JP2000241166A - Angular velocity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、自動車、
ロボット、船舶、車両等の移動体の姿勢制御やナビゲー
ション等に利用でき、かつ故障診断機能を有する角速度
センサに関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to aircraft, automobiles,
The present invention relates to an angular velocity sensor that can be used for posture control, navigation, and the like of a moving body such as a robot, a ship, and a vehicle, and that has a failure diagnosis function.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の角速度センサとしては、
特開平７−１８１０４２号公報に開示されたものが知ら
れている。2. Description of the Related Art Conventional angular velocity sensors of this type include:
One disclosed in JP-A-7-181042 is known.
【０００３】以下、従来の角速度センサについて、図面
を参照しながら説明する。Hereinafter, a conventional angular velocity sensor will be described with reference to the drawings.
【０００４】図８は従来の角速度センサおよび角速度セ
ンサの故障検出回路を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional angular velocity sensor and a failure detection circuit of the angular velocity sensor.
【０００５】図８において、１は音叉部で、この音叉部
１は一対の振動部２と、この一対の振動部２のそれぞれ
の先端に配設された一対の検知部３とにより構成されて
いる。また前記音叉部１の振動部２の一方には駆動用圧
電素子４を設けるとともに、振動部２の他方には振動検
出用圧電素子５を設けている。そしてまた前記音叉部１
における一対の検知部３には角速度検出用圧電素子６を
設けている。７はモニタ回路で、このモニタ回路７は前
記音叉部１における振動検出用圧電素子５の電荷を入力
する電流アンプ８と、この電流アンプ８の出力信号を入
力するバンドパスフィルタ９と、このバンドパスフィル
タ９の出力信号を入力する整流器１０と、この整流器１
０の出力信号を入力する平滑回路１１とにより構成され
ている。１２はＡＧＣ回路で、このＡＧＣ回路１２は前
記モニタ回路７におけるバンドパスフィルタ９の出力信
号を増幅あるいは減衰させるものである。１３は駆動制
御回路で、この駆動制御回路１３は前記ＡＧＣ回路１２
の出力信号を入力するとともに、前記音叉部１の駆動用
圧電素子４に駆動信号を入力するものである。１４は検
出回路部で、この検出回路部１４は音叉部１に加わる角
速度により、前記一対の角速度検出用圧電素子６に発生
する電荷を入力し、電圧に変換するチャージアンプ１５
と、このチャージアンプ１５の出力信号を入力するバン
ドパスフィルタ１６と、このバンドパスフィルタ１６の
出力信号を入力する同期検波器１７と、この同期検波器
１７の出力信号を入力する平滑回路１８と、この平滑回
路１８の出力信号を入力するとともに、増幅して角速度
信号を出力する直流増幅器１９とにより構成されてい
る。２０は故障検出手段で、この故障検出手段２０は、
前記チャージアンプ１５の出力信号と前記バンドパスフ
ィルタ１６の出力信号とを比較して両者の電圧差を出力
する差動アンプ２１と、この差動アンプ２１の出力信号
を入力する整流器２２と、この整流器２２の出力信号を
入力する平滑回路２３と、この平滑回路２３の出力信号
を入力するとともに、基準電圧器２４の基準電圧と比較
して故障情報を出力電圧として出力する比較器２５とに
より構成されている。In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a tuning fork. The tuning fork 1 is composed of a pair of vibrating parts 2 and a pair of detecting parts 3 disposed at respective ends of the pair of vibrating parts 2. I have. A driving piezoelectric element 4 is provided on one of the vibrating sections 2 of the tuning fork section 1, and a vibration detecting piezoelectric element 5 is provided on the other of the vibrating sections 2. And also the tuning fork 1
Are provided with a piezoelectric element 6 for detecting angular velocity. Reference numeral 7 denotes a monitor circuit. The monitor circuit 7 includes a current amplifier 8 for inputting a charge of the vibration detecting piezoelectric element 5 in the tuning fork unit 1, a band-pass filter 9 for inputting an output signal of the current amplifier 8, and a band-pass filter 9. A rectifier 10 for inputting an output signal of the pass filter 9;
And a smoothing circuit 11 for inputting an output signal of 0. An AGC circuit 12 amplifies or attenuates the output signal of the band pass filter 9 in the monitor circuit 7. Reference numeral 13 denotes a drive control circuit, and the drive control circuit 13
And the driving signal is input to the driving piezoelectric element 4 of the tuning fork 1. Reference numeral 14 denotes a detection circuit unit. The detection circuit unit 14 inputs a charge generated in the pair of angular velocity detecting piezoelectric elements 6 according to an angular velocity applied to the tuning fork unit 1 and converts the charge into a voltage.
A band-pass filter 16 for receiving the output signal of the charge amplifier 15, a synchronous detector 17 for receiving the output signal of the band-pass filter 16, and a smoothing circuit 18 for receiving the output signal of the synchronous detector 17. And a DC amplifier 19 which receives an output signal of the smoothing circuit 18 and amplifies and outputs an angular velocity signal. Reference numeral 20 denotes a failure detecting means.
A differential amplifier 21 that compares an output signal of the charge amplifier 15 and an output signal of the band-pass filter 16 and outputs a voltage difference between the two; a rectifier 22 that receives an output signal of the differential amplifier 21; A smoothing circuit 23 that receives an output signal of the rectifier 22 and a comparator 25 that receives the output signal of the smoothing circuit 23, compares the output signal with a reference voltage of a reference voltage unit 24, and outputs failure information as an output voltage. Have been.
【０００６】以上のように構成された従来の角速度セン
サについて、次にその動作を図面を参照しながら説明す
る。The operation of the conventional angular velocity sensor configured as described above will now be described with reference to the drawings.
【０００７】図９（ａ）〜（ｇ）は従来の角速度センサ
の動作状態を示す図である。FIGS. 9A to 9G are diagrams showing the operation state of a conventional angular velocity sensor.
