KR20060092268A - 회전 속도 코리올리 자이로스코프스코프를 이용한 회전속도/가속도의 측정방법과 상기한 방법을 수행하는 회전속도 코리올리 자이로스코프스코프 - Google Patents
회전 속도 코리올리 자이로스코프스코프를 이용한 회전속도/가속도의 측정방법과 상기한 방법을 수행하는 회전속도 코리올리 자이로스코프스코프 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 각각 제 1 및 제 2의 선형 진동자(31, 32, 41, 42)를 포함하는 커플링 시스템의 형태인 제 1 공진기(701) 및 제 2 공진기(702)를 구비하는 코리올리 자이로스코프스코프(1')와 관련이 있으며, 상기 제 1 공진기(701) 및 상기 제 2 공진기(702)는 공통 진동 축(72)을 따라 서로 반대 위상으로 진동한다. 본 발명의 커플링 시스템은 회전 속도와 가속도를 동시에 측정할 수 있으며, 교란, 예를 들어 외부적 혹은 내부적 작동 전동 등,의 영향에 민감하지 않다.
자이로, 자이로스코프, 코리올리 자이로스코프, 회전 속도, 가속도, 측정
Description
본 발명은 회전 속도 자이로스코프를 이용하여 가속도를 측정하는 방법과 이 목적에 이용되는 코리올리 자이로스코프와 관련되어 있다.
코리올리 자이로스코프(진동 자이로스코프라고도 한다)는 내비게이션 목적에서 점점 더 많이 이용되고 있다; 코리올리 자이로스코프는 진동(oscillation)이 야기되는 질량 시스템을 가지고 있다. 각 질량 시스템은 일반적으로 많은 수의 진동 모드를 가지고 있으며, 각 진동 모드는 처음에 서로 독립적이다. 상기 코리올리 자이로스코프를 가동하기 위해, 상기 질량 시스템의 특정한 진동 모드가 인공적으로 가진 되며, 이후부터 본문에서 이를 "가진 진동(excitation oscillation)"이라고 한다. 상기 코리올리 자이로스코프가 회전될 때, 상기 질량 시스템의 가진 진동으로부터 에너지를 끌어내는(draw) 코리올리 힘이 발생하고, 따라서 상기 질량 시스템의 또 다른 진동 모드가 전달(transmit) 되는데, 이를 "판독 진동(read oscillation)"이라고 하기로 한다. 코리올리 자이로스코프의 회전을 측정하기 위 해, 상기 판독 진동으로부터 신호가 추출되며(tapped off), 코리올리 자이로스코프의 회전에 나타내는 판독 진동의 진폭에 어떠한 변화들이 일어났는지를 측정하기 위해 대응되는 판독 신호가 조사된다. 코리올리 자이로스코프는 개방 루프 시스템(open-loop system)과 폐쇄 루프 시스템(closed-loop system)의 두 가지 형태가 모두 가능하다. 폐쇄 루프 시스템에서는, 판독 진동의 진폭은 각각의 제어 루프를 통해 고정 값-바람직하게는 영(zero)-으로 연속적으로 재설정된다.
이러한 경우 코리올리 자이로스코프의 상기 질량 시스템(역시 이하 본문에서 "공진기"라고 함)은 널리 다른 방법으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 하나의 집적 질량 시스템(an integral mass system)을 이용하는 것이 가능하다. 또 다른 방법으로, 스프링 시스템을 통해 서로 커플링 된, 서로 상대적인 움직임을 수행할 수 있는 두 개의 진동자(oscillator)로 상기 질량 시스템을 분리하는 것도 가능하다. 특히 두 개의 선형 진동자로 구성된 커플링 된 시스템을 포함하는 선형 이중 진동자 시스템(linear double-oscilator systems)에서는 높은 수치 정밀도(high dimensional accuracies)가 달성될 수 있다. 이중 진동자 시스템에서는, 상기 두 개의 선형 진동자를 서로 커플링 해 주는 상기 스프링 시스템이 일반적으로 상기 두 개의 선형 진동자가 제 1 진동 축에 대해 진동하도록 설계되며, 이 경우 상기 제 2 진동자는 부가적으로 상기 제 1 진동 축에 수직인 제 2 진동 축에 대해 진동을 수행할 수 있게 한다. 상기 제 2 진동 축에 대한 상기 제 2 진동자의 움직임은 이 경우 판독 진동으로 간주 될 수 있으며, 상기 제 1 진동 축에 대한 상기 제 1 진동자의 움직임은 가진 진동으로 간주 될 수 있다.
선형 이중 진동자 시스템은 상기 제 1 진동 축에 대한 상기 두 개의 선형 진동자의 진동이 상기 자이로스코프 프레임에 진동이나 반향(reflections)을 일으킬 수 있다는 단점을 가진다. 이 경우, 상기 "자이로스코프 프레임"은 기계적이고, 진동하지 않는 구조(mechanical and non-ocsillating part)이고 그 안에 진동자가 "삽입되어(embedded)" 있는 구조이며, 예를 들면 실리콘 웨이퍼의 비진동 부분 같은 것이다. 따라서, 상기 자이로스코프 프레임에서 일어나는 상기 전동 또는 반향은 상기 진동자의 운동에 교란(disturbances; 예를 들어, 댐핑 효과)을 일으킬 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 진동 축에 대한 상기 제1 및 제 2 선형 진동자의 진동은 제1 진동 축을 따라 작용하는 가속도 및 외부 전동에 의해 교란될 수 있다. 이와 유사하게, 상기 제 2 전동 축 방향으로 작용하는 가속도 및 외부 전동은 상기 제 2 선형 진동자의 진동을 교란할 수 있고, 이 축은- 앞에서 언급된 다른 모든 교란과 정확히 같은 방법으로- 측정된 회전 속도에 부정확성을 야기한다.
본 발명의 기본이 되는 목적이 코리올리 자이로스코프를 상술해 주는데, 이에 의해 앞서 언급된 상기 교란 효과의 결과로서 상기 판독 진동, 즉 상기 제 2 진동 축 방향으로의 상기 제 2 선형 진동자의 진동, 의 어떠한 교란이라도 폭 넓게 피하도록 하는 것이다.
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 청구항 제 1항에 청구된 코리올리 자이로스코프를 제시한다. 나아가 본 발명은 제 7항에 청구된, 회전 속도 코리올리 자이로스코프를 이용해 가속도/회전 속도의 측정방법을 제공한다. 본 발명 사상의 더욱 바람직한 개량과 진보는 각각 종속항에 기재되어 있다.
본 발명의 코리올리 자이로스코프는 제 1 및 제 2 공진기를 구비하고, 공진기가 각각 제 1 및 제 2의 선형 진동자를 포함하는 커플링 시스템의 형태이고, 상기 제 1 공진기가 상기 제 2 공진기에 기계적/전기적으로 결합/연결되어 있어서, 상기 두 공진기로 하여금 공통 진동 축을 따라 서로 반대 위상(antiphase)으로 진동되도록 되어 있다.
따라서, 본 발명의 상기 코리올리 자이로스코프는 두 개의 이중 진동자 시스템(즉 두 개의 공진기) 또는 네 개의 선형 진동자를 포함하는 질량 시스템을 구비한다. 상기 두 개의 공진기가 적절하게 설계될 때, 상기 두 개의 공진기의 상호 반대 위상 진동이 이 경우, 상기 질량 시스템의 무게 중심을 정지 상태로 유지되게 한다. 이는 따라서 댐핑/반향 형태의 교란을 야기하는 어떠한 외부 진동도 생성할 수 없는 상기 질량 시스템의 진동을 야기한다. 게다가, 외부 진동 및 공통 진동 축 방향 가속도는 상기 공통 진동 축에 대한 상기 두 공진기의 반대 위상 운동에 아무 영향을 미치지 않는다.
상기 제 1 공진기와 상기 제 2 공진기가 커플링 될 수 있으며, 일 예로 상기 제 1 공진기와 상기 제 2 공진기를 연결해 주는 스프링 시스템 같은 것을 통해서 커플링 될 수 있다. 더 나아가 상기 제 1 공진기와 상기 제 2 공진기가 정전기장을 통하여 커플링 될 가능성도 있다. 두 커플링 타입이 각각 혹은 병행하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 두 공진기가 같은 기판 위에 형성되어 있는 것만으로 충분하기 때문에 상기 기계적인 커플링은 상기 공통 기판에 의해서 제공되는 기계적인 접합 자체에 의해 대체된다.
