JP2000146594A - 振動型センサの断線検出装置 - Google Patents
振動型センサの断線検出装置Info
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- JP2000146594A JP2000146594A JP10327315A JP32731598A JP2000146594A JP 2000146594 A JP2000146594 A JP 2000146594A JP 10327315 A JP10327315 A JP 10327315A JP 32731598 A JP32731598 A JP 32731598A JP 2000146594 A JP2000146594 A JP 2000146594A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】一対の信号ラインの断線を確実に判定すること
が可能な振動型センサの断線検出装置を提供する。 【解決手段】信号ライン4が断線した場合は、入力した
信号に応じた電圧を常に出力するチャージアンプ7から
信号ライン4が切り離されるので、信号ライン4上に検
出信号Bが送出されず、この代わりに、信号ライン4に
は、抵抗2を介して加えられている駆動信号Aが現れ
る。また、信号ライン5が断線しておらず、信号ライン
5には検出信号Cが現れる。差動増幅器9は、各信号ラ
イン4,5の各信号の差分を示す充分に高いレベルの信
号Dを出力する。AC増幅器10は、信号Dを増幅して
信号Eを出力する。同期検波器11からの信号Fが十分
に高いレベルのDC信号となり、積分器12からの信号
Gも十分に高いレベルのDC信号となる。比較器13
は、信号Gのレベルが正のしきい値よりも高いことか
ら、ライン4が断線していると判定する。
が可能な振動型センサの断線検出装置を提供する。 【解決手段】信号ライン4が断線した場合は、入力した
信号に応じた電圧を常に出力するチャージアンプ7から
信号ライン4が切り離されるので、信号ライン4上に検
出信号Bが送出されず、この代わりに、信号ライン4に
は、抵抗2を介して加えられている駆動信号Aが現れ
る。また、信号ライン5が断線しておらず、信号ライン
5には検出信号Cが現れる。差動増幅器9は、各信号ラ
イン4,5の各信号の差分を示す充分に高いレベルの信
号Dを出力する。AC増幅器10は、信号Dを増幅して
信号Eを出力する。同期検波器11からの信号Fが十分
に高いレベルのDC信号となり、積分器12からの信号
Gも十分に高いレベルのDC信号となる。比較器13
は、信号Gのレベルが正のしきい値よりも高いことか
ら、ライン4が断線していると判定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヨーレートセンサ
等の振動型センサの断線検出装置に関する。
等の振動型センサの断線検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置としては、例えば図8に示
す様な構成のものがある。図8において、ヨーレートセ
ンサ101は、該ヨーレートセンサ101に作用した角
速度を検出するものである。このヨーレートセンサ10
1は、駆動信号Aを加えられて振動し、一対の検出信号
B,Cを各チャージアンプ102,103を介してそれ
ぞれのライン104,105に送出する。差動増幅器1
06は、該各検出信号B,Cを入力し、これらの検出信
号B,Cの差分を示す信号Dを出力する。AC増幅器1
07は、信号Dを増幅して信号Eを出力する。同期検波
器108は、信号Eを駆動信号Aの半周期毎に反転し、
信号Fを形成して出力する。積分器109は、信号Fを
積分し、信号Gを形成して出力する。
す様な構成のものがある。図8において、ヨーレートセ
ンサ101は、該ヨーレートセンサ101に作用した角
速度を検出するものである。このヨーレートセンサ10
1は、駆動信号Aを加えられて振動し、一対の検出信号
B,Cを各チャージアンプ102,103を介してそれ
ぞれのライン104,105に送出する。差動増幅器1
06は、該各検出信号B,Cを入力し、これらの検出信
号B,Cの差分を示す信号Dを出力する。AC増幅器1
07は、信号Dを増幅して信号Eを出力する。同期検波
器108は、信号Eを駆動信号Aの半周期毎に反転し、
信号Fを形成して出力する。積分器109は、信号Fを
積分し、信号Gを形成して出力する。
【0003】図9は、図8の装置における各信号の波形
を示すタイミングチャートである。図9において、駆動
信号Aは、方形波であり、ヨーレートセンサ101に加
えられて、ヨーレートセンサ101を振動させる。ヨー
レートセンサ101から各チャージアンプ102,10
3を介して各信号ライン104,105へと一対の検出
信号B,Cが送出される。これらの検出信号B,Cに
は、クロストークを原因とする駆動信号Aの成分が含ま
れる。これらの検出信号B,Cに含まれる駆動信号Aの
成分が差動増幅器106によって除去され、信号Dが得
られる。この信号Dには、ヨーレートセンサ101の構
造を原因として発生した振動洩れの信号成分が含まれ
る。この信号DがAC増幅器107によって増幅され、
信号Eが同期検波器107によって駆動信号Aの半周期
毎に反転され、信号Fが積分器108によって積分され
ると、これによって信号Eに含まれる振動洩れの信号成
分が除去され、ヨーレートセンサ101による検出成
分、つまりヨーレートセンサ101に作用した角速度の
みを示す信号Gを得ることができる。
を示すタイミングチャートである。図9において、駆動
信号Aは、方形波であり、ヨーレートセンサ101に加
えられて、ヨーレートセンサ101を振動させる。ヨー
レートセンサ101から各チャージアンプ102,10
3を介して各信号ライン104,105へと一対の検出
