(19)
(11)EP 2 166 308 B1

(12)EUROPEAN PATENT SPECIFICATION

(45)Mention of the grant of the patent:
02.11.2011 Bulletin 2011/44

(21)Application number: 09170018.7

(22)Date of filing:  11.09.2009
(51)Int. Cl.: 
G01C 19/56  (2006.01)

(54)

Control component for planar resonator

Steuerkomponente für einen planaren Resonator

Composant de commande pour résonateur planaire


(84)Designated Contracting States:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

(30)Priority: 22.09.2008 US 284421

(43)Date of publication of application:
24.03.2010 Bulletin 2010/12

(73)Proprietor: Northrop Grumman Guidance and Electronics Company, Inc.
Woodland Hills, CA 91367 (US)

(72)Inventor:
  • Stewart, Robert E.
    WOODLAND HILLS, CA 91364 (US)

(74)Representative: Colombo, Stefano Paolo et al
MARCHI & PARTNERS S.r.l. Via G.B. Pirelli, 19
20124 Milano
20124 Milano (IT)


(56)References cited: : 
WO-A-2009/053562
US-A1- 2004 055 380
  
      
    Note: Within nine months from the publication of the mention of the grant of the European patent, any person may give notice to the European Patent Office of opposition to the European patent granted. Notice of opposition shall be filed in a written reasoned statement. It shall not be deemed to have been filed until the opposition fee has been paid. (Art. 99(1) European Patent Convention).


    Description

    TECHNICAL FIELD



    [0001] The invention relates generally to gyroscopes and more particularly to self-calibration of gyroscopes.

    BACKGROUND



    [0002] In the current state of the art, the bias, scale factor and alignment of gyros and accelerometers are calibrated over temperature at the system level during a final acceptance test. A thermal model is generated and stored in the system's processor. The thermal model is used to correct the gyro output signal over temperature fluctuations. The residual error to the thermal model and instabilities over time determines the ultimate performance limits of the inertial system.

    [0003] E.J. Loper and D.D. Lynch ("Hemispherical Resonator Gyro: Status Report and Test Results", National Technical Meeting of the Institute of Navigation, 17-19 January, 1984 at San Diego, CA) disclose a method of resetting a resonator pattern angle to average out the bias drift. Hayworth (NASA TECH BRIEF Vol. 27, No. 10 for October 2003 - JPL NEW TECHNOLOGY REPORT NPO-30449) discloses interchanging drive and sense pickoff electrodes with drive and sense forcer electrodes. However, this approach is subject to errors associated with misalignment of the forcer and pickoff electrodes.

    SUMMARY



    [0004] The invention in one implementation encompasses an apparatus. The apparatus comprises a control component configured to signal a plurality of electrodes arranged in at least first, second, third, and fourth radial electrode groups along first, second, third, and fourth axes at approximately 0, 45, 90, and 135 degrees, respectively, around the planar resonator. During a first time period, the control component is configured to signal: the first radial electrode group to induce a drive oscillation in the planar resonator, the third radial electrode group to sense the drive oscillation, the second radial electrode group to sense a Coriolis force induced oscillation, and the fourth radial electrode group to null the Coriolis force induced oscillation. During a second time period after the first time period, the control component is configured to signal: the second radial electrode group to induce the drive oscillation in the planar resonator, the fourth radial electrode group to sense the drive oscillation, the first radial electrode group to sense the Coriolis force induced oscillation, and the third radial electrode group to null the Coriolis force induced oscillation.

    [0005] Another implementation of the invention encompasses a method. During a first time period: a first radial electrode group is signaled to induce a drive oscillation in a planar resonator; a third radial electrode group is signaled to sense the drive oscillation; a second radial electrode group is signaled to sense a Coriolis force induced oscillation; and a fourth radial electrode group is signaled to null the Coriolis force induced oscillation. During a second time period after the first time period: the second radial electrode group is signaled to induce the drive oscillation in the planar resonator; the fourth radial electrode group is signaled to sense the drive oscillation; the first radial electrode group is signaled to sense the Coriolis force induced oscillation; and the third radial electrode group is signaled to null the Coriolis force induced oscillation. The first, second, third, and fourth radial electrode groups are arranged along first, second, third, and fourth axes at approximately 0, 45, 90, and 135 degrees, respectively, around the planar resonator.

