KR0156040B1 - 음차형 진동 자이로 및 이를 사용한 센서장치 - Google Patents

음차형 진동 자이로 및 이를 사용한 센서장치 Download PDF

Info

Publication number
KR0156040B1
KR0156040B1 KR1019950027536A KR19950027536A KR0156040B1 KR 0156040 B1 KR0156040 B1 KR 0156040B1 KR 1019950027536 A KR1019950027536 A KR 1019950027536A KR 19950027536 A KR19950027536 A KR 19950027536A KR 0156040 B1 KR0156040 B1 KR 0156040B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tuning fork
vibration
support member
gyro
detection
Prior art date
Application number
KR1019950027536A
Other languages
English (en)
Inventor
와까뚜끼 노브루
오노 마사아끼
야마다 스미노
기꾸찌 가즈뚜구
야마우찌 모또리
Original Assignee
세끼사와 다다시
후지쓰 가부시끼가이샤
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 세끼사와 다다시, 후지쓰 가부시끼가이샤 filed Critical 세끼사와 다다시
Application granted granted Critical
Publication of KR0156040B1 publication Critical patent/KR0156040B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21—Crystal tuning forks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

음차형 진동 자이로는 압전부재를 갖는 음차 진동체와 음차 진동체를 지지하　 지지부재를 포함한다. 음차 진동체는 구동측 진동과 검출측 진동을 갖는다. 음차 진동체가 구동측 진동으로 공진하고, 음차 진동체와 지지부재가 일체로서 검출측으로 공진한다.

