專利名稱：角速度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有自檢功能的角速度傳感器。
背景技術(shù)：
例如，音叉形角速度傳感器，在音叉形驅(qū)動部的兩驅(qū)動板前端與其正交方向上設(shè)有檢測板，若以通常音叉驅(qū)動方式驅(qū)動上述驅(qū)動板，加上角速度，則從與其對應(yīng)、相互相反方向振動的上述檢測板的輸出可檢測角速度。
已有技術(shù)的角速度傳感器，如

圖18所示，通過在樹脂制的一端開口的盒1的開口部安裝樹脂制的蓋2，形成密封空間。
該密封空間內(nèi)部安置有電路板3，和金屬制重(weight)板4。也即，在盒1內(nèi)部四角植有支持桿5，該支持桿5彈性地支持固定著重板4和電路板3。為了實現(xiàn)這種彈性支持，在重板4的四角裝有橡膠制的減振器6，并在該減振器6與電路板3之間設(shè)有樹脂制的支腳7，支持桿5從下方貫通減振器6、支腳7、電路板3后，將其前端壓破在電路板3面上，由此，彈性地支持固定著電路板3和重板4。重板4相對于電路板3的一側(cè)，如圖1 9所示，在垂直方向上壓入固定著金屬制的支持棒8，該支持棒8的上部水平方向上壓入固定著金屬制的支持棒9。該支持棒9的直徑約為支持棒8直徑的五分之一那么細，且材質(zhì)由具有像鋼琴線那樣彈性的金屬材料制成，其另一端經(jīng)焊錫固定有金屬制基板10。
金屬制驅(qū)動板11、12的一端挾著該基板10的支持棒8、9的兩側(cè)而固定，它們的表面上進一步固定有板狀壓電元件11a、12a，由此，形成音叉形驅(qū)動部。且，驅(qū)動板11、12的另一端，如圖19所示，在與壓電元件11a、12a部正交的方向上彎折，并在其后延長形成的檢測板13、14上固定有板狀壓電元件13a、14a，這樣，構(gòu)成檢測部。從而，由驅(qū)動部和檢測部構(gòu)成傳感元件。
但是，在已有角速度傳感器中產(chǎn)生的問題是，對于傳感器起動后所產(chǎn)生的制品故障，并不具有為將該故障傳至外部或從外部判斷該故障的功能。
本發(fā)明的目的在于提供一種能從外部檢測有部分損壞而不能正常檢測動作狀態(tài)的高可靠性角速度傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
為完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明的角速度傳感器備有傳感元件，驅(qū)動手段，檢測手段和自檢手段；所述傳感元件具有驅(qū)動部和檢測角速度的檢測部；所述驅(qū)動手段包括將驅(qū)動信號供給上述傳感元件中驅(qū)動部的驅(qū)動電路和加有來自上述傳感元件的監(jiān)控信號的監(jiān)控電路，該驅(qū)動手段通過將所述監(jiān)控電路輸出經(jīng)AGC電路加給所述驅(qū)動電路驅(qū)動所述傳感元件并使之穩(wěn)定地振動；所述檢測手段包括加有來自所述傳感元件中檢測部的輸出的電荷放大器和通過帶通濾波器加有所述電荷放大器輸出的同步檢波器，該檢測手段與來自所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步檢波所述帶通濾波器的輸出，從而輸出角速度信號；所述自檢手段從所述檢測手段獲得該檢測手段獲得的除角速度信號外的機械結(jié)合信號，檢測所述傳感元件中異常，從而輸出自檢信號。
按照上述結(jié)構(gòu)，由于將結(jié)構(gòu)上必不可少的檢測手段所獲得的機械結(jié)合信號取為自檢信號，故能檢測該角速度信號是否處于能正常檢測工作狀態(tài)，而且，該機械結(jié)合信號必定產(chǎn)生，故不必另外設(shè)置產(chǎn)生該機械結(jié)合信號的手段，其分結(jié)構(gòu)極其簡單，不僅自檢可靠性高，而且傳感器起動后，可檢知特性穩(wěn)定所需時間，起動后，可更早地使用傳感器的輸出。