信号B,Cが送出される。これらの検出信号B,Cに
は、クロストークを原因とする駆動信号Aの成分が含ま
れる。これらの検出信号B,Cに含まれる駆動信号Aの
成分が差動増幅器106によって除去され、信号Dが得
られる。この信号Dには、ヨーレートセンサ101の構
造を原因として発生した振動洩れの信号成分が含まれ
る。この信号DがAC増幅器107によって増幅され、
信号Eが同期検波器107によって駆動信号Aの半周期
毎に反転され、信号Fが積分器108によって積分され
ると、これによって信号Eに含まれる振動洩れの信号成
分が除去され、ヨーレートセンサ101による検出成
分、つまりヨーレートセンサ101に作用した角速度の
みを示す信号Gを得ることができる。
【0004】通常、信号Gのレベルは、−100mV〜+
100mVの範囲に入っている。
100mVの範囲に入っている。
【0005】さて、従来においては、積分器108の出
力を予め定められたしきい値と比較することによって、
各信号ライン104,105の断線を検出している。
力を予め定められたしきい値と比較することによって、
各信号ライン104,105の断線を検出している。
【0006】図10は、信号ライン102が断線したと
きの各信号の波形を示すタイミングチャートである。図
10において、信号ライン104が断線しているため
に、信号ライン104上の検出信号Bのレベルが“0”
となっている。この場合、信号Gのレベルが+500mV
以上になる。先に述べた様に、通常、信号Gのレベルが
−100mV〜+100mVであるから、信号ライン104
が断線して、信号Gのレベルが+500mV以上となった
ときには、信号Gのレベルを所定のしきい値と比較する
ことにより、信号ライン104の断線を判定することが
できる。
きの各信号の波形を示すタイミングチャートである。図
10において、信号ライン104が断線しているため
に、信号ライン104上の検出信号Bのレベルが“0”
となっている。この場合、信号Gのレベルが+500mV
以上になる。先に述べた様に、通常、信号Gのレベルが
−100mV〜+100mVであるから、信号ライン104
が断線して、信号Gのレベルが+500mV以上となった
ときには、信号Gのレベルを所定のしきい値と比較する
ことにより、信号ライン104の断線を判定することが
できる。
【0007】また、図11は、信号ライン105が断線
したときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。図11において、信号ライン105が断線している
ために、信号ライン105上の検出信号Bが差動増幅器
106によって帰還された信号成分となる。この場合、
信号Gのレベルが−数百mV〜+数百mVとなる。先に述べ
た様に、通常、信号Gのレベルが−100mV〜+100
mVであるから、信号ライン104が断線して、信号Gの
レベルが−数百mV〜+数百mVとなっても、信号Gのレベ
ルに基づいて信号ライン104の断線の判定をなし得る
とは言い難い。
したときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。図11において、信号ライン105が断線している
ために、信号ライン105上の検出信号Bが差動増幅器
106によって帰還された信号成分となる。この場合、
信号Gのレベルが−数百mV〜+数百mVとなる。先に述べ
た様に、通常、信号Gのレベルが−100mV〜+100
mVであるから、信号ライン104が断線して、信号Gの
レベルが−数百mV〜+数百mVとなっても、信号Gのレベ
ルに基づいて信号ライン104の断線の判定をなし得る
とは言い難い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した様に信号ライ
ン104が断線したときには、信号Gのレベルが+50
0mV以上となって、通常の信号Gのレベル−100mV〜
+100mVに対して差異が生じるので、信号ライン10
4の断線の判定が可能であるが、信号ライン105が断
線したときには、信号Gのレベルが−数百mV〜+数百mV
となって、通常の信号Gのレベル−100mV〜+100
mVに対して明確な差異が生じないため、信号ライン10
5の断線の判定が確実に行えない。
ン104が断線したときには、信号Gのレベルが+50
0mV以上となって、通常の信号Gのレベル−100mV〜
+100mVに対して差異が生じるので、信号ライン10
4の断線の判定が可能であるが、信号ライン105が断
線したときには、信号Gのレベルが−数百mV〜+数百mV
となって、通常の信号Gのレベル−100mV〜+100
mVに対して明確な差異が生じないため、信号ライン10
5の断線の判定が確実に行えない。
【0009】しかも、量産される多数のヨーレートセン
サは、それらの出力信号のレベルに±数百mV程度のバラ
ツキを持ち、これに伴い信号Gのレベルも同程度にバラ
ツクので、この点を考慮すると、信号Gのレベルの+5
00mV以上の変化、あるいは±数百mVの変化に基づい
て、各信号ライン104,105の断線を確実に判定し
ているとは言えなかった。
サは、それらの出力信号のレベルに±数百mV程度のバラ
ツキを持ち、これに伴い信号Gのレベルも同程度にバラ
ツクので、この点を考慮すると、信号Gのレベルの+5
00mV以上の変化、あるいは±数百mVの変化に基づい
て、各信号ライン104,105の断線を確実に判定し
ているとは言えなかった。
【0010】そこで、本発明は、上記課題を解決するた
めになされたものであり、一対の信号ラインの断線を確
実に判定することが可能な振動型センサの断線検出装置
を提供することを目的とする。
めになされたものであり、一対の信号ラインの断線を確
実に判定することが可能な振動型センサの断線検出装置
を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、本発明は、駆動信号を加えられて振動し、一