【０００８】図９（ａ）における音叉部１の駆動用圧電
素子４に交流電圧を加えると、前記音叉部１が共振し、
前記音叉部１の振動検出用圧電素子５に図９（ｂ）に示
すような電荷が発生する。そしてこの電荷は電流アンプ
８に入力され、正弦波形の出力電圧に変換される。そし
て前記電流アンプ８の出力信号をモニタ回路７のバンド
パスフィルタ９に入力して音叉部１の共振周波数のみを
抽出し、ノイズ成分を除去する。そしてまた前記モニタ
回路７におけるバンドパスフィルタ９の出力信号を整流
器１０に入力することにより、負電圧成分を正電圧に変
換した後、平滑回路１１に入力することにより、直流電
圧信号に変換する。そしてＡＧＣ回路１２は前記平滑回
路１１の直流電圧信号が大の場合には前記バンドパスフ
ィルタ９の出力信号を減衰させ、一方、前記平滑回路１
１の直流電圧信号が小の場合には前記バンドパスフィル
タ９の出力信号を増幅させるような信号を駆動制御回路
１３に入力し、前記音叉部１の振動が一定振幅になるよ
うに調整するものである。また前記音叉部１に角速度ω
が加わると、一対の角速度検出用圧電素子６に図９
（ｃ）に示すような電荷が発生する。そしてこの角速度
検出用圧電素子６の電荷はコリオリ力により発生するた
め、前記振動検出用圧電素子５に発生する信号より位相
が９０度進んでいる。そしてまた前記チャージアンプ１
５は前記角速度検出用圧電素子６に発生する電荷を図９
（ｄ）に示すように出力電圧に変換する。このとき、前
記チャージアンプ１５はコンデンサ（図示せず）を設け
ており、前記角速度検出用圧電素子６の出力をさらに９
０度進めるものである。そしてこのチャージアンプ１５
の出力信号からバンドパスフィルタ１６により音叉部１
の共振周波数成分のみを抽出し、ノイズ成分を除去する
とともに、このバンドパスフィルタ１６の出力を同期検
波器１７に入力し、図９（ｅ）に示すように前記音叉部
１の振動の同期で位相検波するとともに、図９（ｆ）に
示すように前記バンドパスフィルタ１６の出力電圧の負
電荷成分を正電圧に変換し、そして前記同期検波器１７
の出力電圧を平滑回路１８および直流増幅器１９により
図９（ｇ）に示すように平滑化するとともに増幅し、角
速度の信号として、相手側のコンピュータ（図示せず）
等に入力し、角速度を検出するものである。When an AC voltage is applied to the driving piezoelectric element 4 of the tuning fork 1 in FIG. 9A, the tuning fork 1 resonates,
An electric charge as shown in FIG. 9B is generated in the vibration detecting piezoelectric element 5 of the tuning fork 1. This charge is input to the current amplifier 8 and converted into a sine waveform output voltage. Then, the output signal of the current amplifier 8 is input to the band pass filter 9 of the monitor circuit 7 to extract only the resonance frequency of the tuning fork 1 and remove the noise component. The output signal of the band pass filter 9 in the monitor circuit 7 is input to a rectifier 10 to convert a negative voltage component into a positive voltage, and then input to a smoothing circuit 11 to convert the signal into a DC voltage signal. The AGC circuit 12 attenuates the output signal of the band pass filter 9 when the DC voltage signal of the smoothing circuit 11 is large, while the AGC circuit 12
(1) When the DC voltage signal is small, a signal for amplifying the output signal of the band-pass filter 9 is input to the drive control circuit 13 so as to adjust the vibration of the tuning fork 1 to a constant amplitude. It is. The tuning fork 1 has an angular velocity ω
Is applied to the pair of angular velocity detecting piezoelectric elements 6 as shown in FIG.
An electric charge as shown in FIG. Since the electric charge of the angular velocity detecting piezoelectric element 6 is generated by the Coriolis force, the phase of the signal generated by the vibration detecting piezoelectric element 5 is advanced by 90 degrees. And also the charge amplifier 1
5 shows the electric charge generated in the angular velocity detecting piezoelectric element 6 in FIG.
The output voltage is converted as shown in FIG. At this time, the charge amplifier 15 is provided with a capacitor (not shown), and the output of the angular velocity detecting piezoelectric element 6 is further reduced by 9%.
It is advanced by 0 degrees. And this charge amplifier 15
Of the tuning fork 1 from the output signal of
, The noise component is removed, and the output of the band-pass filter 16 is input to the synchronous detector 17 so as to synchronize with the vibration of the tuning fork 1 as shown in FIG. In addition to the phase detection, the negative charge component of the output voltage of the band pass filter 16 is converted into a positive voltage as shown in FIG.
9 is smoothed and amplified by a smoothing circuit 18 and a DC amplifier 19 as shown in FIG. 9 (g), and is output as a signal of angular velocity by a computer (not shown) of the other party.
And the like to detect the angular velocity.
【０００９】ここで、前記音叉部１における一対の角速
度検出用圧電素子６が剥がれて故障した場合を考えて見
ると、このような場合には、検出回路部１４における直
流増幅器１９からの出力信号が図１０（ａ）に示すよう
に発振する。そして前記チャージアンプ１５からの出力
も図１０（ｂ）に示すように発振するものである。この
ような状態において、故障検出手段２０の差動アンプ２
１に前記チャージアンプ１５の出力信号および前記バン
ドパスフィルタ１６の出力信号を入力すると、前記チャ
ージアンプ１５の出力信号と、前記バンドパスフィルタ
１６の出力信号とに差が生じているため、差動アンプ２
１に出力電圧が生じる。そしてこの差動アンプ２１の出
力信号を整流器２２に入力することにより、出力信号の
負電圧成分を正電圧に変換した後、さらに前記整流器２
２の出力信号を平滑回路２３により直流電圧に変換する
とともに、この直流電圧を比較器２５により基準電圧器
２４の基準電圧と比較し、前記平滑回路２３の出力が基
準電圧を越えている場合には、角速度センサが故障して
いるとして、相手側コンピュータに故障情報としての出
力電圧を入力し、角速度センサの故障を検出するもので
ある。Considering the case where the pair of angular velocity detecting piezoelectric elements 6 in the tuning fork 1 is peeled off and fails, in such a case, the output signal from the DC amplifier 19 in the detecting circuit section 14 is considered. Oscillates as shown in FIG. The output from the charge amplifier 15 also oscillates as shown in FIG. In such a state, the differential amplifier 2 of the failure detecting means 20
When the output signal of the charge amplifier 15 and the output signal of the band-pass filter 16 are input to 1, there is a difference between the output signal of the charge amplifier 15 and the output signal of the band-pass filter 16. Amplifier 2
1 produces an output voltage. The output signal of the differential amplifier 21 is input to a rectifier 22 to convert a negative voltage component of the output signal into a positive voltage.
2 is converted to a DC voltage by the smoothing circuit 23, and this DC voltage is compared with the reference voltage of the reference voltage unit 24 by the comparator 25. When the output of the smoothing circuit 23 exceeds the reference voltage, Is to detect the failure of the angular velocity sensor by inputting the output voltage as failure information to the other computer assuming that the angular velocity sensor has failed.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、チャージアンプ１５等の検出回路
部１４が故障すると、角速度信号を直流増幅器１９から
出力することができなくなるにもかかわらず、バンドパ
スフィルタ１６に入力される入力信号と、バンドパスフ
ィルタ１６から出力される出力信号とが同等になってし
まうため、差動アンプ２１の出力信号が小となり、これ
により、差動アンプ２１の出力信号から整流器２２、平
滑回路２３および比較器２５を介して出力される出力信
号が零となるため、チャージアンプ１５等の検出回路部
１４の故障を検出できないという課題を有していた。However, in the above-described conventional configuration, if the detection circuit section 14 such as the charge amplifier 15 fails, the angular velocity signal cannot be output from the DC amplifier 19, but the frequency band cannot be output. Since the input signal input to the pass filter 16 and the output signal output from the band-pass filter 16 become equal, the output signal of the differential amplifier 21 becomes small, and as a result, the output of the differential amplifier 21 becomes smaller. Since the output signal output from the signal through the rectifier 22, the smoothing circuit 23, and the comparator 25 becomes zero, there is a problem that a failure of the detection circuit unit 14 such as the charge amplifier 15 cannot be detected.