附圖概述圖1為表示本發(fā)明角速度傳感器第一實施例的電路框圖；圖2為圖1傳感器各部分動作波形圖；圖3為表示本發(fā)明角速度傳感器第二實施例的電路框圖；圖4為圖3傳感器各部分動作波形圖；圖5為表示本發(fā)明角速度傳感器第三實施例的電路框圖；圖6為圖5傳感器各部分動作波形圖；圖7為表示本發(fā)明角速度傳感器第四實施例的電路框圖；圖8為圖7傳感器各部分動作波形圖；圖9為表示本發(fā)明角速度傳感器第五實施例的電路框圖；圖10為圖9傳感器各部分動作波形圖；圖11(a)為圖9傳感器關(guān)鍵部分剖開放大的立體圖；圖11(b)為圖11(a)的剖面圖；圖11(c)為圖9傳感器的等效電路圖；圖12為表示圖9傳感器關(guān)鍵部分的電路結(jié)構(gòu)的電路圖；圖13為表示本發(fā)明角速度傳感器第六實施例的電路框圖；圖14為圖13傳感器關(guān)鍵部分的電路結(jié)構(gòu)的電路圖；圖15為圖13傳感器各部分的動作波形圖；圖16為表示本發(fā)明角速度傳感器第七實施例的電路框圖；圖17為圖16傳感器各部分動作波形圖；圖18為已有技術(shù)角速度傳感器的主要部分裝配立體圖；圖19為圖18傳感器關(guān)鍵部分剖開放大的立體圖。
本發(fā)明的最佳實施方式(實施例1)圖1為本發(fā)明角速度傳感器第一實施例中控制電路的電路圖。驅(qū)動器15將作為驅(qū)動信號的1VP-P(峰-峰)、1.5KHz的交流信號加給作為傳感元件的驅(qū)動板11的壓電元件11a。由此，驅(qū)動板11、12以支持棒9為中心開始向內(nèi)外方向作音叉振動。驅(qū)動板12的壓電元件12a，因音叉振動而產(chǎn)生與所加信號成比例的感應(yīng)電壓，該電壓通過電流放大器16、帶通濾波器17，在A點形成圖2中A所示監(jiān)控信號。該信號通過后續(xù)的全波整流器18、AGC電路19，反饋給驅(qū)動器15，對驅(qū)動信號進行AGC控制。在檢測部中，壓電元件13a、14a一旦檢測到角速度，它們就共同輸出+Q角速度信號。這種情況作為角速度信號表示在圖2的B、C中，它們在圖1中D點合成，形成圖2中D情況的角速度。接著，該角速度信號經(jīng)過電荷放大器20、帶通濾波器21、同步檢波器22、低通濾波器23，從輸出端24輸出。其間，圖1中E、F、G點的信號波形作為角速度信號表示在圖2的E、F、G中。
再有，在本實施例中，必須在相對于驅(qū)動板11、12的正交方向上設(shè)置檢測板13、14，但真正把它們作成正交實質(zhì)上是困難的，而且壓電元件13a、14a的大小及它們的安裝要完全相同是不可能的，其結(jié)果是，除上述角速度信號外，壓電元件13a、14a總是產(chǎn)生圖2中B、C所示的機械結(jié)合信號。此時，壓電元件13a、14a粘貼于檢測板13、14的同一面，由于檢測板13、14的重心會有某種程度地偏向壓電元件13a、14a的粘貼側(cè)，故驅(qū)動板11、12作音叉振動時，例如向外擴張時，會產(chǎn)生向壓電元件13a、14a側(cè)的擴張彎曲。因此，在這些壓電元件13a、14a中產(chǎn)生的機械結(jié)合信號如圖2中B、C所示，構(gòu)成相互相位相反的狀態(tài)，故在圖1的D點中，這種機械結(jié)合信號合成時會變小。該機械結(jié)合信號經(jīng)電荷放大器20、放大器25放大后，經(jīng)整流器26整流并由其后平滑器27平滑后，用判定器28判定電平，從信號端29輸出這種判定結(jié)果。圖1中H、I、J各點的輸出分別表示于圖2中H、I、J。也即，平滑器27輸出I在電平a、b之間時，作為判定器28的輸出的信號端29如圖2中J所示輸出低電平。