対の信号を出力する振動型センサと、該振動型センサか
らの一対の信号を入力して、各検出信号を出力する各チ
ャージアンプと、該各チャージアンプからの該各検出信
号を差動増幅する差動増幅手段とを備え、該差動増幅手
段の出力に基づいて該各検出信号を伝達するそれぞれの
信号ラインの断線を検出する振動型センサの断線検出装
置において、前記各検出信号を伝達する前記各信号ライ
ンに、前記駆動信号に同期する同期信号を加える同期信
号印加手段を備えている。
るために、本発明は、駆動信号を加えられて振動し、一
対の信号を出力する振動型センサと、該振動型センサか
らの一対の信号を入力して、各検出信号を出力する各チ
ャージアンプと、該各チャージアンプからの該各検出信
号を差動増幅する差動増幅手段とを備え、該差動増幅手
段の出力に基づいて該各検出信号を伝達するそれぞれの
信号ラインの断線を検出する振動型センサの断線検出装
置において、前記各検出信号を伝達する前記各信号ライ
ンに、前記駆動信号に同期する同期信号を加える同期信
号印加手段を備えている。
【0012】本発明によれば、一対の検出信号を伝送す
る各信号ラインに、駆動信号に同期する同期信号を加え
ている。該各信号ラインのいずれも断線していなけれ
ば、各チャージアンプは、それぞれに入力されている一
対の信号のレベルに応じて各信号ラインの電圧を決定す
るので、該各チャージアンプの出力側の同期信号の影響
が各信号ライン上に現れず、各信号ライン上には各検出
信号のみが現れる。また、該各信号ラインのいずれかが
断線すると、断線した方の信号ラインがチャージアンプ
から切り離されるので、断線した方の信号ライン上に同
期信号が現れ、差動増幅手段の出力にも同期信号が現れ
る。このため、差動増幅手段の後段において、同期信号
を検出すれば、該各信号ラインのいずれかの断線を判定
することができる。しかも、同期信号のレベルを各検出
信号のレベルよりも十分に高く設定しておけば、差動増
幅手段の出力のうちから同期信号の成分を容易に検出す
ることができ、信号ラインの断線の判定を確実になすこ
とができる。
る各信号ラインに、駆動信号に同期する同期信号を加え
ている。該各信号ラインのいずれも断線していなけれ
ば、各チャージアンプは、それぞれに入力されている一
対の信号のレベルに応じて各信号ラインの電圧を決定す
るので、該各チャージアンプの出力側の同期信号の影響
が各信号ライン上に現れず、各信号ライン上には各検出
信号のみが現れる。また、該各信号ラインのいずれかが
断線すると、断線した方の信号ラインがチャージアンプ
から切り離されるので、断線した方の信号ライン上に同
期信号が現れ、差動増幅手段の出力にも同期信号が現れ
る。このため、差動増幅手段の後段において、同期信号
を検出すれば、該各信号ラインのいずれかの断線を判定
することができる。しかも、同期信号のレベルを各検出
信号のレベルよりも十分に高く設定しておけば、差動増
幅手段の出力のうちから同期信号の成分を容易に検出す
ることができ、信号ラインの断線の判定を確実になすこ
とができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【0014】図1は、本発明の振動型センサの断線検出
装置の一実施形態を示すブロック図である。図1におい
て、励振回路1は、正弦波の励振信号Tを入力し、該励
振信号Tに同期する方形波の駆動信号Aを出力する。こ
の駆動信号Aは、それぞれの抵抗2,3を介してそれぞ
れの信号ライン4,5に加えられる。ヨーレートセンサ
6は、駆動信号Aを加えられて振動し、一対の電流信号
をそれぞれのチャージアンプ7,8に出力する。これら
のチャージアンプ7,8は、各電流信号を電流電圧変換
して、各検出信号B,Cを形成し、各検出信号B,Cを
それぞれの信号ライン4,5に送出する。
装置の一実施形態を示すブロック図である。図1におい
て、励振回路1は、正弦波の励振信号Tを入力し、該励
振信号Tに同期する方形波の駆動信号Aを出力する。こ
の駆動信号Aは、それぞれの抵抗2,3を介してそれぞ
れの信号ライン4,5に加えられる。ヨーレートセンサ
6は、駆動信号Aを加えられて振動し、一対の電流信号
をそれぞれのチャージアンプ7,8に出力する。これら
のチャージアンプ7,8は、各電流信号を電流電圧変換
して、各検出信号B,Cを形成し、各検出信号B,Cを
それぞれの信号ライン4,5に送出する。
【0015】各検出信号B,C、及び駆動信号Aは、相
互に同期している。また、各検出信号B,Cは、相互に
同相であり、駆動信号Aとは逆相である。
互に同期している。また、各検出信号B,Cは、相互に
同相であり、駆動信号Aとは逆相である。
【0016】信号ライン4においては、検出信号Bに駆
動信号Aが重畳され、信号ライン5においては検出信号
Cに駆動信号Aが重畳される。
動信号Aが重畳され、信号ライン5においては検出信号
Cに駆動信号Aが重畳される。
【0017】各チャージアンプ7,8は、図2に示す様
に構成されており、オペアンプ21と、オペアンプ21
の非反転入力端子と出力端子間に並列接続されて挿入さ
れたコンデンサ22及び抵抗23とを備えている。オペ
アンプ21の非反転入力端子にはヨーレートセンサ6か
らの電荷信号及び該オペアンプ21の出力が加えられて
おり、反転入力端子には基準電圧Voが加えられてい
る。オペアンプ21は、非反転入力端子の入力電荷とコ
ンデンサ22より定まる電圧が該オペアンプ21の出力
に現れる様に常に動作し、検出信号B(又はC)を出力
する。従って、駆動信号Aが抵抗2(又は3)を介して
信号ライン4(又は5)に加えられていても、信号ライ
ン4(又は5)上には、駆動信号Aが現れず、検出信号
B(又はC)のみが現れる。
に構成されており、オペアンプ21と、オペアンプ21
の非反転入力端子と出力端子間に並列接続されて挿入さ
