JPH06241814A - Gyro output detection method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はジャイロ出力検出方法
に関し、特にたとえば、屈曲振動を利用した柱状の振動
ジャイロの出力を測定するためのジャイロ出力検出方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyro output detecting method, and more particularly, to a gyro output detecting method for measuring the output of a columnar vibrating gyro utilizing bending vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術】図7は、この発明の背景となる従来のジ
ャイロ出力検出方法に用いられる検出回路の一例を示す
ブロック図である。この検出回路1は、たとえば3角柱
状の振動ジャイロ2の出力を測定するために用いられ
る。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a block diagram showing an example of a detection circuit used in a conventional gyro output detection method which is the background of the present invention. The detection circuit 1 is used to measure the output of a vibrating gyro 2 having a triangular prism shape, for example.
【0003】振動ジャイロ2の2つの圧電素子3と他の
圧電素子4との間には、発振回路5が接続される。発振
回路5は、抵抗6を介して圧電素子3に接続される。さ
らに、これらの圧電素子3の出力は、差動回路7に入力
される。差動回路7の出力は、同期検波回路8で同期検
波される。そして、検波された信号が、直流増幅回路9
で増幅される。An oscillation circuit 5 is connected between the two piezoelectric elements 3 of the vibrating gyro 2 and another piezoelectric element 4. The oscillation circuit 5 is connected to the piezoelectric element 3 via the resistor 6. Further, the outputs of these piezoelectric elements 3 are input to the differential circuit 7. The output of the differential circuit 7 is synchronously detected by the synchronous detection circuit 8. Then, the detected signal is the DC amplification circuit 9
Is amplified by.
【0004】発振回路5によって、振動ジャイロ2は、
圧電素子4形成面に直交する方向に屈曲振動する。この
状態で、振動ジャイロ2の長軸を中心として回転する
と、コリオリ力によって屈曲振動の向きが変わる。それ
によって、検出片として用いられる2つの圧電素子3間
に出力の差が生じ、差動回路7から出力が得られる。こ
のとき、振動ジャイロ2を駆動するための駆動信号は、
2つの圧電素子3において同相で同レベルの信号であ
る。そのため、振動ジャイロ2を駆動するための信号
は、差動回路7で相殺される。したがって、差動回路7
からは、回転角速度の大きさに応じた信号のみが出力さ
れる。したがって、この出力を同期検波して、直流増幅
した出力を測定することによって、振動ジャイロ2に加
わった回転角速度を測定することができる。The oscillation circuit 5 causes the vibrating gyro 2 to
Flexural vibration occurs in a direction orthogonal to the surface on which the piezoelectric element 4 is formed. In this state, when the vibration gyro 2 is rotated about the long axis, the direction of the bending vibration is changed by the Coriolis force. As a result, a difference in output occurs between the two piezoelectric elements 3 used as detection pieces, and an output is obtained from the differential circuit 7. At this time, the drive signal for driving the vibration gyro 2 is
The signals are in phase and at the same level in the two piezoelectric elements 3. Therefore, the signal for driving the vibration gyro 2 is canceled by the differential circuit 7. Therefore, the differential circuit 7
Outputs only a signal corresponding to the magnitude of the rotational angular velocity. Therefore, the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 2 can be measured by synchronously detecting this output and measuring the DC-amplified output.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、雰囲気
温度の変化などにより、検出用の圧電素子の出力間にお
いて位相差が生じ、ドリフトの原因となっていた。この
ような位相差を補正するために、たとえば可変抵抗器を
介して発振回路と振動ジャイロとを接続し、この可変抵
抗器を調整するなどの方法が採用されていた。However, due to changes in the ambient temperature and the like, a phase difference occurs between the outputs of the piezoelectric elements for detection, which causes drift. In order to correct such a phase difference, for example, a method of connecting an oscillation circuit and a vibration gyro via a variable resistor and adjusting the variable resistor has been adopted.