Description

음차형 진동 자이로(GYRO) 및 이를 사용한 센서장치
제1a도 및 제1b도는 음차(tuning fork)의 사시도.
제2a도 및 제2b도는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 사시도.
제3도는 음차의 진동을 도시한 파형도.
제4a도, 제4b도 및 제4c도는 음차에 면내 진동을 일으키는 전극 구성을 설명하기 위한 도.
제5a도, 제5b도 및 제5c도는 음차에 면수직 진동을 일으키는 전극구성을 설명하기 위한 도.
제6도는 전극의 실용적 구성을 도시한 도.
제7도는 본 발명의 실시예에 의한 음차형 진동 자이로의 사시도.
제8도는 음차와 지지부재와의 접합부분을 도시한 단면도.
제9도는 제7도에 도시한 자이로의 측면도.
제10도는 다른 지지부재의 평면도.
제11도는 음차를 형성하는데 사용되는 압전체 단결정을 도시한 도.
제12도는 지지부재를 형성하는데 사용되는 모드, 공진주파수, Q값 및 재료의 관계를 도시한 도.
제13a도, 제13b도 및 제13c도는 면면진동의 공진 주파수와 면수직진동의 공진 주파수를 일치시키는 방법을 설명하기 위한 도.
제14도는 공진 주파수와 반공진 주파수와의 차와 검출출력과의 관계를 도시한 그래프.
제15a도 및 제15b도는 면수직 진동의 반공진 주파수의 제1 조정방법을 도시한 도.
제16a도 및 제16b도는 지지부재의 길이와 공진 주파수와의 관계를 도시한 도.
제17도는 지지부재 길이와 공진저항과의 관계를 도시한 도.
제18a도 및 제18b도는 면수직 진동의 반공진 주파수의 제2 조정방법을 도시한 도.
제19도는 면수직 진동의 반공진 주파수의 제3 조정방법을 도시한 도.
제20도는 제7도에 도시한 자이로의 특성을 측정하는데 사용되는 측정장치의 블록도.
제21도는 센서장치의 검출회로의 회로도.
제22도는 제7도에 도시한 자이로의 특성을 측정하는데 사용되는 측정장치의 블록도.
제23도는 제22도에 도시한 측정장치에 의해 얻어진 출력신호의 파형도.
제24도는 제22도에 도시한 측정장치에 의해 얻어진 각속도와 검출출력과의 관계를 도시한 그래프.
제25도는 기계 커플링의 감소원리를 설명하기 위한 도.
제26도는 코너 트리밍(corner trimming)에 의한 기계 커플링에서의 변화를 도시한 그래프.
제27도는 트리밍 위치와 얻어진 효과와의 관계를 도시한 도.
제28도는 기계 커플링을 감소시키는 작용을 하는 슬릿을 가진 자이로의 사시도.
제29도는 제28도에 도시한 자이로의 특성을 도시한 그래프.
제30도는 다른 자이로의 평면도.
본 발명은 일반적으로 음차형 진동자이로에 관한 것으로서, 특히 압전체를 사용한 음차형, 진동자이로에 관한 것이다.
자이로스코프(gyroscope)는 항공기, 선반 또는 우주위성등의 수송수단의 현위치를 확인하는데 사용되었다. 최근에는, 이 자이로스코프는 민생용의 분야로서 카 네비게이션(car navigation)과 VTR과 스틸 카메라(still camera)의 진동검출등에 사용되고 있다.
종래의 코마 자이로(coma gyro)는 코마(원판)를 회전시키면, 장치를 경사시켜도 그 중심축의 방향은 보지된 채로 그 자세를 변화시킴이 없이 회전을 계속하도록 하는 원리에 의해 회전각 속도를 검출하고 있다. 최근에는, 광형 자이로나 압전형 자이로가 개발되어 실용화되고 있다. 압전형 자이로의 원리는 1950년대에 제안되었다. 예를들면, 음차, 원통, 또는 반구부재를 갖는 다양한 압전형 자이로가 제안되었다. 최근에는, 압전체를 갖는 진동자이로가 실용화되고 있다. 측정감도와 정밀도는 코마 자이로와 광 자이로보다 열악하지만, 크기, 중량 및 비용의 면에서는 이점이 있다.
압전체를 사용하는 종래의 진동자이로는 진동하고 있는 물체에 각속도가 인가되면, 그 물체의 진동과 수직의 방향으로 코리올리력(corioli's force)이 발생하는 것을 이용하고 있다. 이와 같은 압전형 진동자이로의 원리는 역학적 모델로서 해석될 수가 있다(예를들면, ELASTIC WAVE DEVICE HANDBOOK, ohmu sha, pp. 491-497 참조). 압전형 진동자이로의 각각의 것이 제안되어 있다. 예를들면, 상기 문헌에는 스페리(sperry)음차형 자이로, 와트슨(watson)음차형 자이로, 진동편 자이로 및 원통형 진동 자이로등이 기재되어 있다.
또한, LiTaO3의 단결정으로 된 진동편(진동체)를 사용한 압전형 자이로의 다른 것이 제안되어 있다(예를들면, konno et al., EXPERIMENTS ON ANGULAR RATE SENSOR USING LiTaO3FLEXUAL MODE VIBRATOR, 1986 Autumm National Convention Record, The institute of Electronics and Communication engineers of Japan, p1-79). 더욱이, 일본 특개소 61-294311호에는 압전 세라믹에 의한 음차형 자이로가 개시되어 있다. 상기 출원에 제안된 자이로는 분극이 서로 다른 2개의 아암을 갖는 진동체를 사용하여 각각 구동아암과 검출아암을 작동시킨다.
LiTaO3단결정을 갖는 상기의 압전형 자이로는 손실(loss)이 적고 온도특성이 양호하다. 그러나, 이 자이로는 대칭구조를 갖고 2개의 직교모드의 기계적인 Q값이 거의 같다. 센서로서 응답기능은 압전소자의 기계적인 Q값에 의존하므로, 높은 Q값으로 압전소자를 구동시키는 것은 바람직하지가 않다. 높은 Q값으로 압전소자를 구동시키면, 코리올리력에 의한 검출진동이 높은 Q값을 가지면서 응답기능이 저하된다. 예를들면, 손으로 운반하는 장치에의 진동에 인가된 압전 자이로가 수십 Hz의 주파수로 응답하는 것이 요구된다. 이 요구에 대하여는, 기계적 Q에는 제한이 있다. 또한, 자이로는 지지요소에 실장하는 경우에 생기는 문제점으로서, 압전소자의 부동점(진동의 노드에 상당)을 고정밀도로 보지하는 것이 매우 곤란하다.
상기 압전세라믹을 갖는 음차형 자이로는 다른 분극을 발생시키기 위한 다수 단계를 갖는 분극처리가 필요하여, 비용이 고가로 된다. 상기 일본출원에는 자이로 실장방법, 주파수 조정 및 구동측과 검출측 진동의 기계적 Q값의 설정에 관한 기술은 없다.
본 발명은 상기 문제점을 해결한, 음차형 진동자이로와 이를 사용한 센서장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 보다 특정의 목적은 실장이 간단하고 소망의 진동을 검출하는 감도가 높은 음차형 진동자이로 및 센서장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은 압전체를 갖는 음차진동체와 이 음차진동체를 지지하는 지지부재로 구성되는 진동자이로에 의해 달성된다. 음차진동체는 구동측 진동과 검출측 진동을 갖는다. 음차진동체는 구동측 진동으로 공진하며, 음차진동체와 지지부재는 검출측으로 일체로서 공진한다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 진동 자이로, 진동 자이로를 구동하는 구동회로, 및 진동 자이로에서 출력된 출력신호를 검출하는 검출회로로 구성되는 센서장치에 의해서도 달성된다.
예를들면, 구동측 진동의 공진 주파수는 검출측 진동의 반공진 주파수와 같거나 거의 같다. 이것에 의하여, 코리올리력에서 얻어진 출력을 효과적으로 유효하게 감지하는 것이 가능하게 된다.
예를들면, 검출측 진동의 기계적 Q값은 구동측 진동의 기계적 Q값보다 작으므로, 검출측 진동의 Q값은 구동측 진동의 Q값 보다 작게 되어, 코리올리력에 의한 출력을 효과적으로 유효하게 얻을 수가 있다.
예를들면, 음차 진동체는 제1 및 제2 아암, 제1 아암에 제공된 검출전극, 및 제2 아암에 제공된 구동전극을 포함한다. 즉, 이 전극들은 제1 및 제2 아암에 별개로 제공되어 있으므로, 전극을 형성하는 것이 용이하다.
예를들면, 음차 진동체는 구동전극이 접지전극에 대하여 폴로팅 상태로 되도록 제2 아암상에 제공된 접지전극으로 구성된다. 이것에 의해, 제1 및 제2 아암사이의 원하지 않는 전기적 커플링을 방지할 수가 있다.
예를들면, 검출전극은 상기 접지전극에 접속된 전극을 포함한다. 상술한 바와 같은 이점을 얻을 수가 있다.
예를들면, 제2 아암은 직사각형의 단면을 가지며, 상기 접지전극에 접속된 상기 전극은 상기 제2 아암의 4개의 면중 3개의 면에 형성되어 있다. 이 구조에 의하여, 높은 차폐효과를 얻을 수가 있다.
예를들면, 지지부재는 검출측 진동의 반공된 주파수가 구동측 진동의 공진 주파수와 같도록 지지부재의 탄성특성을 조정하는 수단으로 구성된다. 즉, 음차 진동체를 조정할 필요가 없다.
예를들면, 상기 수단은 지지부재의 강도를 조정하는 홈으로 구성되어 주파수 조정을 용이하게 행할 수가 있다.
예를들면, 상기 수단은 지지부재상에 형성된 질량부재로 구성되어, 주파수조정을 용이하게 행할 수가 잇다.
예를들면, 진동체는 지지부재의 두께와 같거나 거의 같은 두께를 가지므로, 진동체와 지지부재를 함께 부착하는 것이 용이하여 진동체와 지지부재가 일체로서 공진하는 검출측 진동을 얻을 수 있다.
예를들면, 진동체와 지지부재를 함께 고정되게 고착하는 접착층이 제공되어 있다.
예를들면, 지지부재는 지지부재의 제1 단부에 검출측 진동을 감쇠시키는 수단으로 구성되어 있다. 그러므로, 진동은 지지부재를 지지하는 부재에 의해 영향받지 않는다.
예를들면, 상기수단은 지지부재에 진동체를 부착한 제2 단부와 제1 단부사에 교대적으로 배치된 폭넓은 부분과 폭좁은 부분으로 구성되어 있으므로, 지지부재를 지지하는 부재에 의하여 진동에 영향을 미치지 않는다.
