→ 2 /r−(−Ω 2 sinωt+Ω 1 cos
ωt)
k → }.
ここで、この質点P1,P2をk方向の力のみに
感応する感圧素子に置きかえるなどして、k→方向
に働く力の各々を、等しい感度で線型に信号化す
ると、その出力信号S1(t)、S2(t)は、符号、
m,r,ω、及び検出感度を含めて、比例定数を
Cとおくと、
S1(t)=C{Ω2sinωt+Ω1cosωt)
S2(t)=C{−Ω2sinωt+Ω1cosωt)
となる。 Here, if we replace the mass points P 1 and P 2 with pressure-sensitive elements that are sensitive only to the force in the k direction, and convert each of the forces acting in the k → direction into a linear signal with equal sensitivity, the output signal S 1 (t), S 2 (t) are signs,
Including m, r, ω, and detection sensitivity, and assuming that the proportionality constant is C, S 1 (t) = C{Ω 2 sinωt + Ω 1 cosωt) S 2 (t) = C{−Ω 2 sinωt + Ω 1 cosωt) becomes.
ここで、S1(t)、S2(t)を加、減算して、そ
の結果をそれぞれS3(t)、S4(t)とすると、
S3(t)=2CΩ1cosωt
S4(t)=2CΩ2sinωt
となり、絶対角速度のi→、j→成分に対応する成分
は、それぞれ一方が相殺されて、一方向成分のみ
が残る。 Here, if we add and subtract S 1 (t) and S 2 (t) and let the results be S 3 (t) and S 4 (t), respectively, then S 3 (t) = 2CΩ 1 cosωt S 4 (t)=2CΩ 2 sinωt, and the components corresponding to the i→ and j→ components of the absolute angular velocity are canceled out, leaving only one direction component.
実際の装置では、種々の不整合により、S1(t)
におけるCと、S2(t)におけるCが完全に一致
せらずにS3(t)、S4(t)にも異方向成分がわず
かに混入するが、それは、不整合をΔCとして、
対必要成分比で、ΔC/2倍に圧縮されたものに
過ぎず、後の同期検波時に多少の位相誤差があつ
たとしても、ほとんどクロストークとし表われな
い。 In an actual device, due to various mismatches, S 1 (t)
C in S 2 (t) and C in S 2 (t) do not completely match, and S 3 (t) and S 4 (t) also have a slight component in the opposite direction.
It is only compressed to ΔC/2 times the required component ratio, and even if there is some phase error during subsequent synchronous detection, it hardly appears as crosstalk.
以上で本発明の角速度センサの異方向成分除去
動作の説明を終え、実用的角速度センサを実現す
るための構成と、各構成要素の機能について、感
圧素子して圧電バイモルフを用いたものを例にと
つて、図面を用いて説明する。 This completes the explanation of the operation of removing components in different directions of the angular velocity sensor of the present invention, and describes the configuration for realizing a practical angular velocity sensor and the functions of each component using an example of a device using a piezoelectric bimorph as a pressure sensitive element. This will be explained using drawings.
第3図は、本発明の角速度センサの一実施例に
おける駆動部、および検出部の構成を示す断面図
である。 FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a driving section and a detecting section in an embodiment of the angular velocity sensor of the present invention.
第3図において、1は駆動源であるモーターで
あり、この回転を2a,2b,3および4のギア
によつて伝達し、回転軸5a,5bを駆動して、
一対の回転のユニツト6a,6bを互いに逆方向
に回転する。 In FIG. 3, 1 is a motor which is a driving source, and this rotation is transmitted through gears 2a, 2b, 3 and 4 to drive rotating shafts 5a and 5b.
A pair of rotating units 6a and 6b are rotated in opposite directions.
この回転軸によつて2対の圧電バイモルフ素子
7a,7bは互いに逆方向に旋回運動する。 The two pairs of piezoelectric bimorph elements 7a and 7b rotate in opposite directions by this rotating shaft.
各々の圧電素子は、その一端を支持ブロツク8
a,8bで支持されたカンチレバー状になつてお
り、k→方向の力が作用するとたわんで電気出力を
発生する。即ち、圧電素子7a,7bは旋回運動
される質量要素であると共に、自らに作用する力
を検出する検知素子として作用する。 Each piezoelectric element has one end attached to a support block 8.
It has a cantilever shape supported by points a and 8b, and when a force in the direction k is applied, it bends and generates an electrical output. That is, the piezoelectric elements 7a and 7b are mass elements that are rotated, and also act as detection elements that detect the force acting on themselves.
このような状態で装置に回転軸方向(k→方向)
と直交した方向(i→およびj→方向)の角速度が作
用すると、前述のメカニズムによつて圧電素子7
a,7bにk方向のコリオリの力が作用し、電気
出力を発生する。 In this state, the device is rotated in the direction of the rotation axis (k → direction).
