DE69411108T2 - Vibratordrehungsmessaufnehmer - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Vibrationsgyroskop und insbesondere auf ein Vibrationsgyroskop unter Verwendung einer Biegeschwingung eines säulenförmigen Schwingkörpers.
Beschreibung des Stands der Technik
• Fig. 15 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein herkömmliches Vibrationsgyroskop zeigt. Das Vibrationsgyroskop 1 weist einen Schwingkörper 2 einer regelmäßigen dreieckigen Prismenform auf. Piezoelektrische Elemente 3a, 3b und 3c sind auf drei Seitenflächen des Schwingkörpers 2 gebildet. Die piezoelektrischen Elemente 3a und 3b sind verwendet, um eine Biegeschwingung des Schwingkörpers 2 anzutreiben, wobei dieselben ferner verwendet sind, um ein Ausgangssignal, das einer Drehwinkelgeschwindigkeit entspricht, zu erfassen. Das piezoelektrische Element 3c ist für eine Rückkopplung beim Treiben des Schwingkörpers 2 verwendet. Eine Oszillationsschaltung 4 ist zwischen die piezoelektrischen Elemente 3a, 3b und das piezoelektrische Element 3c geschaltet. Die piezoelektrischen Elemente 3a und 3b sind mit den Eingangsanschlüssen einer Differenzschaltung 5 verbunden. Ein Ausgangsanschluß der Differenzschaltung 5 ist mit einer synchronen Erfassungsschaltung 6 verbunden. Die synchrone Erfassungsschaltung 6 ist mit einer Glättungsschaltung 7 verbunden.
• Bei diesem Vibrationsgyroskop 1 schwingt der Schwingkörper 2 in einem Biegungsmodus in der Richtung senkrecht zu der Fläche, auf der das piezoelektrische Element 3c gebildet ist, entsprechend einem Treibersignal, das durch die Oszillationsschaltung 4 erzeugt wird. Wenn das Vibrationsgyroskop 1 um eine Achse des Schwingkörpers 2 rotiert, ändert sich die Schwingrichtung des Schwingkörpers 2 durch die Coriolis- Kraft. Somit wird ein Unterschied der Ausgangssignale zwischen den piezoelektrischen Elementen 3a und 3b bewirkt, wobei der Unterschied von der Differenzschaltung 5 erhalten wird. Ein Signal, das der Drehwinkelgeschwindigkeit, mit der das Vibrationsgyroskop 1 beaufschlagt ist, entspricht, wird durch das Erfassen eines Ausgangssignals von der Differenzschaltung 5 und das Glätten des gemessenen Signals erhalten.
• Wie in Fig. 16 gezeigt ist, umfaßt die Oszillationsschaltung 4 beispielsweise einen Verstärker 8 und einen Phasenschieber 9, die miteinander verbunden sind. Als der Phasenschieber 9 ist ein CR-Filter mit einem Widerstand und einem Kondensator verwendet.
• Bei dem Vibrationsgyroskop 1 wird das Signal von dem piezoelektrischen Element 3c für die Rückkopplung durch den Verstärker 8 verstärkt, wobei eine Phase des Signals durch den Phasenschieber 9 moduliert wird. Der Schwingkörper 2 wird durch das Anlegen eines Ausgangssignals von dem Phasenschieber 9 an die piezoelektrischen Elemente 3a und 3b zum Treiben selbst in Schwingungen versetzt.
• Bei dem Vibrationsgyroskop, das in Fig. 15 gezeigt ist, ist jedoch eine Erfassungsempfindlichkeit durch eine Schwankung der Umgebungstemperatur beeinflußt. Eine Temperaturcharakteristik der Erfassungsempfindlichkeit hängt von einer Kombination der Temperaturcharakteristika des Schwingkörpers, der Oszillationsschaltung und der Erfassungsschaltung ab. Es war ein schwieriges Problem, die Empfindlichkeit, die durch eine Temperaturschwankung geändert ist, zu kompensieren.
• Aufgrund der Temperaturcharakteristik der Oszillationsschaltung schwankt eine Treibersignalspannung, die zum Anregen einer Biegeschwingung des Schwingkörpers erforderlich ist, durch eine Schwankung der Umgebungstemperatur. Ein Schwingungsmodus des Schwingkörpers ändert sich durch die Schwankung der Umgebungstemperatur. Folglich ändert sich die Erfassungsempfindlichkeit bezüglich Drehwinkelgeschwindigkeitsänderungen in dem Vibrationsgyroskop.
