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JP2006119008A - Method for adjusting temperature characteristics of gyro sensor and gyro sensor - Google Patents

Method for adjusting temperature characteristics of gyro sensor and gyro sensor Download PDF

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JP2006119008A
JP2006119008A JP2004307757A JP2004307757A JP2006119008A JP 2006119008 A JP2006119008 A JP 2006119008A JP 2004307757 A JP2004307757 A JP 2004307757A JP 2004307757 A JP2004307757 A JP 2004307757A JP 2006119008 A JP2006119008 A JP 2006119008A
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JP
Japan
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temperature
straight line
gyro sensor
sensor
zero point
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Application number
JP2004307757A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyohito Kojima
清仁 小島
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】 温度変化に対して0点電圧の変動の影響を抑え、正確なジャイロセンサの出力を得ることができるジャイロセンサの温度特性調整方法及びジャイロセンサを提供する。
【解決手段】 回転角速度が加わっていないときの0点電圧の温度特性と温度センサ80の温度特性とを加算することによって0点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサ10の温度特性調整方法であって、ジャイロセンサ10の所定温度毎における0点電圧の測定値から傾きaの一次補正対象直線35を求め、温度センサ80の所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線50を求め、近似直線50の傾きが(−a)になるようにゲイン調整を行い、温度センサ80の出力電圧の傾き(−a)の直線51を決定し、ジャイロセンサ10の0点電圧の一次補正対象直線35と温度センサのゲイン調整後の直線51とを加算してジャイロセンサ10の温度特性補正出力を求める。
【選択図】 図5
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gyro sensor temperature characteristic adjusting method and a gyro sensor capable of suppressing an influence of fluctuation of a zero point voltage with respect to a temperature change and obtaining an accurate output of the gyro sensor.
A temperature characteristic adjustment method for a gyro sensor that corrects a temperature characteristic of a zero point voltage by adding a temperature characteristic of a zero point voltage and a temperature characteristic of a temperature sensor when no rotational angular velocity is applied. Thus, the primary correction target straight line 35 of the slope a is obtained from the measured value of the zero point voltage for each predetermined temperature of the gyro sensor 10, the approximate straight line 50 is obtained from the measured value of the output voltage for each predetermined temperature of the temperature sensor 80, and the approximate straight line The gain is adjusted so that the slope of 50 becomes (−a), the straight line 51 of the slope (−a) of the output voltage of the temperature sensor 80 is determined, and the zero-point voltage primary correction target straight line 35 of the gyro sensor 10 and A temperature characteristic correction output of the gyro sensor 10 is obtained by adding the straight line 51 after the gain adjustment of the temperature sensor.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、ジャイロセンサの温度特性調整方法、及びこの温度特性調整方法により温度特性が調整されたジャイロセンサに関する。   The present invention relates to a method for adjusting temperature characteristics of a gyro sensor, and a gyro sensor whose temperature characteristics are adjusted by the temperature characteristic adjusting method.

従来、角速度センサに回転角速度が加わっていないときの0点電圧(ヌル電圧)の温度特性を最小二乗法によって一次式で直線近似し、この近似直線の傾きに対応する電圧をセンサ出力に加算し、基準温度における無回転時のセンサ出力が、あらかじめ定められた既値の基準電圧に対して、前記近似直線の傾きに対応する電圧分だけずれるように構成することにより、この角速度センサの0点電圧を補正する0点電圧の温度に対する傾き情報を、抽出可能に角速度センサの出力に重畳する角速度センサが知られている。   Conventionally, the temperature characteristics of the zero point voltage (null voltage) when no rotational angular velocity is applied to the angular velocity sensor is linearly approximated by a linear equation using the least square method, and the voltage corresponding to the slope of this approximated line is added to the sensor output. The sensor output at the time of non-rotation at the reference temperature is configured to deviate by a voltage corresponding to the slope of the approximate straight line with respect to a predetermined reference voltage that has been determined in advance. There is known an angular velocity sensor that superimposes the gradient information on the temperature of the zero point voltage for correcting the voltage on the output of the angular velocity sensor so that it can be extracted.

さらに、この角速度センサの温度特性調整方法としては、角速度センサの基準電圧における無回転時の出力電圧を測定するステップと、出力電圧をあらかじめ定められた既知の基準電圧と比較することにより、角速度センサの0点電圧の直線近似した温度特性を解析するステップと、温度を測定するステップと、解析された角速度センサの0点電圧の温度特性と測定された温度から0点電圧の補正値を求めるステップと、0点電圧の補正値によって角速度センサの0点電圧を補正するステップを含む、角速度センサの温度特性の調整方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Further, as a method for adjusting the temperature characteristics of the angular velocity sensor, the angular velocity sensor includes a step of measuring an output voltage at the time of non-rotation at a reference voltage of the angular velocity sensor and comparing the output voltage with a predetermined known reference voltage. Analyzing the temperature characteristic of the zero point voltage approximated linearly, measuring the temperature, and calculating the zero point voltage correction value from the analyzed temperature characteristic of the zero point voltage of the angular velocity sensor and the measured temperature A method for adjusting the temperature characteristics of the angular velocity sensor is known, which includes a step of correcting the zero point voltage of the angular velocity sensor with a correction value of the zero point voltage (see, for example, Patent Document 1).

特許第3292002号公報(第5,6頁、図4)Japanese Patent No. 3292002 (pages 5, 6 and 4)

このような特許文献1では、角速度センサの0点電圧の温度特性を測定し、0点電圧の温度特性を最小二乗法により一次式で近似した近似直線の傾きと、既知の基準電圧と、を比較して近似直線の傾きに対応する電圧分だけずれるように補正しているが、最小二乗法では、温度特性が規格外のものも含まれることが考えられる。このような場合、出荷前検査等において、規格保証検査等を実施する必要性があり、最終出荷段階で歩留まりが低下することが推測されコスト高になるというような課題もある。   In Patent Document 1, the temperature characteristics of the zero-point voltage of the angular velocity sensor are measured, and the slope of an approximate line obtained by approximating the temperature characteristics of the zero-point voltage with a linear equation using the least square method and a known reference voltage are obtained. In comparison, correction is made so as to shift by a voltage corresponding to the slope of the approximate straight line, but it is conceivable that the least square method includes a temperature characteristic outside the standard. In such a case, it is necessary to perform a standard guarantee inspection or the like in the pre-shipment inspection or the like, and there is a problem that the yield is estimated to be reduced at the final shipping stage and the cost is increased.

本発明の目的は、前述の課題を解決し、ジャイロセンサの温度特性の調整を効率よく行うとともに、温度変化に対して0点電圧の変動の影響を抑え、正確なジャイロセンサの出力を得ることができるジャイロセンサの温度特性調整方法、及びジャイロセンサを提供することである。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, efficiently adjust the temperature characteristics of the gyro sensor, suppress the influence of the fluctuation of the zero point voltage with respect to the temperature change, and obtain an accurate output of the gyro sensor. It is an object of the present invention to provide a gyro sensor temperature characteristic adjusting method and a gyro sensor.

