DE10103813A1

DE10103813A1 - Piezo-elektrisches Vibrations-Gyroskop

Info

Publication number: DE10103813A1
Application number: DE10103813A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Inoue; Mitsuru Yamamoto
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2001-01-29
Publication date: 2001-09-20
Also published as: US20010010173A1; JP2001208545A

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein piezoelektrisches Vibrationsgyroskop mit: einem Körper mit rechteckiger Plattenform, die durch eine erste Größe in einer Längsrichtung und eine zweite Größe in der Richtung der Breite definiert ist; mehreren Treiberarmen, die ausgehend von einer ersten Seite des Körpers in der Längsrichtung und auch in der Ebene wie der Körper liegen; mehreren Detektorarmen, die ausgehend von einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite des Körpers in einer antiparallelen Richtung zur Längsrichtung und ebenfalls in derselben Ebene wie der Körper liegen; mehreren Treiberelektroden, die an den mehreren Treiberarmen vorgesehen sind und die mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden, um zu bewirken, daß die Anzahl Treiberelektroden eine Vibration in der Ebene in einem Treibermodus in der Richtung der Breite, die in der Ebene liegt, zeigen; mehreren Detektorelektroden an wenigstens einer der Anzahl Detektorarme zum Detektieren einer Spannung, die durch eine Vibration vertikal zur Ebene im detektierenden Modus in einer Vertikalrichtung zur Ebene verursacht wird, wobei die erste Größe des Körpers gleich oder größer als die zweite Größe des Körpers ist, um zu ermöglichen, daß die Vibration vertikal zur Ebene im detektierenden Modus sich von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die Anzahl Detektorelektroden ausbreitet, und um zu verhindern, daß die Vibration in der Ebene im Treibermodus sich von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Vibrationsgyroskop und ein Verfahren zum Einstellen einer Vibrationsfrequenz des piezoelektrischen Vibrationsgyro skops.

Das Vibrationsgyroskop dient dazu, eine Winkelgeschwindig keit eines rotierenden Objektes unter Verwendung eines Phä nomens, bei dem die Corioliskraft an einem rotierenden Ob jekt in einer Richtung, rechtwinklig zu einem Vektor dessen Winkelgeschwindigkeit, an ein Resonanz-Objekt angelegt wird. Das Vibrationsgyroskop ist in breitem Umfang dazu verwendet worden, eine Position eines beweglichen Objektes, beispielsweise Flugzeuge, Schiffe und Raumsatelliten, zu bestätigen. In den vergangenen Jahren ist das Vibrationsgy roskop auch für ein Kraftfahrzeugnavigationssystem, ein La geregelungssystem für Automobile, eine VTR-Kamera, ein Handschwankungsdetektorsystem für Geräte, wie beispielswei se Kameras, verwendet worden. Gemäß dem piezoelektrischen Vibrationsgyroskop wird eine Antriebsspannung angelegt, um eine Antriebsvibration anzuregen, wodurch eine detektieren de Vibration, die durch die Corioliskraft verursacht wird, dann durch die piezoelektrische Vorrichtung in elektrische Signale umgewandelt wird. Ein derartiges piezoelektrisches Vibrationsgyroskop kann beispielsweise ein Sperry-Stimmga belgyroskop, ein Watson-Stimmgabelgyroskop, ein Stimmgabel gyroskop und ein zylindrisches Vibrationsgyroskop sein.

In den vergangenen Jahren ist ein piezoelektrisches Stimmgabelgyroskop, welches eine hohe Leistung zeigte, in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 8-128830 offenbart worden, bei dem das piezoelektrische Gyroskop einen piezoelektrischen Einkristall aus Lithi umtantalat enthält. Fig. 1 ist eine schematische perspek tivische Darstellung eines herkömmlichen piezoelektri schen Stimmgabel-Vibrationsgyroskops aus Lithiumtantalat zur Erläuterung der Vibration in der Ebene. Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines her kömmlichen piezoelektrischen Stimmgabel-Vibrationsgyro skops aus Lithiumtantalat zur Erläuterung seiner Vibrati on senkrecht zur Ebene. Das herkömmliche piezoelektrische Stimmgabel-Vibrationsgyroskop aus Lithiumtantalat hat ei nen rechten Arm 101, einen linken Arm 102 und eine Basis 103, die den rechten und linken Arm 101 und 102 verbin det, so daß die rechten und linken Arme 101 und 102 und die Basis 103 eine Stimmgabel, nämlich eine U-Form, bil den. Innerhalb jedes der rechten und linken Arme 101 und 102 ist eine Elektrode vorgesehen, die nicht dargestellt ist.

Es wird die Funktionsweise des herkömmlichen piezoelektri schen Stimmgabel-Vibrationsgyroskops 100 beschrieben. An die rechte Elektrode in dem rechten Arm 101 wird eine Span nung angelegt, um eine Vibration in der Ebene des rechten Arms 101 zu verursachen, wobei der rechte Arm 101 in Rechts-Links-Richtungen, die in einer Hauptfläche oder ei ner Frontfläche des herkömmlichen piezoelektrischen Stimm gabel-Vibrationsgyroskops 100 enthalten sind, vibriert. Diese Vibration in der Ebene des rechten Arms 101 wird auf den linken Arm 102 ausgebreitet, wodurch der linke Arm 102 eine Resonanzvibration zu der Vibration des rechten Arms 101 zeigt. In der Resonanzvibration der rechten und linken Arme 101 und 102 zeigen die rechten und linken Arme 101 und 102 alternierende erste und zweite Ausschläge. Bei dem er sten Ausschlag bewegen sich die rechten und linken Arme 101 und 102 nach innen in antiparallelen Richtungen, in Rich tung auf eine Mitte zwischen den rechten und linken Armen 101 und 102 zu. Bei dem zweiten Ausschlag bewegen sich die rechten und linken Arme 101 und 102 nach außen in anti parallelen Richtungen, entgegengesetzt zu der Mitte zwi schen den rechten und linken Armen 101 und 102. Diese Vi bration in der Ebene ist einer der natürlichen Vibrations modi des piezoelektrischen Stimmgabel-Vibrationsgyroskops 100. Bei diesem Beispiel ist dies der treibende Vibrations modus. Wenn das piezoelektrische Stimmgabel-Vibrationsgyro skop 100 an einem rotierenden Objekt plaziert wird, das mit einer Winkelgeschwindigkeit Ω um eine Achse "Z" rotiert, entlang welcher sich die rechten und linken Arme 101 und 102 erstrecken, dann werden die antiparallelen Coriolis kräfte "Fc" auf die rechten und linken Arme 101 und 102 in zueinander antiparallelen Richtungen und vertikal zu den Richtungen der Vibration in der Ebene oder vertikal zu der Hauptfläche des piezoelektrischen Stimmgabel-Vibrationsgy roskops 100 beaufschlagt. Die rechten und linken Arme 101 und 102 zeigen alternierende Vibrationen senkrecht zur Ebe ne, wobei die rechten und linken Arme 101 und 102 in zuein ander antiparallelen Richtungen und vertikal zur Hauptebene des piezoelektrischen Stimmgabel-Vibrationsgyroskops 100 vibrieren. Diese Vibration senkrecht zur Ebene ist einer der natürlichen Vibrationsmodi des piezoelektrischen Stimm gabel-Vibrationsgyroskops 100. Die vorstehend genannte Vi bration in der Ebene ist der treibende Vibrationsmodus, während die Vibration senkrecht zur Ebene der detektierende Vibrationsmodus ist. Die Vibration senkrecht zur Ebene als detektierender Vibrationsmodus wird als eine Potentialdif ferenz der Elektrode, die im linken Arm 102 vorgesehen ist, detektiert, um die Winkelgeschwindigkeit o des rotierenden Objektes um die Achse "Z" zu messen.

Bei dem vorstehenden herkömmlichen piezoelektrischen Stimm gabel-Vibrationsgyroskop 100 treten die folgenden Probleme auf. Das vorstehende herkömmliche piezoelektrische Stimmga bel-Vibrationsgyroskop 100 zeigt nicht nur die Vibration senkrecht zur Ebene als detektierenden Vibrationsmodus am linken Arm 102, sondern auch die Vibrationen in der Ebene als den treibenden Vibrationsmodus. Die zwei Vibrationsmodi sind chemisch aneinander gekoppelt. Diese mechanische Kopp lung bewirkt eine Rauschvibration, die für die Detektion als ein Rauschen wirkt. Die mechanische Kopplung zwischen den zwei Vibrationsmodi verschlechtert nämlich ein Verhält nis Signal-zu-Rauschen beim detektierenden Vorgang. Ferner bewirkt ein kurzer Abstand zwischen der treibenden Elektro de in dem rechten Arm 101 und der detektierenden Elektrode in dem linken Arm 102 eine elektrostatische Kopplung zwi schen der Spannung, die an die treibende Elektrode angelegt wird und dem detektierenden Signal der detektierenden Elek trode. Diese elektrostatische Kopplung verschlechtert wei ter das Signal-zu-Rauschen-Verhältnis. Das piezoelektrische Stimmgabel-Vibrationsgyroskop 100 ist nur schwer auf die Frequenzen des Vibrationsmodus senkrecht zur Ebene und des Vibrationsmodus in der Ebene einzustellen. Während das pie zoelektrische Stimmgabel-Vibrationsgyroskop 100 vorzugswei se angesichts der möglichst hochstabilen Lagerung in seinem Schwerpunkt zu lagern ist, erscheint die Vibration am Schwerpunkt des piezoelektrischen Stimmgabel-Vibrationsgy roskops 100, wodurch diese Lagerung im Schwerpunkt einen großen Verlust der Vibration des piezoelektrischen Stimmga bel-vibrationsgyroskops 100 verursacht. Angesichts dessen, daß das piezoelektrische Stimmgabel-Vibrationsgyroskop 100 die beabsichtigte oder notwendige Vibration zeigen darf, ist es unmöglich, das piezoelektrische Stimmgabel-Vibra tionsgyroskop 100 am Schwerpunkt zu lagern. Es ist extrem schwierig, die piezoelektrische Vorrichtung an ihrem Vibra tionsknoten zu lagern.

Unter den vorstehend beschriebenen Umständen war es erfor derlich, ein neues piezoelektrisches Vibrationsgyroskop zu entwickeln, das frei von dem vorstehend beschriebenen Pro blem ist.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues piezoelektrisches Vibrationsgyroskop zu schaffen, das von den vorstehend beschriebenen Problemen frei ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues piezoelektrisches Vibrationsgyroskop zu schaffen, das für die Einbettung eines Vibrators geeignet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues piezoelektrisches Vibrationsgyroskop zu schaffen, das bei der Detektion einer detektierenden Vibration, die durch die Corioliskraft verursacht wird, eine hohe Empfindlich keit hat.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues piezoelektrisches Vibrationsgyroskop zu schaffen, das eine hohe Auflösung hat.

Die vorliegende Erfindung schafft ein piezoelektrisches Vi brationsgyroskop mit: einem Körper mit einer rechteckigen Plattenform, die durch eine erste Größe in der Längsrich tung und eine zweite Größe in der Breite definiert ist; mehreren Treiberarmen, die sich von einer ersten Seite des Körpers in Längsrichtung und in der Ebene wie der Körper erstrecken; mehreren Detektorarmen, die sich von einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite des Körpers in ei ner nicht parallelen Richtung zur Längsrichtung und eben falls in der Ebene wie der Körper erstrecken; mehreren Treiberelektroden, die an der Anzahl von Treiberarmen vor gesehen sind und mit einer Wechselspannung beaufschlagt werden, um zu bewirken, daß die mehreren Treiberelektroden eine Vibration in der Ebene eines Treibmodus in der Rich tung der Breite, welche in der Ebene liegt, zeigen; mehre ren Detektorelektroden an wenigstens einem der Anzahl von Detektorarmen zum Detektieren einer Spannung, die durch ei ne Vibration senkrecht zur Ebene eines Detektormodus in ei ner Richtung senkrecht zur Ebene verursacht wird, wobei die erste Größe des Körpers gleich oder größer als die zweite Größe des Körpers ist, um zu erlauben, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des Detektormodus sich von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die Anzahl Detektorelektro den ausbreitet und um zu verhindern, daß die Vibration in der Ebene des Treibermodus sich von der Anzahl von Treiber armen über den Körper auf die Anzahl von Detektorelektroden ausbreitet.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus den folgenden Be schreibungen hervor.

Bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfin dung werden im einzelnen unter Bezugnahme auf die beglei tenden Figuren beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 ein herkömmliches piezoelektrisches Stimmgabel- Vibrationsgyroskop aus Lithiumtantalat in schema tischer perspektivischer Darstellung zur Erläute rung der Vibration in der Ebene;

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung ei nes herkömmlichen piezoelektrischen Stimmgabel- Vibrationsgyroskops aus Lithiumtantalat zur Er läuterung der Vibration senkrecht zur Ebene;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung zur Erläuterung eines ersten neuen sechsarmigen pie zoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß einer ersten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A eine Draufsicht zur Erläuterung der Treiberelek troden des ersten neuen sechsarmigen piezoelek trischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 3 in ei ner ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4B eine Vorderansicht zur Erläuterung einer Detek torelektrode und der Treiberelektroden des ersten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrations gyroskops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausfüh rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4C eine Ansicht von unten zur Erläuterung der Detek torelektrode des ersten neuen sechsarmigen piezo elektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegen den Erfindung;

Fig. 5 ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbindungen von den Treiberelektroden des ersten neuen sechs armigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops ge mäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbindungen einer Detektorelektrode des ersten neuen sechsar migen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine schematische perspektivische Darstellung ei nes ersten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops mit den Vibrationen in der Ebene der drei Treiberarme gemäß einer ersten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vor liegenden Erfindung;

Fig. 8 eine schematisch perspektivische Darstellung ei nes ersten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops mit den Vibrationen senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms gemäß einer ersten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9A eine Seitenansicht eines Treiberarms, der als ein einseitig gelagerter Balken eines sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß einer ersten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung betrachtet wird;

Fig. 9B eine Draufsicht auf die Oberseite des Treiber arms, der gemäß Fig. 9A als einseitig gelagerter Balken betrachtet wird;

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der Variationen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizi enten als ein Relativwert bezogen auf das Ver hältnis "Le"/"La", unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis "We"/"Wa" bei 0,7 konstant gehal ten ist;

Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung der Variationen des effektiven elektromechanischen Kopplungskoeffizi enten als ein Relativwert bezogen auf das Ver hältnis "We"/"Wa", unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis "Le"/"La" bei 0,6 konstant gehal ten ist;

Fig. 12A eine Seitenansicht eines Detektorarms des sechs armigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops ge mäß einer ersten Ausführungsform in Übereinstim mung mit der vorliegenden Erfindung, der als ein seitig gelagerter Balken angesehen wird;

Fig. 12B eine Draufsicht auf die Oberseite des Detektor arms, der gemäß Fig. 12A als ein einseitig gela gerter Balken angesehen wird;

Fig. 13 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderungen des effektiven elektromechanischen Kopplungskoeffizi enten als ein Relativwert bezogen auf das Ver hältnis "Lev"/"Lav", unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis "Wev"/"Wav" mit 0,5 konstant ge halten ist;

Fig. 14 ein Diagramm zur Erläuterung der Änderungen des effektiven elektromechanischen Kopplungskoeffizi enten als ein Relativwert bezogen auf das Ver hältnis "Wev"/"Wav", unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis "Lev"/"Lav" bei 0,6 konstant ge halten ist;

Fig. 15 eine schematische Seitenansicht eines sechsarmi gen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops, das durch einen Halter an der Position des Schwer punktes gelagert ist, gemäß einer ersten Ausfüh rungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 eine schematische perspektivische Darstellung ei nes zweiten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17A eine Draufsicht auf die Treiberelektroden des zweiten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vi brationsgyroskops gemäß Fig. 16 gemäß einer zwei ten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17B eine Vorderansicht einer Detektorelektrode und der Treiberelektroden des zweiten neuen sechsar migen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 gemäß einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17C eine Ansicht von unten einer Detektorelektrode des zweiten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 gemäß einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18 ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbindungen der Treiberelektroden des zweiten neuen sechsar migen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 gemäß einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 19 ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbindungen einer Detektorelektrode des zweiten neuen sechs armigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops ge mäß Fig. 16 gemäß einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung der vorliegenden Erfindung.