れたコンデンサ22及び抵抗23とを備えている。オペ
アンプ21の非反転入力端子にはヨーレートセンサ6か
らの電荷信号及び該オペアンプ21の出力が加えられて
おり、反転入力端子には基準電圧Voが加えられてい
る。オペアンプ21は、非反転入力端子の入力電荷とコ
ンデンサ22より定まる電圧が該オペアンプ21の出力
に現れる様に常に動作し、検出信号B(又はC)を出力
する。従って、駆動信号Aが抵抗2(又は3)を介して
信号ライン4(又は5)に加えられていても、信号ライ
ン4(又は5)上には、駆動信号Aが現れず、検出信号
B(又はC)のみが現れる。
【0018】差動増幅器9は、各入力端子の信号を入力
し、該各信号の差分を示す信号Dを出力する。AC増幅
器10は、信号Dを増幅して信号Eを出力する。同期検
波器11は、信号Eを駆動信号Aの半周期毎に反転し、
信号Fを形成して出力する。積分器12は、信号Fを積
分し、信号Gを形成して出力する。
し、該各信号の差分を示す信号Dを出力する。AC増幅
器10は、信号Dを増幅して信号Eを出力する。同期検
波器11は、信号Eを駆動信号Aの半周期毎に反転し、
信号Fを形成して出力する。積分器12は、信号Fを積
分し、信号Gを形成して出力する。
【0019】比較器13は、信号Gのレベルと予め設定
された正負のしきい値を比較することにより、各信号ラ
イン4,5のいずれが断線しているか否かを判定し、こ
の判定結果を示す信号を出力する。
された正負のしきい値を比較することにより、各信号ラ
イン4,5のいずれが断線しているか否かを判定し、こ
の判定結果を示す信号を出力する。
【0020】図3は、ヨーレートセンサ6の構成を概略
的に示している。図3において、ヨーレートセンサ6
は、全体にH型の形状を有しており、一対の励振片6
a,6bからなる励振音叉6Aと、一対の検出片6c,
6dからなる検出音叉6Cと、支持部6Dを備える。各
励振片6a,6b、各検出片6c,6d、及び支持部6
Dは、厚さ約0.3mmの水晶板をマイクロマシニング
(エッチング)によって加工したものである。
的に示している。図3において、ヨーレートセンサ6
は、全体にH型の形状を有しており、一対の励振片6
a,6bからなる励振音叉6Aと、一対の検出片6c,
6dからなる検出音叉6Cと、支持部6Dを備える。各
励振片6a,6b、各検出片6c,6d、及び支持部6
Dは、厚さ約0.3mmの水晶板をマイクロマシニング
(エッチング)によって加工したものである。
【0021】励振音叉6Aの各励振片6a,6bには、
それぞれの励振電極6e,6fが蒸着され、検出音叉6
Cの各検出片6c,6dには、それぞれの検出電極6
g,6hが蒸着されている。これらの電極6e,6f,
6g,6hは、支持部6Dを通じて外部接続されてい
る。
それぞれの励振電極6e,6fが蒸着され、検出音叉6
Cの各検出片6c,6dには、それぞれの検出電極6
g,6hが蒸着されている。これらの電極6e,6f,
6g,6hは、支持部6Dを通じて外部接続されてい
る。
【0022】各励振片6a,6bの各励振電極6e,6
fに駆動信号Aを加えると、水晶の逆圧電効果により励
振音叉6Aが自励発振する。つまり、図4(a)に示す
様に、各励振片6a,6bがx軸に沿って励振速度vで
振動する。この励振音叉6Aの自励発振を励振モードと
称する。
fに駆動信号Aを加えると、水晶の逆圧電効果により励
振音叉6Aが自励発振する。つまり、図4(a)に示す
様に、各励振片6a,6bがx軸に沿って励振速度vで
振動する。この励振音叉6Aの自励発振を励振モードと
称する。
【0023】この状態で、ヨーレートセンサ6が角速度
ωで回転すると、図4(b)に示す様に、励振音叉6A
の各励振片6a,6bにコリオリ力Fcが発生して、各
励振片6a,6b及び検出音叉6Cの各検出片6c,6
dにz軸方向の振動が発生する。この検出音叉6Cの振
動を検出モードと称する。
ωで回転すると、図4(b)に示す様に、励振音叉6A
の各励振片6a,6bにコリオリ力Fcが発生して、各
励振片6a,6b及び検出音叉6Cの各検出片6c,6
dにz軸方向の振動が発生する。この検出音叉6Cの振
動を検出モードと称する。
【0024】こうして検出音叉6Cにz軸方向の振動が
発生すると、水晶の圧電効果により各検出片6c,6d
の各検出電極6g,6hに各検出信号B,Cが発生する
ので、これらの検出信号B,Cを取り出す。
発生すると、水晶の圧電効果により各検出片6c,6d
の各検出電極6g,6hに各検出信号B,Cが発生する
ので、これらの検出信号B,Cを取り出す。
【0025】コリオリ力Fcにより発生した各検出片6
c,6dのz軸方向の振動振幅は、励振モードによる各
励振片6a,6bの振幅とヨーレートセンサ6の角速度
ωに比例する。このため、各励振片6a,6bの振幅を
一定に制御した場合は、各検出片6c,6dのz軸方向
の振動振幅に対応する各検出信号B,Cに基づいて、ヨ
ーレートセンサ6の角速度ωを検出することができる。
c,6dのz軸方向の振動振幅は、励振モードによる各
励振片6a,6bの振幅とヨーレートセンサ6の角速度
ωに比例する。このため、各励振片6a,6bの振幅を
一定に制御した場合は、各検出片6c,6dのz軸方向
の振動振幅に対応する各検出信号B,Cに基づいて、ヨ
ーレートセンサ6の角速度ωを検出することができる。
【0026】尚、コリオリ力Fcと角速度ωの関係を次
式(1)に示す。
式(1)に示す。
【0027】Fc=2mvω …(1) ただし、mは振動部の質量、vは励振速度である。
【0028】ところで、ヨーレートセンサ6において
は、各励振片6a,6bに加えられる駆動信号Aが各検
出片6c,6dの各検出電極6g,6hに洩れるので
(クロストーク)、各検出信号B,Cには、ヨーレート
センサ6に作用した角速度ωのみを示す信号成分だけで
なく、駆動信号Aも含まれる。また、各励振片6a,6
bの振動が各検出片6c,6dに伝達されて洩れるの
