DE19800333C2 - Schwingerträgeranordnung - Google Patents
SchwingerträgeranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schwingerträgeranordnung, die einen Schwinger stabil lagern kann, die eine Verbindung eines Schwingers mit einer Verdrahtungsplatine über kurze, freischwebende Drahtleitungen ermöglicht, und die außerdem einen Schwinger auch dann sicher lagert, wenn der Schwinger als stimmgabelartiger Schwinger ausgeführt ist.The invention relates to a vibrating carrier arrangement, the one Can store the transducer stably using a transducer connection a wiring board over short, floating wire lines enables, and also securely supports a transducer, if the transducer is designed as a tuning fork-type transducer.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Schwingkreisels mit einem Dreizack-Stimmgabelschwinger. Man erkennt einen Schwinger 12 und einen Träger 13. Der Träger 13 ist an einem Basisende 12d des Schwingers 12 fixiert, um den Schwinger 12 freitragend zu lagern. Der Schwinger 12 besitzt zueinander parallele Schwingarme 12a, 12b und 12c. Der Schwinger 12 wird hergestellt, indem eine Platte aus einer durchgehend elastischen Legierung, beispielsweise aus Elinvar, deren Hauptflächen mit Schichten aus piezoelektrischem Material überzogen oder mit einem Plättchen aus piezoelektrischem Material versehen sind, verarbeitet wird. Treiberelektroden zum mechanischen Antreiben der Schwingarme 12a, 12b und 12c, damit diese parallel zur X-Achse Schwingungen ausführen, und Fühl- oder Leseelektroden zum Fühlen von Schwingungen in Richtungen parallel zur Y-Achse, sind an den Schwingarmen 12a, 12b und 12c angebracht. Fig. 8 is a perspective view of a vibration gyro with a trident-tuning fork oscillator. A vibrator 12 and a carrier 13 can be seen . The carrier 13 is fixed to a base end 12 d of the vibrator 12 in order to support the vibrator 12 in a self-supporting manner. The vibrator 12 has mutually parallel swing arms 12 a, 12 b and 12 c. The vibrator 12 is produced by processing a plate made of a continuously elastic alloy, for example made of Elinvar, the main surfaces of which are coated with layers of piezoelectric material or provided with a plate made of piezoelectric material. Driver electrodes for mechanically driving the swing arms 12 a, 12 b and 12 c so that they execute vibrations parallel to the X-axis, and sensing or reading electrodes for sensing vibrations in directions parallel to the Y-axis, are on the swing arms 12 a, 12 b and 12 c attached.
An die Treiberelektroden werden Wechsel-Treiberspannungen gleicher Phase zum Antreiben der seitlichen Schwingungsarme 12b und 12c gelegt, und ein demgegenüber eine gedrehte Phase aufweisender Wechsel-Treiberstrom wird an die Treiberelektroden des mittleren Schwingarms 12a gelegt, so daß dieser Schwingarm bezüglich der seitlichen Schwingarme 12b und 12c gegenphasig schwingt. Die Phasendifferenz zwischen den Schwingungen der seitlichen Schwingarme 12b und 12c einerseits und der Schwingung des mittleren Schwingarms 12a andererseits, jeweils parallel zur X-Achse, beträgt also 180°.AC drive voltages are applied to the driving electrodes of the same phase for driving the lateral vibration arms 12 b and 12 c placed, and a contrast, a rotated phase-tasting AC drive current is applied to the driving electrodes of the middle swing arm 12a, so that the swing arm with respect to the lateral swing arms 12 b and 12 c oscillates in opposite phases. The phase difference between the vibrations of the lateral swing arms 12 b and 12 c on the one hand and the vibration of the middle swing arm 12 a on the other hand, each parallel to the X-axis, is thus 180 °.
Wenn der Schwingkreisel mit einem solchen Schwinger 12 in der oben angesprochenen Weise schwingt und sich dabei in einem drehenden System befindet, welches eine Drehung um die Z-Achse vollzieht, wirkt auf die Schwingarme 12a, 12b und 12c in Richtungen parallel zu der Y- Achse eine Corioliskraft ein, die proportional ist zu der Geschwindigkeit in Richtung der X-Achse, d. h. zu der Geschwindigkeit in Richtungen parallel zu der X-Achse. Die Schwingungen der Schwingarme 12a, 12b und 12c beinhalten also Schwingungen in Richtung der Y-Achse, d. h. Schwingungen in Richtungen, die jeweils parallel zur Y-Achse verlaufen. Die Schwingung in Richtung der Y-Achse des mittleren Schwingarms 12a und die Schwingungen der seitlichen Schwingarme 12b und 12c in Richtung der Y-Achse sind zueinander gegenphasig, d. h. die Phasendifferenz zwischen der Schwingung in Richtung der Y-Achse des mittleren Schwingarms 12a und die Phasen der Schwingungen der Schwingarme 12b und 12c beträgt 180°. Die Fühlelektroden messen die Y-Achsen-Schwingungen der Schwingarme 12a, 12b und 12c, und die Winkelgeschwindigkeit ω der Drehung um die Z-Achse wird auf der Grundlage der Ausgangssignale der Fühlelektroden berechnet.If the oscillating gyroscope vibrates with such an oscillator 12 in the manner mentioned above and is in a rotating system which rotates about the Z axis, the oscillating arms 12 a, 12 b and 12 c act in directions parallel to that Y-axis enters a Coriolis force that is proportional to the speed in the direction of the X-axis, ie to the speed in directions parallel to the X-axis. The vibrations of the swing arms 12 a, 12 b and 12 c thus contain vibrations in the direction of the Y axis, that is, vibrations in directions that are each parallel to the Y axis. The vibration in the direction of the Y axis of the middle swing arm 12 a and the vibrations of the side swing arms 12 b and 12 c in the direction of the Y axis are in opposite phase to one another, ie the phase difference between the vibration in the direction of the Y axis of the middle swing arm 12 a and the phases of the vibrations of the swing arms 12 b and 12 c is 180 °. The sensing electrodes measure the Y-axis vibrations of the swing arms 12 a, 12 b and 12 c, and the angular velocity ω of the rotation around the Z axis is calculated based on the output signals of the sensing electrodes.