• Die JP-A-4178517 bezieht sich auf einen biaxialen Winkelgeschwindigkeitsmesser mit einem erhöhten Arbeitstemperaturbereich und einer verringerten Größe und einem verringerten Gewicht. Der biaxiale Winkelgeschwindigkeitsmesser umfaßt ein Hochpaßfilter seriell zwischen einer Differenzbildungsschaltung und einer synchronen Erfassungsschaltung. Das Hochpaßfilter weist einen Widerstand und einen Kondensator auf, der seriell mit einem Eingang eines Operationsverstärkers des Hochpaßfilters verbunden ist. Der Kondensator ist in dem Geschwindigkeitssensor des Winkelgeschwindigkeitsmessers angeordnet und weist einen Temperaturfaktor auf, der eine Größe besitzt, die gleich jedoch von umgekehrter Polarität zu der der inneren Kapazität der piezoelektrischen Detektoren ist.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vibrationsgyroskop zu schaffen, das in der Lage ist, die Temperaturcharakteristik der Erfassungsempfindlichkeit mit einem geringen Aufwand zu kompensieren. Diese Aufgabe wird durch ein Vibrationsgyroskop gemäß den Ansprüchen 1 und 5 gelöst.
• Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Vibrationsgyroskop, das einen säulenförmigen Schwingkörper, mehrere Erfassungseinrichtungen, die auf Seitenflächen des Vibrationskörpers gebildet sind, zum Erfassen eines Signals, das einer Drehwinkelgeschwindigkeit entspricht, und einen Temperaturkompensationskondensator, der zwischen die Erfassungseinrichtungen geschaltet ist, aufweist.
• Die Kapazität des Temperaturkompensationskondensators ändert sich durch eine Schwankung der Umgebungstemperatur.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch eine Auswahl des Temperaturkompensationskondensators derart, daß derselbe eine Temperaturcharakteristik aufweist, die invers zu einer Temperaturcharakteristik des Vibrationsgyroskops ist, eine Temperaturschwankung der Erfassungsempfindlichkeit bei einer Schwankung der Umgebungstemperatur beseitigt werden. Daher kann die Erfassungsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops trotz der Temperaturschwankung konstant sein.
• Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Vibrationsgyroskop, das einen säulenförmigen Schwingkörper und eine Oszillationsschaltung zum Anregen einer Biegeschwingung des Schwingkörpers aufweist, wobei die Oszillationsschaltung aus einem Verstärker und einem Phasenschieber besteht, der einen Widerstand und einen Kondensator zum Modulieren einer Phase eines Ausgangssignals von dem Verstärker aufweist, wobei ein Temperaturkompensationskondensator als der Kondensator verwendet ist.
• Eine Kapazität des Temperaturkompensationskondensators ändert sich durch eine Schwankung der Umgebungstemperatur. Eine Grenzfrequenz des Phasenschiebers, der den Widerstand und den Kondensator aufweist, wird durch eine Änderung der Kapazität beeinflußt. Folglich ändert sich die Treibersignalspannung, die zum Anregen einer Schwingung erforderlich ist, in der Oszillationsschaltung.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch die Auswahl des Temperaturkompensationskondensators, der eine Temperaturcharakteristik aufweist, die invers zu der Temperaturcharakteristik der Oszillationsschaltung ist, die Änderung der Treibersignalspannung durch die Schwankung der Umgebungstemperatur beseitigt werden. Daher kann eine konstante Signalspannung erhalten werden, wobei eine Biegeschwingung des Schwingkörpers trotz der Temperaturschwankung stabilisiert werden kann.
• Der Temperaturkompensationskondensator, der für das Vibrationsgyroskop verwendet ist, ist weniger aufwendig, wobei der Aufwand für die Temperaturkompensation reduziert sein kann.
• Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die bezugnehmend auf die Zeichnungen durchgeführt wird, offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schwingkörper, der bei dem Vibrationsgyroskop von Fig. 1 verwendet ist, zeigt.
• Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die den Schwingkörper, der in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt.
