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JP3391098B2 - Vibrating gyro - Google Patents

Vibrating gyro

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Publication number
JP3391098B2
JP3391098B2 JP15395494A JP15395494A JP3391098B2 JP 3391098 B2 JP3391098 B2 JP 3391098B2 JP 15395494 A JP15395494 A JP 15395494A JP 15395494 A JP15395494 A JP 15395494A JP 3391098 B2 JP3391098 B2 JP 3391098B2
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JP
Japan
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vibrator
resonance frequency
sensitivity
output
frequency
Prior art date
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Japanese (ja)
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Inventor
厚吉 寺嶋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、圧電形振動ジャイ
ロ、特に応答性能を高めた振動ジャイロに関するもので
ある。 【0002】 【従来の技術】従来の振動ジャイロとして、例えば、図
9に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、正四角柱形状を成す振動体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をそれぞれ貼着して振動子4を構成してい
る。圧電素子2,3は、インピーダンス素子Z1,Z2
介して駆動装置6の出力側にそれぞれ接続している。駆
動装置6の出力側は、他のインピーダンス素子Z3 を介
して容量素子Cにも接続し、これにより圧電素子2,3
および容量素子Cに交流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5a,5bにおける
出力は、加算器8で加算し、この加算器8の出力と、イ
ンピーダンス素子Z3 および容量素子Cの接続点5cに
おける出力とを、差動増幅器15に供給して、その差動
出力を駆動装置6に帰還している。さらに、接続点5
a,5bにおける出力は、差動増幅器16にも供給し、
その差動出力を同期検波器19に供給して、駆動装置6
の出力に同期して検波するようにしている。 【0004】かかる振動ジャイロにおいては、駆動装置
6から圧電素子2,3に交流電圧を印加すると、振動子
4を直交三次元座標系のX軸方向に振動する。この振動
状態において、接続点5a,5bから得られる出力は、
駆動装置6からの供給電圧と、それぞれの圧電素子2,
3の歪みに伴って各圧電素子2,3から出力される電圧
との合成出力となる。 【0005】したがって、それらの両合成出力の和を加
算器8で求め、その出力と接続点5cからの供給電圧に
対応する出力との差を差動増幅器15で求めれば、X軸
方向の振動に基づいて圧電素子2,3から発生された電
圧だけを抽出できるので、その差動出力を駆動装置6に
帰還すれば、振動子4を安定して自励振動させることが
できる。 【0006】また、上記のように振動子4が自励振動し
ている状態で、振動子4がZ軸廻りの回転を受けると、
振動子4はその角速度に比例するコリオリの力によりY
軸方向に振動して、接続点5a,5bからの出力に差が
生じる。したがって、その差を差動増幅器16で求めれ
ば、コリオリの力の発生に伴って生じる電圧を分離して
検出することができるので、この差動出力を同期検波器
19で検波した後、図示しない平滑回路で平滑すれば、
角速度検出信号を得ることができる。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来の振動ジ
ャイロにおいては、発生するコリオリの力に対して所定
の検出感度を得るため、一次の振動モードでのX軸方向
およびY軸方向におけるそれぞれの屈曲振動の共振周波
数が、相互に近接または一致するように、振動体1の横
断面形状を、その全長に亘って実質的に同一の正方形形
状としている。 【0008】しかしながら、このようにX軸方向および
Y軸方向におけるそれぞれの屈曲振動の共振周波数を相
互に近接または一致させると、入力角速度の変化に対す
る応答性能、いわゆる周波数応答性能が悪く、例えば、
図10(A)および(B)に感度特性および位相特性の
一例を示すように、低周波数において著しい位相遅れを
生じると共に、その感度特性も変動する。このため、正
確な角速度の検出ができなくなり、特に自動車の姿勢、
走行等の制御に用いた場合には、自動車の動作に対して
十分な応答ができず、適切な制御が不可能になるおそれ
がある。 【0009】この発明は、上述した従来の問題点に着目
してなされたもので、入力角速度に迅速に応答し、角速
度を常に正確に検出できるよう適切に構成した振動ジャ
イロを提供することを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の振動ジャイロは、共振点を有する振動体
の側面に設けた、少なくとも実質一対の圧電素子を有
し、励振方向の共振周波数と、前記励振方向と交差する
感度方向の共振周波数とが異なる振動子と、この振動子
を前記励振方向の共振周波数で自励振動させる駆動手段
と、前記励振方向の共振周波数と前記感度方向の共振周
波数との差周波数においてディップ点を有するノッチフ
ィルタを有し、前記感度方向における前記振動子の振動
に基づいて入力角速度を検出する検出手段とを有するこ
とを特徴とするものである。 【0011】 【作用】振動子の励振方向と、これと交差する感度方向
との共振周波数を異ならせて、振動子を励振方向の共振
周波数で自励振動させると、振動子は感度方向の機械的
尖鋭度(Q)が実質的に低いところで励振することにな
るので、感度方向の振動が急速に収束することになり、
