角速度传感器制造技术

一种角速度传感器，其特征在于，备有从检测体取出角速度输出的输出端，所述检测体由驱动部、驱动所述驱动部振动的驱动手段、和检测角速度的检测手段构成；设有检测从所述检测体获得的角速度输出以外的机械结合信号、输出用于自检的信号的自检手段。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有自检功能的角速度传感器。
技术介绍
例如，音叉形角速度传感器，在音叉形驱动部的两驱动板前端与其正交方向上设有检测板，若以通常音叉驱动方式驱动上述驱动板，加上角速度，则从与其对应、相互相反方向振动的上述检测板的输出可检测角速度。已有技术的角速度传感器，如附图说明图18所示，通过在树脂制的一端开口的盒1的开口部安装树脂制的盖2，形成密封空间。该密封空间内部安置有电路板3，和金属制重(weight)板4。也即，在盒1内部四角植有支持杆5，该支持杆5弹性地支持固定着重板4和电路板3。为了实现这种弹性支持，在重板4的四角装有橡胶制的减振器6，并在该减振器6与电路板3之间设有树脂制的支脚7，支持杆5从下方贯通减振器6、支脚7、电路板3后，将其前端压破在电路板3面上，由此，弹性地支持固定着电路板3和重板4。重板4相对于电路板3的一侧，如图1 9所示，在垂直方向上压入固定着金属制的支持棒8，该支持棒8的上部水平方向上压入固定着金属制的支持棒9。该支持棒9的直径约为支持棒8直径的五分之一那么细，且材质由具有像钢琴线那样弹性的金属材料制成，其另一端经焊锡固定有金属制基板10。金属制驱动板11、12的一端挟着该基板10的支持棒8、9的两侧而固定，它们的表面上进一步固定有板状压电元件11a、12a，由此，形成音叉形驱动部。且，驱动板11、12的另一端，如图19所示，在与压电元件11a、12a部正交的方向上弯折，并在其后延长形成的检测板13、14上固定有板状压电元件13a、14a，这样，构成检测部。从而，由驱动部和检测部构成传感元件。但是，在已有角速度传感器中产生的问题是，对于传感器起动后所产生的制品故障，并不具有为将该故障传至外部或从外部判断该故障的功能。本专利技术的目的在于提供一种能从外部检测有部分损坏而不能正常检测动作状态的高可靠性角速度传感器。
技术实现思路
为完成上述专利技术目的，本专利技术的角速度传感器备有传感元件，驱动手段，检测手段和自检手段；所述传感元件具有驱动部和检测角速度的检测部；所述驱动手段包括将驱动信号供给上述传感元件中驱动部的驱动电路和加有来自上述传感元件的监控信号的监控电路，该驱动手段通过将所述监控电路输出经AGC电路加给所述驱动电路驱动所述传感元件并使之稳定地振动；所述检测手段包括加有来自所述传感元件中检测部的输出的电荷放大器和通过带通滤波器加有所述电荷放大器输出的同步检波器，该检测手段与来自所述驱动手段的驱动信号同步检波所述带通滤波器的输出，从而输出角速度信号；所述自检手段从所述检测手段获得该检测手段获得的除角速度信号外的机械结合信号，检测所述传感元件中异常，从而输出自检信号。按照上述结构，由于将结构上必不可少的检测手段所获得的机械结合信号取为自检信号，故能检测该角速度信号是否处于能正常检测工作状态，而且，该机械结合信号必定产生，故不必另外设置产生该机械结合信号的手段，其分结构极其简单，不仅自检可靠性高，而且传感器起动后，可检知特性稳定所需时间，起动后，可更早地使用传感器的输出。