예를들면, 지지부재를 소정의 부재에 지지하는 지지부가 제공되어 있어, 진동에 어떠한 영향도 미침이 없이 지지부재를 용이하게 지지할 수가 있다.
예를들면, 지지부는 핀부재와 이를 지지하는 탄성부재로 구성되어, 진동에 어떠한 영향도 미침이 없이 지지부재를 용이하게 지지할 수가 있다.
예를들면, 진동체상에 형성된 제1 패턴, 지지부재상에 형성된 제2 패턴 및 제1 패턴과 제2 패턴을 서로 전기접속하는 접속부재가 제공되어 있으므로, 전기접속을 용이하게 하여 고신뢰성을 보장할 수가 있다. 예를들면, 접속부재는 땜납과 풀중 하나로 구성된다.
예를들면, 진동체는 압전 단결정으로 구성된다. 이 경우에, 손실이 적고 온도특성이 양호한 자이로를 제조할 수가 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부도면에 의한 이하의 상세한 설명으로부터 명백히 표출된다.
먼저, 제1a도와 제1b도를 참조하여 음차진동체의 진동에 대하여 설명한다.
음차 진동체(이하, 간단히 음차라고 함)10은 2개의 아암12와 14, 및 이들을 지지하는 베이스부 16을 포함한다. 각 아암 12와 14는 직사각형의 단면을 갖는다. 음차 10은 면수직 진동(제1a도)와 면내진동(제1b도)의 2종류의 진동을 갖는다. 이하, 면수직 진동을 fy-모드 진동이라 하고, 면내진동을 fx-모드 진동이라고 한다. 통상의 석영음차의 진동은 제1b도에 도시한 바와 같은 fx-모드 진동이다.
fx-모드 진동과 fy-모드 진동은 다른 진동모드이다. 제1a도에 도시한 바와 같이, fy-모드 진동은 비틀림 진동(점선으로 표시된 화살표)을 포함하므로, ×로 표시되어 저부 16의 저면에 위치된 부동점을 갖는다. 이것은 음차를 지지하는 것이 매우 곤란하다는 것을 의미한다. 제1b도에 도시나 fx-모드 진동은 부동선(점이 아님)을 갖고, 저부 16의 저면에의 중앙선에 해당한다. 따라서, 저부 16의 저면의 이동을 저부 16의 길이 L을 조정하여 약 0으로 감소시키는 것이 가능하다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어졌다. 특히, 제2a도와 제2b도에 도시한 바와 같이, 지지부재 18은 음차 10의 저부 16에 탄성적으로 부착되어 있다. fy-모드 진동은 제2a도의 점선화살표로 표시된 바와 같이, 지지부재 18에 비틀림 응력을 부여하는 반면에, fx-모드 진동은 지지부재 18에 압축응력을 부여한다. 음차 10의 전체길이에 대하여 저부 16의 적당한 길이 L을 설정함으로써, 저부 16부근의 fx-모드 진동의 대부분을 억압하고 지지부재 18의 영향을 무시할 수가 있다. 한편, fy-모드 진동의 비틀림 변위는 fx-모드 진동의 종변위보다 매우 크다.
상기점을 고려하여, 본 발명의 음차형 진동 자이로는 fx-모드 진동을 구동진동모드로서 사용하고 fy-모드 진동을 검출진동모드로서 사용한다. 일정진동이 구동진동 모드에서 계속하는 것이 요구된다. 검출감도는 구동진동의 크기에 비례하여, 구동진동모드가 높은 Q값을 갖는 진동모드일 수가 있다. 상기점을 감안하여, 음차 10은 다음과 같이 지지부재 18에 의하여 지지시킨다. 아암 12와 14는 지지부재 18과는 독립하여 구동측상의 fx-모드 진동형성으로 진동(공진)한다. 더욱이, 아암 12와 14는 검출측상의 fy-모드 진동형성으로 진동(공진)하여 fy-모드 진동이 일체로서 음차 10과 지지부재 18에서 발생한다.
상기 구조에 의하여, 구동진동모드의 기계적 Q값을 높게 설정하여 fx-모드 진동을 크게 일으킬 수가 있고, 검출진동모드의 기계적 Q값을 구동진동모드의 기계적 Q값 미만의 값으로 설정할 수가 있다. 그 결과, 실장이 용이하고 감도가 높은 자이로를 제공할 수가 있다. 특히, 음차 10과 지지부재 18이 일체로 형성된 부재이면, 검출측의 fy-모드 진동이 그렇게 발생하므로, 후술하는 바와 같이 지지부재 18의 형상과 재질을 선택함으로써 공진 주파수 또는 기계적 Q값을 변화시킬 수가 있어, 소망의 검출측의 주파수대역을 설정할 수가 있다.
제3도에 도시한 바와 같이, 사인파를 갖는 것으로 가정한 각 속도에 의한 구동측 진동의 사인파를 변조하여 얻어진 진동이 자이로에 발생한다. 상기 변조된 진동을 검출하기 위하여는, 그 중심 주파수의 양측의 측대역을 포함하는 주파수대역이 필요하다. 검출측이 큰 기계적 Q값을 가지면, 측대역을 포함하는 상기 주파수 대역을 얻을 수가 없다. 본 발명에 의하면, 측대역을 포함하는 소망의 주파수 대역을 얻을 수 있도록 기계적 Q값을 용이하게 설정할 수가 있다.
이제, 제4a도를 참조하여, fx을 구동하는 전극과 fy-모드 진동을 검출하는 전극에 대하여 설명한다.
제4a도는 fx-모드 진동을 구동하는 전극을 도시한 것이다. fx-모드 진동은 굴곡진동에 근거된다. 제4b도에 도시한 바와 같이, 아암을 fx-모드 진동 방향에 수직한 방향에 따라 2분할하고, 그 중 한쪽이 연장되고 다른쪽은 접촉되도록 전압을 인가한다. 제4c도는 상기 변위에 의해 얻어지는 전극을 도시한 것이다. 2쌍의 전극을 제4c도에 도시한 바와 같이 배치한다. 제4c도의 2개의 화살표는 전극을 가로질러 구동전압을 인가함으로써 발생된 전기장의 방향을 표시한 것이다.
제5a도는 fy-모드 진동을 검출하는 전극을 도시한 것이다. fy-모드 진동도 굴곡진동에 근거된다. 제5b도에 도시한 바와 같이, 아암을 fy-모드 진동 방향에 수직한 방향에 따라 2분할하고, 그 중 한쪽이 연장되고 다른쪽은 접촉되어 있다. 제5c도에 도시한 바와 같이 전극을 설치함으로써, fy-모드 진동에 의한 전압을 검출할 수가 있다.
제4c도에 도시한 전극을 2개의 아암 12와 14중 하나에 적용하고, 제5c도에 도시한 전극을 다른 아암에 적용하면, fx-모드 진동을 구동하는 전극과 fy-모드 진동을 검출하는 전극 사이의 전기적 커플링을 완전히 억제할 수가 없다. 전기적 커플링이 있으면, 불필요한 모드의 진동이 발생하여 fx-모드 진동 및/또는 fy-모드 진동에 결합된다. 이러한 결합은 검출정밀도를 저하시킬 수도 있다.
제6도는 상기점을 고려한 전극구성을 도시한 것이다. 아암 14를 통하여 fx-모드 진동을 구동시키고, 아암 12를 통하여 fy-모드 진동을 검출시킨다. 2개의 전극 22와 24를 아암 14의 대향면의 단부에 설치한다. 더욱이, 아암 14에, 아암 12에 대향하는 아암의 표면에 부분과 전극 22와 24를 설치한 표면에 각각 설치된 부분을 갖는 전극 30을 설치한다. 제4c도에는 2쌍의 전극을 사용함에 반하여, 제6c도에는 1쌍의 구동전극을 사용한다. 이러한 1쌍의 구동전극은 fx-모드 진동을 일으킬 수가 있다. 전극 30은 접지전극으로서 기능하고 아암 12에 설치된 검출측 전극의 하나인 전극 28에 전기적으로 접속되어 있다. 전극 22와 24에슨 단자 T1과 T2를 통하여 구동전압을 인가한다.
검출측 전극은 상기 전극 28 이외에 전극 26을 포함한다. 전극 28은 접지전극으로서 기능을 하고, 아암 12의 3면에 설치되어 있다. 아암 12의 나머지면에는 전극 26이 설치되어 있다. 제6도에 도시한 전극구성은 제5c도에 도시한 구성에서 전극*을 삭제하여 얻어진 구성에 상당한다. 전극 26과 28에는 단자 T3과 T4를 통하여 fx-모드 진동에 상당하는 검출전압을 얻는다.
전극 30은 전극 28을 통하여 접지전위로 설정되고, 이 전극 28은 아암 12의 3개의 면을 덮는다. 그러므로, 전극 22와 24에 대하여 차폐효과를 얻을 수가 있다. 이것은 회로설계를 용이하게 한다. 더욱이, 아암 12의 3개의 면을 덮는 전극 28를 용이하게 형성할 수가 있으므로, 전극의 위치 오차에 의한 구동모드와의 결합을 감소시킬 수가 있다.
제7도는 상기의 원리에 근거된 본 발명의 일실시예의 사시도이다. 제7도에 있어서, 이전에 설명된 도면에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고 있다. 제7도에 도시한 압전형 진동 자이로는 음차 10과, 인쇄회로판 또는 케이스등의 베이스기판 32에 의해 지지되는 지지부재 18을 포함한다.
음차 10은 압전 단결정등의 압전체의 벌크(bulk) 또는 박판상에 설치된 압전체로 구성될 수가 있다. 이러한 압전단결정의 예로는 제11도에 도시한 LiTaO3의 130°회전 y판이 있다. 이 단결정은 세라믹 보다 내부손실이 적고 히스테리시스(hysteresis)없이 음차를 실현한다.
다이싱 롭(dicing saw)이나 와이어 롭(wire saw)에 의하여 직사각형의 LiTaO3의 130°회전 y판에 2개의 아암을 규정하는 슬릿(slit)을 형성한다. 다음에, y판의 전면에 박막(예를들면, Nicr/Au)을 형성하고 나서, 예를들면 광노광법에 의해 상기의 전극에 패턴화 한다. 박막의 패턴화와 동시에, 배선도 패턴화하여 형성한다.
제7도에 도시한 아암 12와 14에 형성된 전극은 제6도에 도시한 전극과 동일하다. 배선 34는 아암 14에 형성된 전극 22와 단자 T1을 전기적으로 접속하고 배선 36은 아암 14의 전그 24(제7도에 나타나있지 않음)와 단자 T2를 전기적으로 접속한다. 배선 38은 아암 12에 형성된 전극 26과 단자 T3를 전기적으로 접속하며, 배선 40은 아암 12에 형성된 전극 12와 단자 T4를 전기적으로 접속한다. 전극과 배선패턴이 진동에 가능한 많이 영향을 끼치는 것을 방지하기 위하여는, 음차 10에 형성된 배선과 패턴이 대칭구조인 것이 바람직하다. 더욱이, 진동에 대한 영향을 감소시키기 위하여는, 지지부재 18상에 형성된 패턴이 대칭구조인 것이 바람직하다. 제7도에 도시한 구조는 지지부재 18상에 각각 T2, T1, T4, T3에 접속되는 단자 T11~T14, 외부접속용 단자 T21~T24, 및 이를 접속하는 배선이 설치되어 있는 대칭구조를 갖는다. 지지부재 18은 직사각형에 제한되지 않고 다른 형상을 사용할 수도 있다.
