JP4600031B2 - 角速度検出装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る角速度検出装置の構成の一例を示すブロック図である。図1に示す角速度検出装置1は、I/V変換器2、バンドパスフィルタ(以下、BPFと略称する)3、アンプ4、同期検波回路5、BPF6、駆動信号発生器7、キャパシタC1、反転信号出力部の一例である反転器8、キャリア発生回路9、及びジャイロセンサ101を備えている。図1において、ジャイロセンサ101は等価回路で示されている。また、I/V変換器2、BPF3、アンプ4、同期検波回路5、駆動信号発生器7、キャリア発生回路9、及びジャイロセンサ101によって、振動体102に角速度が印加された場合に振動体102に作用するコリオリ力に基づいて角速度を検出する角速度検出部の一例が構成されている。また、図8に示すジャイロセンサ101における駆動用電極103は、請求項における電極の一例に相当している。ジャイロセンサ101の構成は、図8及び図10に示すジャイロセンサ101と同様であるので、その説明を省略する。
ただし、mは振動体102の質量、vは振動体102の変位速度である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る角速度検出装置について説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係る角速度検出装置1aの構成の一例を示すブロック図である。図3に示す角速度検出装置1aと図1に示す角速度検出装置1とでは、下記の点で異なる。すなわち、図3に示す角速度検出装置1aでは、反転器8aにおける反転信号の増幅率が可変にされている。その他の構成は図1に示す角速度検出装置1と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施形態の特徴的な点について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態に係る角速度検出装置について説明する。図5は、本発明の第3の実施形態に係る角速度検出装置1bの構成の一例を示すブロック図である。図5に示す角速度検出装置1bと図3に示す角速度検出装置1aとでは、下記の点で異なる。すなわち、図5に示す角速度検出装置1bは、反転器8aの代わりに反転信号の増幅率が可変にされたオートゲインコントローラ(以下、AGCと称する)8b(反転信号出力部)を備え、AGC8bにおける増幅率を設定する増幅率設定部11をさらに備える。
次に、本発明の第4の実施形態に係る角速度検出装置について説明する。図7は、本発明の第4の実施形態に係る角速度検出装置1cの構成の一例を示すブロック図である。図7に示す角速度検出装置1cと図5に示す角速度検出装置1bとでは、下記の点で異なる。すなわち、図7に示す角速度検出装置1cは、BPF6から出力される振動検出信号Sdを増幅して振動検出信号Sd2として、全波整流回路12及びスイッチSW1へ出力するAGC15をさらに備えている。AGC15は、比較部13から出力されたモード信号Sbに応じて振動検出信号Sdの増幅率を変化させる増幅回路で、モード信号Sbがハイレベルになった場合、すなわち設定モードにおいてAGC8bの増幅率が設定された後に測定モードに移行した場合、振動検出信号Sd2の信号レベルを飽和させない程度に振動検出信号Sdの増幅率を増大させる。
2 I/V変換器
3,6 BPF
4 アンプ
5 同期検波回路
7 駆動信号発生器
8,8a 反転器
9 キャリア発生回路
11 増幅率設定部
12 全波整流回路
13 比較部
14 モード切替部
81 演算増幅器
101,101a ジャイロセンサ
102 振動体
103 駆動用電極
105,106 検出用電極
C1,C2 キャパシタ
C103,C105,C106 静電容量
SW1 スイッチ
VR1 可変抵抗器
Claims (6)
- 角速度検出装置であって、
電極と、
前記電極と対向配置された振動体と、を備え、
前記角速度検出装置は、前記振動体に角速度が印加された場合に前記振動体に作用するコリオリ力に基づいて前記角速度を検出し、さらに、
前記電極と前記振動体とで形成される静電容量と、
前記電極へ駆動用電圧を供給することにより前記振動体を振動させる駆動信号発生部と、
前記駆動信号発生部から駆動用電圧が供給されることにより、駆動用電圧とは逆極性の反転電圧を出力する反転信号出力部と、
前記反転信号出力部から出力された反転電圧が供給され、前記静電容量と略同一の静電容量を有するキャパシタと、
前記駆動信号発生部から前記振動体へ前記静電容量を介して流れる電流であり、前記振動体を振動させた場合における前記振動体の機械的変位を示す信号成分である振動成分と駆動用電圧が前記静電容量を通過することにより生じる信号成分である駆動電圧成分を含む電流に対して、前記キャパシタを介して出力される電流を加えた重畳電流を、重畳電圧に変換する電流電圧変換部と、を備え、
前記駆動信号発生部は、前記電流電圧変換部から出力された重畳電圧の振動成分の位相を90度ずらした信号を駆動用電圧として前記電極へ供給することを特徴とする角速度検出装置。 - 前記反転信号出力部は、反転電圧の増幅率が可変にされていることを特徴とする請求項1記載の角速度検出装置。
- 角速度検出装置であって、
電極と、
前記電極と対向配置された振動体と、を備え、
前記角速度検出装置は、前記振動体に角速度が印加された場合に前記振動体に作用するコリオリ力に基づいて前記角速度を検出し、さらに、
前記電極と前記振動体とで形成される静電容量と、
前記電極へ駆動用電圧を供給することにより前記振動体を振動させる駆動信号発生部と、
前記駆動信号発生部から駆動用電圧が供給されることにより、駆動用電圧とは逆極性の反転電圧を出力する反転信号出力部と、
前記反転信号出力部から出力された反転電圧が供給されるキャパシタと、
前記駆動信号発生部から前記振動体へ前記静電容量を介して流れる電流であり、前記振動体を振動させた場合における前記振動体の機械的変位を示す信号成分である振動成分と駆動用電圧が前記静電容量を通過することにより生じる信号成分である駆動電圧成分を含む電流に対して、前記キャパシタを介して出力される電流を加えた重畳電流を、重畳電圧に変換する電流電圧変換部と、を備え、
前記駆動信号発生部は、前記電流電圧変換部から出力された重畳電圧の振動成分の位相を90度ずらした信号を駆動用電圧として前記電極へ供給し、
前記反転信号出力部は、反転電圧の増幅率が可変にされていることを特徴とする角速度検出装置。 - 前記反転信号出力部における前記増幅率を設定する増幅率設定部をさらに備え、
前記増幅率設定部は、前記電流電圧変換部から出力された重畳電圧の振動成分のレベルを最少にするべく前記反転信号出力部における増幅率を設定する設定動作を行うことを特徴とする請求項2又は3記載の角速度検出装置。 - 前記増幅率設定部は、前記設定動作を行う場合、前記駆動信号発生部により供給される駆動用電圧の周波数を前記振動体の共振周波数とは異なる周波数にさせることを特徴とする請求項4記載の角速度検出装置。
- 前記電流電圧変換部から出力された重畳電圧の振動成分を増幅して前記駆動信号発生部へ供給する重畳信号増幅部をさらに備え、
前記駆動信号発生部は、前記重畳信号増幅部により増幅された電圧の位相を90度ずらした信号を駆動用電圧として前記電極へ供給し、
前記重畳信号増幅部は、前記増幅率設定部により前記設定動作が実行された後、前記重畳電圧の振動成分を増幅する増幅率を増大させることを特徴とする請求項4又は5記載の角速度検出装置。
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