상기 제 1 및 상기 제 2 공진기의 배치(configuration)는 질량 및 외관 면에서 바람직하게는 동일해야 한다. 이 경우, 상기 두 개의 공진기가 상기 공통 진동 축에 대해 직각인 대칭 축에 대해서, 서로 선 대칭(axially symmetrically) 되도록 정렬될 수 있으며, 즉 상기 제 1 공진기는 상기 대칭축에 의해 상기 제 2 공진기에 사상(mapped) 된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 두 공진기가 같은 질량을 가지는 것만으로 충분하며, 외관은 다르게 설계되어도 좋다.
이미 언급한 바와 같이, 상기 커플링 된 공진기는, 공진기의 두 진동자 모두가 제 1 진동 축에 대해 반대 위상 진동(가진 진동)되고, 상기 제 2 선형 진동자는 부가적으로 제 2 진동 축에 대해 진동(판독 진동)되도록 설계된다. 상기 제 1 및 상기 제 2 진동 축이 서로 직각이고, 공진기가 모두 상기 제 1 진동 축(공통 진동 축)에 대해 서로 반대 위상으로 진동이 유발된다면, 이때 상기 제 2 진동자는 코리올리 자이로스코프가 회전하는 동안 반대 방향으로 편향되고(antiphase deflection;반대 위상 편향), 그동안, 대조적으로, 상기 코리올리 자이로스코프가 가속되는 동안에는, 상기 제 2 선형 진동자는 같은 방향으로 편향된다(in-phase deflection; 동 위상 편향). 따라서 가속도 혹은 회전을 선택적으로 측정하는 것이 가능하다. 가속도는 동 위상 진동의 산정(evaluation)을 통해 측정할 수 있고, 회전 속도는 반대 위상 진동의 산정을 통해 측정할 수 있다. 이어지는 본문에서는, "동 위상"과 "반대 위상"이라는 표현들은 다음과 같은 뜻을 가진다: 가진 방향의 좌표를 x로 나타내고, 판독 방향의 좌표를 y로 나타낸다면, 동 위상 진동을 위해서는 x1 = x2, y1 = y2이어야 하고, 반대 위상 진동을 위해서는 x1 = -x2, y1 = -y2 이어야 한다(이 경우, 지표 "1"은 상기 제1 진동자를, 지표 "2"는 상기 제 2 진동자를 의미한다).
이런 이유에서, 본 발명은 선택적 혹은 동시에 회전 속도와 가속도를 측정할 수 있는 방법을 제공한다. 이 방법은 회전 속독과 가속도를 선택적 혹은 동시에 측정하기 위한 방법으로, 각각 제 1 및 제 2의 선형 진동자를 포함하는 커플링 시스템의 형태인 제 1 및 제 2 공진기를 포함하며, 제 2 진동자 편향의 산정 및 신호 추출에 의해 회전 속도가 측정되는 회전 속도 코리올리 자이로스코프를 이용한다. 이 방법은 다음과 같은 단계:
- 상기 두 공진기가 상기 공통 진동 축을 따라 서로 반대 위상 진동을 수행하는 단계,
- 측정하고자 하는 회전 속도의 척도(measure)가 되는 반대 위상 편향 성분(antiphase deflection component)을 결정함과 동시에/혹은 측정하고자 하는 가속도의 척도가 되는 공통 동 위상 편향 성분(common in-phase deflection component)을 결정하기 위해, 상기 제 2 진동자(41, 42)의 편향 값이 서로 비교되는 단계, 및
- 상기 동 위상 편향 성분/반대 위상 편향 성분으로부터 측정하고자 하는 회전 속도/가속도를 연산하는 단계를 구비한다.
바람직하게는 상기 공통 동 위상 편향 성분은 다음과 같이 결정된다: 상기 제 1 공진기 내에서 야기되는 제 1 직교 바이어스(quadrature bias) 및 상기 제 2 공진기 내에서 야기되는 제 2 직교 바이어스가 결정된다. 상기 제 1 및 제 2 직교 바이어스는 또한 공통 직교 바이어스 성분(동 위상 성분) 및 상이 직교 바이어스 성분(difference quadrature bias)(antiphase component; 반대 위상 성분)을 결정하기 위해 가감된다. 상기 공통 직교 바이어스 성분은 측정하고자 하는 가속도에 비례하며, 공통 동 위상 편향 성분과도 대응한다. 상기 상이 직교 바이어스 성분(difference)은 상기 반대 위상 편향 성분에 대응한다. 따라서 회전 속도는 상기 상이 직교 바이어스를 통해, 가속도와 동시에 측정될 수 있다.
앞서 서술된 상기 가속도 측정 원리의 이해를 돕기 위해, 선형 이중 진동자 시스템의 예를 이용해, 코리올리 자이로스코프의 물리적 원리가 다음 설명에서 간단히 다시 한번 설명될 것이다.
일반적으로, 코리올리 자이로스코프는 직교 바이어스, 즉 영점 오차를 가진다. 상기 직교 바이어스는 이 경우 복수 개의 직교 바이어스 성분을 포함한다. 이런 직교 바이어스 성분 중 하나가 상기 제 1 및 제 2 선형 진동자 간의 정렬 오차로부터 생기며, 이러한 정렬 오차는 피할 수 없으며, 제작 공차에 기인한다. 상기 두 선형 진동자 사이의 정렬 오차는 측정된 회전 속도 신호에 영점 오차를 생성한다.
상기 코리올리 힘은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
m 진동자의 질량
상기 코리올리 힘에 대해 반응하는 질량이 진동하는 질량과 같다면, 또한 진동자가 고유 주파수(ω)에서 작동된다면, 이때:
이다.
진동자의 속도는 다음과 같이 주어진다 :
이때,
ω 진동자의 고유 주파수.
진동자와 코리올리 가속도는 따라서 다음과 같이 주어진다:
두 가속도 벡터는 따라서 공간적으로 서로 직각이며, 시간 함수(공간 및 시간 직교)에서 서로 90°오프셋 되어 있다.
이 두 기준(criteria)은 진동자의 가속도
를 코리올리 가속도 
로부터 분리해내기 위해 이용된다. 상기 가속도 
와 
의 크기 비는 다음과 같다:
회전 속도 Ω = 5°/h 이고, 진동자의 고유 주파수 fs = 10 KHz 라면, 이때:
이다.
5°/h의 정확도를 위해, 상기 제 1 진동자와 제 2 진동자의 불필요한 커플링은 7.7·10-10을 넘지 않거나 이값으로 유지되어야만 한다. 스프링 요소에 의해 서로 커플링 된, 두 개의 선형 진동자를 포함하는 질량 시스템이 이용된다면, 이때 진동 모드와 측정 모드간의 스프링 요소 정렬 오차 때문에 공간 직교성(spatial orthogonality)의 정확도가 제한된다. 달성가능한 정확도(제조 공차에 의해 제한되는)는 10-3에서 10-4까지이다. 시간 직교성(time orthgonality)의 정확도는, 예를 들어 10KHz에서 최대로 오직 10-3 내지 10-4 내에 드는, 전기 기구의 위상 정확도(the phase accuracy of electronics)에 의해 제한된다. 이것은 위에 정의된 가속도 비율로는 조건이 만족스럽지 않음을 의미한다.
현실적으로, 측정된 가속도 비율(ac/as)의 최종 오차는:
이다.
공간 오차는 소위 직교 바이어스(BQ)를 야기하고, 시간 위상 오차(△φ)와 함께, 편의(B)를 야기하며:
BQ = 6.5·106 °/h 내지 6.5·105 °/h
△φ = 10-3 내지 10-4
B= BQ·△φ = 6,500 °/h 내지 65°/h [8]
로 나타낼 수 있다.
따라서 직교 바이어스가 측정 정확도의 가장 큰 제한 조건을 야기한다. 이 경우, 상기 오차 분석에서 오직 진동 모드와 판독 모드의 직접 커플링(direct coupling)만이 고려되어야 한다는 것을 유념해야 한다. 게다가 직교 바이어스 성분은, 예를 들어, 다른 진동 모드와의 결합의 결과로서, 존재하고 발생한다.