本発明のジャイロセンサの温度特性調整方法は、回転角速度が加わっていないときの0点電圧の温度特性と温度センサの温度特性とを加算することによって0点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサの温度特性調整方法であって、前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値から傾きaの一次補正対象直線を求め、前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが(−a)になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き(−a)の直線を決定し、前記ジャイロセンサの0点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を求めることを特徴とする。   The gyro sensor temperature characteristic adjusting method according to the present invention includes a gyro sensor that corrects the temperature characteristic of the zero point voltage by adding the temperature characteristic of the zero point voltage and the temperature characteristic of the temperature sensor when the rotational angular velocity is not applied. A temperature characteristic adjusting method, wherein a linear correction target straight line of a slope a is obtained from a measured value of a zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor, and an approximate straight line is obtained from a measured value of the output voltage at each predetermined temperature of the temperature sensor. The gain is adjusted so that the slope of the approximate straight line becomes (−a), the straight line of the slope (−a) of the output voltage of the temperature sensor is determined, and the zero point voltage of the gyro sensor is subject to primary correction The temperature characteristic correction output of the gyro sensor is obtained by adding the straight line and the straight line after gain adjustment of the temperature sensor.

ここで、0点電圧とは、ジャイロセンサに回転角速度が加わっていないときの出力電圧を示す。また、温度センサは、あらかじめ所定の温度特性を有するものが選択使用される。
本発明によれば、ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値から求めた傾きaの直線と、温度センサの温度特性の近似直線をゲイン調整して求めた傾き(−a)の直線と、を加算することにより0点電圧の温度特性補正出力が得られるため、得られた0点電圧の補正出力は、所定の各温度において温度補正された出力電圧を得ることができる。
Here, the zero point voltage indicates an output voltage when a rotational angular velocity is not applied to the gyro sensor. A temperature sensor having a predetermined temperature characteristic is selected and used in advance.
According to the present invention, the straight line of the slope a obtained from the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor and the straight line of the slope (−a) obtained by adjusting the gain of the approximate straight line of the temperature characteristic of the temperature sensor. , A temperature characteristic correction output of zero point voltage is obtained, so that the obtained zero point voltage correction output can obtain an output voltage whose temperature is corrected at each predetermined temperature.

また、本発明のジャイロセンサの温度特性調整方法は、前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧を測定するステップと、前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限値範囲を示す直線を求めるステップと、前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限範囲を示す直線の傾きを比較し、傾きの絶対値が大きい直線を選択し、この直線の傾きをaとし、前記所定温度毎の0点電圧が全て含まれる領域の中央を通る傾きaの一次補正対象直線を決定するステップと、温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、前記温度センサの出力電圧から温度特性の近似直線を求めるステップと、前記温度センサの近似直線を傾き(−a)になるようにゲイン調整するステップと、前記一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整された直線とを加算し、0点電圧の一次補正直線を決定するステップと、を含むことを特徴とする。   In the gyro sensor temperature characteristic adjusting method according to the present invention, a step of measuring a zero point voltage for each predetermined temperature of the gyro sensor, and a straight line indicating an upper limit value range and a straight line indicating a lower limit value range of the temperature characteristic are obtained. The step is compared with the slope of the straight line indicating the upper limit range of the temperature characteristic and the straight line indicating the lower limit range, a straight line having a large absolute value of the slope is selected, and the slope of the straight line is defined as a. A step of determining a linear correction target straight line a that passes through the center of a region including all point voltages, a step of measuring an output voltage at each predetermined temperature of the temperature sensor, and an approximation of temperature characteristics from the output voltage of the temperature sensor A step of obtaining a straight line, a step of adjusting a gain of an approximate straight line of the temperature sensor so as to have an inclination (−a), a straight line of the primary correction target and the temperature sensor The sum of the straight line that is in the adjustment, characterized in that it comprises the steps of: determining a primary correction line zero point voltage.

このような温度特性の調整方法によれば、ジャイロセンサの温度特性の上限値範囲と下限値範囲を示す直線を求め、各所定温度毎の0点電圧の全てが含まれる領域を設定し、温度センサの温度特性を加算して補正出力を求めているために、各所定温度毎の0点電圧の全てが所定の温度特性範囲内に補正することができ、所定の温度特性管理範囲内におけるジャイロセンサの温度特性を補正することができる。   According to such a temperature characteristic adjustment method, a straight line indicating the upper limit range and the lower limit range of the temperature characteristic of the gyro sensor is obtained, an area including all of the zero point voltages for each predetermined temperature is set, and the temperature Since the correction characteristics are obtained by adding the temperature characteristics of the sensors, all of the zero point voltages for each predetermined temperature can be corrected within the predetermined temperature characteristics range, and the gyroscope within the predetermined temperature characteristics management range can be obtained. The temperature characteristics of the sensor can be corrected.

また、本発明では、前記0点電圧の一次補正直線を得るステップの前に、前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値が、所定の範囲内に存在することを判定するステップと、前記0点電圧が所定の範囲外にあるときは不良品と判定するステップと、を含むことが好ましい。   Further, in the present invention, before the step of obtaining the primary correction line of the zero point voltage, the step of determining that the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor is within a predetermined range; And a step of determining a defective product when the zero point voltage is outside a predetermined range.

このようにすれば、ジャイロセンサの0点電圧の所定温度毎における測定値が所定の範囲外にあるときは不良品と判定し、次のステップには進まないようにすることで、不良品を排除し、所定範囲内にあるジャイロセンサのみを次のステップに進めることができるので、無駄なステップを排除し効率よくジャイロセンサの温度特性の調整を行うことができる。また、このことにより、0点電圧の一次補正直線を得るステップ以降の歩留まりを高めることができるというような効果がある。   In this way, when the measured value of the zero point voltage of the gyro sensor at a predetermined temperature is outside the predetermined range, it is determined as a defective product, and the defective product is determined not to proceed to the next step. Since only the gyro sensor within the predetermined range can be eliminated and advanced to the next step, useless steps can be eliminated and the temperature characteristic of the gyro sensor can be adjusted efficiently. This also has the effect that the yield after the step of obtaining the primary correction line of the zero point voltage can be increased.

また、前述のジャイロセンサの温度特性調整方法では、前記一次補正直線から求められる0点電圧を所定出力電圧にオフセット調整するステップを含むことが好ましい。
ここで、所定出力電圧とは、例えば、一次補正後の0点電圧の最低値が0V以上、最高値が駆動電圧以下になるような検出電圧範囲の中心電圧を意味する。
The above-described temperature characteristic adjustment method for the gyro sensor preferably includes a step of offset adjustment of the zero point voltage obtained from the primary correction line to a predetermined output voltage.
Here, the predetermined output voltage means, for example, a center voltage in a detection voltage range in which the minimum value of the zero point voltage after the primary correction is 0 V or more and the maximum value is the driving voltage or less.

このようにすれば、一次補正直線が、前記のような所定電圧に設定されているため、ジャイロセンサ0点電圧が所定電圧を中心検出電圧範囲内に分布するので、0点電圧を有効な出力電圧として検出することができる。   In this way, since the primary correction line is set to the predetermined voltage as described above, the zero point voltage is distributed within the center detection voltage range because the gyro sensor zero point voltage is distributed within the center detection voltage range. It can be detected as a voltage.

さらに、前述のジャイロセンサの温度特性調整方法では、前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧を測定するステップと、前記温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、を並行して行うことが好ましい。   Furthermore, in the above-described temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor, the step of measuring the zero point voltage for each predetermined temperature of the gyro sensor and the step of measuring the output voltage for each predetermined temperature of the temperature sensor are performed in parallel. Preferably it is done.

