振动陀螺仪制造技术

本发明专利技术提供了一种振动陀螺仪，包含两个相对设置的平面振动板。两个振动板以屈曲振动模式和与屈曲振动模式退化或接近于屈曲振动模式的二阶弯曲振动模式振动。振动陀螺仪通过检测二阶弯曲振动模式的幅值平衡中的偏移检测科里奥利力，它是当施加绕平行于振动板表面的轴的角速度时产生的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振动陀螺仪，本专利技术尤其涉及一种用于例如检测角速度以防止照相机晃动的振动陀螺仪。附图说明图11是传统振动陀螺仪的一个例子的透视图。振动陀螺仪包含例如正三角形的振动体2。如图11和12所示，振动体2的三个外部表面分别具有压电元件3a、3b和3c。为了使用振动陀螺仪1，如图12所示，例如将振荡电路4连接在压电元件3a和3b与压电元件3c之间。还有，压电元件3a和3b连接到检测电路5。检测电路5包含例如差动电路、同步检测电路、平滑电路和DC放大电路。在振动陀螺仪1中，从压电元件3C输出的信号返回到振荡电路4。振荡电路4放大返回的信号，并对放大的信号进行相位补偿，由此形成激励信号。由此得到的激励信号被馈送到压电元件3a和3b。这引起振动体2沿垂直于形成压电元件3c的表面执行弯曲振动。在这种情况下，压电元件3a和3b的弯曲状态是相同的，并且从那里输出的信号也是相同的。因此，在检测电路5中，没有信号从差动电路输出。在振动体2处于弯曲振动的状态下，绕振动体的轴的中心的旋转产生科里奥利力，由此改变振动体2的振动方向。这引起了从压电元件3a和3b输出的信号增加的差异，并引起差动电路输出信号。然后，输出的信号在平滑电路中平滑，并且被平滑的信号在DC放大电路中放大。由此，测量从检测电路5输出的信号允许转角速度得到检测。对于图13所示的振动陀螺仪1，可以通过结合两个压电基片6a和6b制造振动体2。如由图13的箭头表示的，极化压电基片，以便使它们相对。在这种情况下，电极7a和7b(每一个都沿长度方向延伸)形成在振动体2的相对的表面中的一个表面上，并且电极8形成在另外的相对表面的整个表面上。使用如图12所示的电路，上述振动陀螺仪1还允许检测角速度。然而，通过上述的每一种振动陀螺仪，只能检测绕振动体的轴的中心的角速度，并且只能检测相对于单个方向的角速度。由此，振动陀螺仪的两个单元需要沿两个方向检测角速度，并且需要两个振荡电路激励这些振动陀螺仪。振荡电路是昂贵的，由此，增加了沿多个方向检测角速度的成本。考虑到上述原因，已经需要一种能够通过使用一单个的元件相对于两个方向检测角速度的振动陀螺仪。本专利技术针对满足这种需要的振动陀螺仪。振动陀螺仪包含两个相对设置的平面振动板。这两个振动板在屈曲振动模式和与屈曲振动模式退化或接近它的二阶弯曲振动振动。振动陀螺仪通过检测在提供平行于振动板表面的轴的角速度时产生的二阶弯曲振动的幅值平衡中的偏移，检测科里奥利力。上述振动陀螺仪可以包含形成在两个振动板之间的中间部件，以在两个振动板之间形成分开的部分，以及多个形成在振动板上的激励和检测元件，以使振动板振动，并输出由振动板的振动产生的信号，其中，对应于两个相邻的激励和检测元件的组合形成第一检测部分，对应于两个相邻的激励和检测元件的另一个组合形成第二检测部分，并且第一检测部分和第二检测部分设置得相互垂直。在这种情况下，较好地，激励和检测元件不形成在与中间部件相对的部分，而形成在与空开的部分相对的位置。还有，分开的激励和检测元件由压电基片形成，并且十字形交叉为四个的电极形成在压电基片上，由此，可以使用电极和压电基片形成激励和检测元件。还有，振动板可以是金属板，并且交叉成四个部分，并形成在振动板上的压电元件可以用于形成激励和检测元件。另外，中间部件可以由其中心部分形成有穿口的框部件形成。另外，中间部件可以由设置在振动板的多个端部的多个部件形成。例如，通过将激励信号馈送给所有激励和检测元件，产生屈曲振动，从而振动的每一个中心部分的幅值达到最大值。当将角速度提供给平行于振动板表面的轴的中心时，科里奥利力改变了以二阶弯曲振动模式振动的振动板的振动。当屈曲振动和二阶弯曲振动的振动退化或设置地类似时，振动板幅值达到最大值的点偏离振动板的中心部分地振动。