入力角速度の変化に対して高速で応答することになる。
また、この場合、入力角速度の検出感度は、入力角速度
の周波数と、励振方向の共振周波数との和または差が、
感度方向の共振周波数と一致したところで極大値を示す
ことになるが、この検出感度の変動は、検出手段に、励
振方向の共振周波数と感度方向の共振周波数との差周波
数においてディップ点を有するノッチフィルタを設ける
ことにより抑圧することが可能となる。 【0012】 【実施例】以下、この発明の実施例を、図面に基づいて
説明する。図1は、この発明の一実施例を示すもので、
振動子4をその励振方向(X)の共振点において正確に
自励振動させるようにしたものである。振動子4は、図
9と同様に、正四角柱形状を成す振動体1の隣接する側
面に圧電素子2,3を貼着して構成するが、この実施例
では、振動子4の励振方向(X)と感度方向(Y)との
断面二次モーメントを一部または全部に亘って異ならせ
て、励振方向(X)と感度方向(Y)との共振周波数を
異ならせるため、振動体1として、図2(A),(B)
に示すように、一つの稜線の一部に切り欠き部1cを形
成するか、または図2(C),(D)に示すように、一
つの稜線全部に亘って切り欠き部1cを形成したものを
用いる。 【0013】図1において、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する。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する。この合成
信号は、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する。 【0014】また、和動増幅器17の出力端子18にお
ける信号と、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、圧電素子2,3の等価抵抗の
微妙な差異を調整する可変抵抗VRを経て帰還増幅器1
0L,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す
る。 【0015】帰還増幅器10L,10Rの出力は、差動
増幅器20に供給して差動増幅し、その出力をサンプル
ホールド回路24を経てノッチフィルタ26に供給し
て、入力角速度に応じて振動子4に作用するコリオリの
力を検出するようにする。ここで、サンプルホールド回
路24は、駆動装置6の駆動信号に同期して、差動増幅
器20の出力をサンプリングしてホールドするように構
成し、ノッチフィルタ26は、振動子4の励振方向の共
振周波数と感度方向の共振周波数との差周波数において
ディップ点を有するよう構成する。 【0016】図3は、図1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1
6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。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。 【0017】図1に示す振動ジャイロにおいて、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
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励振方向(X)に安定して自
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での励振方向の自励振動は、コンデンサCc
として、振動子4の制動容量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。 【0018】ここで、励振方向(X)と感度方向(Y)
とのそれぞれの共振周波数の差による応答特性について
説明する。図4は、感度方向の共振周波数から励振方向
の共振周波数を引いた値(共振周波数の間隔)Δfと、
振動子4を励振方向の共振周波数において自励振動させ
た状態で、サンプルホールド回路24の出力が、入力角
速度の周波数に対して位相角で90°遅れる入力角速度
の周波数fφとの関係を示す。また、図5は、同様に、
共振周波数の間隔Δfと、サンプルホールド回路24の
出力が極大を示す入力角速度の周波数fG との関係を示
す。 【0019】図4および図5から明らかなように、Δf
が正負のいずれの場合であっても、fφ≒|Δf|およ
びfG ≒|Δf|となる。したがって、振動ジャイロと
しての応答特性を90°遅れまで許容する設定とする場
合には、所要応答周波数に対応する正負のいずれかのΔ
fを設定すれば良いことがわかる。 【0020】図1において、Δf=100Hzに設定し
た振動子4を用いた場合、サンプルホールド回路24の
出力の感度特性および位相特性は、図6(A)および
(B)に示すようになる。また、この場合、ノッチフィ
ルタ26は、ディップ点がΔf=100Hzに設定され
るので、その出力の感度特性および位相特性は、図7
(A)および(B)に示すようになる。すなわち、サン
プルホールド回路24においては、位相特性は100H
z近傍までほぼ平坦となり、感度特性は100Hzにお
いて極大値を示すようになるが、この100Hz近傍で
の感度の変動は、後段のノッチフィルタ26で有効に抑
圧される。しかも、図7(A)および(B)から明らか
なように、入力角速度10Hzで、検出感度が−1.6
dB、位相遅れが45°となり、良好な応答特性が得ら
れる。 【0021】なお、この発明は上述した実施例にのみ限
定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能で
ある。例えば、サンプルホールド回路24に代えて同期
検波回路を用い、これにより差動増幅器20の出力を駆
動信号に同期して検波してノッチフィルタ26に供給す
るよう構成することもできる。また、振動体1は、図2
(A)〜(D)に示した横断面四角形の一つの稜線の一
部または全部に亘って切り欠き部1cを形成したものに
限らず、図8(A)に示すように、横断面三角形状の一
つの稜線の一部に切り欠き部1cを形成したもの、ある
いは図8(B)に示すように、横断面三角形状の一つの
稜線全部に亘って切り欠き部1cを形成したものを用い
ることもできる。 【0022】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば、振動
子の励振方向と感度方向との共振周波数を異ならせて、
振動子を励振方向の共振周波数で自励振動させると共
に、検出手段に励振方向と感度方向との共振周波数の差