Die erste vorliegende Erfindung schafft ein piezoelektri sches Vibrationsgyroskop mit: einem Körper mit einer Recht eckplattenform, die durch ein erstes Maß in einer Längs richtung und ein zweites Maß in der Breite definiert ist; einer Anzahl Treiberarme, die ausgehend von einer ersten Seite des Körpers sich in der Längsrichtung und auch in der Ebene wie der Körper erstrecken; einer Anzahl Detektorarme, die ausgehend von einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite des Körpers sich in einer nicht parallelen Richtung zur Längsrichtung und ebenfalls in der Ebene wie der Körper erstrecken; einer Anzahl Treiberelektroden, die an der An zahl Treiberarme vorgesehen sind und mit einer Wechselspan nung beaufschlagt werden, um zu bewirken, daß die Anzahl Treiberelektroden eine Vibration in der Ebene in einem treibenden Modus in der Richtung der Breite, die in der Ebene enthalten ist, bewirken; mehreren Detektorelektroden an wenigstens einem der Anzahl von Detektorarmen zum Detek tieren einer Spannung, die durch eine Vibration senkrecht zur Ebene eines Detektormodus in einer Richtung vertikal zur Ebene verursacht wird, wobei das erste Maß des Körpers gleich oder größer als das zweite Maß des Körpers ist, um zu ermöglichen, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des Detektormodus sich von der Anzahl Treiberarme über den Kör per auf die Anzahl Detektorelektroden ausbreitet, und um zu verhindern, daß sich die Vibration in der Ebene des Trei bermodus von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die Anzahl Detektorelektroden ausbreitet.

Vorzugsweise hat der Körper eine höhere Steifigkeit in der gleichen Richtung wie die Vibration in der Ebene als die andere Steifigkeit in den anderen Richtungen.

Ebenfalls vorzugsweise ist die Anzahl der Treiberarme die gleiche wie die Anzahl der Detektorarme.

Ferner ist das piezoelektrische Vibrationsgyroskop vorzugs weise sowohl in der Längsrichtung äls auch in der Richtung der Breite symmetrisch.

Ferner ist der mittlere Treiberarm der Anzahl von Treiber armen und der mittlere Detektorarm der Anzahl von Detektor armen vorzugsweise in der Längsmittelachse parallel zur Längsrichtung fluchtend.

Die Anzahl Treiberarme und die Anzahl Detektorarme haben vorzugsweise die gleiche Länge.

Die Anzahl Treiberarme haben vorzugsweise drei Treiberarme und die Anzahl Detektorarme haben vorzugsweise drei Detek torarme.

Ferner sind vorzugsweise ein mittlerer Treiberarm und ein mittlerer Detektorarm der drei Detektorarme zur Längsmittel achse parallel zur Längsrichtung fluchtend.

Die drei Treiberarme und die drei Detektorarme haben eben falls vorzugsweise die gleiche Länge und die gleiche Brei te.

Vier Treiberelektroden sind ebenfalls vorzugsweise an den vorderen und rückseitigen Hauptflächen und rechten und lin ken Seitenflächen jedes der drei Treiberarme vorgesehen, und erste paarweise Detektorelektroden sind an einer Vor derfläche der mittleren Detektorelektrode und zweite paar weise Detektorelektroden sind an einer Rückseite der mitt leren Detektorelektrode angeordnet.

Es ist ferner vorzuziehen, daß jede der Treiberelektroden eine Längsmittelachse hat, die zu einer Längsmittelachse des Treiberarms fluchtet, und jede der Treiberelektroden eine Breite hat, die kleiner als die Breite jedes der Trei berarme ist, und jede der Detektorelektroden sich entlang einer Seitenkante des mittleren Detektorarms erstreckt und jede der Detektorelektroden eine kleinere Breite als die halbe Breite des mittleren Detektorarms hat.

Ferner haben insbesondere die Treiberelektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge und die Detektorelektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge.

Darüber hinaus ist es vorzuziehen, daß die Treiberelektro den eine Breite haben, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Treiberarme liegt, und eine Länge haben, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Treiber arme liegt, und jede der ersten paarweisen Detektorelektro den an der rechten Seitenfläche des mittleren Detektorarms und der zweiten paarweisen Detektorelektroden auf der lin ken Seitenfläche des zweiten Detektorarms eine Gesamtbreite hat, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittle ren Detektorarms liegt, und die Detektorelektroden eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Detektorelektrode haben.

Vorzugsweise sind die ersten paarweisen zwei der vier Trei berelektroden, die an den vorderen und rückseitigen Haupt flächen jedes der seitlichen zwei Treiberarme der drei Treiberarme vorgesehen sind, mit der Seite einer ersten Po larität einer Wechselstromquelle verbunden und die zweiten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen jedes der zwei seitlichen Treiberarme der drei Treiberarme vorgesehen sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle ver bunden, und die ersten paarweisen zwei der vier Treiber elektroden, die an den vorderen und rückseitigen Hauptflä chen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vorge sehen sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden und die zweiten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden, und zwei der vier Detektorelektroden, die diagonal positioniert sind, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstrom quelle verbunden, und die verbleibenden zwei der vier De tektorelektroden, die diagonal positioniert sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle ver bunden.

Insbesondere unterscheidet sich vorzugsweise die Vibration in der Ebene des mittleren Treiberarms von der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme durch einen Pha senunterschied von 180 Grad.

Weiterhin ist es insbesondere vorzuziehen, daß die Vibrati on senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms sich von der Vibration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen De tektorarme um einen Phasenunterschied von 180 Grad unter scheidet.

Ebenfalls vorzuziehen ist, daß die vier Detektorelektroden an den vorderen und rückseitigen Hauptflächen und den rech ten und linken Seitenflächen jedes der drei Detektorarme vorgesehen sind, und die ersten paarweisen Treiberelektro den an einer Vorderfläche der mittleren Treiberelektrode und die zweiten paarweisen Treiberelektroden an einer Rück seite der mittleren Treiberelektrode vorgesehen sind.

Ferner ist es vorzuziehen, daß jede der Detektorelektroden eine Längsmittelachse hat, die zu einer Längsmittelachse des Detektorarms fluchtet, und daß jede der Detektorelek troden eine Breite hat, die kleiner als die Breite jedes der Detektorarme ist, und jede der Treiberelektroden sich entlang einer Seitenkante des mittleren Treiberarms er streckt und jede der Treiberelektroden eine kleinere Breite als die halbe Breite des mittleren Treiberarms hat.

Ferner ist es insbesondere vorzuziehen, daß die Detektor elektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben und die Treiberelektroden die gleiche Breite und die glei che Länge haben.

Es ist ferner insbesondere vorzuziehen, daß die Detektor elektroden eine Breite haben, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Detektorarme liegt, und eine Länge haben, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Detektorarme liegt, und jede Elektrode der ersten paarwei sen Treiberelektroden an der rechten Seitenfläche des mitt leren Treiberarms und der zweiten paarweisen Treiberelek troden an der linken Seitenfläche des zweiten Treiberarms eine Gesamtbreite haben, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Treiberarms liegt, und die Treiber elektroden eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Treiberelektrode haben.

Ebenfalls ist es vorzuziehen, daß die ersten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jeder seitlichen zwei Detektorar me der drei Detektorarme vorgesehen sind, an die Seite der ersten Polarität einer Wechselstromquelle angeschlossen sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Detektor elektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen je des der zwei seitlichen Detektorarme der drei Detektorarme angeordnet sind, mit der Seite der zweiten Polarität einer Wechselstromquelle verbunden sind, und die ersten paarwei sen zwei der vier Detektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des mittleren Detektorarms der drei Detektorarme vorgesehen sind, an die Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen sind und die zweiten paarweisen zwei der vier Detektorelektro den, die an den rechten und linken Seitenflächen des mitt leren Detektorarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, an die Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle ange schlossen sind, und die zwei der vier Treiberelektroden, die diagonal positioniert sind, an die Seite der ersten Po larität der Wechselstromquelle angeschlossen sind und die verbleibenden zwei der vier Treiberelektroden, die diagonal positioniert sind, an die Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen sind.

Ferner ist es vorzuziehen, daß die Vibration in der Ebene des mittleren Treiberarms zu der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme eine Phasenverschiebung von 180 Grad hat.

Es ist ferner insbesondere vorzuziehen, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms zu der Vi bration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen Detektorar me eine Phasenverschiebung von 180 Grad hat.

Ebenfalls ist es vorzuziehen, daß alle Teile des piezoelek trischen Vibrationsgyroskops eine gleichförmige Dicke ha ben.

Ebenfalls ist es vorzuziehen, daß ein einzelner Halter me chanisch an der Position des Schwerpunktes des piezoelek trischen Vibrationsgyroskops befestigt ist.

Ferner ist es vorzuziehen, daß der Halter sich ausgehend von der Position des Schwerpunktes in einer Richtung senk recht zur Ebene des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops erstreckt.

Der Körper hat ebenfalls vorzugsweise eine regelmäßige Rechteckform mit vier rechtwinkligen Ecken.

Der Körper hat ebenfalls vorzugsweise eine allgemeine Rechteckform mit abgeschnittenen vier Ecken.

Vorzugsweise ist sowohl die Oberseite eines mittleren Trei berarms der Anzahl Treiberarme als auch die Oberseite eines mittleren Detektorarms der Anzahl Detektorarme ausgeschnit ten, so daß der mittlere Treiberarm und der mittlere Detek torarm kürzer als die übrigen Arme der Anzahl Treiber- und Detektorarme ist.

Vorzugsweise hat jeder der Anzahl Treiberarme und der An zahl Detektorarme in einer Ebene rechtwinklig zur Längs richtung eine quadratische Querschnittsform.

Die zweite vorliegende Erfindung schafft ein piezoelektri sches Vibrationsgyroskop mit: einem Körper in Form einer rechteckigen Platte, die durch ein erstes Maß in einer Längsrichtung und ein zweites Maß in einer Breitenrichtung definiert ist; mehreren Treiberarmen, die sich von der er sten Seite des Körpers in Längsrichtung und in der Ebene wie der Körper erstrecken; einer Anzahl von detektierenden Armen, die sich ausgehend von einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite des Körpers in einer antiparallelen Rich tung zur Längsrichtung und auch in der Ebene wie der Körper erstrecken; einer Anzahl Treiberelektroden, die auf der An zahl Treiberarme vorgesehen sind und mit einer Wechselspan nung beaufschlagt werden, um zu bewirken, daß die Anzahl Treiberelektroden eine Vibration in der Ebene eines trei benden Modus in der Richtung der Breite, die in der Ebene enthalten ist, zeigen; mehreren detektierenden Elektroden an wenigstens einem der Anzahl detektierender Arme zum De tektieren einer Spannung, die durch eine Vibration senk recht zur Ebene des detektierenden Modus in einer Vertikal richtung zur Ebene verursacht wird, wobei eine einzelne Halterung mechanisch am Schwerpunkt des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops vorgesehen ist.

Vorzugsweise erstreckt sich die Halterung ausgehend vom Schwerpunkt in einer vertikalen Richtung zur Ebene des pie zoelektrischen Vibrationsgyroskops.

Ebenfalls vorzugsweise ist das erste Maß des Körpers gleich oder größer als das zweite Maß des Körpers, um zu ermögli chen, daß sich die Vibration senkrecht zur Ebene des detek tierenden Modus von einer Anzahl Treiberarme über den Kör per auf die Anzahl detektierender Elektroden ausbreitet, und um zu verhindern, daß die Vibration in der Ebene im treibenden Modus sich von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die Anzahl detektierender Elektroden ausbreitet.

Ferner ist es vorzuziehen, daß der Körper in der gleichen Richtung wie die Vibration in der Ebene eine höhere Stei figkeit hat als die anderen Steifigkeiten in anderen Rich tungen.

Es ist ebenfalls vorzuziehen, daß die Anzahl der Treiberar me die gleiche wie die Anzahl der Detektorarme ist.

Ferner ist das piezoelektrische Vibrationsgyroskop vorzugs weise sowohl in der Längsrichtung als auch in der Breiten richtung symmetrisch.

Ferner ist es insbesondere vorzuziehen, daß der mittlere Treiberarm der Treiberarme und der mittlere Detektorarm der Detektorarme auf der Längsmittelachse parallel zur Längs richtung ausgerichtet sind.

Vorzugsweise haben die Anzahl Treiberarme drei Treiberarme und die Anzahl Detektorarme drei Detektorarme.

Ferner ist es vorzuziehen, daß der mittlere Treiberarm der drei Treiberarme und der mittlere Detektorarm der drei De tektorarme auf der Längsmittelachse parallel zur Längsrich tung ausgerichtet sind.

Die drei Treiberarme und die drei Detektorarme haben vor zugsweise die gleiche Länge und die gleiche Breite.

Vorzugsweise sind vier Treiberelektroden an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen und den rechten und linken Seitenflächen jedes der drei Treiberarme vorgesehen und er ste paarweise Detektorelektroden sind an einer Vorderseite der mittleren Detektorelektrode und zweite paarweise Detek torelektroden sind an einer Rückseite der mittleren Detek torelektrode vorgesehen.

Ferner hat jede Treiberelektrode vorzugsweise eine Längs mittelachse, die zur Längsmittelachse des Treiberarms fluchtet, und jede der Treiberelektroden hat eine Breite, die kleiner als die Breite jedes der Treiberarme ist, und jede der Detektorelektroden erstreckt sich entlang einer Seitenkante des mittleren Detektorarms und jede der Detek torelektroden hat eine Breite, die kleiner als die halbe Breite des mittleren Detektorarms ist.

Die Treiberelektroden haben darüber hinaus vorzugsweise die gleiche Breite und die gleiche Länge und die Detektorelek troden haben die gleiche Breite und die gleiche Länge.