    [0006] A further implementation of the invention encompasses a method. A plurality of electrodes of a gyroscope are signaled during a first time period to: induce and sense drive oscillations along a first set of orthogonal axes of a planar resonator of the gyroscope, and to sense and null a Coriolis force induced oscillation along a second set of orthogonal axes of the planar resonator. The first set of orthogonal axes are offset 45 degrees from the second set of orthogonal axes. The plurality of electrodes of the gyroscope are signaled during a second time period to: induce and sense drive oscillations along the second set of orthogonal axes, and to sense and null the Coriolis force induced oscillation along the second set of orthogonal axes.

    DESCRIPTION OF THE DRAWINGS



    [0007] Features of example implementations of the invention will become apparent from the description, the claims, and the accompanying drawings in which:

    [0008] FIG. 1 is a top view of one implementation of an apparatus that comprises a Coriolis Vibratory Gyro (CVG) and illustrates a resonator of the CVG.

    [0009] FIG. 2 is a top view of the apparatus of FIG. 1 and further illustrates electrodes of the CVG with the resonator.

    [0010] FIG. 3 is a top view of the apparatus of FIG. 1 and further illustrates a base for the CVG and a control component.

    [0011] FIG. 4 is a representation of one implementation of an apparatus that comprises an inertial navigation unit with at least two CVGs of the apparatus of FIG. 1.

    DETAILED DESCRIPTION



    [0012] Turning to FIG. 1, an apparatus 100 in one example comprises a Coriolis Vibratory Gyroscope 102 (CVG), for example, a Class II CVG, disk resonator gyro (DRG), micro-electromechanical system (MEMS) gyro, hemispherical resonator gyro (HRG), or ring resonator gyro. One example of a disk resonator gyro is disclosed by Shcheglov et al. in U.S. Patent No. 7,040,163, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. The CVG 102 comprises a resonator 104 which is configured for in-plane oscillation, for example, a disk, short cylinder, or alternative planar geometry. The resonator 104 in one example comprises a plurality of slots. The slots in one example are formed from concentric circumferential segments. In the implementation shown in FIG. 1, the slots are arranged such that adjacent slots within a "ring" are approximately 45 degrees apart. In this implementation, the slots are arranged in radial groups 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, and 136. For example, radial group 106 comprises three slots 138 and radial group 108 comprises three slots 140. In the implementation of FIG. 1, the slots within a radial group are arranged in alternating concentric rings. The resonator 104 in one example is coupled to a base 304 (FIG. 3) by a center support 142. The resonator 104 may be fabricated in various materials such as single crystal silicon (111 crystal orientation) and fused silica (quartz). Alternate materials will be apparent to those skilled in the art.

    [0013] Turning to FIG. 2, the plurality of slots in the resonator 104 are formed along resonant axes within the resonator 104. Resonant axes 208, 210, 212, and 214 of the resonator 104 are shown in FIG. 2. The CVG 102 in one example comprises a plurality of electrodes 202. The plurality of electrodes 202 in one example are positioned within the slots of the resonator 104. In a further example, the electrodes 202 are coupled to the base 304 by pillars but do not physically contact the resonator 104, as will be appreciated by those skilled in the art. In the implementation of FIG. 2, each slot comprises two electrodes. An outermost slot of radial group 110 for example comprises an outer electrode 204 and an inner electrode 206. In alternative implementations, individual slots may comprise different configurations of no electrodes, a single electrode, a plurality of electrodes, and single- or multi-element electrodes. The plurality of electrodes 202 in one example are configured for one or more of (1) inducing a drive oscillation in the resonator 104, (2) sensing the drive oscillation of the resonator 104, (3) sensing a Coriolis induced oscillation, and/or (4) nulling the Coriolis induced oscillation.