【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、検出手段の故障を確実に検出することができる角速
度センサを提供することを目的とするものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an angular velocity sensor capable of reliably detecting a failure of a detecting means.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の角速度センサは、一対の振動部と角速度を検
知する一対の検知部とを有する音叉部と、この音叉部に
おける振動部に駆動信号を供給する駆動制御回路と前記
音叉部からのモニタ信号が加えられるモニタ回路とを設
けた駆動手段と、前記音叉部における一対の検知部から
の出力が加えられるチャージアンプとこのチャージアン
プの出力がバンドパスフィルタを介して加えられる同期
検波器とを含み、かつ前記バンドパスフィルタの出力を
前記駆動手段からの駆動信号に同期して検波し角速度信
号を出力する検出手段と、この検出手段からの出力信号
を増幅する直流増幅器と、前記チャージアンプに擬似角
速度信号を入力する擬似角速度信号発生回路とを備え、
前記チャージアンプに入力された擬似角速度信号を直流
増幅器を介して出力するようにしたもので、この構成に
よれば、検出手段の故障を確実に検出することができる
角速度センサが得られるものである。In order to achieve the above object, an angular velocity sensor according to the present invention comprises a tuning fork portion having a pair of vibrating portions and a pair of detecting portions for detecting angular velocity, and a vibrating portion in the tuning fork portion. A drive unit provided with a drive control circuit for supplying a drive signal and a monitor circuit to which a monitor signal from the tuning fork unit is added; a charge amplifier to which outputs from a pair of detection units in the tuning fork unit are added; Detecting means for detecting an output of the band-pass filter in synchronization with a driving signal from the driving means and outputting an angular velocity signal; and a detecting means for detecting the output of the band-pass filter in synchronization with a driving signal from the driving means. A DC amplifier that amplifies an output signal from the DC-DC converter, and a pseudo angular velocity signal generation circuit that inputs a pseudo angular velocity signal to the charge amplifier,
The pseudo angular velocity signal input to the charge amplifier is output via a DC amplifier. According to this configuration, an angular velocity sensor that can reliably detect a failure in the detection unit can be obtained. .
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一対の振動部と角速度を検知する一対の検知部とを
有する音叉部と、この音叉部における振動部に駆動信号
を供給する駆動制御回路と前記音叉部からのモニタ信号
が加えられるモニタ回路とを設けた駆動手段と、前記音
叉部における一対の検知部からの出力が加えられるチャ
ージアンプとこのチャージアンプの出力がバンドパスフ
ィルタを介して加えられる同期検波器とを含み、かつ前
記バンドパスフィルタの出力を前記駆動手段からの駆動
信号に同期して検波し角速度信号を出力する検出手段
と、この検出手段からの出力信号を増幅する直流増幅器
と、前記チャージアンプに擬似角速度信号を入力する擬
似角速度信号発生回路とを備え、前記チャージアンプに
入力された擬似角速度信号を直流増幅器を介して出力す
るようにしたもので、この構成によれば、チャージアン
プに擬似角速度信号を入力する擬似角速度信号発生回路
を設けるとともに、チャージアンプに入力された擬似角
速度信号を直流増幅器を介して出力するようにしている
ため、検出手段が故障した場合には、擬似角速度信号発
生回路から擬似角速度信号がチャージアンプに入力さ
れ、そしてこの擬似角速度信号が直流増幅器を介して出
力されることになり、これにより、所望の出力信号が直
流増幅器から出力されなくなるため、検出手段の故障を
確実に検出することができるという作用を有するもので
ある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the first aspect of the present invention, a tuning fork having a pair of vibrating portions and a pair of detecting portions for detecting angular velocity, and a drive signal is supplied to the vibrating portions in the tuning fork portion. Drive means provided with a drive control circuit for performing the above operation and a monitor circuit to which a monitor signal from the tuning fork is applied; a charge amplifier to which outputs from a pair of detection units in the tuning fork are applied; Detecting means for detecting an output of the band-pass filter in synchronization with a driving signal from the driving means and outputting an angular velocity signal; and an output signal from the detecting means. And a pseudo-angular velocity signal generating circuit for inputting a pseudo-angular velocity signal to the charge amplifier, wherein a pseudo-angular velocity input to the charge amplifier is provided. According to this configuration, a pseudo angular velocity signal generating circuit for inputting a pseudo angular velocity signal is provided to the charge amplifier, and the pseudo angular velocity signal input to the charge amplifier is converted to a direct current. Since the output is performed via the amplifier, if the detection means fails, the pseudo angular velocity signal is input from the pseudo angular velocity signal generation circuit to the charge amplifier, and the pseudo angular velocity signal is output via the DC amplifier. As a result, the desired output signal is no longer output from the DC amplifier, so that the failure of the detecting means can be reliably detected.
【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の擬似角速度信号発生回路を、駆動手段における駆動制
御回路の信号を分周する分周回路と、駆動手段における
駆動制御回路の出力信号を入力し位相を９０度ずらす移
相回路と、この移相回路の出力信号を前記分周回路の出
力信号により振幅変調して出力する変調回路とで構成し
たもので、この構成によれば、擬似角速度信号の信号源
として駆動手段における駆動制御回路の信号を用いてい
るため、別個に擬似角速度信号の信号源として発振回路
を角速度センサに付加する必要がなくなり、その結果、
検出手段の故障を検出できる角速度センサを容易に提供
できるという作用を有するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided the pseudo angular velocity signal generating circuit according to the first aspect, wherein the frequency dividing circuit divides the signal of the drive control circuit in the driving means, and the output of the drive control circuit in the driving means. A phase shift circuit that inputs a signal and shifts the phase by 90 degrees, and a modulation circuit that amplitude-modulates and outputs an output signal of the phase shift circuit with an output signal of the frequency divider circuit. Since the signal of the drive control circuit in the driving means is used as a signal source of the pseudo angular velocity signal, it is not necessary to separately add an oscillation circuit to the angular velocity sensor as a signal source of the pseudo angular velocity signal.
This has the function of easily providing an angular velocity sensor capable of detecting a failure of the detecting means.