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、可
変抵抗器などを使用することなく、ドリフトを軽減する
ことができる、ジャイロ出力検出方法を提供することで
ある。Therefore, a main object of the present invention is to provide a gyro output detecting method capable of reducing the drift without using a variable resistor or the like.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明は、多角柱状の
振動体と、振動体の2つの側面に形成される検出片とを
含む振動ジャイロの出力を測定するためのジャイロ出力
検出方法において、2つの検出片の出力信号の差を差動
回路で求め、2つの検出片の出力信号の和を和動回路で
求め、差動回路の出力信号に含まれるドリフト成分を前
記和動回路の出力信号をもって補正する、ジャイロ出力
検出方法である。この方法において、同期検波回路の出
力信号を平滑回路で平滑し、平滑回路の出力信号が0と
なるように、検出片の一方または両方の出力信号を位相
補正することができる。また、和動回路の出力信号を同
期検波回路で同期検波し、検波回路の出力信号を平滑回
路で平滑し、差動回路の出力信号を別の同期検波回路で
同期検波し、別の同期検波回路の出力信号を別の平滑回
路で平滑し、平滑回路の出力信号と別の平滑回路の出力
信号とを合成回路で合成してもよい。The present invention provides a gyro output detecting method for measuring the output of a vibrating gyro including a vibrating body having a polygonal prism shape and detection pieces formed on two side surfaces of the vibrating body. The difference between the output signals of the two detection pieces is obtained by a differential circuit, and the sum of the output signals of the two detection pieces is obtained by a summing circuit, and the drift component included in the output signal of the differential circuit is output by the summing circuit. This is a gyro output detection method that corrects with a signal. In this method, the output signal of the synchronous detection circuit can be smoothed by the smoothing circuit, and the output signal of one or both of the detection pieces can be phase-corrected so that the output signal of the smoothing circuit becomes zero. Also, the output signal of the summing circuit is synchronously detected by the synchronous detection circuit, the output signal of the detection circuit is smoothed by the smoothing circuit, the output signal of the differential circuit is synchronously detected by another synchronous detection circuit, and another synchronous detection is performed. The output signal of the circuit may be smoothed by another smoothing circuit, and the output signal of the smoothing circuit and the output signal of the other smoothing circuit may be combined by a combining circuit.
【0008】[0008]
【作用】2つの検出片の出力信号の差および和を求め、
それぞれを同期検波したのち平滑すると、位相差に応じ
て互いに比例関係にある直流出力を得ることができる。
したがって、振動ジャイロを駆動するための駆動信号が
0となるように調整すれば、雰囲気温度の変化などによ
って、2つの検出片における駆動信号に位相差が生じて
も、常に駆動信号を除去した信号を得ることができる。The function of calculating the difference and the sum of the output signals of the two detection pieces,
By synchronously detecting each of them and smoothing them, it is possible to obtain DC outputs that are proportional to each other according to the phase difference.
Therefore, if the drive signal for driving the vibrating gyro is adjusted to be 0, even if the drive signals in the two detection pieces have a phase difference due to changes in the ambient temperature or the like, the signal from which the drive signal is always removed is obtained. Can be obtained.
【0009】[0009]
【発明の効果】この発明によれば、振動ジャイロを駆動
するための駆動信号を除去できるため、回転角速度に対
応した信号のみを取り出すことができる。そのため、雰
囲気温度の変化などによるドリフト分として、2つの検
出片における駆動信号に位相差が生じても、それとは無
関係に回転角速度を検出することができる。また、この
ような位相差による影響が除去されるため、調整用の可
変抵抗器などが不要となる。According to the present invention, since the drive signal for driving the vibration gyro can be removed, only the signal corresponding to the rotational angular velocity can be taken out. Therefore, even if there is a phase difference between the drive signals of the two detection pieces as a drift amount due to a change in the ambient temperature, the rotational angular velocity can be detected independently of the phase difference. Further, since the influence of such a phase difference is removed, a variable resistor for adjustment or the like becomes unnecessary.
【0010】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。The above-mentioned objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the embodiments with reference to the drawings.
