DE69719833T2 - Vibrationskreisel - Google Patents

Vibrationskreisel Download PDF

Info

Publication number
DE69719833T2
DE69719833T2 DE69719833T DE69719833T DE69719833T2 DE 69719833 T2 DE69719833 T2 DE 69719833T2 DE 69719833 T DE69719833 T DE 69719833T DE 69719833 T DE69719833 T DE 69719833T DE 69719833 T2 DE69719833 T2 DE 69719833T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vibrator
piezoelectric substrate
vibrating gyroscope
common electrode
polarized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69719833T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69719833D1 (de
Inventor
Nobuyuki Nagaokakyo-shi Ishitoko
Katsumi Nagaokakyo-shi Fujimoto
Hiroshi Nagaokakyo-shi Nishiyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of DE69719833D1 publication Critical patent/DE69719833D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69719833T2 publication Critical patent/DE69719833T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5642Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams
    • G01C19/5663Manufacturing; Trimming; Mounting; Housings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Vibrationsgyroskope. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Vibrationsgyroskop für die Verwendung bei einem Navigationssystem, das eine Mobileinheit lokalisiert, beispielsweise durch Erfassen einer Drehwinkelgeschwindigkeit, um eine geeignete Navigationsoperation durchzuführen, oder für die Verwendung bei einem vibrationsisolierenden System, wie z. B. einer Stoßverhinderungsvorrichtung, die eine Drehwinkelgeschwindigkeit erfaßt, die durch externe Vibrationen bewirkt wird, wie z. B. Schütteln mit der Hand, um Vibrationen geeignet zu isolieren.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Der Aufbau eines bekannten Typs von Vibrationsgyroskops wird nun mit Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben.
  • Mit Bezugnahme auf 9 weist ein herkömmliches Gyroskop einen Vibrator 50 auf. Der Vibrator 50 wird beispielsweise durch Laminieren und Verbinden eines ersten piezoelektrischen Substrats 51 und eines zweiten piezoelektrischen Substrats 52, die beide in einer streifenartigen Form gebildet sind, über eine Blind- oder Dummyelektrode 53 gebildet. Das erste und das zweite piezoelektrische Substrat 51 und 52 sind entlang ihren Dickeabmessungen in entgegengesetzten Richtungen polarisiert, wie es durch die Pfeile P in 9 angezeigt ist. Alternativ können dieselben in verschiedenen Richtungen polarisiert sein, die einander gegenüberliegend zugewandt sein. Zwei geteilte Elektroden 54, 54 sind an der Hauptoberfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 51 gebildet, mit einem Abstand in der Breiterichtung des Substrats 51, während eine gemeinsame Elektrode 55 an der Hauptoberfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats 52 gebildet ist.
  • Wie es oben beschrieben ist, sind das erste und das zweite piezoelektrische Substrat 51 und 52 des Vibrators 50 in entgegengesetzten Richtungen polarisiert. Somit wird bewirkt, daß das erste und das zweite piezoelektrische Substrat 51 und 52 auf das Anbringen eines Antriebssignals hin, beispielsweise eines Sinuswellensignals zwischen jeder der geteilten Elektroden 54, 54 und der gemeinsamen Elektrode 55 auf eine biegende Weise in Richtungen orthogonal zu den Hauptoberflächen des Substrats 51 und 52 in Schwingung versetzt werden, durch Verwenden eines Abschnitts weiter nach innen von beiden Enden der longitudinalen Substrate 51 und 52 als einen Knoten. Es sollte angemerkt werden, daß die Vibrationsrichtungen des ersten und des zweiten piezoelektrischen Substrats 51 und 52 entgegengesetzt zueinander sind. Dann wird das Vibrationsgyroskop um die Mittelachse O des Vibrators 50 gedreht, um eine Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen, so daß ansprechend auf die Winkelgeschwindigkeit eine Corioliskraft auf den Vibrator 50 wirkt. Aufgrund dieser Corioliskraft ändert der Vibrator 50 seine Vibrationsrichtung, um ein Signal zwischen den geteilten Elektroden 54, 54 gemäß der Winkelgeschwindigkeit zu erzeugen. Die Drehwinkelgeschwindigkeit kann somit auf der Basis dieses Signals erfaßt werden.