で、各検出信号B,Cには、この洩れ振動による信号成
分も更に含まれる。この様なクロストークによる駆動信
号Aや洩れ振動による信号成分は、後に述べる様に除去
され、ヨーレートセンサ6に作用した角速度ωのみを示
す信号成分だけが抽出される。
は、各励振片6a,6bに加えられる駆動信号Aが各検
出片6c,6dの各検出電極6g,6hに洩れるので
(クロストーク)、各検出信号B,Cには、ヨーレート
センサ6に作用した角速度ωのみを示す信号成分だけで
なく、駆動信号Aも含まれる。また、各励振片6a,6
bの振動が各検出片6c,6dに伝達されて洩れるの
で、各検出信号B,Cには、この洩れ振動による信号成
分も更に含まれる。この様なクロストークによる駆動信
号Aや洩れ振動による信号成分は、後に述べる様に除去
され、ヨーレートセンサ6に作用した角速度ωのみを示
す信号成分だけが抽出される。
【0029】図5は、本実施形態の装置における各信号
の波形を示すタイミングチャートである。図5におい
て、駆動信号Aは、方形波であり、ヨーレートセンサ6
の励振音叉6Aの各励振片6a,6bに加えられて、各
励振片6a,6bを振動させる。このとき、ヨーレート
センサ6から各信号ライン4,5へと一対の検出信号
B,Cが送出される。これらの検出信号B,Cには、先
に述べた様にクロストークを原因として発生した駆動信
号Aの成分が含まれる。これらの検出信号B,Cに含ま
れる駆動信号Aの成分が差動増幅器9によって除去さ
れ、信号Eが得られる。
の波形を示すタイミングチャートである。図5におい
て、駆動信号Aは、方形波であり、ヨーレートセンサ6
の励振音叉6Aの各励振片6a,6bに加えられて、各
励振片6a,6bを振動させる。このとき、ヨーレート
センサ6から各信号ライン4,5へと一対の検出信号
B,Cが送出される。これらの検出信号B,Cには、先
に述べた様にクロストークを原因として発生した駆動信
号Aの成分が含まれる。これらの検出信号B,Cに含ま
れる駆動信号Aの成分が差動増幅器9によって除去さ
れ、信号Eが得られる。
【0030】信号E(図5に実線で示す)は、先に述べ
た様にヨーレートセンサ3に作用した角速度ωのみを示
す信号成分e(図5の一点鎖線で示す)だけでなく、洩
れ振動による信号成分e’(図5に点線で示す)を含
み、これらの信号成分e,e’を合成してなる。
た様にヨーレートセンサ3に作用した角速度ωのみを示
す信号成分e(図5の一点鎖線で示す)だけでなく、洩
れ振動による信号成分e’(図5に点線で示す)を含
み、これらの信号成分e,e’を合成してなる。
【0031】信号Eが同期検波器11によって駆動信号
Aの半周期毎に反転されると、信号Fが得られる。この
信号Fは、角速度ωのみを示す信号成分eを半周期毎に
反転してなる信号成分f(図5に一点鎖線で示す)と、
洩れ振動による信号成分e’を半周期毎に反転してなる
信号成分f’(図5に点線で示す)を合成したものであ
る。
Aの半周期毎に反転されると、信号Fが得られる。この
信号Fは、角速度ωのみを示す信号成分eを半周期毎に
反転してなる信号成分f(図5に一点鎖線で示す)と、
洩れ振動による信号成分e’を半周期毎に反転してなる
信号成分f’(図5に点線で示す)を合成したものであ
る。
【0032】積分器12は、信号Fを積分し、信号Gを
出力する。信号Fに含まれる信号成分f’を積分する
と、その結果としてレベル0の信号成分が得られる。ま
た、信号Fに含まれる信号成分fを積分すると、ヨーレ
ートセンサ6に作用した角速度ωのみを示す信号Gが得
られる。
出力する。信号Fに含まれる信号成分f’を積分する
と、その結果としてレベル0の信号成分が得られる。ま
た、信号Fに含まれる信号成分fを積分すると、ヨーレ
ートセンサ6に作用した角速度ωのみを示す信号Gが得
られる。
【0033】すなわち、同期検波器11における信号F
の半周期毎の反転と、積分器12における信号Fの積分
によって、洩れ振動による信号成分が除去され、ヨーレ
ートセンサ6に作用した角速度ωのみを示す信号Gを得
ることができる。
の半周期毎の反転と、積分器12における信号Fの積分
によって、洩れ振動による信号成分が除去され、ヨーレ
ートセンサ6に作用した角速度ωのみを示す信号Gを得
ることができる。
【0034】次に、本実施形態の装置における各信号ラ
イン4,5の断線検出の過程を図6及び図7を参照して
述べる。
イン4,5の断線検出の過程を図6及び図7を参照して
述べる。
【0035】図6は、信号ライン4が断線したときの各
信号の波形を示すタイミングチャートである。信号ライ
ン4が断線した場合は、入力した信号に応じた電圧を常
に出力するチャージアンプ7から信号ライン4が切り離
されるので、信号ライン4上に検出信号Bが送出され
ず、この代わりに、信号ライン4には、抵抗2を介して
加えられている駆動信号Aが現れる。また、信号ライン
5が断線しておらず、信号ライン5には検出信号Cが現
れる。
信号の波形を示すタイミングチャートである。信号ライ
ン4が断線した場合は、入力した信号に応じた電圧を常
に出力するチャージアンプ7から信号ライン4が切り離
されるので、信号ライン4上に検出信号Bが送出され
ず、この代わりに、信号ライン4には、抵抗2を介して
加えられている駆動信号Aが現れる。また、信号ライン
5が断線しておらず、信号ライン5には検出信号Cが現
れる。
【0036】ここで、抵抗2の抵抗値を適宜に設定する
ことによって、信号ライン4の駆動信号Aのレベルを信
号ライン5の検出信号Cのレベルよりも十分に高く設定
している。このため、差動増幅器9は、各信号ライン
4,5の各信号の差分を示す信号Dとして、充分に高い
レベルの信号Dを出力する。AC増幅器10は、信号D
を増幅して信号Eを出力する。この信号Eは、同期検波
器11による反転周期と同期しているため、同期検波器
11によって反転された信号Fが十分に高いレベルのD