【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の直流増幅器を介して出力された擬似角速度信
号を監視することにより前記直流増幅器の異常を検出し
て自己診断信号を出力する自己診断手段を設けたもの
で、この構成によれば、直流増幅器を介して出力された
擬似角速度信号を監視することにより直流増幅器の異常
を検出して自己診断信号を出力する自己診断手段を設け
ているため、角速度センサ本体において検出手段の故障
を検出することが可能となり、これにより、検出手段の
故障を検出する自己診断手段を備えた角速度センサを提
供することができるという作用を有するものである。According to a third aspect of the present invention, an abnormality of the DC amplifier is detected by monitoring a pseudo angular velocity signal output via the DC amplifier according to the first or second aspect, and a self-diagnosis signal is output. According to this configuration, the self-diagnosis unit that detects the abnormality of the DC amplifier and outputs a self-diagnosis signal by monitoring the pseudo angular velocity signal output via the DC amplifier is provided. Since it is provided, it is possible to detect a failure of the detecting means in the main body of the angular velocity sensor, thereby providing an angular velocity sensor having a self-diagnosis means for detecting the failure of the detecting means. It is.
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の自己診断手段を、直流増幅器の出力信号から擬似角速
度信号を抽出するフィルタ回路と、このフィルタ回路か
ら出力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路
と、この整流回路の出力信号を予め設定した基準電圧と
比較する比較器とで構成したもので、この構成によれ
ば、自己診断手段を直流増幅器の出力信号から擬似角速
度信号を抽出するフィルタ回路と、このフィルタ回路か
ら出力される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路
と、この整流回路の出力信号を予め設定した基準電圧と
比較する比較器とで構成しているため、角速度センサ本
体において検出手段の故障を検出することが可能とな
り、これにより、検出手段の故障を検出する自己診断手
段を備えた角速度センサを提供することができるという
作用を有するものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a self-diagnosis unit, comprising: a filter circuit for extracting a pseudo angular velocity signal from an output signal of a DC amplifier; It comprises a rectifier circuit for converting the voltage into a voltage and a comparator for comparing the output signal of the rectifier circuit with a preset reference voltage. It comprises a filter circuit for extracting a signal, a rectifier circuit for converting an AC voltage output from the filter circuit into a DC voltage, and a comparator for comparing an output signal of the rectifier circuit with a preset reference voltage. Therefore, it is possible to detect the failure of the detecting means in the angular velocity sensor main body, and thereby the angular velocity sensor having the self-diagnosis means for detecting the failure of the detecting means can be provided. Those having an effect of being able to provide.
【００１７】以下、本発明の一実施の形態における角速
度センサについて、図面を参照しながら説明する。Hereinafter, an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１８】図１は本発明の一実施の形態における角速
度センサおよびその故障診断回路を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an angular velocity sensor and its failure diagnosis circuit according to one embodiment of the present invention.
【００１９】図１において、３１は音叉部で、この音叉
部３１は一対の振動部３２と、この一対の振動部３２の
それぞれの先端に配設された一対の検知部３３とにより
構成されている。また前記音叉部３１の振動部３２の一
方には駆動用圧電素子３４を設けるとともに、振動部３
２の他方には振動検出用圧電素子３５を設けている。そ
してまた前記音叉部３１における一対の検知部３３には
角速度検出用圧電素子３６を設けている。３７はモニタ
回路で、このモニタ回路３７は前記音叉部３１における
振動検出用圧電素子３５の電荷を入力する電流アンプ３
８と、この電流アンプ３８の出力信号を入力するバンド
パスフィルタ３９と、このバンドパスフィルタ３９の出
力信号を入力する整流器４０と、この整流器４０の出力
信号を入力する平滑回路４１とにより構成されている。
４２はＡＧＣ回路で、このＡＧＣ回路４２は前記モニタ
回路３７における平滑回路４１の出力信号を入力し、か
つ前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ３９
の出力信号を増幅あるいは減衰させるものである。４３
は駆動制御回路で、この駆動制御回路４３は前記ＡＧＣ
回路４２の出力信号を入力するとともに、前記音叉部３
１の駆動用圧電素子３４に駆動信号を入力するものであ
る。そしてこの駆動制御回路４３と前記モニタ回路３７
により駆動手段を構成している。４４は検出手段で、こ
の検出手段４４は、前記音叉部３１における一対の角速
度検出用圧電素子３６にコリオリ力により発生する電荷
を電圧に変換するチャージアンプ４５と、このチャージ
アンプ４５の出力信号を入力するバンドパスフィルタ４
６と、このバンドパスフィルタ４６の出力信号を入力す
る同期検波器４７と、この同期検波器４７の出力信号を
入力する平滑回路４８とにより構成されている。４９は
直流増幅器で、この直流増幅器４９は前記検出手段４４
における平滑回路４８の出力信号を入力するとともに増
幅し、角速度信号を出力するものである。５０は擬似角
速度信号発生回路で、この擬似角速度信号発生回路５０
は音叉部３１における振動検出用圧電素子３５に発生す
る信号よりも位相が９０度進んだ低周波の正弦波からな
る擬似角速度信号を前記チャージアンプ４５に入力する
ように構成されている。In FIG. 1, reference numeral 31 denotes a tuning fork. The tuning fork 31 is constituted by a pair of vibrating parts 32 and a pair of detecting parts 33 disposed at respective ends of the pair of vibrating parts 32. I have. A driving piezoelectric element 34 is provided on one of the vibrating portions 32 of the tuning fork portion 31 and the vibrating portion 3 is provided.
The other of the two is provided with a vibration detecting piezoelectric element 35. In addition, a piezoelectric element 36 for detecting angular velocity is provided in the pair of detecting sections 33 in the tuning fork section 31. Reference numeral 37 denotes a monitor circuit. The monitor circuit 37 is a current amplifier 3 for inputting a charge of the vibration detecting piezoelectric element 35 in the tuning fork section 31.
8, a band-pass filter 39 for inputting the output signal of the current amplifier 38, a rectifier 40 for inputting the output signal of the band-pass filter 39, and a smoothing circuit 41 for inputting the output signal of the rectifier 40. ing.
Reference numeral 42 denotes an AGC circuit. The AGC circuit 42 receives an output signal of the smoothing circuit 41 in the monitor circuit 37 and a band-pass filter 39 in the monitor circuit 37.
Is amplified or attenuated. 43
Is a drive control circuit, and the drive control circuit 43
The output signal of the circuit 42 is input and the tuning fork 3
A driving signal is input to the first driving piezoelectric element 34. The drive control circuit 43 and the monitor circuit 37
Drive means. Reference numeral 44 denotes a detecting means. The detecting means 44 converts a charge generated in the pair of angular velocity detecting piezoelectric elements 36 of the tuning fork 31 by a Coriolis force into a voltage, and converts an output signal of the charge amplifier 45 into a voltage. Input band pass filter 4
6, a synchronous detector 47 for inputting the output signal of the band-pass filter 46, and a smoothing circuit 48 for inputting the output signal of the synchronous detector 47. Reference numeral 49 denotes a DC amplifier.