상기 코리올리 자이로스코프가 상기 제 1 진동자가 제 1 스프링 요소에 의해 코리올리 자이로스코프의 자이로스코프 프레임에 연결되어 있고, 상기 제 2 진동자는 각 경우 제 2 스프링 요소에 의해 상기 제 1 진동자 중 하나에 연결되어 있는 이러한 방식으로 설계된다면, 이때 측정되어야 하는 가속도는 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자 간의 상대적 정렬에서의 변이(change)를 야기하며, 이것은 특히 상기 제 2 스프링 요소의 정렬에서의 변이로 명백히 드러난다. 이 경우 상기 제 2 스프링 요소의 정렬 변이(alignment change)는 "인공적인" 직교 바이어스를 만들어내고, 이것은 다시 말해 상기 직교 바이어스 신호에서 "오차"이다. 따라서 대응하는 "인공적인" 직교 바이어스 성분을 만들어내는, 측정하고자 하는 가속도를 추론해내기 위해 상기 직교 바이어스의 결정값을 이용하는 것이 간접적으로 가능하다.
상기 제 1 및 상기 제 2 스프링 요소의 정렬은 바람직하게는 서로 직각이어야 한다. 상기 스프링 요소는 어떠한 모양을 가져도 좋다.
"제 1 직교 바이어스" 및 "제 2 직교 바이어스"라는 표현은 각 경우 바람직하게는 공진기의 총 직교 바이어스를 의미한다. 하지만, 본 발명에 따른 가속도 측정 방법에 있어서, 각 경우 각 공진기에서 오직 하나의 직교 바이어스만을 결정하는 것도 가능하며, 이 경우 결정된 직교 바이어스 성분은 적어도 가속도나 회전 속도에 의해 발생 되는 그 성분을 포함하여야만 한다.
바람직하게는 코리올리 자이로스코프는 상기 제 1 공진기에서 일어나는 제 1 회전 속도와 직교 바이어스 신호 및 상기 제 2 공진기에서 일어나는 제 2 회전 속도와 직교 바이어스 신호를 결정하기 위한 장치를 구비한다. 게다가, 상기 코리올리 자이로스코프는 상기 제 1 스프링 요소와 상기 자이로스코프 프레임 간의 정렬 각을 변이 및/또는 상기 제 2 스프링 요소와 제 1 진동자 간의 정렬 각을 변화시키는 정전기장 생성을 위한 장치를 구비할 수 있다. 그 장치를 통해 정전기장의 정렬/세기를 적절한 컨트롤 루프의 제공을 통해 조절하여, 상기 제 1 및 상기 제 2 직교 바이어스를 각 경우 가능한 작게 한다. 연산 유닛(computation unit)은 상기 제 1 및 상기 제 2 회전 속도/ 직교 바이어스 신호를 이용하여 회전 속도를 결정할 수 있고, 상기 제 1 및 상기 제 2 직교 바이어스를 보상하는 상기 정전기장의 동 위상 성분을 이용하여 측정하고자 하는 가속도를 추론할 수 있다.
따라서 상기 직교 바이어스는 바람직하게는 그 시작점 자체에서(at its point of origin itself) 제거되고, 즉 측정하고자 하는 가속도/회전에 의해 유발된 두 진동자의 상호 정렬 변이 값 및 상기 두 진동자의 상호 기계적인 정렬 오차가 하나 혹은 두 진동자 모두에 작용하는, 정전기장에 의해 생성된 정전기력에 의해 보상된다는 것이다. 이 타입의 직교 바이어스 보상은 회전 속도 및 가속도 모두가 좀 더 향상된 측정 정확도로 측정될 수 있다는 장점을 가진다.
특히 바람직한 실시예의 하나로, 상기 전자장은 상기 제 1 및 상기 제 2 스프링 요소가 서로 직교하게 만들기 위해 상기 제 1 및 상기 제 2 스프링 요소 간의 정렬 각을 바꾼다. 이런 정규직교화(orthogonalization)는 이런 방법으로 생성된 상기 직교 바이어스(성분)의 보상을 야기한다. 더 나아가 상기 직교 바이어스에 대한 기여가 직교성(orthogonality)에 대해 오차 각(error angle)을 설정하는 데 이용되어, 상기 모든 직교 바이어스가 사라진다. 상기 제 2 스프링 요소와 상기 제 1 진동자 간의 정렬 각은 바람직하게는 정전기장에 의해 변이되며, 상기 제 1 스프링 요소와 코리올리 자이로스코프의 자이로스코프 프레임 간의 정렬 각은 변이되지 않는다. 하지만, 상기 정전기장은 상기 제 1 스프링 요소의 정렬 각만을 변이시키는데 혹은 상기 제 1 및 상기 제 2 스프링 요소 모두의 정렬 각을 변이시키는데에도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 코리올리 자이로스코프의 특히 바람직한 실시예 중 하나는:
- 반대 위상으로 가진 되고, 각각 제 2 선형 판독 진동자를 포함하는, 두 개의 커플링 된 제 1 선형 진동자("하위 공진기(sub-resonators)")를 포함하는 시스템의 형태인 ("전체적인(overall)")공진기,
- 상기 두 개의 커플링 된 제 1 진동자와 상기 제 2(판독) 진동자 간의 정렬을 변이시키는, 적어도 하나의 정전기장을 생성하기 위한 장치,
- 가진 진동자에 대한 상기 두 진동자의 정렬 오차 및 더 나아가 커플링 메커니즘에 의해 유발된 상기 판독 진동자의 직교 바이어스를 결정하기 위한 장치,
- 적어도 하나의 대응하는 제어 신호에 의해서 각각 적어도 하나의 정전기장의 강도를 조절해서 결정된 직교 바이어스를 가능한 작아지게 하는 컨트롤 루프,
- 각 경우 적어도 하나의 제어 신호의 차와 합을 형성(form)하고, 그것들을 회전 속도와 가속도를 결정하는데 이용하는 연산 유닛을 구비하는 것이다.
이론적으로는, 단지 결정된 직교 바이어스에 기초해 가속도와 회전 속도를 계산해 낼 수 있으며, 다시 말해 직교 바이어스를 결정하기 위해 제 1 및 제 2 직교 바이어스를 보상하는 것이 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 하지만, 이것은 위상 공차가 상기 회전 속도와 상기 직교 바이어스를 상호 혼재(being mixed with one another)시키기 때문에, 측정 정확성이라는 이유에서 도움이 된다. 본 발명은 두 안을 모두 다루고 있다.
상기 공진기 내에서 상기 제 2 진동자가 각각 "일단에서" 상기 제 1 진동자에 부착되거나 죄어진 것이 바람직하다는 것이 확인된다. 이 경우 "일단에서 죄어진" 것은 이 경우 문자 그대로의 의미뿐 아니라 일반적인 의미에서 이해될 수 있다. 일반적으로, "일단에서" 부착 혹은 죄어진다는 것은 제 1 진동자로부터 제 2 진동자에, 본질적으로 제 1 진동자의 "일측"으로부터 힘이 유도된다(introduce)는 것을 의미한다. 만약, 일례로, 상기 진동자 시스템이 상기 제 2 진동자가 상기 제 1 진동자와 접해 있고, 제 2 스프링 요소에 의해 그것에 연결되도록 설계되었다면, 이때 "일단에서 죄어지거나 부착된" 이라는 말은 다음과 같이: 상기 제 1 진동자가 제 2 진동자를 제 2 스프링 요소에 의하여 번갈아 "밀침" 혹은 "당김"으로써, 상기 제 2 진동자가 상기 제 1 진동자에 의해 움직임이 재조정된다는 의미를 내포한다.