與此相比，如圖1所示檢測板14中途損壞或其引線等斷線時，如圖2中C所示，該故障點之后，壓電元件14a的輸出角速度信號和機械結(jié)合信號都變?yōu)榱汶娖?。其結(jié)果在圖1的D點中只有壓電元件1 3a產(chǎn)生的機械結(jié)合信號，構(gòu)成比之目前大得多的機械結(jié)合信號電平。因此，此時平滑器27的輸出如圖2中I所示，此a點大，結(jié)果，判定器28產(chǎn)生如圖2中J所示的高電平輸出。再有，在檢測板13、14兩者都壞，或兩引線都斷線等情況下，平滑器27的輸出比圖2的I中b點還小，此時，判定器28的輸出J也構(gòu)成高電平輸出。然后，在上述輸出高電平情況下，該角速度傳感器向使用機器傳送故障信息。
(實施例2)圖3表示另一實施例，在該實施例中，同步檢波器30介于放大器25與平滑器27之間，并用驅(qū)動信號中的反饋電路的反饋信號，即來自圖3中A點的通過相位器31的信號，進行同步檢波。也即，流入放大器25的機械結(jié)合信號中也混有角速度信號，故消去該角速度信號，使機械結(jié)合信號電平接近正確值。為此，如上所述，用相位器31對流入圖3中A點的圖4中信號A相移滯后90°，若用圖4中H所示具有該90°滯后相位的信號同步檢波從放大器25的輸出，則如圖4中I所示，角速度信號被消去，輸入平滑器27的機械結(jié)合信號電平能接近正確值。
(實施例3)
圖5表示再一實施例，在該實施例中，在圖5中D點將從壓電元件13a、14a獲得的機械結(jié)合信號相加時，初始設(shè)定成零。即在本實施例中，對于圖1、圖3所示這種相加不為零的狀態(tài)，通過對檢測板13或14進行平衡調(diào)整，使得保壓電元件13a、14a產(chǎn)生的機械結(jié)合信號相加的結(jié)果初始設(shè)定為零。這種情況表示在圖6的D中，例如發(fā)生檢測板14受損、或引線脫落那樣的故障之前的正常狀態(tài)下，機械結(jié)合信號不出現(xiàn)在圖5中D點上。然而，該故障發(fā)生后，由于壓電元件14a不產(chǎn)生機械結(jié)合信號，故如圖6中D所示，出現(xiàn)機械結(jié)合信號。其結(jié)果，如圖6中J所示，發(fā)生故障時，判定器28的輸出變?yōu)楦唠娖?，這通過或門電路32從信號端29輸出如圖6中M所示確知角速度傳感器發(fā)生故障的信號。在本實施例中，驅(qū)動信號中反饋信號，也即全波整流器18的輸出，通過判定器33供給或門電路32。本實例中，為要不驅(qū)動驅(qū)動板11、12時，也能從信號端29報知故障，因此，在本實施例中，驅(qū)動信號通過判定器33供給或門電路，判定器33，由于驅(qū)動板11、12未被驅(qū)動、其反饋信號為零時，輸出高電平，該電平通過或門電路32從信號端29輸出，報知有故障。
如上述實施例1、2、3所示，在結(jié)構(gòu)上作成將電荷放大器20的輸出輸入到作為自檢手段的放大器25的情況下，一旦有超過同步檢波器22輸入范圍的信號由帶通濾波器21被輸入，輸出到輸出端24的信號盡管不加有角速度信號，但仍會變化。此時，可以改變結(jié)構(gòu)，使帶通濾波器21的輸出輸入放大器25，設(shè)定判定器28的判定基準，使之可檢測同步檢波器22的飽和情況，同時使平滑器27的時常數(shù)與低通濾波器23的時常數(shù)相等。
(實施例4)圖7表示又一實施例，該實施例與實施例3一樣也進行初始設(shè)定，對檢測板13或14平衡調(diào)整，使得從壓電元件13a、14a獲得的機械結(jié)合信號相加時為零。然后，用電荷放大器20a放大來自壓電元件13a的信號，用電荷放大器20b放大來自壓電元件14a的信號，用加法器34將它們相加，通過其后的處理從輸出端24取出作為角速度輸出。用減法器35從電荷放大器20a的輸出中減去電荷放大器20b的輸出，通過其后的處理，形成從信號端29輸出自檢信號的狀態(tài)。圖7中各部分波形示于圖8中。在上述實施例中，表示了幾個例子，其中放大器25、整流器26、平滑器27也可省去。雖用音叉形角速度傳感器作了說明，但在三角柱型、圓柱形、音片型、圓筒型等角速度傳感器中也必定會產(chǎn)生機械結(jié)合信號，故也可使用這種機械結(jié)合信號進行故障檢測。