【0011】[0011]
【実施例】図1は、この発明のジャイロ出力検出方法に
用いられる検出回路の一例を示すブロック図である。こ
の検出回路10は、たとえば振動ジャイロ12の出力を
検出するために用いられる。振動ジャイロ12は、図2
(A)および図2(B)に示すように、たとえば正3角
柱状の振動体14を含む。この振動体14は、たとえば
エリンバ,鉄−ニッケル合金,石英,ガラス,水晶,セ
ラミックなど、一般的に機械的な振動を生じる材料で形
成される。1 is a block diagram showing an example of a detection circuit used in the gyro output detection method of the present invention. The detection circuit 10 is used to detect the output of the vibration gyro 12, for example. The vibration gyro 12 is shown in FIG.
As shown in (A) and FIG. 2 (B), for example, a vibrating body 14 having a regular triangular prism shape is included. The vibrating body 14 is formed of a material that generally causes mechanical vibration, such as elinvar, iron-nickel alloy, quartz, glass, crystal, and ceramic.
【0012】振動体14の3つの側面の中央部には、そ
れぞれ圧電素子16a,16b,16cが形成される。
圧電素子16aは、たとえば圧電セラミックからなる圧
電層18aを含み、圧電層18aの両面には電極20
a,22aが形成される。そして、一方の電極22a
が、振動体14の側面に接着される。同様に、圧電素子
16b,16cは圧電層18b,18cを含み、その両
面に電極20b,22bおよび電極20c,22cが形
成される。そして、これらの圧電素子16b,16cの
一方の電極22b,22cが、振動体14の側面に接着
される。さらに、振動体14のノード点近傍は、たとえ
ば金属線からなる支持部材24および26で支持され
る。これらの支持部材24,26は、たとえば溶接する
ことによって、振動体14のノード点近傍に固着され
る。Piezoelectric elements 16a, 16b and 16c are formed in the central portions of the three side surfaces of the vibrating body 14, respectively.
The piezoelectric element 16a includes a piezoelectric layer 18a made of, for example, a piezoelectric ceramic, and electrodes 20 are provided on both surfaces of the piezoelectric layer 18a.
a and 22a are formed. And one electrode 22a
Are bonded to the side surface of the vibrating body 14. Similarly, the piezoelectric elements 16b and 16c include piezoelectric layers 18b and 18c, and electrodes 20b and 22b and electrodes 20c and 22c are formed on both surfaces thereof. Then, one electrodes 22b and 22c of the piezoelectric elements 16b and 16c are bonded to the side surface of the vibrating body 14. Further, the vibrating body 14 is supported near the node points by supporting members 24 and 26 made of, for example, metal wires. These supporting members 24 and 26 are fixed to the vibrating body 14 in the vicinity of the node points by welding, for example.
【0013】圧電素子16a,16bと圧電素子16c
間には、抵抗30,32を介して発振回路34が接続さ
れる。発振回路34には同期信号送出回路36が接続さ
れ、後述の同期検波回路で検波するための同期信号が送
出される。圧電素子16a,16bは、回転角速度に対
応した信号を検出するための検出片としても使用され
る。そして、圧電素子16a,16bは差動増幅回路3
8に接続され、圧電素子16a,16bの出力信号の差
が求められる。さらに、差動増幅回路38は、第1の同
期検波回路40に接続される。この第1の同期検波回路
40では、同期信号送出回路36からの同期信号によっ
て、差動増幅回路38の出力信号が同期検波される。第
1の同期検波回路40の出力信号は、第1の平滑回路4
2で平滑される。Piezoelectric elements 16a, 16b and piezoelectric element 16c
An oscillator circuit 34 is connected between the two via resistors 30 and 32. A synchronization signal transmission circuit 36 is connected to the oscillation circuit 34, and a synchronization signal for detection by a synchronization detection circuit described later is transmitted. The piezoelectric elements 16a and 16b are also used as detection pieces for detecting a signal corresponding to the rotational angular velocity. The piezoelectric elements 16a and 16b are the differential amplifier circuit 3
8 and the difference between the output signals of the piezoelectric elements 16a and 16b is obtained. Further, the differential amplifier circuit 38 is connected to the first synchronous detection circuit 40. In the first synchronous detection circuit 40, the output signal of the differential amplifier circuit 38 is synchronously detected by the synchronous signal from the synchronous signal sending circuit 36. The output signal of the first synchronous detection circuit 40 is the first smoothing circuit 4
Smoothed by 2.