And amplifies the output signal of the smoothing circuit 48 and outputs an angular velocity signal. Reference numeral 50 denotes a pseudo angular velocity signal generation circuit.
Is configured to input to the charge amplifier 45 a pseudo angular velocity signal composed of a low-frequency sine wave whose phase is advanced by 90 degrees from the signal generated in the vibration detecting piezoelectric element 35 in the tuning fork 31.
【００２０】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における角速度センサについて、次にその動作を説
明する。The operation of the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention configured as described above will now be described.
【００２１】音叉部３１の駆動用圧電素子３４に交流電
圧を加えると前記音叉部３１が共振し、前記音叉部３１
の振動検出用圧電素子３５に電荷が発生する。この振動
検出用圧電素子３５に発生した電荷をモニタ回路３７に
おける電流アンプ３８に入力し、正弦波形の出力電圧に
変換する。そして、この電流アンプ３８の出力信号をバ
ンドパスフィルタ３９に入力し、前記音叉部３１の共振
周波数のみを抽出し、ノイズ成分を除去した図２（ａ）
に示すような正弦波形を出力する。そしてまたバンドパ
スフィルタ３９の出力信号を整流器４０に入力すること
により、負電圧成分を正電圧に変換した後、平滑回路４
１に入力することにより直流電圧信号に変換する。そし
てＡＧＣ回路４２は、前記平滑回路４１の直流電圧信号
が大の場合には前記モニタ回路３７におけるバンドパス
フィルタ３９の出力信号を減衰させ、一方、前記平滑回
路４１の直流電圧信号が小の場合には前記モニタ回路３
７におけるバンドパスフィルタ３９の出力信号を増幅さ
せるような信号を駆動制御回路４３に入力し、前記音叉
部３１の振動が一定振幅になるように調整するものであ
る。また前記音叉部３１の振動部３２が駆動方向に速度
Ｖで屈曲振動している状態において、前記音叉部３１の
長手方向の中心軸周りに音叉部３１が角速度ωで回転す
ると、この音叉部３１の検知部３３にＦ＝２ｍＶωのコ
リオリ力が発生する。このコリオリ力により前記検知部
３３における一対の角速度検出用圧電素子３６に、図２
（ｂ）および図２（ｃ）に示すように電荷が発生する。
そしてこの角速度検出用圧電素子３６に発生する電荷は
コリオリ力により発生するため、前記振動検出用圧電素
子３５に発生する信号より位相が９０度遅れている。そ
してまた前記一対の角速度検出用圧電素子３６に発生し
た出力信号を重ね合わせることにより図２（ｄ）に示す
ような出力信号に変換する。このとき、前記チャージア
ンプ４５はコンデンサ（図示せず）を設けており、前記
角速度検出用圧電素子３６の出力をさらに９０度進める
ものである。そしてこのチャージアンプ４５の出力信号
から検出手段４４におけるバンドパスフィルタ４６によ
り前記音叉部３１の共振周波数成分のみを抽出し、ノイ
ズ成分を除去するとともに、このバンドパスフィルタ４
６の出力を同期検波器４７に入力し、図２（ｅ）に示す
ように前記モニタ回路３７におけるバンドパスフィルタ
３９の振動の周期で位相検波するとともに、バンドパス
フィルタ４６の出力電圧の負電荷成分を正電圧に変換
し、図２（ｆ）に示すような出力信号を得る。そして、
この同期検波器４７の出力電圧を平滑回路４８および直
流増幅器４９により平滑化するとともに増幅し、図２
（ｇ）に示すような出力信号を得る。ここで、前記検出
手段４４におけるチャージアンプ４５が故障した場合に
ついて考えて見ると、本発明の一実施の形態における角
速度センサにおいては、検出手段４４におけるチャージ
アンプ４５からは、図３（ａ）に示すように、チャージ
アンプ４５の故障時から出力電圧が発生しなくなる。こ
れにより、同期検波器４７からの出力信号が図３（ｂ）
のようになるとともに、直流増幅器４９の出力信号も図
３（ｃ）のようになる。すなわち、実際には角速度セン
サに角速度が加わっているにもかかわらず、あたかも角
速度が零のように出力されてしまうものである。しかし
ながら、本発明の一実施の形態における角速度センサに
おいては、前記チャージアンプ４５の前に擬似角速度信
号を発生する擬似角速度信号発生回路５０を設けている
ため、前記チャージアンプ４５が故障した場合には、こ
の擬似角速度信号発生回路５０により発生する擬似角速
度信号がチャージアンプ４５に図３（ｄ）に示すように
入力され、そしてこの擬似角速度信号が直流増幅器４９
を介して図３（ｅ）に示すように出力されることにな
り、これにより、所望の出力信号が直流増幅器４９から
出力されなくなるため、チャージアンプ４５の故障を確
実に検出することができるという作用効果を有するもの
である。When an AC voltage is applied to the driving piezoelectric element 34 of the tuning fork 31, the tuning fork 31 resonates and the tuning fork 31
The electric charge is generated in the vibration detecting piezoelectric element 35. The electric charge generated in the vibration detecting piezoelectric element 35 is input to a current amplifier 38 in a monitor circuit 37, and is converted into a sine waveform output voltage. Then, the output signal of the current amplifier 38 is input to the band-pass filter 39, and only the resonance frequency of the tuning fork 31 is extracted to remove the noise component.
A sine waveform as shown in is output. The output signal of the band-pass filter 39 is input to the rectifier 40 to convert the negative voltage component into a positive voltage.
1 to convert it to a DC voltage signal. The AGC circuit 42 attenuates the output signal of the band-pass filter 39 in the monitor circuit 37 when the DC voltage signal of the smoothing circuit 41 is large, whereas the AGC circuit 42 attenuates the output signal of the smoothing circuit 41 when the DC voltage signal is small. The monitor circuit 3
7, a signal for amplifying the output signal of the band-pass filter 39 is input to the drive control circuit 43, and the vibration of the tuning fork section 31 is adjusted to have a constant amplitude. When the tuning fork 31 rotates at an angular velocity ω around the longitudinal center axis of the tuning fork 31 in a state where the vibrating portion 32 of the tuning fork 31 is bending and vibrating at the speed V in the driving direction, the tuning fork 31 Generates a Coriolis force of F = 2 mVω in the detection unit 33 of FIG. By this Coriolis force, a pair of angular velocity detecting piezoelectric elements 36 in
As shown in FIG. 2B and FIG. 2C, charges are generated.