  • Zwei Drahtstäbe 56, 56, die als Tragebauglieder dienen, sind in der Nähe des Knotens des Vibrators 50 angebracht. Die Drahtstäbe 56, 56, die durch lineares Formen von Metall gebildet sind, werden auf die gemeinsame Elektrode 55 in der Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des Vibrators 50 gelötet. Beide Enden von jedem der Drahtstäbe 56, 56 sind beispielsweise an einem Rahmen befestigt, obwohl dies nicht gezeigt ist, so daß der Vibrator 50 in einem Hohlraum in dem Rahmen getragen werden kann.
  • Alternativ können die Drahtstäbe 57, 57, die in 10 dargestellt sind, als die Tragebauglieder verwendet werden. Die Drahtstäbe 57, 57, die in einer U-Form gebogen sind, werden durch Löten ihrer Mittelabschnitte auf die gemeinsame Elektrode 55 und durch weiteres Einfügen beider Enden in Löcher, die in einem Substrat (nicht gezeigt) gebildet sind, befestigt. Folglich kann der Vibrator 50 getragen werden, während er über dem Substrat schwebt.
  • Die folgenden Probleme ergeben sich jedoch durch den obigen bekannten Typ von Gyroskop. Genauer gesagt, die Drahtstäbe 56, 56, die an dem Vibrator 50 befestigt sind, sind linear gebildet und sind ebenfalls an beiden Enden an einem Rahmen befestigt. Bei dieser Anordnung können Vibrationen des Vibrators 50 in der Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des Vibrators 50 (d. h. in der longitudinalen Richtung der Drahtstäbe 56, 56) unterdrückt werden, wodurch nachteilhafterweise die Temperaturcharakteristik und Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops verringert wird. Darüber hinaus kann die Verwendung der Drahtstäbe 57, 57, die an dem Vibrator 50 befestigt sind, Beschränkungen enthalten, die Vibrationen des Vibrators 50 zu einem minimalen Pegel auferlegt werden, weil die Drahtstäbe 57, 57 in einer gebogenen Form gebildet sind. Andererseits sollten die Schenkel 59 der Drahtstäbe 57, 57 eine bestimmte Länge erfordern, um die Unterstützung des Vibrators 50 sicherzustellen, der über einem Substrat schwebt. Dies erhöht nachteilhafterweise die Höhe des Gesamtgyroskops und behindert dadurch das Verkleinern des Gyroskops.
  • Die Patentzusammenfassungen von Japan, Band 018, Nr. 505 (P-1803), 21. September 1994, und die JP 06 174474 A (MU-RATA MFG CO LTD), 24. Juni 1994, und Patentzusammenfassungen von Japan, Band 095, Nr. 011, 26. Dezember 1995, und die JP 07 208997 A (FUJITSU TEN LTD), 11. August 1995 offenbaren Vibrationsgyroskope mit einem Vibrator, der einen dreieckigen säulenförmigen Vibrationskörper enthält, mit piezoelektrischen Elementen, die an den drei Seitenflächen gebildet sind, und mit Tragebaugliedern die im wesentlichen neuförmige gebogene Trageschenkel aufweisen. Die Tragebauglieder sind an dem Vibrationskörper an der Steglinie des dreieckigen säulenförmigen Vibrationskörpers in der Nähe der Knotenpunkte des Körpers befestigt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vibrationsgyroskop mit geringer Höhe zu schaffen, bei dem Vibrationen des Vibrators nicht beschränkt sind.
  • Diese Aufgabe wird durch Vibrationsgyroskope gemäß Anspruch 1 und 2 gelöst.
  • Da das Tragebauglied des Vibrators mit gebogenen Abschnitten versehen ist, kann das Tragebauglied gemäß Vibrationen des Vibrators in einer Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des Vibrators deformiert werden, was andernfalls Vibrationen unterdrücken würde. Folglich können bei den Temperaturcharakteristika und der Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops Verbesserungen durchgeführt werden. Da das Tragebauglied ferner in einer anderen Richtung gebogen ist als die Richtung entlang der Höhe des Vibrators kann das Gesamtgyroskop in der Höhe verringert werden, wodurch die Flexibilität beim Entwerfen des Gyroskops erhöht wird.
  • Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der vorliegenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt ein Vibrationsgyroskop gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar;
  • 2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Vibrators, von Drahtstäben und einem Rahmen für die Verwendung bei dem in 1 gezeigten Gyroskop;
  • 3 ist eine Draufsicht des in 2 gezeigten Vibrators;
  • 3A stellt einen Zustand dar, in dem der Vibrator nicht in Schwingung versetzt ist, während 3B und 3C einen Zustand darstellen, in dem der Vibrator in einer Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des Vibrators in Schwingung versetzt ist;
  • 4 ist eine Draufsicht, die einen Drahtstab für die Verwendung bei einem Vibrationsgyroskop gemäß einem Beispiel von Modifikationen des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 5 ist eine Draufsicht, die einen Drahtstab für die Verwendung bei einem Vibrationsgyroskop gemäß einem weiteren Beispiel von Modifikationen an dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den wesentlichen Abschnitt eines Vibrators und eines Drahtstabs für die Verwendung bei einem Vibrationsgyroskop gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel von Modifikationen an dem ersten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die den wesentlichen Abschnitt eines Vibrators und eines Drahtstabs für die Verwendung bei einem Vibrationsgyroskop gemäß einem weiteren Beispiel von Modifikationen an dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 8 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Vibrator, einen Drahtstab und einen Rahmen für die Verwendung bei einem Vibrationsgyroskop gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Vibrators und von Drahtstäben für die Verwendung bei einem bekannten Typ von Vibrationsgyroskop; und
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Vibrators und von Drahtstäben für die Verwendung bei einem anderen bekannten Typ von Vibrationsgyroskop.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Es folgt eine Beschreibung des Aufbaus eines Vibrationsgyroskops gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf 1 bis 3.
  • Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Ein Gyroskop 1 weist einen Vibrator auf, der im allgemeinen bei 2 angezeigt ist. Der Vibrator 2 ist durch Laminieren eines ersten piezoelektrischen Substrats 3 und eines zweiten piezoelektrischen Substrats 4, die beide in einer streifenartigen Form gebildet sind, über eine Blindelektrode 5 gebildet, und durch weiteres Verbinden des Substrats 3 und 4, z. B. durch ein Haftmittel. Das erste und das zweite piezoelektrische Substrat 3 und 4 sind entlang ihrer Dickeabmessungen in entgegengesetzten Richtungen polarisiert, wie es durch die Pfeile P in 1 angezeigt ist. Alternativ können das erste und das zweite Substrat 3 und 4 in Richtungen, die einander gegenüberliegend zugewandt sind, polarisiert sein. Außerdem sind zwei geteilte Elektroden 6, 6 an der Hauptoberfläche des ersten piezoelektrischen Substrats 3 gebildet, mit einem Abstand in der Breiterichtung des Substrats 3, während eine gemeinsame Elektrode 7 an der Hauptoberfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats 4 angeordnet ist. Ferner ist eine Oszillationsschaltung 10, die als Antriebseinrichtung dient, an einem Ausgangsanschluß durch die Widerstände 11 bzw. 12 mit den geteilten Elektroden 6, 6 verbunden, und an dem anderen Ausgangsanschluß mit der gemeinsamen Elektrode 7 des Vibrators 2. Außerdem sind die geteilten Elektroden 6, 6 jeweils durch Widerstände 13 und 14 mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß und dem invertierenden Eingangsanschluß einer Differenzverstärkerschaltung 15 verbunden, die als Erfassungseinrichtung verwendet wird. Ein Widerstand 16 ist zwischen den Ausgangsanschluß und den invertierenden Eingangsanschluß der Differenzverstärkerschaltung 15 geschaltet.