Ferner haben die Treiberelektroden eine Breite, die im Be reich von 50% bis 70% der Breite jedes der Treiberarme liegt, und eine Länge, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Treiberarme liegt, und jede der ersten paarweisen Detektorelektroden auf der rechten Seitenfläche des mittleren Detektorarms und der zweiten paarweisen De tektorelektroden auf der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms haben eine Gesamtbreite, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Detektorarms liegt, und die Detektorelektroden haben eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Detektorelektrode.

Die ersten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jedes der zwei Treiberarme der drei Treiberarme angeordnet sind, sind vorzugsweise an die Seite mit einer ersten Polarität einer Wechselstromquelle angeschlossen und die zweiten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen an jedem der seitlichen zwei Treiber arme der drei Treiberarme vorgesehen sind, sind an die Sei te mit einer zweiten Polarität der Wechselstromquelle ange schlossen, und die ersten paarweisen zwei der vier Trei berelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Haupt flächen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vor gesehen sind, sind an die Seite mit der zweiten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen und die zweiten paar weisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, sind an die Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen, und die zwei der vier Detektorelektroden, die diagonal positioniert sind, sind an die Seite mit der ersten Polarität der Wech selstromquelle angeschlossen und die verbleibenden zwei der vier Detektorelektroden, die diagonal positioniert sind, sind an die Seite mit der zweiten Polarität der Wechsel stromquelle angeschlossen.

Ferner hat die Vibration in der Ebene des mittleren Trei berarms vorzugsweise gegenüber der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme eine Phasendifferenz von 180 Grad.

Ferner ist insbesondere vorzuziehen, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms zu der Vi bration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen Detektorar me eine Phasendifferenz von 180 Grad hat.

Vorzugsweise sind vier Detektorelektroden an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen und rechten und linken Sei tenflächen jedes der drei Detektorarme vorgesehen, und die ersten paarweisen Treiberelektroden sind an einer Vorder fläche der mittleren Treiberelektrode und die zweiten paar weisen Treiberelektroden sind an der rückwärtigen Fläche der mittleren Treiberelektrode vorgesehen.

Ferner haben die Detektorelektroden vorzugsweise eine Längsmittelachse, die zu einer Längsmittelachse des Detek torarms fluchtet, und jede der Detektorelektroden hat eine Breite, die kleiner als die Breite jedes der Detektorarme ist, und jede der Treiberelektroden erstreckt sich entlang einer Seitenkante des mittleren Treiberarms und jede der Treiberelektroden hat eine Breite, die kleiner als die hal be Breite des mittleren Treiberarms ist.

Ferner haben die Detektorelektroden vorzugsweise die glei che Breite und die gleiche Länge und die Treiberelektroden haben die gleiche Breite und die gleiche Länge.

Weiterhin haben die Detektorelektroden vorzugsweise eine Breite, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Detektorarme liegt, und eine Länge, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Detektorarme liegt, und jede der ersten paarweisen Treiberelektroden auf der rechten Seitenfläche des mittleren Treiberarms und der zweiten paarweisen Treiberelektroden auf der linken Seitenfläche des zweiten Treiberarms hat eine Gesamtbreite, die im Be reich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Treiberarms liegt, und die Treiberelektroden haben eine Länge im Be reich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Treiberelek trode.

Die ersten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jedes der zwei seitlichen Detektorarme der drei Detektorarme vorgese hen sind, sind vorzugsweise an die Seite mit der ersten Po larität einer Wechselstromquelle angeschlossen, und die zweiten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen jedes der zwei Detek torarme der drei Detektorarme vorgesehen sind, sind an die Seite mit der zweiten Polarität der Wechselspannungsquelle angeschlossen, und die ersten paarweisen zwei der vier De tektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des mittleren Detektorarms der drei Detektor arme vorgesehen sind, sind an die Seite mit der zweiten Po larität der Wechselstromquelle angeschlossen und die zwei ten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen des mittleren Detektorarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, sind an die Seite mit der ersten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen, und die zwei der vier Treiberelektroden, die diagonal posi tioniert sind, sind an die Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen und die verbleibenden zwei der vier Treiberelektroden, die diagonal positioniert sind, sind an die Seite der zweiten Polarität der Wechselstrom quelle angeschlossen.

Ferner hat die Vibration in der Ebene des mittleren Trei berarms vorzugsweise eine Phasendifferenz von 180 Grad zur Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme.

Ferner hat die Vibration senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms vorzugsweise eine Phasendifferenz von 180 Grad zur Vibration senkrecht zur Ebene in den zwei seitlichen Detektorarmen.

Alle Teile des gesamten piezoelektrischen Vibrationsgyro skops haben vorzugsweise eine gleichförmige Dicke.

Der Körper hat vorzugsweise eine Rechteckform mit recht winkligen vier Ecken.

Der Körper hat vorzugsweise eine allgemeine Rechteckform mit abgeschnittenen vier Ecken.

Vorzugsweise ist sowohl das obere Ende eines mittleren Treiberarms der Anzahl von Treiberarmen als auch das obere Ende eines mittleren Detektorarms der Anzahl von Detektor armen abgeschnitten, so daß der mittlere Treiberarm und der mittlere Detektorarm kürzer als die übrigen Arme der Trei ber- und Detektorarme sind.

Die Anzahl Treiberarme und die Anzahl Detektorarme haben vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt in einer Ebene rechtwinklig zur Längsrichtung.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren be schrieben. Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten neuen sechsarmigen piezoelektri schen Vibrationsgyroskops gemäß einer ersten Ausführungs form in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4B ist eine Vorderansicht zur Erläuterung einer Detek torelektrode und der Treiberelektroden des ersten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegen den Erfindung. Fig. 4C ist eine Ansicht von unten zur Er läuterung einer Detektorelektrode des ersten neuen sechsar migen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung. Fig. 5 ist ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbin dungen der beteiligten Treiberelektroden des ersten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegen den Erfindung. Fig. 6 ist ein Schaltbild zur Erläuterung der Verbindungen der beteiligten Detektorelektrode des er sten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyro skops gemäß Fig. 3 in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bezugnehmend auf Fig. 3 hat das erste neue sechsarmige pie zoelektrische Vibrationsgyroskop 10 einen Körper 17 in Form einer rechteckigen Platte, erste, zweite und dritte Treiber arme 11, 12 und 13 und erste, zweite und dritte Treiberarme 14, 15 und 16. Der Körper 17 in Form einer rechteckigen Platte hat einander gegenüberliegende erste und zweite Sei ten, die in einer Längsrichtung des Körpers 17 mit der rechteckigen Plattenform beabstandet sind. Die ersten, zwei ten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 erstrecken sich ausgehend von der ersten Seite des Körpers 17 in Form einer rechteckigen Platte in der Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17, wobei die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 parallel zueinander ver laufen. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 sind mit einem konstanten Abstand angeordnet, so daß der Spalt zwischen den ersten und zweiten Treiberarmen 11 und 12 gleich einem Spalt zwischen den zweiten und dritten Treiberarmen 12 und 13 ist. Der zweite Treiberarm 12 ist zwischen dem ersten und dritten Treiberarm 11 und 13 posi tioniert. Die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 erstrecken sich ausgehend von der zweiten Seite des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17 in Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17, wobei die er sten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 paral lel zueinander und antiparallel zu den ersten, zweiten und dritten Treiberarmen 11, 12 und 13 liegen. Die ersten, zwei ten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 sind in einem konstanten Rastermaß vorgesehen, so daß der Spalt zwischen den ersten und zweiten Detektorarmen 14 und 15 gleich dem Spalt zwischen den zweiten und dritten Detektorarmen 15 und 16 ist. Der zweite Detektorarm 15 ist zwischen dem ersten und dritten Detektorarm 14 und 16 angeordnet. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 liegen recht winklig zur ersten Seite des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17. Die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 liegen rechtwinklig zur zweiten Seite des rechtec kigen plattenförmigen Körpers 17. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 haben die gleiche Länge. Die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 haben ebenfalls die gleiche Länge. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 haben die gleiche Länge wie die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16. Der erste Treiberarm 11 und der dritte Detektorarm 16 fluchten zueinander auf einer auf der linken Seite liegenden Linie parallel zur Längsrichtung des rechteckigen platten förmigen Körpers 17. Der zweite Treiberarm 12 und der zweite Detektorarm 15 fluchten zueinander auf einer Mittellinie parallel zur Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17. Der dritte Treiberarm 13 und der ersten Detek torarm 14 fluchten zueinander auf einer auf der rechten Sei te liegenden Linie parallel zur Längsrichtung des rechtecki gen plattenförmigen Körpers 17. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 haben die gleichen Abstän de wie die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16. Jeder der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 ist stabförmig und hat einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Jeder der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 ist ebenfalls stabförmig und hat einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 und die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 liegen in der Ebene wie der rechteckige plattenförmige Kör per 17. Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop hat einen in Z-Richtung geschnittenen Langer-piezoelektri schen-Kristall. Die X-Achse verläuft parallel zu den ersten und zweiten Seiten des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17. Die Y-Achse verläuft parallel zu der Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 17. Die Z-Achse ver läuft senkrecht zur Ebene des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 liegen in einer Richtung parallel zur Y-Achse, während die ersten, zweiten und dritten Detek torarme 14, 15 und 16 in einer Richtung antiparallel zur Y-Achse liegen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4A, 4B und 4C werden die Treiberelektroden und die Detektorelektroden beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, hat jeder der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 eine Stabform mit quadratischem Querschnitt. Jeder der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 hat ebenfalls eine Stab form mit quadratischem Querschnitt. Die vier Treiberelek troden 18 sind an den vier Flächen jedes Stabes mit quadra tischem Querschnitt der ersten, zweiten und dritten Trei berarme 11, 12 und 13 vorgesehen. Die vier Treiberelektro den 18 sind an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen und den rechten und linken Seitenflächen jedes Stabes mit quadratischem Querschnitt der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 angeordnet. Insgesamt sind zwölf Treiberelektroden 18 an den ersten, zweiten und dritten Treiberarmen 11, 12 und 13 vorgesehen. Jede der Treiber elektroden 18 hat die Form eines schmalen plattenförmigen Streifens. Jede der Treiberelektroden 18 hat eine etwas ge ringere Breite als die jedes Stabes mit quadratischem Quer schnitt der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13. Jede der Treiberelektroden 18 verläuft in Längs richtung jedes Stabes mit quadratischem Querschnitt der er sten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13, wobei jede der Treiberelektroden 18 ausgehend von einer Position in der Nähe der Basis jedes Quadratstabes der ersten, zwei ten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 zu einer anderen Position in der Nähe des oberen Endes jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 verläuft. Die Längsmittelachse jeder der Treiberelektroden 18 fluchtet zur Längsmittelachse jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13, so daß jede der Treiberelektroden 18 an jeder Fläche jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 liegt, mit Ausnahme der einander gegenüber liegenden Bereiche und des oberen Bereiches jeder Fläche des Quadratstabes. Die Treiberelektroden 18 haben die glei che Größe und die gleiche Form. Die vier Detektorelektroden 19 sind an den rechten und linken Seitenflächen nur des zweiten Detektorarms 15 vorgesehen. Es sind nämlich zwei Detektorelektroden 19 an der rechten Seitenfläche des zwei ten Detektorarms 15 angeordnet und die verbleibenden zwei Detektorelektroden 19 sind an der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms 15 angeordnet. An den ersten und drit ten Detektorarmen 14 und 16 ist keine Detektorelektrode vorgesehen. Jede der Detektorelektroden 19 hat die Form ei nes schmalen plattenförmigen Streifens. Jede der Detektor elektroden 19 hat eine etwas kleinere Breite als die halbe Breite des zweiten Detektorarms 15. Ein erstes Paar Detek torelektroden 19 erstreckt sich in der Längsrichtung der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms 16, wobei die Detektorelektroden 19 in Längsrichtung des zweiten Detek torarms 16 liegen und auf der linken Seitenfläche der zwei ten Detektorelektrode 16, jedoch entlang der einander ge genüberliegenden Seiten der zweiten Detektorelektrode 16 liegen, so daß die paarweisen Detektorelektroden 19 durch den mittleren Bereich der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms 16 zueinander beabstandet sind. Ein zweites Paar Detektorelektroden 19 erstreckt sich in der Längsrich tung der rechten Seitenfläche des zweiten Detektorarms 16, wobei die Detektorelektroden 19 sich in Längsrichtung des zweiten Detektorarms 16 und auf der rechten Seitenfläche der zweiten Detektorelektrode 16, jedoch entlang der einan der gegenüberliegenden Seiten der zweiten Detektorelektrode 16 so erstrecken, daß die paarweisen Detektorelektroden 19 durch den mittleren Bereich auf der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms 16 zueinander beabstandet sind. Die vier Detektorelektroden 19 erstrecken sich somit entlang der vier Kanten der quadratstabförmigen Detektorelektrode 19. Die vier Detektorelektroden 19 erstrecken sich von ei ner Position in der Nähe der Basis des zweiten Detektorarms 16 zu einer anderen Position in der Nähe der Oberseite des zweiten Detektorarms 16.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 werden im folgenden die Verbin dungen der Treiberelektroden 18 beschrieben. Die Treiber elektroden 18 sind an eine Wechselstromquelle angeschlos sen. Die Treiberelektroden 18, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des ersten Treiberarms 11 liegen, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstrom quelle verbunden. Die Treiberelektroden 18, die an den lin ken und rechten Seitenflächen des ersten Treiberarms 11 an geordnet sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die Treiberelektroden 18, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des zweiten Treiberarms 12 angeordnet sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die Treiberelektroden 18, die an den linken und rechten Seiten flächen des zweiten Treiberarms 12 angeordnet sind, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die Treiberelektroden 18, die an den vorderen und rückwärtigen Seitenflächen des dritten Treiberarms 13 angeordnet sind, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die Treiberelektroden 18, die an den linken und rechten Seitenflächen des dritten Treiberarms 13 angeordnet sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die Treiberelektroden 18, die am zweiten Treiberarm 12 angeord net sind, haben eine entgegengesetzte Polarität zu der Po larität der Treiberelektroden 18, die an den ersten und dritten Treiberarmen 11 und 13 angeordnet sind.

Die Detektorelektroden 19 sind auch mit der Wechselstrom quelle verbunden. Die ersten zwei der Detektorelektroden 19, die diagonal positioniert sind, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die zweiten zwei der Detektorelektroden 19, die diagonal posi tioniert sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die zwei Detektorelektroden 19, die an der gleichen Seitenfläche der zweiten Detektor elektrode vorgesehen sind, sind mit den Seiten entgegenge setzter Polarität der Wechselstromquelle verbunden.