• Fig. 4 ist ein Graph, der eine Temperaturcharakteristik eines Temperaturkompensationskondensators, der bei dem Vibrationsgyroskop, das in Fig. 1 gezeigt ist, verwendet ist, zeigt.
• Fig. 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Kapazität des Temperaturkompensationskondensators und einer Empfindlichkeitsänderungsrate des Vibrationsgyroskops zeigt.
• Fig. 6 ist ein Graph, der Empfindlichkeitsänderungsraten des Vibrationsgyroskops sowohl in dem Falle der Verwendung des Temperaturkompensationskondensators als auch in dem Falle der Nichtverwendung desselben zeigt.
• Fig. 7 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 8 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Kapazitätsänderungsrate des Temperaturkompensationskondensators und einer Änderungsrate einer Treibersignalspannung, die von einer Oszillationsschaltung erhalten wird, zeigt.
• Fig. 9 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Änderungsrate der Treibersignalspannung und der Empfindlichkeitsänderungsrate des Vibrationsgyroskops zeigt.
• Fig. 10 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Temperatur und der Empfindlichkeitsänderungsrate des Vibrationsgyroskops, das in Fig. 7 gezeigt ist, zeigt.
• Fig. 11 ist ein Graph, der eine Charakteristik eines Temperaturkompensationskondensators eines von dem Kondensator von Fig. 4 verschiedenen Typs zeigt.
• Fig. 12 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Temperatur und der Empfindlichkeitsänderungsrate des Vibrationsgyroskops zeigt, wenn der Temperaturkompensationskondensator, der in Fig. 11 gezeigt ist, verwendet ist.
• Fig. 13 ist eine veranschaulichende Ansicht, die noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 14 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Tem peratur und der Empfindlichkeitsänderungsrate, wenn Temperaturkompensationskondensatoren mit einer unterschiedlichen Charakteristik verwendet sind, und eine Beziehung zwischen der Temperatur und dem Empfindlichkeitsänderungsbereich in dem Fall des Vibrationsgyroskops, das in Fig. 13 gezeigt ist, mit diesen Temperaturkompensationskondensatoren zeigt.
• Fig. 15 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein herkömmliches Vibrationsgyroskop zeigt.
• Fig. 16 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein herkömmliches Vibrationsgyroskop mit einer konkreten Oszillationsschaltung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
• Fig. 1 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Vibrationsgyroskop 10 umfaßt einen Vibrator 12. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, umfaßt der Vibrator 12 einen Schwingkörper 14, der beispielsweise eine regelmäßige dreieckige Prismenform aufweist. Der Schwingkörper 14 besteht allgemein aus Materialien, die eine mechanische Schwingung erzeugen, beispielsweise Elinvar, einer Eisen-Nickel-Legierung, Quarz, Glas, Kristall oder Keramik.
• Drei piezoelektrische Elemente 16a, 16b und 16c sind auf drei Seitenflächen des Schwingkörpers 14 gebildet. Das piezoelektrische Element 16a weist eine piezoelektrische Schicht 18a auf, die aus einem Material wie z. B. Keramik besteht, wobei Elektroden 20a und 22a auf beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Schicht 18a gebildet sind. Eine Elektrode 20a ist an der Seitenfläche des Schwingkörpers 14 angebracht. Auf die gleiche Weise weisen die piezoelektrischen Elemente 16b und 16c piezoelektrische Schichten 18b und 18c auf, wobei Elektroden 20b, 22b und Elektroden 20c, 22c auf beiden Hauptflächen der piezoelektrischen Schichten 18b und 18c gebildet sind. Die Elektroden 20b und 20c sind an den Seitenflächen des Schwingkörpers 14 angebracht. Der First des Schwingkörpers 14 ist in der Nähe eines Knotenpunkts durch Haltebauglieder 24a und 24b, die aus Metalldraht und dergleichen bestehen, gehalten. Die Haltebauglieder 24a und 24b sind durch ein Verfahren wie z. B. Schweißen an dem Schwingkörper 14 befestigt.