  • Bei dem Gyroskop 1, das wie oben beschrieben aufgebaut ist, werden Antriebssignale, wie z. B. Sinuswellensignale, die von der Oszillationsschaltung 10 ausgegeben werden, über die Widerstände 11 bzw. 12 an die geteilten Elektroden 6, 6 des Vibrators 2 angelegt, so daß das erste und das zweite piezoelektrische Substrat 23 und 4 in einer gebogenen Weise in eine Richtung orthogonal zu den Hauptoberflächen der Substrate 3 und 4 in Schwingung versetzt werden. Dann wird das Gyroskop 1 um die Mittelachse 0 des Vibrators 2 gedreht, um eine Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen, so daß gemäß der Winkelgeschwindigkeit in der Richtung parallel zu den Hauptoberflächen des ersten und zweiten Substrats 3 und 4 eine Corioliskraft auf den Vibrator 2 wirkt, und auch in der Richtung orthogonal zu der Mittelachse O des Vibrators 2. Aufgrund dieser Corioliskraft ändert der Vibrator 2 seine Vibrationsrichtung, um ein Signal zwischen den geteilten Elektroden 6, 6 zu erzeugen, ansprechend auf die Winkelgeschwindigkeit. Das Signal, das zwischen den geteilten Elektroden 6, 6 erzeugt wird, wird durch die Differenzverstärkungsschaltung 15 durch die Widerstände 13 und 14 erfaßt, und die Drehwinkelgeschwindigkeit kann somit auf der Basis eines Signals erfaßt werden, das von der Differenzverstärkungsschaltung 15 ausgegeben wird.
  • Der Vibrator 2 wird, wie es in 2 gezeigt ist, durch zwei Drahtstäbe 8, 8 getragen, die als Tragebauglieder dienen. Die Drahtstäbe 8, 8, die aus Metall gebildet sind, sind mit „U"-förmigen gebogenen Abschnitten 9, 9 versehen, die in Richtungen parallel zu der Hauptoberfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats vorstehen. Die gebogenen Abschnitte 9, 9 sind an der Nähe des Knotens an der gemeinsamen Elektrode 7 des Vibrators 2 befestigt, wie z. B. durch Löten. Beide Enden der Drahtstäbe 8, 8 sind an der oberen Oberfläche 18 eines Rahmens 17 befestigt, wie z. B. durch Löten, und somit kann der Vibrator 2 in einem Hohlraum in dem Rahmen 17 getragen werden. In diesem Zustand sind die oberen Oberflächen sowohl von dem Vibrator 2 als auch dem Rahmen 17 in der gleichen Ebene positioniert.
  • Da die Drahtstäbe 8, 8 mit den gebogenen Abschnitten 9, 9 versehen sind, können dieselben den Vibrator 2 auf diese Weise elastisch tragen. Genauer gesagt, die Drahtstäbe 8, 8 sind deformiert, wie es in 3A und 3C dargestellt ist, ansprechend auf Vibrationen des Vibrators 2 in der Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung (longitudinale Richtung der Drahtstäbe 8, 8) des Vibrators 2, was andernfalls die Vibrationen beschränken würde. Als Folge können die Temperaturcharakteristika und die Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops 1 verbessert werden. Da die Drahtstäbe 8, 8 nicht entlang der Höhe des Vibrators 2 gebogen sind, kann das gesamte Vibrationsgyroskop 1 ferner in der Höhe verringert werden, wodurch die Flexibilität beim Entwerfen des Gyroskops 1 erhöht wird. Da der Vibrator 2 und der Rahmen 17 außerdem in der gleichen Ebene positioniert sind, kann ein Lötmittel an einer Mehrzahl von Abschnitten des Vibrators 2 und dem Rahmen 17 gleichzeitig haften, wodurch die Leistungsfähigkeit der Lötoperation verbessert wird. Dies macht es ferner möglich, ohne weiteres eine automatische Maschine in den Zusammenbauprozeß einzuführen.
  • Das vorher beschriebene Ausführungsbeispiel wurde erklärt, bei dem die Drahtstäbe 8, 8 mit den U-förmigen gebogenen Abschnitten 9, 9 als den Tragebaugliedern versehen sind. Dies ist jedoch nicht ausschließlich, und die Form der gebogenen Abschnitte 9, 9 kann modifiziert werden, wie z. B. durch einen Drahtstab 20, wie es in 4 gezeigt ist, mit einem spitzwinkligen gebogenen Abschnitt 21, oder einem Drahtstab 22, wie es in 5 dargestellt ist, mit einem allgemeinen bogenartigen gebogenen Abschnitt 23. In diesem Fall können ähnliche Vorteile geliefert werden wie diejenigen, die durch das erste Ausführungsbeispiel gezeigt werden.