상기 제 1 진동자의 일 단에 죄어진 상기 제 2 진동자는, 이것에 기인한 상기 제 2 진동자의 정렬/위치 변화의 결과로서, 정전기력이 상기 제 2 진동자에 가해질 때, 상기 제 2 스프링 요소은 약간 구부러질 수 있으며, 따라서 아무 문제 없이 상응하는 상기 제 2 스프링 요소의 정렬 각을 변화시키는 장점을 가진다. 만약 이러한 예에서, 상기 제 1 진동자가 움직이는 동안, 상기 제 2 진동자가 동시에 상기 제 2 스프링 요소에 의해 "당겨지고", "밀쳐지는" 방식으로 부가적인 제 2 스프링 요소에 부착된다면, 이것은 상기 제 2 진동자가 "양 단에서" 상기 제 1 진동자에(상기 제 1 진동자의 양 반대 단에서부터 힘이 가해짐으로써) 죄어지거나 부착된 것에 상당하다(equivalent). 이 경우, 상기 부가적인 제 2 스프링 요소는 정전기장이 가해질 때, 상응하는 반대력(opposing forces)을 만들어냄으로써 상기 제 2 스프링 요소의 정렬 각의 변화가 일어나기 어렵게 한다. 하지만, 상기 부가적인 제 2 스프링 요소가, 이 경우 마찬가지로 아무런 문제 없이 상기 모든 스프링 요소이 구부러질 수 있도록 이런 스프링 요소의 영향이 작도록 설계된 때, 다시 말해 상기 조임이 사실상 일단에서 이루어진 때, 양 단에서의 조임이 용인된다. 상기 진동자 구조의 설계에 따라, 일단에의 조임이 바로 상기 부가적인 제 2 스프링 요소의 "영향"(유도력;force introduction)을 40% 이하로 함으로써 효과적으로 제공될 수 있다. 하지만, 이러한 수치(value)가 본 발명에 어떠한 제한을 하는 것은 아니며, 제 2 스프링 요소의 영향이 40% 이상인 경우도 가능하다. 또 한 예로, 일단에의 조임은, 서로 같은 평면 위에서 평행하게 정렬된 제 2 진동자와 제 1 진동자를 연결해주는, 상기 제 2 스프링 요소 모두에 의해 이루어진다. 상기 제 2 스프링 요소의 모든 시작점과 끝점들이 각 경우 상기 제 1 및 제 2 진동자의 같은 끝점에 부착되어 있다. 상기 제 2 스프링 요소의 상기 시작점과 끝점들은 이 경우 바람직하게는 각 공통 축 위에 있어야 하며, 상기 축은 상기 제 2 스프링 요소와 직각으로 교차한다.
만약 상기 제 2 진동자가 상기 제 1 진동자의 일단에 부착 혹은 조임 된다면, 이때 상기 자이로스코프 프레임 위에서 상기 제 1 스프링 요소가 상기 제 1 진동자의 양단("일단에서" 및 "양단에서"라는 표현은 여기서 유사하게 사용된다.)에 조여질 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 하지만, 이에 대한 대안으로, 상기 스프링 요소가 상기 제 1 스프링 요소의 일단에 조여지도록 설계될 수도 있다. 또 한 예로, 상기 제 1 진동자와 상기 코리올리 자이로스코프의 자이로스코프 프레임을 연결하는 모든 상기 제 1 스프링 요소가, 바람직하게는 상기 제 1 스프링 요소의 시작점과 끝점들을 각각 공통 축 위에 위치시킴으로써, 서로 같은 평면 위에서 평행하게 정렬될 수 있다. 동등하게 상기 제 1 진동자가 상기 자이로스코프 프레임 위에서 일단이 조여지고, 상기 제 2 진동자가 제 1 진동자에 의해 양단이 조여지도록 상기 스프링 요소가 설계될 수 있다. 두 진동자 모두가 양단이 조여지도록 하는 것도 가능하다. 직교 바이어스 보상에 있어서, 적어도 상기 두 진동자 중 하나는 일단에서 조여짐이 유리하다는 사실이 발견되었다.
본 발명은 이후 본문에서 도면에 나타난 한 전형적인 실시예를 참조하여 더욱 자세히 설명될 수 있으며, 도면에서;
도 1은 두 개의 선형 진동자를 포함하는, 상기 제 1 진동자를 가진 하는데 이용되는 상응하는 컨트롤 루프를 수반하는 질량 시스템의 가능한 일 실시예를 보여준다.
도 2는 두 개의 선형 진동자로 이루어진, 회전 속도(Ω) 및 직교 바이어스(BQ)를 위한 상응하는 측정 및 컨트롤 루프와 상기 직교 바이어스(BQ)의 보상을 위한 보조 컨트롤 루프를 수반하는, 질량 시스템의 가능한 일 실시예를 보여준다.
도 3은 회전 속도(Ω) 및 직교 바이어스(BQ)의 측정 및 컨트롤 루프와 직교 바이어스(BQ)의 보상을 위한 보조 컨트롤 루프를 수반하는 네 개의 선형 진동자를 포함하는, 본 발명에 따른 질량시스템의 외형 스케치를 보여준다.
도 4는 도 3의 상기 컨트롤 시스템의 바람직한 일 실시예를 보여준다.
도 1은 전극(electrodes) 및 관련된 수치산정/가진 전자장치(2)의 계통도(block diagram)를 수반하는 선형 이중 진동자(1)의 개략적인 설계를 보여주다. 상기 선형 이중 진동자(1)은 실리콘 웨이퍼의 에칭 공정에 의해 생산되는 것이 바람직하며, 상기 선형 이중 진동자 1은 제 1 선형 진동자(3), 제 2 선형 진동자(4), 제 1 스프링 요소(51 내지 54), 제 2 스프링 요소(61, 62) 및 매개 프레임 부분(71, 72)과 자이로스코프 프레임 부분(73, 74)을 포함한다. 상기 제 2 선형 진동자(4)는 상기 제 1 선형 진동자(3) 내에 진동할 수 있는 상태로 장착되어 있고, 또한 상기 제 2 스프링 요소(61, 62)에 의해 상기 제 1 선형 진동자(3)에 연결되어 있다. 상기 제 1 선형 진동자(3)는 상기 자이로스코프 프레임(73, 74)에 상기 제 1 스프링 요소(51 내지 54) 및 매개 프레임(71, 72)에 의해 연결되어 있다.
게다가, 제 1 가진 전극(81 내지 84), 제 1 판독 전극(91 내지 94), 제 2 가진 전극(101 내지 104) 및 제 2 판독 전극(111 및 112)이 장치된다. 상기 전극 모두 는 기계적으로 상기 자이로스코프 프레임에 연결되어 있으나, 전기적으로는 고립되어 있다. 상기 "자이로스코프 프레임"이란 표현은 진동자가 "삽입된" 기계적, 비 진동 구조를 의미하며, 예를 들면 실리콘 웨이퍼의 비 진동 부분과 같은 것이다.
만약 상기 제 1 선형 진동자(3)가 상기 제 1 가진 전극(81 내지 84)에 의해 X1 방향으로 진동하도록 가진 되면, 이러한 움직임이 상기 제 2 스프링 요소(61, 62)를 통과하여 상기 제 2 선형 진동자(4)에 ("당김"과 "밀침"을 번갈아가며) 전달된다. 상기 제 1 스프링 요소(51 내지 54)의 수직 정렬은 상기 제 1 선형 진동자(3)가 X2 방향으로 움직이는 것을 방지한다. 하지만, 상기 제 2 선형 진동자(4)에 의해 상기 제 2 스프링 요소(61, 62)의 수평 정렬의 결과로서 수직 진동이 일어날 수 있다. 그에 따라 상응하는 코리올리 힘이 발생할 때, 상기 제 2 선형 진동자(4)는 X2방향으로 진동하도록 가진 된다.
상기 제 1 판독 전극(91 내지 94)으로부터 판독되며 상기 제 1 선형 진동자(3)의 X1 방향 움직임의 진폭/주파수에 비례하는 판독 신호는 적절한 증폭기(amplifier) 요소(21, 22 및 23)를 통해 아날로그/디지털 변환기(24)로 제공된다. 아날로그/디지털 변환기(24)로부터 적절하게 디지털화된 출력 신호가 제 1 복조기(25)에 의해서뿐만 아니라 제 2 복조기(26)에 의해서도 역시 상응하는 출력 신호를 형성하도록 복조(demodulate) 되며, 두 복조기는 서로 90°오프셋 되어 작동한다. 상기 제 1 복조기(25)로부터 나온 상기 출력 신호는 상기 가진 진동(상기 질량 시 스템 1의 X1방향 진동) 주파수를 조절하기 위해 제 1 조절기(regulator; 27)로 제공되며, 그 출력 신호가 주파수 생성기(frequency generator; 30)를 통제하여 상기 복조기(25)로부터 아래 방향으로 야기되는 신호를 0점으로 조절한다. 이와 유사하게, 상기 제 2 복조기(26)로부터 나온 출력 신호는 일정한 값으로 조절되며, 이는 상기 전자장치의 구성 부품(29)에 의해 미리 결정된 값이다. 제 2 조절기(31)는 상기 가진 진동의 진폭이 조절되는 것을 보장한다. 상기 주파수 생성기(30) 및 상기 진폭 조절기(31)로부터 나온 출력 신호는 배율 기(multiplier; 32)에 의해 서로 곱해진다. 배율 기(32)로부터 나온, 상기 제 1 가진 전극(81 내지 84)에 가해져야 하는 힘에 비례하는 출력 신호는, 디지털 힘 신호를 이용해 디지털 전압 신호를 만들어내는 제 1 힘/전압 전환기(33) 및 제 2 힘/전압 전환기(34)에 작용한다. 상기 힘/전력 변환기(33, 34)에서 나온 상기 디지털 출력 신호는 제 1 및 제 2 디지털/아날로그 변환기(35, 36)를 통해서 상응하는 아날로그 전압 신호로 전환되며, 이후 상기 아날로그 전압 신호는 상기 제 1 가진 전극(81 내지 84)으로 보내진다. 상기 제 1 조절기(27) 및 제 2 조절기(31)는 상기 제 1 진동자(3)의 고유주파수를 재정리하며, 상기 가진 진동의 진폭을 미리 결정된 특정 값으로 맞춘다.