• Die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b sind als Treibereinrichtung zum Antreiben einer Biegeschwingung des Schwingkörpers 14 und als eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Signals, das einer Drehwinkelgeschwindigkeit entspricht, verwendet. Das piezoelektrische Element 16c ist als eine Rückkopplungseinrichtung beim Treiben des Vibrators 14 verwendet. Eine Oszillationsschaltung 26 ist zwischen die piezoelektrischen Elemente 16a, 16b zum Treiben und das piezoelektrische Element 16c zur Rückkopplung geschaltet. Der Vibrator 14 schwingt in einem Biegemodus gemäß einem Treibersignal von der Oszillationsschaltung 26. Die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b sind mit Eingangsanschlüssen einer Differenzschaltung 28 verbunden. Ein Ausgangsanschluß der Differenzschaltung 28 ist mit einer synchronen Erfassungsschaltung 30 verbunden. Die synchrone Erfassungsschaltung 30 ist mit einer Glättungsschaltung 32 verbunden. Bei der synchronen Erfassungsschaltung 30 wird ein Ausgangssignal von der Differenzschaltung 28 synchron zu dem Treibersignal, das in der Oszillationsschaltung 26 erzeugt wird, erfaßt. Ein Temperaturkompensationskondensator 34 ist zwischen die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b des Vibrators 12 geschaltet.
• Bei dem Vibrationsgyroskop 10 schwingt der Schwingkörper 14 in dem Biegemodus in einer Richtung senkrecht zu der Fläche, auf der das piezoelektrische Element 16c gebildet ist. In dieser Situation wird von der Differenzschaltung kein Ausgangssignal erhalten, da die zwei Ausgangssignale von den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b identisch sind. Wenn das Vibrationsgyroskop 10 um eine Achse des Schwingkörpers 14 rotiert, ändert sich die Richtung der Schwingbewegung des Schwingkörpers 14 durch die Coriolis-Kraft. Dies bewirkt eine Änderung der Ausgangssignale der piezoelektrischen Elemente 16a und 16b, wobei eine Differenz der Ausgangssignale zwischen den piezoelektrischen Elementen 16a und 16b von der Differenzschaltung 28 erhalten wird. Das Ausgangssignal von der Differenzschaltung 28 wird durch die synchrone Erfassungsschaltung 30 erfaßt und durch die Glättungsschaltung 32 geglättet. Da das Ausgangssignal von der Differenzschaltung 28 einer Änderung der Schwingungsrichtung des Schwingkörpers 14 entspricht, kann die Drehwinkelgeschwindigkeit, mit der das Vibrationsgyroskop 10 beaufschlagt ist, durch das Messen des Ausgangssignals von der Glättungsschaltung 32 erfaßt werden.
• Ein Temperaturkompensationskondensator 34 ist zwischen die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b geschaltet, um eine Temperaturcharakteristik einer Erfassungsempfindlichkeit des Vibrationsgyroskops 10 zu kompensieren. Es existieren mehrere Typen von Temperaturkompensationskondensatoren, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Ein geeigneter Kondensator wird in jedem Fall für eine Temperaturkompensation nach Bedarf ausgewählt. In Fig. 4 weist jeder Kondensator seine eigene Temperaturcharakteristik auf, wie z. B. 0 ± 60 ppm/ºC für CH, -150 ± 60 ppm/ºC für PH, -220 ± 60 ppm/ºC für RH, -330 ± 60 ppm/ºC für SH, -470 ± 60 ppm/ºC für TH und -750 ± 120 ppm/ºC für UJ.
• Bei dem Vibrationsgyroskop, das in Fig. 5 gezeigt ist, nimmt die Erfassungsempfindlichkeit proportional zu der Kapazitätszunahme des Temperaturkompensationskondensators 34 ab. Umgekehrt nimmt die Erfassungsempfindlichkeit proportional zu der Abnahme der Kapazität des Temperaturkompensationskondensators 34 zu. Daher nimmt, wenn die Temperatur ansteigt, die Kapazität des Temperaturkompensationskondensators 34 ab und die Erfassungsempfindlichkeit nimmt zu. Wenn die Temperatur abfällt, nimmt die Kapazität des Temperaturkompensationskondensators 34 zu, während die Erfassungsempfindlich keit abnimmt. In dem Fall des Vibrationsgyroskops, das eine Erfassungsempfindlichkeit aufweist, die abnimmt, wenn die Temperatur zunimmt, wie bei A in Fig. 6 gezeigt ist, wird eine verbesserte Charakteristik einer geringeren Abhängigkeit der Erfassungsempfindlichkeit von einer Temperaturänderung, wie bei B in Fig. 6 gezeigt ist, durch die Verwendung des Temperaturkompensationskondensators, der die Temperaturcharakteristik, die in Fig. 4 gezeigt ist, aufweist, erhalten.
