[發(fā)明專利]作為圍繞兩個(gè)軸的速率陀螺儀和圍繞第三個(gè)軸的速率積分陀螺儀操作的振動(dòng)傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01803928.6
• 申請(qǐng)日: 2001-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN1395676A
• 公開（公告）日: 2003-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克里斯托弗·P·費(fèi)爾;凱文·唐森德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: BAE系統(tǒng)公共有限公司
• 主分類號(hào): G01C19/56
• 分類號(hào): G01C19/56;G01P9/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 吳麗麗

1.一種振動(dòng)結(jié)構(gòu)陀螺儀，包括諧振體、用于驅(qū)動(dòng)諧振體的諧振運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)變換器裝置、用于產(chǎn)生代表諧振運(yùn)動(dòng)的信號(hào)的傳感裝置，以及用于提取z軸載波振動(dòng)模式取向信息并且用于使該信息正常化以給出在繞著z軸的角度取向方面的信息并且用來從信號(hào)中提取x-和y-軸速率信息的信號(hào)處理裝置。

2.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其中諧振體是一種平面環(huán)結(jié)構(gòu)，并且諧振運(yùn)動(dòng)在環(huán)平面中以振動(dòng)模式圖樣進(jìn)行，環(huán)平面相對(duì)于諧振體的取向角度與諧振體繞著其z軸的取向成比例地變化并且根據(jù)諧振體繞著x-或y-軸的轉(zhuǎn)動(dòng)將能量加倍成平面外響應(yīng)模式運(yùn)動(dòng)，并且其中信號(hào)處理裝置參照代表繞著z軸的取向的z軸取向信號(hào)將平面外響應(yīng)模式運(yùn)動(dòng)分解以提取x-和y-軸速率信息。

3.如權(quán)利要求2所述的陀螺儀，其中所述傳感裝置包括多個(gè)設(shè)置用來感測(cè)在諧振體平面中的諧振運(yùn)動(dòng)的第一傳感器以及多個(gè)設(shè)置用來感測(cè)諧振體平面外響應(yīng)模式運(yùn)動(dòng)的第二傳感器。

4.如權(quán)利要求3所述的陀螺儀，其中所述多個(gè)第二傳感器被分開30k°，其中k為奇數(shù)。

5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其中所述驅(qū)動(dòng)變換器裝置包括多個(gè)利用驅(qū)動(dòng)分解器驅(qū)動(dòng)的平面內(nèi)驅(qū)動(dòng)變換器，該驅(qū)動(dòng)分解器利用來自z軸載波振動(dòng)模式取向信號(hào)的輸入來給出沿著振動(dòng)模式圖樣的取向角度分解的結(jié)果驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

6.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4或當(dāng)附加上權(quán)利要求3或權(quán)利要求4時(shí)的權(quán)利要求5所述的陀螺儀，其中所述信號(hào)處理裝置包括速率積分裝置，該速率積分裝置利用傳感分解器從多個(gè)第一平面內(nèi)傳感器中獲取輸入信號(hào)并且輸出z軸取向信號(hào)，還包括x-y-軸分解器，該分解器獲取提供給多個(gè)平面外驅(qū)動(dòng)變換器的輸入驅(qū)動(dòng)信號(hào)，參考z軸載波振動(dòng)模式取向信號(hào)分解這些信號(hào)并且輸出x-和y-軸速率信息。

7.如權(quán)利要求6所述的陀螺儀，其中將來自傳感分解器的波腹信號(hào)提供給鎖相環(huán)路，該環(huán)路調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)變換器裝置的驅(qū)動(dòng)頻率以跟蹤諧振最大。

8.如權(quán)利要求7所述的陀螺儀，其中將所述波腹信號(hào)提供給增益控制回路，該回路調(diào)節(jié)被提供給驅(qū)動(dòng)變換器裝置的驅(qū)動(dòng)電平以保持恒定的波腹信號(hào)。

9.如權(quán)利要求6至8所述的陀螺儀，其中將來自傳感分解器的波節(jié)信號(hào)提供給速率積分裝置。

10.如權(quán)利要求9所述的陀螺儀，其中速率積分裝置包括相位探測(cè)器，該探測(cè)器分解與波腹信號(hào)同相的信號(hào)分量。

11.如權(quán)利要求9或10所述的陀螺儀，其中所述速率積分裝置包括速率信號(hào)發(fā)生器裝置，該信號(hào)發(fā)生器裝置獲取波節(jié)信號(hào)并且輸出與繞著z軸的振動(dòng)模式圖樣的轉(zhuǎn)速成比例的速率信號(hào)。

12.如權(quán)利要求11所述的陀螺儀，其中所述速率積分裝置還包括積分器，用來將速率信號(hào)積分以輸出z軸取向信號(hào)。

13.如權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其中將z軸載波振動(dòng)模式取向信號(hào)提供給正常化裝置，該正常化裝置將Bryan因數(shù)提供給z軸載波振動(dòng)模式取向信號(hào)以給出諧振體繞著z軸轉(zhuǎn)過的角度的直接測(cè)量值。

14.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其中所述傳感裝置包括其輸出被提供給x軸速率回路的x軸傳感器以及其輸出被提供給y軸速率回路的y軸傳感器，并且x-和y-軸速率回路分別將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給x-和y-軸驅(qū)動(dòng)變換器裝置以將在相應(yīng)傳感器處的信號(hào)調(diào)零。

15.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的陀螺儀，其中正交調(diào)零回路沿著波節(jié)軸線將驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)變換器裝置，以使給正交調(diào)零回路的輸入保持為零。

16.一種適應(yīng)于作為圍繞兩個(gè)軸的速率陀螺儀和圍繞第三個(gè)軸的全角陀螺儀操作的三軸陀螺儀感測(cè)裝置。

17.一種振動(dòng)結(jié)構(gòu)陀螺儀，基本上如參考附圖2-5中任意一個(gè)所述以及如附圖2-5中任意一個(gè)所示。