Angenommen, die Masse der Schwingarme 12a, 12b und 12c betrage m,
die Schwingungsgeschwindigkeit der Schwingarme 12a, 12b und 12c in
Richtung der X-Achse betrage v (Vektor), und die
Winkelgeschwindigkeit des drehenden Systems um die Z-Achse betrage
ω0 (Vektor). Dann drückt sich die Corioliskraft F (Vektor)
folgendermaßen aus:
Assume that the mass of the swing arms 12 a, 12 b and 12 c is m, the vibration speed of the swing arms 12 a, 12 b and 12 c in the direction of the X axis is v (vector), and the angular velocity of the rotating system around the Z Axis is ω 0 (vector). Then the Coriolis force F (vector) is expressed as follows:
F = 2m(v x ω0) ("x" bedeutet Vektorprodukt)F = 2m (vx ω 0 ) ("x" means vector product)
Folglich ist die Corioliskraft F proportional zur Winkelgeschwindigkeit ω0. Die Winkelgeschwindigkeit ω0 läßt sich also anhand der Schwingungen in Richtung der Y-Achse der Schwingarme 12a, 12b und 12c berechnen. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Schwinger 12 haben die Schwingungen der seitlichen Schwingarme 12b und 12c einerseits und die Schwingungen des mittleren Schwingarms 12a andererseits gegenphasige Beziehung. Deshalb ist der Schwinger 12 bei der Schwingung gut ausgewuchtet, und folglich läßt sich das Basisende 12d des Schwingers 12 starr in dem Träger 13 lagern.Consequently, the Coriolis force F is proportional to the angular velocity ω 0 . The angular velocity ω 0 can thus be calculated on the basis of the vibrations in the direction of the Y axis of the swing arms 12 a, 12 b and 12 c. In the vibrator 12 shown in Fig. 8, the vibrations of the lateral swing arms 12 b and 12 c on the one hand and the vibrations of the middle swing arm 12 a on the other hand have a phase relationship. Therefore, the vibrator 12 is well balanced in the vibration, and consequently the base end 12 d of the vibrator 12 can be rigidly supported in the carrier 13 .
Wird allerdings der Schwinger 12 einfach starr mit seinem Basisende 12d an dem Träger 13 gelagert, so muß das Basisende 12d in engem Sitz in den Träger 13 eingesetzt werden, oder der Träger 13 muß an dem Basisende 12d des Schwingers durch Kunststoffverguß angeformt sein. Es bereitet Schwierigkeiten, das Basisende 12d des Schwingers 12 dadurch an dem Träger 13 zu befestigen, daß man das Basisende 12d in engem Sitz in den Träger 13 einführt. Wenn man den Träger 13 durch Kunstharz-Verguß an dem Basisende 12d anbringt, hat die Wärme des schmelzflüssigen Kunstharzes abträglichen Einfluß auf den Schwinger 12. Deshalb ist das Ausbilden des Trägers 13 durch Gießharz in der Praxis ungeeignet.However, if the vibrator 12 is simply rigidly supported on the carrier 13 with its base end 12 d, the base end 12 d must be inserted into the carrier 13 in a tight fit, or the carrier 13 must be molded onto the base end 12 d of the transducer by plastic encapsulation . It is difficult to attach the base end 12 d of the vibrator 12 to the carrier 13 by inserting the base end 12 d into the carrier 13 in a tight fit. If the carrier 13 is attached to the base end 12 d by resin encapsulation, the heat of the molten resin has a detrimental effect on the oscillator 12 . Therefore, the formation of the carrier 13 by casting resin is unsuitable in practice.
Wenn der den Schwinger 12 lagernde Träger 13 ein steifer Körper ist und mit einer Verdrahtungsplatine (Schaltungsplatte) fest verbunden wird, wird ein äußerer Stoß oder werden externe Schwingungen, die auf die Verdrahtungsplatine ausgeübt werden, direkt über den Träger 13 auf den Schwinger 12 übertragen, ohne daß eine Dämpfung erfolgt. Hierdurch wird der Schwinger 12 abträglich beeinflußt.If the carrier 13 supporting the vibrator 12 is a rigid body and is firmly connected to a wiring board (circuit board), an external shock or external vibrations which are exerted on the wiring board are transmitted directly to the vibrator 12 via the carrier 13 , without damping. As a result, the vibrator 12 is adversely affected.
Der Schwinger 12 besitzt zahlreiche Elektroden, darunter die Treiberelektroden zum Antreiben der Schwingarme 12a, 12b und 12c, damit diese in Schwingung versetzt werden, sowie Fühlelektroden zum Erfassen der Schwingungen der drei Schwingarme 12a, 12b und 12c, die durch die Corioliskraft hervorgerufen werden. Zwischen dem Schwinger 12 und der Verdrahtungsplatine müssen mehrere freitragende Drähte verlaufen, welche die erwähnten Elektroden mit Schaltungselementen auf der Verdrahtungsplatine verbinden. Die zahlreichen freischwebenden Drähte erfordern eine ziemlich schwierige Verdrahtungsarbeit, welche die Schwingungen der Schwingarme 12a, 12b und 12c möglicherweise behindert.The vibrator 12 has numerous electrodes, including the driver electrodes for driving the swing arms 12 a, 12 b and 12 c, so that they are set in vibration, and sensing electrodes for detecting the vibrations of the three swing arms 12 a, 12 b and 12 c by the Coriolis force are caused. A plurality of self-supporting wires must run between the oscillator 12 and the wiring board, which connect the aforementioned electrodes to circuit elements on the wiring board. The numerous free-floating wires require a rather difficult wiring work, which may hinder the vibrations of the swing arms 12 a, 12 b and 12 c.
Aus JP 08114458 A (Abstract) ist eine Schwingerträgeranordnung bekannt, bei dem auf einer Metallplatte ein Winkelstück befestigt ist, an dessen freiem Schenkel an einer Seite ein Basisende eines Schwingers befestigt ist. Dabei ist der Querschnitt des Winkelstücks an jeder Stelle gleich. Die Flachseite des freien Schenkels des Winkelstücks, an der das Basisende des Schwingers befestigt ist, verläuft parallel zur Längsrichtung des Schwingers und ist an einer Seitenfläche des Basisendes des Schwingers fixiert. Bei dieser Lagerung können erhebliche Schwingungen von dem Schwinger über das Winkelstück auf die das Winkelstück tragende Metallplatte übertragen werden.From JP 08114458 A (abstract) is a vibrator support arrangement known in which an elbow is attached to a metal plate the free leg on one side of a base end of a transducer is attached. The cross section of the contra-angle is at every point equal. The flat side of the free leg of the contra-angle handpiece, on which the Base end of the transducer is attached, runs parallel to Longitudinal direction of the transducer and is on one side surface of the Base end of the transducer fixed. With this storage you can significant vibrations from the transducer to the contra-angle the metal plate carrying the elbow are transmitted.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schwingerträgeranordnung für einen Schwinger, die einen einfachen Aufbau besitzt und in der Lage ist, den Schwinger an dessen Basisende sicher und gleichzeitig elastisch zu lagern.The object of the invention is to create a Vibrator support assembly for a transducer that is a simple one Has structure and is able to place the transducer at its base end safe and elastic to store.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schwingerträgeranordnung geschaffen, die in der Lage ist, kollektiv Verdrahtungsleitungen zu halten, die mit an dem Schwinger befestigten Elektroden verbunden sind, wobei die Trägeranordnung außerdem in der Lage sein soll, diese Leitungsdrähte mit Schaltungsteilen zu verbinden, die auf der Verdrahtungsplatine ausgebildet sind, um die Anzahl von freitragenden Leitungen zu verringern.This problem is solved by the one specified in claim 1 Invention. The present invention provides a Schwingerträgeranordnung created that is able to collectively To keep wiring lines that are attached to the transducer Electrodes are connected, the carrier arrangement also in the Should be able to connect these lead wires to circuit parts, which are formed on the wiring board by the number of to reduce unsupported lines.