附图概述图1为表示本专利技术角速度传感器第一实施例的电路框图；图2为图1传感器各部分动作波形图；图3为表示本专利技术角速度传感器第二实施例的电路框图；图4为图3传感器各部分动作波形图；图5为表示本专利技术角速度传感器第三实施例的电路框图；图6为图5传感器各部分动作波形图；图7为表示本专利技术角速度传感器第四实施例的电路框图；图8为图7传感器各部分动作波形图；图9为表示本专利技术角速度传感器第五实施例的电路框图；图10为图9传感器各部分动作波形图；图11(a)为图9传感器关键部分剖开放大的立体图；图11(b)为图11(a)的剖面图；图11(c)为图9传感器的等效电路图；图12为表示图9传感器关键部分的电路结构的电路图；图13为表示本专利技术角速度传感器第六实施例的电路框图；图14为图13传感器关键部分的电路结构的电路图；图15为图13传感器各部分的动作波形图；图16为表示本专利技术角速度传感器第七实施例的电路框图；图17为图16传感器各部分动作波形图；图18为已有技术角速度传感器的主要部分装配立体图；图19为图18传感器关键部分剖开放大的立体图。本专利技术的最佳实施方式(实施例1)图1为本专利技术角速度传感器第一实施例中控制电路的电路图。驱动器15将作为驱动信号的1VP-P(峰-峰)、1.5KHz的交流信号加给作为传感元件的驱动板11的压电元件11a。由此，驱动板11、12以支持棒9为中心开始向内外方向作音叉振动。驱动板12的压电元件12a，因音叉振动而产生与所加信号成比例的感应电压，该电压通过电流放大器16、带通滤波器17，在A点形成图2中A所示监控信号。该信号通过后续的全波整流器18、AGC电路19，反馈给驱动器15，对驱动信号进行AGC控制。在检测部中，压电元件13a、14a一旦检测到角速度，它们就共同输出+Q角速度信号。这种情况作为角速度信号表示在图2的B、C中，它们在图1中D点合成，形成图2中D情况的角速度。接着，该角速度信号经过电荷放大器20、带通滤波器21、同步检波器22、低通滤波器23，从输出端24输出。其间，图1中E、F、G点的信号波形作为角速度信号表示在图2的E、F、G中。再有，在本实施例中，必须在相对于驱动板11、12的正交方向上设置检测板13、14，但真正把它们作成正交实质上是困难的，而且压电元件13a、14a的大小及它们的安装要完全相同是不可能的，其结果是，除上述角速度信号外，压电元件13a、14a总是产生图2中B、C所示的机械结合信号。此时，压电元件13a、14a粘贴于检测板13、14的同一面，由于检测板13、14的重心会有某种程度地偏向压电元件13a、14a的粘贴侧，故驱动板11、12作音叉振动时，例如向外扩张时，会产生向压电元件13a、14a侧的扩张弯曲。因此，在这些压电元件13a、14a中产生的机械结合信号如图2中B、C所示，构成相互相位相反的状态，故在图1的D点中，这种机械结合信号合成时会变小。该机械结合信号经电荷放大器20、放大器25放大后，经整流器26整流并由其后平滑器27平滑后，用判定器28判定电平，从信号端29输出这种判定结果。图1中H、I、J各点的输出分别表示于图2中H、I、J。也即，平滑器27输出I在电平a、b之间时，作为判定器28的输出的信号端29如图2中J所示输出低电平。与此相比，如图1所示检测板14中途损坏或其引线等断线时，如图2中C所示，该故障点之后，压电元件14a的输出角速度信号和机械结合信号都变为零电平。其结果在图1的D点中只有压电元件1 3a产生的机械结合信号，构成比之目前大得多的机械结合信号电平。因此，此时平滑器27的输出如图2中I所示，此a点大，结果，判定器28产生如图2中J所示的高电平输出。再有，在检测板13、14两者都坏，或两引线都断线等情况下，平滑器27的输出比图2的I中b点还小，此时，判定器28的输出J也构成高电平输出。然后，在上述输出高电平情况下，该角速度传感器向使用机器传送故障信息。(实施例2)图3表示另一实施例，在该实施例中，同步检波器30介于放大器25与平滑器27之间，并用驱动信号中的反馈电路的反馈信号，即来自图3中A点的通过相位器31的信号，进行同步检波。也即本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：野添利幸，植村猛，田村雅巳，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：