Since the electric charge generated in the angular velocity detecting piezoelectric element 36 is generated by Coriolis force, the phase of the signal generated in the vibration detecting piezoelectric element 35 is delayed by 90 degrees. Then, the output signals generated by the pair of angular velocity detecting piezoelectric elements 36 are superimposed to be converted into output signals as shown in FIG. At this time, the charge amplifier 45 is provided with a capacitor (not shown) so as to further advance the output of the angular velocity detecting piezoelectric element 36 by 90 degrees. Then, only the resonance frequency component of the tuning fork section 31 is extracted from the output signal of the charge amplifier 45 by the band-pass filter 46 of the detecting means 44 to remove the noise component.
6 is input to a synchronous detector 47, and phase detection is performed at the period of the oscillation of the band-pass filter 39 in the monitor circuit 37 as shown in FIG. The component is converted into a positive voltage to obtain an output signal as shown in FIG. And
The output voltage of the synchronous detector 47 is smoothed and amplified by a smoothing circuit 48 and a DC amplifier 49.
An output signal as shown in (g) is obtained. Here, considering the case where the charge amplifier 45 in the detection means 44 has failed, in the angular velocity sensor according to one embodiment of the present invention, the charge amplifier 45 in the detection means 44 is shown in FIG. As shown, no output voltage is generated from the time of failure of the charge amplifier 45. As a result, the output signal from the synchronous detector 47 is changed as shown in FIG.
And the output signal of the DC amplifier 49 is also as shown in FIG. That is, although the angular velocity is actually applied to the angular velocity sensor, the angular velocity is output as if it were zero. However, in the angular velocity sensor according to one embodiment of the present invention, since the pseudo angular velocity signal generation circuit 50 that generates a pseudo angular velocity signal is provided before the charge amplifier 45, when the charge amplifier 45 fails, The pseudo angular velocity signal generated by the pseudo angular velocity signal generating circuit 50 is input to the charge amplifier 45 as shown in FIG.
3 (e), and the desired output signal is no longer output from the DC amplifier 49, so that the failure of the charge amplifier 45 can be reliably detected. It has a function and effect.
【００２２】なお、上記本発明の一実施の形態における
角速度センサにおいては、擬似角速度信号発生回路５０
を別個に設ける構成としているが、図４に示すように、
駆動手段における駆動制御回路４３の出力信号を分周す
る分周回路５１と、駆動手段における駆動制御回路４３
の出力信号を入力し位相を９０度ずらす移相回路５２
と、この移相回路５２の出力信号を入力し矩形波に変換
する波形整形回路５３と、この波形整形回路５３の出力
信号を前記分周回路５１における出力信号により振幅変
調して出力する変調回路５４とで擬似角速度信号発生回
路を構成してもよいものである。このような場合には、
図５（ａ）に示すように約１６００Ｈｚの正弦波形から
なる出力信号が前記駆動制御回路４３から移相回路５２
に加えられると、この移相回路５２は、図５（ｂ）に示
すように、前記駆動制御回路４３の出力信号を９０度進
める。そしてこの移相回路５２の出力信号を波形整形回
路５３に入力し、この波形整形回路５３により図５
（ｃ）に示すような矩形波に変換する。また前記駆動制
御回路４３からの出力信号を前記分周回路５１に入力
し、図５（ｄ）に示すように、分周回路５１により約１
００Ｈｚの正弦波形に変換する。さらに前記変調回路５
４により前記波形整形回路５３の出力信号と前記分周回
路５１における出力信号とを変調することにより、図５
（ｅ）に示すような擬似角速度信号が得られるものであ
る。すなわち、擬似角速度信号の信号源として駆動手段
における駆動制御回路４３の信号を用いているため、別
個に擬似角速度信号の信号源として発振回路を角速度セ
ンサに付加する必要がなくなり、その結果、検出手段４
４の故障を検出できる角速度センサを容易に提供できる
という作用効果を有するものである。In the angular velocity sensor according to the embodiment of the present invention, a pseudo angular velocity signal generation circuit 50 is provided.
Are provided separately, but as shown in FIG.
A frequency dividing circuit 51 for dividing the output signal of the drive control circuit 43 in the driving means, and a driving control circuit 43 in the driving means
Phase shift circuit 52 which receives the output signal of
A waveform shaping circuit 53 which receives the output signal of the phase shift circuit 52 and converts it into a rectangular wave, and a modulation circuit which amplitude-modulates the output signal of the waveform shaping circuit 53 with the output signal of the frequency dividing circuit 51 and outputs the result. 54 may constitute a pseudo angular velocity signal generation circuit. In such a case,
As shown in FIG. 5A, an output signal having a sinusoidal waveform of about 1600 Hz is output from the drive control circuit 43 to the phase shift circuit 52.
5b, the phase shift circuit 52 advances the output signal of the drive control circuit 43 by 90 degrees as shown in FIG. 5B. Then, the output signal of the phase shift circuit 52 is input to a waveform shaping circuit 53, and the waveform shaping circuit 53 outputs the signal shown in FIG.
It is converted into a rectangular wave as shown in FIG. Also, an output signal from the drive control circuit 43 is input to the frequency dividing circuit 51, and as shown in FIG.
Convert to a 00 Hz sine waveform. Further, the modulation circuit 5
4 modulates the output signal of the waveform shaping circuit 53 and the output signal of the frequency dividing circuit 51 by using FIG.
A pseudo angular velocity signal as shown in (e) is obtained. That is, since the signal of the drive control circuit 43 in the driving means is used as a signal source of the pseudo angular velocity signal, it is not necessary to separately add an oscillation circuit to the angular velocity sensor as a signal source of the pseudo angular velocity signal. 4
4 has an effect of being able to easily provide an angular velocity sensor capable of detecting the failure of No. 4.