温度特性の測定は、例えば、恒温槽等を用いて行われるが、ジャイロセンサの0点電圧の所定温度毎における温度特性を測定及び温度センサの所定温度毎における測定を同一の恒温槽内で、同時に、かつ同条件で行うことで、正確なそれぞれの温度特性を得ることができるうえ、温度特性を測定するためには、恒温槽の温度環境設定に時間を要するため、別々に行うことに比べ、測定時間を大幅に短縮することができ、ジャイロセンサの温度特性調整の効率化を可能にする。   The measurement of the temperature characteristic is performed using, for example, a thermostat, etc., but the temperature characteristic at a predetermined temperature of the zero point voltage of the gyro sensor and the measurement at a predetermined temperature of the temperature sensor are measured in the same thermostat, At the same time and under the same conditions, accurate temperature characteristics can be obtained, and in order to measure the temperature characteristics, it takes time to set the temperature environment of the thermostat. The measurement time can be greatly shortened and the temperature characteristic adjustment of the gyro sensor can be made more efficient.

また、前述したジャイロセンサの温度特性調整方法によって温度特性が調整されるジャイロセンサであって、前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値から傾きaの一次補正対象直線を求め、前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが(−a)になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き(−a)の直線を決定し、前記ジャイロセンサの0点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を出力することを特徴とする。   The gyro sensor is a gyro sensor whose temperature characteristics are adjusted by the above-described temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor, and obtains a primary correction target straight line of the inclination a from the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor, An approximate straight line is obtained from the measured value of the output voltage at a predetermined temperature of the temperature sensor, gain adjustment is performed so that the slope of the approximate line becomes (−a), and the slope of the output voltage (−a) of the temperature sensor is adjusted. A straight line is determined, and a linear correction target straight line of zero point voltage of the gyro sensor and a straight line after gain adjustment of the temperature sensor are added to output a temperature characteristic correction output of the gyro sensor.

このようにして温度特性が調整されたジャイロセンサは、ジャイロセンサの所定の仕様範囲において、正確な温度特性補正出力を出力できるため、使用環境における温度の影響を低減した信頼性の高いジャイロセンサを提供することができる。   The gyro sensor whose temperature characteristic is adjusted in this way can output an accurate temperature characteristic correction output within a predetermined specification range of the gyro sensor, so that a highly reliable gyro sensor that reduces the influence of temperature in the usage environment can be obtained. Can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1,2は、本発明の実施形態に係るジャイロセンサの振動動作を説明する平面図、図3,4は、本実施形態の構成の一例を示す説明図、図5は工程図、図6〜図13には、具体的な工程を示すグラフが示されている。
(実施形態)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are plan views for explaining the vibration operation of the gyro sensor according to the embodiment of the present invention, FIGS. 3 and 4 are explanatory views showing an example of the configuration of the embodiment, FIG. 5 is a process diagram, FIG. FIG. 13 is a graph showing specific steps.
(Embodiment)

まず、本実施形態に係るジャイロセンサ10の振動動作について説明する。
図1、図2は、本実施形態のジャイロセンサ10の動作を模式的に説明するための平面図である。なお、図1、図2においては、振動形態を分かり易く説明するために、各振動腕は簡略化して線で表している。
First, the vibration operation of the gyro sensor 10 according to the present embodiment will be described.
1 and 2 are plan views for schematically explaining the operation of the gyro sensor 10 of the present embodiment. In FIGS. 1 and 2, each vibrating arm is simplified and represented by a line in order to easily explain the vibration mode.

図1は、駆動振動を説明する平面図である。図1において、駆動振動は、駆動振動腕15A,15B,15C,15Dの矢印Aで示す屈曲振動であって、実線で示す振動姿態と、二点鎖線で示す振動姿態と、を所定の周波数で繰り返している。このとき、駆動振動腕15A,15Bと駆動振動腕15C,15Dとが、中心点Gを通るY軸で線対称の振動を行っているので、基部12、連結腕13,14及び検出振動腕16A,16Bは、ほとんど振動しない。   FIG. 1 is a plan view for explaining drive vibration. In FIG. 1, the drive vibration is a bending vibration indicated by an arrow A of the drive vibration arms 15A, 15B, 15C, and 15D, and a vibration state indicated by a solid line and a vibration state indicated by a two-dot chain line at a predetermined frequency. It is repeating. At this time, since the drive vibration arms 15A and 15B and the drive vibration arms 15C and 15D perform line-symmetric vibrations on the Y axis passing through the center point G, the base 12, the connection arms 13 and 14, and the detection vibration arms 16A. , 16B hardly vibrate.

ここで、このジャイロセンサ10は、水晶で形成され、電気軸と呼ばれるX軸、機械軸と呼ばれるY軸及び光学軸と呼ばれるZ軸のX軸とY軸を平面方向に切り出されたZカットの水晶基板から形成されている。ジャイロセンサ10は、所定の厚みの水晶基板で形成され、平面形状は、水晶の結晶軸に合わせてXY平面に展開され、中心点Gに対して180度点対称の形状をしている。中心点Gはジャイロセンサ10の重心位置である。このように形成されるジャイロセンサ10は、ダブルT型ジャイロセンサと呼ばれる。   Here, the gyro sensor 10 is made of quartz and is a Z-cut of the X-axis called the electrical axis, the Y-axis called the mechanical axis, and the Z-axis called the optical axis and the Z-axis cut out in the plane direction. It is formed from a quartz substrate. The gyro sensor 10 is formed of a quartz substrate having a predetermined thickness, and its planar shape is developed on the XY plane in accordance with the crystal axis of the quartz and has a shape that is 180-degree symmetric with respect to the center point G. The center point G is the position of the center of gravity of the gyro sensor 10. The gyro sensor 10 formed in this way is called a double T-type gyro sensor.

図2は、検出振動を説明する平面図である。図2において、検出振動は、実線で示す振動姿態と、二点鎖線で示す振動姿態を、前述した駆動振動の周波数で繰り返している。検出振動は、ジャイロセンサ10が図1に示した駆動振動を行っている状態で、ジャイロセンサ10にZ軸周りの回転角速度ωが加わった時、駆動振動腕15A,15B及び15C,15Dに矢印Bで示す方向のコリオリ力が働くことによって発生する。   FIG. 2 is a plan view for explaining the detected vibration. In FIG. 2, the detected vibration repeats a vibration state indicated by a solid line and a vibration state indicated by a two-dot chain line at the frequency of the drive vibration described above. When the gyro sensor 10 is performing the drive vibration shown in FIG. 1 and the rotational angular velocity ω around the Z axis is applied to the gyro sensor 10, the detected vibration is indicated by the arrows on the drive vibration arms 15A, 15B and 15C, 15D. It is generated by the Coriolis force in the direction indicated by B.

このことより、駆動振動腕15A,15B,15C,15Dが、矢印Bで示す振動を行う。矢印Bで示した振動は、中心点Gに対して周方向の振動である。また同時に、検出振動腕16A,16Bは、矢印Cに示すように、矢印Bの振動に呼応して矢印Bとは周方向反対向きの振動を行う。   Thus, the drive vibrating arms 15A, 15B, 15C, and 15D perform the vibration indicated by the arrow B. The vibration indicated by the arrow B is a vibration in the circumferential direction with respect to the center point G. At the same time, the detection vibrating arms 16A and 16B vibrate in the direction opposite to the circumferential direction of the arrow B in response to the vibration of the arrow B as indicated by the arrow C.

本発明は、図2で示すようなジャイロセンサ10に回転角速度ωが加えられていないときのジャイロセンサの出力電圧(これを、0点電圧と表す)、つまり、図1で示す振動をしているときのジャイロセンサ10の0点電圧の温度特性調整方法を提供することを要旨としている。   In the present invention, the output voltage of the gyro sensor when the rotational angular velocity ω is not applied to the gyro sensor 10 as shown in FIG. 2 (this is expressed as a zero point voltage), that is, the vibration shown in FIG. The gist of the present invention is to provide a method for adjusting the temperature characteristics of the zero point voltage of the gyro sensor 10 when the gyro sensor 10 is in the state.