C信号となり、積分器12からの信号Gも十分に高いレ
ベルのDC信号となる。比較器13は、信号Gのレベル
が正のしきい値よりも高いことから、ライン4が断線し
ていると判定し、ライン4の断線を示す信号を出力す
る。
ことによって、信号ライン4の駆動信号Aのレベルを信
号ライン5の検出信号Cのレベルよりも十分に高く設定
している。このため、差動増幅器9は、各信号ライン
4,5の各信号の差分を示す信号Dとして、充分に高い
レベルの信号Dを出力する。AC増幅器10は、信号D
を増幅して信号Eを出力する。この信号Eは、同期検波
器11による反転周期と同期しているため、同期検波器
11によって反転された信号Fが十分に高いレベルのD
C信号となり、積分器12からの信号Gも十分に高いレ
ベルのDC信号となる。比較器13は、信号Gのレベル
が正のしきい値よりも高いことから、ライン4が断線し
ていると判定し、ライン4の断線を示す信号を出力す
る。
【0037】信号Gは、十分に高いレベルのDC信号で
あって、各信号ライン4,5が断線していないときの該
信号Gのレベルと比較すると、十数倍程度になる。この
ため、比較器13においては、信号Gのレベルと比較さ
れる正のしきい値を適宜に設定することにより、信号ラ
イン4の断線を確実に判定することができる。例えば、
各信号ライン4,5が断線していないときの信号Gのレ
ベルを±100mVとすると、信号ライン4の駆動信号A
のレベルが適宜に設定されていることを前提に、信号ラ
イン4が断線したときには信号Gのレベルが1500mV
程度まで上昇するので、信号Gのレベルを適宜の正のし
きい値と比較することにより、信号ライン4が断線して
いる否かを確実に判定することができる。
あって、各信号ライン4,5が断線していないときの該
信号Gのレベルと比較すると、十数倍程度になる。この
ため、比較器13においては、信号Gのレベルと比較さ
れる正のしきい値を適宜に設定することにより、信号ラ
イン4の断線を確実に判定することができる。例えば、
各信号ライン4,5が断線していないときの信号Gのレ
ベルを±100mVとすると、信号ライン4の駆動信号A
のレベルが適宜に設定されていることを前提に、信号ラ
イン4が断線したときには信号Gのレベルが1500mV
程度まで上昇するので、信号Gのレベルを適宜の正のし
きい値と比較することにより、信号ライン4が断線して
いる否かを確実に判定することができる。
【0038】図7は、信号ライン5が断線したときの各
信号の波形を示すタイミングチャートである。信号ライ
ン5が断線した場合は、入力した信号に応じた電圧を常
に出力するチャージアンプ7から信号ライン5が切り離
されるので、信号ライン5上に検出信号Cが送出され
ず、この代わりに、信号ライン5には、抵抗3を介して
加えられている駆動信号Aが現れる。また、信号ライン
4が断線しておらず、信号ライン4には検出信号Bが現
れている。
信号の波形を示すタイミングチャートである。信号ライ
ン5が断線した場合は、入力した信号に応じた電圧を常
に出力するチャージアンプ7から信号ライン5が切り離
されるので、信号ライン5上に検出信号Cが送出され
ず、この代わりに、信号ライン5には、抵抗3を介して
加えられている駆動信号Aが現れる。また、信号ライン
4が断線しておらず、信号ライン4には検出信号Bが現
れている。
【0039】抵抗3の抵抗値を適宜に設定することによ
って、信号ライン5の駆動信号Aのレベルを信号ライン
4の検出信号Bのレベルよりも十分に高く設定している
ので、差動増幅器9からは各信号ライン4,5の各信号
の差分を示す信号Dとして、充分に高いレベルの信号D
が出力される。この信号DがAC増幅器10によって増
幅され、増幅された信号Eが同期検波器11による反転
周期と同期しているため、同期検波器11によって反転
された信号Fが十分に高いレベルのDC信号となり、積
分器12からの信号Gも十分に低いレベルのDC信号と
なる。比較器13は、信号Gのレベルが負のしきい値よ
りも低いことから、信号ライン5が断線していると判定
し、信号ライン5の断線を示す信号を出力する。
って、信号ライン5の駆動信号Aのレベルを信号ライン
4の検出信号Bのレベルよりも十分に高く設定している
ので、差動増幅器9からは各信号ライン4,5の各信号
の差分を示す信号Dとして、充分に高いレベルの信号D
が出力される。この信号DがAC増幅器10によって増
幅され、増幅された信号Eが同期検波器11による反転
周期と同期しているため、同期検波器11によって反転
された信号Fが十分に高いレベルのDC信号となり、積
分器12からの信号Gも十分に低いレベルのDC信号と
なる。比較器13は、信号Gのレベルが負のしきい値よ
りも低いことから、信号ライン5が断線していると判定
し、信号ライン5の断線を示す信号を出力する。
【0040】例えば、各信号ライン4,5が断線してい
ないときの信号Gのレベルを±100mVとすると、信号
ライン5の駆動信号Aのレベルが適宜に設定されている
ことを前提に、信号ライン5が断線したときには信号G
のレベルが−1500mV程度まで低下するので、信号G
のレベルを適宜の負のしきい値と比較することにより、
信号ライン5が断線している否かを確実に判定すること
ができる。
ないときの信号Gのレベルを±100mVとすると、信号
ライン5の駆動信号Aのレベルが適宜に設定されている
ことを前提に、信号ライン5が断線したときには信号G
のレベルが−1500mV程度まで低下するので、信号G
のレベルを適宜の負のしきい値と比較することにより、
信号ライン5が断線している否かを確実に判定すること
ができる。
【0041】この様に本実施形態においては、駆動信号
Aを各信号ライン4,5に加えているので、各信号ライ
ン4,5のいずれかが断線し、断線した方の信号ライン
がチャージアンプから切り離されたときには、差動増幅