Der Schwinger ist vorzugsweise vom dreizackigen Stimmgabeltyp, wie aus Fig. 1 hervorgeht, oder vom zweizackigen Stimmgabeltyp. Der Schwinger kann Teil eines Kreisels oder Gyroskops sein, welches Schwingungen aufgrund einer Corioliskraft in einem Drehsystem mit dem Zweck erzeugt, die Winkelgeschwindigkeit zu bestimmen. Der Schwinger kann auch in Verbindung mit einem piezoelektrischen Wandler oder einem Rüttler eingesetzt werden.The vibrator is preferably of the three-pronged tuning fork type, as shown in Fig. 1, or of the two-pronged tuning fork type. The vibrator can be part of a gyroscope or gyroscope which generates vibrations due to a Coriolis force in a rotating system with the purpose of determining the angular velocity. The vibrator can also be used in conjunction with a piezoelectric transducer or a vibrator.
Bei dem Schwinger kann es sich um ein plattenförmiges Teil handeln, hergestellt durch Laminieren einer Schicht aus piezoelektrischem Material, die als Treiberschicht dient, und einer Fühleinrichtung auf eine aus durchgehend elastischem Material bestehende Platte, beispielsweise eine Elinvar-Platte. Der Schwinger kann auch ein plattenförmiges Teil sein, welches vollständig aus einem piezoelektrischen Material besteht, welches die Treiber- und Fühleinrichtung bildet. Die Treiberelektroden zum Antreiben der Schwingarme und die Fühlelektroden zum Fühlen oder Lesen der Schwingungen der Schwingarme sind auf der Oberfläche des aus einem piezoelektrischen Material bestehenden plattenförmigen Elements ausgebildet.The vibrator can be a plate-shaped part, made by laminating a layer of piezoelectric Material that serves as a driver layer and a sensing device on one plate made of continuously elastic material, for example an Elinvar plate. The transducer can also be a plate-shaped part be made entirely of a piezoelectric material, which forms the driver and sensing device. The driver electrodes for driving the swing arms and the sensing electrodes for sensing or reading the vibrations of the swing arms are on the surface the plate-shaped consisting of a piezoelectric material Element trained.
Das Basisende des Schwingers wird von dem Träger gehalten. Der Träger besitzt ein flaches Aufnahmeteil und den Stützfuß. Das flache Aufnahmeteil und der Stützfuß sind durch entsprechendes Biegen einer leitenden Metallplatte einstückig ausgebildet. Die flache Aufnahme kann aus einem leitenden Metall bestehen, während der Stützfuß die Form eines Stabs aus leitendem Metall hat und an der flachen Aufnahme fixiert ist.The base end of the vibrator is held by the carrier. The Carrier has a flat receiving part and the support foot. The flat The receiving part and the support foot are one by bending accordingly conductive metal plate integrally formed. The flat recording can Made of a conductive metal, while the support foot is the shape of a rod made of conductive metal and on the flat receptacle is fixed.
Das Basisende des Schwingers steht in flächiger Berührung mit und ist fixiert an der flachen Aufnahme. Die Elektroden gleichen Potentials an dem Schwinger sind elektrisch mit der flachen Aufnahme dadurch verbunden, daß diese Elektroden mit der flachen Aufnahme über einen leitenden Klebstoff oder dergleichen verbunden sind. Die Elektroden gleichen Potentials an dem Schwinger können mit der flachen Aufnahme durch Drahtbonden auch mit Hilfe von Drähten verbunden werden.The base end of the transducer is in flat contact with and is fixed to the flat mount. The electrodes have the same potential the transducer are electrical with the flat receptacle thereby connected that these electrodes with the flat receptacle over a conductive adhesive or the like are connected. The electrodes same potential on the transducer with the flat recording can also be connected by wire bonding with the help of wires.
An der flachen Aufnahme kann mittels Klebstoff eine flexible Verdrahtungsplatine befestigt werden, wobei die Elektroden des Schwingers in direkten Kontakt mit einem leitenden Muster auf der flexiblen Verdrahtungsplatine gebracht werden, um die Elektroden mit dem leitenden Muster zu verbinden, wobei von der flexiblen Verdrahtungsplatine ausgehende Leitungen sich an dem Stützfuß entlangerstrecken oder zu einer anderen Verdrahtungsplatine führen können, um das leitende Muster der flexiblen Verdrahtungsplatine mit auf diese ausgebildeten Schaltungen zu verbinden. Die flache Aufnahme und der Stützfuß können aus leitendem Metall bestehen, wobei die Elektroden gleichen Potentials des Schwingers elektrisch mit der flachen Aufnahme verbunden sind, um die Elektroden über den Stützfuß mit den Schaltungen auf der Verdrahtungsplatine zu verbinden. Dies reduziert die Anzahl von Verdrahtungselementen, und man kommt mit einer einfachen Verdrahtungsstruktur aus.A flexible can be attached to the flat mount using adhesive Wiring board are attached, the electrodes of the Schwingers in direct contact with a conductive pattern on the flexible wiring board to be brought to the electrodes to connect the conductive pattern, being flexible Wiring board outgoing lines on the support foot along or lead to another wiring board can to match the conductive pattern of the flexible wiring board to connect to these trained circuits. The flat shot and the support foot can be made of conductive metal, the Electrodes of the same potential as the vibrator are electrically connected to the flat one Are connected to the electrodes via the support foot with the Connect circuits on the wiring board. This reduces the number of wiring elements, and one comes with one simple wiring structure.
Die elektrische Verbindung der Elektroden des Schwingers über dem Träger mit den Schaltungen der Verdrahtungsplatine reduziert die Anzahl von freitragenden Verdrahtungsleitungen, vereinfacht die Verdrahtungsstruktur und verringert die Möglichkeit des Bruchs von freitragenden Verdrahtungsleitungen.The electrical connection of the electrodes of the transducer over the Carrier with the circuits of the wiring board reduces the Number of unsupported wiring lines, simplifies the Wiring structure and reduces the possibility of breakage from unsupported wiring lines.
Wenn der Stützfuß elastisch verformbar ist, läßt sich der Schwinger elastisch an der Verdrahtungsplatine lagern, wobei der Stützfuß als Dämpfungseinrichtung fungiert, welche die Ausbreitung von extern hervorgerufenen Schwingungen und externen Stößen von der Verdrahtungsplatine auf den Schwinger abfängt.When the support leg is elastically deformable, the transducer can be moved store elastically on the wiring board, the support leg as Attenuation device acts, which prevents the spread from external caused vibrations and external shocks from the Intercepts the wiring board on the transducer.
Der Stützfuß kann durch Anschweißen an der Verdrahtungsplatine mit einem Metall, beispielsweise mit Lot, er kann mit Schrauben oder er kann durch eine Preßpassung fixiert werden.The support foot can be welded to the wiring board a metal, for example with solder, he can with screws or he can be fixed by a press fit.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the Drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht einer Schwingerträgeranordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Figure 1 is an exploded perspective view of a vibrator support assembly according to a first embodiment of the invention.
Fig. 2 eine Seitenansicht der Schwingerträgeranordnung nach Fig. 1; FIG. 2 shows a side view of the oscillator carrier arrangement according to FIG. 1;
Fig. 3A eine perspektivische Ansicht eines Schwingers, wobei eine Frontseite des Schwingers dargestellt ist; 3A is a perspective view of a vibrator, wherein a front side of the vibrator is shown.