제7도에 도시한 직사각형 지지부재 18은 음차 10의 두계와 같은 두께를 갖는다. 이것은 지지부재 18이 fy-모드 진동에서 음차 10과 함께 진동하기 때문이다. 더욱이, 관련된 전극을 일렬로 배치하도록 음차 10의 저부 16의 저면과 지지부재 18의 대응하는 측면을 결합하는 작업을 용이하게 할 수가 있다.
제8도는 음차 10과 지지부재 18 사이의 접속방법을 도시한 것이다. 저부 16의 저면과 지지부재 18의 대응하는 측면사이의 계면에 접착층 40을 형성하여 저부 16과 지지부재 18이 서로 고정된다. 음차 10의 단자(제8도에서는 단자 T11)는 제8도에 도시한 땜납 또는 도전성 접착제 42에 의하여 지지부재 18의 대응하는 단자(제8도에서는 단자 T21)에 전기적으로 접속될 수가 있다. 도전성 접착제 42는 땜납 또는 도전성 페이스트(paste)일 수가 있다.
제8도와 제9도에 도시한 바와 같이, 베이스판 32에 지지부재 18에 부착된 핀 44를 부착하여, 자이로 10을 지지할 수가 있다. fy-모드 진동에 관하여는, 지지부재 18은 진동장치의 일부를 형성하므로, 지지부재 18을 베이스 기판 32 또는 케이스에 직접 부착하면, 지지부재 18의 진동에 영향을 받는다. 상기점을 감안하여, 제9도에 도시한 바와 같이, 지지부재 18의 중앙부에 홀이 형성되어 있어, 예를들어 금속침형의 부재로 된 핀 44를 이 홀안에 삽입한다. 핀 44는 원통형의 고무인 탄성부재 48에 의하여 지지된다. 이 탄성부재 48을 베이스판 32에 고정한다. 상기 구성에 의하면, fy-모드 진동이 베이스판 32에서 새는 것이 방지되고 베이스판 32에서의 진동이 음차 10에 침입되는 것이 방지될 수가 있다.
제10도는 베이스판 32에서 진동을 감쇠하도록 한 다른 구조를 도시한 것이다. 제10도에 도시한 지지부재 18은 폭넓은 부분 18a, 18b 및 18c와 폭좁은 부분 18d와 18c를 교대적으로 설치하여 구성되어 있다. 폭넓은 부분과 폭좁은 부분의 교대적인 구성은 진동을 감쇠시키기 위한 것으로서 기능한다.
지지부재 18상이 전극단자 T21~T24와 베이스판 32상의 대응하는 단자는 구리등으로 된 연선의 본딩에 의해 서로 전기적으로 접속될 수가 있다.
제12도는 지지부재 18을 형성하는 몇가지 재질에 대한 공진 주파수와 Q값을 나타낸 도이다. 특히, 제12도는 알루미나 지지부재, 에폭시 인쇄회로판 및 액정 폴리머판을 도시하고 있다. 더욱이, 제12도는 fx-모드 진동의 공진모드와 fy-모드 진동의 공진모드의 공진 주파수와 Q값을 나타내고 있다.
제12도에서 다음의 것이 이해된다. fx-모드 진동의 공진 주파수와 Q값은 지지부재 18의 어느 하나의 설치전후에 상당히 변화하지 않는다. 한편, fy-모드 진동의 공진 주파수와 Q값은 지지부재 18의 설치전후와 지지부재 18중의 하나를 설치한 것에 근거하여 상당히 변화한다. 이것은 fy-모드 진동이 지지부재 18을 포함하는 공진장치에서 발생한다는 것을 의미한다. 더욱이, fy-모드 진동의 Q값은 지지부재 18을 형성하는 재질에 의존한다. 환언하면, 소망의 Q값에 대하여 적합한 재질이 존재한다. 일반적으로, 알루미나 등의 광물로 된 지지부재 18은 손실이 적은 반면에, 에폭시 수지등으로된 지지부재 18은 손실이 크다. 상술한 바와 같이, 지지부재 18에 관한 파라미터의 값을 설정하여 음차 10과 지지부재 18을 포함하는 진동장치에서 fy-모드 진동을 얻는 것이 중요하다.
검출출력(전압)을 효율적으로 얻기 위하여는, fx-모드 진동이 공진 주파수를 fy-모드 진동의 반공진 주파수와 같도록 설정하는 것이 바람직하다.
제13a도는 주파수 F의 함수로서 fx-모드 진동의 임피던스 │z│의 변화(임피던스 특성)을 도시한 것이다. 제13b도는 fy-모드 진동의 임피던스 특성을 도시한 것이다. 제13c도에 도시한 바와 같이, fx-모드 진동의 공진 주파수(임피던스가 최소인 주파수)와 fy-모드 진동의 반공진 주파수(임피던스가 최대인주파수)를 설정하여 제7도에 도시한 단자 T23과 T24 사이에 얻어진 검출출력을 최대로 할 수가 있다.
제14도는 제7도에 도시한 자이로의 fx-모드 진동의 공진 주파수와 fy-모드 진동의 반공진 주파수와의 차와 정상화 출력전압과의 관계를 도시한 그래프이다. 공진 주파수와 반공진 주파수와의 차가 0일 때 출력전압을 1이 되도록 정상화시킨다. 제14도에서 주파수차가 0일 때 최대출력을 얻을 수 있다는 것을 알 수가 있다. 후술되는 제14도에 도시한 측정장치를 사용하여 그래프를 얻었다.
아암 12와 14의 폭과 아암 12와 14를 규정하는 슬릿의 폭을 변화시킴으로써 fx-모드 진동의 공진 주파수와 fy-모드 진동의 공진 주파수를 일치시킬 수가 있다. 제7도에 도시한 조립상태에서 상기 조정작업을 행하는 것은 어렵다.
상기점을 감안하여, 음차 10과 지지부재 18을 포함하는 공진장치에 일체로서 fy-모드 공진이 발생한다는 사실에 근거하여 다른 조정방법을 제안한다. 이 조정방법은 지지부재 18의 탄성특성을 변화시킴으로써 fy-모드 진동에 대한 검출측 전극사이에 얻어진 출력 임피던스를 증가시키는 데 있다. 더욱이, 캐소드-팔로워(에미터-팔로워)인 고임피던스 검출회로를 사용하는 것이 바람직하다.
제15a도 및 제15b도는 fy-모드 진동의 반공진 주파수를 조정하는 제1 방법을 도시한 것이다. 제1 방법은 음차 10을 부착한 지지부재 18의 타측에서 지지부재 18의 단부를 절단하는 것이다. 이러한 절단은 지지부재 18의 질량을 가소시키는데 있다. 절단부분을 제15a도에 d1으로서 표시하였다. 지지부재 18의 단부를 대칭적으로 절단하는 것이 바람직하다. 제15b도에 도시한 바와 같이, 지지부재 18의 질량이 작게될수록, fy-모드 진동의 반공진 주파수가 높게된다. fy-모드 진동의 공진 주파수가 fx-모드 진동의 공진 주파수와 같게 될 때까지 지지부재 18의 단부를 동일하게 절단한다.
제16a도는 제16b도에 도시한 지지부재 18의 길이 d의 함수로서 fx-모드 진동의 공진 주파수와 fy-모드 진동의 공진 주파수와의 관계를 도시한 것이다. fx-모드 진동이 fy-모드 진동과 독립하여 거의 일정하다. 즉, fx-모드 진동은 지지부재 18의 길이 d에 의존하지 않는다. 한편, fy-모드 진동은 지지부재 18을 포함하는 공진장치에서 발생하여, 길이 d가 길어짐에 따라 그 공진 주파수가 더 감소된다. 본 발명자의 실험에 의하면, 폭 4.7mm인 지지부재 18의 길이 d를 6mm와 12mm 사이에서 변화시킬 때 제16a도에 도시한 대응하는 선을 따라 약15kHz와 약 17kHz 사이에서 fy-모드 진동의 공진 주파수를 변화시켰다.
제17도는 지지부재 18의 길이 d의 함수로서 공진저항 R0의 변화를 보인 그래프이다. 지지부재 18의 길이 d가 짧아질수록, 공진저항 R0는 더 감소되어 공진 주파수가 높게된다. 본 발명자의 실험에 의하면, 공진저항 R0는 폭 4.7mm의 지지부재 18의 길이 d가 6mm와 12mm 사이에서 변화될 때 제17도에 표시한 선을 따라 약 1.0MΩ과 약 1.5MΩ 사이에서 변화되었다.
제18a도 및 제18b도는 반공진 주파수를 공진주파수와 균일하게 하는 제2 방법을 도시한 것이다. 제18a도에 도시한 바와 같이, 지지부재 18의 중심선에 대하여 대칭으로 홈 50을 형성한다. 이 홈50은 지지부재 18의 표면부상에 형성될 수가 있고, 또는 그 대향면을 함께 접속할 수가 있다. 홈 50은 지지부재 18의 강도를 조정하는 것이다.
제18b도는 홈 50의 길이 d2의 함수로서 fx-모드 진동과 fy-모드 진동의 공진 주파수를 보인 그래프이다. fx-모드 진동은 지지부재 18의 길이 d2에 관계없이 거의 일정한 공진 주파수를 갖는다. 한편, fy-모드 진동의 공진 주파수는 지지부재 18의 길이 d2가 길어짐에 따라 감소된다. 본 발명자의 실험에 의하면, fy-모드 진동의 공진 주파수는 폭 4.7mm, 길이 12.4mm의 지지부재 18에 형성된 홈 50의 길이 d2가 0mm에서 2mm까지 변활될 때 제18b도에 표시한 선을 따라 약 18kHz에서 약 17kHz까지 변화되었다.
제19도는 fy-모드 진동의 반공진 주파수를 조정하는 제3방법을 도시한 것이다. 고무등인 질량 52를 지지부재 18에 부가하므로, 공진 주파수를 감소시킬 수가 있다. 질량 52가 fy-모드 진동에 영향을 미치는 것을 방지하기 위하여, 지지부재 18의 중심선에 대하여 대칭으로 질량 52를 설치하는 것이 바람직하다.
제20도는 제7도에 도시한 자이로를 사용한 센서장치의 일부인 구동회로의 회로도이다. 제20도에 있어서, fx-모드 진동이 발생하는 자이로의 부분을 압전 진동체 CRY1로 표시하여 있다. 제20도에 도시한 구동회로는 진동체 CRY1, 위상 쉬프터 및 증폭회로로 구성되는 자려 발진회로이다. 이 위상쉬프터는 캐퍼시터 C1~C3, 및 저항 R1과 R2로 구성되다. 증폭회로는 트랜지스터 Tr1~Tr5 및 저항 R3~R7로 구성된다. 증폭회로의 입력과 출력사이에 압전 진동체 CRY1을 접속시킨다. 위상은 포지티브 귀환으로 되도록 위상 쉬프트를 행하여 자려 발진을 일으킨다. 캐퍼시터 C4와 C5는 전원 필터　 구성하여, 전원전압 VCC를 필터하고, 필터한 전압을 전원으로서 자려발진회로에 출력한다. 제20도에 있어서, 부호 T21과 T22는 제17도에 도시한 지지부재 18상에 설치된 단자 T21과 T22에 상당한다.