Im folgenden werden die Vorgänge zum Detektieren der Win kelgeschwindigkeit des rotierenden Gegenstandes durch das erste neue sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 beschrieben. An die Treiberelektroden 18 wird eine Wech selspannung angelegt, wodurch die elektrischen Felder, die durch die Pfeilmarkierungen in Fig. 5 dargestellt sind, in jedem der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13, die aus piezoelektrischem Material bestehen, erregt werden. Diese Erregung der elektrischen Felder in den er sten, zweiten und dritten Treiberarmen 11, 12 und 13 be wirkt mechanische Drücke, mit welchen die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 beaufschlagt werden. Diese mechanischen Drücke, mit welchen die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 beaufschlagt werden, bewirken Ausschläge nach rechts und links in der Hauptebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13. Die ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 haben jeweils ein angeregtes elektrisches Feld mit identischer Richtung, so daß aus diesem Grund die ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 bezüglich der Richtung ihres Ausschlags einander identisch sind. Als ein Ergebnis sind die ersten und drit ten Treiberarme 11 und 13 bezüglich der Phase ihrer Vibra tion in der Ebene identisch. Die ersten und dritten Trei berarme 11 und 13 sind jedoch entgegengesetzt zur Richtung des erregten elektrischen Feldes im zweiten Treiberarm 12, aus welchem Grund die ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 jedoch einen Ausschlag aufweisen, die entgegengesetzt zu der Richtung des Ausschlags des zweiten Treiberarms 12 ist. Als ein Ergebnis haben die ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 jedoch eine entgegengesetzte Phase zur Phase des zweiten Treiberarms 12 ihrer Vibration in der Ebene. Fig. 7 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung zur Er läuterung eines ersten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops, das die Vibrationen in der Ebene der drei Treiberarme gemäß einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Der zweite Treiberarm 12 zeigt eine Vibration in der Ebene, die zu den Vibrationen in der Ebene der ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 einen Phasenunterschied von 180 Grad hat, wobei der zweite Treiberarm 12 eine zum Ausschlag des ersten und dritten Treiberarms 11 und 13 entgegengesetzte Richtung hat. Gemäß der Darstellung sind die Ausschläge der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 übertrieben dargestellt, so daß der zweite Treiberarm 12 nahe dem ersten Treiberarm 11 ist. Tatsächlich jedoch sind die Ausschläge extrem klein und es wird niemals bewirkt, daß der zweite Treiberarm 12 sich an die ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 annä hert.

Wenn das vorstehende sechsarmige piezoelektrische Vibrati onsgyroskop 10 auf einem rotierenden Gegenstand plaziert wird, der in der Fig. 3 um eine Y-Achse mit einer Winkelge schwindigkeit Ω dreht, wird die Corioliskraft auf die er sten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 in ei ner Richtung vertikal zur Hauptfläche des sechsarmigen, piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 ausgeübt. Fig. 8 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des er sten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyro skops mit den senkrecht zur Ebene verlaufenden Vibrationen des mittleren Detektorarms in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Corioliskraft, mit der die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 beaufschlagt werden, bewirkt, daß die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 die Vibrationen senk recht zur Ebene zeigen, wobei die ersten und dritten Trei berarme 11 und 13 bezüglich ihrer Phase der Vibrationen senkrecht zur Ebene identisch sind, während der zweite Treiberarm 12 eine Phasendifferenz von 180 Grad der Vibra tionen senkrecht zur Ebene zu den ersten und dritten Trei berarmen 11 und 13 hat. Diese Vibrationen senkrecht zur Ebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 breiten sich durch den Körper 17 auf die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 an der ge genüberliegenden Seite aus. Als Ergebnis wird verursacht, daß die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 Vibrationen senkrecht zur Ebene in der Richtung senk recht zur Hauptfläche des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 aufweisen, wobei die ersten und dritten Detektorarme 14 und 16 phasenidentische Vibrationen senkrecht zur Ebene aufweisen, während der zweite Detektor arm 15 einen Phasenunterschied von 180 Grad der Vibrationen senkrecht zur Ebene zu den ersten und dritten Detektorarmen 14 und 16 hat. Die vorstehend genannte Vibration in der Ebene ist der treibende Modus des sechsarmigen piezoelek trischen Vibrationsgyroskops 10, während die Vibration senkrecht zur Ebene der detektierende Modus des sechsarmi gen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 ist. Die Aus schläge der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 bei den Vibrationen senkrecht zur Ebene ist um ein paar Mal größer als die Ausschläge der ersten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 in den Vibrationen senkrecht zur Ebene. Es ist jedoch für die vorliegende Erfindung wichtig, daß der Körper 17 eine solche rechteckige Plattenform hat, daß das Längenmaß in der Längsrichtung gleich oder größer als das Breitenmaß in der Richtung der Breite ist. Das Längsmaß ist das Maß des Körpers 17 in Längsrichtung, die parallel zur Längsrichtung der ersten, zweiten, dritten Treiberarme 11, 12 und 13 und der ersten, zweiten und drit ten Detektorarme 14, 15 und 16 verläuft. Das Breitenmaß ist das Maß des Körpers 17 in Richtung der Breite, die parallel zu den ersten und zweiten einander gegenüberliegenden Sei ten des Körpers 17 und auch rechtwinklig zur Längsrichtung der ersten, zweiten, dritten Treiberarme 11, 12 und 13 und der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 ist. Der Körper 17 mit der rechteckigen Plattenform hat in der ebenen Richtung eine hohe Steifigkeit in der Ebene. Die vorstehend angegebene Größe und die hohe Steifigkeit in der Ebene des Körpers 17 bewirkt, daß die Vibrationen in der Ebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 fast überhaupt nicht auf die gegenüberliegenden er sten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 ausge breitet werden. Der Körper 17 ist absichtlich so gestaltet, daß sein Längsmaß gleich oder größer als das Maß der Breite ist, um die Ausbreitung der Vibrationen in der Ebene von den ersten, zweiten und dritten Treiberarmen 11, 12 und 13 auf die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 zu verhindern. Demgemäß wird fast überhaupt keine Vibra tion in der Ebene in den ersten, zweiten und dritten Detek torarmen 14, 15 und 16 angeregt. Der zweite Detektorarm 15 zeigt die Vibration senkrecht zur Ebene. Der Ausschlag des zweiten Detektorarms 15 in der Vibration senkrecht zur Ebe ne bewirkt elektrische Felder, die zueinander antiparallel sind und in der Fig. 6 auch durch Pfeilmarkierungen reprä sentiert sind. Die elektrischen Felder, die gemäß des Aus schlags des zweiten Detektorarms 15 bei der Vibration senk recht zur Ebene verursacht werden, bewirken Potentialverän derungen der Detektorelektroden 19 an den einander gegen überliegenden Seiten des Detektorarms 15, wobei die Poten tialveränderungen gemäß dem Ausschlag des zweiten Detektor arms 15 in der Vibration senkrecht zur Ebene sind. Eine Am plitude des Potentials wird gemessen, um eine Winkelge schwindigkeit Ω des rotierenden Objektes um die Y-Achse zu messen.

Die Fig. 7 und 8 zeigen den Vibrationsmodus in der Ebene und den Vibrationsmodus senkrecht zur Ebene des sechsarmi gen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10, die durch die finite Elementenmethode analysiert worden sind. Es hat sich jedoch bestätigt, daß die Verteilungen der tatsächlichen Vibration in der Ebene und der tatsächlichen Vibration senkrecht zur Ebene, die tatsächlich durch ein Laser- Doppler-Vibrometer gemessen worden sind, gut den vorstehend analysierten Vibrationsmodi in der Ebene und senkrecht zur Ebene entsprechen.

Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 wur de wie folgt hergestellt. Eine Platte des sechsarmigen pie zoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 wurde aus der Z-ge schnittenen Langer-Site-Platte durch ein Drahtschneidever fahren geschnitten. Ein Verdampfungs- und ein Fotoresist verfahren wurden durchgeführt, um selektiv Au/Cr-Verdampf ungselektroden auszubilden, die als die Treiberelektroden 18 und die Detektorelektroden 19 dienen.

Um jegliche Rauschvibration, die sich von der vorstehenden Vibration in der Ebene im Treibermodus und der vorstehenden Vibration senkrecht zur Ebene im Detektormodus unterschei den, zu unterdrücken, ist das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 vorzugsweise symmetrisch gestaltet, und zwar mit Bezug auf sowohl die oberen und unteren Rich tungen als auch die rechten und linken Richtungen und auch bezogen darauf, daß die ersten, zweiten und dritten Trei berarme 11, 12 und 13, die ersten, zweiten und dritten De tektorarme 14, 15 und 16 und der Körper 17 die gleiche Län ge haben. Wenn das sechsarmige piezoelektrische Vibrations gyroskop 10 sich stark von der vorstehend genannten symme trischen Form mit gleichförmiger Länge unterscheidet, dann scheint eine unerwünschte Vibration mit einer anderen Fre quenz als der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene und auch der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene, wodurch ein Falschansprechen erscheint. Die vorste hende symmetrische Form gleichmäßiger Länge des sechsarmi gen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 ermöglicht, daß das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 eine gewünschte Frequenzansprechbarkeit und Hochgeschwin digkeitsansprechbarkeit ohne Falschansprechen hat. Es ist beispielsweise möglich, daß die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 und der Körper 17 die gleiche Dicke von 0,42 mm haben. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 und die ersten, zweiten und drit ten Detektorarme 14, 15 und 16 haben die gleiche Breite von 0,4 mm und die gleiche Länge von 6,0 mm. Der Körper 17 hat eine Länge im Bereich von 4 mm bis 6 mm und eine Breite von 4 mm.

Um die Vibration in der Ebene der ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 11, 12 und 13 bei einer möglichen hohen Frequenz bei Anlegen der Spannung an die Treiberelektroden 18 anzuregen, haben die Treiberelektroden 18 vorzugsweise eine solche Größe, daß der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient soweit als möglich erhöht werden kann. Es wird eine Beziehung zwischen dem wirksamen elektromecha nischen Kopplungskoeffizienten und der Größe der Treiber elektrode 18 beschrieben. Der Körper 17 hat eine ausrei chend größere Steifigkeit als die ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 11, 12 und 13. Aus diesem Grund kann jeder der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 als ein einseitig gelagerter Balken betrachtet werden. Fig. 9A zeigt in einer Seitenansicht einen Treiberarm des sechs armigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der als ein einseitig gelagerter Balken betrachtet wird. Fig. 9B zeigt in einer Draufsicht die Oberseite des Treiberarms, der gemäß Fig. 9A als ein einseitig gelagerter Balken be trachtet wird. Die Beziehung zwischen dem wirksamen elek tromechanischen Kopplungskoeffizienten und der Größe der Treiberelektrode 18 wurde wie folgt untersucht. Es wird an genommen, daß die Treiberelektrode 18 eine Breite "We" und eine Länge "Le" hat, und der zweite Treiberarm 12 eine Breite "Wa" und eine Länge "La" hat. Ein Verhältnis von "We"/"Wa" wird konstant auf 0,7 gehalten, während ein Ver hältnis von "Le"/"La" von 0 bis 1 geändert wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden Änderungen des wirksamen elektromechani schen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Le"/"La" untersucht. Fig. 10 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Le"/"La", unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis "We"/"Wa" mit 0,7 konstant gehalten worden ist. Der wirksame elektromechani sche Kopplungskoeffizient ist im Bereich des Verhältnisses "Le"/"La" von 0,4 bis 0,6 hoch. Das Verhältnis "We"/"Wa" wurde von 0 bis 1 geändert, während das Verhältnis von "Le"/"La" mit 0,6 konstant gehalten wurde. Zu diesem Zeit punkt wurden Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "We"/"Wa" untersucht. Fig. 11 ist eine graphi sche Darstellung zur Erläuterung der Änderungen des wirksa men elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Re lativwert bezogen auf das Verhältnis "We"/"Wa", unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis "Le"/"La" mit 0,6 kon stant gehalten worden ist. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Bereich des Verhältnisses "We"/"Wa" von 0,5 bis 0,8 hoch. Daraus folgt, daß um einen möglichst hohen wirksamen elektromechanischen Kopplungsko effizienten zu erhalten, es vorzuziehen ist, daß die Trei berelektroden 18 eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 haben, und daß die Treiberelektroden 18 eine Breite im Bereich von 50% bis 80% der Breite der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 haben.

Um die Vibration in der Ebene des zweiten Detektorarms 15 mit einer möglichst hohen Frequenz bei Anlegen einer Span nung an die Detektorelektroden 19 anzuregen, haben die De tektorelektroden 19 vorzugsweise eine solche Größe, daß es möglich ist, den wirksamen elektromechanischen Kopplungsko effizienten zu erhöhen. Es wird eine Beziehung zwischen dem wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und der Größe der Detektorelektrode 19 beschrieben. Der Körper 17 hat eine ausreichend größere Steifigkeit als der zweite Detektorarm 15. Aus diesem Grund kann jeder zweite Detek torarm 15 als ein einseitig gelagerter Balken betrachtet werden. Fig. 12A zeigt in einer Seitenansicht einen Detek torarm des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyro skops gemäß einer ersten Ausführungsform gemäß der vorlie genden Erfindung, der als ein einseitig gelagerter Balken betrachtet wird. Fig. 12B zeigt in einer Draufsicht die Oberseite des Detektorarms, der als einseitig gelagerter Balken betrachtet wird, gemäß Fig. 12A. Die Beziehung zwi schen dem wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizi enten und der Größe der Detektorelektrode 19 wurde wie folgt untersucht. Es wurde angenommen, daß die Detektor elektrode 19 eine Breite "Wev" und eine Länge "Lev" hat, und der zweite Detektorarm 15 eine Breite "Wav" und eine Länge "Lav" hat. Das Verhältnis von "Wev"/"Wav" wurde mit 0,5 konstant gehalten, während das Verhältnis von "Lev"/"Lav" von 0 bis 1 geändert wurde. Zu diesem Zeit punkt wurden Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Lev"/"Lav" untersucht. Die Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Lev"/"Lav", wo bei das Verhältnis "Wev"/"Wav" mit 0,5 konstant gehalten ist. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Bereich des Verhältnisses "Lev"/"Lav" von 0,4 bis 0,7 hoch. Das Verhältnis "Wev"/"Wav" wurde von 0 bis 1 ge ändert, während das Verhältnis "Lev"/"Lav" mit 0,6 konstant gehalten wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Wev"/"Wav" untersucht. Fig. 14 zeigt eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Änderungen des wirksamen elektromechani schen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Wev"/"Wav", wobei das Verhältnis von "Lev"/"Lav" mit 0,6 konstant gehalten wurde. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Bereich des Verhältnisses "Wev"/"Wav" von 0,3 bis 0,5 hoch. Daraus folgt, daß, um einen möglichst hohen wirksamen elektrome chanischen Kopplungskoeffizienten zu erzielen, es vorzuzie hen ist, daß die Detektorelektroden 19 eine Länge im Be reich von 40% bis 70% der Länge des zweiten Detektorarms 15 haben, und daß die Detektorelektroden 19 eine Breite im Be reich von 30% bis 50% der Breite des zweiten Detektorarms 15 haben.