【0014】また、圧電素子16a,16bは、抵抗4
4,46を介して和動増幅回路48に接続され、圧電素
子16a,16bの出力信号の和が求められる。さら
に、和動増幅回路48は、第2の同期検波回路50に接
続される。この第2の同期検波回路50では、同期信号
送出回路36からの同期信号によって、和動増幅回路4
8の出力信号が同期検波される。第2の同期検波回路5
0の出力信号は、第2の平滑回路52で平滑される。The piezoelectric elements 16a and 16b are made up of a resistor 4
The sum of the output signals of the piezoelectric elements 16a and 16b is obtained by being connected to the summing amplification circuit 48 via 4,46. Further, the sum amplification circuit 48 is connected to the second synchronous detection circuit 50. In the second coherent detection circuit 50, the summing amplifier circuit 4 receives the sync signal from the sync signal sending circuit 36.
8 output signals are synchronously detected. Second synchronous detection circuit 5
The output signal of 0 is smoothed by the second smoothing circuit 52.
【0015】第1の平滑回路42および第2の平滑回路
52の出力信号は、合成回路54に入力される。この合
成回路54において、第1の平滑回路42および第2の
平滑回路52の出力信号が合成される。The output signals of the first smoothing circuit 42 and the second smoothing circuit 52 are input to the combining circuit 54. In the synthesis circuit 54, the output signals of the first smoothing circuit 42 and the second smoothing circuit 52 are synthesized.
【0016】この振動ジャイロ12では、発振回路34
によって、振動体14が圧電素子16c形成面に直交す
る方向に屈曲振動する。この状態で、振動体14の長軸
を中心として回転すると、コリオリ力により屈曲振動の
方向が変わる。それにより、圧電素子16aと圧電素子
16bの出力信号に差が生じる。したがって、圧電素子
16a,16bの出力信号の差を測定することによっ
て、振動ジャイロ12に加わった回転角速度を検出する
ことができる。In this vibrating gyro 12, the oscillation circuit 34
Thus, the vibrating body 14 flexurally vibrates in the direction orthogonal to the surface on which the piezoelectric element 16c is formed. When the vibrating body 14 is rotated about the major axis in this state, the direction of the flexural vibration is changed by the Coriolis force. As a result, a difference occurs between the output signals of the piezoelectric element 16a and the piezoelectric element 16b. Therefore, the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 12 can be detected by measuring the difference between the output signals of the piezoelectric elements 16a and 16b.
【0017】圧電素子16a,16bにおける駆動信号
およびコリオリ力によって発生する信号は、差動増幅回
路38で差が求められ、和動増幅回路48で和が求めら
れる。振動ジャイロ12にドリフト分がない場合、図3
に示すように、圧電素子16aの出力端A1および圧電
素子16bの出力端A2における駆動信号は同相とな
る。したがって、差動増幅回路38の出力信号は0とな
り、和動増幅回路48の出力信号は駆動信号と同位相で
かつレベルの大きい信号が得られる。The difference between the drive signals in the piezoelectric elements 16a and 16b and the signal generated by the Coriolis force is obtained by the differential amplifier circuit 38, and the sum is obtained by the summing amplifier circuit 48. If there is no drift in the vibrating gyro 12,
As shown in, the drive signals at the output end A1 of the piezoelectric element 16a and the output end A2 of the piezoelectric element 16b are in phase. Therefore, the output signal of the differential amplifier circuit 38 becomes 0, and the output signal of the summing amplifier circuit 48 has the same phase as the drive signal and a high level.