  • Alternativ können zwei U-förmige gebogene Abschnitte 25, 25 vorgesehen sein, wie es in 6 gezeigt ist, für einen Drahtstab 24, in diesem Fall funktioniert der Drahtstab 24 durch Verbinden der Zwischenpunkte der gebogenen Abschnitte 25, 25 mit der gemeinsamen Elektrode 7 des Vibrators 2. Bei dieser Anordnung, bei der die beiden gebogenen Abschnitte 25, 25 über den Vibrator 2 angeordnet sind, kann der Drahtstab 24, ansprechend auf die Vibration des Vibrators 2, im Vergleich zu einem Drahtstab der nur einen einzigen gebogenen Abschnitt aufweist, genauer deformiert werden. Somit kann eher davon ausgegangen werden, daß die Temperaturcharakteristika und die Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops verbessert werden. Die beiden gebogenen Abschnitte 25, 25, die für den Drahtstab 24 vorgesehen sind, sind nicht auf die „U"-Form beschränkt, sondern können in anderen Formen gebildet werden, wie z. B. spitzwinkligen Ab schnitten oder gebogenen Abschnitten. Alternativ können spulenförmige gebogene Abschnitte 27, 27 vorgesehen werden, wie z. B. in einem in 7 gezeigten Drahtstab 26. Ferner können die Formen der gebogenen Abschnitte zwischen einem Drahtstab und dem nächsten unterschiedlich sein.
  • Obwohl die gebogenen Abschnitte, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel für die Drahtstäbe vorgesehen sind, in Richtungen parallel zu der Hauptoberfläche des piezoelektrischen Substrats für die Verwendung bei dem Vibrator hervorstehen, können die gebogenen Abschnitte darüber hinaus in jeder Richtung hervorstehen. Außerdem können sich die Richtungen, in denen die beiden gebogenen Abschnitte vorstehen, zwischen einem Stabsdraht und dem nächsten voneinander unterscheiden.
  • Es folgt eine Erklärung mit Bezugnahme auf 8, des Aufbaus eines Vibrationsgyroskops gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Elemente, die identisch oder ähnlich sind wie diejenigen, die in 1 und 2 gezeigt sind, sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erklärung derselben ist somit ausgelassen.
  • Das Vibrationsgyroskop dieses Ausführungsbeispiels weist einen Vibrator 2 auf, der durch einen Drahtstab 30 getragen wird, der als ein Tragebauglied arbeitet. Der Drahtstab 30, der durch Formen von Metall hergestellt wird, wird durch Integrieren von zwei „U"-förmigen gebogenen Abschnitten 31, 31 und zwei Verbindungsabschnitten 32, 32 zum Verbinden dieser gebogenen Abschnitte 31, 31 gebildet. Die gebogenen Abschnitte 31, 31 stehen in Richtungen parallel zu der Hauptoberfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats vor, für die Verwendung in dem Vibrator 2. Dann werden die Zwischenabschnitte der jeweiligen gebogenen Abschnitte 31, 31 an der gemeinsamen Elektrode 7 des Vibrators 2 befestigt, z. B. durch Löten. Ferner sind die Verbindungsabschnitte 32, 32 an der oberen Oberfläche 18 des Rahmens 17 befestigt, z. B. durch Löten. Folglich kann der Vibrator 2 in einem Hohlraum in dem Rahmen 17 getragen werden. In diesem Zustand sind die oberen Oberflächen des Vibrators 2 und der Rahmen 17 in der gleichen Ebene positioniert.