次に、本実施形態のジャイロセンサの温度特性調整方法に係るシステムの構成について説明する。
図3、図4は、本システムの構成を示す説明図である。
図3には、本システムの全体構成が示されている。図3において、本システムは、基本構成としてジャイロセンサ10と、駆動部60と、検出部70と、から構成されている。駆動部60は、周知の構成であるので説明は省略するが、前述したジャイロセンサ10の駆動腕15A〜15Dに駆動信号を供給する。また、図示しないが、駆動部60からの漏れ振動成分を除去するための検出部70と同期した信号を作り出すため、駆動信号の90度移相を行う移相回路を備えている。
Next, a system configuration according to the temperature characteristic adjusting method of the gyro sensor of the present embodiment will be described.
3 and 4 are explanatory diagrams showing the configuration of the present system.
FIG. 3 shows the overall configuration of the present system. In FIG. 3, the system includes a gyro sensor 10, a drive unit 60, and a detection unit 70 as a basic configuration. Since the drive unit 60 has a well-known configuration, a description thereof will be omitted, but a drive signal is supplied to the drive arms 15A to 15D of the gyro sensor 10 described above. In addition, although not shown, a phase shift circuit that performs a 90-degree phase shift of the drive signal is provided in order to generate a signal synchronized with the detection unit 70 for removing the leakage vibration component from the drive unit 60.

検出部70は、駆動部60の発振に同期してジャイロセンサ10の検出電極から発生する電流を電圧出力に変換するI/V変換アンプ71,72と、これらI/V変換アンプ71,72からの出力電圧が逆極性となっていることから不要成分を取り除く差動アンプ73と、角速度成分以外の漏れ振動成分等の不要振動線分を除去する同期検波器74と、ジャイロセンサ10の個々にばらついている感度を一定の感度にゲイン調整する可変ゲインアンプ75と、同期検波器74によって抽出される角速度信号に含まれる検出部70から出力される出力周波数に含まれる不要な信号を除去するためのLPF(Low pass filter)76とから構成される。   The detection unit 70 includes I / V conversion amplifiers 71 and 72 that convert a current generated from the detection electrode of the gyro sensor 10 into a voltage output in synchronization with the oscillation of the drive unit 60, and the I / V conversion amplifiers 71 and 72. The differential amplifier 73 that removes unnecessary components because of the reverse polarity of the output voltage, the synchronous detector 74 that removes unnecessary vibration line segments such as leakage vibration components other than the angular velocity component, and the gyro sensor 10 are individually used. In order to remove an unnecessary signal included in the output frequency output from the variable gain amplifier 75 that adjusts the variation sensitivity to a constant sensitivity and the detector 70 included in the angular velocity signal extracted by the synchronous detector 74. LPF (Low pass filter) 76.

なお、本実施形態では、回転角速度ωが加えられていないので、ジャイロセンサ10から得られる出力電圧が0点電圧である。この0点電圧の温度特性と後述する温度センサ80(図4、参照)の温度特性とから、それぞれ求められた一次直線を加算し、さらにその結果からオフセット調整をすることによってジャイロセンサ10の温度特性調整を可能にする。
ジャイロセンサ10の温度特性調整に係る構成については、図4を参照して説明する。
In the present embodiment, since the rotational angular velocity ω is not applied, the output voltage obtained from the gyro sensor 10 is a zero point voltage. From the temperature characteristics of the zero point voltage and the temperature characteristics of a temperature sensor 80 (see FIG. 4), which will be described later, the linear lines respectively obtained are added, and the temperature of the gyro sensor 10 is adjusted by offset adjustment from the result. Allows characteristic adjustment.
A configuration relating to temperature characteristic adjustment of the gyro sensor 10 will be described with reference to FIG.

図4は、本実施形態のジャイロセンサ10の温度特性調整に係るシステムの構成を示す説明図である。図4において、温度特性調整に係るシステムは、ジャイロセンサ10から発生する電荷を検出し、ジャイロセンサ出力として出力する検出部77と、温度センサ80と、温度センサアンプ81と、後述するジャイロセンサ10の各温度毎における0点電圧の測定値から補正対象の直線を求めると共に、温度センサ用アンプのゲイン調整、一次補正直線のオフセット量を決定するメモリ回路90と、から構成されている。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a system related to temperature characteristic adjustment of the gyro sensor 10 of the present embodiment. 4, the system relating to temperature characteristic adjustment detects a charge generated from the gyro sensor 10 and outputs it as a gyro sensor output, a temperature sensor 80, a temperature sensor amplifier 81, and a gyro sensor 10 described later. And a memory circuit 90 for determining a straight line to be corrected from the measured value of the zero point voltage for each temperature, gain adjustment of the temperature sensor amplifier, and determining an offset amount of the primary correction straight line.

さらに、メモリ回路90からの命令によって補正出力のオフセット調整を行うオフセット調整部91、感度のゲイン調整を行うための前述した可変ゲインアンプ75を含む感度調整部92とから構成されている。
なお、検出部77には、図3で示したI/V変換アンプ71,72、差動アンプ73、同期検波器74とを含んでいる。
このようなシステム構成により、本発明のジャイロセンサ10の0点電圧の温度特性調整が行われ、検出部77から温度特性が補正されたジャイロセンサ出力電圧が出力される。
In addition, an offset adjustment unit 91 that performs offset adjustment of the correction output according to a command from the memory circuit 90 and a sensitivity adjustment unit 92 that includes the above-described variable gain amplifier 75 for performing sensitivity gain adjustment are configured.
The detection unit 77 includes the I / V conversion amplifiers 71 and 72, the differential amplifier 73, and the synchronous detector 74 shown in FIG.
With such a system configuration, the temperature characteristic of the zero point voltage of the gyro sensor 10 of the present invention is adjusted, and the gyro sensor output voltage with the corrected temperature characteristic is output from the detection unit 77.

続いて、本実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整方法について図面を参照して説明する。
図5は、本実施形態に係るジャイロセンサ10の温度特性調整方法を示す工程図、図6〜図13は、その工程によって行われる具体的な温度特性調整の状態を示すグラフである。図5〜図13を参照して説明する。
Subsequently, a temperature characteristic adjusting method of the gyro sensor according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a process diagram illustrating a method for adjusting the temperature characteristic of the gyro sensor 10 according to the present embodiment, and FIGS. 6 to 13 are graphs illustrating a specific temperature characteristic adjustment state performed by the process. This will be described with reference to FIGS.

図5では、左側にジャイロセンサ10に係る工程、右側に温度センサ80に係る工程を示している。
まず、ジャイロセンサ10の0点電圧を図示しない恒温槽内において検出部77によって所定温度毎に測定する(ST1)。図6は、その測定結果の一例を示している。縦軸yには、0点電圧の測定値(単位V)、横軸xには、測定する温度(単位℃)が示されている。測定温度としては、−40℃〜90℃までの範囲を10℃毎に測定している。ここで、−40℃〜90℃までが本実施形態における温度特性管理範囲である。これら各温度における0点電圧は、図6で示すようにばらついている。
FIG. 5 shows a process related to the gyro sensor 10 on the left side and a process related to the temperature sensor 80 on the right side.
First, the zero point voltage of the gyro sensor 10 is measured for each predetermined temperature by the detection unit 77 in a thermostat (not shown) (ST1). FIG. 6 shows an example of the measurement result. The vertical axis y shows the measured value (unit V) of the zero point voltage, and the horizontal axis x shows the temperature to be measured (unit ° C). As measurement temperature, the range from -40 degreeC to 90 degreeC is measured for every 10 degreeC. Here, the temperature characteristic management range in the present embodiment is from −40 ° C. to 90 ° C. The zero point voltage at each of these temperatures varies as shown in FIG.