코리올리 힘이 일어날 때, 이로부터 야기된 상기 제 2 진동자(4)의 X2 방향의 움직임(판독 진동)은 제 2 판독 전극(111, 112) 및 적절한 증폭기 요소(40, 41 및 42)를 통해 상기 아날로그/디지털 전환기(43; 도 2)로 제공되는 판독 진동의 움직임에 비례하는 판독 신호에 의해 탐지된다. 상기 아날로그/디지털 전환기(43)로 부터 나온 디지털 출력 신호는 상기 제 3 복조기(44)에 의해 직접-바이어스 신호(direct-bias signal)와 위상이 같게 복조 되며, 제 4 복조기(45)에 의해 복조 되고, 90°오프셋 된다. 상기 제 1 복조기(44)로부터 나온 상응하는 출력 신호는 상기 제 3 조절기(46)로 공급되고, 그 출력 신호는 보상 신호이며, 측정하고자 하는 회전 속도(Ω)와 상응한다. 상기 제 4 복조기(45)로부터 나온 출력 신호는 제 4 조절기(47)로 제공되고, 그 출력 신호는 보상 신호이며, 보상되어야 하는 상기 직교 바이어스에 비례한다. 상기 제 3 조절기로부터 나온 출력 신호는 제 1 변조기(modulator; 48)에 의해 변조되고, 상기 제 4 조절기(47)로부터 나온 출력 신호는 이와 유사한 방법으로 제 2 변조기(49)에 의해 변조되어, 진폭 조절된(amplitude-regulated) 신호에 상기 X1 방향 진동(
, 
)의 고유 주파수에 상응하는 주파수가 공급된다. 상기 변조기(48, 49)로부터 나온 상응하는 출력 신호는 부가 단계(50)에서 부가되며, 그 출력 신호는 제 3 힘/전압 변환기(51) 및 제 4 힘/전압 변환기(52) 둘 모두에 공급된다. 상기 힘/전압 전환기(51, 52)를 위한 상응하는 출력 신호는 디지털/아날로그 전환기(53, 54)에 공급되고, 그 아날로그 출력 신호는 상기 제 2 가진 전극(102 내지 103)으로 제공되고, 상기 제 2 진동자(4)의 진동 진폭을 리셋한다.
상기 제 2 가진 전극(101 내지 104)에 의해 상기 정전기장(혹은 전극 쌍 101, 103 및 102, 104에 의해 공급되는 상기 두 정전기장)은 상기 제 2 진동자(4)의 X2 방향 정렬/위치를 변화시키며, 게다가 상기 제 2 스프링 요소(61 내지 62)의 정렬을 변화시킨다. 상기 제 4 조절기(47)는 상기 제 2 가진 전극(101 및 104)에 제공되는 신호를 조절하여 상기 제 4 복조기의 보상 신호에 포함된 상기 직교 바이어스를 가능한 한 작게 하거나 없어지게 한다. 제 5 조절기(55), 제 5 및 제 6 힘/전압 전환기(56, 57) 및 두 개의 아날로그/디지털 변환기(58, 59)가 이러한 목적에서 이용된다.
상기 직교 바이어스의 측정치(measure)인 상기 제 4 조절기(47)에서 나온 출력 신호는 상기 제 5 조절기(55)로 제공되고, 그것은 두 가진 전극(101 및 104)에 의해 상기 직교 바이어스(BQ)가 사라지도록 생성된 정전기장을 조절한다. 이러한 목적에서 상기 제 5 조절기(55)로부터 나온 출력 신호는 각각 상기 제 5 및 제 6 힘/전력 전환기(56, 57)로 제공되고, 전환기는 상기 디지털 힘/상기 제 5 조절기로부터 나온 출력 신호를 디지털 전력 신호를 생성하는데 이용한다. 이것들은 이때 아날로그/디지털 전환기(58, 59)에서 아날로그 전압 신호로 전환된다. 상기 아날로그/디지털 전환기(58)로부터 나온 상기 아날로그 출력 신호는 상기 제 2 가진 전극(101) 또는 다른 대안으로는 제 2 판독 전극(111)으로 제공된다. 상기 아날로그/디지털 전환기(59)로부터 나온 상기 아날로그 출력 신호는 상기 제 2 가진 전극 (104), 또는 다른 대안으로는 제 2 판독 전극(112)에 제공된다.
상기 제 2 진동자(4)가 오직 상기 제 2 스프링 요소(61 내지 62; 일 단에서 조임)에 의해서만 조여지므로, 이러한 스프링 요소의 정렬은 아무런 문제 없이 상기 정전기장에 의해 변화될 수 있다. 부가적인 제 2 스프링 요소를 장치하는 것도 가능하며, 이것들은 제 2 진동자가 양단에서 조여지도록 하며, 실질적으로 일단에서의 조임이 수행되는 것을 보장하도록 이러한 부가적인 스프링 요소가 적절하게 설계되도록 장치된다. 게다가 상기 스프링 요소(51, 52) 및 상기 스프링 요소(53, 54)에 상기와 같은 효과를 부여하기 위해, 이때 상기 제 1 진동자(3)가 일단에서 조여지도록 하면서(이와 함께 적절히 변경된 전극 배치를 통해서, 여기서는 미도 시 됨) 상기 제 3 및 제 4 스프링 요소(53, 54) 및 상기 제 1 및 제 2 스프링 요소(51, 52)가 생략될 수 있다. 이 상황에서, 상기 제 2 진동자(4)는 양단에서 조여지게 하기 위해 또한 여분의 스프링 요소에 의해 상기 제 1 진동자에 부착될 수 있다.
본 발명 및 그 작동 방법에 따른 상기 코리올리 자이로스코프의 바람직한 일 실시 예는 도 3을 참조하여 다음 설명에서 좀 더 상세히 기술될 것이다.
도 3은 제 1 공진기(701) 및 제 2 공진기(702)를 포함하는 커플링 시스템(1')의 개략적인 배치를 보여준다. 상기 제 1 공진기(701)은 상기 제 2 공진기(702)에 기계적인 커플링 요소(71; 스프링)를 통해서 커플링 되어 있다. 상기 제 1 및 상기 제 2 공진기(701, 702)는 동일하며, 대칭 축(73)을 통해 서로 사상(mapped onto one another) 된다. 상기 제 1 및 제 2 공진기(701, 702)의 설계는 도 1 및 도 2 와 함께 이미 설명되었으며, 그러므로 다시 설명하지 않을 것이다; 동일 (identical)하고 상호 대응하는 구성 요소 혹은 구성 요소 그룹은, 다른 인덱스(indices)에 의해 식별되는 다른 공진기와 관련이 있는 동일한 구성 요소의 같은 참조 번호(reference numbers)로 식별된다.
도 3에 도시된 이중 진동자와 도 1 및 도 2에 도시된 이중 진동자 간 가장 큰 차이는 상기 개별 전극 중 일부가 물리적으로 하나의 총체적인(overall) 전극을 형성하기 위해 결합 된 것이다. 예를 들어, 도 3에서 참조 번호 81, 82, 91 및 92로 식별되는 상기 개별 전극은 따라서 공통 전극을 형성한다. 게다가, 참조 번호 83, 84, 93 및 94로 식별되는 상기 개별 전극이 공통 전극을 형성하며, 참조번호 104, 102, 112 및 참조번호 111, 103, 101의 개별 전극은 각 하나의 총체적인 전극을 형성한다. 유사한 방법으로 다른 이중 진동자 시스템에도 똑같이 적용된다.
