JP2006119008A - ジャイロセンサの温度特性調整方法及びジャイロセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 温度変化に対して０点電圧の変動の影響を抑え、正確なジャイロセンサの出力を得ることができるジャイロセンサの温度特性調整方法及びジャイロセンサを提供する。
【解決手段】 回転角速度が加わっていないときの０点電圧の温度特性と温度センサ８０の温度特性とを加算することによって０点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサ１０の温度特性調整方法であって、ジャイロセンサ１０の所定温度毎における０点電圧の測定値から傾きａの一次補正対象直線３５を求め、温度センサ８０の所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線５０を求め、近似直線５０の傾きが（−ａ）になるようにゲイン調整を行い、温度センサ８０の出力電圧の傾き（−ａ）の直線５１を決定し、ジャイロセンサ１０の０点電圧の一次補正対象直線３５と温度センサのゲイン調整後の直線５１とを加算してジャイロセンサ１０の温度特性補正出力を求める。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ジャイロセンサの温度特性調整方法、及びこの温度特性調整方法により温度特性が調整されたジャイロセンサに関する。

従来、角速度センサに回転角速度が加わっていないときの０点電圧（ヌル電圧）の温度特性を最小二乗法によって一次式で直線近似し、この近似直線の傾きに対応する電圧をセンサ出力に加算し、基準温度における無回転時のセンサ出力が、あらかじめ定められた既値の基準電圧に対して、前記近似直線の傾きに対応する電圧分だけずれるように構成することにより、この角速度センサの０点電圧を補正する０点電圧の温度に対する傾き情報を、抽出可能に角速度センサの出力に重畳する角速度センサが知られている。

さらに、この角速度センサの温度特性調整方法としては、角速度センサの基準電圧における無回転時の出力電圧を測定するステップと、出力電圧をあらかじめ定められた既知の基準電圧と比較することにより、角速度センサの０点電圧の直線近似した温度特性を解析するステップと、温度を測定するステップと、解析された角速度センサの０点電圧の温度特性と測定された温度から０点電圧の補正値を求めるステップと、０点電圧の補正値によって角速度センサの０点電圧を補正するステップを含む、角速度センサの温度特性の調整方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３２９２００２号公報（第５，６頁、図４）

このような特許文献１では、角速度センサの０点電圧の温度特性を測定し、０点電圧の温度特性を最小二乗法により一次式で近似した近似直線の傾きと、既知の基準電圧と、を比較して近似直線の傾きに対応する電圧分だけずれるように補正しているが、最小二乗法では、温度特性が規格外のものも含まれることが考えられる。このような場合、出荷前検査等において、規格保証検査等を実施する必要性があり、最終出荷段階で歩留まりが低下することが推測されコスト高になるというような課題もある。

本発明の目的は、前述の課題を解決し、ジャイロセンサの温度特性の調整を効率よく行うとともに、温度変化に対して０点電圧の変動の影響を抑え、正確なジャイロセンサの出力を得ることができるジャイロセンサの温度特性調整方法、及びジャイロセンサを提供することである。

本発明のジャイロセンサの温度特性調整方法は、回転角速度が加わっていないときの０点電圧の温度特性と温度センサの温度特性とを加算することによって０点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサの温度特性調整方法であって、前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値から傾きａの一次補正対象直線を求め、前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが（−ａ）になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き（−ａ）の直線を決定し、前記ジャイロセンサの０点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を求めることを特徴とする。

ここで、０点電圧とは、ジャイロセンサに回転角速度が加わっていないときの出力電圧を示す。また、温度センサは、あらかじめ所定の温度特性を有するものが選択使用される。
本発明によれば、ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値から求めた傾きａの直線と、温度センサの温度特性の近似直線をゲイン調整して求めた傾き（−ａ）の直線と、を加算することにより０点電圧の温度特性補正出力が得られるため、得られた０点電圧の補正出力は、所定の各温度において温度補正された出力電圧を得ることができる。

また、本発明のジャイロセンサの温度特性調整方法は、前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧を測定するステップと、前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限値範囲を示す直線を求めるステップと、前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限範囲を示す直線の傾きを比較し、傾きの絶対値が大きい直線を選択し、この直線の傾きをａとし、前記所定温度毎の０点電圧が全て含まれる領域の中央を通る傾きａの一次補正対象直線を決定するステップと、温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、前記温度センサの出力電圧から温度特性の近似直線を求めるステップと、前記温度センサの近似直線を傾き（−ａ）になるようにゲイン調整するステップと、前記一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整された直線とを加算し、０点電圧の一次補正直線を決定するステップと、を含むことを特徴とする。

このような温度特性の調整方法によれば、ジャイロセンサの温度特性の上限値範囲と下限値範囲を示す直線を求め、各所定温度毎の０点電圧の全てが含まれる領域を設定し、温度センサの温度特性を加算して補正出力を求めているために、各所定温度毎の０点電圧の全てが所定の温度特性範囲内に補正することができ、所定の温度特性管理範囲内におけるジャイロセンサの温度特性を補正することができる。

また、本発明では、前記０点電圧の一次補正直線を得るステップの前に、前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値が、所定の範囲内に存在することを判定するステップと、前記０点電圧が所定の範囲外にあるときは不良品と判定するステップと、を含むことが好ましい。

このようにすれば、ジャイロセンサの０点電圧の所定温度毎における測定値が所定の範囲外にあるときは不良品と判定し、次のステップには進まないようにすることで、不良品を排除し、所定範囲内にあるジャイロセンサのみを次のステップに進めることができるので、無駄なステップを排除し効率よくジャイロセンサの温度特性の調整を行うことができる。また、このことにより、０点電圧の一次補正直線を得るステップ以降の歩留まりを高めることができるというような効果がある。

また、前述のジャイロセンサの温度特性調整方法では、前記一次補正直線から求められる０点電圧を所定出力電圧にオフセット調整するステップを含むことが好ましい。
ここで、所定出力電圧とは、例えば、一次補正後の０点電圧の最低値が０Ｖ以上、最高値が駆動電圧以下になるような検出電圧範囲の中心電圧を意味する。

このようにすれば、一次補正直線が、前記のような所定電圧に設定されているため、ジャイロセンサ０点電圧が所定電圧を中心検出電圧範囲内に分布するので、０点電圧を有効な出力電圧として検出することができる。

さらに、前述のジャイロセンサの温度特性調整方法では、前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧を測定するステップと、前記温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、を並行して行うことが好ましい。

温度特性の測定は、例えば、恒温槽等を用いて行われるが、ジャイロセンサの０点電圧の所定温度毎における温度特性を測定及び温度センサの所定温度毎における測定を同一の恒温槽内で、同時に、かつ同条件で行うことで、正確なそれぞれの温度特性を得ることができるうえ、温度特性を測定するためには、恒温槽の温度環境設定に時間を要するため、別々に行うことに比べ、測定時間を大幅に短縮することができ、ジャイロセンサの温度特性調整の効率化を可能にする。

また、前述したジャイロセンサの温度特性調整方法によって温度特性が調整されるジャイロセンサであって、前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値から傾きａの一次補正対象直線を求め、前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが（−ａ）になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き（−ａ）の直線を決定し、前記ジャイロセンサの０点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を出力することを特徴とする。

このようにして温度特性が調整されたジャイロセンサは、ジャイロセンサの所定の仕様範囲において、正確な温度特性補正出力を出力できるため、使用環境における温度の影響を低減した信頼性の高いジャイロセンサを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，２は、本発明の実施形態に係るジャイロセンサの振動動作を説明する平面図、図３，４は、本実施形態の構成の一例を示す説明図、図５は工程図、図６〜図１３には、具体的な工程を示すグラフが示されている。
（実施形態）

まず、本実施形態に係るジャイロセンサ１０の振動動作について説明する。
図１、図２は、本実施形態のジャイロセンサ１０の動作を模式的に説明するための平面図である。なお、図１、図２においては、振動形態を分かり易く説明するために、各振動腕は簡略化して線で表している。

図１は、駆動振動を説明する平面図である。図１において、駆動振動は、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの矢印Ａで示す屈曲振動であって、実線で示す振動姿態と、二点鎖線で示す振動姿態と、を所定の周波数で繰り返している。このとき、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂと駆動振動腕１５Ｃ，１５Ｄとが、中心点Ｇを通るＹ軸で線対称の振動を行っているので、基部１２、連結腕１３，１４及び検出振動腕１６Ａ，１６Ｂは、ほとんど振動しない。

ここで、このジャイロセンサ１０は、水晶で形成され、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸及び光学軸と呼ばれるＺ軸のＸ軸とＹ軸を平面方向に切り出されたＺカットの水晶基板から形成されている。ジャイロセンサ１０は、所定の厚みの水晶基板で形成され、平面形状は、水晶の結晶軸に合わせてＸＹ平面に展開され、中心点Ｇに対して１８０度点対称の形状をしている。中心点Ｇはジャイロセンサ１０の重心位置である。このように形成されるジャイロセンサ１０は、ダブルＴ型ジャイロセンサと呼ばれる。

図２は、検出振動を説明する平面図である。図２において、検出振動は、実線で示す振動姿態と、二点鎖線で示す振動姿態を、前述した駆動振動の周波数で繰り返している。検出振動は、ジャイロセンサ１０が図１に示した駆動振動を行っている状態で、ジャイロセンサ１０にＺ軸周りの回転角速度ωが加わった時、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂ及び１５Ｃ，１５Ｄに矢印Ｂで示す方向のコリオリ力が働くことによって発生する。

このことより、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが、矢印Ｂで示す振動を行う。矢印Ｂで示した振動は、中心点Ｇに対して周方向の振動である。また同時に、検出振動腕１６Ａ，１６Ｂは、矢印Ｃに示すように、矢印Ｂの振動に呼応して矢印Ｂとは周方向反対向きの振動を行う。

本発明は、図２で示すようなジャイロセンサ１０に回転角速度ωが加えられていないときのジャイロセンサの出力電圧（これを、０点電圧と表す）、つまり、図１で示す振動をしているときのジャイロセンサ１０の０点電圧の温度特性調整方法を提供することを要旨としている。

次に、本実施形態のジャイロセンサの温度特性調整方法に係るシステムの構成について説明する。
図３、図４は、本システムの構成を示す説明図である。
図３には、本システムの全体構成が示されている。図３において、本システムは、基本構成としてジャイロセンサ１０と、駆動部６０と、検出部７０と、から構成されている。駆動部６０は、周知の構成であるので説明は省略するが、前述したジャイロセンサ１０の駆動腕１５Ａ〜１５Ｄに駆動信号を供給する。また、図示しないが、駆動部６０からの漏れ振動成分を除去するための検出部７０と同期した信号を作り出すため、駆動信号の９０度移相を行う移相回路を備えている。

検出部７０は、駆動部６０の発振に同期してジャイロセンサ１０の検出電極から発生する電流を電圧出力に変換するＩ／Ｖ変換アンプ７１，７２と、これらＩ／Ｖ変換アンプ７１，７２からの出力電圧が逆極性となっていることから不要成分を取り除く差動アンプ７３と、角速度成分以外の漏れ振動成分等の不要振動線分を除去する同期検波器７４と、ジャイロセンサ１０の個々にばらついている感度を一定の感度にゲイン調整する可変ゲインアンプ７５と、同期検波器７４によって抽出される角速度信号に含まれる検出部７０から出力される出力周波数に含まれる不要な信号を除去するためのＬＰＦ（Ｌｏｗ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）７６とから構成される。

なお、本実施形態では、回転角速度ωが加えられていないので、ジャイロセンサ１０から得られる出力電圧が０点電圧である。この０点電圧の温度特性と後述する温度センサ８０（図４、参照）の温度特性とから、それぞれ求められた一次直線を加算し、さらにその結果からオフセット調整をすることによってジャイロセンサ１０の温度特性調整を可能にする。
ジャイロセンサ１０の温度特性調整に係る構成については、図４を参照して説明する。

図４は、本実施形態のジャイロセンサ１０の温度特性調整に係るシステムの構成を示す説明図である。図４において、温度特性調整に係るシステムは、ジャイロセンサ１０から発生する電荷を検出し、ジャイロセンサ出力として出力する検出部７７と、温度センサ８０と、温度センサアンプ８１と、後述するジャイロセンサ１０の各温度毎における０点電圧の測定値から補正対象の直線を求めると共に、温度センサ用アンプのゲイン調整、一次補正直線のオフセット量を決定するメモリ回路９０と、から構成されている。

さらに、メモリ回路９０からの命令によって補正出力のオフセット調整を行うオフセット調整部９１、感度のゲイン調整を行うための前述した可変ゲインアンプ７５を含む感度調整部９２とから構成されている。
なお、検出部７７には、図３で示したＩ／Ｖ変換アンプ７１，７２、差動アンプ７３、同期検波器７４とを含んでいる。
このようなシステム構成により、本発明のジャイロセンサ１０の０点電圧の温度特性調整が行われ、検出部７７から温度特性が補正されたジャイロセンサ出力電圧が出力される。

続いて、本実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整方法について図面を参照して説明する。
図５は、本実施形態に係るジャイロセンサ１０の温度特性調整方法を示す工程図、図６〜図１３は、その工程によって行われる具体的な温度特性調整の状態を示すグラフである。図５〜図１３を参照して説明する。

図５では、左側にジャイロセンサ１０に係る工程、右側に温度センサ８０に係る工程を示している。
まず、ジャイロセンサ１０の０点電圧を図示しない恒温槽内において検出部７７によって所定温度毎に測定する（ＳＴ１）。図６は、その測定結果の一例を示している。縦軸ｙには、０点電圧の測定値（単位Ｖ）、横軸ｘには、測定する温度（単位℃）が示されている。測定温度としては、−４０℃〜９０℃までの範囲を１０℃毎に測定している。ここで、−４０℃〜９０℃までが本実施形態における温度特性管理範囲である。これら各温度における０点電圧は、図６で示すようにばらついている。

次に、前述の測定結果から０点電圧の最高電圧側の直線３０を求める（ＳＴ２）。
図７に、この直線３０の求め方を示す。図７において、まず、測定した０点電圧の最高電圧を選択する。本実施形態では、ポイント２１が最高電圧を示している。ここで、ポイント２１を通りｘ軸に平行な直線３１を求め、この直線３１をポイント２１を中心に反時計回り（図中、矢印Ｅ方向）、または時計周り（図中、矢印Ｆ方向）双方に回転し、直線３１が最初に交わるポイント同士を比較し、そのポイントとポイント２１を結んだ直線の一次係数を比較し、一次係数の絶対値の大きい方の直線を選択する。図７では、ポイント２２が選択される。次に、ポイント２１とポイント２２とを直線３０で結ぶ。この直線３０の方程式を仮にｙ＝ａｘ＋ｂとする。この直線３０が、０点電圧の上限値範囲を示す直線である。

次に、０点電圧の最低電圧側の直線４０を求める（ＳＴ３）。
図８に、この直線４０の求め方を示す。図８において、まず、０点電圧の最低電圧を示すポイントを選択する。本実施形態では、ポイント２３が最低電圧を示している。ここで、ポイント２３を通りｘ軸に平行な直線４１を求め、この直線４１をポイント２３を中心に時計周り（図中、Ｇ方向）、または反時計回り（図中、Ｈ方向）双方にに回転し、最初に交わるポイント同士を比較し、そのポイントとポイント２３を結んだ直線の一次係数を比較し、一次係数の絶対値の大きい方の直線を選択する。図８では、ポイント２４を選択し、ポイント２３とポイント２４とを結ぶ直線４０を得る。この直線４０の方程式を仮にｙ＝ｃｘ＋ｄとする。この直線４０が、０点電圧の下限値範囲を示す直線である。

なお、前述した直線３０と直線４０とは、その両線に挟まれた領域に、測定された各温度における０点電圧が全て含まれるように選択され決定される。

続いて、一次補正対象直線３５を決定する（ＳＴ４）。
図９に、一次補正対象直線３５の求め方を示す。図９において、まず、先に求めた直線３０と直線４０の傾きを比較し、傾きの大きい直線を選択する。本実施形態では、それぞれの直線の傾きａ，ｃを比較する。仮にａ＞ｃとして傾きが大きい直線３０を選択し、この直線をｙ軸に平行に、測定された全ての０点温度が含まれるポイントまで移動させる。本実施形態では、ポイント２３まで移動し直線３２を求める。この直線の方程式をｙ＝ａｘ＋ｅとする。そして、直線３０と直線３２との中心を通る直線３５を得る。従って、直線３５は、０点電圧の上限値範囲と下限値範囲の領域の中央を通る直線である。この直線３５の方程式はｙ＝ａｘ＋（ｂ＋ｅ）／２で示される。この直線３５が、以降のステップにおけるジャイロセンサ１０の温度補正を行う基礎となる一次補正対象直線である。

ここで、０点電圧の一次補正範囲を求める（ＳＴ５）。一次補正範囲とは、各温度で測定された０点温度のうち補正を行うべき領域を意味している。図９において、直線３０と直線３２とのｙ軸に平行な距離３３は、（ｂ−ｅ）で表され、直線３０，３２の傾きはａであるため、直線３０と直線３２との垂直距離３４は、（ｂ−ｅ）／（ａ²＋１）^1/2で示される。この領域に各温度の０点電圧が含まれている。この（ｂ−ｅ）／（ａ²＋１）^1/2で表される範囲が一次補正範囲である（以降、垂直距離３４を一次補正範囲３４と表す）。

次に、一次補正範囲３４と仕様範囲Ｌとを比較する（ＳＴ６）。図９において、ＳＴ５で求められた一次補正範囲３４とあらかじめ設定されている仕様範囲Ｌ（図示しない規格値）とを比較し、一次補正範囲３４＞仕様範囲Ｌで表される所定の仕様範囲外のジャイロセンサは規格外品として排除され、一次補正範囲３４＜仕様範囲Ｌで表される範囲に存在するジャイロセンサは次のステップに移行する。
さらに、前述したＳＴ１〜ＳＴ６のステップと並行して、温度センサ８０の測定を行う。

まず、温度センサ８０の出力電圧を恒温槽内において所定温度毎に測定する（ＳＴ１１）。図１０は、その測定結果の一例を示している。縦軸（ｙ）には、温度センサ８０の出力電圧の測定値（単位Ｖ）、横軸（ｘ）には、測定する温度（単位℃）が示されている。温度は、−４０℃〜９０℃までを１０℃毎に測定している。ここで、−４０℃〜９０℃までがジャイロセンサ１０の本実施形態における温度特性管理範囲に相当する。
なお、温度センサ８０の出力電圧の測定は、同じ測定条件にするために、ジャイロセンサ１０の温度特性の測定と同じ恒温槽内で同時並行して行うことが好ましい。

次に、これら各温度における出力電圧を表すポイントを結び温度センサの出力電圧の近似直線５０を求める（ＳＴ１２）。この温度センサ８０は、あらかじめ所定の傾きと直線性を有するものが選択仕様されている。

続いて、この温度センサの出力電圧の近似直線５０をジャイロセンサ１０の０点電圧の一次補正対象直線３５の傾きａを打ち消すような傾きにするべくゲイン調整を行う（ＳＴ１３）。
図１１に、このステップ（ＳＴ１３）を示す。図１１において、ＳＴ１２で求められた温度センサ８０の温度特性を示す近似直線５０を、ゲイン調整によって、一次補正対象直線３５の傾きと逆の傾き（−ａ）の直線５１を求める（ＳＴ１４）。この直線５１は、一次補正対象直線３５とは、一般に常温とされる２５℃の位置で交差するようにゲイン調整される。ゲイン調整量は、一次補正係数としてメモリ回路９０に書き込まれる。このステップＳＴ１４（図１１、参照）で求められる直線５１の方程式をｙ＝−ａｘ＋ｆで表す。

そして、一次補正対象直線３５とゲイン調整された直線５１とを加算（合成）し、一次補正直線を決定する（ＳＴ２０）。図１２にその状態を示す。図１２において、一次補正対象直線３５とゲイン調整された直線５１とを加算するとｘ軸に平行な直線３６が求められる。直線３６の方程式は、ｙ＝ｘ＋{（ｂ＋ｅ）／２＋ｆ}／２で示される。すなわち、直線３６は、ジャイロセンサの各測定温度毎の０点電圧が、{（ｂ＋ｅ）／２＋ｆ}／２ボルト（Ｖ）であることを示している。この０点電圧は、０点温度の発生領域の中心値である。
また、このようにして直線３６を求めることを一次温度補正と呼び、直線３６を一次補正直線と呼ぶ。

続いて、この一次補正直線３６を所定電圧までオフセット調整を行う（ＳＴ２１）。
図１３にオフセット調整の状態を示す。図１３において、一次補正直線３６を所定電圧値までオフセットする。オフセット調整は、一次補正直線３６で示される０点電圧と所定電圧との差を調整ビット数に換算してメモリ回路９０に書き込まれる。このオフセット電圧は、一次補正後の０点電圧の最低値が０Ｖ以上、最高値が少なくとも駆動電圧以下になるような検出電圧範囲の中心電圧であり、検出電圧範囲の幅によって適宜設定される値である。オフセット量は、図１３においてはＪであり、所定電圧としては、本実施形態においては２．５Ｖとしている。従って、オフセット量Ｊは、Ｊ＝２．５−{（ｂ＋ｅ）／２＋ｆ}／２で表される。オフセットされた直線３７の方程式は、ｙ＝２．５で表され、この直線３７が温度特性補正後の直線である。そして、各温度毎の０点電圧は、一次補正範囲３４で示される領域に入る。

一次補正範囲３４は、ＳＴ５（図９、参照）で説明したように（ｂ−ｅ）／（ａ²＋１）^1/2で示される。従って、各温度毎の０点電圧は、２．５±{（ｂ−ｅ）／（ａ²＋１）^1/2}／２の範囲となり、ジャイロセンサの温度特性調整（温度補正）が完了する。このようにして温度特性調整（温度補正）されたジャイロセンサ出力は検出部７７から温度特性補正出力として出力される。

なお、前述した、ジャイロセンサ１０の０点電圧、温度センサ８０の出力電圧の取り込み及び各直線の決定、ゲイン調整量の決定、オフセット量の決定は、メモリ回路９０とソフトウエアによって行われる。

従って、前述した実施形態によれば、ジャイロセンサ１０の所定温度毎における０点電圧の測定値から求めた傾きａの一次補正対象直線３５と、温度センサ８０の温度特性の近似直線をゲイン調整した傾き（−ａ）の直線５１と、を加算することにより０点電圧の補正出力の一次補正直線３６が得られるため、得られた０点電圧の補正出力は、所定の各温度において温度補正された出力電圧を得ることができる。

また、ジャイロセンサ１０の温度特性の上限値範囲と下限値範囲の直線３０，３２を求め、各所定温度毎の０点電圧の全てが含まれる領域を設定し、温度センサ８０の温度特性を示す近似直線５０を減調整して得られた直線５１を加算して０点電圧の補正出力を求めているために、各所定温度毎の０点電圧の全てが所定の温度特性範囲内に補正することができ、所定の温度特性管理範囲内におけるジャイロセンサ１０の温度特性を補正することができる。

また、ジャイロセンサ１０の０点電圧の所定温度毎における測定値が所定の仕様範囲Ｌ外にあるときは不良品と判定し、次のステップには進まないようにすることで、不良品を排除し、所定仕様範囲Ｌ内にあるジャイロセンサ１０のみを次のステップに進めることができるので、無駄なステップを排除し効率よくジャイロセンサ１０の温度特性の調整を行うことができる。また、このことにより、０点電圧の一次補正直線３６を得るステップ以降の歩留まりを高めることができるというような効果がある。

また、一次補正直線３６から求められる０点電圧を所定出力電圧２．５Ｖにオフセット調整しているために、ジャイロセンサ１０の０点電圧が所定出力電圧２．５Ｖを中心に分布することになるので、個々のジャイロセンサ毎の０点電圧の中心値の変動幅が小さくなると共に、出力電圧の検出値が処理しやすい大きさとなり、検出力を高めることができる。

さらに、ジャイロセンサ１０の０点電圧の所定温度毎における温度特性を測定及び温度センサ８０の所定温度毎における測定を、同一の恒温槽内で、同時に同条件で行うことで、正確な温度特性を得ることができるうえ、別々に行う方法に比べ、測定時間を大幅に短縮することができ、ジャイロセンサ１０の温度特性調整の効率化を可能にすることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前述の実施形態では、ダブルＴ型ジャイロセンサを例示したが、本発明のジャイロセンサの温度特性調整方法は、三角柱方の角速度センサ、Ｈ型ジャイロセンサ等にも採用することができる。

また、前述の実施形態では、ジャイロセンサ１０の温度特性の測定と、温度センサ８０の温度特性の測定と、を同じ恒温槽内において並行して行うことを例示したが、ジャイロセンサ１０の温度特性の測定と、温度センサ８０の温度特性の測定を時間をずらして行うことも、別の恒温槽を用いて測定することも可能である。

さらに、前述の実施形態では、ＳＴ６において（図５、参照）、ＳＴ５で求められた一次補正範囲３４とあらかじめ設定されている仕様範囲Ｌ（図示しない規格値）とを比較し、一次補正範囲３４＞仕様範囲Ｌで表される所定の仕様範囲外のジャイロセンサは規格外品として排除しているが、ＳＴ１において０点電圧を測定する際に、測定された０点電圧が仕様範囲Ｌ内にあるかどうか判定し、使用範囲Ｌを外れた場合には、規格外品として排除する工程を選択することができる。

このようにすれば、規格外品をＳＴ２以降のステップに流動しなくてもよいので、ＳＴ２以降の工程における歩留まりを向上することができるという効果がある。

従って、前述の実施形態によれば、ジャイロセンサの温度特性の調整を効率よく行うとともに、温度変化に対して０点電圧の変動の影響を抑え、正確なジャイロセンサの出力を得ることができるジャイロセンサの温度特性調整方法及びジャイロセンサをを提供することができる。

本発明の実施形態に係るジャイロセンサの駆動振動を示す平面図。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの検出振動を示す平面図。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整のシステムを示す説明図。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整のシステムを示す説明図。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの温度特性調整方法を示す工程図。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定結果を示すグラフ。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの０点電圧の最高電圧側の直線３０を示すグラフ。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの０点電圧の最低電圧側の直線４０を示すグラフ。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの一次補正対象直線３５を示すグラフ。 本発明の実施形態に係る温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定結果を示すグラフ。 本発明の実施形態に係る温度センサのゲイン調整を示すグラフ。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサの一次補正直線３６を示すグラフ。 本発明の実施形態に係るジャイロセンサのオフセット調整を示すグラフ。

符号の説明

１０…ジャイロセンサ、３５…一次補正対象直線、３６…一次補正直線、５０…近似直線、５１…ゲイン調整後の直線、８０…温度センサ。

Claims (6)

1. 回転角速度が加わっていないときの０点電圧の温度特性と温度センサの温度特性とを加算することによって０点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサの温度特性調整方法であって、
   前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値から傾きａの一次補正対象直線を求め、
   前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが（−ａ）になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き（−ａ）の直線を決定し、
   前記ジャイロセンサの０点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を求めることを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
2. ０点電圧の温度特性を補正するジャイロセンサの温度特性調整方法において、
   前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧を測定するステップと、
   前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限値範囲を示す直線を求めるステップと、
   前記温度特性の上限値範囲を示す直線及び下限値範囲を示す直線の傾きを比較し、傾きの絶対値が大きい直線を選択し、この直線の傾きをａとし、前記所定温度毎の０点電圧が全て含まれる領域の中央を通る傾きａの一次補正対象直線を決定するステップと、
   温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、
   前記温度センサの出力電圧から温度特性の近似直線を求めるステップと、
   前記温度センサの近似直線を傾き（−ａ）になるようにゲイン調整するステップと、
   前記一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整された直線とを加算し、０点電圧の一次補正直線を決定するステップと、
   を含むことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のジャイロセンサの温度特性調整方法において、
   前記０点電圧の一次補正直線を得るステップの前に、
   前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値が、所定の範囲内に存在することを判定するステップと、
   前記０点電圧が所定の範囲外にあるときは不良品と判定するステップと、
   を含むことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
4. 請求項１または請求項２に記載のジャイロセンサの温度特性調整方法において
   前記一次補正直線から求められる０点電圧を所定出力電圧にオフセット調整するステップを含むことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のジャイロセンサの温度特性調整方法において、
   前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧を測定するステップと、
   前記温度センサの所定温度毎における出力電圧を測定するステップと、
   を並行して行うことを特徴とするジャイロセンサの温度特性調整方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の温度特性調整方法によって温度特性が調整されるジャイロセンサであって、
   前記ジャイロセンサの所定温度毎における０点電圧の測定値から傾きａの一次補正対象直線を求め、
   前記温度センサの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、該近似直線の傾きが（−ａ）になるようにゲイン調整を行い、前記温度センサの出力電圧の傾き（−ａ）の直線を決定し、
   前記ジャイロセンサの０点電圧の一次補正対象直線と前記温度センサのゲイン調整後の直線とを加算して前記ジャイロセンサの温度特性補正出力を出力することを特徴とするジャイロセンサ。
   

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