【0018】そして、第1の同期検波回路40および第
2の同期検波回路50では、差動増幅回路38および和
動増幅回路48の出力信号が、駆動信号に同期して検波
される。ドリフト分がない場合には、両方の駆動信号は
同相となるため、第1の同期検波回路40の出力端B1
の出力信号は0となり、第2の同期検波回路50の出力
端B2では、駆動信号の正負部分が相殺される。したが
って、第1の平滑回路42の出力端C1および第2の平
滑回路52の出力端C2では、それぞれ出力信号は0と
なる。そのため、合成回路54の出力端Dにおいては、
駆動信号成分が0となる。Then, in the first synchronous detection circuit 40 and the second synchronous detection circuit 50, the output signals of the differential amplifier circuit 38 and the summing amplifier circuit 48 are detected in synchronization with the drive signal. When there is no drift component, both drive signals are in phase, so the output terminal B1 of the first synchronous detection circuit 40 is
Becomes 0, and the positive and negative parts of the drive signal are canceled at the output terminal B2 of the second synchronous detection circuit 50. Therefore, the output signal becomes 0 at the output terminal C1 of the first smoothing circuit 42 and the output terminal C2 of the second smoothing circuit 52, respectively. Therefore, at the output terminal D of the combining circuit 54,
The drive signal component becomes zero.
【0019】振動ジャイロ12に回転角速度が加わる
と、コリオリ力による振動体14の屈曲振動の方向の変
化により、圧電素子16a,16bに電圧が発生する。
これらの信号は、図3に示すように、駆動信号と90°
の位相差を有する。これらのコリオリ力による信号の振
幅および極性は、回転角速度の大きさおよび方向に応じ
て変化する。たとえば図3の場合、差動増幅回路38か
らレベルの大きい信号が出力され、和動増幅回路48か
らの出力信号は0となる。したがって、第1の同期検波
回路40の出力端B1の出力信号は、差動増幅回路38
の出力信号の正部分が出力される。また、第2の同期検
波回路50の出力端B2の出力信号は0となる。When a rotational angular velocity is applied to the vibrating gyro 12, a voltage is generated in the piezoelectric elements 16a and 16b due to a change in the bending vibration direction of the vibrating body 14 due to the Coriolis force.
These signals, as shown in FIG.
Have a phase difference of. The amplitude and polarity of the signal due to these Coriolis forces change depending on the magnitude and direction of the rotational angular velocity. For example, in the case of FIG. 3, a high level signal is output from the differential amplifier circuit 38, and the output signal from the summing amplifier circuit 48 becomes zero. Therefore, the output signal of the output terminal B1 of the first synchronous detection circuit 40 is the differential amplifier circuit 38.
The positive part of the output signal of is output. Further, the output signal of the output terminal B2 of the second synchronous detection circuit 50 becomes zero.
【0020】このような信号を平滑すると、第1の平滑
回路42の出力端C1では正側に直流出力が現れ、第2
の平滑回路52の出力端C2における信号は0となる。
もちろん、圧電素子16bの出力信号のレベルが変われ
ば、出力端C1に直流出力が現れる。そして、合成回路
54では、第1の平滑回路42および第2の平滑回路5
2の出力信号が差動合成される。したがって、図3に示
す実施例では、合成回路54の出力端Dには、第1の平
滑回路42の出力端C1の信号と同じ信号が出力され
る。When such a signal is smoothed, a DC output appears on the positive side at the output terminal C1 of the first smoothing circuit 42, and
The signal at the output terminal C2 of the smoothing circuit 52 becomes 0.
Of course, if the level of the output signal of the piezoelectric element 16b changes, a DC output appears at the output end C1. Then, in the synthesis circuit 54, the first smoothing circuit 42 and the second smoothing circuit 5
The two output signals are differentially combined. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 3, the same signal as the signal of the output terminal C1 of the first smoothing circuit 42 is output to the output terminal D of the combining circuit 54.
【0021】次に、振動ジャイロ12にドリフト分があ
る場合、図4に示すように、圧電素子16aと圧電素子
16bにおける駆動信号に位相差が生じる。この場合、
差動増幅回路38および和動増幅回路48で、駆動信号
の差および和を出力させると、図4のB1,B2に示す
ように、互いに90°の位相差を有する信号が得られ
る。そして、これらの信号を駆動信号に同期して検波す
ると、第1の同期検波回路40の出力端B1および第2
の同期検波回路52の出力端B2からは、それぞれ正部
分と負部分とを有する信号が出力される。Next, when there is a drift component in the vibration gyro 12, as shown in FIG. 4, a phase difference occurs between the drive signals in the piezoelectric elements 16a and 16b. in this case,
When the differential amplifier circuit 38 and the summing amplifier circuit 48 output the difference and the sum of the drive signals, signals having a phase difference of 90 ° are obtained, as shown by B1 and B2 in FIG. Then, when these signals are detected in synchronization with the drive signal, the output terminal B1 of the first synchronous detection circuit 40 and the second
From the output terminal B2 of the synchronous detection circuit 52, a signal having a positive portion and a negative portion is output.