    [0014] Turning to FIG. 3, the plurality of electrodes 202 in one example are arranged in a plurality of radial regions 308, 310, 312, and 314 where adjacent regions are approximately 45 degrees apart and centered on axes 208, 210, 212, and 214, respectively. For example, radial region 308 comprises the electrodes in slots 138. In a further example, the radial region 308 comprises a portion of the electrodes in adjacent slots, for example, electrodes or portions of electrodes on a left side of slots 140 where the electrodes are subdivided or multi-element electrodes. A control component 302 in one example is communicatively coupled with the electrodes 202. The control component 302 in one example is configured to send signals to and/or receive signals from the electrodes 202 for driving and sensing the drive oscillations and/or nulling and sensing the Coriolis induced oscillation. The control component 302 in one example comprises an instance of a recordable data storage medium 306, as described herein.

    [0015] The control component 302 in one example is configured to allow self-calibration of a gyro bias for the CVG 102 by reversing drive and sense modes of the gyro, as described herein. In this implementation with self-calibration, the gyro bias is continuously measured and removed, for example, through employment of a Kalman filter (not shown). In further implementations that utilize two or more gyro sensing elements, self-calibration of the gyro bias can be performed under dynamic operating conditions. This allows previously uncompensated errors due to hysteresis and instabilities of the thermal model over time to be reduced or eliminated.

    [0016] Class II CVGs are unique in the ability to easily interchange the drive and sense axes. When the drive and sense axes are reversed the gyro scale factor polarity is reversed while the polarity of the gyro bias remains unchanged. This allows the observation of the gyro bias in much the same way as during conventional calibration when the polarity of the input rate is reversed. Processing gyro outputs of normal and reverse polarity modes can be used to cancel the input rate and double the bias signal, as described in U.S. Patent No. 7,103,477.

    [0017] An illustrative description of operation of the apparatus 100 is presented, for explanatory purposes. The CVG 102 in one example is operated in a "closed-loop" mode. During a first time period, the control component 302 signals the radial region 308 (e.g., signals the electrodes 202 therein) to induce a drive oscillation in the planar resonator 104, for example, along the axis 208. In a further example, the control component 302 also signals the radial region opposite the radial region 308 and along the axis 208 to induce the drive oscillation (e.g., the electrodes 202 within radial group 122 and portions of radial groups 120 and 124). The control component 302 signals the radial region 312 to sense the drive oscillation in the planar resonator 104. For example, the control component 302 employs feedback from the electrodes 202 along the axis 212 to regulate a frequency, amplitude, phase, or other characteristics of the drive oscillation.

    [0018] The drive oscillation in combination with an angular rate of the CVG 102 causes a Coriolis force induced oscillation in the planar resonator 104, for example, along the axis 210. The control component 302 in one example signals the radial region 310 (e.g., signals the electrodes 202 therein) to sense the Coriolis force induced oscillation. In a further example, the control component also signals the radial region opposite the radial region 310 and along the axis 210 to sense the Coriolis force induced oscillation. The control component 302 in one example employs feedback from the electrodes 202 in the radial region 310 to determine the angular rate of the CVG 102, as described herein. The control component 302 in another example signals the radial group 314 (e.g., along the axis 214) to null the Coriolis force induced oscillation, for example, in a force-to-rebalance mode, as will be appreciated by those skilled in the art.

    [0019] The control component 302 in one example is configured to determine a change-over time for the CVG 102. In another example, the change-over time is a predetermined value or duration, for example, 5 seconds, one minute, five minutes, or other suitable durations. When the duration of the first time period has reached the change-over time, the control component 302 performs a change-over of the CVG 102. During the first time period, the axis 208 comprises an anti-nodal drive axis, the axis 210 comprises a nodal pickoff axis, the axis 212 comprises an anti-nodal pickoff axis, and the axis 214 comprises a nodal drive axis. As shown in FIGS. 2-3, the anti-nodal axes 208 and 212 (e.g., drive axes) are orthogonal, the nodal axes 210 and 214 (sense axes) are orthogonal, and the drive and sense axes are offset by 45 degrees.

