一种物理量测定装置，其特征在于，使用振子、激励该振子进行驱动振动的自激振荡电路、以及将来自所述振子的检测信号输出用的检测电路，并依据所述检测信号进行物理量测定，其中 所述自激振荡电路具备电流／电压转换器与低通滤波器， 所述检测电路具备将来自所述振子的输出信号放大的电荷放大电路， 至少所述电流／电压转换器与所述电荷放大电路形成于单片ＩＣ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种振动型陀螺仪等物理量测定装置。
技术介绍
本申请人对振动型陀螺仪的应用进行了各种研究，例如在汽车车体旋转速度反馈式车辆控制方法中，将振动型陀螺仪用于旋转速度传感器等。在这种系统中，转向轮的方向是依据方向盘的旋转角度来检测。与此同时，车体实际旋转的旋转速度是利用振动陀螺仪来检测。比较转向轮方向与实际车体的旋转速度，计算差值，并依据该差值对车轮转矩、转向角进行校正后，便可以实现稳定的车体控制。本专利技术申请人于日本专利特开平11-281372号公报中提出了一种主要使用平面内延伸的振子、适合横向配置的振动型陀螺仪。
技术实现思路
振动型陀螺仪在制造时，需使用自激振荡电路，激励例如上晶体构成的驱动振动片，产生驱动振动。此外，通过处理由振子上的检测电极所发送的输出电压，获得与旋转角速度相对应的电压值。在以往，自激振荡电路与检测电路形成于分立IC上，制造工序繁多。因此，本专利技术者考虑通过在单片IC芯片上形成自激振荡电路和检测电路，实现驱动—检测电路的批量生产。然而，对于生产出的众多同一规格振动型陀螺仪，在对每一个自激振荡电路测量驱动电流后发现，温度的变化会造成驱动电流值大幅变动。例如于车体控制系统中，振动型陀螺仪会暴露于大范围的环境温度、即高温和低温之下。此使用温度范围从-40℃到+85℃。因此，当驱动电流随温度变化而变化时，驱动灵敏度将发生改变，结果从检测电极输出的输出电流也将改变。因此，在旋转角速度的测定值中会发生温度漂移现象。对检测电极输出的输出电流进行处理，虽然可以得到与旋转角速度相对应的检测电流，但是发现各振动型陀螺仪的检测电流测定值会出现波动。当自激振荡电路与检测电路形成于分立IC上时，这些现象便看不到。本专利技术的目的在于提供一种物理量测定装置，在使用振子、激励振子进行驱动振动的自激振荡电路、以及将来自振子的检测信号输出用的检测电路并依据检测信号进行物理量测定的装置中，至少自激振荡电路与检测电路形成于单片IC时，抑制与物理量相对应的检测灵敏度的温度及各振子的变动。本专利技术公开一种物理量测定装置，是使用振子、激励振子进行驱动振动的自激振荡电路、以及将来自振子的检测信号输出用的检测电路并依据检测信号进行物理量测定的装置，其特征为，自激振荡电路具备电流/电压转换器与低通滤波器，检测电路具备将来自振子的输出信号放大的电荷放大电路，至少电流/电压转换器与电荷放大电路形成于单片IC。附图说明图1是表示以往自激振荡电路12的电路图。图2是表示先前例中自激振荡电路12及检测电路13的电路图。图3是电流/电压转换器3的一个构造例的电路图。图4是表示检测电路构造例的电路图。图5是表示电荷放大电路构造例的电路图。图6是表示低通滤波器构造例的电路图。图7是表示本专利技术例所述自激振荡电路12A的电路图。图8是表示本专利技术例所述自激振荡电路12A及检测电路13的电路图。具体实施例方式以下，适当参照附图说明本专利技术。图1是表示以往自激振荡电路12的示意图。振子1上安装有激励构件2，激励构件2连接于自激振荡电路12。自激振荡电路12具备电流/电压放大器(交流放大器)3、高通滤波器5、比较器6、全波整流器8、积分器10以及电阻器。起动时，起动电路将噪声输入至自激振荡电路12。此噪声通过振子1的驱动部接受选频，接着如箭头A所示，输入至电流/电压转换器3，并于放大后转换为电压值。电流/电压转换器3输出的输出信号中，一部分输入至全波整流器8，并转换为振幅电平(大小)。5代表高通滤波器，9代表基准电压源。该振幅信号被输入至积分器10。自激振荡装置12连接于未图示之诊断电路，诊断电路之输出通过DIAG端子输出至外部。于启动后的初始阶段，振子1中大部分噪声被去除，因此全波整流器8的输出较小。所以，使积分器10的输出电压增大，绕振荡回路一周的回路增益大于1。由于整流器8的输出会随时间而增大，因此使积分器10的输出电压减小，回路增益变成1。图2是表示本例中使用的自激振荡电路12以及检测电路13的方框图。电流/电压转换器3包含并联连接的电阻器3a及运算放大器3b。关于检测电路13将稍后说明。图3是表示典型的电流/电压转换器3构造的方框图。电阻器3a与运算放大器3b并联连接，运算放大器3b的负极及正极端子为输入端子。输出电压值为A×(A比1大得多)。由于+端子处电压为0伏特，因此为了确定输出电压，-端子处的电压也必须是0伏特。此处，假设输入电流值为i，则由于-端子处的电压为0伏特，因此输出端子处的电压为(-R×i)(R为电阻器3a的电阻值)。这里，通过本专利技术者的研究发现，形成于硅晶片上的电阻器3a的电阻值R具有较差的温度特性，例如具有1000ppm以上的温度特性。结果会造成在接点4测量驱动电流值时，驱动电流值的温度变动会增大。图4是一例检测电路的方框图。设置于振子1的检测构件15a、15b分别将输出信号输出，各输出信号又分别由电荷放大器16A、16B放大，并由差动放大器17将各输出信号之差放大。接着，通过高通滤波器18、放大器19。另一方面，派生部分驱动信号，将该派生信号输入到相位检波器30，对振子1的输出信号进行检波。结果，在检波后的输出信号中，应可除去或至少降低不需要的泄漏信号。该检波后的输出信号通过低通滤波器20、放大器21，从端子22将该输出取出至外部。电荷放大电路16A、16B的构造例如图5所示。本电路包含并联连接的电容器16a及运算放大器16b。运算放大器16b的负极及正极端子为输入端子。由于+端子处电压为0伏特，因此为确定输出电压，一端子处的电压也必须是0伏特。此处，假设输入电流值为i，则由于一端子处的电压为0伏特，因此输出端子处的电压为(-i/ωC)(C为电容器16a的电容)。此处，不同晶片间，形成于晶片上的电容器的电容存在很大差异，例如20％左右。因此，不同晶片间，通过电荷放大电路将振子输出信号放大后的电压值也各不相同，从而产生参差不齐的现象。因此，本专利技术中，在自激振荡电路中设有低通滤波器。图6是典型的低通滤波器25的构造例。低通滤波器25包含电阻器25a与电容器25b，电容器25b接地。在这种低通滤波器中，输入与输出的关系如公式1所示。 式1式中，ω代表输入信号的角频率，ω0代表低通滤波器的固有角频率。然后，根据公式2的近似式，可以推导出，公式1中的(输出/输入)与(1/R1·C1)大致成正比。11+(ωω0)2≈ω0ω(···ω>>ω0)∝1R1·C1]]>式2式中，C1代表低通滤波器中电容器的电容，R1代表低通滤波器中电阻的电阻值。于本专利技术中，例如图7所示，于电流/电压转换器3的后级设有低通滤波器25，低通滤波器25的输出将输入至全波整流器8。这里，构成电流/电压转换器3的电阻器的电阻值R在一个晶片内相同。电流/电压转换器3的放大倍数如上所述，与电阻器的电阻值R成正比。此外，低通滤波器25的放大倍数如上所述，与(1/R1·C本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物理量测定装置，其特征在于，使用振子、激励该振子进行驱动振动的自激振荡电路、以及将来自所述振子的检测信号输出用的检测电路，并依据所述检测信号进行物理量测定，其中所述自激振荡电路具备电流／电压转换器与低通滤波器，所述检测电路具备将来自所述振子的输出信号放大的电荷放大电路，至少所述电流／电压转换器与所述电荷放大电路形成于单片ＩＣ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：横井昭二，小林祥宏，高桥正行，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，精工爱普生株式会社，日本精密电路株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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