次に、前述の測定結果から0点電圧の最高電圧側の直線30を求める(ST2)。
図7に、この直線30の求め方を示す。図7において、まず、測定した0点電圧の最高電圧を選択する。本実施形態では、ポイント21が最高電圧を示している。ここで、ポイント21を通りx軸に平行な直線31を求め、この直線31をポイント21を中心に反時計回り(図中、矢印E方向)、または時計周り(図中、矢印F方向)双方に回転し、直線31が最初に交わるポイント同士を比較し、そのポイントとポイント21を結んだ直線の一次係数を比較し、一次係数の絶対値の大きい方の直線を選択する。図7では、ポイント22が選択される。次に、ポイント21とポイント22とを直線30で結ぶ。この直線30の方程式を仮にy=ax+bとする。この直線30が、0点電圧の上限値範囲を示す直線である。
Next, the straight line 30 on the highest voltage side of the zero point voltage is obtained from the above measurement result (ST2).
FIG. 7 shows how to obtain the straight line 30. In FIG. 7, first, the highest voltage of the measured zero point voltage is selected. In the present embodiment, the point 21 indicates the maximum voltage. Here, a straight line 31 passing through the point 21 and parallel to the x-axis is obtained, and the straight line 31 is counterclockwise (in the direction of arrow E in the figure) or clockwise (in the figure, in the direction of arrow F). The points where the straight line 31 first intersects are compared, the linear coefficient connecting the point and the point 21 is compared, and the straight line having the larger absolute value of the primary coefficient is selected. In FIG. 7, point 22 is selected. Next, the point 21 and the point 22 are connected by a straight line 30. Let the equation of this straight line 30 be y = ax + b. This straight line 30 is a straight line indicating the upper limit range of the zero point voltage.

次に、0点電圧の最低電圧側の直線40を求める(ST3)。
図8に、この直線40の求め方を示す。図8において、まず、0点電圧の最低電圧を示すポイントを選択する。本実施形態では、ポイント23が最低電圧を示している。ここで、ポイント23を通りx軸に平行な直線41を求め、この直線41をポイント23を中心に時計周り(図中、G方向)、または反時計回り(図中、H方向)双方にに回転し、最初に交わるポイント同士を比較し、そのポイントとポイント23を結んだ直線の一次係数を比較し、一次係数の絶対値の大きい方の直線を選択する。図8では、ポイント24を選択し、ポイント23とポイント24とを結ぶ直線40を得る。この直線40の方程式を仮にy=cx+dとする。この直線40が、0点電圧の下限値範囲を示す直線である。
Next, a straight line 40 on the lowest voltage side of the zero point voltage is obtained (ST3).
FIG. 8 shows how to obtain the straight line 40. In FIG. 8, first, a point indicating the lowest voltage of the zero point voltage is selected. In the present embodiment, the point 23 indicates the minimum voltage. Here, a straight line 41 passing through the point 23 and parallel to the x-axis is obtained, and the straight line 41 is centered around the point 23 in the clockwise direction (G direction in the figure) or counterclockwise (in the figure, H direction). Rotate and compare the first intersecting points, compare the linear coefficient of the straight line connecting the point and the point 23, and select the straight line with the larger absolute value of the primary coefficient. In FIG. 8, the point 24 is selected, and a straight line 40 connecting the point 23 and the point 24 is obtained. Let the equation of the straight line 40 be y = cx + d. This straight line 40 is a straight line indicating the lower limit value range of the zero point voltage.

なお、前述した直線30と直線40とは、その両線に挟まれた領域に、測定された各温度における0点電圧が全て含まれるように選択され決定される。   It should be noted that the straight line 30 and the straight line 40 described above are selected and determined so that the zero-point voltage at each measured temperature is included in the region between the two lines.

続いて、一次補正対象直線35を決定する(ST4)。
図9に、一次補正対象直線35の求め方を示す。図9において、まず、先に求めた直線30と直線40の傾きを比較し、傾きの大きい直線を選択する。本実施形態では、それぞれの直線の傾きa,cを比較する。仮にa>cとして傾きが大きい直線30を選択し、この直線をy軸に平行に、測定された全ての0点温度が含まれるポイントまで移動させる。本実施形態では、ポイント23まで移動し直線32を求める。この直線の方程式をy=ax+eとする。そして、直線30と直線32との中心を通る直線35を得る。従って、直線35は、0点電圧の上限値範囲と下限値範囲の領域の中央を通る直線である。この直線35の方程式はy=ax+(b+e)/2で示される。この直線35が、以降のステップにおけるジャイロセンサ10の温度補正を行う基礎となる一次補正対象直線である。
Subsequently, the primary correction target straight line 35 is determined (ST4).
FIG. 9 shows how to obtain the primary correction target straight line 35. In FIG. 9, first, the slopes of the straight line 30 and the straight line 40 obtained previously are compared, and a straight line having a large slope is selected. In this embodiment, the inclinations a and c of the respective straight lines are compared. Temporarily, a straight line 30 having a large inclination is selected as a> c, and this straight line is moved parallel to the y-axis to a point including all measured zero-point temperatures. In the present embodiment, the straight line 32 is obtained by moving to the point 23. This linear equation is assumed to be y = ax + e. Then, a straight line 35 passing through the center of the straight line 30 and the straight line 32 is obtained. Accordingly, the straight line 35 is a straight line passing through the center of the upper limit value range and the lower limit value range of the zero point voltage. The equation of this straight line 35 is represented by y = ax + (b + e) / 2. The straight line 35 is a primary correction target straight line that is a basis for performing temperature correction of the gyro sensor 10 in subsequent steps.

ここで、0点電圧の一次補正範囲を求める(ST5)。一次補正範囲とは、各温度で測定された0点温度のうち補正を行うべき領域を意味している。図9において、直線30と直線32とのy軸に平行な距離33は、(b−e)で表され、直線30,32の傾きはaであるため、直線30と直線32との垂直距離34は、(b−e)/(a2+1)1/2で示される。この領域に各温度の0点電圧が含まれている。この(b−e)/(a2+1)1/2で表される範囲が一次補正範囲である(以降、垂直距離34を一次補正範囲34と表す)。 Here, the primary correction range of the zero point voltage is obtained (ST5). The primary correction range means a region to be corrected among the zero point temperatures measured at each temperature. In FIG. 9, the distance 33 between the straight line 30 and the straight line 32 parallel to the y-axis is represented by (b−e), and the inclination of the straight lines 30 and 32 is a. Therefore, the vertical distance between the straight line 30 and the straight line 32. 34 is represented by (b−e) / (a 2 +1) 1/2 . This region includes the zero point voltage at each temperature. The range represented by (b−e) / (a 2 +1) 1/2 is the primary correction range (hereinafter, the vertical distance 34 is represented as the primary correction range 34).