• Eine Charakteristik einer geringeren Erfassungsempfindlichkeit für eine höhere Temperatur wird erhalten, wie bei C in Fig. 6 gezeigt ist, indem ein Temperaturkompensationskondensator mit einer Temperaturcharakteristik einer höheren Kapazität für höhere Temperaturen verwendet wird. Daher kann unter Verwendung dieses Typs eines Temperaturkompensationskondensators die Temperaturcharakteristik für das Vibrationsgyroskop dahingehend verbessert sein, daß die Erfassungsempfindlichkeit zunimmt, wenn die Temperatur ansteigt. Die Erfassungsempfindlichkeitsschwankung des Vibrationsgyroskops durch eine Temperaturschwankung kann reduziert werden, indem eine geeignete Charakteristik des Temperaturkompensationskondensators gewählt wird.
• Die Temperaturcharakteristik der Vibrationsgyroskopempfindlichkeit kann korrigiert werden, indem der Temperaturkompensationskondensator 34 zwischen die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b geschaltet wird. Da die Kondensatoren wenig aufwendig sind, ist es möglich, verglichen mit dem Fall der Verwendung von aufwendigen elektronischen Teilen, beispielsweise einem Thermistor, die Gesamtteilekosten zu reduzieren.
• Wie in Fig. 7 gezeigt ist, umfaßt die Oszillationsschaltung 26 beispielsweise einen Verstärker 36 und einen Phasenschieber 38. Als der Phasenschieber 38 ist ein CR-Filter mit einem Widerstand 40 und einem Kondensator 42 verwendet. Ein Temperaturkompensationskondensator ist als der Kondensator 42 verwendet. Ein Signal von dem piezoelektrischen Element 16c zur Rückkopplung wird durch den Verstärker 36 verstärkt, während eine Phase des Signals durch den Phasenschieber 38 moduliert und an die piezoelektrischen Elemente 16a und 16b angelegt wird. Danach ist der Schwingkörper 14 von selbst in Schwingungen versetzt.
• Bei dem Vibrationsgyroskop 10 ist der Temperaturkompensationskondensator in der Oszillationsschaltung 26 verwendet, um eine Temperaturcharakteristik der Oszillationsschaltung 26 zu kompensieren. Es existieren mehrere Typen von Temperaturkompensationskondensatoren mit verschiedenen Temperaturcharakteristika, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wobei ein Kondensator mit einer geeigneten Charakteristik in jedem Fall nach Bedarf ausgewählt wird.
• Bei dem Vibrationsgyroskop 10 unter Verwendung der Oszillationsschaltung 26 erhöht sich, wie in Fig. 8 gezeigt ist, die Spannung eines Treibersignals, das in der Oszillationsschaltung 26 erzeugt wird, proportional zu der Abnahme einer Kapazität des Kondensators 42. Wenn umgekehrt die Kapazität des Kondensators 42 zunimmt, nimmt die Signalspannung von der Oszillationsschaltung 26 ab. Dies ist der Fall, da sich eine Grenzfrequenz des CR-Filters, das als der Phasenschieber 28 verwendet ist, ändert. Wenn die Spannung des Treibersignals zunimmt, wird eine Amplitude einer Biegeschwingung des Schwingkörpers 14 größer, woraufhin ein Signal, das einer Drehwinkelgeschwindigkeit entspricht, zunimmt. Wenn andererseits die Spannung des Treibersignals abnimmt, wird die Amplitude der Biegeschwingung des Schwingkörpers 14 kleiner, woraufhin das Signal, das der Drehwinkelgeschwindigkeit entspricht, abnimmt. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist die Empfindlichkeitsänderungsrate des Vibrationsgyroskops 10 näherungsweise proportional zu der Spannung des Treibersignals. Daher wird durch die Verwendung des Temperaturkompensationskondensators, der die Temperaturcharakteristik, die in Fig. 4 gezeigt ist, aufweist, eine proportionale Beziehung zwischen der Temperatur und der Empfindlichkeit des Vibrations gyroskops 10 erhalten, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