(實施例5)圖9為本發(fā)明角速度傳感器另一實施例中控制電路的電路圖。
驅(qū)動器15將約1VP-P、1.5KHz的交流信號加給驅(qū)動板11的壓電元件11a。這樣，驅(qū)動板11、12以支持棒9為中心開始向內(nèi)外方向音叉振動。驅(qū)動板12的壓電元件12a因音叉振動而感應(yīng)出與施加信號成比例的電壓，該電壓通過電流放大器16、帶通濾波器17，在A點輸出圖10中A所示監(jiān)控信號。該監(jiān)控信號通過后續(xù)的全波整流器18、AGC電路19反饋給驅(qū)動器15，對驅(qū)動信號進行AGC控制，使A點的信號振幅始終不變。在檢測部中，壓電元件13a、14a的信號在D點共同合成，輸入到電荷放大器20。與來自A點的音叉振動同步的監(jiān)控信號通過衰減器36的衰減，經(jīng)注入器37加給電荷放大器20的同相輸入端。電荷放大器20的輸出經(jīng)過帶通濾波器21、同步檢波器22、低通濾波器23，從輸出端24輸出。由監(jiān)控信號經(jīng)衰減器36、注入器37加給電荷放大器20的信號所產(chǎn)生的I點、H點、E點、F點、G點的信號波形顯示于圖10的E、F、G、H、I中。
另外，在本實施例中，檢測角速度的壓電元件13a、14a，如圖11(a)所示，通過粘接劑8粘接在檢測板13上，再形成為檢測角速度信號電荷的銀電極13b。
這里，檢測板13、壓電元件13a和銀電極13b，如圖11(b)所示，形成平行的平板電容器，其等效電路如圖11(c)所示構(gòu)成。此時，壓電元件13a構(gòu)成的電容器的電容量由式(1)所示。
Cs1≈ε·S/d ……(1)ε壓電體的介電常數(shù)S面積d壓電體的厚度同樣，壓電元件14a產(chǎn)生的電容器的電容量由式(2)所示。
Cs2＝∑·S/d ……(2)∑壓電體的介電常數(shù)S面積d壓電體的厚度這里，檢測角速度的壓電體的靈敏度與式(1)、(2)表示的電容量Cs1、Cs2之間有下面關(guān)系。
·靈敏度正比于面積S。
·電容量C正比于面積S。
那末·靈敏度正比于電容量。
因而，若能檢測電容量的變化，就可推測靈敏度的變化，便能檢測靈敏度的異常。
另外，如圖10所示，A點的監(jiān)控信號A經(jīng)衰減器36衰減成如圖10中波形I所示，被加給注入器37。注入器37，由如圖12中37所示的電容器和電阻等構(gòu)成，如圖10中波形H所示，這里相對于監(jiān)控信號A具有相位差，加給電荷放大器20的同相輸入端。這里，假定電荷放大器20的反相輸入和正相(同相)輸入為等電位，故加給正相輸入端的來自注入器37的信號，如圖10中波形D所示，也表示為電荷放大器20的反相輸入端上的信號。
其結(jié)果，在連接于反相輸入端的壓電元件13a、14a的電容量成分Cs1、Cs2上，產(chǎn)生圖10中波形D所示的位移電流ID，結(jié)果在電荷放大器20的輸出端輸出圖10中波形E的電壓。此時，E點的輸出電壓ve由下面式(3)表示。
ve＝Vm·α·(1/co)·(Cs1＋Cs2)·ID∠φ……(3)ve 電荷放大器的輸出電壓E(VP-P)Vm監(jiān)控電壓(VP-P)α 衰減器36的衰減率(0＜α＜1)∠φ注入器引起的相位差(0＜φ＜90°)co電荷放大器20的反饋電容(pF)ID位移電流從輸出端24獲得的信號Vout表示為式(4)。