When the angular velocity in the direction (i→ and j→ direction) perpendicular to the piezoelectric element 7 acts, the piezoelectric element 7
A Coriolis force in the k direction acts on a and 7b, generating an electrical output.
前記電気出力はプリント基板9a,9b、回転
子10a,10bおよびブラシ11a,11bを
介して外部に取り出し、後述の信号処理によつて
角速度信号を得る。 The electrical output is taken out to the outside via printed circuit boards 9a, 9b, rotors 10a, 10b, and brushes 11a, 11b, and an angular velocity signal is obtained by signal processing described later.
プリント基板上にカンチレバー状圧電素子を設
置した状態を第4図に示す。なお一対の回転ユニ
ツト6a,6bは互いに等しく構成するので、一
方のみを示しサフイツクスa,bは省略してい
る。 FIG. 4 shows a state in which a cantilever-shaped piezoelectric element is installed on a printed circuit board. Note that since the pair of rotating units 6a and 6b are constructed identically, only one is shown and the suffixes a and b are omitted.
プリント基板9に設けたアース電極12上に一
対の金属製支持ブロツク8の一面を、回転軸に対
称に半田付けによつて固定し、その対抗面に一対
の圧電素子7の一端を半田付けする。一端の圧電
素子7の支持ブロツクとの接合面と対抗する面
は、リード線によつて、信号電極13に接続す
る。 One side of a pair of metal support blocks 8 is fixed by soldering on a ground electrode 12 provided on a printed circuit board 9 symmetrically with respect to the rotation axis, and one end of a pair of piezoelectric elements 7 is soldered to the opposite side. . The surface of the piezoelectric element 7 at one end, which faces the surface to be joined with the support block, is connected to the signal electrode 13 by a lead wire.
一対の圧電素子7はそれぞれ互いに逆方向の分
極を施しており、k→方向に等しく作用する力に対
してその出力信号は打ち消し合い、逆方向に作用
する力に対しては高め合う。 The pair of piezoelectric elements 7 are polarized in opposite directions, and their output signals cancel each other out against forces that act equally in the k→direction, and enhance each other against forces that act in opposite directions.
この様に構成すると、旋回運動によつて一対の
圧電素子7は互いに逆方向の速度を持ち、コリオ
リの力は互いに逆方向に作用するので、素子を1
つだけ設けた場合に比べて2倍の電気出力を得る
ことができ、等しい方向に作用する外乱に応じた
成分をキヤンセルして効果的角速度検出が可能に
なる。 With this configuration, the pair of piezoelectric elements 7 have velocities in opposite directions due to the rotating motion, and the Coriolis force acts in opposite directions, so that the piezoelectric elements 7 are
It is possible to obtain twice the electrical output compared to the case where only one is provided, and it is possible to effectively detect angular velocity by canceling components corresponding to disturbances acting in the same direction.
図で、信号電極を囲むようにアース電極を設け
ているのは、低レベル、高出力インピーダンスの
信号に雑音が混入するのを防止するためであり、
さらに、回転ユニツト全体を金属で構成し、接地
してシールドしている。 In the figure, the reason why the ground electrode is provided to surround the signal electrode is to prevent noise from being mixed into the low-level, high-output impedance signal.
Furthermore, the entire rotating unit is made of metal and is grounded and shielded.
第5図は、本発明の角速度センサの一実施例に
おける信号処理を示すブロツク図である。 FIG. 5 is a block diagram showing signal processing in an embodiment of the angular velocity sensor of the present invention.
前述のように、圧電素子7a,7bの電気出力
は、装置に作用する角速度のi→方向成分、j→方向
成分について、互いにπ/2あるいは−π/2の
位相差を持つて正弦的に重み付けし、合成したも
のとなつている。 As mentioned above, the electrical outputs of the piezoelectric elements 7a and 7b are sinusoidal with a phase difference of π/2 or -π/2 for the i→direction component and the j→direction component of the angular velocity acting on the device. It is weighted and synthesized.
チヤージアンプ14a,14bは圧電素子7
a,7bの高出力インピーダンスの電気出力を短
絡電荷信号として取り出し低インピーダンスの高
圧信号に変換する。 Charge amplifiers 14a and 14b are piezoelectric elements 7
The high output impedance electrical outputs of a and 7b are taken out as a short circuit charge signal and converted into a low impedance high voltage signal.