본 발명에 따른 상기 커플링 시스템(1')을 가동하는 동안, 상기 두 공진기 (701, 702)는 공통 진동 축(72)을 따라 반대 위상으로 진동한다. 상기 커플링 시스템(1')은 따라서 외부 교란 혹은 상기 커플링 시스템(1') 자체에서 상기 공진기(701 및 702)가 장착된(mounted) 기판으로 방출되는 교란의 여지가 없다.
커플링 시스템(1')이 회전할 때, 상기 제 2 진동자(41 및 42)는 서로 반대 방향으로(X2 방향 및 X2의 반대 방향으로) 편향된다. 커플링 시스템(1')의 가속도가 발생할 때, 상기 제 2 진동자(41 및 42)는 각각 같은 방향, 엄밀히 말하면 X2 방 향으로 주어지는 가속도와 같은 방향으로, 혹은 그와 반대 방향으로 편향된다. 가속도와 회전은 따라서 동시에 혹은 선택적으로 측정될 수 있다. 상기 공진기(701, 702)에서 측정 과정과 동시에 직교 바이어스 보상이 수행될 수 있다. 하지만, 이것은 절대적으로 본질적인 것은 아니다.
이론적으로, 도 1 및 도 2에 묘사된 측정/가진 전자 장치(electronics; 2)를 기초로 하여 상기 커플링 시스템(1')을 작동시키는 것이 가능하다. 하지만, 도 3 에 도시된 실시 예에서는 이 방법 대신 다른 방법(반송 주파수 법; carrier frequency method)이 이용된다. 이 작동 방법은 다음 본문에서 설명될 것이다.
참조 번호(2')로 식별되는 상기 측정/가진 전극(2)은 세 컨트롤 루프를 구비한다: 상기 공통 진동 축(72)에 대한 제 1 진동자(31 및 32)의 반대 위상 진동을 컨트롤 및/또는 가진을 위한 제 1 컨트롤 루프, X2 방향에 따른 제 2 진동자(41)의 진동을 리셋 및 보상하기 위한 제 2 컨트롤 루프 및 X2 방향에 따른 제 2 진동자(42)의 진동을 리셋 및 보상하기 위한 컨트롤 루프이다. 상기 기술된 세 컨트롤 루프는 증폭기(60), 아날로그/디지털 전환기(61), 신호 분할 모듈(signal seperation module; 62), 제 1 내지 제 3 복조 모듈(631 내지 633), 컨트롤 모듈(64), 전극 전압 연산 모듈(electrode voltage calculation module; 65), 반송파 부가 모듈(67) 및 제 1 내지 제 6 디지털/아날로그 전환기(661 내지 666)를 가진다.
반송파(carrier frequency)는 반대 위상 진동의 또는 상기 제 2 진동자(41, 42)의 진동의 가진 신호 추출(tapping excitation)을 위해 다양한 방법으로: a) 각 주파수가 각 컨트롤 루프와 관련이 있는 다른 세 주파수를 이용하는 방법, b) 시분할 다중화 방법(time-division multiplexing)을 이용한 구형파(square-wave) 신호를 이용하는 방법, 혹은 c) 랜덤 위상 스크램블링(random phase scrambling; stochastic modulation method; 확률 변조법)을 이용하는 방법으로 전극(81 내지 88, 91 내지 98, 101 내지 108 및 111 내지 114)에 적용될 수 있다. 상기 반송파는 반송파 부가 모듈(67)에서 생성되어 앞서 언급한 주파수 신호에 대해 반대 위상으로 가진 되는, UyAo, UyAu(상기 제 2 진동자 41에 대하여), Uxl, Uxr(상기 제 1 진동자 42의 반대 위상 공진에 대하여) 및 UyBu, UyBo(제 2 진동자 42에 대하여)를 통하여 전극(81 내지 88, 91 내지 98, 101 내지 108 및 111 내지 114)에 적용된다. 제 1 및 제 2 진동자(31, 32, 41 및 42)는, 이 경우 질량 시스템에 대한 서스펜션 포인트(suspension points)로서의 작용에 더해 부가적으로 신호 추출 전극(tapping electodes)으로 이용되는, 상기 자이로스코프 프레임의 참조 번호 77, 79, 711 및 713으로 식별되는 부분을 통해 신호 추출(tapped off)된다. 이런 목적에서 상기 두 개의 공진기(701, 702)는 바람직하고 유리하게는 상기 모든 프레임, 스프링 및 연결부가 전기 전도체로 설계된다. 자이로스코프 프레임 부분의 수단(77, 79, 711 및 713)에 의해 추출되고 상기 증폭기(60)에 제공되는 신호는, 세 가지 모든 진동 모드에 관 한 정보를 포함하고, 상기 아날로그/디지털 변환기(61)에 의해 신호 분할 모듈(62)로 제공되는 디지털 신호로 전환된다. 상기 조합 신호(assembled signal)는 신호 분할 모듈(62)에서 다른 세 개의 신호: x(상기 반대 위상 진동에 대한 정보를 포함), yA(상기 제 2 진동자 41의 편향에 대한 정보를 포함), yB(제 2 진동자 42의 편향에 대한 정보를 포함)로 분할된다. 상기 신호는 이용되는 반송파 법(위의 a) 내지 c)를 보라)의 타입에 따라 다르게 분할된다. 상기 신호 x, yA 및 yB는, 0°및 90°에 대한 상기 반대 위상 진동의 작동 주파수를 이용하여 그것을 복조하는, 복조 모듈(631 내지 633)로 제공된다. 신호 Fxl/r 혹은 Uxl/r의 조절/연산을 위한 전극 전압 연산 모듈(65) 및 상기 컨트롤 모듈(64)은 바람직하게는 도 1에 도시된 전자 모듈(2)과 유사하게 배치된다. 신호 FyAo/u, UyAo/u 및 FyBo/u, UyBo/u의 조절/연산을 위한 상기 전극 전압 연산 모듈(65) 및 상기 컨트롤 모듈(64)은 바람직하게는 도 2에 도시된 전자 모듈(2)과 유사하게 설계된다.
도 4는 도 3에서 참조 번호 64로 식별되는 상기 컨트롤 시스템의 바람직한 일 실시 예를 보여준다. 상기 컨트롤 시스템(64)은 제 1 내지 제 3 부분(641 내지 643)을 구비한다. 상기 제 1 부분(641)은 제 1 조절기(80), 주파수 생성기(81), 제 2 조절기(82), 전자 장치(83), 부가 단계(84) 및 배율 기(85)를 구비한다. 제 1부분의 작동 방법은 도 1 에 도시된 전자 모듈(2)의 작동 방법과 본질적으로 상응하며, 그러므로 여기에서 반복 설명하지 않는다. 상기 제 2 부분(642)은 제 1 조절기 (90), 제 1 변조기(modulator; 91), 제 2 조절기(92), 제 2 변조기(93) 및 제 3 조절기(94)를 구비한다. 제 1 및 제 2 부가 단계(95, 96) 또한 구비된다. 회전 속도(Ω) 신호는 상기 제 1 조절기(90)의 출력 시에 결정될 수 있으며, 직교 바이어스(BQ) 및 가속도(A)를 포함하는 조합 신호는 상기 제 3 조절기(94)의 출력시에 결정될 수 있다. 상기 컨트롤 시스템(64)의 제 3 부분(643)은 제 1 조절기(100), 제 1 변조기(101), 제 2 조절기(102), 제 2 변조기(103) 및 제 3 조절기(104)를 구비한다. 제 1 및 제 2 부가 단계(105, 106) 또한 구비된다. 음의 부호(negative mathematical sign)의 회전 속도(Ω) 신호는 제 1 조절기 (100)의 출력 시에 신호 추출될 수 있으며, 음의 부호의 상기 직교 바이어스(BQ) 및 가속도(A) 신호를 포함하는 조합 신호는 제 3 조절기(104)의 출력 시에 신호 추출될 수 있다. 제 2 및 제 3 부분(642, 643)의 작동 방법은 도 2 에 도해 된 전자 모듈(2)의 그것과 상응하므로, 여기서 반복하여 설명하지 않는다.
작동 주파수에 의한 증배(multiplication) 이후 상기 회전 속도 및 직교 바이어스의 리셋을 위한 신호만, 직각 위상 보조 조절기(quadrature auxiliary regulator)를 위한 DC 전압과 함께, 결합 전극 쌍(combined electrode pair)으로 들어간다. 따라서 두 개의 신호가 더해져서, 상기 전극 전압의 연산은 진동 주파수를 위한 상기 리셋 신호 및 직교 바이어스의 조절을 위한 상기 DC 신호를 포함한다. 이런 식으로 연산 된 상기 전극 전압 Uxl/r, UyAo/u 및 UyBo/u 는 이때 반송파 신호에 부가되고, 상기 아날로그/디지털 전환기(661 내지 666)를 통해 전극으로 함께 들어간다.
상기 기술된 반대 위상 가진을 이용한 반송파 법은, 상기 선형 진동자(31, 32 및 41, 42)가 편향될 때에만 신호가 상기 증폭기(60)에 적용된다는 장점을 가진다. 가진을 위해 이용되는 상기 주파수 신호는 불연속 주파수 혹은 구상파 신호(square-wave signal)일 수 있다. 구상파 가진이 바람직하고, 생성이나 처리가 더 쉽기 때문이다.
본 발명에 따른 가속도 측정 방법의 측정 정확도와 관련한 다수의 분석 또한 아래의 본문에서 기술될 것이다.
상기 회전 속도는 코리올리 자이로스코프의 주파수 작동 시에 상기 진동자(41 및 42)의 반대 위상의 편향을 야기하며; 반대로, 가속도는 상기 진동자(41 및 42)에 동 위상의 편향을 야기하며, 이 경우 상기 가속도는 주파수 범위 0Hz에서 약 500Hz 까지 50mg 내지 50 ㎍의 측정 정확도로 측정될 수 있다.
측정하고자 하는 상기 동 위상 편향은 다음과 같이 주어지며:
α 편향 각
a 가속도
λ 스프링의 길이
ω 상기 진동자(41 내지 42)의 고유 주파수.
전형적인 코리올리 자이로스코프의 고유 주파수 ω = 2*Πf = 6000 rad/s 내지 6000 rad/s 및 스프링 길이 ℓ= 1mm 인 경우, 상기 측정 정확도, 예를 들어 5 mg 은
α = 1.4*10-6 내지 1.4*10-8 rad 또는 x2=xℓ=1.4 nm 내지 14 pm 이다.
이처럼 작은 편향은 0Hz내지 500Hz 사이의 주파수 범위에서는 측정하기 어렵다. 적어도, 이는 본 발명에 따른 멀티센서를 위해 부가적인 전자적 복잡성을 요구하며, 왜냐하면 1Hz내지 10KHz사이의 자이로스코프 기능(회전 속도 측정) 작동 범위와 0 내지 500Hz 사이의 가속도 측정 작동 범위 모두에서 전자장비는 매우 정확하게 측정해야 하기 때문이다.
이 불이익은 본 발명에 따라, 앞서 설명한 바와 같이, 두 개의 선형 진동자(도 1 및 도 2)를 포함하는 질량 시스템 및 네 개의 진동자를 포함하는 질량시스템에 적합한 직교 조절(quadrature regulation)에 의해 극복가능하다: 상기 진동자(41 및 42)의 작동 주파수에서, 가속도는 선명하게 보여 질 수 있는 동 위상 직교 신호를 야기하는 직교성 에러(orthogonality error)를 디튠(detune) 한다:
이 경우, ΩQ는 회전속도, aQ는 직교 가속도이고, as는 진동자 가속도이다.
예를 들어 5mg(
)의 측정 정확도를 위해, 이러한 결과가 나온다:
ΩQ = 0.0042 rad/s = 0.25°/s = 866 °/h (1KHz의 고유 주파수에서)
5°/h의 회전속도 센서에 있어서, 10KHz의 고유 주파수에서 8.7°/h의 직교 회전 속도를 가지는 경우, 5°/h의 회전 속도 센서의 확증 경계(verification limit) 실질적으로 소멸(exhaust) 되는 반면, 866°/h의 직교 회전 속도는 동일한 전자 장치를 이용한 어떤 확정성 있는 증명이 이루어질 수 있다. 비록 이 측정은 역시 장기적인 경우 부동적일지라도, 그것은 상기 직교 회전 속도의 장기 부동성(long-term stability)에 달려 있다. 실제 직교 회전 속도는 반대 위상 신호이다. 가속도 측정의 부동성은 그러므로 진동자(41 내지 42)로부터의 상기 직교 회전 속도의 차이 및 그것의 부동성에 달려 있다.
상기 두 진동자는 서로 가까이 위치해 있고 하나의 공정 단계에서 제조되었으므로, 50mg 내지 50㎍의 낮은 정확도의 범위를 만족시킬 것이라고 예상된다.
Claims (9)
- 각각 제 1 및 제 2의 선형 진동자(31, 32, 41, 42)를 포함하는 커플링 시스템의 형태인, 제 1 공진기(701) 및 제 2 공진기(702)를 구비하고, 상기 제 1 공진기(701)와 상기 제 2 공진기(702)가 기계적/전기적으로 결합/연결되어, 상기 제 1 및 제 2 공진기가 공통 진동 축(72)을 따라 서로 반대 위상으로 진동되는 것을 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 공진기(701, 702)의 구성이 동일하며, 상기 제 1 및 제 2 공진기(701, 702)가 상기 공통 진동 축(72)과 직각을 이루는 대칭축(73)에 대해 서로 선 대칭되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프.
- 제 1항 및 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 선형 진동자(31, 32)는 각각 제 1 스프링 요소(51 - 58)에 의해 코리올리 자이로스코프의 자이로스코프 프레임 (71 - 714)에 연결되고, 상기 제 2 선형 진동자(41, 42)는 각각 제 2 스프링 요소(61 - 64)에 의해 상기 제 1 선형 진동자 (31, 32) 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프.
- 제 3항에 있어서,상기 제 2 선형 진동자(41, 42)는, 일단에서 상기 제 1 선형 진동자(31, 32)에 의해 제 2 스프링 요소(61 - 64)에 의해 부착/조임이 되어 있는 동시에/또는 상기 제 1 진동자(31, 32)는, 일단에서 상기 제 1 스프링 요소(51 - 58)에 의해 코리올리 자이로스코프의 자이로스코프 프레임에 부착/조임이 되어 있는 것을 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프.
- 제 3항 및 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 스프링 요소(51 - 58)와 상기 자이로스코프 프레임의 정렬 각을 가변함과 동시에/또는 상기 제 2 스프링 요소(61 - 68)과 상기 제 1 진동자(31, 32)의 정렬 각을 가변하는 정전기장을 만들어내는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프.
- 제 5항에 있어서,- 상기 제1 공진기(701) 내에서 일어나는 회전 속도와 직교 바이어스에 대한 제 1 신호 및 상기 제2 공진기(702) 내에서 일어나는 회전 속도와 직교 바이어스에 대한 제 2 신호를 결정할 수 있는 장치(101 - 108, 111 - 114)와,- 상기 정전기장의 배열/강도를 조절하여 상기 제 1 및 제 2 직교 바이어스를 가능한 작아지게 하는 컨트롤 루프(60 - 67)와,- 회전 속도를 결정하기 위해 상기 제 1 및 제 2 신호를 이용하고, 가속도를 결정하기 위해 상기 제1 및 제2 직교 바이어스를 보상하는 상기 정전기장의 동 위상 성분을 이용하는 연산 유닛을 구비하는 것을 그 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프.
