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1. WO2012072255 - DISPOSITIF DE MESURE D'UN TAUX DE ROTATION

Numéro de publication WO/2012/072255
Date de publication 07.06.2012
N° de la demande internationale PCT/EP2011/006018
Date du dépôt international 01.12.2011
CIB
G01C 19/5776 2012.01
GPHYSIQUE
01MÉTROLOGIE; TESTS
CMESURE DES DISTANCES, DES NIVEAUX OU DES RELÈVEMENTS; GÉODÉSIE; NAVIGATION; INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES; PHOTOGRAMMÉTRIE OU VIDÉOGRAMMÉTRIE
19Gyroscopes; Dispositifs sensibles à la rotation utilisant des masses vibrantes; Dispositifs sensibles à la rotation sans masse en mouvement; Mesure de la vitesse angulaire en utilisant les effets gyroscopiques
56Dispositifs sensibles à la rotation utilisant des masses vibrantes, p.ex. capteurs vibratoires de vitesse angulaire basés sur les forces de Coriolis
5776Traitement de signal non spécifique à l'un des dispositifs couverts par les groupes G01C19/5607-G01C19/5719136
CPC
G01C 19/56
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
19Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
G01C 19/5776
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
19Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
5776Signal processing not specific to any of the devices covered by groups G01C19/5607 - G01C19/5719
Déposants
  • ALBERT-LUDWIGS-UNIVERSITÄT FREIBURG [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • HAHN-SCHICKARD-GESELLSCHAFT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG E.V. [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • ROMBACH, Stefan [DE]/[DE] (UsOnly)
  • NORTHEMANN, Thomas [DE]/[DE] (UsOnly)
  • MAURER, Michael [DE]/[DE] (UsOnly)
  • DIENGER, Matthias [DE]/[DE] (UsOnly)
  • MANOLI, Yiannos [CY]/[DE] (UsOnly)
Inventeurs
  • ROMBACH, Stefan
  • NORTHEMANN, Thomas
  • MAURER, Michael
  • DIENGER, Matthias
  • MANOLI, Yiannos
Mandataires
  • HUWER, Andreas
Données relatives à la priorité
10 2010 053 022.002.12.2010DE
Langue de publication allemand (DE)
Langue de dépôt allemand (DE)
États désignés
Titre
(DE) VORRICHTUNG ZUR MESSUNG EINER DREHRATE
(EN) DEVICE FOR MEASURING A YAW RATE
(FR) DISPOSITIF DE MESURE D'UN TAUX DE ROTATION
Abrégé
(DE)
Eine Vorrichtung (1) zur Messung einer Drehrate hat einen mechanischen Drehratensensor (2), der eine träge Masse aufweist, die mittels einer Anregungseinrichtung entlang einer Primärachse in eine Primärschwingung versetzbar und entlang einer quer zur Primärachse verlaufenden Sekundärachse derart auslenkbar ist, dass sie beim Auftreten einer Drehrate um eine quer zur Primärachse und quer zur Sekundärachse verlaufende sensitive Achse entlang der Sekundärachse eine durch die Coriolis-Kraft angeregte Sekundärschwingung durchführt. Zur Erfassung eines amplitudenmodulierten Sensorsignals für die Sekundärschwingung ist mindestens ein Sensorelement (4) vorhanden. Ein Sigma-Delta-Modulator weist einen mit dem Sensorelement verbundenen Tiefbassfilter (6), einen Quantisierer und einen in einem Rückkopplungspfad angeordneten Sekundäraktor (10) zum Aufbringen einer der Coriolis-Kraft entgegenwirkenden Kraft auf die Masse auf. Der Sekundäraktor (10) ist derart über den Rückkopplungspfad mit dem Quantisierer verbunden, dass ein Rückkopplungssignal im zeitlichen Mittel die Auslenkung der Masse in Richtung der Sekundärschwingung kompensiert. Zum Verschieben des Frequenzbands des amplitudenmodulierten Sensorsignals in einen niedrigeren Frequenzbereich ist zwischen dem Sensorelement und dem Tiefpassfilter (6) eine erste Modulationsstufe (5) angeordnet. Zum Rückgängigmachen der Frequenzverschiebung ist im Rückkopplungspfad eine zweite Modulationsstufe (9) angeordnet.
(EN)
The invention relates to a device (1) for measuring a yaw rate, comprising a mechanical yaw rate sensor (2), which has an inert mass which can be set into a primary vibration along a primary axis by means of an excitation device and can be deflected along a secondary axis extending transversely with respect to the primary axis in such a way that when a yaw rate occurs about a sensitive axis extending transversely with respect to the primary axis and transversely with respect to the secondary axis along the secondary axis, said device carries out a secondary vibration excited by the Coriolis force. At least one sensor element (4) is provided in order to detect an amplitude-modulated sensor signal for the secondary vibration. A sigma delta modulator has a low-pass filter (6) connected to the sensor element, a quantiser and a secondary actuator (10) disposed in a feedback path for application to the mass of a force which counteracts the Coriolis force. The secondary actuator (10) is connected to the quantiser via the feedback path in such a way that a feedback signal averaged over time compensates for the deflection of the mass in the direction of the secondary vibration. For shifting of the frequency band of the amplitude-modulated sensor signal in a lower frequency range a first modulation stage (5) is disposed between the sensor element and the low-pass filter (6). A second modulation stage (9) is disposed in the feedback path for reversal of the frequency shift.
(FR)
Un dispositif (1) de mesure d'un taux de rotation comprend un capteur de taux de rotation mécanique (2) doté d'une masse avec inertie qui peut être mise en oscillation primaire suivant un axe primaire, grâce à un dispositif d'excitation et qui peut être déviée suivant un axe secondaire, perpendiculaire à l'axe primaire, de façon à ce qu'elle effectue, à l'apparition d'un taux de rotation autour d'un axe sensible, perpendiculairement à l'axe primaire et perpendiculairement à l'axe secondaire, une oscillation secondaire suivant l'axe secondaire excitée par la force de Coriolis. Il existe au moins un élément capteur (4) pour détecter un signal de capteur modulé en amplitude pour l'oscillation secondaire. Un modulateur sigma-delta présente un filtre passe-bas (6) relié à l'élément capteur, un quantificateur et un actionneur secondaire (10) disposé dans une voie de rétroaction afin d'exercer sur la masse une force opposée à la force de Coriolis. L'actionneur secondaire (10) est relié par la voie de rétroaction au quantificateur de telle façon qu'un signal de rétroaction compense en moyenne sur un temps donné la déviation de la masse en direction de l'oscillation secondaire. Pour déplacer la bande de fréquence du signal de capteur modulé en amplitude vers une plage de fréquences plus basses, un premier étage modulateur (5) est disposé entre l'élément capteur et le filtre passe-bas (6). Pour annuler le déplacement de fréquences, un deuxième étage modulateur (9) est disposé dans la voie de rétroaction.
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