제21도는 자이로를 사용한 센서장치의 일부인 검출회로의 회로도이다. 제21도에 있어서, fy-모드 진동이 발생하는 자이로의 부분을 압전진동체 CRY2로 표시하여 있다. 제21에 도시한 검출회로는 상기 진동체 CRY2, 증폭회로, 저역필터, 검출회로, 저역필터와 구동트랜지스터 Tr9와 Tr10으로 구성된다. 증폭회로는 트랜지스터 Tr6을 포함한다. 저역필터는 캐퍼시터 C7과 저항 R11을 포함한다. 검출회로는 다이오드 D1과 D2, 및 트랜지스터 Tr7과 Tr8로 구성된다. 더욱이, 검출회로는 저항 R8-R10, R12-R14, R16-R20, 및 캐퍼시터 C6을 포함한다. 트랜지스터 Tr6의 출력은 그 에미터를 거쳐 출력되고, 커플링 캐퍼시터 C6, 다이오드 D1 및 저역필터를 거쳐 트랜지스터 Tr7의 베이스에 인가된다. 더욱이, 트랜지스터 Tr9의 콜렉터 전류는 저역필터와 다이오드 D2를 거쳐 트랜지스터 Tr8의 베이스에 인가된다.
트랜지스터 Tr10의 베이스는 스탠바이 모드(STANDBY MODE)단자로서 기능한다. 인에이블 신호(ENB(제21도의 바에 해당)가 저레벨(베이스 전류가 흐르는 바이어스 레벨)로 절환할 때, 검출회로는 활성화된다. 제21도에 표시한 부호 T23과 T24는 지지부재 18상에 설치된 단자 T23과 T24이다.
제22도는 제7도에 도신 LiTaO3를 사용한 음차형 진동 자이로(이하, 자이로를 참조번호 100으로 표시한)의 특성을 측정하는데 사용되는 측정장치의 블록도이다. 신세사이저 110은 fx-모드 진동을 구동한다. 스테이지 130에 부착된 자이로 100을 제어기 150의 제어하에 서보모터 140에 의하여 화살표로 표시한 방향으로 회전시킨다. 검출측 진동(fy-모드 진동)을 오실로스코프 120에 의하여 검출한다.
제23도는 상기 측정장치를 사용하여 얻은 검출결과의 그래프이다. 검출출력은 자이로 100의 회전에 의하여 사인파상으로 변화한다.
제24도는 상기 측정장치에 의하여 얻어진 검출출력(mV)와 각속도(dig/sec)와의 관계를 도시한 그래프이다. 제24도에서 검출출력이 각속도에 거의 수직하다는 것을 알 수가 있다.
실제로, 자이로가 진동체의 형상이나 크기에 오차가 있으면, 누설출력(누설전압)이 발생할 수도 있다. 이러한 오차는 2개의 아암 사이에 기계 커플링에 의하여 발생한다. 이러한 기계 커플링은 진동체의 차수 및/또는 부착단계에서의 위치오차에 의해 발생된다. 누설출력은 코리올리력에 의한 출력위에 놓여지므로, 검출출력(전압) 또는 감도가 저하될 수 있다. 기계커플링은 fy-모드 진동의 반공진 주파수를 fx-모드 진동의 공진 주파수와 같게 또는 거의 같게 설정할 때 현저하게 나타날 수 있다.
상기 누설출력을 제거하거나 감소시키는 것이 요망되는 경우에는, 상기한 음차 10을 제25도에 도시한 원리에 의하여 제조할 수가 있다.
제25도는 검출측 아암 12와 구동측 아암 14를 갖는 음차 10의 평면도이다. 본 발명자는 실험에 의하여 누설출력에 관하여 2종류의 진동체를 발견하였다. 그 중 하나를 대각선상에 구동측 아암 14의 2개의 대향하는 모서리 A 또는/ 및 검출측 아암 12의 2개의 대향하는 모서리 A'와 2개의 대향하는 모서리 B'의 적어도 1개를 절단하여 기계커플링을 감소시킬 수 있도록 한 것이다. 다른 하나는 대각선상에 구동측 아암 14의 2개의 대향하는 모서리의 적어도 1개 또는/ 및 검출측 아암 12의 대향하는 모서리 A'와 2개의 대향하는 모서리 B'의 적어도 1개를 절단(트리밍)하여 기계 커플링을 감소시킬 수 있도록 한 것이다. 상기 실험에서는, LiTaO3130°회전 y판 단결정을 사용하였다.
제26도는 모서리 트리밍과 효율과의 관계, 특히 제25도에 도시한 구동측 아암 14의 2개의 모서리 A중 하나를 절단하여 기계 커플링을 제거 또는 감소시킬 수 있는 진동체의 Q값의 변화를 보인 그래프이다. 주파수 조정전에, 누설전압은 약 -50dB이었다. 반공진 주파수와 공진 주파수를 균일하게 하기 위하여 주파수 조정후에는, 누설전압은 -20dB만큼 크게 되다. 이와 같이 증가된 누설전압은 구동측 아암 14의 2개의 모서리 14중 적어도 1개를 절단하여 약 -50dB와 같은 레벨 *1로 상당히 감소시킬 수 있었다. 모서리 A 대신에 모서리 B의 하나를 절단하는 경우, 누설전압은 레벨 *3으로 증가되었다.
2개의 아암 12와 14이 매우 균형지 잡히지 않으면, 기계 커플링은 모서리 A의 하나 또는 양쪽을 절단함으로써, 상당히 감소될 수가 없다. 이러한 경우에, 모서리 A' 또는 B'의 트리밍은 제26도에 도시한 *2로 표시한 바와 같이, 기계 커플링의 감소에 있어서 유효하다.
제27도는 트리밍 위치와 누설전압과의 관계를 도시한 것이다. 제27도에 있어서, 아암 14의 단부(자유단부)는 0%로서 표시되고 그 밑부분은 100%로서 표시된다. 제27도의 그래프를 얻기 위한 실험에서는, LiTaO3130°회전 y판 단결정을 사용하였다. 제27도에 도시한 진동체는 진동체의 저부 16이 아암 12와 14의 대향단부보다 약간 폭이 넓다는 점에서 제7도에 도시한 진동체와는 약간 다르다. 그러나, 제27도의 그래프는 제7도에 도시한 진동체에 대하여 거의 유효하다.
아암 14의 모서리를 레이저빔의 조사에 의하여 절단하여, 슬릿을 형성한다. 이렇게 형성된 슬릿의 폭은 레이저빔 스포트의 직경과 거의 같다. 아암 14의 모서리상에 레이저 빔을 조사하여 슬릿은 모서리를 형성하는 표면상에 같은 거리로 연장된다. 제27도의 그래프에서 누설출력(80%에 대하여 약 -45dB)을 상당히 감소시키기 위하여 슬릿이 70% 이치와 100% 위치 사이의 범위내에 형성되어야 함을 알 수가 있다. 또한, 50% 위치와 70% 위치사이에 슬릿을 형성하여 적어도 5dB만큼 누설출력을 감소시킬 수도 있다. 그러므로, 70% 위치와 100% 위치사이에서 슬릿을 형성하여 대충의 조정을 행하고 나서 50% 위치와 70% 위치사이에서 슬릿을 형성하여 미세조정을 행하는 것이 가능하다. 슬릿을 아암 14상에 0% 위치와 50% 위치사이에 형성하는 경우에도, 5dB 이하만 향상시킬 수 있고, 누설전류를 거의 감소시킬 수는 없다.
상기의 점은 아암 14상에 형성되는 슬릿이외에 검출측 아암 12상에 형성되는 슬릿에 대하여 실제 유효하다. 더욱이, LiNbO3단결정을 사용할 때 상술한 바와 같은 결과를 얻을 수가 있다. 또한, 박판상에 설치되는 압전부재를 갖는 진동체에 대하여 마찬가지의 결과를 얻을 수 있다.
제28도는 기계 커플링을 감소시키는 기능을 하는 슬릿을 가진 진동체를 도시한 것이다. 제28도에 있어서, 제7도에 도시한 구성요소와 같은 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였다. 제28도에 도시한 진동체는 구동측 아암 14의 모서리상에 형성되는 슬릿 52를 갖는다. 제28도에 도시한 나머지 구성요소는 제7도에 도시한 구성요소와 동일하다.
제29도는 이전에 설명한 바와 같이 적어도 하나의 슬릿을 형성하여 기계 커플링을 제거하기 전후에 얻어진 출력 전압과 각속도와의 관계를 도시한 그래프이다. 제29도의 그래프를 얻기 위하여 제22도에 도시한 측정장치를 사용하였다. 자이로를 각 속도 1deg/sec로 회전하면서 구동전압 200mVpp를 인가하였다. 얻어진 출력전압은 기계 커프링의 제거전에 0.12mV/(deg/sec)이었고, 기계 커플링의 제거후에 0.55vV/(deg/sec)이었다. 즉, 상술한 바와 같은 방식으로 기계 커플링을 제거하여 자이로의 감도를 향상시켰다.
제30도는 음차 10과 지지부재 18의 다른 어셈블리의 평면도이다. 제30도에 있어서, 제28도에 도시한 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하였다. 제30도에 도시한 음차 10은 제28도에 도시한 진동체의 배선패턴과는 다른 배선패턴을 갖는다. 배선패턴 40A는 전극 28과 30에서 연장되어 있다. 전극 24(제30도에는 나타나 있지 않음)에서 연장되는 배선패턴은 음차 10의 이면에 형성되고 상기한 단자 T2와 T12에 대응하는 단자와 도전성 부재가 설치된 관통공 62를 거쳐 지지부재 18상에 형성된 배선패턴 64에 결합되어 있다. 제30도에 도시한 나머지 구성요소는 제28도에 도시한 구성요소와 동일하다.
접지레벨로 설정된 배선패턴 40A는 제28도에 도시한 배선패턴 40보다 폭이 넓어, 보다 효과적인 차폐효과를 제공한다. 물론, 제30도에 도시한 구성을 제7도에 도시한 구성에 적용할 수가 있다. 이 경우에, 제30도에 도시한 슬릿 52는 형성되지 않는다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였다. 본 발명의 자이로는 카네비게이션 장치, 서스펜선(suspension)제어 장치 및 휴대용 VTR등의 각종 장치에 적용될 수가 있다.
각각 상술한 바와 같은 구성으로 되는 다수의 자이로에 의하여 다수의 방향으로 각속도를 검출할 수가 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 제한되지는 않고, 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 각종의 변화와 변경을 행할 수도 있다.