- 각각 제 1 및 제 2의 선형 진동자(31, 32, 41, 42)를 포함하는 커플링 시스템의 형태인 제 1 및 제 2 공진기(701, 702)를 포함하는 회전 속도 코리올리 자이로스코프를 이용하여 상기 제 2 진동자(41, 42)의 편향의 산정 및 신호 추출에 의해 회전 속도를 결정하는 회전 속도와 가속도를 선택적 혹은 동시에 측정하는 방법으로, 상기 방법은:- 상기 제 1 및 제 2 공진기(701, 702)가 상기 공통 진동 축(72)을 따라 서로 반대 위상으로 진동을 수행하는 단계,- 상기 제 2 진동자(41, 42)의 편향 값을 서로 비교하여 측정하고자 하는 회전 속도의 척도가 되는 반대 위상의 편향 성분을 결정하고, 동시에/혹은 측정하고자 하는 가속도의 척도가 되는 공통 동 위상 편향 성분을 결정하는 단계,- 상기 동 위상 편향 성분/반대 위상 편향 성분으로부터 측정하고자 하는 회전 속도/가속도를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코리올리 자이로스코프를 이용한 회전속도/가속도 측정 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 공통 동 위상 편향 성분을 결정하는 단계는:- 상기 제 1 공진기(701) 내에서 일어나는 제 1 직교 바이어스가 결정되는 과정,- 상기 제 2 공진기(702) 내에서 일어나는 제 2 직교 바이어스가 결정되는 과정,- 상기 제 2 직교 바이어스와 상기 제 1 직교 바이어스를 연산하여 결정된 가속도에 비례하고 상기 공통 동 위상 편향 성분을 나타내는 공통 직교 바이어스를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 속도/가속도 측정 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 진동자(31, 32, 41, 42)의 상호 배열을 가변시키기 위하여, 정전기장이 생성되되, 상기 정전기장의 배열/강도를 조절하여 상기 제 1 및 제 2 직교 바이어스를 가능한 작게 하는 것을 특징으로 하는 회전 속도/가속도 측정 방법.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110125658A (ko) * | 2009-02-27 | 2011-11-21 | 센서다이내믹스 아게 | 전자기계 마이크로 센서 |
| KR20120008532A (ko) * | 2009-04-30 | 2012-01-30 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | 미소기계 회전 레이트 센서의 정밀 측정 동작을 위한 방법 |
| KR20130031248A (ko) * | 2010-03-17 | 2013-03-28 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | 미소-기계적 자이로스코프의 쿼드러쳐 및 공진 주파수의 디커플링된 제어를 위한 방법 |
| CN109490568A (zh) * | 2017-09-12 | 2019-03-19 | 罗伯特·博世有限公司 | 微机械转速传感器组件和相应的制造方法 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005004775A1 (de) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Sensor mit Selbsttest |
| JP4310325B2 (ja) * | 2006-05-24 | 2009-08-05 | 日立金属株式会社 | 角速度センサ |
| DE102006043412A1 (de) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Litef Gmbh | Mikroelektromechanischer Sensor sowie Betriebsverfahren für einen mikroelektromechanischen Sensor |
| FI120921B (fi) * | 2007-06-01 | 2010-04-30 | Vti Technologies Oy | Menetelmä kulmanopeuden mittaamiseksi ja värähtelevä mikromekaaninen kulmanopeusanturi |
| DE102007030120B4 (de) | 2007-06-29 | 2010-04-08 | Litef Gmbh | Drehratensensor |
| DE102007030119A1 (de) * | 2007-06-29 | 2009-01-02 | Litef Gmbh | Corioliskreisel |
| FI122397B (fi) * | 2008-04-16 | 2011-12-30 | Vti Technologies Oy | Värähtelevä mikromekaaninen kulmanopeusanturi |
| DE102008044664B4 (de) | 2008-08-28 | 2023-12-21 | Continental Automotive Technologies GmbH | Verfahren zur Frequenzregelung einer Oszillatoranordnung |
| FI20095201A0 (fi) * | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Vti Technologies Oy | Värähtelevä mikromekaaninen kulmanopeusanturi |
| DE102009002066A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Sensordynamics Ag | Verfahren zum Erfassen von Beschleunigungen und Drehraten sowie MEMS-Sensor |
| JP4968298B2 (ja) * | 2009-09-04 | 2012-07-04 | 株式会社デンソー | 振動型角速度センサ |
| DE102010038919B4 (de) | 2010-08-04 | 2018-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanisches System |
| EP2527788A1 (en) | 2011-05-26 | 2012-11-28 | Maxim Integrated Products, Inc. | Quadrature error compensation |
| EP2573516B1 (en) | 2011-09-21 | 2013-11-20 | Tronics Microsystems S.A. | A micro-electromechanical gyro device |
| FR2983574B1 (fr) * | 2011-12-06 | 2014-01-10 | Sagem Defense Securite | Capteur angulaire inertiel de type mems equilibre et procede d'equilibrage d'un tel capteur |
| US20130152686A1 (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-20 | Analog Devices, Inc. | System and Method of Reducing Noise in a MEMS Device |
| FR2986865B1 (fr) | 2012-02-15 | 2015-03-06 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de detection compact d'au moins une acceleration et une vitesse de rotation |
| JP6191151B2 (ja) * | 2012-05-29 | 2017-09-06 | 株式会社デンソー | 物理量センサ |
| DE102014003640A1 (de) | 2014-03-14 | 2015-09-17 | Northrop Grumman Litef Gmbh | Verfahren zum optimieren der einschaltzeit eines corioliskreisels sowie dafür geeigneter corioliskreisel |
| CN105204389A (zh) * | 2015-10-08 | 2015-12-30 | 武汉聚鑫源机电工程设备有限公司 | 一种基于软件硬件双重tmr型可编程转速信号装置 |
| US10371521B2 (en) | 2016-05-26 | 2019-08-06 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for a four-mass vibrating MEMS structure |
| US10696541B2 (en) | 2016-05-26 | 2020-06-30 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for bias suppression in a non-degenerate MEMS sensor |
| JP6571064B2 (ja) * | 2016-11-21 | 2019-09-04 | 株式会社東芝 | 検出装置およびセンサ装置 |
| DE202016107317U1 (de) | 2016-12-23 | 2017-03-27 | Igus Gmbh | Systeme zur Überwachung des Betriebs einer Energieführungskette |
| US10466053B2 (en) * | 2017-04-04 | 2019-11-05 | Invensense, Inc. | Out-of-plane sensing gyroscope robust to external acceleration and rotation |
| CN108318019B (zh) * | 2018-01-26 | 2020-05-19 | 珠海全志科技股份有限公司 | 测量微机械单振子三轴陀螺仪的三轴角速度的方法 |
| US11093794B1 (en) * | 2020-02-13 | 2021-08-17 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Noise-driven coupled dynamic pattern recognition device for low power applications |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2195667C (en) * | 1994-07-29 | 2001-05-29 | Robert E. Stewart | Two axis navigation grade micromachined rotation sensor system |
| DE4442033C2 (de) * | 1994-11-25 | 1997-12-18 | Bosch Gmbh Robert | Drehratensensor |
| US5698784A (en) * | 1996-01-24 | 1997-12-16 | Gyration, Inc. | Vibratory rate gyroscope and methods of assembly and operation |
| US5992233A (en) * | 1996-05-31 | 1999-11-30 | The Regents Of The University Of California | Micromachined Z-axis vibratory rate gyroscope |
| JP3659160B2 (ja) * | 2000-02-18 | 2005-06-15 | 株式会社デンソー | 角速度センサ |
| DE10040418A1 (de) * | 2000-08-18 | 2002-03-07 | Hahn Schickard Ges | Drehratensensor und Drehratensensorsystem |
| DE10108198A1 (de) * | 2001-02-21 | 2002-09-12 | Bosch Gmbh Robert | Drehratensensor |
| DE60120921T2 (de) * | 2001-04-27 | 2007-02-01 | Stmicroelectronics S.R.L., Agrate Brianza | Aus Halbleitermaterial hergestellter integrierter Kreisel |
| US20030033850A1 (en) | 2001-08-09 | 2003-02-20 | Challoner A. Dorian | Cloverleaf microgyroscope with electrostatic alignment and tuning |
| EP1478902B1 (de) * | 2002-01-12 | 2017-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Drehratensensor |
| US6701786B2 (en) * | 2002-04-29 | 2004-03-09 | L-3 Communications Corporation | Closed loop analog gyro rate sensor |
| FR2846740B1 (fr) * | 2002-11-05 | 2005-02-04 | Thales Sa | Capteur gyrometrique micro-usine, a detection dans le plan de la plaque usinee |
| US6934665B2 (en) * | 2003-10-22 | 2005-08-23 | Motorola, Inc. | Electronic sensor with signal conditioning |
-
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110125658A (ko) * | 2009-02-27 | 2011-11-21 | 센서다이내믹스 아게 | 전자기계 마이크로 센서 |
| KR20120008532A (ko) * | 2009-04-30 | 2012-01-30 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | 미소기계 회전 레이트 센서의 정밀 측정 동작을 위한 방법 |
| KR20130031248A (ko) * | 2010-03-17 | 2013-03-28 | 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 | 미소-기계적 자이로스코프의 쿼드러쳐 및 공진 주파수의 디커플링된 제어를 위한 방법 |
| CN109490568A (zh) * | 2017-09-12 | 2019-03-19 | 罗伯特·博世有限公司 | 微机械转速传感器组件和相应的制造方法 |
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