Wenn eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vi bration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfre quenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus extrem klein ist, dann ist die Empfindlichkeit des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 hoch, aber die Einflüsse von Rauschen, verursacht durch Über gangsänderungen in der Winkelgeschwindigkeit infolge von externer Vibration ist relativ groß. Um zu ermöglichen, daß das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 eine gute Frequenzansprechbarkeit und hohe Empfindlichkeit hat, ist es w 55566 00070 552 001000280000000200012000285915545500040 0002010103813 00004 55447irksam, die Frequenzwanderung so zu gestalten, daß die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und die Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus er höht ist. Es wird angenommen, daß das sechsarmige piezo elektrische Vibrationsgyroskop 10 an einem Kraftfahrzeug befestigt ist. In diesem Fall ist die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treiber modus und der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus vorzugsweise ungefähr 100 Hz. Bei diesem Beispiel ist diese Differenz auf 96 Hz einge stellt. Es wird ein Verfahren untersucht, wie die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfrequenz der Vibration senk recht zur Ebene im detektierenden Modus abzustimmen ist. Vier Ecken des rechteckförmigen Körpers 17 werden durch ei nen Laser abgeschnitten. Wenn die vier Ecken des Körpers 17 abgeschnitten sind, dann ist sowohl die Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus als auch die Re sonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detek tierenden Modus gesenkt, wobei die Größe der Verminderung der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treiber modus größer als die Größe der Verminderung der Resonanz frequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektieren den Modus ist. Die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Reso nanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektie renden Modus ist nämlich durch Abschneiden der vier Ecken des Körpers 17 abstimmbar. Es wird ein weiteres Verfahren zum Abstimmen der Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Reso nanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektie renden Modus untersucht. Das obere Ende des zweiten Trei berarms 12, der in der Mitte positioniert ist, und das obe re Ende des zweiten Detektorarms 15, der in der Mitte posi tioniert ist, wird durch einen Laser abgeschnitten. Wenn das obere Ende des zweiten Treiberarms 12, der in der Mitte positioniert ist, und das obere Ende des zweiten Detektor arms 15, der in der Mitte positioniert ist, abgeschnitten sind, dann ist sowohl die Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus als auch die Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus er höht, wobei die Größe der Erhöhung der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus grö ßer als die Größe der Erhöhung der Resonanzfrequenz der Vi bration in der Ebene im Treibermodus ist. Die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfrequenz der Vibration senk recht zur Ebene im detektierenden Modus ist nämlich durch Abschneiden des oberen Endes des zweiten Treiberarms 12, der in der Mitte positioniert ist, und des oberen Endes des zweiten Detektorarms 15, der in der Mitte positioniert ist, abstimmbar.

Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 hat, sowohl bezogen auf die Richtung nach oben und unten als auch bezogen auf die Richtung nach rechts und links, eine symmetrische Form. Aus diesem Grund ist ein Vibrationsaus schlag im Schwerpunkt des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 bei Vibration extrem klein, bei spielsweise nicht größer als 1/10000 des maximalen Vibrati onsausschlags der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 und der ersten, zweiten und dritten Detektor arme 14, 15 und 16. Das heißt, es ist möglich, eine sehr stabile Halterung des sechsarmigen piezoelektrischen Vibra tionsgyroskops 10 in dessen Schwerpunkt zu realisieren.

Fig. 15 zeigt eine schematische Seitenansicht eines sechs armigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops, das durch einen Halter an der Position des Schwerpunktes gelagert ist, und zwar gemäß einer ersten Ausführungsform in Über einstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 wird durch einen Halter 20 an der Position des Schwerpunktes gelagert. Der Halter 20 kann aus einem Quarzglas bestehen. Der Halter 20 hat einen Durchmesser von 1 mm und eine Höhe von 1 mm. Wenn das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 durch den Halter 20 in seinem Schwerpunkt gelagert ist, dann ist der mechanische Qualitätsfaktor des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 10 nur um 30% redu ziert. Änderungen sowohl der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus als auch der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus durch die Lagerung liegen nur innerhalb von 10 Hz. Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 10 wurde durch den Halter 20 an seinem Schwerpunkt gelagert, um eine Winkelgeschwindigkeit zu detektieren. Die Detektionsemp findlichkeit war mit 0,8 mV/(deg/s) hoch.

Bei dem sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskop 10, wie es vorstehend beschrieben ist, zeigen die ersten und dritten Treiberarme 11 und 13 die Vibration in der Ebe ne im Treibermodus mit der gleichen Phase und der zweite Treiberarm 12 hat eine Vibration in der Ebene im Treibermo dus mit entgegengesetzter Phase zur Phase der ersten und dritten Treiberarme 11 und 13. Die Corioliskraft wird auf die Vibrationen in der Ebene der ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 11, 12 und 13 ausgeübt, wodurch die Vibra tion senkrecht zur Ebene an den ersten, zweiten und dritten Treiberarmen 11, 12 und 13 angeregt wird. Diese Vibration senkrecht zur Ebene der ersten, zweiten und dritten Trei berarme 11, 12 und 13 breitet sich dann durch den Körper 17 auf die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 aus. Die Vibration in der Ebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 wird fast überhaupt nicht über den Körper 17 auf die ersten, zweiten und dritten De tektorarme 14, 15 und 16 ausgebreitet, wodurch die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 die Vibrati on senkrecht zur Ebene als den detektierenden Modus ohne Vibration in der Ebene als dem Treibermodus zeigen. Zwi schen der Vibration in der Ebene des Treibermodus und der Vibration senkrecht zur Ebene des detektierenden Modus er scheint fast überhaupt keine mechanische Kupplung an den ersten, zweiten und dritten Detektorarmen 14, 15 und 16. Die Vibration senkrecht zur Ebene des detektierenden Modus ist von den ersten, zweiten und dritten Detektorarmen 14, 15 und 16 mit hoher Empfindlichkeit zu detektieren und hat ein hohes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis.

Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 sind durch den Körper 17 von den ersten, zweiten und drit ten Detektorarmen 14, 15 und 16 beabstandet, aus welchem Grund es unwahrscheinlich ist, daß eine elektrostatische Kopplung erfolgt und dies ermöglicht eine Detektion mit ho her Empfindlichkeit und einem hohen Signal-zu-Rauschen-Ver hältnis.

Die Vibrationsausschläge der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 14, 15 und 16 sind um ein paar Mal größer als die Vibrationsausschläge der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform besteht das piezoelektrische Material aus einem Z-geschnittenen Langer-Site. Es ist jedoch möglich, daß das piezoelektri sche Material aus dem Z-geschnittenen Kristall besteht.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Detektorelektroden 19 an dem zweiten Detektorarm 15 vorge sehen, der in der Mitte zwischen dem ersten und dritten De tektorarm 14 und 16 positioniert ist, um die Vibration senkrecht zur Ebene des detektierenden Modus zu detektie ren. Es ist jedoch möglich, daß die Detektorelektroden 19 an den ersten und dritten Detektorarmen 14 und 16 vorgese hen sind, um die Vibration senkrecht zur Ebene des detek tierenden Modus zu detektieren. Es ist auch möglich, daß die Detektorelektroden 19 an den ersten, zweiten und drit ten Detektorarmen 14, 15 und 16 vorgesehen sind, um die Vi bration senkrecht zur Ebene des detektierenden Modus zu de tektieren.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist ein erster Satz erster, zweiter und dritter Treiberarme 11, 12 und 13 und ein zweiter Satz erster, zweiter und dritter De tektorarme 14, 15 und 16 an einander gegenüberliegenden Seiten des Körpers 10 angeordnet, und die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 11, 12 und 13 liegen in antiparal lelen Richtungen zu den ersten, zweiten und dritten Detek torarmen 14, 15 und 16. Die vorstehende sechsarmige Form ist änderbar, vorausgesetzt, daß die Treiberarme und die Detektorarme durch den Körper voneinander getrennt sind, und die Vibration in der Ebene parallel zur Hauptfläche des Körpers des piezoelektrischen Vibrätionsgyroskops an den Treiberarmen angeregt wird, und die Ausbreitung der Vibra tion in der Ebene der Treiberarme auf die Detektorarme un terdrückt, wird.

Wie vorstehend beschrieben, kann das piezoelektrische Vi brationsgyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung die Win kelgeschwindigkeit mit einem hohen Signal-zu-Rauschen-Ver hältnis detektieren. Das piezoelektrische Vibrationsgyro skop hat eine ausgezeichnete Auflösungskraft und kann bei spielsweise eine kleinere Winkelgeschwindigkeit als die Erddrehung detektieren. Ferner wird das piezoelektrische Vibrationsgyroskop durch den Halter im Schwerpunkt gela gert. Ferner sind die Formen der Treiberelektroden und der Detektorelektroden optimiert, um zwischen den Treiberarmen und den Detektorarmen einen großen wirksamen elektromecha nischen Kopplungskoeffizienten zu erzielen. Der Ausschlag der Detektorarme bei den Vibrationen ist um ein paar Mal größer als der Ausschlag der Treiberarme bei den Vibratio nen, aus welchem Grund das piezoelektrische Vibrationsgyro skop die Winkelgeschwindigkeit mit hoher Empfindlichkeit detektieren kann.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren be schrieben. Die Fig. 16 zeigt eine schematische perspektivi sche Darstellung eines zweiten neuen sechsarmigen piezo elektrischen Vibrationsgyroskops in einer zweiten Ausfüh rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 17A zeigt die Treiberelektroden des zweiten neuen sechsarmigen piezo elektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht. Fig. 17B ist eine Vorderansicht, die eine Detektorelektrode der Treiberelektroden des zweiten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorlie genden Erfindung illustriert. Fig. 17C ist eine Ansicht von unten, die eine Detektorelektrode des zweiten neuen sechs armigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung illustriert. Fig. 18 ist ein Schalt bild zur Darstellung der Verbindungen, an denen die Trei berelektroden des zweiten neuen sechsarmigen piezoelektri schen Vibrationsgyroskops gemäß Fig. 16 in einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Er findung beteiligt sind. Fig. 19 ist ein Schaltbild zur Er läuterung der Verbindungen, an denen die Detektorelektrode des zweiten neuen sechsarmigen piezoelektrischen Vibrati onsgyroskops gemäß Fig. 16 in einer zweiten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beteiligt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 16 hat das zweite neue sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 einen Körper 28 mit rechteckiger Plattenform, erste, zweite und dritte Treiber arme 22, 23 und 24 und erste, zweite und dritte Treiberarme 25, 26 und 27. Der Körper 28 mit rechteckiger Plattenform hat erste und zweite Seiten, die einander gegenüberliegen und in Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Kör pers 28 beabstandet sind. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 erstrecken sich ausgehend von der ersten Seite des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28 in der Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28, wobei die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 parallel zueinander liegen. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 sind in einem kon stanten Rastermaß angeordnet, so daß der Spalt zwischen den ersten und zweiten Treiberarmen 22 und 23 gleich dem Spalt zwischen den zweiten und dritten Treiberarmen 23 und 24 ist. Der zweite Treiberarm 23 ist zwischen dem ersten und dritten Treiberarm 22 und 24 angeordnet. Die ersten, zwei ten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 erstrecken sich ausgehend von der zweiten Seite des rechteckigen platten förmigen Körpers 28 in Längsrichtung des rechteckigen plat tenförmigen Körpers 28, wobei die ersten, zweiten und drit ten Detektorarme 25, 26 und 27 parallel zueinander und an tiparallel zu den ersten, zweiten und dritten Treiberarmen 22, 23 und 24 liegen. Die ersten, zweiten und dritten De tektorarme 25, 26 und 27 sind in einem konstanten Rastermaß angeordnet, so daß der Spalt zwischen den ersten und zwei ten Detektorarmen 25 und 26 gleich dem Spalt zwischen den zweiten und dritten Detektorarmen 26 und 27 ist. Der zweite Detektorarm 26 ist zwischen den ersten und dritten Detek torarmen 25 und 27 angeordnet. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 liegen rechtwinklig zur ersten Seite des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28. Die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 liegen rechtwinklig zu der zweiten Seite des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 haben jeweils eine gleiche Länge. Die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 haben ebenfalls jeweils die gleiche Länge. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 haben die gleiche Länge wie die ersten, zweiten und dritten Detektor arme 25, 26 und 27. Der erste Treiberarm 22 und der dritte Detektorarm 27 sind auf einer linksseitigen Linie parallel zur Längsrichtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28 fluchtend. Der zweite Treiberarm 23 und der zweite De tektorarm 26 sind auf einer Mittellinie parallel zur Längs richtung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28 fluch tend. Der dritte Treiberarm 24 und der erste Detektorarm 25 sind auf einer rechtsseitigen Linie parallel zur Längsrich tung des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28 fluchtend. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 haben das gleiche Rastermaß wie die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27. Jeder der ersten, zwei ten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 hat die Form ei nes Stabes mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt. Jeder der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 hat ebenfalls die Form eines Stabes mit im wesentli chen quadratischem Querschnitt. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 und die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 liegen in derselben Ebene wie der rechteckige plattenförmige Körper 28. Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop besteht aus einem X-geschnittenen Langer-Site-piezoelektrischen Kri stall. Die X-Achse verläuft parallel zu den ersten und zweiten Seiten des rechteckigen plattenförmigen Körpers 28. Die Y-Achse verläuft parallel zur Längsrichtung des recht eckigen plattenförmigen Körpers 28. Die Z-Achse liegt senk recht zur Ebene des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrati onsgyroskops 21. Die ersten, zweiten und dritten Treiberar me 22, 23 und 24 liegen nämlich in einer Richtung parallel zur Y-Achse, während die ersten, zweiten und dritten Detek torarme 25, 26 und 27 in einer Richtung antiparallel zur Y-Achse liegen.

Bezugnehmend auf die Fig. 17A, 17B und 17C, werden die Treiberelektroden und die Detektorelektroden beschrieben. Wie vorstehend beschrieben, hat jeder der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 eine Quadratstabform. Jeder der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 hat ebenfalls eine Quadratstabform. An den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jedes Quadratstabes der er sten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 sind vier Treiberelektroden 29 vorgesehen. Zwei Treiberelektro den 29 sind nämlich an der vorderen Hauptfläche jedes Qua dratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 vorgesehen, während die verbleibenden zwei Trei berelektroden 29 an der rückwärtigen Hauptfläche jedes Qua dratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 vorgesehen sind. Insgesamt sind zwölf Treiber elektroden 29 an den ersten, zweiten und dritten Treiberar men 22, 23 und 24 vorgesehen. Jede der Treiberelektroden 29 hat die Form eines schmalen, plattenförmigen Streifens. Je de der Treiberelektroden 29 hat eine Breite, die etwas schmaler als die halbe Breite jedes Quadratstabes der er sten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 ist. Jede der Treiberelektroden 29 erstreckt sich in der Längs richtung jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 22, 23 und 24, wobei jede Treiberelektrode 29 sich von einer Position in der Nähe der Basis jedes Qua dratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, ausgehend zu einer weiteren Position in der Nähe des oberen Endes jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, erstreckt. Erste paarweise zwei Treiberelektroden 29 an der Vorderseite er strecken sich entlang den einander gegenüberliegenden Sei ten jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, so daß die ersten paarweisen zwei Treiberelektroden 29 durch einen mittleren Bereich der vorderen Fläche getrennt sind. Erste paarweise zwei Trei berelektroden 29 an der vorderen Fläche erstrecken sich entlang der gegenüberliegenden Seiten jedes Quadratstabes der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, so daß die ersten paarweisen zwei Treiberelektroden 29 durch einen mittleren Bereich der Vorderfläche getrennt sind. Die Treiberelektroden 29 haben die gleiche Größe und die gleiche Form. Vier Detektorelektroden 30 sind an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen und den rechten und linken Seitenflächen nur des zweiten Detektorarms 26 vorge sehen. An den ersten und dritten Detektorarmen 25 und 27 sind keine Detektorelektroden vorgesehen. Jede der Detek torelektroden 30 hat die Form eines schmalen plattenförmi gen Streifens. Jede der Detektorelektroden 30 hat eine et was geringere Breite als die vollständige Breite des zwei ten Detektorarms 26. Die Längsmittelachse jeder Detektor elektrode 30 ist zu einer Längsmittelachse jeder der vorde ren und rückwärtigen Hauptflächen und der rechten und lin ken Seitenflächen nur des zweiten Detektorarms 26 ausge richtet. Die vier Detektorelektroden 30 erstrecken sich von einer Position in der Nähe der Basis des zweiten Detektor arms 27 zu einer weiteren Position in der Nähe des oberen Endes des zweiten Detektorarms 27.