器9の後段に駆動信号Aが現れるので、差動増幅器9の
後段において、駆動信号Aを検出することにより、信号
ラインの断線を判定することができる。しかも、駆動信
号Aのレベルを各検出信号B,Cのレベルよりも十分に
高く設定しておけば、差動増幅器9の出力のうちから駆
動信号Aの成分を容易に検出することができ、信号ライ
ンの断線の判定を確実になすことができる。
Aを各信号ライン4,5に加えているので、各信号ライ
ン4,5のいずれかが断線し、断線した方の信号ライン
がチャージアンプから切り離されたときには、差動増幅
器9の後段に駆動信号Aが現れるので、差動増幅器9の
後段において、駆動信号Aを検出することにより、信号
ラインの断線を判定することができる。しかも、駆動信
号Aのレベルを各検出信号B,Cのレベルよりも十分に
高く設定しておけば、差動増幅器9の出力のうちから駆
動信号Aの成分を容易に検出することができ、信号ライ
ンの断線の判定を確実になすことができる。
【0042】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものでなく、多様に変形することができる。例えば、信
号Gのレベルをしきい値と比較するのではなく、差動増
幅器9の後段の各信号D,E,Fのいずれであっても、
そのレベルに応じて信号ラインが断線しているか否かを
判定することができる。また、ヨーレートセンサだけで
なく、振動型のセンサと、振動型センサからの一対の信
号を入力する各チャージアンプと、各チャージアンプか
らの各検出信号を差動増幅する構成であれば、他の種類
のセンサにも本発明を適用することができる。
ものでなく、多様に変形することができる。例えば、信
号Gのレベルをしきい値と比較するのではなく、差動増
幅器9の後段の各信号D,E,Fのいずれであっても、
そのレベルに応じて信号ラインが断線しているか否かを
判定することができる。また、ヨーレートセンサだけで
なく、振動型のセンサと、振動型センサからの一対の信
号を入力する各チャージアンプと、各チャージアンプか
らの各検出信号を差動増幅する構成であれば、他の種類
のセンサにも本発明を適用することができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、一
対の検出信号を伝送する各信号ラインに、駆動信号に同
期する同期信号を加えており、該各信号ラインのいずれ
かが断線すると、断線した方の信号ラインがチャージア
ンプから切り離されて、断線した方の信号ライン上に同
期信号が現れ、差動増幅手段の出力にも同期信号が現れ
る。このため、差動増幅手段の後段において、同期信号
を検出することによって、該各信号ラインのいずれかの
断線を判定することができる。しかも、同期信号のレベ
ルを各検出信号のレベルよりも十分に高く設定しておけ
ば、差動増幅手段の出力のうちから同期信号の成分を容
易に検出することができ、信号ラインの断線の判定を確
実になすことができる。
対の検出信号を伝送する各信号ラインに、駆動信号に同
期する同期信号を加えており、該各信号ラインのいずれ
かが断線すると、断線した方の信号ラインがチャージア
ンプから切り離されて、断線した方の信号ライン上に同
期信号が現れ、差動増幅手段の出力にも同期信号が現れ
る。このため、差動増幅手段の後段において、同期信号
を検出することによって、該各信号ラインのいずれかの
断線を判定することができる。しかも、同期信号のレベ
ルを各検出信号のレベルよりも十分に高く設定しておけ
ば、差動増幅手段の出力のうちから同期信号の成分を容
易に検出することができ、信号ラインの断線の判定を確
実になすことができる。
【図1】本発明の振動型センサの断線検出装置の一実施
形態を示すブロック図である。
形態を示すブロック図である。
【図2】図1の装置におけるチャージアンプの構成を例
示するブロック図である。
示するブロック図である。
【図3】図1の装置におけるヨーレートセンサの概略構
成を示す平面図である。
成を示す平面図である。
【図4】(a)は励振モードにおける図3のヨーレート
センサの振動状態を示す図、(b)は検出モードにおけ
る図3のヨーレートセンサの振動状態を示す図である。
センサの振動状態を示す図、(b)は検出モードにおけ
る図3のヨーレートセンサの振動状態を示す図である。
【図5】図1の装置における各信号の波形を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図6】図1の装置における一方の信号ラインが断線し
たときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
たときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図7】図1の装置における他方の信号ラインが断線し
たときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
たときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図8】従来の装置を示すブロック図である。
【図9】図8の装置における各信号の波形を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図10】図8の装置における一方の信号ラインが断線
したときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
したときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図11】図8の装置における他方の信号ラインが断線
したときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
したときの各信号の波形を示すタイミングチャートであ
る。