周波数にディップ点を有するノッチフィルタを設けたの
で、入力角速度に迅速に応答し、しかも共振周波数を異
ならせたことによる検出感度の変動も有効に抑圧でき、
角速度を常に正確に検出することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibrating gyroscope, and more particularly to a vibrating gyroscope having improved response performance. 2. Description of the Related Art As a conventional vibrating gyroscope, for example, the one shown in FIG. 9 is known. In this vibrating gyro, one side surface 1a of the vibrating body 1 having a square prism shape
And the other side surface 1b adjacent to the side surface 1a.
The vibrator 4 is formed by attaching the piezoelectric elements 3 to the respective elements. The piezoelectric elements 2 and 3 are connected to the output side of the driving device 6 via impedance elements Z 1 and Z 2 , respectively. The output side of the driving device 6, also connected to the capacitor C via another impedance element Z 3, thereby the piezoelectric elements 2 and 3
And an AC voltage to the capacitor C at the same time. The outputs of the connection points 5a and 5b of the impedance elements Z 1 and Z 2 and the piezoelectric elements 2 and 3 are added by an adder 8, and the output of the adder 8 and the impedance element Z 3 and the output at the connection point 5c of the capacitive element C are supplied to the differential amplifier 15, and the differential output is fed back to the driving device 6. In addition, connection point 5
The outputs at a and 5b are also supplied to a differential amplifier 16,
The differential output is supplied to the synchronous detector 19 and the driving device 6
Detects in synchronization with the output of In such a vibrating gyroscope, when an AC voltage is applied to the piezoelectric elements 2 and 3 from the driving device 6, the vibrator 4 vibrates in the X-axis direction of the orthogonal three-dimensional coordinate system. In this vibration state, the output obtained from the connection points 5a and 5b is
The supply voltage from the driving device 6 and the respective piezoelectric elements 2
3 is a combined output with the voltage output from each of the piezoelectric elements 2 and 3 in accordance with the distortion 3. Therefore, if the sum of the two combined outputs is obtained by the adder 8 and the difference between the output and the output corresponding to the supply voltage from the connection point 5c is obtained by the differential amplifier 15, the oscillation in the X-axis direction can be obtained. Therefore, only the voltage generated from the piezoelectric elements 2 and 3 can be extracted on the basis of the above equation. Therefore, if the differential output is fed back to the driving device 6, the vibrator 4 can be stably self-excited. When the vibrator 4 is rotated around the Z axis while the vibrator 4 is vibrating by itself as described above,
The vibrator 4 is driven by a Coriolis force proportional to its angular velocity.
Vibration in the axial direction causes a difference in output from the connection points 5a and 5b. Therefore, if the difference is obtained by the differential amplifier 16, it is possible to separate and detect the voltage generated due to the generation of the Coriolis force. After detecting the differential output by the synchronous detector 19, it is not shown. If you smooth it with a smoothing circuit,
An angular velocity detection signal can be obtained. In the above-described conventional vibrating gyroscope, in order to obtain a predetermined detection sensitivity with respect to the generated Coriolis force, the X-axis direction and the Y-axis direction in the primary vibration mode are used. The cross-sectional shape of the vibrating body 1 is substantially the same square over the entire length thereof so that the resonance frequencies of the respective bending vibrations are close to or coincide with each other. However, when the resonance frequencies of the bending vibrations in the X-axis direction and the Y-axis direction are brought close to or coincide with each other, the response performance to the change in the input angular velocity, that is, the so-called frequency response performance is poor.
As shown in FIGS. 10A and 10B, examples of the sensitivity characteristic and the phase characteristic show that a significant phase delay occurs at a low frequency, and the sensitivity characteristic also fluctuates. For this reason, accurate angular velocity cannot be detected.
When used for control of traveling or the like, there is a possibility that a sufficient response to the operation of the automobile cannot be made, so that appropriate control becomes impossible. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a vibrating gyroscope appropriately responding to an input angular velocity and always detecting the angular velocity accurately. And In order to achieve the above object, a vibrating gyroscope according to the present invention has at least a pair of piezoelectric elements provided on a side surface of a vibrating body having a resonance point, and has an exciting direction. A vibrator having a resonance frequency different from a resonance frequency in a sensitivity direction intersecting with the excitation direction, a driving unit for self-oscillating the vibrator at the resonance frequency in the excitation direction, a resonance frequency in the excitation direction, A notch filter having a dip point at a difference frequency from a resonance frequency in a sensitivity direction, and a detection unit for detecting an input angular velocity based on vibration of the vibrator in the sensitivity direction. . The self-excited vibration of the vibrator at the resonance frequency in the excitation direction is made different by changing the resonance frequency between the excitation direction of the vibrator and the sensitivity direction crossing the same. Since the target sharpness (Q) is excited at a substantially low level, the vibration in the sensitivity direction rapidly converges,
It responds at high speed to a change in the input angular velocity.
In this case, the detection sensitivity of the input angular velocity is such that the sum or difference between the frequency of the input angular velocity and the resonance frequency in the excitation direction is:
When the resonance frequency coincides with the resonance frequency in the sensitivity direction, the maximum value is shown.However, this variation in the detection sensitivity is caused by the notch having a dip point at the difference frequency between the resonance frequency in the excitation direction and the resonance frequency in the sensitivity direction. By providing a filter, suppression can be achieved. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The vibrator 4 is self-excited and vibrated accurately at the resonance point in the excitation direction (X). As shown in FIG. 9, the vibrator 4 is formed by attaching the piezoelectric elements 2 and 3 to adjacent side surfaces of the vibrating body 1 having a regular square prism shape. In this embodiment, the excitation direction of the vibrator 4 ( X) and the sensitivity direction (Y) are partially or entirely different in the second moment of area, so that the resonance frequency in the excitation direction (X) is different from the resonance frequency in the sensitivity direction (Y). , FIG. 2 (A), (B)
As shown in FIG. 2, a notch 1c is formed on a part of one ridge line, or a notch 1c is formed over the entire ridge line as shown in FIGS. Use something. In FIG. 1, a signal output terminal 9 of a driving device 6 is connected to signal input terminals 11 of feedback amplifiers 10L and 10R.
L, 11R, respectively, and these feedback amplifiers 10
The feedback input terminals 12L and 12R of L and 10R are connected to one electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3, respectively. The other electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 are connected via a capacitor Cc to a compensation signal output terminal 13 of a driving device 6 for outputting a compensation signal for the braking capacity of the vibrator 4, thereby allowing the other electrodes of the piezoelectric elements 2 and 3 to be connected. And the compensation signal are synthesized. This synthesized signal is amplified by the summing amplifier 17, and the summing amplifier 17
Is connected to the input terminal 14 of the driving device 6 so that the vibrator 4 is self-excited. The signal at the output terminal 18 of the summing amplifier 17 and the drive signal at the signal output terminal 9 of the driving device 6 are supplied to a differential amplifier 22 for differential amplification. The output is fed to a feedback amplifier 1 via a variable resistor VR for adjusting a subtle difference in equivalent resistance between the piezoelectric elements 2 and 3.