Claims (21)

  1. 압전부재를 갖는 음차 진동체와, 음차 진동체를 지지하는 지지부재로 구성되고, 상기 음차 진동체가 구동측 진동과 검출측 진동을 가지며, 상기 음차 진동체는 구동측 진동으로 공진하고, 상기 음차 진동체와 상기 지지부재는 일체로서 검출측 진동으로 공진하는 음차형 진동자이로.
  2. 제1항에 있어서, 구동측 진동의 공진 주파수가 검출측 진동의 반공진 주파수와 같거나 거의 같은 음차형 진동자이로.
  3. 제1항에 있어서, 검출측 진동의 기계적 Q값이 구동측 진동의 기계적 Q값보다 작은 음차형 진동자이로.
  4. 제2항에 있어서, 검출측 진동의 기계적 Q값이 구동측 진동의 기계적 Q값보다 작은 음차형 진동자이로.
  5. 제1항에 있어서, 상기 음차 진동체가 제1 및 제2 아암, 제1 아암에 설치된 검측전극, 및 제2 아암에 설치된 구동전극으로 구성되는 음차형 진동자이로.
  6. 제5항에 있어서, 상기 음차진동체가 제2 아암에 설치된 접지전극으로 구성되어, 구동전극이 접지전극에 대하여 플로팅상태에 있는 음차형 진동자이로.
  7. 제6항에 있어서, 상기 검출전극이 상기 접지전극에 접속된 전극을 포함하는 음차형 진동자이로.
  8. 제7항에 있어서, 제2 아암이 직사각형 단면을 갖고, 상기 접지전극에 접속된 상기 전극이 상기 제2 아암의 4개의 면중 3개면에 설치되는 음차형 진동자이로.
  9. 제1항에 있어서, 상기 지지부재가 지지부재의 탄성특성을 조정하여 검출측 진동의 반공진 주파수와 구동측 진동의 공진 주파수를 일치시키는 수단으로 구성되는 음차형 진동자이로.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수단이 지지부재의 강도를 조정하는 홈으로 구성되는 음차형 진동자이로.
  11. 제9항에 있어서, 상기 수단이 지지부재에 설치된 질량부재로 구성되는 음차형 진동자이로.
  12. 제1항에 있어서, 상기 진동체가 지지부재의 두께와 같거나 거의 같은 두께를 갖는 음차형 진동자이로.
  13. 제1항에 있어서, 진동체와 지지부재를 견고하게 고착하는 접착층으로 더 구성되는 음차형 진동자이로.
  14. 제1항에 있어서, 지지부재가 지지부재의 제1 단부에 검출측 진동을 감쇠하는 수단으로 구성되는 음차형 진동자이로.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수단이 지지부재에 진동체를 부착한 제2 단부와 제1 단부사이에 교대로 배치된 폭넓은 부분과 폭좁은 부분으로 구성되는 음차형 진동자이로.
  16. 제1항에 있어서, 소정의 부재에 지지부재를 지지하는 지지부로 더 구성되는 음차형 진동자이로.
  17. 제16항에 있어서, 상기 지지부가 핀부재와 핀부재를 지지하는 탄성부재로 구성되는 음차형 진동자이로.
  18. 제1항에 있어서, 진동체상에 형성된 제1 패턴, 지지부재상에 형성된 제2 패턴, 및 제1 패턴과 제2 패턴을 함께 전기적으로 접속하는 접속부재로 더 구성되는 음차형 진동자이로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 접속부재가 땜납과 페이스트중 하나로 구성되는 음차형 진동자이로.
  20. 제1항에 있어서, 상기 진동체가 압전단결정으로 구성되는 음차형 진동자이로.
  21. 진동자이로, 진동 자이로를 구동하는 구동회로, 및 진동 자이로에서 출력된 출력신호를 검출하는 검출회로로 구성되고, 상기 진동 자이로가 압전부재를 갖는 음차 진동체, 및 음차 진동체를 지지하는 지지부재로 구성되고, 상기 음차 진동체가 구동측 진동과 검출측 진동을 갖고, 상기 음차 진동체가 구동측 진동으로 공진하고, 상기 음차 진동체와 상기 지지부재가 일체로서 검출측 진동으로 공진하는 센서장치.
KR1019950027536A 1994-11-01 1995-08-30 음차형 진동 자이로 및 이를 사용한 센서장치 KR0156040B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26897694A JP3392959B2 (ja) 1994-11-01 1994-11-01 音叉形振動ジャイロ及びこれを用いたセンサシステム
JP94-268976 1994-11-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR0156040B1 true KR0156040B1 (ko) 1998-12-01