Vout＝A·D·Vm·α·(1/co)·(Cs1＋Cs2)·ID·sinφ ……(4)D同步檢波器22的檢波常數(shù)ALPF23的DC增益圖10中信號E，相對于監(jiān)控信號A，相位偏差∠φ，經(jīng)BPF21濾波后，由同步檢波器22檢波，僅提取對應(yīng)于相位差的信號成分，經(jīng)LPF23濾波形成DC偏離量，從端子24輸出。通常，根據(jù)該DC偏離量，將輸出的偏離量調(diào)整到如2.5V是可以的。
這里，按式(3)，圖10信號E與角速度檢測用壓電元件13a、14a所具有的電容量Cs1、Cs2成比例，故若在圖9中B點或C點發(fā)生斷線等情況下，如圖10波形E、F所示，信號電平發(fā)生變化，結(jié)果，輸出端24的電壓電平發(fā)生變化。若通過如閾值判別這種電平變化，就可判別出異常作為傳感器的故障。
注入器37的輸入信號從驅(qū)動電路中監(jiān)控信號獲得，且其輸出信號加給電荷放大器20的輸入端，故從式(4)可見，不管音叉、驅(qū)動電路、檢測電路各內(nèi)部的哪一個發(fā)生故障，作為輸出端24中DC偏離量的變化都能表現(xiàn)出來，因此能經(jīng)常保持檢測傳感器的故障。
(實施例6)圖13表示本發(fā)明角速度傳感器另一實施例，通過對實施例5增加對衰減器36來的信號進行通斷控制的開關(guān)38，以便從外部對注入器37的輸入進行開關(guān)控制。其具體電路示于圖14，動作波形示于圖15。
通常情況下，經(jīng)衰減器36衰減的監(jiān)控信號I被開關(guān)38切斷，不會輸給注入器37，因此，傳感器輸出也為平常原有狀態(tài)。當(dāng)外部來的信號，如來自計算機的檢查信號等，如圖15中J所示，加給圖13中控制端39時，開關(guān)38閉合，來自衰減器36的信號I輸入注入器37。其結(jié)果，各部分波形如圖15中H、D、E、F那樣變化，從而如圖15中G所示，在輸出端24上發(fā)生與加給控制端39的檢查信號連動的偏離量變動。該偏離量變動由實施例5中式(4)確定，若對該變動量進行監(jiān)測，就能判知傳感器的異常狀態(tài)。
(實施例7)圖16表示本發(fā)明角速度傳感器再一實施例，其動作波形示于圖17。該實施例是一種將實施例6中開關(guān)38的外部輸入端與另一判定器28的輸出端共用的例子。例如，判定器28對電荷放大器20的輸出E進行監(jiān)測，如檢測到因外部異常沖擊或振動加給音叉而產(chǎn)生的異常電壓，端子29就向外部輸出異常。這里，形狀8的輸入與端子29共用，上述開關(guān)38的開關(guān)邏輯值設(shè)定得與上述判定器28的邏輯輸出相反。因此，在不使開關(guān)38動作的通常情況下，可檢測到因外部加給音叉的異常沖擊或振動產(chǎn)生的異常電壓，從而向外部報知這種異常。另一方面，當(dāng)對傳感器進行檢查時，從端子29輸入檢查信號，并對端子24的傳感器輸出進行監(jiān)測，從而通過一個端子可進行多功能的故障診斷，實現(xiàn)高功能。
在將上述開關(guān)38的開關(guān)邏輯值設(shè)定得與上述判定器28的邏輯輸出相同時，由上述判定器28的邏輯輸出強制上述開關(guān)38動作，故能轉(zhuǎn)向自檢模式，直至外部加上自檢復(fù)位信號之前，能始終保持作為異常檢測狀態(tài)的輸出信號。
這里，雖對用監(jiān)控信號報知傳感器動作狀態(tài)的實施例進行了敘述，但用同樣的電路結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)傳感器輸出的偏離量。此時，可調(diào)節(jié)衰減器36的衰減量，或調(diào)節(jié)注入器37的相移量，來達到所希望的偏離量的調(diào)節(jié)。若用感溫元件，通過溫度改變衰減量或相移，就可對傳感器輸出進行溫度補償。