次に、一次補正範囲34と仕様範囲Lとを比較する(ST6)。図9において、ST5で求められた一次補正範囲34とあらかじめ設定されている仕様範囲L(図示しない規格値)とを比較し、一次補正範囲34>仕様範囲Lで表される所定の仕様範囲外のジャイロセンサは規格外品として排除され、一次補正範囲34<仕様範囲Lで表される範囲に存在するジャイロセンサは次のステップに移行する。
さらに、前述したST1〜ST6のステップと並行して、温度センサ80の測定を行う。
Next, the primary correction range 34 and the specification range L are compared (ST6). In FIG. 9, the primary correction range 34 obtained in ST5 is compared with a preset specification range L (standard value not shown), and outside the predetermined specification range represented by the primary correction range 34> specification range L. These gyro sensors are excluded as non-standard products, and the gyro sensor existing in the range represented by the primary correction range 34 <specification range L shifts to the next step.
Further, the temperature sensor 80 is measured in parallel with the above-described steps ST1 to ST6.

まず、温度センサ80の出力電圧を恒温槽内において所定温度毎に測定する(ST11)。図10は、その測定結果の一例を示している。縦軸(y)には、温度センサ80の出力電圧の測定値(単位V)、横軸(x)には、測定する温度(単位℃)が示されている。温度は、−40℃〜90℃までを10℃毎に測定している。ここで、−40℃〜90℃までがジャイロセンサ10の本実施形態における温度特性管理範囲に相当する。
なお、温度センサ80の出力電圧の測定は、同じ測定条件にするために、ジャイロセンサ10の温度特性の測定と同じ恒温槽内で同時並行して行うことが好ましい。
First, the output voltage of the temperature sensor 80 is measured for each predetermined temperature in the thermostatic chamber (ST11). FIG. 10 shows an example of the measurement result. The vertical axis (y) shows the measured value (unit V) of the output voltage of the temperature sensor 80, and the horizontal axis (x) shows the temperature to be measured (unit ° C). The temperature is measured from −40 ° C. to 90 ° C. every 10 ° C. Here, the range from −40 ° C. to 90 ° C. corresponds to the temperature characteristic management range of the gyro sensor 10 in this embodiment.
Note that the measurement of the output voltage of the temperature sensor 80 is preferably performed in parallel in the same thermostatic chamber as the measurement of the temperature characteristic of the gyro sensor 10 in order to set the same measurement conditions.

次に、これら各温度における出力電圧を表すポイントを結び温度センサの出力電圧の近似直線50を求める(ST12)。この温度センサ80は、あらかじめ所定の傾きと直線性を有するものが選択仕様されている。   Next, an approximate line 50 of the output voltage of the temperature sensor is obtained by connecting points representing the output voltage at each temperature (ST12). As the temperature sensor 80, a sensor having a predetermined inclination and linearity is selected and specified in advance.

続いて、この温度センサの出力電圧の近似直線50をジャイロセンサ10の0点電圧の一次補正対象直線35の傾きaを打ち消すような傾きにするべくゲイン調整を行う(ST13)。
図11に、このステップ(ST13)を示す。図11において、ST12で求められた温度センサ80の温度特性を示す近似直線50を、ゲイン調整によって、一次補正対象直線35の傾きと逆の傾き(−a)の直線51を求める(ST14)。この直線51は、一次補正対象直線35とは、一般に常温とされる25℃の位置で交差するようにゲイン調整される。ゲイン調整量は、一次補正係数としてメモリ回路90に書き込まれる。このステップST14(図11、参照)で求められる直線51の方程式をy=−ax+fで表す。
Subsequently, gain adjustment is performed so that the approximate straight line 50 of the output voltage of the temperature sensor becomes a slope that cancels the slope a of the primary correction target straight line 35 of the zero point voltage of the gyro sensor 10 (ST13).
FIG. 11 shows this step (ST13). In FIG. 11, a straight line 51 having a slope (-a) opposite to the slope of the primary correction target straight line 35 is obtained by adjusting the approximate straight line 50 indicating the temperature characteristics of the temperature sensor 80 obtained in ST12 (ST14). The straight line 51 and the primary correction target straight line 35 are gain-adjusted so as to intersect at a position of 25 ° C., which is generally normal temperature. The gain adjustment amount is written in the memory circuit 90 as a primary correction coefficient. The equation of the straight line 51 obtained in step ST14 (see FIG. 11) is represented by y = −ax + f.

そして、一次補正対象直線35とゲイン調整された直線51とを加算(合成)し、一次補正直線を決定する(ST20)。図12にその状態を示す。図12において、一次補正対象直線35とゲイン調整された直線51とを加算するとx軸に平行な直線36が求められる。直線36の方程式は、y=x+{(b+e)/2+f}/2で示される。すなわち、直線36は、ジャイロセンサの各測定温度毎の0点電圧が、{(b+e)/2+f}/2ボルト(V)であることを示している。この0点電圧は、0点温度の発生領域の中心値である。
また、このようにして直線36を求めることを一次温度補正と呼び、直線36を一次補正直線と呼ぶ。
Then, the primary correction target straight line 35 and the gain-adjusted straight line 51 are added (synthesized) to determine a primary correction straight line (ST20). FIG. 12 shows the state. In FIG. 12, a straight line 36 parallel to the x-axis is obtained by adding the primary correction target straight line 35 and the gain-adjusted straight line 51. The equation for line 36 is given by y = x + {(b + e) / 2 + f} / 2. That is, the straight line 36 indicates that the zero point voltage for each measurement temperature of the gyro sensor is {(b + e) / 2 + f} / 2 volts (V). This zero point voltage is the center value of the generation region of the zero point temperature.
Further, obtaining the straight line 36 in this way is called primary temperature correction, and the straight line 36 is called a primary correction straight line.

続いて、この一次補正直線36を所定電圧までオフセット調整を行う(ST21)。
図13にオフセット調整の状態を示す。図13において、一次補正直線36を所定電圧値までオフセットする。オフセット調整は、一次補正直線36で示される0点電圧と所定電圧との差を調整ビット数に換算してメモリ回路90に書き込まれる。このオフセット電圧は、一次補正後の0点電圧の最低値が0V以上、最高値が少なくとも駆動電圧以下になるような検出電圧範囲の中心電圧であり、検出電圧範囲の幅によって適宜設定される値である。オフセット量は、図13においてはJであり、所定電圧としては、本実施形態においては2.5Vとしている。従って、オフセット量Jは、J=2.5−{(b+e)/2+f}/2で表される。オフセットされた直線37の方程式は、y=2.5で表され、この直線37が温度特性補正後の直線である。そして、各温度毎の0点電圧は、一次補正範囲34で示される領域に入る。
Subsequently, the primary correction straight line 36 is offset adjusted to a predetermined voltage (ST21).
FIG. 13 shows the state of offset adjustment. In FIG. 13, the primary correction straight line 36 is offset to a predetermined voltage value. In the offset adjustment, the difference between the zero point voltage indicated by the primary correction straight line 36 and a predetermined voltage is converted into the number of adjustment bits and written to the memory circuit 90. This offset voltage is the center voltage of the detection voltage range in which the minimum value of the zero point voltage after primary correction is 0 V or more and the maximum value is at least the drive voltage or less, and is a value that is appropriately set according to the width of the detection voltage range It is. The offset amount is J in FIG. 13, and the predetermined voltage is 2.5 V in this embodiment. Therefore, the offset amount J is represented by J = 2.5 − {(b + e) / 2 + f} / 2. The equation of the offset straight line 37 is represented by y = 2.5, and this straight line 37 is a straight line after temperature characteristic correction. Then, the zero point voltage for each temperature falls within the region indicated by the primary correction range 34.