• Da die Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops 10 proportional zu der Temperatur ist, wird, wenn die Oszillationsschaltung mit dem Temperaturkompensationskondensator für den Vibrator mit der Temperaturcharakteristik einer geringeren Empfindlichkeit für eine höhere Temperatur verwendet ist, die Empfindlichkeitsänderung, die durch eine Temperaturschwankung bewirkt wird, als solches beseitigt, wodurch ein Vibrationsgyroskop mit einer konstanten Empfindlichkeit trotz einer Temperaturschwankung erhalten werden kann. Wenn der Temperaturkompensationskondensator mit der Charakteristik einer höheren Kapazität für eine höhere Temperatur, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, verwendet wird, kann ein Vibrationsgyroskop, das eine Charakteristik einer geringeren Empfindlichkeit für eine höhere Temperatur aufweist, wie in Fig. 12 gezeigt ist, erhalten werden. Daher kann die Vibratorcharakteristik einer höheren Empfindlichkeit für eine höhere Temperatur durch die Verwendung dieses Typs eines Temperaturkompensationskondensators korrigiert werden.
• Falls Zweistufen-CR-Filter für die Phasenschieber 38 verwendet werden, wie in Fig. 13 gezeigt ist, kann die Temperaturcharakteristik der Empfindlichkeit des Vibrationsgyroskops 10 durch die Verwendung von Temperaturkompensationskondensatoren, die unterschiedliche Temperaturcharakteristika aufweisen, in den zwei Filterschaltungen fein abgestimmt werden. Wenn beispielsweise, wie in Fig. 14 gezeigt ist, eine Inversion der Empfindlichkeit in beiden Fällen der Verwendung des Temperaturkompensationskondensators A und der Verwendung des Temperaturkompensationskondensators B, der eine von A unterschiedliche Charakteristik aufweist, erhalten wird, wird ein Vibrationsgyroskop mit einer näherungsweise konstanten Empfindlichkeit erhalten, indem die Temperaturkompensationskondensatoren A und B für die zwei CR-Filterschaltungen verwendet werden.
• Die Temperaturcharakteristik des Vibrationsgyroskops 10 kann unter Verwendung des Temperaturkompensationskondensators in dem Phasenschieber 38 der Oszillationsschaltung 26 kompensiert werden. Die Kondensatoren sind weniger aufwendig, wobei die Temperaturkompensation durch die Verwendung von Kondensatoren verglichen mit dem Verfahren, das aufwendige Teile, wie z. B. Thermistoren verwendet, mit geringen Aufwand erhalten werden kann.
• Obwohl der Schwingkörper 14 bei dem oben genannten Ausführungsbeispiel eine regelmäßige dreieckige Prismenform aufweist, kann derselbe eine andere Form, beispielsweise eine rechteckige Prismenform, aufweisen. Als das Material des Schwingkörpers 14 kann ein piezoelektrisches Material verwendet sein. In diesem Fall sind Elektroden als eine Treibereinrichtung, eine Erfassungseinrichtung und eine Rückkopplungseinrichtung an den Seitenflächen des Schwingkörpers 14 angebracht, und nicht an den piezoelektrischen Elementen. Bei dem Vibrator dieser Art kann ein Schwingkörper mit einer zylindrischen Form verwendet werden. Falls ein solcher Vibrator verwendet wird, kann ein Vibrationsgyroskop mit der Charakteristik einer konstanten Empfindlichkeit bei einer Umgebungstemperaturschwankung erhalten werden, indem der Temperaturkompensationskondensator zwischen die Elektroden für die Erfassung geschaltet wird; oder indem ein Temperaturkompensationskondensator in dem Phasenschieber der Oszillationsschaltung verwendet wird.
• Obwohl die vorliegende Erfindung speziell beschrieben und gezeigt wurde, sollte es offensichtlich sein, daß eine solche Beschreibung lediglich als eine Darstellung und ein Beispiel und nicht als eine Begrenzung dient, wobei der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung allein durch die beigefügten Ansprüche 1 bis 6 bestimmt ist.