另外，將注入器37的輸出加給帶通濾波器21、同步檢波器22，也可獲同樣效果。
工業(yè)應(yīng)用性如上所述的本發(fā)明的角速度傳感器，由于檢測手段可檢測該檢測手段獲得的角速度信號外的機械結(jié)合信號，故根據(jù)該機械結(jié)合信號的狀態(tài)可檢測該角速度信號是否處于正常檢測動作的狀態(tài)。而且，該機械結(jié)合信號必定會產(chǎn)生，故不必另設(shè)產(chǎn)生這種機械結(jié)合信號的手段，其分支結(jié)構(gòu)極其簡單，故具有高可靠性的自檢功能。
權(quán)利要求
1.一種角速度傳感器，其特征在于，備有從檢測體取出角速度輸出的輸出端，所述檢測體由驅(qū)動部、驅(qū)動所述驅(qū)動部振動的驅(qū)動手段、和檢測角速度的檢測手段構(gòu)成；設(shè)有檢測從所述檢測體獲得的角速度輸出以外的機械結(jié)合信號、輸出用于自檢的信號的自檢手段。
2.如權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，所述檢測體由音叉形的驅(qū)動部和設(shè)置在構(gòu)成該驅(qū)動部的兩塊驅(qū)動板的前端并與之正交的檢測板構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的角速度傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動部由具有壓電特性的材料構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的角速度傳感器，其特征在于，從檢測板檢測該檢測板和驅(qū)動板中機械結(jié)合所產(chǎn)生的機械結(jié)合信號作為自檢信號。
5.如權(quán)利要求4所述的角速度傳感器，其特征在于，根據(jù)從所述輸出端獲得的信號檢測機械結(jié)合信號成分作為自檢信號。
6.如權(quán)利要求4所述的角速度傳感器，其特征在于，檢測機械結(jié)合信號的下降電平作為自檢信號。
7.如權(quán)利要求4所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將從兩個檢測體獲得的機械結(jié)合信號經(jīng)電荷放大器放大，整流、平滑后，供給判定電路。
8.如權(quán)利要求7所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將從兩個檢測體獲得的機械結(jié)合信號的和初始設(shè)定為不為零的預(yù)定值。
9.如權(quán)利要求7所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將從兩個檢測板獲得的機械結(jié)合信號的和初始設(shè)定為零。
10.如權(quán)利要求9所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將驅(qū)動部的判定電路輸出和監(jiān)控信號輸出加給或門電路。
11.如權(quán)利要求4所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將從兩檢測板獲得的機械結(jié)合信號的和初始設(shè)定為不為零的預(yù)定值，同時用電荷放大器放大從這些檢測板獲得的機械結(jié)合，并用經(jīng)90度相位器對流入驅(qū)動信號的反饋電路的反饋信號變換相位后的信號，對所述電荷放大器放大后的機械結(jié)合信號同步檢波、平滑后，供給判定電路。