Bezugnehmend auf Fig. 18 werden die Verbindungen der Trei berelektroden 29 im folgenden beschrieben. Die Treiberelek troden 29 sind mit einer Wechselstromquelle verbunden. Die linke Treiberelektrode 29 der ersten paarweisen Treiber elektroden, die an der vorderen Hauptfläche des ersten Treiberarms 22 angeordnet sind, ist mit der Seite der er sten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die rechte Elektrode der ersten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der vorderen Hauptfläche des ersten Treiberarms 22 ange ordnet sind, ist mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die linke Treiberelektrode der zweiten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der rückwärtigen Hauptfläche des ersten Treiberarms 22 angeord net sind, ist mit der Seite der zweiten Polarität der Wechsel stromquelle verbunden. Die rechte der zweiten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der rückwärtigen Hauptfläche des ersten Treiberarms 22 vorgesehen sind, ist mit der Sei te der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die linke der ersten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der Hauptfläche des zweiten Treiberarms 23 vorgesehen sind, ist mit der Seite der zweiten Polarität der Wechsel stromquelle verbunden. Die rechte der ersten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der vorderen Hauptfläche des zweiten Treiberarms 23 angeordnet sind, ist mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die linke der zweiten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der rückwärtigen Hauptfläche des zweiten Treiberarms 23 an geordnet sind, ist mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die rechte Elektrode der zweiten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der rück wärtigen Hauptfläche des zweiten Treiberarms 23 angeordnet sind, ist mit der Seite der zweiten Polarität der Wechsel stromquelle verbunden. Die linke der ersten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der vorderen Hauptfläche des dritten Treiberarms 24 angeordnet sind, ist mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die rechte der ersten paarweisen Treiberelektroden 29, die an der vorderen Hauptfläche des dritten Treiberarms 24 ange ordnet sind, ist mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die linke der zweiten paar weisen Treiberelektroden 29, die an der rückwärtigen Hauptfläche des dritten Treiberarms 24 angeordnet sind, ist mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die rechte der zweiten paarweisen Treiberelek troden 29, die an der rückwärtigen Hauptfläche des dritten Treiberarms 24 angeordnet sind, ist mit der Seite der er sten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die Trei berelektroden 29, die an dem zweiten Treiberarm 23 angeord net sind, haben eine entgegengesetzte Polarität zu der Po larität der Treiberelektroden 29, die an den ersten und dritten Treiberarmen 22 und 24 angeordnet sind.

Die Detektorelektroden 30 sind auch mit der Wechselstrom quelle verbunden. Die ersten zwei Detektorelektroden 30, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des zwei ten Detektorarms 26 vorgesehen sind, sind mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden. Die zweiten zwei Detektorelektroden 30, die an den rechten und linken Seitenflächen des zweiten Detektorarms 26 vorgesehen sind, sind mit der Seite der zweiten Polarität der Wechsel stromquelle verbunden. Die zwei Detektorelektroden 30, die an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen der zwei ten Detektorelektrode 26 vorgesehen sind, sind mit der gleichen Polaritätsseite der Wechselstromquelle verbunden.

Die Vorgänge zum Detektieren der Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Gegenstandes durch das zweite neue sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 werden im folgenden beschrieben. An die Treiberelektroden 29 wird ein Wechsel strom angelegt, wodurch die elektrischen Felder, die in der Fig. 18 durch Pfeilmarkierungen dargestellt sind, in jedem der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 angeregt werden, die aus piezoelektrischem Material beste hen. Diese Anregung der elektrischen Felder in den ersten, zweiten und dritten Treiberarmen 22, 23 und 24 bewirkt me chanische Drücke, mit denen die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 beaufschlagt werden. Diese mecha nischen Drücke, mit welchen die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 beaufschlagt sind, bewirken Aus schläge nach rechts und links der ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 22, 23 und 24 in der Hauptebene. Die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 haben eine identische Richtung des angeregten elektrischen Feldes, aus welchem Grund die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 eine identische Richtung des Ausschlags haben. Als ein Ergebnis sind die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 bezüglich ihrer Phase der Vibration in der Ebene identisch. Die er sten und dritten Treiberarme 22 und 24 haben jedoch eine entgegengesetzte Richtung zur Richtung des angeregten elek trischen Feldes im zweiten Treiberarm, aus welchem Grund die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 eine zum Aus schlag des zweiten Treiberarms 23 entgegengesetzte Aus schlagsrichtung haben. Als ein Ergebnis haben die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 jedoch eine entgegenge setzte Phase zur Phase der Vibration in der Ebene im zwei ten Treiberarm. Der zweite Treiberarm 23 zeigt die Vibrati on in der Ebene, die gegenüber den Vibrationen in der Ebene in den ersten und dritten Treiberarmen 22 und 24 eine Pha senverschiebung um 180 Grad hat, wobei der zweite Treiber arm 23 einen in der Richtung entgegengesetzten Ausschlag zur Richtung des Ausschlags in den ersten und dritten Trei berarmen 22 und 24 hat. Gemäß der Darstellung sind die Aus schläge der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 stark übertrieben, so daß der zweite Treiberarm 23 nahe an dem ersten Treiberarm 22 liegt. Tatsächlich jedoch sind die Ausschläge extrem klein und es wird niemals be wirkt, daß der zweite Treiberarm 23 nahe am ersten und dritten Treiberarm 22 und 24 liegt.

Wenn das vorstehende sechsarmige piezoelektrische Vibrati onsgyroskop 21 auf einem rotierenden Gegenstand plaziert ist, der sich um die Y-Achse in Fig. 16 mit einer Winkelge schwindigkeit Ω dreht, wird die Corioliskraft auf die er sten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 in ei ner Richtung senkrecht zur Hauptfläche des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 21 ausgeübt. Die Co rioliskraft bewirkt bei Beaufschlagung auf die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, daß die er sten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 Vibra tionen senkrecht zur Ebene zeigen, wobei die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 Vibrationen senkrecht zur Ebene mit einander gleicher Phase haben, während der zweite Treiberarm 23 Vibrationen senkrecht zur Ebene mit einem Phasenunterschied zu den Vibrationen senkrecht zur Ebene in den ersten und dritten Treiberarmen 22 und 24 von 180 Grad hat. Diese Vibrationen senkrecht zur Ebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 breiten sich über den Körper 28 auf die ersten, zweiten und dritten De tektorarme 25, 26 und 27 an der gegenüberliegenden Seite aus. Als ein Ergebnis wird bewirkt, daß die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 eine Vibration senk recht zur Ebene in Richtung vertikal zur Hauptseite des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 21 auf weisen, wobei die ersten und dritten Detektorarme 25 und 27 bezüglich der Phase der Vibrationen senkrecht zur Ebene einander identisch sind, während der zweite Detektorarm 26 gegenüber dem ersten und dritten Detektorarm 25 und 27 eine Vibration senkrecht zur Ebene mit einem Phasenunterschied von 180 Grad hat. Die vorstehende Vibration in der Ebene ist der Treibermodus des sechsarmigen piezoelektrischen Vi brationsgyroskops 21, während die Vibration senkrecht zur Ebene der detektierende Modus des sechsarmigen piezoelek trischen Vibrationsgyroskops 21 ist. Die Ausschläge der er sten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 bei den Vibrationen senkrecht zur Ebene sind um ein paar Mal größer als die Ausschläge der ersten und dritten Treiberar me 22, 23 und 24 bei den Vibrationen senkrecht zur Ebene. Es ist jedoch für die vorliegende Erfindung wichtig, daß der Körper 28 eine solche rechteckige Plattenform hat, daß das Maß der Länge in der Längsrichtung gleich oder größer als das Maß der Breite in der Breitenrichtung ist. Das Längsmaß ist die Größe des Körpers 28 in der Längsrichtung, die parallel zur Längsrichtung der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 und der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 verläuft. Das Brei tenmaß ist das Maß des Körpers 28 in der Richtung der Brei te, die parallel zu den ersten und zweiten, einander gegen überliegenden Seiten des Körpers 28 liegt, und die recht winklig zur Längsrichtung der ersten, zweiten, dritten Treiberarme 22, 23 und 24 und der ersten, zweiten und drit ten Detektorarme 25, 26 und 27 ist. Der Körper 28, der die rechteckige Plattenform hat, hat in der Richtung der Ebene eine hohe Steifigkeit in der Ebene. Die vorstehende spezi fische Größe und die hohe Steifigkeit in der Ebene des Kör pers 28 bewirken, daß die Vibrationen in der Ebene der er sten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 sich fast überhaupt nicht auf die gegenüberliegende Seite der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 aus breiten. Der Körper 28 ist absichtlich so gestaltet, daß er ein Längsmaß gleich oder größer als das Maß der Breite hat, um die Ausbreitung der Vibrationen in der Ebene von den er sten, zweiten, dritten Treiberarmen 22, 23 und 24 auf die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 zu verhindern. Demgemäß wird in den ersten, zweiten und drit ten Detektorarmen 25, 26 und 27 fast überhaupt keine Vibra tion in der Ebene angeregt. Der zweite Detektorarm 26 zeigt die Vibration senkrecht zur Ebene. Der Ausschlag des zwei ten Detektorarms 26 bei der Vibration senkrecht zur Ebene bewirkt elektrische Felder, die in der Fig. 19 durch Pfeilmarkierungen angegeben sind. Die elektrischen Felder bewirken in Übereinstimmung mit dem Ausschlag des zweiten Detektorarms 26 bei der Vibration senkrecht zur Ebene Po tentialänderungen der Detektorelektroden 30 an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen und den linken und rechten Seitenflächen des zweiten Detektorarms 26, wobei die Poten tialänderungen gemäß dem Ausschlag des zweiten Detektorarms 26 bei der Vibration senkrecht zur Ebene entsprechen. Es wird die Amplitude des Potentials gemessen, um die Winkel geschwindigkeit Ω des rotierenden Gegenstandes um die Y-Achse zu messen.

Der Vibrationsmodus in der Ebene und der Vibrationsmodus senkrecht zur Ebene des sechsarmigen piezoelektrischen Vi brationsgyroskops 21 wurde durch die finite Elementenmetho de analysiert. Es hat sich jedoch bestätigt, daß die Ver teilungen der tatsächlichen Vibration in der Ebene und die tatsächliche Vibration senkrecht zur Ebene, die tatsächlich durch ein Laser-Doppler-Vibrometer gemessen worden sind, gut den vorstehend analysierten Vibrationsmodi in der Ebene und senkrecht zur Ebene entsprechen.

Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 wur de wie folgt hergestellt. Eine Platte des sechsarmigen pie zoelektrischen Vibrationsgyroskops 21 wurde aus der X-ge schnittenen Langer-Site-Platte durch ein Drahtschneidever fahren geschnitten. Es wurde ein Verdampfungs- und ein Fotoresistverfahren durchgeführt, um selektiv Au/Cr-Ver dampfungselektroden auszubilden, die als die Treiberelek troden 29 und die Detektorelektroden 30 dienen.

Um jegliche Rauschvibration zu unterdrücken, die sich von der vorstehenden Vibration in der Ebene im Treibermodus und von der vorstehenden Vibration senkrecht zur Ebene im De tektormodus unterscheidet, ist das sechsarmige piezoelek trische Vibrationsgyroskop 21 vorzugsweise bezogen auf die Richtungen nach oben und unten und bezogen auf die Richtun gen nach rechts und links symmetrisch gestaltet und die er sten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 und der Körper 28 haben vorzugsweise die gleiche Länge. Wenn das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 stark in der Form von der vorstehend beschriebenen symme trischen Form mit gleichförmiger Länge unterscheidet, dann tritt eine unerwünschte Vibration auf, die eine Frequenz hat, die sich von der der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene und auch der der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene unterscheidet, wodurch ein Falschan sprechen erscheint. Die vorstehend symmetrische Form mit gleichförmiger Länge des sechsarmigen piezoelektrischen Vi brationsgyroskops 21 ermöglicht, daß das sechsarmige piezo elektrische Vibrationsgyroskop 21 eine Falschansprechen freie, wünschenswerte Frequenzansprechbarkeit und Ansprech barkeit mit hoher Geschwindigkeit hat. Es ist beispielswei se möglich, daß die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 und der Körper 28 die gleiche Dicke von 0,32 mm haben. Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 und die ersten, zweiten und dritten Detektor arme 25, 26 und 27 haben die gleiche Breite von 0,3 mm und die gleiche Länge von 4,0 mm. Der Körper 28 hat eine Länge von 3,2 mm und eine Breite von 3,0 mm.

Um die Vibration in der Ebene der ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 22, 23 und 24 bei einer möglichst hohen Frequenz durch Anlegen einer Spannung an die Treiberelek troden 29 zu erregen, haben die Treiberelektroden 29 vor zugsweise eine solche Größe, daß der wirksame elektromecha nische Kopplungskoeffizient erhöht werden kann. Es wird ei ne Beziehung zwischen dem wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und der Größe der Treiberelektrode 29 beschrieben. Der Körper 28 hat eine ausreichend größere Steifigkeit als die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24. Aus diesem Grund kann jeder der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 als ein ein seitig gelagerter Balken betrachtet werden. Die Beziehung zwischen dem wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffi zienten und der Größe der Treiberelektrode 29 wurde wie folgt untersucht. Es wird angenommen, daß die Treiberelek trode 29 eine Breite "We" und eine Länge "Le" hat, und der zweite Treiberarm 23 eine Breite "Wa" und eine Länge "La" hat. Das Verhältnis von "We"/"Wa" wird mit 0,7 konstant ge halten, während das Verhältnis von "Le"/"La" von 0 bis 1 geändert wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "Le"/"La" unter sucht. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Bereich des Verhältnisses "Le"/"La" von 0,4 bis 0,6 hoch. Das Verhältnis "We"/"Wa" wurde von 0 bis 1 geändert, während das Verhältnis "Le"/"La" mit 0,6 konstant gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Änderungen des wirk samen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativwert bezogen auf das Verhältnis "We"/"Wa" unter sucht. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Bereich des Verhältnisses "We"/"Wa" von 0,3 bis 0,5 hoch. Daraus folgt, daß, um einen möglichst hohen wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten zu erhalten, es vorzuziehen ist, daß die Treiberelektroden 29 eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 haben, und daß die Trei berelektroden 29 eine Breite im Bereich von 30% bis 50% der Breite der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 haben.