15a,15bは、モーター2の回転角周波数
を中心周波数とする帯域通過増幅器であり、前記
電圧信号に含まれるコリオリの力に応じた成分を
効果的に増幅し、周波数のかけ離れた雑音成分を
除去する。 15a and 15b are band-pass amplifiers whose center frequency is the rotational angular frequency of the motor 2, which effectively amplifies the component corresponding to the Coriolis force included in the voltage signal and removes noise components with far different frequencies. do.
この増幅信号を加算器16a+b、減算器16
a−bによつて加減算し、作用角速度の3方向成
分のうち電気信号化される2方向成分について、
一方を足し合わせ他方を打ち消して、必要方向成
分のみをえる。 This amplified signal is sent to adder 16a+b, subtracter 16
For the two-direction components that are added and subtracted by a-b and converted into electrical signals among the three-direction components of the action angular velocity,
Add one and cancel the other to obtain only the necessary directional component.
ただし、圧電素子感度などの不整合により、1
6a+b,16a−bの出力には僅かに異方向成
分が混入する。同期検波器17a+b,17a−
bは、この僅かに残つた異方向成分を完全に除去
する。 However, due to mismatches such as piezoelectric element sensitivity,
A slight component in the opposite direction is mixed in the outputs of 6a+b and 16a-b. Synchronous detector 17a+b, 17a-
b completely removes this slightly remaining different direction component.
位相検波の位相基準信号は、モーターに設けた
パルスジエネレーターの信号を位相基準発生器1
8で波形成形して供給する。 The phase reference signal for phase detection is obtained by converting the signal from the pulse generator installed in the motor into phase reference generator 1.
8 to form a waveform and supply it.
その後、低域通過フイルター19a+b,19
a−bでリツプル分を除去し、直流増幅器20a
+b,20a−bで所望のセンサー感度に設定す
る。 After that, low pass filters 19a+b, 19
The ripple component is removed by a-b, and the DC amplifier 20a is
+b, 20a-b to set the desired sensor sensitivity.
以上のように、本実施例によれば、旋回運動→
コリオリの力の検出とていう一連のプロセスによ
つて、絶対角速度の空間的直交を、出力信号の時
間的直交に置き換え、かつ、互いに逆方向に旋回
駆動する2つの検知手段を設けることで、その時
間的直交性の相対関係を180°シフトして、加、減
算によりAC段階での異方向成分除去を可能にし
ているので、後の同期検波誤差によるクロストー
クの発生を、飛躍的に低減することを可能にして
いる。 As described above, according to this embodiment, the turning motion→
Through a series of processes of Coriolis force detection, the spatial orthogonality of the absolute angular velocities is replaced by the temporal orthogonality of the output signals, and by providing two detection means that rotate in opposite directions, this can be achieved. By shifting the relative relationship of temporal orthogonality by 180°, it is possible to remove components in different directions at the AC stage by addition and subtraction, which dramatically reduces the occurrence of crosstalk due to subsequent synchronous detection errors. It makes it possible.
なお、本実施例においては、各々互いに逆方向
に駆動されるカンチレバー状圧電素子を各々対に
設けているが、これは外乱成分の除去のためであ
り、それぞれ1つでも角速度検出は可能である。 In this embodiment, cantilever-shaped piezoelectric elements each driven in opposite directions are provided in pairs, but this is for the purpose of removing disturbance components, and angular velocity detection is possible even with just one of each. .
また、駆動される質量要素をカンチレバー状圧
電素子として自らに作用する力を検知している
が、板バネ状の電極の先端に質量要素を設けて固
定電極と対抗させ、これを旋回駆動し、質量要素
に作用する力の検出は、板バネ状電極と固定電極
との間の容量変化として検出するなどの方法も可
能である。 In addition, the driven mass element is a cantilever-shaped piezoelectric element that detects the force acting on itself, but the mass element is provided at the tip of a leaf spring-shaped electrode to oppose a fixed electrode, and this is driven to rotate. The force acting on the mass element can also be detected by a method such as detecting a change in capacitance between a leaf spring-like electrode and a fixed electrode.
発明の効果
以上の説明から明らかなように、本発明の角速
度センサは、2つの質量要素に、互いに逆符号で
大きさの等しい定角速度と、定半径の一様な旋回
運動を与える駆動手段と、前記2つの質量要素の
各々に作用する力を独立に検出して、その旋回軸
方向成分に応じた出力を発生する2つの力検知手
段とを備えたものであり、前記2つの力検知手段
の出力の和および差をとることにより、絶対角速
度の必要方向成分と、異方向成分をAC段階でほ
ぼ完全に分離するとを可能にし、クロストークの
ほとんど無い、高精度な絶対角速度検出を実現す
る。Effects of the Invention As is clear from the above description, the angular velocity sensor of the present invention has a drive means that gives two mass elements constant angular velocities with opposite signs and equal magnitudes and a uniform turning motion with a constant radius. , two force detection means that independently detect the force acting on each of the two mass elements and generate an output according to the component in the direction of the rotation axis, and the two force detection means By calculating the sum and difference of the outputs, it is possible to almost completely separate the required direction component of absolute angular velocity from the component in a different direction at the AC stage, realizing highly accurate absolute angular velocity detection with almost no crosstalk. .