【００２３】また本発明の一実施の形態における角速度
センサにおいては、検出手段４４が故障した状態を検出
する出力信号を外部の相手側コンピュータ（図示せず）
に入力し、検出手段４４が故障している状態を検出する
構成としているが、図６に示すように直流増幅器４９を
介して出力された擬似角速度信号を監視することにより
直流増幅器４９の異常を検出して自己診断信号を出力す
る自己診断手段５５を設けてもよいもので、この自己診
断手段５５は、直流増幅器４９の出力信号から擬似角速
度信号を抽出するバンドパスフィルタからなるフィルタ
回路５６と、このフィルタ回路５６から出力される交流
電圧を直流電圧に変換する整流回路５７と、この整流回
路５７の出力信号を平滑回路５８を介して予め設定した
基準電圧回路５９における基準電圧と比較する比較器６
０とにより構成しているものである。このような場合に
は、外部より、音叉部３１に図７（ａ）に示すような角
速度が加わると、角速度検出用圧電素子３６に図７
（ｂ）に示すような出力信号が発生する。また前記変調
回路５４からは図７（ｃ）に示すような出力信号が出力
される。そして前記検出手段４４におけるチャージアン
プ４５には図７（ｂ）および図７（ｃ）の出力信号を足
し合わせた信号が入力され、そして前記チャージアンプ
４５、バンドパスフィルタ４６、同期検波器４７を介し
て図７（ｄ）および図７（ｅ）との信号を足し合わせた
信号が平滑回路４８に入力される。そしてこの平滑回路
４８により、図７（ｆ）および図７（ｇ）の信号を足し
合わせた信号を出力する。このとき、図７（ｆ）の信号
は約１０Ｈｚであり、かつ図７（ｇ）の信号は約１００
Ｈｚであるため、図７（ｆ）の信号はローパスフィルタ
からなるフィルタ回路６１を通過して相手側コンピュー
タ等に角速度信号として入力されるとともに、図７
（ｇ）の信号が前記ハイパスフィルタからなるフィルタ
回路５６を通過する。そして前記整流回路５７により、
図７（ｈ）に示すような出力信号に整流された後、平滑
回路５８により、図７（ｉ）に示すような出力信号を出
力する。そしてまた直流電圧を比較器６０により、基準
電圧回路５９の基準電圧と比較し、前記平滑回路５８の
出力が基準電圧よりも低い場合には、自己診断手段５５
が故障しているとして、相手側コンピュータ等に故障情
報を入力するものである。すなわち、この構成によれ
ば、自己診断手段５５を、直流増幅器４９の出力信号か
ら擬似角速度信号を抽出するハイパスフィルタからなる
フィルタ回路５６と、このフィルタ回路５６から出力さ
れる交流電圧を直流電圧に変換する整流回路５７と、こ
の整流回路５７の出力信号を予め設定した基準電圧回路
５９と比較する比較器６０とで構成しているため、角速
度センサ本体において検出手段４４の故障を検出するこ
とが可能となり、これにより、検出手段４４の故障を検
出する自己診断手段５５を備えた角速度センサを提供す
ることができるという作用効果を有するものである。In the angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention, an output signal for detecting a state in which the detecting means 44 has failed is supplied to an external partner computer (not shown).
To detect the failure of the DC amplifier 49, as shown in FIG. 6, by monitoring the pseudo angular velocity signal output via the DC amplifier 49 as shown in FIG. A self-diagnosis unit 55 for detecting and outputting a self-diagnosis signal may be provided. The self-diagnosis unit 55 includes a filter circuit 56 including a band-pass filter for extracting a pseudo angular velocity signal from an output signal of the DC amplifier 49. A rectifier circuit 57 for converting an AC voltage output from the filter circuit 56 into a DC voltage, and a comparison for comparing an output signal of the rectifier circuit 57 with a reference voltage in a reference voltage circuit 59 set in advance via a smoothing circuit 58. Vessel 6
0. In such a case, when an angular velocity as shown in FIG. 7A is applied to the tuning fork section 31 from the outside, the piezoelectric element 36 for angular velocity detection is applied to the tuning fork section 31 as shown in FIG.
An output signal as shown in FIG. The modulation circuit 54 outputs an output signal as shown in FIG. 7 (c). A signal obtained by adding the output signals of FIGS. 7B and 7C is input to the charge amplifier 45 of the detection means 44, and the charge amplifier 45, the band-pass filter 46, and the synchronous detector 47 are connected. 7 (d) and 7 (e) are input to the smoothing circuit 48. The smoothing circuit 48 outputs a signal obtained by adding the signals of FIGS. 7F and 7G. At this time, the signal in FIG. 7F is about 10 Hz, and the signal in FIG.
7 (f), the signal shown in FIG. 7 (f) passes through a filter circuit 61 composed of a low-pass filter and is input as an angular velocity signal to a partner computer or the like.
The signal (g) passes through the filter circuit 56 including the high-pass filter. And by the rectifier circuit 57,
After being rectified into an output signal as shown in FIG. 7H, the smoothing circuit 58 outputs an output signal as shown in FIG. Further, the DC voltage is compared with the reference voltage of the reference voltage circuit 59 by the comparator 60. If the output of the smoothing circuit 58 is lower than the reference voltage, the self-diagnosis means 55
Is determined to be faulty and fault information is input to the other computer or the like. That is, according to this configuration, the self-diagnosis unit 55 is provided with a filter circuit 56 composed of a high-pass filter for extracting a pseudo angular velocity signal from the output signal of the DC amplifier 49, and an AC voltage output from the filter circuit 56 converted into a DC voltage. Since it is composed of the rectifier circuit 57 for conversion and the comparator 60 for comparing the output signal of the rectifier circuit 57 with a preset reference voltage circuit 59, it is possible to detect a failure of the detecting means 44 in the main body of the angular velocity sensor. This makes it possible to provide an angular velocity sensor provided with a self-diagnosis unit 55 for detecting a failure of the detection unit 44.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上のように本発明の角速度センサは、
一対の振動部と角速度を検知する一対の検知部とを有す
るセンサ素子と、このセンサ素子の振動部に駆動信号を
供給する駆動制御回路と前記センサ素子からのモニタ信
号が加えられるモニタ回路とを設けた駆動手段と、前記
センサ素子における一対の検知部からの出力が加えられ
るチャージアンプとこのチャージアンプの出力がバンド
パスフィルタを介して加えられる同期検波器とを含み、
かつ前記バンドパスフィルタの出力を前記駆動手段から
の駆動信号に同期して検波し角速度信号を出力する検出
手段と、この検出手段からの出力信号を増幅する直流増
幅器と、前記チャージアンプに擬似角速度信号を入力す
る擬似角速度信号発生回路とを備え、前記直流増幅器に
入力された擬似角速度信号を直流増幅器を介して出力す
るようにしたもので、この構成によればチャージアンプ
に擬似角速度信号を入力する擬似角速度信号発生回路を
設けるとともに、チャージアンプに入力された擬似角速
度信号を直流増幅器を介して出力するようにしているた
め、検出手段が故障した場合には、擬似角速度信号発生
回路から擬似角速度信号がチャージアンプに入力され、
そしてこの擬似角速度信号が直流増幅器を介して出力さ
れることになり、これにより、所望の出力信号が直流増
幅器から出力されなくなるため、検出手段の故障を確実
に検出することができる角速度センサを提供することが
できるというすぐれた効果を有するものである。As described above, the angular velocity sensor of the present invention
A sensor element having a pair of vibrating portions and a pair of detecting portions for detecting angular velocity, a drive control circuit for supplying a drive signal to the vibrating portions of the sensor element, and a monitor circuit to which a monitor signal from the sensor element is added. Provided drive means, including a charge amplifier to which the output from a pair of detection units in the sensor element is added, and a synchronous detector to which the output of the charge amplifier is added via a band-pass filter,
Detecting means for detecting an output of the band-pass filter in synchronization with a driving signal from the driving means and outputting an angular velocity signal; a DC amplifier for amplifying an output signal from the detecting means; A pseudo angular velocity signal generating circuit for inputting a signal, and outputting the pseudo angular velocity signal input to the DC amplifier via the DC amplifier. According to this configuration, the pseudo angular velocity signal is input to the charge amplifier. In addition to the provision of the pseudo angular velocity signal generation circuit, the pseudo angular velocity signal input to the charge amplifier is output through the DC amplifier. The signal is input to the charge amplifier,
This pseudo angular velocity signal is output via the DC amplifier, whereby a desired output signal is no longer output from the DC amplifier. Therefore, an angular velocity sensor capable of reliably detecting a failure of the detection means is provided. It has an excellent effect that it can be performed.