0L and 10R are supplied to the feedback input terminals 12L and 12R, and the feedback input terminals 12L and 12R correspond to the current value flowing through the equivalent resistance of the piezoelectric elements 2 and 3 and correspond to the temperature dependence. To change the current. The outputs of the feedback amplifiers 10L and 10R are supplied to a differential amplifier 20 for differential amplification, and the outputs are supplied to a notch filter 26 via a sample-and-hold circuit 24. To detect the Coriolis force acting on. Here, the sample and hold circuit 24 is configured to sample and hold the output of the differential amplifier 20 in synchronization with the drive signal of the drive device 6, and the notch filter 26 controls the resonance of the vibrator 4 in the excitation direction. It is configured to have a dip point at the difference frequency between the frequency and the resonance frequency in the sensitivity direction. FIG. 3 shows the compensation signal output terminal 13 shown in FIG.
1 shows a configuration of an example of a driving device 6 having the following. The driving device 6 includes a non-inverting amplifier 15 and an inverting amplifier 1.
And a non-inverting amplifier 15
The output is supplied to the compensation signal output terminal 13 as a compensation signal, and is also amplified by the inverting amplifier 16 and supplied to the signal output terminal 9 as a drive signal. That is, in the driving device 6, the phase of the driving signal supplied to the signal output terminal 9 and the phase of the compensation signal supplied to the compensation signal output terminal 13 are changed by 180 °, and the amplitude ratio of those signals is changed by an inverting amplifier. 16 is set appropriately. In the vibrating gyroscope shown in FIG. 1, among the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3, the imaginary components related to the respective braking capacities are canceled by the compensation signal synthesized via the capacitor Cc. The output of 17 is only a real component of the current components flowing through the piezoelectric elements 2 and 3. Therefore, the voltage gain of the summing amplifier 17 becomes maximum at the mechanical series resonance frequency fs of the vibrator 4, and the vibrator 4 is moved to its mechanical series resonance frequency fs.
Self-excited vibration can be stably performed in the excitation direction (X) at a frequency exactly matching the following. The self-excited oscillation in the excitation direction at the mechanical series resonance frequency fs is caused by the capacitor Cc
By using a material having a temperature dependency corresponding to the temperature dependency of the braking capacity of the vibrator 4, the stability can be further improved. Here, the excitation direction (X) and the sensitivity direction (Y)
The response characteristic due to the difference between the respective resonance frequencies will be described. FIG. 4 is a graph showing a value (interval between resonance frequencies) Δf obtained by subtracting the resonance frequency in the excitation direction from the resonance frequency in the sensitivity direction.
The relationship between the output of the sample and hold circuit 24 and the frequency fφ of the input angular velocity that is delayed by 90 ° in phase angle with respect to the frequency of the input angular velocity in a state where the vibrator 4 is self-excited at the resonance frequency in the excitation direction. Also, FIG.
The relationship between the resonance frequency interval Δf and the frequency f G of the input angular velocity at which the output of the sample and hold circuit 24 has a maximum is shown. As is apparent from FIGS. 4 and 5, Δf
There is also a case of either positive or negative, fφ ≒ | Δf | and f G ≒ | Δf | become. Therefore, if the response characteristic of the vibration gyro is set to allow a delay of 90 °, any one of the positive and negative Δ
It can be seen that f should be set. In FIG. 1, when the vibrator 4 set to Δf = 100 Hz is used, the sensitivity characteristics and phase characteristics of the output of the sample hold circuit 24 are as shown in FIGS. 6A and 6B. In this case, since the notch filter 26 has the dip point set to Δf = 100 Hz, the sensitivity characteristic and the phase characteristic of the output are as shown in FIG.
(A) and (B) are obtained. That is, in the sample and hold circuit 24, the phase characteristic is 100H
It becomes almost flat up to the vicinity of z, and the sensitivity characteristic shows a maximum value at 100 Hz. However, the fluctuation of the sensitivity near 100 Hz is effectively suppressed by the notch filter 26 in the subsequent stage. Moreover, as is apparent from FIGS. 7A and 7B, at an input angular velocity of 10 Hz, the detection sensitivity is -1.6.
dB and the phase delay are 45 °, and good response characteristics are obtained. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified or changed. For example, a synchronous detection circuit may be used in place of the sample and hold circuit 24, whereby the output of the differential amplifier 20 is detected in synchronization with the drive signal and supplied to the notch filter 26. Also, the vibrating body 1 is shown in FIG.