1 励振回路 2,3 抵抗 4,5 信号ライン 6 ヨーレートセンサ 7,8 チャージアンプ 9 差動増幅器 10 AC増幅器 11 同期検波器 12 積分器 13 比較器
Claims (1)
- 【請求項1】 駆動信号を加えられて振動し、一対の信
号を出力する振動型センサと、該振動型センサからの一
対の信号を入力して、各検出信号を出力する各チャージ
アンプと、該各チャージアンプからの該各検出信号を差
動増幅する差動増幅手段とを備え、該差動増幅手段の出
力に基づいて該各検出信号を伝達するそれぞれの信号ラ
インの断線を検出する振動型センサの断線検出装置にお
いて、 前記各検出信号を伝達する前記各信号ラインに、前記駆
動信号に同期する同期信号を加える同期信号印加手段を
備える振動型センサの断線検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32731598A JP3458732B2 (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 振動型センサの断線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32731598A JP3458732B2 (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 振動型センサの断線検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000146594A true JP2000146594A (ja) | 2000-05-26 |
JP3458732B2 JP3458732B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=18197778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32731598A Expired - Fee Related JP3458732B2 (ja) | 1998-11-17 | 1998-11-17 | 振動型センサの断線検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3458732B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006117225A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-05-11 | Aisin Seiki Co Ltd | センサの信号処理システム、及び挟み込み検出システム |
JP2007064746A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Kyocera Kinseki Corp | 慣性センサ素子 |
WO2011010446A1 (ja) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
JP2011027455A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Panasonic Corp | 角速度センサ |
JP2016095268A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社デンソー | 信号処理装置 |
CN107656168A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-02-02 | 南京埃斯顿机器人工程有限公司 | 一种机器人专用差分信号编码器断线快速检测电路 |
-
1998
- 1998-11-17 JP JP32731598A patent/JP3458732B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006117225A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-05-11 | Aisin Seiki Co Ltd | センサの信号処理システム、及び挟み込み検出システム |
JP2007064746A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-15 | Kyocera Kinseki Corp | 慣性センサ素子 |
WO2011010446A1 (ja) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
JP2011027455A (ja) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Panasonic Corp | 角速度センサ |
US8925383B2 (en) | 2009-07-22 | 2015-01-06 | Panasonic Corporation | Angular speed sensor |
JP2016095268A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社デンソー | 信号処理装置 |
CN107656168A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-02-02 | 南京埃斯顿机器人工程有限公司 | 一种机器人专用差分信号编码器断线快速检测电路 |
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---|---|
JP3458732B2 (ja) | 2003-10-20 |
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