为此，在两个构成第一和第二检测部分中的一个检测部分的两个激励和检测元件的弯曲状态之间产生差异，并且从第一和第二检测部分中的一个检测部分输出对应于科里奥利力的信号。由于第一和第二检测部分设置得相互垂直，可以得到对应于相对于相互垂直的两个方向的角速度的信号。由于振动板和中间部件是固定不动的，故激励和检测元件较好地安排在与可靠部分相对的位置处。这种安排引起屈曲振动，从而振动板的中心部分的幅值达到最大值。在上述振动陀螺仪中，压电基片可以用于振动板，并且压电基片和在其上交叉形成为四部分的电极可以用于形成激励和检测元件。还有，金属板可以用于每一个振动板。在这种情况下，激励和检测元件由交叉成四个部分并形成在振动板上的四个压电元件形成。另外，将中间部件设置得在两个相对的振动板之间形成空开的部分。由此，中间部件可以由其中形成有穿口的框或设置在振动板的多个端部处的多个部件形成。根据本专利技术，可以通过单个的振动陀螺仪检测对于沿两个方向的轴的角速度。另外，由于振动陀螺仪可以由单个振动激励，故和使用两个振动陀螺仪的传统方法相比，可以减小成本。为了说明本专利技术，在附图中示出了几种形式，它们是目前较好的，但是应该知道，本专利技术不限于这里示出的精确的安排和手段。从下面参照附图对本专利技术的描述，本专利技术的其它特点和优点是显然的。图1是根据本专利技术的振动陀螺仪的例子的透视图；图2是图1中的振动陀螺仪的不同角度的透视图；图3是图1的振动陀螺仪的分解透视图；图4是用于图1的振动陀螺仪的电路的概图；图5A是示出振动陀螺仪在屈曲振动模式下的振动(它未旋转时)的有限元法分析图；图5B是该振动的截面图；图6A是示出振动陀螺仪在二阶弯曲振动下的振动(旋转)的有限元法分析图；图6B是沿图6A中一点连线取得的振动状态的截面图；图7A是示出当振动陀螺仪旋转时，振动陀螺仪振动上腭的振动。图7B是说明当施加了科里奥利力时的振动状态的截面图；图8是根据本专利技术的振动陀螺仪的另一个例子的分解透视图。图9是根据本专利技术的振动陀螺仪的另一个例子的分解透视图；图10是用于修改过的电极配置的电路的概图；图11是传统的振动陀螺仪的例子的透视图12用于图11所示的传统振动陀螺仪的电路的概图；图13是另一个传统的振动陀螺仪的例子的透视图；下面，参照附图，详细解释本专利技术的较佳实施例。图1是示出本专利技术的振动陀螺仪的一个例子的透视图。图2是图1的振动陀螺仪取一个不同的角度的透视图；图3是其分解透视图。振动陀螺仪10包含中间部分12。如图3所示，中间部分形成为框形，其中心部分具有穿口。在中间部分12的相对侧面中的一个侧面上形成振动板14。振动板14通过例如藉合压电基片16和18形成。如由图3中的箭头表示的，极化压电基片16和18，以便使它们沿厚度方向相对。在压电基片16上，形成有16个组合的电极，其中四个电极20a、20b、20c和20d用于允许输入和/或输出信号。这些电极是通过用一个模型中的切丁器将平面的电极切割而形成的。这样，形成十字形交叉的电极20a、20b、20c和20d。在振动陀螺仪10中，由于以上述方式形成电极，故形成了16个电极。但是，振动陀螺仪10需要电极20a、20b、20c和20d，而不需要其它周边的电极。因此，当通过在压电基片16上进行印刷而形成电极20a、20b、20c和20d时，不需要形成周边的电极。当通过蚀刻形成电极20a、20b、20c和20d时，可以类似地去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动陀螺仪，其特征在于包含： 两个相对设置的平面振动板，其中 所述两个振动板在屈曲振动模式和二阶弯曲振动模式下振动，所述二阶弯曲振动模式与所述屈曲振动模式简并，或与其接近，并且所述振动陀螺仪通过检测在施加绕平行于振动板表面的轴的旋转角速度时产生的二阶弯曲振动模式的幅值平衡中的偏移，检测科里奥利力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石床信行，藤本克已，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]