  • Da der Drahtstab 30 bei dem Gyroskop, das wie oben beschrieben aufgebaut ist, die gebogenen Abschnitte 31, 31 aufweist, kann der Stab 30 gemäß Vibrationen des Vibrators 2 auf ähnliche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel deformiert werden, was andernfalls die Vibrationen unterdrücken würde. Folglich können die Temperaturcharakteristika und die Empfindlichkeit des Gyroskops verbessert werden. Da der Drahtstab 30 darüber hinaus nicht entlang der Höhe des Vibrators 2 gebogen ist, kann das gesamte Vibrationsgyroskop in der Höhe verringert werden, wodurch die Flexibilität beim Entwerfen des Gyroskops erhöht wird. Außerdem sind der Vibrator 2 und der Rahmen 17 in der gleichen Ebene plaziert, was die Leistungsfähigkeit der Lötoperation verbessert. Dies ermöglicht es, ohne weiteres eine automatische Maschine in den Zusammenbauprozeß einzuführen.
  • Bei dem obigen Ausführungsbeispiel sind die „U"-förmigen gebogenen Abschnitte für den Drahtstab vorgesehen. Dies ist jedoch nicht ausschließlich, und spitzwinklige gebogene Abschnitte oder im allgemeinen bogenförmige gebogene Abschnitte können gebildet werden. In diesem Fall werden ähnliche Vorteile geliefert wie diejenigen, die durch das zweite Ausführungsbeispiel geliefert werden. Außerdem können gebogene Abschnitte, die in unterschiedlichen Formen gebildet sind, für einen einzigen Drahtstab vorgesehen sein.
  • Obwohl bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die gebogenen Abschnitte des Drahtstabs in Richtungen parallel zu der Hauptoberfläche des piezoelektrischen Substrats für die Verwendung in dem Vibrator vorstehen, können dieselben ferner in jede Richtung vorstehen. Außerdem können die beiden gebogenen Abschnitte in entgegengesetzten Richtungen hervorstehen.
  • Somit bietet das Vibrationsgyroskop der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile. Die gebogenen Abschnitte, die für das Tragebauglied des Vibrators vorgesehen sind, können ansprechend auf Vibrationen des Vibrators in einer Richtung orthogonal zu der longitudinalen Richtung des Vibrators deformiert werden, was andernfalls die Vibrationen des Vibrators unterdrücken würde. Als Folge können Verbesserungen bei den Temperaturcharakteristika und der Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops erzielt werden. Da das Tragebauglied in einer anderen Richtung gebogen wird als der Richtung entlang der Höhe des Vibrators, kann das Gesamtgyroskop zusätzlich in der Höhe verringert werden. Dies erhöht ferner die Flexibilität beim Entwerfen des Gyroskops.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf spezielle Ausführungsbeispiele derselben beschrieben wurde, werden viele andere Variationen und Modifikationen und andere Verwendungen für einen Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich werden. Es wird daher bevorzugt, daß die vorliegende Erfindung nicht durch die spezifische Beschreibung hierin beschränkt wird, sondern nur durch die angehängten Ansprüche.

Claims (8)

  1. Ein Vibrationsgyroskop (1), das folgende Merkmale umfaßt: einen Vibrator (2), der ein erstes piezoelektrisches Substrat (3), das in der Dickerichtung des Substrats polarisiert ist, ein zweites piezoelektrisches Substrat (4), das auf das erste piezoelektrische Substrat (3) laminiert ist und in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung polarisiert ist, in der das erste piezoelektrische Substrat (3) polarisiert ist, zwei geteilte Elektroden (6), die auf der Hauptoberfläche des ersten piezoelektrischen Substrats (3) gebildet sind, und eine gemeinsame Elektrode (7) umfaßt, die auf der Hauptoberfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats (4) gebildet ist; und eine Trageeinrichtung (30) zum Tragen des Vibrators (2), wobei die Trageeinrichtung (30) zumindest ein erstes Tragebauglied mit einem ersten Abschnitt, der an der gemeinsamen Elektrode (7) befestigt ist, und ein zweites Tragebauglied mit einem ersten Abschnitt, der an der gemeinsamen Elektrode (7) befestigt ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Tragebauglied einen zweiten Abschnitt umfaßt, der sich von dem ersten Abschnitt erstreckt und zumindest einen gebogenen Abschnitt aufweist; das zweite Tragebauglied einen zweiten Abschnitt umfaßt, der gebogen ist, und sich von dem ersten Abschnitt erstreckt; und die Trageeinrichtung (30) ferner Verbindungsabschnitte (32) umfaßt, die die jeweiligen zweiten Abschnitte des ersten und des zweiten Tragebauglieds miteinander verbinden.