Not only the notch 1c formed over a part or the whole of one ridge of the quadrangular cross section shown in FIGS. 8A to 8D but also a triangular cross section as shown in FIG. A notch 1c is formed on a part of one ridge line of the shape, or a notch portion 1c is formed over the entire ridge line having a triangular cross section as shown in FIG. It can also be used. As described above, according to the present invention, the resonance frequency between the excitation direction and the sensitivity direction of the vibrator is made different,
The vibrator is self-excited at the resonance frequency in the excitation direction, and the detection means is provided with a notch filter having a dip point at the difference frequency between the resonance direction in the excitation direction and the sensitivity direction. In addition, fluctuations in detection sensitivity due to different resonance frequencies can be effectively suppressed,
The angular velocity can always be detected accurately.

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。 【図2】図1に示す振動体の4つの例を示す図である。 【図3】同じく、駆動装置の一例の構成を示すブロック
図である。 【図4】図1において、サンプルホールド回路の出力の
位相角が90°遅れを生じる励振方向と感度方向との共
振周波数差と入力角速度の周波数との関係を示す図であ
る。 【図5】同じく、サンプルホールド回路の出力が極大を
示す共振周波数差と入力角速度の周波数との関係を示す
図である。 【図6】図1において、共振周波数差Δf=100Hz
の場合のサンプルホールド回路の出力の応答特性を示す
図である。 【図7】同じく、ノッチフィルタの出力の応答特性を示
す図である。 【図8】この発明に使用可能な振動体の他の2つの例を
示す図である。 【図9】従来の振動ジャイロを示すブロック図である。 【図10】図9に示す振動ジャイロの応答特性を示す図
である。 【符号の説明】 1 振動体 1c 切り欠き部 2,3 圧電素子 4 振動子 6 駆動装置 10L,10R 帰還増幅器 17 和動増幅器 20 差動増幅器 24 サンプルホールド回路 26 ノッチフィルタ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing four examples of a vibrating body shown in FIG. 1; FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a driving device. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the resonance frequency difference between the excitation direction and the sensitivity direction in which the phase angle of the output of the sample and hold circuit is delayed by 90 ° and the frequency of the input angular velocity in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a resonance frequency difference at which the output of the sample hold circuit indicates a maximum and the frequency of the input angular velocity. FIG. 6 is a diagram showing a resonance frequency difference Δf = 100 Hz in FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating response characteristics of the output of the sample-hold circuit in the case of FIG. FIG. 7 is a diagram showing a response characteristic of an output of the notch filter. FIG. 8 is a diagram showing another two examples of the vibrating body usable in the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing a conventional vibrating gyroscope. FIG. 10 is a diagram showing response characteristics of the vibrating gyroscope shown in FIG. 9; [Description of Signs] 1 Vibration body 1c Notch 2, 3 Piezoelectric element 4 Vibrator 6 Driver 10L, 10R Feedback amplifier 17 Summation amplifier 20 Differential amplifier 24 Sample hold circuit 26 Notch filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 19/56 G01P 9/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01C 19/56 G01P 9/04

Claims (1)

(57)【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設けた、
少なくとも実質一対の圧電素子を有し、励振方向の共振
周波数と、前記励振方向と交差する感度方向の共振周波
数とが異なる振動子と、 この振動子を前記励振方向の共振周波数で自励振動させ
る駆動手段と、 前記励振方向の共振周波数と前記感度方向の共振周波数
との差周波数においてディップ点を有するノッチフィル
タを有し、前記感度方向における前記振動子の振動に基
づいて入力角速度を検出する検出手段とを有することを
特徴とする振動ジャイロ。
(57) [Claims 1] Provided on a side surface of a vibrating body having a resonance point,
A vibrator having at least substantially a pair of piezoelectric elements and having different resonance frequencies in an excitation direction and resonance frequencies in a sensitivity direction crossing the excitation direction; and causing the vibrator to self-oscillate at the resonance frequency in the excitation direction. A driving unit, comprising: a notch filter having a dip point at a difference frequency between a resonance frequency in the excitation direction and a resonance frequency in the sensitivity direction, and detecting an input angular velocity based on vibration of the vibrator in the sensitivity direction. And a vibrating gyroscope.
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