Family

ID=17465927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950027536A KR0156040B1 (ko) 1994-11-01 1995-08-30 음차형 진동 자이로 및 이를 사용한 센서장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5757107A (ko)
JP (1) JP3392959B2 (ko)
KR (1) KR0156040B1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0939296A3 (en) 1996-03-29 2001-01-17 Ngk Insulators, Ltd. Vibration gyro sensor, combined sensor, and method for producing vibration gyro sensor
US6747393B2 (en) 1996-11-26 2004-06-08 Ngk Insulators, Ltd. Vibrator, vibratory gyroscope, and vibration adjusting method
US6437483B2 (en) 1996-11-26 2002-08-20 Ngk Insulators, Ltd. Vibrator, vibratory gyroscope, and vibration adjusting method
US6018212A (en) 1996-11-26 2000-01-25 Ngk Insulators, Ltd. Vibrator, vibratory gyroscope, and vibration adjusting method
US5998911A (en) * 1996-11-26 1999-12-07 Ngk Insulators, Ltd. Vibrator, vibratory gyroscope, and vibration adjusting method
US6281619B1 (en) * 1997-05-09 2001-08-28 Citizen Watch Co., Ltd. Vibration gyro
JPH1194554A (ja) * 1997-09-17 1999-04-09 Fujitsu Ltd 音叉型圧電振動ジャイロ
US6651498B1 (en) * 1997-10-06 2003-11-25 Ngk Insulators, Ltd. Vibratory gyroscope, vibrator used in this gyroscope, method for analyzing vibration of the vibrator, method for supporting the vibrator, and method for manufacturing the vibratory gyroscope
JP2000009469A (ja) * 1998-06-18 2000-01-14 Fujitsu Ltd 圧電ジャイロおよびその駆動方法
JP2000009476A (ja) 1998-06-26 2000-01-14 Fujitsu Ltd 音叉型振動ジャイロ
JP3771100B2 (ja) * 2000-01-19 2006-04-26 アルプス電気株式会社 静電容量検出型センサおよびジャイロスコープならびに入力装置
JP2001255152A (ja) 2000-03-07 2001-09-21 Nec Corp 圧電振動ジャイロスコープおよびその周波数調整方法
JP4668441B2 (ja) * 2001-03-22 2011-04-13 シチズンホールディングス株式会社 振動ジャイロ
US6598475B2 (en) 2001-09-20 2003-07-29 Honeywell International Inc. Micromechanical inertial sensor having increased pickoff resonance damping
JP3791485B2 (ja) * 2002-06-04 2006-06-28 株式会社村田製作所 音叉形振動子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および音叉形振動子の製造方法
US6858972B2 (en) * 2002-06-21 2005-02-22 Ngk Insulators, Ltd. Vibrator, vibratory gyroscope, and vibration adjusting method
JP4640459B2 (ja) * 2008-07-04 2011-03-02 ソニー株式会社 角速度センサ
JP5838749B2 (ja) 2011-11-16 2016-01-06 セイコーエプソン株式会社 振動子、振動デバイスおよび電子機器
JP5970698B2 (ja) * 2012-03-29 2016-08-17 セイコーエプソン株式会社 振動片、センサーユニット、電子機器
JP2014190771A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 質量測定方法及び質量測定装置
TWI634742B (zh) * 2013-11-16 2018-09-01 精工愛普生股份有限公司 振動片、振動子、振盪器、電子機器及移動體
WO2020243682A1 (en) * 2019-05-30 2020-12-03 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Solid level measurement with vibrating rod sensors
CN110987153B (zh) * 2019-11-25 2021-12-03 威海仁昌电子有限公司 一种快速测试压电材料声发射响应性能的***