12.如權(quán)利要求4所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將從兩檢測板獲得的機械結(jié)合信號的和初始設(shè)定為零，同時用各自分開的電荷放大器對從兩檢測板獲得的機械結(jié)合信號進行放大，并對這些分開的電荷放大器的輸出相減后的信號整流、平滑后，供給判定電路。
13.一種角速度傳感器，其特征在于，備有傳感元件、驅(qū)動手段、檢測手段和自檢手段；所述傳感元件包括驅(qū)動部和檢測角速度的檢測部；所述驅(qū)動手段包含將驅(qū)動信號供給所述傳感元件中驅(qū)動部的驅(qū)動電路和加有來自所述傳感元件的監(jiān)控信號的監(jiān)控電路，通過將所述監(jiān)控電路的輸出經(jīng)AGC電路加給所述驅(qū)動電路，穩(wěn)定地驅(qū)動所述傳感元件的驅(qū)動部并使之振動；所述檢測手段包含加有所述傳感元件中來自檢測部的輸出的電荷放大器和通過帶通濾波器加有所述電荷放大器的輸出的同步檢波器，與來自所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步檢波所述帶通濾波器的輸出，輸出角速度信號；所述自檢手段通過將與所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步的信號加給構(gòu)成所述檢測手段的同步檢波器的前面部分，檢測所述傳感元件中的異常，輸出自檢信號。
14.如權(quán)利要求13所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將用于自檢的與驅(qū)動信號同步的信號加給構(gòu)成所述檢測手段的電荷放大器的輸入端。
15.如權(quán)利要求13所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，將用于自檢的與驅(qū)動信號同步的信號加給構(gòu)成所述檢測手段的帶通濾波器的輸出端。
16.如權(quán)利要求14所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，用于自檢的與驅(qū)動信號同步的信號加給構(gòu)成所述檢測手段的同步檢波器的輸入端。
17.如權(quán)利要求13所述的角速度傳感器，其特征在于，用于自檢的與驅(qū)動信號同步的信號是來自所述傳感元件的監(jiān)控信號。
18.如權(quán)利要求13所述的角速度傳感器，其特征在于，所述自檢手段包含對與驅(qū)動信號同步的信號進行衰減的衰減器；和將該衰減器來的信號注入到構(gòu)成所述檢測手段的同步檢波器之前電路部分的注入器。
19.如權(quán)利要求18所述的角速度傳感器，其特征在于，結(jié)構(gòu)上作成使所述衰減器的衰減量可變。
20.如權(quán)利要求18所述的角速度傳感器，其特征在于，所述注入器的構(gòu)成使得可改變與驅(qū)動信號同步的信號的相位并進行輸出。
21.一種角速度傳感器，其特征在于，備有傳感元件，驅(qū)動手段，檢測手段，自檢手段，和切換手段；所述傳感元件包括驅(qū)動部，和檢測角速度的檢測部；所述驅(qū)動手段包含將驅(qū)動信號供給所述傳感元件中驅(qū)動部的驅(qū)動電路和加有所述傳感元件來的監(jiān)控信號的監(jiān)控電路，通過將所述監(jiān)控電路的輸出經(jīng)AGC電路加給所述驅(qū)動電路，穩(wěn)定地驅(qū)動所述傳感元件的驅(qū)動部并使之振動；所述檢測手段包含加有所述傳感元件中檢測部來的輸出的電荷放大器和經(jīng)帶通濾波器加有所述電荷放大器輸出的同步檢波器，與來自所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步檢波所述帶通濾波器的輸出，并輸出角速度信號；所述自檢手段通過將與所