Claims (6)

1. Ein Vibrationsgyroskop, mit folgenden Merkmalen:

einem säulenförmigen Schwingkörper (14); und

mehreren Erfassungseinrichtungen (16a, 16b), die auf dem Schwingkörper (14) gebildet sind, um ein Signal zu erfassen, das einer Drehwinkelgeschwindigkeit entspricht;

gekennzeichnet durch

einen Temperaturkompensationskondensator (34), der elektrisch zwischen die Erfassungseinrichtungen (16a, 16b) geschaltet ist.

2. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 1, bei dem die mehreren Erfassungseinrichtungen (16a, 16b) mit einer Differenzschaltung (28) verbunden sind.

3. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schwingkörper (14) in einer regelmäßigen dreieckigen Prismenform ausgebildet ist, wobei der Temperaturkompensationskondensator (34) zwischen die Erfassungseinrichtungen (16a, 16b), die auf benachbarten zwei Seitenflächen des Schwingkörpers (14) gebildet sind, geschaltet ist.

4. Ein Vibrationsgyroskop, mit folgenden Merkmalen:

einem säulenförmigen Schwingkörper (14); und

einer Oszillationsschaltung (26) zum Anregen einer Biegeschwingung des Schwingkörpers (14);

dadurch gekennzeichnet, daß

die Oszillationsschaltung aus einem Verstärker (36) und einem Phasenschieber (38) besteht, der einen Widerstand (40) und einen Kondensator (42) zum Modulieren einer Phase eines Ausgangssignals von dem Verstärker (36) besitzt, und

ein Temperaturkompensationskondensator als der Kondensator (42) verwendet ist.

5. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 4, bei dem der Phasenschieber (38) aus Mehrstufenschaltungen besteht, von denen jede den Widerstand und den Temperaturkompensationskondensator aufweist.

6. Ein Vibrationsgyroskop gemäß Anspruch 5, bei dem die mehreren Temperaturkompensationskondensatoren unterschiedliche Temperaturcharakteristika aufweisen.