Fig. 3B eine perspektivische Ansicht des Schwingers nach Fig. 3A, wobei die Rückseite des Schwingers gezeigt ist; Fig. 3B is a perspective view of the vibrator of Fig. 3A, showing the back of the vibrator;
Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht in Pfeilrichtung IV in Fig. 1 oder Fig. 3A, wobei die Richtungen der dielektrischen Polarisation des Schwingers dargestellt sind; FIG. 4 shows an end view in the direction of arrow IV in FIG. 1 or FIG. 3A, the directions of the dielectric polarization of the oscillator being shown;
Fig. 5 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht der Schwingerträgeranordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 is an exploded perspective view of the transducer carrier assembly according to a second embodiment of the invention;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Schwingerträgeranordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 6 is a perspective view of a vibrator carrier assembly according to a third embodiment of the invention;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Schwingerträgeranordnung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 7 is a perspective view of a vibrator carrier assembly according to a fourth embodiment of the invention; and
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer konventionellen Schwingerträgeranordnung. Fig. 8 is a perspective view of a conventional oscillator carrier assembly.
Zunächst soll anhand der Fig. 1 bis 4 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingerträgeranordnung erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Schwinger 1 vom Dreizack-Stimmgabeltyp dargestellt. Der Schwinger wird als Schwingkreisel (Schwinggyroskop) verwendet. Der Schwinger 1 ist ein plattenförmiges Glied aus einem piezoelektrischen Material, beispielsweise einem piezoelektrischen Keramikmaterial. In einem Ende des Schwingers 1 sind Schlitze 1A ausgebildet, wodurch drei Schwingarme 1a, 1b und 1c gebildet werden. Die Schwingarme 1a, 1b und 1c werden in die Richtungen der dielektrischen Polarisation polarisiert, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Die seitlichen Schwingarme 1b und 1c weisen die gleichen Richtungen dielektrischer Polarisation auf, die Richtungen der dielektrischen Polarisation des mittleren Schwingarms 1a sind zu jenen der seitlichen Schwingarme 1b und 1c symmetrisch bezüglich einer vertikalen und einer horizontalen Linie. An der Unterseite jedes Schwingarms 1a, 1b und 1c ist ein Paar Treiberelektroden 2 aus leitendem Material ausgebildet, welches sich zwischen der Spitze des jeweiligen Schwingarms 1a, 1b und 1c und dem Rand eines Basisendes 1B des Schwingers 1 erstreckt, wie aus Fig. 3B hervorgeht. Mit den Treiberelektroden 2 wird über eine leitende Bahn zum Anlegen einer Treiberspannung mit einem für sämtliche Treiberelektroden 2 gleichen Potential elektrisch eine Wechselstromquelle verbunden.First of all, a first embodiment of a vibration carrier arrangement according to the invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 4. In Fig. 1, a vibrator 1 of the trident tuning fork type is shown. The oscillator is used as an oscillating gyroscope (oscillating gyroscope). The vibrator 1 is a plate-shaped member made of a piezoelectric material, for example a piezoelectric ceramic material. In one end of the vibrator 1 slots 1 A are formed, whereby three swing arms 1 a, 1 b and 1 c are formed. The swing arms 1 a, 1 b and 1 c are polarized in the directions of the dielectric polarization, as shown in Fig. 4. The side swing arms 1 b and 1 c have the same directions of dielectric polarization, the directions of the dielectric polarization of the middle swing arm 1 a are symmetrical to those of the side swing arms 1 b and 1 c with respect to a vertical and a horizontal line. On the underside of each swing arm 1 a, 1 b and 1 c, a pair of driver electrodes 2 made of conductive material is formed, which extends between the tip of the respective swing arm 1 a, 1 b and 1 c and the edge of a base end 1 B of the vibrator 1 , as shown in Fig. 3B. An AC power source is electrically connected to the driver electrodes 2 via a conductive path for applying a driver voltage with a potential that is the same for all driver electrodes 2 .
Auf der Oberseite jedes der seitlichen Schwingarme 1b und 1c ist jeweils ein Paar Erdungselektroden 4 ausgebildet, und auf der Oberseite des mittleren Schwingarms 1a ist eine einzelne Erdungselektrode 4 ausgebildet, wie am besten aus Fig. 3A ersichtlich ist. Wie aus den Fig. 1 und 3A hervorgeht, verlaufen die Erdungselektroden 4 zu dem Basisende 1B des Schwingers 1. Sämtliche Erdungselektroden 4 sind mit einer Erdungselektrode 4a auf der Oberfläche des Basisendes 1B des Schwingers 1 verbunden. Die Erdungselektrode 4a liegt über einen leitenden Weg auf Masse, wobei sämtliche Erdungselektroden 4 auf Massepotential liegen.A pair of ground electrodes 4 is formed on the top of each of the side swing arms 1 b and 1 c, and a single ground electrode 4 is formed on the top of the middle swing arm 1 a, as best seen in FIG. 3A. As is apparent from FIGS. 1 and 3A, the ground electrodes 4 run to the base end 1 B of the vibrator 1 . All ground electrodes 4 are connected to a ground electrode 4 a on the surface of the base end 1 B of the vibrator 1 . The ground electrode 4 a is connected to ground via a conductive path, with all ground electrodes 4 being at ground potential.
Über die Treiberelektroden 2 und die Erdungselektroden 4 wird an den aus dem piezoelektrischen Material bestehenden Schwinger 1 eine Treiberspannung angelegt. Die Schwingarme 1a, 1b und 1c werden in Richtungen der dielektrischen Polarisation gemäß Fig. 4 polarisiert, wodurch die seitlichen Schwingarme 1b und 1c Schwingungen in Richtungen parallel zur X-Achse bei gleicher Phase ausführen, während der mittlere Schwingarm 1a Schwingungen in Richtung parallel zur X- Achse ausführt, allerdings um 180° gegenüber den Schwingungen der seitlichen Schwingarme 1b und 1c phasenversetzt. Mit anderen Worten: Die seitlichen Schwingarme 1b und 1c werden in die eine Richtung parallel zur X-Achse verzogen, und gleichzeitig wird der mittlere Schwingarm 1a in die andere Richtung parallel zur X-Achse verzogen.A driver voltage is applied to the oscillator 1 consisting of the piezoelectric material via the driver electrodes 2 and the ground electrodes 4 . The swing arms 1 a, 1 b and 1 c are polarized in the directions of the dielectric polarization according to FIG. 4, as a result of which the lateral swing arms 1 b and 1 c carry out vibrations in directions parallel to the X axis with the same phase, while the middle swing arm 1 a Vibrations in the direction parallel to the X axis, but out of phase by 180 ° with respect to the vibrations of the lateral swing arms 1 b and 1 c. In other words: the lateral swing arms 1 b and 1 c are warped in one direction parallel to the X axis, and at the same time the middle swing arm 1 a is warped in the other direction parallel to the X axis.
Auf der Oberseite des mittleren Schwingarms 1a ist ein Paar Fühlelektroden 5a und 5b ausgebildet. Die hinteren Enden der Fühlelektroden 5a und 5b erreichen Stellen, die von der Endkante des Basisendes 1b in Richtung der Spitze des mittleren Schwingarms 1a versetzt sind. Die Fühlelektroden 5a und 5b sind mit Kontaktflächen 5a1 bzw. 5b1 abgeschlossen.On the top of the middle swing arm 1 a, a pair of sensing electrodes 5 a and 5 b is formed. The rear ends of the sensing electrodes 5 a and 5 b reach points that are offset from the end edge of the base end 1 b in the direction of the tip of the middle swing arm 1 a. The sensing electrodes 5 a and 5 b are terminated with contact surfaces 5 a1 and 5 b1.
Wenn der Schwinger 1 in ein mit einer Winkelgeschwindigkeit um die Z-Achse drehendes Drehsystem eingebracht wird, werden die Schwingarme 1a, 1b und 1c in Richtungen parallel zur Y-Achse in Schwingung versetzt, hervorgerufen durch eine Corioliskraft entsprechend der oben angegebenen Formel. Da die Phasendifferenz der Schwingungen der seitlichen Schwingarme 1b und 1c einerseits und der Schwingungen des mittleren Schwingarms 1a andererseits aufgrund der Treiberspannung 180° beträgt, ist auch die Phasendifferenz zwischen den Schwingungen der seitlichen Schwingarme 1b und 1c und den Schwingungen des mittleren Schwingarms 1a aufgrund der Corioliskraft 180°. Das heißt: Zu einem gegebenen Zeitpunkt werden die seitlichen Schwingarme 1b und 1c in die eine Richtung parallel zu der Y-Achse aufgrund der Corioliskraft verzogen, während der mittlere Schwingarm 1b aufgrund der Corioliskraft in die andere Richtung parallel zu der Y- Achse verzogen wird.When the vibrator 1 is introduced into a rotating system rotating at an angular velocity about the Z axis, the vibrating arms 1 a, 1 b and 1 c are vibrated in directions parallel to the Y axis, caused by a Coriolis force according to the formula given above . Since the phase difference of the vibrations of the lateral swing arms 1 b and 1 c on the one hand and the vibrations of the middle swing arm 1 a on the other hand is 180 ° due to the drive voltage, the phase difference between the vibrations of the lateral swing arms 1 b and 1 c and the vibrations of the middle Swing arm 1 a due to the Coriolis force 180 °. That is: at a given time, the lateral swing arms 1 b and 1 c are warped in one direction parallel to the Y axis due to the Coriolis force, while the middle swing arm 1 b due to the Coriolis force in the other direction parallel to the Y axis is warped.
Die Fühlelektroden 5a und 5b sind auf der Oberseite des mittleren Schwingarms 1a ausgebildet, an welchem die Erdungselektrode 4 ausgebildet ist. Der mittlere Schwingarm 1a aus piezoelektrischem Metall fungiert als Corioliskraft-Meßeinrichtung. Da die jeweiligen Richtungen der piezoelektrischen Polarisation von Teilen des Schwingarms 1a, an denen die Fühlelektroden 5a und 5b ausgebildet sind, einander entgegengesetzt sind, liefern die Fühlelektroden 5a und 5b Ausgangssignale entgegengesetzter Phasen, welche die Verziehungs- Hübe des mittleren Schwingarms 1a in einander entgegengesetzte Richtungen parallel zur X-Achse repräsentiert. Die Absolutwerte der Ausgangssignale der Fühlelektroden 5a und 5b werden addiert, d. h. das Ausgangssignal der einen der Fühlelektroden 5a und 5b wird von demjenigen von der anderen Fühlelektrode subtrahiert, um die Winkelgeschwindigkeit ω der Drehung um die Z-Achse berechnen zu können.The sensing electrodes 5 a and 5 b are formed on the top of the middle swing arm 1 a, on which the grounding electrode 4 is formed. The middle swing arm 1 a made of piezoelectric metal acts as a Coriolis force measuring device. Since the respective directions of the piezoelectric polarization of parts of the swing arm 1 a, on which the sensing electrodes 5 a and 5 b are formed, are opposite to each other, the sensing electrodes 5 a and 5 b provide output signals of opposite phases, which are the distortion strokes of the middle swing arm 1 a represented in opposite directions parallel to the X axis. The absolute values of the output signals of the sensing electrodes 5 a and 5 b are added, ie the output signal of one of the sensing electrodes 5 a and 5 b is subtracted from that of the other sensing electrode in order to be able to calculate the angular velocity ω of the rotation about the Z axis.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist an dem Basisende 1B des Schwingers 1 ein Träger 6 befestigt, um den Schwinger 1 zu lagern. Der Träger 6 ist hergestellt durch Verarbeiten einer leitenden Platte, beispielsweise einer vergoldeten Walzstahlplatte oder einer Platte mit niedrigem elektrischen spezifischen Widerstand, beispielsweise einer Kupferplatte. Der Träger 6 besitzt ein flaches Aufnahmeteil 6a und einen Stützfuß 6b. Die Abmessungen des Querschnitts des Stützfußes 6b sind so festgelegt, daß der Stützfuß 6b elastisch verformbar ist.As shown in Fig. 1, a base 6 is fixed to the base end 1 B of the vibrator 1 to support the vibrator 1 . The carrier 6 is made by processing a conductive plate, for example a gold-plated rolled steel plate or a plate with low electrical resistivity, for example a copper plate. The carrier 6 has a flat receiving part 6 a and a support leg 6 b. The dimensions of the cross section of the support leg 6 b are determined so that the support leg 6 b is elastically deformable.
Das Basisende 1B des Schwingers 1 wird auf das flache Aufnahmeteil 6a des Trägers 6 so aufgebracht, daß seine Unterseite in Berührung mit der Oberseite der flachen Halteplatte 6a steht, wobei das Basisende 1B auf der flachen Aufnahme 6a mittels einer leitenden Klebstoffschicht 17 fixiert wird, wie aus Fig. 2 hervorgeht. Dabei werden sämtliche Treiberelektroden 2 elektrisch über das Basisende 1B des Schwingers 1 und die leitende Klebstoffschicht 17 mit der flachen Aufnahme 6a des Trägers 6 verbunden. Ein leitender Klebstoff für die Klebstoffschicht 17 wird dadurch erhalten, daß man einen leitenden metallischen Füllstoff in ein thermoplastisches Harz, ein bei Hitze härtbares Harz oder in ein durch Ultraviolettstrahlung aushärtbares Harz einmischt. Die Treiberelektroden 2 können durch Schweißen mit einem leitenden Metall, beispielsweise einem Lot, elektrisch und mechanisch mit der flachen Aufnahme 6a verbunden werden.The base end 1 B of the vibrator 1 is applied to the flat receiving part 6 a of the carrier 6 so that its underside is in contact with the top of the flat holding plate 6 a, the base end 1 B on the flat receptacle 6 a by means of a conductive adhesive layer 17 is fixed, as is apparent from Fig. 2. All driver electrodes 2 are electrically connected to the flat receptacle 6 a of the carrier 6 via the base end 1 B of the vibrator 1 and the conductive adhesive layer 17 . A conductive adhesive for the adhesive layer 17 is obtained by mixing a conductive metallic filler into a thermoplastic resin, a thermosetting resin or an ultraviolet curing resin. The driver electrodes 2 can be electrically and mechanically connected to the flat receptacle 6 a by welding with a conductive metal, for example a solder.
Der Träger 6 wird auf einer Schaltungsplatine 7 dadurch angeordnet, daß sein Stützfuß 6b in ein in der Verdrahtungsplatine 7 ausgebildetes Loch 7a eingesetzt wird. Ein nicht dargestelltes leitendes Muster befindet sich auf der Rückseite der Verdrahtungsplatine 7, und ein Endabschnitt des Stützfußes 6b ist an dem leitenden Muster mit Hilfe von Lot 8 fixiert, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Damit wird der Schwinger 1 freitragend gelagert, wobei sein Basisende 1B auf dem Träger 6 gehalten wird, während seine Schwingarme 1a, 1b und 1c sich über einem Ausschnitt 7b parallel zu einer Ebene erstrecken, welche die Oberfläche der Schaltungsplatine 7 enthält, wie aus Fig. 2 hervorgeht.The carrier 6 is arranged on a circuit board 7 in that its support leg 6 b is inserted into a hole 7 a formed in the wiring board 7 . An unillustrated conductive pattern located on the back side of the wiring board 7, and an end portion of the support foot 6 b is fixed to the conductive pattern by using Lot 8, as shown in Fig. 2. The oscillator 1 is thus supported in a self-supporting manner, its base end 1 B being held on the carrier 6 , while its oscillating arms 1 a, 1 b and 1 c extend over a cutout 7 b parallel to a plane which contains the surface of the circuit board 7 , as can be seen from Fig. 2.
Die an dem Schwinger 1 ausgebildeten Treiberelektroden 2 sind über die leitende Klebstoffschicht 17 und den Träger 6 elektrisch mit dem Leitungsmuster auf der Verdrahtungsplatine 7 verbunden, und das Leitungsmuster ist mit einer in Fig. 4 gezeigten Wechselspannungsquelle 3 verbunden.The drive electrodes 2 formed on the vibrator 1 are electrically connected to the wiring pattern on the wiring board 7 via the conductive adhesive layer 17 and the substrate 6 , and the wiring pattern is connected to an AC voltage source 3 shown in FIG. 4.
Auf der Oberseite der Verdrahtungsplatine 7 ist eine Kontaktfläche 9a ausgebildet, die mit einem nicht dargestellten Erdungsmuster elektrisch verbunden ist, und die auf der Oberfläche des Basisendes 1B des Schwingers 1 gebildete Erdungsanschlußelektrode 4a ist mit der Kontakfläche 1a über einen Verbindungdraht 10a verbunden. Die Erdungselektroden 4, die an dem Schwinger 1 ausgebildet sind, stehen über die Erdanschlußelektrode 4a, den Verbindungsdraht 10a und das Kontaktstück 9a mit einem auf der Verdrahtungsplatine 7 ausgebildeten Erdungsmuster elektrisch in Verbindung.On the top of the wiring board 7 , a contact surface 9 a is formed, which is electrically connected to a ground pattern, not shown, and the ground connection electrode 4 a formed on the surface of the base end 1 B of the vibrator 1 is with the contact surface 1 a via a connecting wire 10 a connected. The ground electrodes 4, which are formed on the vibrator 1, are provided on the grounding electrode 4 a, the connecting wire 10 a and the contact piece 9a having formed on the wiring board 7 ground pattern electrically connected.
Die einzelnen Kontaktflächen 5a1 und 5b1 der Fühlelektroden 5a und 5b sind mit den Kontaktflächen 9b1 und 9b2 auf der Verdrahtungsplatine 7 über Anschlußdrähte 10b1 bzw. 10b2 verbunden. Die Fühlelektroden 5a und 5b des Schwingers 1 sind elektrisch über die Verbindungsdrähte 10b1 und 10b2, die Kontaktflächen 9b1 und 9b2 auf der Verdrahtungsplatine 7 und ein auf der Verdrahtungsplatine 7 ausgebildetes Leitermuster mit einer nicht dargestellten Leseschaltung verbunden, die sich auf der Platine 7 befindet. The individual contact areas 5 a1 and 5 b1 of the sensing electrodes 5 a and 5 b are connected to the contact areas 9 b1 and 9 b2 on the wiring board 7 via connecting wires 10 b1 and 10 b2, respectively. The sensing electrodes 5 a and 5 b of the vibrator 1 are electrically connected to a reading circuit, not shown, via the connecting wires 10 b1 and 10 b2, the contact surfaces 9 b1 and 9 b2 on the wiring board 7 and a conductor pattern formed on the wiring board 7 the board 7 is located.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schwingerträgeranordnung sind sämtliche Treiberelektroden 2 über den Träger 6 mit dem auf der Verdrahtungsplatine 7 ausgebildeten Leitungsmuster elektrisch verbunden, die Erdungselektroden 4 sind mit einer einzelnen Erdanschlußelektrode 4a verbunden. Deshalb besitzt die Schwingerträgeranordnung bloß die drei freitragenden Verbindungsdrähte 10a, 10b1 und 10b2, die zwischen dem Schwinger 1 und der Verdrahtungsplatine 7 ohne Abstützung, also frei verlaufend angeordnet sind.In the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 oscillator carrier arrangement all the driving electrodes 2 are electrically connected through the support 6 with the formed on the wiring board 7 line pattern, the ground electrodes 4 are connected to a single grounding electrode 4a. Therefore, the oscillator support arrangement merely has the three self-supporting connecting wires 10 a, 10 b1 and 10 b2, which are arranged between the oscillator 1 and the wiring board 7 without support, that is to say they run freely.
Der Schwinger 1 wird freitragend an dem einzelnen Träger 6 gelagert, es sind keinerlei zusätzliche Trägerelemente oder Lagerungselemente erforderlich. Da das Basisende 1B des Schwingers 1 fest mit der flachen Aufnahme 6a in flächigem Berührungskontakt vereint ist, wird der Schwinger 1 auf dem Träger 6 stabil gelagert. Da der Stützfuß 6b des Trägers 6 elastisch verformbar ist, wird der Schwinger 1 von der Verdrahtungsplatine 7 elastisch gelagert. Äußere Stöße und von außen auf die Verdrahtungsplatine 7 einwirkende Vibrationen können von dem Stützfuß 6b absorbiert werden, so daß eine direkte Ausbreitung der äußere Stöße und der externen Vibrationen bis hin zu dem Schwinger 1 unterbunden wird.The oscillator 1 is cantilevered on the individual carrier 6 , no additional carrier elements or bearing elements are required. Since the base end 1 B of the vibrator 1 is firmly combined with the flat receptacle 6 a in flat contact, the vibrator 1 is stably supported on the carrier 6 . Since the support foot 6 b of the carrier 6 is elastically deformable, the vibrator 1 is elastically supported by the wiring board 7 . External shocks and acting from the outside on the wiring board 7 vibrations can be absorbed b of the support foot 6 so that a direct extension of the outer bumps and the external vibration is prevented to the vibrator. 1
Bei dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Dreizack-Stimmgabelschwinger 1 beträgt die Phasendifferenz zwischen den Schwingungen der seitlichen Schwingarme 1b und 1c einerseits und den Schwingungen des mittleren Schwingarms 1a andererseits 180°. Deshalb ist der Schwinger 1 bezüglich der Schwingung gut ausgewuchtet, und an dem Basisende 1B des Schwingers 1 ergibt sich keinerlei Biegeknoten, der die Schwingungen stark beeinflussen könnte. Folglich können die Schwingarme 1a, 1b und 1c des Schwingers 1, dessen Basisende 1B in Flächenberührung an der flachen Aufnahme 6a des Trägers 6 fixiert ist, frei schwingen, ohne daß eine Hemmung seitens der Schwingerträgeranordnung bestünde. Die Ansprechempfindlichkeit auf Treiberkräfte sowie die Empfindlichkeit der Schwingarme 1a, 1b und 1c leiden folglich durch die Schwingerträgeranordnung nicht.In the example shown in Fig. 1 to 4 Trident tuning fork vibrator 1, the phase difference between the oscillations of the lateral swing arms is 1 b and 1 c the one hand, and the vibrations of the middle swing arm 1 on the other hand a 180 °. Therefore, the vibrator 1 is well balanced with respect to the vibration, and there is no bending node at the base end 1 B of the vibrator 1 that could have a strong influence on the vibrations. Consequently, the swing arms 1 a, 1 b and 1 c of the vibrator 1 , the base end 1 B of which is fixed in contact with the surface on the flat receptacle 6 a of the carrier 6 , can vibrate freely without any inhibition on the part of the oscillator carrier arrangement. The responsiveness to driving forces and the sensitivity of the swing arms 1 a, 1 b and 1 c consequently do not suffer from the oscillator support arrangement.
Da die Schwingarme 1a, 1b und 1c sich über dem Ausschnitt 7b der Verdrahtungsplatine 7 erstrecken, lassen sich die Spitzen der Schwingarme 1a, 1b und 1c so trimmen, daß die Schwingungsfrequenzen der einzelnen Schwingarme 1a, 1b und 1c bei an der Verdrahtungsplatine 1 gelagertem Schwinger 1 justiert werden.Since the swing arms 1 a, 1 b and 1 c extend over the cutout 7 b of the wiring board 7 , the tips of the swing arms 1 a, 1 b and 1 c can be trimmed so that the vibration frequencies of the individual swing arms 1 a, 1 b and 1 c can be adjusted when the oscillator 1 is mounted on the wiring board 1 .
Bezugnehmend auf Fig. 5, die eine Schwingerträgeranordnung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, enthält die Trägeranordnung einen einstückig und zusammenhängend ausgebildeten Träger 16 mit einer flachen Aufnahme 16a, einem Stützfuß 16b und einem Basisteil 16c. Der Basisteil 16c hat eine Form ähnlich dem Buchstaben H und ist parallel zu der flachen Aufnahme 16a orientiert. Der Basisteil 16c besitzt zwei Arme und einen die Arme verbindenden Steg, wobei einstückig mit den beiden Armen an deren einander abgewandten Enden Finger 16d ausgebildet sind, die in entsprechende Löcher der Verdrahtungsplatine 7 eingreifen.Referring to FIG. 5, showing an oscillator carrier arrangement of a second embodiment of the invention, the support assembly comprises a support integrally and contiguously formed with a flat 16 a receptacle 16, a support leg 16 b and a base portion 16 c. The base part 16 c has a shape similar to the letter H and is oriented parallel to the flat receptacle 16 a. The base part 16 c has two arms and a web connecting the arms, fingers 16 d being formed in one piece with the two arms at their opposite ends, which engage in corresponding holes in the wiring board 7 .
Das Basisende 1B des Schwingers 1 wird auf dem Träger 16 so gelagert, daß seine Oberfläche mit den Treiberelektroden 2b mittels Klebstoff an der flachen Aufnahme 16a in flächiger Berührung mit Hilfe eines leitenden Klebstoffs fixiert wird. Der Basisteil 16c wird so auf die Oberfläche der Verdrahtungsplatine 7 aufgesetzt, daß die Finger 16d in die entsprechenden Löcher der Verdrahtungsplatine 7 eingreifen. Die Schwinger 16d werden mit dem leitenden Muster verlötet, über das die Treiberleistung zugeführt wird. Da der Basisteil 16c des Trägers 16 sich in flächigem Kontakt mit der Oberfläche der Verdrahtungsplatine 7 befindet, läßt sich der Träger 16 sicher an der Platine 7 halten.The base end 1 B of the vibrator 1 is mounted on the carrier 16 so that its surface is fixed with the driver electrodes 2 b by means of adhesive on the flat receptacle 16 a in flat contact with the aid of a conductive adhesive. The base part 16 c is placed on the surface of the wiring board 7 so that the fingers 16 d engage in the corresponding holes in the wiring board 7 . The oscillators 16 d are soldered to the conductive pattern via which the driver power is supplied. Since the base portion 16 is located c of the carrier 16 in surface contact with the surface of the wiring board 7, the carrier 16 can be securely attached to the board 7 hold.
Da die flache Aufnahme 16a und der Basisteil 16c des Trägers 16 parallel zueinander verlaufen, kann der Schwinger 1 parallel zur Oberfläche der Verdrahtungsplatine 7 gelagert werden. Since the flat receptacle 16 a and the base part 16 c of the carrier 16 run parallel to one another, the oscillator 1 can be mounted parallel to the surface of the wiring board 7 .
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingerträgeranordnung. Ein Träger 26 hat die Form eines Flachstücks mit einer flachen Lagerungsaufnahme 26a und einem Stützfuß 26b, der sich in der gleichen Ebene wie die flache Aufnahme 26a erstreckt. Die flache Aufnahme 16a ist mit leitendem Klebstoff und in flächiger Berührung an dem Basisende 1B des Schwingers 1 fixiert. Nicht gezeigte Treiberelektroden an dem Schwinger 1 sind elektrisch mit der flachen Aufnahme 26a über eine Schicht aus leitendem Klebstoff verbunden. Der Träger 16 steht aufrecht auf einer Seite einer Verdrahtungsplatine, wobei der Stützfuß 26b in ein auf der Platine ausgebildetes Loch eingesetzt ist. Der Stützfuß 26b ist mit dem Leitungsmuster auf der Platine durch Löten verbunden. Auf diese Weise wird der Schwinger 1 so gelagert, daß er sich unter einem rechten Winkel zur Oberfläche der Verdrahtungsplatine erstreckt, wie aus Fig. 6 hervorgeht, um die Winkelgeschwindigkeit bei der Drehung um eine Achse zu messen, die senkrecht auf der Oberfläche der Platine steht. Fig. 6 shows a third embodiment of a transducer carrier assembly according to the invention. A carrier 26 has the shape of a flat piece with a flat bearing seat 26 a and a support leg 26 b, which extends in the same plane as the flat seat 26 a. The flat receptacle 16 a is fixed with conductive adhesive and in flat contact with the base end 1 B of the vibrator 1 . Driver electrodes, not shown, on the vibrator 1 are electrically connected to the flat receptacle 26 a via a layer of conductive adhesive. The carrier 16 stands upright on one side of a wiring board, the support leg 26 b being inserted into a hole formed on the board. The support leg 26 b is connected to the wiring pattern on the circuit board by soldering. In this way, the vibrator 1 is supported so that it extends at a right angle to the surface of the wiring board, as shown in Fig. 6, to measure the angular velocity when rotating about an axis perpendicular to the surface of the board .
Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwingerträgeranordnung. Die Anordnung umfaßt Träger 36 und 37. Ein Basisende 1B des Schwingers 1 wird zwischen den Trägern 36 und 37 gehalten. Die Träger 36 und 37 besitzen flache Aufnahmen 26a und 27a und davon unter rechtem Winkel jeweils abstehend einen Stützfuß 36b bzw. 37b. Bei dieser Ausführungsform haben die Stützfüße 36b und 37b die Form eines Rundstabs. Die Abmessungen des Querschnitts der Stützfüße 36a und 37a sind derart festgelegt, daß die Stützfüße 36b und 37b elastisch verformbar sind. Fig. 7 shows a fourth embodiment of the transducer carrier assembly according to the invention. The arrangement includes supports 36 and 37 . A base end 1 B of the vibrator 1 is held between the supports 36 and 37 . The carrier 36 and 37 have flat receptacles 26 a and 27 a and from each at a right angle projecting a support leg 36 b and 37 b. In this embodiment, the support feet 36 b and 37 b have the shape of a round bar. The dimensions of the cross section of the support feet 36 a and 37 a are determined such that the support feet 36 b and 37 b are elastically deformable.
Die flache Aufnahme 36a des Trägers 36 ist mittels eines leitenden Klebstoffs an einer Fläche des Basisendes 1B des Schwingers 1, an der die nicht gezeigten Treiberelektroden ausgebildet sind, derart fixiert, daß die Treiberelektroden elektrisch über eine Schicht des leitenden Klebstoffs mit dem Träger 36 verbunden sind. Die flache Aufnahme 37a des Trägers 37 ist mit einer Seite des Basisendes 1B des Schwingers 1, an der eine nicht dargestellte Erdanschlußelektrode ausgebildet ist, mit einem Klebstoff so fixiert, daß die Erdanschlußelektrode über eine Schicht des leitenden Klebstoffs elektrisch mit dem Träger 37 verbunden ist. Die Stützfüße 36b und 37b der Träger 36 bzw. 37 sind an einer Verdrahtungsplatine angebracht, um die Leitungsmuster der Platine elektrisch mit den Stützfüßen zu verbinden. Deshalb werden nur zwei freitragende Verbindungsdrähte benötigt, um die Kontaktflächen der nicht gezeigten Fühlelektroden mit einer auf der Verdrahtungsplatine vorhandenen Schaltung zu verbinden. Da das Basisende 1B des Schwingers 1 zwischen den flachen Aufnahmen 36a und 37a der Träger 36 und 37 gehalten wird, läßt sich der Schwinger 1 fest auf der Verdrahtungsplatine lagern.The flat receptacle 36 a of the carrier 36 is fixed by means of a conductive adhesive on a surface of the base end 1 B of the vibrator 1 , on which the driver electrodes, not shown, are formed, such that the driver electrodes are electrically connected to the carrier 36 via a layer of the conductive adhesive are connected. The flat receptacle 37 a of the carrier 37 is fixed to one side of the base end 1 B of the vibrator 1 , on which a ground connection electrode (not shown) is formed, with an adhesive such that the ground connection electrode is electrically connected to the carrier 37 via a layer of the conductive adhesive is. The support legs 36 b and 37 b of the carrier 36 and 37 are mounted on a wiring board, the wiring pattern of the circuit board electrically connecting to the support legs to. Therefore, only two self-supporting connecting wires are required to connect the contact surfaces of the sensing electrodes, not shown, to a circuit provided on the wiring board. Since the base end 1 B of the vibrator 1 is held between the flat receptacles 36 a and 37 a of the supports 36 and 37 , the vibrator 1 can be firmly supported on the wiring board.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann ein als Dreizack oder Zweizack ausgebildeter Schwinger vom Stimmgabeltyp sicher an seinem Basisende mit Hilfe der einen einfachen Aufbau aufweisenden Schwingerträgeranordnung gelagert werden. Da die Elektroden gleichen Potentials an dem Schwinger elektrisch mit dem Leitungsmuster der Verdrahtungsplatine über den Träger verbunden werden können, werden nur wenige freitragende Verbindungsdrähte benötigt. Da der Stützfuß des Trägers elastisch verformbar ist, ist eine gewisse biegefähige Lagerung des Schwingers möglich.As can be seen from the description above, one can be called a trident or two-pronged trained fork-type transducers its base end with the help of a simple structure Schwingerträgeranordnung be stored. Because the electrodes are the same Potential on the transducer electrically with the wiring pattern of the Wiring board can be connected via the carrier only a few unsupported connecting wires are required. Since the support leg of the Carrier is elastically deformable, is a certain flexible storage of the transducer possible.
Claims (5)
einen Träger zum schwingfähigen, freitragenden Lagern eines Basisendes (1B) eines Schwingarme (1a, 1b, 1c) mit freien Enden aufweisenden Schwingers (1),
eine Verdrahtungsplatine (7), an der der Träger befestigt ist, wobei der Träger (6; 16; 26; 36, 37) ein flaches Aufnahmeteil (6a; 16a; 26a, 36a; 37a) aufweist, das mit der Bodenseite des Schwinger-Basisendes (1B) in flächiger Berührung verbunden ist und einen sich auf der Seite der Schwingarme an die Mitte des Randes des Aufnahmeteils anschließenden Stützfuß (6b; 16b; 26b; 36b, 37b) aufweist, der einen elastisch verformbaren Abschnitt besitzt, dessen Breite geringer ist als die des Aufnahmeteils (6a; 16a; 26a; 36a, 37a), und der an der Verdrahtungsplatine befestigt ist, so daß die Schwingarme parallel zu der Verdrahtungsplatine (7) in einem freies Schwingen ermöglichenden Abstand gehalten werden.1. A vibrator support assembly comprising:
a support for the oscillatable, self-supporting mounting of a base end ( 1 B) of a swing arm ( 1 a, 1 b, 1 c) with a free-end oscillator ( 1 ),
a wiring board ( 7 ) to which the carrier is attached, the carrier ( 6 ; 16 ; 26 ; 36 , 37 ) having a flat receiving part ( 6 a; 16 a; 26 a, 36 a; 37 a), with the bottom side of the transducer base end ( 1 B) is connected in flat contact and has a support leg ( 6 b; 16 b; 26 b; 36 b, 37 b) adjoining the center of the edge of the receiving part on the side of the oscillating arms, which has an elastically deformable section, the width of which is smaller than that of the receiving part ( 6 a; 16 a; 26 a; 36 a, 37 a), and which is fastened to the wiring board, so that the swing arms parallel to the wiring board ( 7 ) are kept at a distance that allows free swinging.
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