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步的信號加給構(gòu)成所述檢測手段的同步檢波器之前的部分，檢測所述傳感元件中異常，輸出自檢信號；所述切換手段切換所述自檢手段，以便構(gòu)成工作—非工作狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求21所述的角速度傳感器，其特征在于，所述自檢手段包含對與驅(qū)動信號同步的信號進行衰減的衰減器；和將該衰減器來的信號注入到構(gòu)成所述檢測手段的同步檢波器之前電路部分的注入器；所述切換手段就是設(shè)在構(gòu)成所述自檢手段的衰減器與注入器之間的開關(guān)。
23.如權(quán)利要求21所述的角速度傳感器，其特征在于，所述切換手段就是隨外部操作而動作對注入所述同步檢波器之前電路部位的與驅(qū)動信號同步的信號進行通斷的開關(guān)。
24.一種角速度傳感器，其特征在于，備有傳感元件，驅(qū)動手段，檢測手段，自檢手段，切換手段，和判定手段；所述傳感元件包括驅(qū)動部，和檢測角速度的檢測部；所述驅(qū)動手段包含將驅(qū)動信號供給所述傳感元件中驅(qū)動部的驅(qū)動電路和加有所述傳感元件來的監(jiān)控信號的監(jiān)控電路，通過將所述監(jiān)控電路的輸出經(jīng)AGC電路加給所述驅(qū)動電路，穩(wěn)定地驅(qū)動所述傳感元件的驅(qū)動部并使之振動；所述檢測手段包含加有所述傳感元件中檢測部來的輸出的電荷放大器和經(jīng)帶通濾波器加有所述電荷放大器輸出的同步檢波器，與來自所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步檢波所述帶通濾波器的輸出，并輸出角速度信號；所述自檢手段通過將與所述驅(qū)動手段的驅(qū)動信號同步的信號加給構(gòu)成所述檢測手段的同步檢波器之前的部分，檢測所述傳感元件中異常，輸出自檢信號；所述切換手段切換所述自檢手段，以便構(gòu)成工作一非工作狀態(tài)；所述判定手段在所述自檢不工作時始終檢測所述檢測手段的信號電平，對所述傳感元件的異常進行判別。
25.如權(quán)利要求24所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，按照作為所述判定手段的判定器的邏輯輸出與作為所述切換手段的開關(guān)的開關(guān)邏輯值相反那樣，電氣連接所述開關(guān)的輸入驅(qū)動信號的輸入端和所述判定器的輸出端，使得通過所述判定器的邏輯輸出不會使所述切換手段誤動作。
26.如權(quán)利要求24所述的角速度傳感器，其特征在于，在結(jié)構(gòu)上作成，按照作為所述判定手段的判定器的邏輯輸出與作為所述切換手段的開關(guān)的開關(guān)邏輯值相等那樣，電氣連接所述開關(guān)的輸入驅(qū)動信號的輸入端和所述判定器的輸出端，使得通過所述判定器的邏輯輸出強制使所述切換手段動作，進入自檢模式。
全文摘要
一種角速度傳感器，備有驅(qū)動手段和檢測手段。驅(qū)動手段使具有驅(qū)動部和檢測角速度的檢測部的傳感元件中的驅(qū)動部穩(wěn)定振動，檢測手段從所述傳感元件的檢測部檢測角速度。通過所述檢測手段檢測該檢測手段中獲得的機械結(jié)合信號，能獲得故障時的自檢信號。該傳感器具有故障自檢功能。
文檔編號G01C19/56GK1154741SQ96190557
公開日1997年7月16日 申請日期1996年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月30日
發(fā)明者野添利幸, 植村猛, 田村雅巳 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社