    [0020] Upon the change-over, the control component 302 interchanges the anti-nodal and nodal axes of the CVG 102 and begins a second time period with the interchanged axes, as will be appreciated by those skilled in the art. During the second time period, the control component 302 signals the radial region 310 (e.g., signals the electrodes 202 therein) to induce the drive oscillation in the planar resonator 104, for example, along the axis 210. In a further example, the control component 302 also signals the radial region opposite the radial region 310 and along the axis 210 to induce the drive oscillation (e.g., the electrodes 202 within radial group 126 and portions of radial groups 124 and 128). The control component 302 signals the radial region 314 to sense the drive oscillation in the planar resonator 104. For example, the control component 302 employs feedback from the electrodes 202 along the axis 214 to regulate a frequency, amplitude, phase, or other characteristics of the drive oscillation.

    [0021] With the interchanged axis, the drive oscillation in combination with the angular rate of the CVG 102 causes the Coriolis force induced oscillation in the planar resonator 104 along the axis 208. The control component 302 in one example signals the radial region 308 (e.g., signals the electrodes 202 therein) to sense the Coriolis force induced oscillation. In a further example, the control component also signals the radial region opposite the radial region 308 and along the axis 208 to sense the Coriolis force induced oscillation. The control component 302 in one example employs feedback from the electrodes 202 in the radial region 308 to determine the angular rate of the CVG 102, as described herein. The control component 302 in another example signals the radial group 312 (e.g., along the axis 212) to null the Coriolis force induced oscillation, for example, in the force-to-rebalance mode, as will be appreciated by those skilled in the art.

    [0022] The control component 302 in one example performs the change-over to reverse a polarity of the scale factor for the CVG 102, however, the bias of the CVG 102 remains unchanged. This allows the bias of the CVG 102 to be observed. By processing an output of a normal polarity mode (e.g., a CVG during the first time period) with an output of a reverse polarity mode (e.g., a CVG during the second time period), the angular rate is canceled and the bias is doubled. In one example, the control component 302 takes simultaneous measurements from a first CVG with normal polarity and from a second CVG with reverse polarity. The control component 302 avoids errors due to misalignment of the electrodes 202 by interchanging the anti-nodal drive electrodes (axis 208) with the nodal pickoff electrodes (axis 210) and interchanging the anti-nodal pickoff electrodes (axis 212) with the nodal drive electrodes (axis 214).

    [0023] Turning to FIG. 4, an inertial navigation system 402 in one example comprises a control component 404 and at least two gyroscopes, for example, CVGs 406, 408, 410, and 412. The CVGs 406, 408, 410, and 412 are analogous to the CVG 102. In a further example, the at least two gyroscopes comprise four gyroscopes in a tetra-hedral configuration. The control component 404 is analogous to the control component 302 and communicatively coupled with the plurality of CVGs 406, 408, 410, and 412. The control component 404 in one example comprises a Kalman filter (not shown) for processing outputs from the at least two gyroscopes. Examples of processing the outputs is described in U.S. Patent 7,103,477, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Bias error signals from the CVGs have two states, normal and reversed, which correspond to a sign relationship between the sensed input value of the CVG and the bias error signal. For example, a "+" relationship represents that the bias signal is added to the sensed input signal and a "-" relationship represents that the bias signal is subtracted from the sensed input signal. The "normal" relationship can be either in a "+" or "-" relationship depending upon the type of error correction to be implemented. The "reversed" relationship represents the opposite sign from the normal relationship. In this example, normal and reversed correspond to a "+" and "-" relationship, respectively.

    [0024] The at least two gyroscopes in one example are configured with a same sensitive axis (e.g., with respective center supports 142 that are parallel). The control component 404 in one example signals the electrodes of the at least two gyroscopes such that the gyroscopes comprise alternating bias polarities. Accordingly, the control component 404 may process outputs of a first gyroscope in a normal polarity mode (e.g., during the first time period) with an output of a second gyroscope in a reverse polarity mode (e.g., during the second time period). Since the first and second gyroscopes comprise the same sensitive axis, the angular rate is canceled and the bias is doubled. The control component 404 in one example performs self-calibration of the inertial navigation system 402 by measuring and removing the bias of the gyroscopes. In an alternate implementation, a single gyroscope with at least two resonators is used instead of two separate gyroscopes, where the at least two resonators have alternating polarities, as will be appreciated by those skilled in the art. In yet another implementation, a single gyroscope with a single resonator is used, for example, in a gyrocompassing implementation.