このことにより、従来高速回転するローターを
用いた方式に限定されてきたような、高精度な角
速度検出を必要とする制御システムに、ハードウ
エアの負担の飛躍的に小さな旋回駆動型の角速度
センサを使用する可能性を与え、また、その応用
範囲をも拡大することが期待される。 This makes it possible to apply a swing-driven angular velocity sensor that dramatically reduces the hardware burden to control systems that require highly accurate angular velocity detection, which has traditionally been limited to methods using high-speed rotors. It is expected that it will provide more possibilities for its use and also expand its range of applications.
第1図は、従来の角速度センサの動作説明のた
めの模式図、第2図は本発明の角速度センサの動
作説明のための模式図、第3図は本発明の角速度
センサの一実施例における駆動部、および検出部
を示す断面図、第4図は検出部を示す斜視図、第
5図は本発明の角速度センサの一実施例における
信号処理回路を示すブロツク図である。
1……モーター、2a,2b,3,4……ギ
ア、5a,5b……回転軸、6a,6b……回転
ユニツト、7a,7b……圧電素子、8a,8b
……支持ブロツク、9a,9b……プリント基
板、10a,10b……回転子、11a,11b
……ブラシ、12……アース電極、13……信号
電極、14a,14b……電荷増幅器、15a,
15b……帯域増幅器、16a+b……加算器、
16a−b……減算器、17a+b,17a−b
……同期検波器、18……位相基準信号発生器、
19a+b,19a−b……低域通過フイルタ
ー、20a+b,20a−b……直流増幅器。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional angular velocity sensor, FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the angular velocity sensor of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the operation of the angular velocity sensor of the present invention. FIG. 4 is a sectional view showing the driving section and the detecting section, FIG. 4 is a perspective view showing the detecting section, and FIG. 5 is a block diagram showing a signal processing circuit in one embodiment of the angular velocity sensor of the present invention. 1... Motor, 2a, 2b, 3, 4... Gear, 5a, 5b... Rotating shaft, 6a, 6b... Rotating unit, 7a, 7b... Piezoelectric element, 8a, 8b
...Support block, 9a, 9b...Printed circuit board, 10a, 10b...Rotor, 11a, 11b
... Brush, 12 ... Earth electrode, 13 ... Signal electrode, 14a, 14b ... Charge amplifier, 15a,
15b... Bandwidth amplifier, 16a+b... Adder,
16a-b...subtractor, 17a+b, 17a-b
... Synchronous detector, 18 ... Phase reference signal generator,
19a+b, 19a-b...Low pass filter, 20a+b, 20a-b...DC amplifier.
Claims (1)
等しい定角速度と、等しい定半径の旋回運動を与
える駆動手段と、前記2つの質量要素の各々に作
用する力を独立に検知して、その旋回軸方向成分
に応じた電気出力を発生する2つの力検知手段
と、前記2つの電気出力を加算する加算手段と、
前記2つの電気出力を減算する減算手段と、前記
加算手段、および減算手段の出力信号を各々処理
して作用角速度の2つの特定方向成分に応じた信
号を発生する2つの信号処理手段とを備えたこと
を特徴とする角速度センサ。1. A driving means that provides two mass elements with constant angular velocities of opposite signs and equal magnitudes and a turning motion of an equal constant radius, and a drive means that independently detects the force acting on each of the two mass elements; two force detection means that generate electrical output according to the component in the direction of the rotation axis; and an addition means that adds the two electrical outputs;
A subtraction means for subtracting the two electric outputs, and two signal processing means for processing the output signals of the addition means and the subtraction means to generate signals corresponding to two specific direction components of the operating angular velocity. An angular velocity sensor characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219511A JPS6197512A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | angular velocity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219511A JPS6197512A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | angular velocity sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197512A JPS6197512A (en) | 1986-05-16 |
| JPH0578770B2 true JPH0578770B2 (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=16736606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219511A Granted JPS6197512A (en) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | angular velocity sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197512A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62280609A (en) * | 1986-05-29 | 1987-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | How to adjust the circulation drive type rate gyro |
| JPH04258453A (en) * | 1991-02-07 | 1992-09-14 | Inax Corp | Joint material for tiling and dry construction method for tiled wall surface |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59219511A patent/JPS6197512A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6197512A (en) | 1986-05-16 |
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