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3683213A (en) * 1971-03-09 1972-08-08 Statek Corp Microresonator of tuning fork configuration
US4069434A (en) * 1974-12-27 1978-01-17 Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha Quartz crystal oscillator
JPS5323589A (en) * 1976-08-18 1978-03-04 Seiko Epson Corp Crystal vibrator
JPS5370785A (en) * 1976-12-07 1978-06-23 Seiko Instr & Electronics Ltd Support structure of vibrator
JPS5379486A (en) * 1976-12-24 1978-07-13 Seiko Epson Corp Tuning-fork-shaped crystal vibrator
JPS53153832U (ko) * 1977-05-09 1978-12-04
JPS554176A (en) * 1978-06-27 1980-01-12 Seiko Instr & Electronics Ltd Crystal vibrator
JPS5513553A (en) * 1978-07-14 1980-01-30 Matsushima Kogyo Co Ltd Crystal vibrator
JPS5575319A (en) * 1978-12-04 1980-06-06 Seiko Epson Corp Tuning fork type oscillator
FR2464595A1 (fr) * 1979-08-31 1981-03-06 Ebauches Sa Procede de detection d'asymetrie de resonateurs a cristal piezoelectrique en forme de diapason et resonateurs pour sa mise en oeuvre
FR2467487A1 (fr) * 1979-10-15 1981-04-17 Ebauches Sa Resonateur piezoelectrique
JPS5694813A (en) * 1979-12-27 1981-07-31 Seiko Instr & Electronics Ltd Tuning fork type piezoelectric oscillator
JPS5760720A (en) * 1980-09-26 1982-04-12 Seiko Instr & Electronics Ltd Tuning fork type quartz vibrator
JPS57188124A (en) * 1981-05-14 1982-11-19 Seiko Epson Corp Tuning fork type piezoelectric oscillator
US4654663A (en) * 1981-11-16 1987-03-31 Piezoelectric Technology Investors, Ltd. Angular rate sensor system
JPS58105612A (ja) * 1981-12-17 1983-06-23 Seiko Instr & Electronics Ltd 音叉型振動子
US4540909A (en) * 1983-04-04 1985-09-10 Seiko Instruments & Electronics Ltd. Tuning fork type quartz crystal resonator with variable width base
JPS6238313A (ja) * 1985-08-13 1987-02-19 Tokyo Keiki Co Ltd ジャイロ装置
US4930351A (en) * 1988-03-24 1990-06-05 Wjm Corporation Vibratory linear acceleration and angular rate sensing system
JPH0215707A (ja) * 1988-07-01 1990-01-19 Seiko Electronic Components Ltd 水晶振動子の支持構造
SE466817B (sv) * 1989-02-27 1992-04-06 Bofors Ab Foer gyro avsett sensorelement
US5386726A (en) * 1989-10-03 1995-02-07 Akai Electric Co., Ltd. Vibratory gyroscope
US5056366A (en) * 1989-12-26 1991-10-15 Litton Systems, Inc. Piezoelectric vibratory rate sensor
SE512378C2 (sv) * 1991-01-08 2000-03-06 Colibri Pro Dev Ab För stämgaffelgyro avsett elektrodmönster
GB9212099D0 (en) * 1992-06-06 1992-07-22 Lucas Ind Plc Angular rate sensor and method of production thereof
DE4334736A1 (de) * 1992-10-12 1994-04-14 Nippon Soken Winkelgeschwindigkeitssensor und Verfahren zum Justieren desselben
EP0636860B1 (en) * 1992-11-17 1998-01-28 Citizen Watch Co. Ltd. Angular velocity detector circuit
US5388458A (en) * 1992-11-24 1995-02-14 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Quartz resonant gyroscope or quartz resonant tuning fork gyroscope
JPH0783671A (ja) * 1993-07-22 1995-03-28 Yoshiro Tomikawa 振動型ジャイロスコープ
JPH07113645A (ja) * 1993-10-15 1995-05-02 Toyota Motor Corp 振動ジャイロ
JP3029001B2 (ja) * 1993-10-28 2000-04-04 トヨタ自動車株式会社 振動子

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08128830A (ja) 1996-05-21
JP3392959B2 (ja) 2003-03-31
US5757107A (en) 1998-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0156040B1 (ko) 음차형 진동 자이로 및 이를 사용한 센서장치
US6439051B2 (en) Vibrators, vibratory gyroscopes, devices for measuring a linear acceleration and a method of measuring a turning angular rate
US5861705A (en) Tuning-fork vibratory gyro and sensor system using the same
US6223597B1 (en) Angular rate sensor and method of improving output characteristic thereof
KR100201531B1 (ko) 음차형 진동자이로
US5837895A (en) Vibrating gyroscope including a piezoelectric substrate polarized by a polarization inversion phenomenon
US6018997A (en) Tuning fork type oscillator and vibration gyroscope using same
JPH08313265A (ja) 音叉形振動ジャイロ及びこれを用いたセンサシステム並びに音叉形振動ジャイロの調整方法
EP1030164B1 (en) Vibratory gyroscopes and method for manufacturing the same
CA2208369C (en) Piezoelectric vibratory gyroscope utilizing an energy-trapping vibrationmode
KR19990029145A (ko) 음차형 압전 진동 자이로스코프
KR100219291B1 (ko) 진동 자이로스코프의 온도특성 조정방법
JP2001208545A (ja) 圧電振動ジャイロスコープ
JPH0979856A (ja) 音叉形振動ジャイロ
JPH10318756A (ja) 振動ジャイロ
JPH09304081A (ja) 圧電振動角速度計用振動子
JP2590553Y2 (ja) 圧電振動ジャイロ
JP3371609B2 (ja) 振動ジャイロ
JPH1019575A (ja) 圧電振動体
JP3690448B2 (ja) 圧電振動ジャイロ用圧電振動子
JP3640003B2 (ja) エネルギー閉じ込め振動モードを利用した圧電振動ジャイロ
JPH11281364A (ja) 圧電振動ジャイロ
JPH07318351A (ja) 振動子の支持構造
JPH08278145A (ja) 圧電振動角速度計
JPH11248463A (ja) 圧電振動ジャイロ用圧電振動子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120629

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130705

Year of fee payment: 16

LAPS Lapse due to unpaid annual fee