【図１】本発明の一実施の形態における角速度センサを
示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing an angular velocity sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）〜（ｇ）同角速度センサの動作状態にお
ける出力信号を示す図FIGS. 2A to 2G are diagrams showing output signals in an operation state of the angular velocity sensor;
【図３】（ａ）〜（ｅ）同角速度センサにおけるチャー
ジアンプが故障した場合の動作状態を示す図FIGS. 3A to 3E are diagrams showing an operation state when a charge amplifier in the same angular velocity sensor fails.
【図４】本発明の他の実施の形態における角速度センサ
を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram showing an angular velocity sensor according to another embodiment of the present invention.
【図５】（ａ）〜（ｅ）同角速度センサの動作状態にお
ける出力信号を示す図5 (a) to 5 (e) are diagrams showing output signals in an operation state of the same angular velocity sensor.
【図６】本発明のさらに他の実施の形態における角速度
センサを示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing an angular velocity sensor according to still another embodiment of the present invention.
【図７】（ａ）〜（ｉ）同角速度センサの動作状態にお
ける出力信号を示す図FIGS. 7A to 7I are diagrams showing output signals in an operation state of the angular velocity sensor;
【図８】従来の角速度センサを示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing a conventional angular velocity sensor.
【図９】（ａ）同角速度センサの動作説明図 （ｂ）〜（ｇ）同角速度センサの動作状態における出力
信号を示す図9A is an explanatory diagram of the operation of the same angular velocity sensor. FIGS. 9B to 9G are diagrams showing output signals in an operation state of the same angular velocity sensor.
【図１０】（ａ），（ｂ）従来の角速度センサにおける
検出部が故障した場合には故障検出回路が動作したとき
の出力信号を示す図10A and 10B are diagrams showing output signals when a failure detection circuit operates when a detection unit in a conventional angular velocity sensor fails.
３１ 音叉部 ３２ 振動部 ３３ 検知部 ３７ モニタ回路 ４３ 駆動制御回路 ４４ 検出手段 ４５ チャージアンプ ４６ バンドパスフィルタ ４７ 同期検波器 ４９ 直流増幅器 ５０ 擬似角速度信号発生回路 ５１ 分周回路 ５２ 移相回路 ５４ 変調回路 ５５ 自己診断手段 ５６ フィルタ回路 ５７ 整流回路 ６０ 比較器 Reference Signs List 31 tuning fork part 32 vibrating part 33 detecting part 37 monitor circuit 43 drive control circuit 44 detecting means 45 charge amplifier 46 band pass filter 47 synchronous detector 49 DC amplifier 50 pseudo angular velocity signal generating circuit 51 frequency dividing circuit 52 phase shift circuit 54 modulation circuit 55 Self-diagnosis means 56 Filter circuit 57 Rectifier circuit 60 Comparator
Claims (4)
検知部とを有する音叉部と、この音叉部における振動部
に駆動信号を供給する駆動制御回路と前記音叉部からの
モニタ信号が加えられるモニタ回路とを設けた駆動手段
と、前記音叉部における一対の検知部からの出力が加え
られるチャージアンプとこのチャージアンプの出力がバ
ンドパスフィルタを介して加えられる同期検波器とを含
み、かつ前記バンドパスフィルタの出力を前記駆動手段
からの駆動信号に同期して検波し角速度信号を出力する
検出手段と、この検出手段からの出力信号を増幅する直
流増幅器と、前記チャージアンプに擬似角速度信号を入
力する擬似角速度信号発生回路とを備え、前記チャージ
アンプに入力された擬似角速度信号を直流増幅器を介し
て出力するようにした角速度センサ。1. A tuning fork having a pair of vibrating portions and a pair of detecting portions for detecting angular velocity, a drive control circuit for supplying a driving signal to the vibrating portions in the tuning fork, and a monitor signal from the tuning fork. Drive means provided with a monitor circuit provided, a charge amplifier to which outputs from a pair of detection units in the tuning fork unit are added, and a synchronous detector to which the output of the charge amplifier is added via a band-pass filter, and Detecting means for detecting an output of the band-pass filter in synchronization with a driving signal from the driving means and outputting an angular velocity signal; a DC amplifier for amplifying an output signal from the detecting means; and a pseudo angular velocity signal to the charge amplifier. And a pseudo-angular velocity signal generation circuit for inputting the pseudo-angular velocity signal inputted to the charge amplifier. Angular velocity sensor.
おける駆動制御回路の信号を分周する分周回路と、駆動
手段における駆動制御回路の出力信号を入力し位相を９
０度ずらす移相回路と、この移相回路の出力信号を前記
分周回路の出力信号により振幅変調して出力する変調回
路とで構成した請求項１記載の角速度センサ。2. A pseudo angular velocity signal generating circuit comprising: a frequency dividing circuit which divides a signal of a driving control circuit in a driving means;
2. The angular velocity sensor according to claim 1, comprising a phase shift circuit that shifts by 0 degrees, and a modulation circuit that amplitude-modulates an output signal of the phase shift circuit with an output signal of the frequency divider and outputs the result.
度信号を監視することにより前記直流増幅器の異常を検
出して自己診断信号を出力する自己診断手段を設けた請
求項１または２記載の角速度センサ。3. The angular velocity according to claim 1, further comprising self-diagnosis means for monitoring a pseudo angular velocity signal output via the DC amplifier to detect abnormality of the DC amplifier and output a self-diagnosis signal. Sensor.
から擬似角速度信号を抽出するフィルタ回路と、このフ
ィルタ回路から出力される交流電圧を直流電圧に変換す
る整流回路と、この整流回路の出力信号を予め設定した
基準電圧と比較する比較器とで構成した請求項３記載の
角速度センサ。4. A filter circuit for extracting a pseudo angular velocity signal from an output signal of a DC amplifier, a rectifier circuit for converting an AC voltage output from the filter circuit to a DC voltage, and an output of the rectifier circuit. 4. The angular velocity sensor according to claim 3, comprising a comparator for comparing the signal with a preset reference voltage.
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|---|---|---|---|
| JP11044394A JP2000241166A (en) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Angular velocity sensor |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1999
- 1999-02-23 JP JP11044394A patent/JP2000241166A/en active Pending
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