【0022】これらの信号を平滑すると、第1の平滑回
路42の出力端C1では、出力端B1の信号の正部分と
負部分との差が直流出力として得られる。また、第2の
平滑回路52の出力端C2では、出力端B2の信号の正
部分と負部分との差が直流出力として得られる。出力端
C1および出力端C2の信号は、圧電素子16a,16
bにおける駆動信号の位相差に比例するため、合成回路
54で差動合成してその出力端Dの出力が0となるよう
に調整すれば、駆動信号の位相差が変わっても駆動信号
成分が検出回路10から出力されない。When these signals are smoothed, at the output terminal C1 of the first smoothing circuit 42, the difference between the positive and negative parts of the signal at the output terminal B1 is obtained as a DC output. Further, at the output end C2 of the second smoothing circuit 52, the difference between the positive part and the negative part of the signal at the output end B2 is obtained as a DC output. The signals at the output terminals C1 and C2 are transmitted to the piezoelectric elements 16a, 16a.
Since it is proportional to the phase difference of the drive signal in b, if the synthesis circuit 54 performs differential synthesis and adjusts so that the output of the output terminal D becomes 0, the drive signal component changes even if the phase difference of the drive signal changes. It is not output from the detection circuit 10.
【0023】圧電素子16a,16bに発生するコリオ
リ力による信号は、図4に示すように、それぞれの駆動
信号と90°の位相差を有する。そして、差動回路38
および和動回路48で、これらの信号の差および和を出
力させると、互いに90°の位相差を有する信号が現れ
る。この実施例では、差動増幅回路38の出力信号のレ
ベルが位相ずれのない場合に比較して小さく、和動増幅
回路48の出力信号にレベルが発生する。これらの信号
を、駆動信号に同期させて検波すると、第1の同期検波
回路40の出力端B1および第2の同期検波回路50の
出力端B2からは、それぞれ正部分と負部分とを含む信
号が出力される。これらの信号を平滑すると、第1の平
滑回路42の出力端C1および第2の平滑回路52の出
力端C2からは、それぞれ出力端B1,B2の信号の正
部分と負部分との差が直流出力として得られる。As shown in FIG. 4, the signals due to the Coriolis force generated in the piezoelectric elements 16a and 16b have a phase difference of 90 ° with the respective drive signals. Then, the differential circuit 38
When the difference and sum of these signals are output by the summing circuit 48, signals having a phase difference of 90 ° with each other appear. In this embodiment, the level of the output signal of the differential amplifier circuit 38 is smaller than that in the case where there is no phase shift, and the level is generated in the output signal of the sum amplification circuit 48. When these signals are detected in synchronism with the drive signal, a signal including a positive portion and a negative portion is output from the output end B1 of the first synchronous detection circuit 40 and the output end B2 of the second synchronous detection circuit 50, respectively. Is output. When these signals are smoothed, the difference between the positive part and the negative part of the signals at the output terminals B1 and B2 is DC from the output terminal C1 of the first smoothing circuit 42 and the output terminal C2 of the second smoothing circuit 52, respectively. Obtained as output.
【0024】そして、合成回路54で、出力端C1,C
2の信号が差動合成される。図4に示す実施例では、出
力端C2の信号が負であるため、合成回路54の出力端
Dのレベルは大きくなっている。したがって、位相ずれ
によるコリオリ検出の低下分を補うことができる。な
お、コリオリ力による信号は、振動ジャイロ12に加わ
る回転角速度の大きさおよび方向によって、そのレベル
および極性が変化するため、出力端C1,C2に現れる
信号のレベルおよび極性も変化する。それにともなっ
て、合成回路54の出力端Dの信号も変化するが、その
変化を測定することによって、回転角速度を検出するこ
とができる。Then, in the synthesizing circuit 54, the output terminals C1, C
The two signals are differentially combined. In the embodiment shown in FIG. 4, since the signal at the output end C2 is negative, the level at the output end D of the combining circuit 54 is high. Therefore, the decrease in Coriolis detection due to the phase shift can be compensated. The level and polarity of the signal due to the Coriolis force change depending on the magnitude and direction of the rotational angular velocity applied to the vibration gyro 12, so the level and polarity of the signal appearing at the output terminals C1 and C2 also change. Along with that, the signal at the output end D of the synthesizing circuit 54 also changes, but the rotational angular velocity can be detected by measuring the change.