Um die Vibration in der Ebene des zweiten Detektorarms 26 mit einer möglichst hohen Frequenz durch Anlegen einer Spannung an die Detektorelektroden 30 zu erregen, haben die Detektorelektroden 30 vorzugsweise eine solche Größe, daß es möglich ist, den wirksamen elektromechanischen Kopp lungskoeffizienten zu erhöhen. Es wird die Beziehung zwi schen dem wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizi enten und der Größe der Detektorelektrode 30 beschrieben. Der Körper 28 hat eine ausreichend größere Steifigkeit als der zweite Detektorarm 26. Aus diesem Grund kann jeder zweite Detektorarm 26 als ein einseitig gelagerter Balken betrachtet werden. Es wurde die Beziehung zwischen dem wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten und der Größe der Detektorelektrode 30 wie folgt untersucht. Es wird angenommen, daß die Detektorelektrode 30 eine Breite "Wev" und eine Länge "Lev" hat, und der zweite Detektorarm 26 eine Breite "Wav" und eine Länge "Lav" hat. Das Verhält nis von "Wev"/"Wav" wird mit 0,5 konstant gehalten, während das Verhältnis von "Lev"/"Lav" von 0 bis 1 geändert wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativ wert bezogen auf das Verhältnis "Lev"/"Lav" untersucht. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Be reich des Verhältnisses "Lev"/"Lav" von 0,4 bis 0,7 hoch. Das Verhältnis "Wev"/"Wav" wird von 0 bis 1 geändert, wäh rend das Verhältnis "Lev"/"Lav" mit 0,6 konstant gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden Änderungen des wirksamen elektromechanischen Kopplungskoeffizienten als ein Relativ wert bezogen auf das Verhältnis "Wev"/"Wav" untersucht. Der wirksame elektromechanische Kopplungskoeffizient ist im Be reich des Verhältnisses "Wev"/"Wav" von 0,4 bis 0,7 hoch. Daraus folgt, daß, um einen möglichst hohen wirksamen elek tromechanischen Kopplungskoeffizienten zu erhalten, die De tektorelektroden 30 vorzugsweise eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge des zweiten Detektorarms 26 und die Detektorelektroden 30 vorzugsweise eine Breite im Bereich von 40% bis 70% der Breite des zweiten Detektorarms 26 ha ben.

Wenn eine Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vi bration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfre quenz der Vibration senkrecht zur Ebene im Detektormodus extrem klein ist, dann ist die Empfindlichkeit des sechsar migen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 21 hoch, jedoch sind die Einflüsse durch Rauschen, welche durch Übergangs änderungen in der Winkelgeschwindigkeit infolge von exter ner Vibration verursacht werden, groß. Um zu ermöglichen, daß das sechsarmige, piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 eine gute Frequenzansprechbarkeit und hohe Empfindlichkeit hat, ist es wirksam, die Verstimmung so durchzuführen, daß die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene in Detektormodus steigt. Es wird angenommen, daß das sechsarmige piezoelektrische Vi brationsgyroskop 21 an einem Kraftfahrzeug montiert ist. In diesem Fall ist die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Reso nanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im Detektor modus vorzugsweise ungefähr 100 Hz. Bei diesem Beispiel wurde diese Differenz auf 103 Hz gesetzt. Es wird ein Ver fahren, wie die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfre quenz in der Vibration senkrecht zur Ebene im Detektormodus abzustimmen ist, untersucht. Es wurden vier Ecken des rechteckförmigen Körpers 28 durch einen Laser abgeschnit ten. Wenn die vier Ecken des Körpers 28 abgeschnitten sind, dann sind sowohl die Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus als auch die Resonanzfrequenz der Vi bration senkrecht zur Ebene in dem Detektormodus gesenkt, wobei die Größe der Verminderung der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus größer als die Größe der Verminderung der Resonanzfrequenz der Vibration senk recht zur Ebene im Detektormodus ist. Die Differenz zwi schen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfrequenz der Vibration senk recht zur Ebene im Detektormodus ist nämlich durch Schnei den der vier Ecken des Körpers 28 abstimmbar. Es wird ein weiteres Verfahren untersucht, wie die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treiber modus und der Resonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im Detektormodus abzustimmen ist. Das obere Ende des zweiten Treiberarms 23, der in der Mitte angeordnet ist und das obere Ende des zweiten Detektorarms 26, der in der Mit te positioniert ist, werden durch einen Laser abgeschnit ten. Wenn das obere Ende des zweiten Treiberarms 23, der in der Mitte positioniert ist, und das obere Ende des zweiten Detektorarms 26, der in der Mitte positioniert ist, abge schnitten sind, dann ist sowohl die Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus als auch die Reso nanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im Detektor modus erhöht, wobei die Größe der Erhöhung der Resonanzfre quenz der Vibration senkrecht zur Ebene im Detektormodus größer als die Größe der Erhöhung der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus ist. Die Differenz zwischen der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus und der Resonanzfrequenz der Vibration senk recht zur Ebene im Detektormodus ist nämlich durch Ab schneiden des oberen Endes des zweiten Treiberarms 23, der in der Mitte positioniert ist, und des oberen Endes des zweiten Detektorarms 26, der in der Mitte positioniert ist, abstimmbar.

Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 hat sowohl bezüglich der Richtung nach oben und unten als auch bezüglich der Richtung nach rechts und links eine symmetri sche Form. Aus diesem Grund ist ein Vibrationsausschlag am Schwerpunkt des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrations gyroskops 21 bei Vibration extrem klein, beispielsweise nicht größer als 1/10000 des maximalen Vibrationsausschlags der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24, und der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27. Das heißt, es ist möglich, eine sehr stabile Lagerung des sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskops 21 an dessen Schwerpunkt zu realisieren. Das sechsarmige pie zoelektrische Vibrationsgyroskop 21 ist durch einen Halter an der Position des Schwerpunktes gelagert. Der Halter kann aus einem Quarzglas bestehen. Der Halter hat einen Durch messer von 1 mm und eine Höhe von 1 mm. Wenn das sechsarmi ge piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 durch den Halter an seinem Schwerpunkt gelagert ist, dann wird der mechani sche Qualitätsfaktor des sechsarmigen piezoelektrischen Vi brationsgyroskops 21 nur um ungefähr 30% verringert. Ände rungen durch die Lagerung sowohl bei der Resonanzfrequenz der Vibration in der Ebene im Treibermodus als auch der Re sonanzfrequenz der Vibration senkrecht zur Ebene im Detek tormodus liegen nur innerhalb von 10 Hz. Das sechsarmige piezoelektrische Vibrationsgyroskop 21 wurde durch den Hal ter im Schwerpunkt gelagert, um eine Winkelgeschwindigkeit zu detektieren. Die Detektionsempfindlichkeit war mit 0,78 mV/(deg/s) hoch.

Gemäß dem sechsarmigen piezoelektrischen Vibrationsgyroskop 21, wie dies vorstehend beschrieben ist, zeigen die ersten und dritten Treiberarme 22 und 24 die Vibration in der Ebe ne im Treibermodus mit der gleichen Phase, und der zweite Treiberarm 23 zeigt die Vibration in der Ebene im Treiber modus mit entgegengesetzter Phase zur Phase der ersten und dritten Treiberarme 22 und 24. Die Corioliskraft wird auf die Vibrationen in der Ebene der ersten, zweiten und drit ten Treiberarme 22, 23 und 24 ausgeübt, wodurch die Vibra tion senkrecht zur Ebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 angeregt wird. Diese Vibration senkrecht zur Ebene der ersten, zweiten und dritten Trei berarme 22, 23 und 24 wird dann über den Körper 28 auf die ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 aus gebreitet. Die Vibration in der Ebene der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 wird fast überhaupt nicht über den Körper 28 auf die ersten, zweiten und drit ten Detektorarme 25, 26 und 27 ausgebreitet, wodurch die ersten, zweiten und dritten Detektorarm 25, 26 und 27 die Vibration senkrecht zur Ebene als den detektierenden Modus ohne Vibration in der Ebene als dem Treibermodus zeigen. An den ersten, zweiten und dritten Detektorarmen 25, 26 und 27 tritt fast überhaupt keine mechanische Kopplung zwischen der Vibration in der Ebene des Treibermodus und der Vibra tion senkrecht zur Ebene des Detektormodus auf. Die Vibra tion senkrecht zur Ebene des Detektormodus ist mit hoher Empfindlichkeit durch die ersten, zweiten und dritten De tektorarme 25, 26 und 27 detektierbar und hat ein hohes Si gnal-zu-Rauschen-Verhältnis.

Die ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 sind über den Körper 28 zu den ersten, zweiten und dritten Detektorarmen 25, 26 und 27 beabstandet, aus welchem Grund es unwahrscheinlich ist, daß eine elektrostatische Kopplung auftritt, und dies erlaubt eine hochempfindliche Detektion mit einem hohen Signal-zu-Rauschen-Verhältnis.

Die Vibrationsausschläge der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 sind um ein paar Mal größer als die Vibrationsausschläge der ersten, zweiten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform hat das piezoelektrische Material den X-geschnittenen Langer- Site. Es ist jedoch möglich, daß das piezoelektrische Ma terial den X-geschnittenen Kristall, ein 130-Grad-rou tierendes Y-Platten-Lithiumtantalat und eine piezoelek trische Keramikplatte aufweist, die gleichförmig in Rich tung der Dicke polarisiert ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Detektorelektrode 30 an dem zweiten Detektorarm 26 vorgese hen, der in der Mitte zwischen dem ersten und dritten De tektorarm 25 und 27 positioniert ist, um die Vibration senkrecht zur Ebene im detektierenden Modus zu detektieren. Es ist jedoch möglich, daß die Detektorelektroden 30 an den ersten und dritten Detektorarmen 25 und 27 vorgesehen sind, um die Vibration senkrecht zur Ebene des detektierenden Mo dus zu detektieren. Es ist auch möglich, daß die Detektor elektroden 30 an den ersten, zweiten und dritten Detektor arm 25, 26 und 27 zum Detektieren der Vibration senkrecht zur Ebene des Detektionsmodus vorgesehen sind.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist ein erster Satz erster, zweiter und dritter Treiberarme 22, 23 und 24 und ein zweiter Satz der ersten, zweiten und dritten Detektorarme 25, 26 und 27 an den einander gegenüberliegen den Seiten des Körpers 10 angeordnet, und die ersten, zwei ten und dritten Treiberarme 22, 23 und 24 liegen in anti parallelen Richtungen zu den ersten, zweiten und dritten Detektorarmen 25, 26 und 27. Die vorstehende sechsarmige Form kann änderbar sein, vorausgesetzt, daß die Treiberarme und die Detektorarme durch den Körper voneinander getrennt sind und die Vibration in der Ebene parallel zur Hauptflä che des Körpers des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops an den Treiberarmen angeregt wird und die Ausbreitung der Vibration in der Ebene der Treiberarme auf die Detektorarme unterdrückt wird.

Wie vorstehend beschrieben, kann das piezoelektrische Vi brationsgyroskop gemäß der vorliegenden Erfindung die Win kelgeschwindigkeit mit hohem Signal-zu-Rauschen-Verhältnis detektieren. Das piezoelektrische Vibrationsgyroskop hat eine ausgezeichnete Auflösungskraft, beispielsweise kann es eine kleinere Winkelgeschwindigkeit als die Erddrehung de tektieren. Ferner ist das piezoelektrische Vibrationsgyro skop durch den Halter in seinem Schwerpunkt gelagert. Fer ner sind die Formen der Treiberelektroden und der Detektor elektroden so optimiert, daß ein großer wirksamer elektro mechanischer Kopplungskoeffizient zwischen den Treiberarmen und den Detektorarmen erzielt wird. Der Ausschlag der De tektorarme bei den Vibrationen ist um ein paar Mal größer als der Ausschlag der Treiberarme bei den Vibrationen, aus welchem Grund das piezoelektrische Vibrationsgyroskop die Winkelgeschwindigkeit mit hoher Empfindlichkeit detektieren kann.

Es ist zu ersehen, daß Modifikationen der vorliegenden Er findung für den Fachmann, auf welchen sich die Erfindung bezieht, denkbar sind, während die Ausführungsformen, die zur Erläuterung gezeigt und beschrieben wurden, nicht dazu dienen, daß sie im begrenzenden Sinn zu betrachten sind. Demgemäß besteht die Intention, daß alle Modifikationen ab gedeckt sind, die in den Schutzumfang der vorliegenden Er findung fallen.

Claims

1. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop mit:
einem Körper mit einer rechteckigen Plattenform, die durch eine erste Größe in der Längsrichtung und eine zweite Größe in der Richtung der Breite definiert ist;
mehreren Treiberarmen, die ausgehend von einer ersten Seite des Körpers sich in der Längsrichtung und in der Ebe ne wie der Körper erstrecken;
mehreren Detektorarmen, die sich ausgehend von einer zweiten Seite gegenüber der ersten Seite des Körpers in ei ner antiparallelen Richtung zur Längsrichtung und in der selben Ebene wie der Körper erstrecken;
mehreren Treiberelektroden, die an den mehreren Trei berarmen vorgesehen sind, und die mit einem Wechselstrom beaufschlagt werden, um zu bewirken, daß die Anzahl Trei berelektroden eine Vibration in der Ebene in einem Treibmo dus in der Richtung der Breite zeigen, die in der Ebene enthalten ist;
mehreren Detektorelektroden an wenigstens einem der Anzahl der Detektorarme zum Detektieren einer Spannung, die durch eine Vibration senkrecht zur Ebene eines detektieren den Modus in einer vertikalen Richtung zu der Ebene verur sacht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die er ste Größe des Körpers gleich oder größer als die zweite Größe des Körpers ist, um zu ermöglichen, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des detektierenden Modus sich von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die Anzahl Detektor elektroden ausbreitet, und um zu verhindern, daß die Vibra tion in der Ebene im Treibmodus sich von der Anzahl Trei berarme über den Körper auf die Anzahl Detektorelektroden ausbreitet.

2. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in der gleichen Richtung wie die Vibration in der Ebene eine höhere Steifigkeit als die Steifigkeiten in den anderen Richtungen aufweist.

3. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Anzahl Treiberarme die gleiche wie die Anzahl der An zahl Detektorarme ist.

4. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das piezo elektrische Vibrationsgyroskop sowohl in Längsrichtung als auch in Richtung der Breite symmetrisch ist.

5. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Treiberarm der Anzahl Treiberarme und ein mittlerer Detek torarm der Anzahl Detektorarme auf einer Längsmittelachse parallel zur Längsachse zueinander fluchten.

6. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Treiberarme und die Anzahl Detektorarme die gleiche Länge haben.

7. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Treiberarme drei Treiberarme und die Anzahl Detektorarme drei Detektorarme aufweist.

8. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Treiberarm der drei Treiberarme und ein mittlerer Detektor arm der drei Detektorarme auf der Längsmittelachse parallel zur Längsrichtung miteinander fluchten.

9. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Treiberarme und die drei Detektorarme die gleiche Länge und die gleiche Breite haben.

10. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vier Elektro den an der vorderen und rückwärtigen Hauptfläche und rech ten und linken Seitenflächen jedes der drei Treiberarme vorgesehen sind, und erste paarweise Detektorelektroden an einer Vorderfläche der mittleren Detektorelektrode und zweite paarweise Detektorelektroden an einer Rückseite der mittleren Detektorelektrode vorgesehen sind.

11. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Treiberelektroden eine Längsmittelachse aufweist, die zur Längsmittelachse des Treiberarms fluchtet, und daß jede der Treiberelektroden eine Breite hat, die kleiner als die Breite jedes der Treiberarme ist, und jede der Detektor elektroden sich entlang einer Seitenkante des mittleren De tektorarms erstreckt, und jede der Detektorelektroden eine Breite hat, die kleiner als die halbe Breite des mittleren Detektorarms ist.

12. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiber elektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben, und daß die Detektorelektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben.

13. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiber elektroden eine Breite haben, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Treiberarme liegt, und eine Länge haben, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Treiberarme liegt, und jedes Paar der ersten paarweisen De tektorelektroden auf der rechten Seitenfläche des mittleren Detektorarms und die zweiten paarweisen Detektorelektroden auf der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms eine Gesamtbreite aufweist, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Detektorarms liegt, und die Detektor elektroden eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Detektorelektrode haben.

14. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jedes der seitlichen zwei Treiberarme der drei Treiberarme vorgesehen sind, an die Seite einer ersten Polarität einer Wechselstromquelle ange schlossen sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflä chen jedes der seitlichen zwei Treiberarme der drei Trei berarme vorgesehen sind, an eine Seite einer zweiten Pola rität der Wechselstromquelle angeschlossen sind, und die ersten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, an die Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle ange schlossen sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflä chen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme an die Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle ange schlossen sind, und daß zwei der vier Detektorelektroden, die diagonal positioniert sind, an die Seite der ersten Po larität der Wechselstromquelle angeschlossen sind und die verbleibenden zwei der vier Detektorelektroden, die diago nal positioniert sind, an die Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen sind.

15. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration in der Ebene des mittleren Treiberarms zu der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme eine Phasendiffe renz von 180 Grad hat.

16. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms zu der Vi bration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen Detektorar me eine Phasendifferenz von 180 Grad hat.

17. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vier De tektorelektroden an den vorderen und rückwärtigen Hauptflä chen und rechten und linken Seitenflächen jedes der drei Detektorarme vorgesehen sind, und erste paarweise Treiber elektroden an einer Vorderfläche der mittleren Treiberelek trode und zweite paarweise Treiberelektroden an der rück wärtigen Fläche der mittleren Treiberelektrode vorgesehen sind.

18. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jede der De tektorelektroden eine Längsmittelachse aufweist, die zur Längsmittelachse des Detektorarms fluchtet, und jede der Detektorelektroden eine Breite hat, die kleiner als die Breite jedes der Detektorarme ist, und daß jede der Trei berelektroden entlang einer Seitenkante des mittleren Trei berarms liegt, und jede der Treiberelektroden eine Breite hat, die kleiner als die halbe Breite des mittleren Trei berarms ist.

19. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor elektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben, und daß die Treiberelektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben.

20. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor elektroden eine Breite haben, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Detektorarme liegt, und eine Länge haben, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Detektorarme liegt, und daß jedes Paar der ersten paarwei sen Treiberelektroden an der rechten Seitenfläche des mitt leren Treiberarms und der zweiten paarweisen Treiberelek troden an der linken Seitenfläche des zweiten Treiberarms eine Gesamtbreite hat, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Treiberarms liegt, und die Treiber elektroden eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Treiberelektrode haben.

21. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jedes der seitlichen zwei Detektorarme der drei Detektorarme vorgesehen sind, mit der Seite einer ersten Polarität einer Wechselstrom quelle verbunden sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den rechten und linken Sei tenflächen jedes der zwei seitlichen Detektorarme der drei Detektorarme vorgesehen sind, mit der Seite der zweiten Po larität einer Wechselstromquelle verbunden sind, und die ersten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des mittleren Detektorarms der drei Detektorarme vorgesehen sind, mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbun den sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Detek torelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen des mittleren Detektorarms der drei Treiberarme angeordnet sind, mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstrom quelle verbunden sind, und zwei der vier Treiberelektroden, die diagonal positioniert sind, mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden sind und die verbleibenden zwei der vier Treiberelektroden, die diagonal positioniert sind, mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden sind.

22. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration in der Ebene des mittleren Treiberarms zu der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme eine Phasendiffe renz von 180 Grad hat.

23. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms zu der Vi bration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen Detektorar me eine Phasendifferenz von 180 Grad hat.

24. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops eine gleichförmi ge Dicke haben.

25. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Halter mechanisch an der Position des Schwerpunktes des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops vorgesehen ist.

26. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter ausgehend von der Position des Schwerpunktes sich in einer vertikalen Richtung zur Ebene des piezoelektrischen Vibra tionsgyroskops erstreckt.

27. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine Rechteckform mit rechtwinkligen vier Ecken hat.

28. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine allgemeine Rechteckform mit abgeschnittenen vier Ecken hat.

29. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das obere Ende eines mittleren Treiberarms der Anzahl Treiber arme als auch das obere Ende eines mittleren Detektorarms der Anzahl Detektorarme abgeschnitten ist, so daß der mitt lere Treiberarm und der mittlere Detektorarm kürzer als die übrigen Arme der Anzahl Treiber- und Detektorarme ist.

30. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der An zahl Treiberarme und der Anzahl Detektorarme in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung einen quadratischen Querschnitt hat.

31. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop mit:
einem Körper in Form einer rechteckigen Platte, die durch eine erste Größe in der Längsrichtung und eine zweite Größe in der Richtung der Breite definiert ist;
mehreren Treiberarmen, die ausgehend von einer ersten Seite des Körpers in der Längsrichtung und auch in dersel ben Ebene wie der Körper liegen;
mehreren Detektorarmen, die ausgehend von einer zwei ten Seite gegenüber der ersten Seite des Körpers in einer antiparallelen Richtung zur Längsrichtung und ebenfalls in derselben Ebene wie der Körper liegen;
mehreren Treiberelektroden, die an der Anzahl Treiber arme vorgesehen sind, und die mit einem Wechselstrom beauf schlagt werden, um zu bewirken, daß die Anzahl Treiberelek troden eine Vibration in der Ebene eines Treibmodus in der Richtung der Breite zeigen, die in der Ebene enthalten ist;
mehreren Detektorelektroden an wenigstens einem der Anzahl der Detektorarme zum Detektieren einer Spannung, die durch eine Vibration senkrecht zur Ebene eines Detektormo dus in einer vertikalen Richtung zu der Ebene verursacht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß ein ein zelner Halter mechanisch an der Position des Schwerpunktes des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops vorgesehen ist.

32. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter ausgehend von der Position des Schwerpunktes in einer ver tikalen Richtung zur Ebene des piezoelektrischen Vibrati onsgyroskops liegt.

33. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Größe des Körpers gleich oder größer als die zweite Größe des Körpers ist, um zu ermöglichen, daß die Vibration senk recht zur Ebene im detektierenden Modus sich von der Anzahl Treiberarme über den Körper auf die Anzahl Detektorelektro den ausbreiten kann, und um zu verhindern, daß die Vibrati on in der Ebene im Treibermodus sich von der Anzahl Trei berarme über den Körper auf die Anzahl Detektorelektroden ausbreitet.

34. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in derselben Richtung wie die Vibration in der Ebene eine hö here Steifigkeit als die anderen Steifigkeiten in den ande ren Richtungen hat.

35. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der mehreren Treiberarme die gleiche wie die Anzahl der mehreren Detektorarme ist.

36. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das piezo elektrische Vibrationsgyroskop sowohl in der Längsrichtung als in der Richtung der Breite symmetrisch ist.

37. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Treiberarm der Anzahl Treiberarme und der mittlere Detek torarm der Anzahl Detektorarme auf der Längsmittelachse parallel zur Längsrichtung zueinander fluchten.

38. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Treiberarme und die Anzahl Detektorarme die gleiche Länge haben.

39. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Treiberarme drei Treiberarme aufweist und die Anzahl Detek torarme drei Detektorarme aufweist.

40. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Treiberarm der drei Treiberarme und ein mittlerer Detektor arm der drei Detektorarme auf der Längsmittelachse parallel zur Längsrichtung zueinander fluchten.

41. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Treiberarme und die drei Detektorarme dieselbe Länge und dieselbe Breite haben.

42. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Treiberelektroden an den vorderen und rückwärtigen Haupt flächen und den rechten und linken Seitenflächen jedes der drei Treiberarme vorgesehen sind, und die ersten paarwei sen Detektorelektroden an der vorderen Fläche der mittle ren Detektorelektrode und die zweiten paarweisen Detektor elektroden an einer rückwärtigen Fläche der mittleren De tektorelektrode vorgesehen sind.

43. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Treiberelektroden eine Längsmittelachse hat, die zur Längs mittelachse des Treiberarms fluchtet, und jede der Trei berelektroden eine Breite hat, die kleiner als die Breite jedes der Treiberarme ist, und jede der Detektorelektroden sich entlang einer Seitenkante des mittleren Detektorarms erstreckt, und jede der Detektorelektroden eine Breite hat, die kleiner als die halbe Breite des mittleren Detektorarms ist.

44. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiber elektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge, und daß die Detektorelektroden die gleiche Breite und die glei che Länge haben.

45. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiber elektroden eine Breite haben, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Treiberarme liegt, und eine Länge haben, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Treiberarme liegt, und jedes Paar der ersten paarweisen De tektorelektroden auf der rechten Seitenfläche des mittleren Detektorarms und der zweiten paarweisen Detektorelektroden auf der linken Seitenfläche des zweiten Detektorarms eine Gesamtbreite hat, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Detektorarms liegt, und die Detektorelektro den eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittleren Detektorelektrode haben.

46. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den vor deren und rückwärtigen Hauptflächen jedes der zwei Treiber arme der drei Treiberarme vorgesehen sind, mit der Seite einer ersten Polarität einer Wechselstromquelle verbunden sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Treiberelek troden, die an den rechten und linken Seitenflächen jedes der zwei seitlichen Treiberarme der drei Treiberarme an die Seite mit der zweiten Polarität der Wechselstromquelle an geschlossen sind, und die ersten paarweisen zwei der vier Treiberelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden sind, und die zweiten paarwei sen zwei der vier Treiberelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen des mittleren Treiberarms der drei Treiberarme vorgesehen sind, mit der Seite der ersten Pola rität der Wechselstromquelle verbunden sind, und zwei der vier Detektorelektroden, die diagonal positioniert sind, mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstromquelle verbunden sind, und die verbleibenden zwei der vier Detek torelektroden, die diagonal positioniert sind, mit der Sei te der zweiten Polarität der Wechselstromquelle verbunden sind.

47. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration in der Ebene des mittleren Treiberarms zu der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme eine Phasendiffe renz von 180 Grad hat.

48. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration senkrecht zur Ebene in dem mittleren Detektorarm zu der Vi bration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen Detektorar me eine Phasendifferenz von 180 Grad hat.

49. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß vier Detek torelektroden an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen und rechten und linken Seitenflächen jedes der drei Detek torarme vorgesehen sind, und daß paarweise Treiberelektro den an einer Vorderfläche der mittleren Treiberelektrode und zweite paarweise Treiberelektroden an der rückwärtigen Fläche der mittleren Treiberelektrode vorgesehen sind.

50. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß jede der De tektorelektroden eine Längsmittelachse hat, die zu der Längsmittelachse des Detektorarms fluchtet, und daß jede der Detektorelektroden eine Breite hat, die kleiner als die Breite jedes der Detektorarme ist, und daß die Treiberelek troden entlang der Seitenkante des mittleren Treiberarms liegen und jede der Treiberelektroden eine Breite hat, die kleiner als die halbe Breite des mittleren Treiberarms ist.

51. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor elektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben, und daß die Treiberelektroden die gleiche Breite und die gleiche Länge haben.

52. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektor elektroden eine Breite haben, die im Bereich von 50% bis 70% der Breite jedes der Detektorarme liegt, und eine Länge haben, die im Bereich von 40% bis 70% der Länge jedes der Detektorarme liegt, und jede der ersten paarweisen Trei berelektroden an der rechten Seitenfläche des mittleren Treiberarms und der zweiten paarweisen Treiberelektroden auf der linken Seitenfläche des zweiten Treiberarms eine Gesamtbreite hat, die im Bereich von 30% bis 50% der Breite des mittleren Treiberarms liegt, und die Treiberelektroden eine Länge im Bereich von 40% bis 70% der Länge der mittle ren Treiberelektrode haben.

53. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen jeder der zwei seit lichen Detektorarme der drei Detektorarme vorgesehen sind, an die Seite mit der ersten Polarität einer Wechselstrom quelle angeschlossen sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den rechten und linken Seitenflächen jedes der zwei seitlichen Detektorarme der drei Detektorarme vorgesehen sind, an die Seite mit der zweiten Polarität der Wechselstromquelle angeschlossen sind, und die ersten paarweisen zwei der vier Detektorelek troden, die an den vorderen und rückwärtigen Hauptflächen des mittleren Detektorarms der drei Detektorarme angeordnet sind, mit der Seite der zweiten Polarität der Wechselstrom quelle verbunden sind, und die zweiten paarweisen zwei der vier Detektorelektroden, die an den rechten und linken Sei ten des mittleren Detektorarms der drei Detektorarme vorge sehen sind, mit der Seite der ersten Polarität der Wechsel stromquelle verbunden sind, und die zwei der vier Treiber elektroden, die diagonal positioniert sind, mit der Seite der ersten Polarität der Wechselstrom verbunden sind, und die verbleibenden zwei der vier Treiberelektroden, die dia gonal positioniert sind, mit der Seite der zweiten Polari tät der Wechselstromquelle verbunden sind.

54. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration in der Ebene des mittleren Treiberarms zu der Vibration in der Ebene der zwei seitlichen Treiberarme eine Phasendiffe renz von 180 Grad hat.

55. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibration senkrecht zur Ebene des mittleren Detektorarms zu der Vi bration senkrecht zur Ebene der zwei seitlichen Detektorar me eine Phasendifferenz von 180 Grad hat.

56. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile des piezoelektrischen Vibrationsgyroskops eine gleichförmi ge Dicke haben.

57. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine exakte Rechteckform mit rechtwinkligen vier Ecken hat.

58. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper eine allgemeine Rechteckform mit abgeschnittenen vier Ecken hat.

59. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das obere Ende des mittleren Treiberarms der Anzahl von Trei berarmen als auch das obere Ende eines mittleren Detektor arms der Anzahl von Detektorarmen abgeschnitten sind, so daß der mittlere Treiberarm und der mittlere Detektorarm kürzer als die übrigen Arme der Anzahl von Treiber- und De tektorarmen sind.

60. Piezoelektrisches Vibrationsgyroskop nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Treiberarme und die Anzahl Detektorarme in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung einen Rechteckquerschnitt ha ben.