  2. Ein Vibrationsgyroskop (1), das folgende Merkmale umfaßt: einen Rahmen (17); einen Vibrator (2), der in dem Rahmen (17) angeordnet ist, wobei der Vibrator (2) ein erstes piezoelektrisches Substrat (3), das in der Dickerichtung des Substrats (3) polarisiert ist, ein zweites piezoelektrisches Substrat (4), das auf das erste piezoelektrische Substrat (4) laminiert ist und in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung polarisiert ist, in der das erste piezoelektrische Substrat (3) polarisiert ist, zwei geteilte Elektroden (6), die auf der Hauptoberfläche des ersten piezoelektrischen Substrats (3) gebildet sind, und eine gemeinsame Elektrode (7) umfaßt, die auf der Hauptoberfläche des zweiten piezoelektrischen Substrats (4) gebildet ist, wobei der Vibrator (2) in dem Rahmen (17) angeordnet ist, so daß die gemeinsame Elektrode (7) im wesentlichen parallel zu jeweiligen nach außen gerichteten Oberflächen der gegenüberliegenden Seite des Rahmens (17) ist; und einen ersten und einen zweiten Tragestift (8; 20; 22; 24; 26; 30) zum Tragen des Vibrators, wobei der erste und der zweite Tragestift (20; 22; 24; 26; 30) im wesentlichen parallel zu der gemeinsamen Elektrode (7) angeordnet sind, und jeder jeweilige erste Abschnitte, die mit der gemeinsamen Elektrode (7) verbunden sind, und jeweilige zweite gebogene Abschnitte aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem ersten Abschnitt erstrecken und mit jeweiligen der gegenüberliegenden Seiten des Rahmens (17) verbunden sind.
  3. Ein Vibrationsgyroskop (1) gemäß Anspruch 2, bei dem die Trageeinrichtung (8; 20; 22; 24; 26) zwei Tragebauglieder umfaßt, von denen jedes in der Form eines einzelnen Drahtstabs ist, der aus dem ersten und dem zweiten Abschnitt besteht.
  4. Ein Vibrationsgyroskop (1) gemäß Anspruch 2, bei dem der gebogene Abschnitt jedes zweiten Abschnitts eine im wesentlichen rechtwinklige Biegung bildet.
  5. Ein Vibrationsgyroskop (1) gemäß Anspruch 2, bei dem der gebogene Abschnitt jedes zweiten Abschnitts im wesentlichen eine Spitzwinkelbiegung bildet.
  6. Ein Vibrationsgyroskop (1) gemäß Anspruch 2, bei dem der gebogene Abschnitt im wesentlichen eine gekrümmte Biegung bildet.
  7. Ein Vibrationsgyroskop (1) gemäß Anspruch 2, bei dem die zweiten Abschnitte jeweils mit einer Mehrzahl von gebogenen Abschnitten versehen sind, von denen jeder eine im wesentlichen rechtwinkelige Biegung bildet.