【0025】なお、上述の実施例では圧電素子16aの
出力信号が圧電素子16bの出力信号より遅れた場合を
示しているが、圧電素子16aの出力信号が圧電素子1
6bの出力信号より進んでいる場合、出力端C1には負
の直流信号が出力される。この場合、出力端C1および
C2の信号を合成回路54で和動合成することによっ
て、駆動信号成分を除去することができる。Although the output signal of the piezoelectric element 16a is delayed from the output signal of the piezoelectric element 16b in the above embodiment, the output signal of the piezoelectric element 16a is delayed.
When leading the output signal of 6b, a negative DC signal is output to the output terminal C1. In this case, the drive signal component can be removed by summing the signals at the output terminals C1 and C2 in the combining circuit 54.
【0026】このように、この検出回路10を用いれ
ば、ドリフト分の有無に関係なく、駆動信号を除去する
ことができる。したがって、圧電素子16a,16bに
おける駆動信号に位相差があっても、検出回路10から
は駆動信号成分が出力されない。そのため、従来のよう
に、駆動信号の位相差を調整するための可変抵抗器など
を取り付ける必要がない。As described above, by using this detection circuit 10, the drive signal can be removed regardless of the presence or absence of the drift component. Therefore, even if there is a phase difference between the drive signals in the piezoelectric elements 16a and 16b, the drive circuit component is not output from the detection circuit 10. Therefore, it is not necessary to attach a variable resistor or the like for adjusting the phase difference of the drive signals as in the conventional case.
【0027】また、図5および図6に示すような回路を
用いて、第2の補正回路52の出力端C2の出力信号を
0にするようにしてもよい。この場合、図5および図6
に示す回路の可変抵抗器を調整することによって、図3
に示すように、駆動信号の位相を合わせることができ
る。したがって、ドリフト分がない場合の説明と同様に
して、検出回路10の出力から駆動信号成分を除去する
ことができる。このような回路を用いても、コリオリ力
による出力のみを取り出すことができ、正確な回転角速
度を検出することができる。Alternatively, the output signal of the output terminal C2 of the second correction circuit 52 may be set to 0 by using the circuits shown in FIGS. In this case, FIG. 5 and FIG.
By adjusting the variable resistor of the circuit shown in FIG.
As shown in, the phases of the drive signals can be matched. Therefore, the drive signal component can be removed from the output of the detection circuit 10 in the same manner as in the case where there is no drift component. Even if such a circuit is used, only the output due to the Coriolis force can be taken out, and the accurate rotational angular velocity can be detected.
【0028】上述の実施例では、検出回路10を正3角
柱状の振動ジャイロの信号検出用として使用したが、た
とえば4角柱状など他の柱状の振動ジャイロであって
も、2つの圧電素子からの出力信号の差を検出するもの
であれば使用可能である。また、振動ジャイロの検出片
として圧電素子を使用したが、たとえば柱状の圧電セラ
ミックで形成された振動体に電極を形成した振動ジャイ
ロの信号検出用としても使用できる。この場合、振動体
の側面に形成された2つの電極が検出片となる。In the above-described embodiment, the detection circuit 10 is used for detecting the signal of the vibrating gyro having a regular triangular prism shape. Any device that can detect the difference between the output signals of Further, although the piezoelectric element is used as the detection piece of the vibration gyro, it can also be used for signal detection of the vibration gyro in which electrodes are formed on the vibrating body made of, for example, a columnar piezoelectric ceramic. In this case, the two electrodes formed on the side surface of the vibrating body serve as the detection piece.
【図1】この発明のジャイロ出力検出方法に用いられる
検出回路の一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a detection circuit used in a gyro output detection method of the present invention.
【図2】(A)は図1に示す検出回路で検出される振動
ジャイロの一例を示す斜視図であり、(B)はその断面
図である。2A is a perspective view showing an example of a vibration gyro detected by the detection circuit shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view thereof.
【図3】ドリフト分がない場合の各部における駆動信号
とコリオリ力による信号との波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram of a drive signal and a signal due to Coriolis force in each unit when there is no drift amount.
【図4】ドリフト分がある場合の各部における駆動信号
とコリオリ力による信号との波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of a drive signal and a signal due to Coriolis force in each unit when there is a drift amount.
【図5】この発明の他の実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.
【図6】この発明のさらに他の実施例を示す回路図であ
る。FIG. 6 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention.
【図7】この発明の背景となる従来のジャイロ出力検出
回路に用いられる検出回路の一例を示すブロック図であ
る。FIG. 7 is a block diagram showing an example of a detection circuit used in a conventional gyro output detection circuit which is the background of the present invention.
10 検出回路 12 振動ジャイロ 16a,16b,16c 圧電素子 38 差動増幅回路 40 第1の同期検波回路 42 第1の平滑回路 48 和動増幅回路 50 第2の同期検波回路 52 第2の平滑回路 54 合成回路 10 Detection Circuit 12 Vibration Gyro 16a, 16b, 16c Piezoelectric Element 38 Differential Amplification Circuit 40 First Synchronous Detection Circuit 42 First Smoothing Circuit 48 Summation Amplifier Circuit 50 Second Synchronous Detection Circuit 52 Second Smoothing Circuit 54 Synthesis circuit
Claims (3)
の側面に形成される検出片とを含む振動ジャイロの出力
を測定するためのジャイロ出力検出方法において、 前記2つの検出片の出力信号の差を差動回路で求め、 前記2つの検出片の出力信号の和を和動回路で求め、 前記差動回路の出力信号に含まれるドリフト成分を前記
和動回路の出力信号をもって補正する、ジャイロ出力検
出方法。1. A gyro output detecting method for measuring an output of a vibrating gyro including a vibrating body having a polygonal prism shape, and detection pieces formed on two side surfaces of the vibrating body, wherein outputs of the two detection pieces are provided. The difference between the signals is obtained by a differential circuit, the sum of the output signals of the two detection pieces is obtained by a summing circuit, and the drift component contained in the output signal of the differential circuit is corrected by the output signal of the summing circuit. , Gyro output detection method.
で同期検波し、 前記同期検波回路の出力信号を平滑回路で平滑し、 前記平滑回路の出力信号が0となるように、前記検出片
の一方または両方の出力信号を位相補正する、請求項1
のジャイロ出力検出方法。2. The output signal of the summing circuit is synchronously detected by a synchronous detection circuit, the output signal of the synchronous detection circuit is smoothed by a smoothing circuit, and the detection signal is detected so that the output signal of the smoothing circuit becomes zero. The phase correction of the output signal of one or both of one side is carried out.
Gyro output detection method.
で同期検波し、 前記検波回路の出力信号を平滑回路で平滑し、 前記差動回路の出力信号を別の同期検波回路で同期検波
し、 前記別の同期検波回路の出力信号を別の平滑回路で平滑
し、 前記平滑回路の出力信号と前記別の平滑回路の出力信号
とを合成回路で合成する、請求項1のジャイロ出力検出
方法。3. An output signal of the summing circuit is synchronously detected by a synchronous detection circuit, an output signal of the detection circuit is smoothed by a smoothing circuit, and an output signal of the differential circuit is synchronously detected by another synchronous detection circuit. The gyro output detection according to claim 1, wherein the output signal of the another synchronous detection circuit is smoothed by another smoothing circuit, and the output signal of the smoothing circuit and the output signal of the other smoothing circuit are combined by a combining circuit. Method.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP04744693A JP3201054B2 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Gyro output detection method |
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| JPH06241814A true JPH06241814A (en) | 1994-09-02 |
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