一次補正範囲34は、ST5(図9、参照)で説明したように(b−e)/(a2+1)1/2で示される。従って、各温度毎の0点電圧は、2.5±{(b−e)/(a2+1)1/2}/2の範囲となり、ジャイロセンサの温度特性調整(温度補正)が完了する。このようにして温度特性調整(温度補正)されたジャイロセンサ出力は検出部77から温度特性補正出力として出力される。 The primary correction range 34 is indicated by (b−e) / (a 2 +1) 1/2 as described in ST5 (see FIG. 9). Therefore, the zero point voltage for each temperature is in the range of 2.5 ± {(be) / (a 2 +1) 1/2 } / 2, and the temperature characteristic adjustment (temperature correction) of the gyro sensor is completed. . The gyro sensor output that has been subjected to temperature characteristic adjustment (temperature correction) in this way is output from the detection unit 77 as a temperature characteristic correction output.

なお、前述した、ジャイロセンサ10の0点電圧、温度センサ80の出力電圧の取り込み及び各直線の決定、ゲイン調整量の決定、オフセット量の決定は、メモリ回路90とソフトウエアによって行われる。   It should be noted that the above-described zero point voltage of the gyro sensor 10 and the output voltage of the temperature sensor 80, the determination of each straight line, the determination of the gain adjustment amount, and the determination of the offset amount are performed by the memory circuit 90 and software.

従って、前述した実施形態によれば、ジャイロセンサ10の所定温度毎における0点電圧の測定値から求めた傾きaの一次補正対象直線35と、温度センサ80の温度特性の近似直線をゲイン調整した傾き(−a)の直線51と、を加算することにより0点電圧の補正出力の一次補正直線36が得られるため、得られた0点電圧の補正出力は、所定の各温度において温度補正された出力電圧を得ることができる。   Therefore, according to the above-described embodiment, the gain of the primary correction target straight line 35 of the slope a obtained from the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor 10 and the approximate straight line of the temperature characteristic of the temperature sensor 80 is adjusted. Since the primary correction straight line 36 of the zero point voltage correction output is obtained by adding the straight line 51 of the slope (−a), the obtained zero point voltage correction output is temperature-corrected at each predetermined temperature. Output voltage can be obtained.

また、ジャイロセンサ10の温度特性の上限値範囲と下限値範囲の直線30,32を求め、各所定温度毎の0点電圧の全てが含まれる領域を設定し、温度センサ80の温度特性を示す近似直線50を減調整して得られた直線51を加算して0点電圧の補正出力を求めているために、各所定温度毎の0点電圧の全てが所定の温度特性範囲内に補正することができ、所定の温度特性管理範囲内におけるジャイロセンサ10の温度特性を補正することができる。   Further, the straight lines 30 and 32 of the upper limit value range and the lower limit value range of the temperature characteristic of the gyro sensor 10 are obtained, an area including all of the zero point voltages for each predetermined temperature is set, and the temperature characteristic of the temperature sensor 80 is shown. Since a straight line 51 obtained by subtracting the approximate straight line 50 is added to obtain a zero point voltage correction output, all zero point voltages for each predetermined temperature are corrected within a predetermined temperature characteristic range. The temperature characteristic of the gyro sensor 10 within a predetermined temperature characteristic management range can be corrected.

また、ジャイロセンサ10の0点電圧の所定温度毎における測定値が所定の仕様範囲L外にあるときは不良品と判定し、次のステップには進まないようにすることで、不良品を排除し、所定仕様範囲L内にあるジャイロセンサ10のみを次のステップに進めることができるので、無駄なステップを排除し効率よくジャイロセンサ10の温度特性の調整を行うことができる。また、このことにより、0点電圧の一次補正直線36を得るステップ以降の歩留まりを高めることができるというような効果がある。   Further, when the measured value of the zero point voltage of the gyro sensor 10 at each predetermined temperature is outside the predetermined specification range L, it is determined as a defective product, and the defective product is eliminated by not proceeding to the next step. Since only the gyro sensor 10 within the predetermined specification range L can be advanced to the next step, it is possible to efficiently adjust the temperature characteristic of the gyro sensor 10 by eliminating a useless step. This also has the effect that the yield after the step of obtaining the primary correction line 36 of the zero point voltage can be increased.

また、一次補正直線36から求められる0点電圧を所定出力電圧2.5Vにオフセット調整しているために、ジャイロセンサ10の0点電圧が所定出力電圧2.5Vを中心に分布することになるので、個々のジャイロセンサ毎の0点電圧の中心値の変動幅が小さくなると共に、出力電圧の検出値が処理しやすい大きさとなり、検出力を高めることができる。   In addition, since the zero point voltage obtained from the primary correction straight line 36 is offset adjusted to the predetermined output voltage 2.5V, the zero point voltage of the gyro sensor 10 is distributed around the predetermined output voltage 2.5V. Therefore, the fluctuation range of the center value of the zero point voltage for each individual gyro sensor becomes small, and the detected value of the output voltage becomes a size that can be easily processed, so that the detection power can be increased.

さらに、ジャイロセンサ10の0点電圧の所定温度毎における温度特性を測定及び温度センサ80の所定温度毎における測定を、同一の恒温槽内で、同時に同条件で行うことで、正確な温度特性を得ることができるうえ、別々に行う方法に比べ、測定時間を大幅に短縮することができ、ジャイロセンサ10の温度特性調整の効率化を可能にすることができる。   Furthermore, by measuring the temperature characteristics of the gyro sensor 10 at each predetermined temperature of the zero point voltage and measuring the temperature sensor 80 at each predetermined temperature in the same thermostatic chamber under the same conditions at the same time, accurate temperature characteristics can be obtained. In addition, the measurement time can be greatly shortened as compared with the method performed separately, and the temperature characteristic adjustment of the gyro sensor 10 can be made more efficient.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の実施形態では、ダブルT型ジャイロセンサを例示したが、本発明のジャイロセンサの温度特性調整方法は、三角柱方の角速度センサ、H型ジャイロセンサ等にも採用することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the double T-type gyro sensor is exemplified, but the temperature characteristic adjusting method of the gyro sensor according to the present invention can also be applied to a triangular prism angular velocity sensor, an H-type gyro sensor, and the like.

また、前述の実施形態では、ジャイロセンサ10の温度特性の測定と、温度センサ80の温度特性の測定と、を同じ恒温槽内において並行して行うことを例示したが、ジャイロセンサ10の温度特性の測定と、温度センサ80の温度特性の測定を時間をずらして行うことも、別の恒温槽を用いて測定することも可能である。   In the above-described embodiment, the measurement of the temperature characteristic of the gyro sensor 10 and the measurement of the temperature characteristic of the temperature sensor 80 are exemplified in parallel in the same constant temperature bath. However, the temperature characteristic of the gyro sensor 10 is illustrated. And measurement of the temperature characteristics of the temperature sensor 80 can be performed while shifting the time, or using a separate thermostatic chamber.

さらに、前述の実施形態では、ST6において(図5、参照)、ST5で求められた一次補正範囲34とあらかじめ設定されている仕様範囲L(図示しない規格値)とを比較し、一次補正範囲34>仕様範囲Lで表される所定の仕様範囲外のジャイロセンサは規格外品として排除しているが、ST1において0点電圧を測定する際に、測定された0点電圧が仕様範囲L内にあるかどうか判定し、使用範囲Lを外れた場合には、規格外品として排除する工程を選択することができる。   Furthermore, in the above-described embodiment, in ST6 (see FIG. 5), the primary correction range 34 obtained in ST5 is compared with a preset specification range L (standard value not shown), and the primary correction range 34 is compared. > Gyro sensors outside the specified specification range represented by the specification range L are excluded as non-standard products, but when the zero point voltage is measured in ST1, the measured zero point voltage is within the specification range L. When it is determined whether or not there is a use range L, it is possible to select a process to be excluded as a nonstandard product.

このようにすれば、規格外品をST2以降のステップに流動しなくてもよいので、ST2以降の工程における歩留まりを向上することができるという効果がある。   In this way, the non-standard product does not have to flow to the steps after ST2, so the yield in the steps after ST2 can be improved.

従って、前述の実施形態によれば、ジャイロセンサの温度特性の調整を効率よく行うとともに、温度変化に対して0点電圧の変動の影響を抑え、正確なジャイロセンサの出力を得ることができるジャイロセンサの温度特性調整方法及びジャイロセンサをを提供することができる。   Therefore, according to the above-described embodiment, the gyro sensor can efficiently adjust the temperature characteristic of the gyro sensor, suppress the influence of the fluctuation of the zero point voltage with respect to the temperature change, and obtain an accurate output of the gyro sensor. A temperature characteristic adjusting method for a sensor and a gyro sensor can be provided.

本発明の実施形態に係るジャイロセンサの駆動振動を示す平面図。The top view which shows the drive vibration of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの検出振動を示す平面図。The top view which shows the detection vibration of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整のシステムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the system of temperature characteristic adjustment of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整のシステムを示す説明図。Explanatory drawing which shows the system of temperature characteristic adjustment of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整方法を示す工程図。Process drawing which shows the temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定結果を示すグラフ。The graph which shows the measurement result of 0 point voltage for every predetermined temperature of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの0点電圧の最高電圧側の直線30を示すグラフ。The graph which shows the straight line 30 by the side of the highest voltage of 0 point voltage of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの0点電圧の最低電圧側の直線40を示すグラフ。The graph which shows the straight line 40 by the side of the lowest voltage of the zero point voltage of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの一次補正対象直線35を示すグラフ。The graph which shows the primary correction | amendment target straight line 35 of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定結果を示すグラフ。The graph which shows the measurement result of the output voltage for every predetermined temperature of the temperature sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る温度センサのゲイン調整を示すグラフ。The graph which shows gain adjustment of the temperature sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの一次補正直線36を示すグラフ。The graph which shows the primary correction | amendment straight line 36 of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るジャイロセンサのオフセット調整を示すグラフ。The graph which shows the offset adjustment of the gyro sensor which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…ジャイロセンサ、35…一次補正対象直線、36…一次補正直線、50…近似直線、51…ゲイン調整後の直線、80…温度センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Gyro sensor, 35 ... Primary correction object straight line, 36 ... Primary correction straight line, 50 ... Approximate straight line, 51 ... Straight line after gain adjustment, 80 ... Temperature sensor.

Claims (6)

回転角速度が加わっていないときの0点電圧の温度特性と温度センサの温度特性とを加算することによって0点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサの温度特性調整方法であって、
前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値から傾きaの一次補正対象直線を求め、
前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが(−a)になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き(−a)の直線を決定し、
前記ジャイロセンサの0点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を求めることを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
A temperature characteristic adjustment method for a gyro sensor that corrects the temperature characteristic of the zero point voltage by adding the temperature characteristic of the zero point voltage and the temperature characteristic of the temperature sensor when no rotational angular velocity is applied,
A primary correction target straight line of the slope a is obtained from the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor,
An approximate straight line is obtained from the measured value of the output voltage at each predetermined temperature of the temperature sensor, gain adjustment is performed so that the slope of the approximate line becomes (−a), and the slope of the output voltage (−a) of the temperature sensor. Determine the straight line
A temperature characteristic adjustment method for a gyro sensor, wherein a linear correction target straight line for the zero point voltage of the gyro sensor and a straight line after gain adjustment of the temperature sensor are added to obtain a temperature characteristic correction output of the gyro sensor.
0点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサの温度特性調整方法において、
前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧を測定するステップと、
前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限値範囲を示す直線を求めるステップと、
前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限値範囲を示す直線の傾きを比較し、傾きの絶対値が大きい直線を選択し、この直線の傾きをaとし、前記所定温度毎の0点電圧が全て含まれる領域の中央を通る傾きaの一次補正対象直線を決定するステップと、
温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、
前記温度センサの出力電圧から温度特性の近似直線を求めるステップと、
前記温度センサの近似直線を傾き(−a)になるようにゲイン調整するステップと、
前記一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整された直線とを加算し、0点電圧の一次補正直線を決定するステップと、
を含むことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
In the temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor that corrects the temperature characteristic of the zero point voltage,
Measuring a zero point voltage for each predetermined temperature of the gyro sensor;
Obtaining a straight line indicating an upper limit range and a lower limit range of the temperature characteristic; and
The straight line indicating the upper limit value range and the straight line indicating the lower limit range of the temperature characteristic are compared, a straight line having a large absolute value is selected, and the straight line has a slope of a. Determining a primary correction target straight line with an inclination a passing through the center of a region including all of
Measuring an output voltage at each predetermined temperature of the temperature sensor;
Obtaining an approximate line of temperature characteristics from the output voltage of the temperature sensor;
Adjusting the gain so that the approximate straight line of the temperature sensor has an inclination (−a);
Adding the primary correction target straight line and the temperature-adjusted straight line of the temperature sensor to determine a zero-point voltage primary correction straight line;
A temperature characteristic adjusting method for a gyro sensor, comprising:
請求項1または請求項2に記載のジャイロセンサの温度特性調整方法において、
前記0点電圧の一次補正直線を得るステップの前に、
前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値が、所定の範囲内に存在することを判定するステップと、
前記0点電圧が所定の範囲外にあるときは不良品と判定するステップと、
を含むことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
In the temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor according to claim 1 or 2,
Before obtaining the primary correction line of the zero point voltage,
Determining that the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor is within a predetermined range;
A step of determining a defective product when the zero point voltage is outside a predetermined range;
A temperature characteristic adjusting method for a gyro sensor, comprising:
請求項1または請求項2に記載のジャイロセンサの温度特性調整方法において
前記一次補正直線から求められる0点電圧を所定出力電圧にオフセット調整するステップを含むことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
The temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor according to claim 1 or 2, further comprising a step of offset adjusting a zero point voltage obtained from the primary correction line to a predetermined output voltage. Method.
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のジャイロセンサの温度特性調整方法において、
前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧を測定するステップと、
前記温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、
を並行して行うことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
In the temperature characteristic adjustment method of the gyro sensor according to any one of claims 1 to 4,
Measuring a zero point voltage for each predetermined temperature of the gyro sensor;
Measuring an output voltage at each predetermined temperature of the temperature sensor;
A method for adjusting the temperature characteristics of a gyro sensor, characterized in that
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の温度特性調整方法によって温度特性が調整されるジャイロセンサであって、
前記ジャイロセンサの所定温度毎における0点電圧の測定値から傾きaの一次補正対象直線を求め、
前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが(−a)になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き(−a)の直線を決定し、
前記ジャイロセンサの0点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を出力することを特徴とするジャイロセンサ。
A gyro sensor whose temperature characteristics are adjusted by the temperature characteristic adjusting method according to any one of claims 1 to 5,
A primary correction target straight line of the slope a is obtained from the measured value of the zero point voltage at each predetermined temperature of the gyro sensor,
An approximate straight line is obtained from the measured value of the output voltage at each predetermined temperature of the temperature sensor, gain adjustment is performed so that the slope of the approximate line becomes (−a), and the slope of the output voltage (−a) of the temperature sensor. Determine the straight line
A gyro sensor that outputs a temperature characteristic correction output of the gyro sensor by adding a straight line subject to primary correction of a zero point voltage of the gyro sensor and a straight line after gain adjustment of the temperature sensor.
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