  8. Ein Vibrationsgyroskop (1) gemäß Anspruch 2, bei dem die zweiten Abschnitte in einer spulenartigen Form gebogen sind.
DE69719833T 1996-04-02 1997-04-02 Vibrationskreisel Expired - Lifetime DE69719833T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8016596 1996-04-02
JP8080165A JPH09269227A (ja) 1996-04-02 1996-04-02 振動ジャイロ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69719833D1 DE69719833D1 (de) 2003-04-24
DE69719833T2 true DE69719833T2 (de) 2004-03-04

Family

ID=13710717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69719833T Expired - Lifetime DE69719833T2 (de) 1996-04-02 1997-04-02 Vibrationskreisel

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0800058B1 (de)
JP (1) JPH09269227A (de)
KR (1) KR100198711B1 (de)
DE (1) DE69719833T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008057280A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-27 Northrop Grumman Litef Gmbh Corioliskreisel, Einrichtung für einen Corioliskreisel und Verfahren zum Betrieb eines Corioliskreisels

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3613117B2 (ja) 2000-02-23 2005-01-26 株式会社村田製作所 振動子及びそれを用いた振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置
JP2002250630A (ja) 2001-02-26 2002-09-06 Murata Mfg Co Ltd 振動子支持構造およびそれを用いた振動ジャイロおよびそれを用いた電子装置
JP3953017B2 (ja) 2003-10-06 2007-08-01 株式会社村田製作所 振動ジャイロ用圧電振動子
JP4428309B2 (ja) 2004-09-10 2010-03-10 セイコーエプソン株式会社 振動型ジャイロスコープ
JP4816295B2 (ja) * 2006-07-13 2011-11-16 セイコーエプソン株式会社 圧電振動子の支持構造
JP2012252013A (ja) * 2012-08-09 2012-12-20 Seiko Epson Corp 振動ジャイロ素子およびジャイロセンサ
JP5824492B2 (ja) * 2013-09-27 2015-11-25 セイコーエプソン株式会社 振動ジャイロ素子およびジャイロセンサ
US11656078B2 (en) * 2017-08-29 2023-05-23 Kyocera Corporation Sensor element and angular velocity sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07131280A (ja) * 1993-10-28 1995-05-19 Toyota Motor Corp 振動子の支持構造
JPH07318351A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Murata Mfg Co Ltd 振動子の支持構造
JP2780643B2 (ja) * 1994-06-03 1998-07-30 株式会社村田製作所 振動ジャイロ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008057280A1 (de) * 2008-11-14 2010-05-27 Northrop Grumman Litef Gmbh Corioliskreisel, Einrichtung für einen Corioliskreisel und Verfahren zum Betrieb eines Corioliskreisels

Also Published As

Publication number Publication date
EP0800058A3 (de) 1998-11-11
JPH09269227A (ja) 1997-10-14
KR970070958A (ko) 1997-11-07
EP0800058B1 (de) 2003-03-19
DE69719833D1 (de) 2003-04-24
EP0800058A2 (de) 1997-10-08
KR100198711B1 (en) 1999-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69836180T2 (de) Vibrationskreisel und Verfahren zu seiner Einstellung
DE10151376B4 (de) Dynamischer Halbleitergrößensensor zum Erfassen einer dynamischen Größe in zwei Achsen mit einem x-förmigen Massenabschnitt
DE19928759B4 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor
DE10106840B4 (de) Erfassungsgerät für eine physikalische Grösse
DE1572996C3 (de) Monolithischer, elektromechanischer Oszillator
DE3013185A1 (de) Kraftwandler
DE60033635T2 (de) Stimmgabelumdrehungsmesser
DE69719833T2 (de) Vibrationskreisel
DE3733776A1 (de) Ultraschallsonde
DE10130237B4 (de) Kapazitiver Sensor für dynamische Größen mit Verschiebungsabschnitt, hergestellt durch Drahtbonden
DE2841424B2 (de)
DE69832843T2 (de) Vibrationskreisel
DE2738877A1 (de) Piezoelektrischer kleinstschwinger
DE112010003992T5 (de) Piezoelektrischer beschleunigungssensor
DE69930652T2 (de) Monolithischer miniatur-beschleunigungssensor
DE112017003795T5 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor, Sensorelement und Multi-Achsen-Winkelgeschwindigkeitssensor
CH667732A5 (de) Wiegeeinrichtung
DE69823208T2 (de) Kraftaufnehmer für einen beschleunigungsmesser oder drehgeschwindigkeitssensor
DE10147911B4 (de) Beschleunigungssensor
DE3420320A1 (de) Piezokristallresonator
DE19800333C2 (de) Schwingerträgeranordnung
DE3639053C2 (de) Integrierte Schaltungsanordnung
DE2434682B2 (de) Elektromechanisches zungenfilter mit hoher frequenzstabilitaet
DE4444973C2 (de) Winkelgeschwindigkeitssensor vom Schwingungstyp
DE19614369C2 (de) Piezoelektrische Vibratoreinheit

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition