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圧電振動子を用いた高安定角速度センサの研究

研究課題

研究課題/領域番号 63550284
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 電子機器工学
研究機関石巻専修大学 (1989)
山形大学 (1988)

研究代表者

菅原 澄夫  石巻専修大学, 理工学部, 助教授 (00007197)

研究分担者 富川 義朗  山形大学, 工学部, 教授 (80007004)
工藤 すばる  石巻専修大学, 理工学部, 助手 (20214968)
近野 正  石巻専修大学, 理工学部, 教授 (50006962)
研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1989年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1988年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードジャイロスコ-プ / 圧電振動子 / 振動ジャイロ / 角速度センサ / ジャイロセンサ / 双共振子 / 同期検波回路 / 横振動音片 / 等価回路
研究概要

圧電形振動ジャイロ・角速度センサの高安定化をはかるために得られた結論・成果を以下に述べる。
(1) 検出側広帯域特性を有するセンサ構成の検討結果
センサの設計法として、これまで双共振子の駆動側と検出側の共振周波数を一致あるいは接近させてセンサの感度を大きくする方針をとって来た。しかし、双共振子の共振周波数の変動により感度が不安定となる。これに対して、双共振子に外部よりインダクタンスを挿入し、検出側で帯域通過フィルタ特性を実現させ共振周波数が異なっても感度は一定となるよう工夫し、駆動側においては挿入損を少なくする構成を提案した。本方法により、センサ製作上のメリットが大となり、出力の安定化の計れることが知られた。しかし、インダクタンスを使用するため、自動車等への応用ではエンジンル-ムのノイズをひろうことも予想されるが、検出時に同期整流回路を採用しているためその影響は無視できるものと考えている。
(2) センサの駆動・検出方法の検討結果
これまでセンサの駆動は外部発振器を利用し、また検出はロックインアンプを利用していた。しかし、センサの高安定化を図るには印加角速度の大きさや温度により変動する駆動側の共振子の振幅を一定に保つ必要が出て来た。そこで、駆動側はAGC回路を内蔵した自励発振回路を、検出側は小形化を図った電子回路をそれぞれ設計製作を行い、当初の目的を達成した。
今後の研究課題としては、印加角速度のない時のセンサ出力、即ち洩れ出力の安定化を図ることが急務となっている。現在、これに対する2、3の工夫考案をもっているが、振幅のみならず位相までも考慮した検討をする必要がある。

報告書

(3件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 菅原澄夫: "圧電形振動ジャイロの等価回路考察" 日本音響学会講演論文集(II). 10月. 833-834 (1988)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "圧電形振動ジャイロの入出力インピ-ダンスについて" 日本音響学会講演論文集(II). 3月. 665-666 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "圧電形振動ジャイロの検出側広帯域化に関する実験的検討" 日本音響学会講演論文集(II). 10月. 841-842 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "検出側広帯域・圧電形振動ジャイロにおける洩れ出力の影響" 日本音響学会講演論文集(II). 3月. 683-684 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sumio Sugawara: "Equivalent Circuit Consideration of a Piezoelectric Vibratory Gyroscope" Proc. Autumn Meet. Acoust. Soc. Jpn., 2-4-16 (1988) 833-834.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sumio Sugawara: "Input and Output Impedances of a Piezoelectric Vibratory Gyro" Proc. Spring Meet. Acoust. Soc. Jpn., 1-4-7 (1989) 665-666.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sumio Sugawara: "Experimental Consideration on the Piezoelectric Vibratory Gyro with Tuning Inductances" Proc. Autumn Meet. Acoust. Soc. Jpn., 1-4-7 (1989) 841-842.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sumio Sugawara: "Null Signala in a Piezoelectric Vibratory Gyro with Tuning Inductances" Proc. Spring Meet. Acoust. Soc. Jpn., 1-1-8 (1990) 683-684.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "圧電形振動ジャイロの等価回路考察" 日本音響学会講演論文集(II). 10月. 833-834 (1988)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "圧電形振動ジャイロの入出力インピ-ダンスについて" 日本音響学会講演論文集(II). 3月. 665-666 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "圧電形振動ジャイロの検出側広帯域化に関する実験的検討" 日本音響学会講演論文集(II). 10月. 841-842 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原澄夫: "検出側広帯域・圧電形振動ジャイロにおける洩れ出力の影響" 日本音響学会講演論文集(II). 3月. 683-684 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原澄夫,富川義朗: 日本音響学会、昭和63年度秋季研究発表会講演論文集. II. 833-834 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 菅原澄夫,富川義朗,近野正: 日本音響学会、平成元年度春季研究発表会講演論文集. II. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2025-11-20  

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