    [0025] In one example, the control component 404 obtains measurements of outputs from the at least two gyroscopes during at least two time periods. In a further example, the control component 404 obtains measurements of the outputs during four time periods. For each time period, one of the bias signals is sequenced between a normal and reversed state. In one example, the bias signals are sequenced between the four unique combinations for a first and second CVG: normal polarity for both the first and second CVGs, reverse polarity for the first CVG and normal polarity for the second CVG, reverse polarity for both the first and second CVGs, and normal polarity for the first CVG and reverse polarity for the second CVG.

    [0026] The control component 404 in one example takes the measurements after a pre-determined setup time to allow stabilization of the CVGs after a change-over. Information obtained during two time periods is utilized as part of a self-calibration process and hence the rate of sequencing will define the maximum rate at which new calibration information can be calculated. Although it may be desirable to sequence through all four combinations of states as shown in FIG. 1 with corresponding calculations for bias error, two time intervals with a change of sign of one of the two bias signals will yield sufficient information to make a bias error calculation, as will be appreciated by those skilled in the art.

    [0027] The control component 404 in one example determines change-over times for the at least two gyroscopes. In one example, the control component 404 selects change-over times that are separated by predetermined time period, for example, a native integration time of the gyroscopes. The control component 404 in one example performs the change-overs of the at least two gyroscopes with a round-robin technique. For example, the control component 404 performs change-overs of the gyroscopes in a sequence of CVG 406, CVG 408, CVG 410, CVG 412, CVG 406, CVG 408, and so on.

    [0028] The apparatus 100 in one example comprises a plurality of components such as one or more of electronic components, hardware components, and computer software components. A number of such components can be combined or divided in the apparatus 100. An example component of the apparatus 100 employs and/or comprises a set and/or series of computer instructions written in or implemented with any of a number of programming languages, as will be appreciated by those skilled in the art.

    [0029] The apparatus 100 in one example employs one or more computer-readable signal-bearing media. The computer-readable signal-bearing media store software, firmware and/or assembly language for performing one or more portions of one or more implementations of the invention. Examples of a computer-readable signal-bearing medium for the apparatus 100 comprise the recordable data storage medium 306 of the control component 302. The computer-readable signal-bearing medium for the apparatus 100 in one example comprise one or more of a magnetic, electrical, optical, biological, and atomic data storage medium. For example, the computer-readable signal-bearing medium comprise floppy disks, magnetic tapes, CD-ROMs, DVD-ROMs, hard disk drives, and electronic memory.

    [0030] The steps or operations described herein are just for example. There may be many variations to these steps or operations. For instance, the steps may be performed in a differing order, or steps may be added, deleted, or modified.

    [0031] Although example implementations of the invention have been depicted and described in detail herein, it will be apparent to those skilled in the relevant art that various modifications, additions, substitutions, and the like can be made and these are therefore considered to be within the scope of the invention as defined in the following claims.


    Claims

    1. An apparatus (100), comprising:

    a control component configured to signal a plurality of electrodes arranged along:

    a first set of orthogonal axe (208, 212) of a planar resonator (104) of a gyroscope (102), and

    a second set of orthogonal axes (210, 214) of the planar resonator (104),

    wherein the first set of orthogonal axes (208, 212) are offset 45 degrees from the second set of orthogonal axes (210, 214),

    wherein the control component is configured to signal the plurality of electrodes during a first time period to:

    induce and sense drive oscillations along the first set of orthogonal axes (208, 212), and

    sense and null a Coriolis force induced oscillation along the second set of

    orthogonal axes (210, 214),

    wherein the control component is configured to signal the plurality of electrodes a second time period to:

    induce and sense drive oscillations along the second set of orthogonal axes (210, 214) ,

    and

    sense and null the Coriolis force induced oscillation along the first set of orthogonal axes (208, 212).


     
    2. The apparatus of claim 1, wherein the gyroscope comprises a first gyroscope (406); wherein the control component is configured to perform a first change-over to transition the first gyroscope (406) from the first time period to the second time period;
    wherein the control component is configured to perform measurements from the first gyroscope (406) and a second gyroscope (408) during the first time period and measurements from the first gyroscope (406) and the second gyroscope (408) during the second time period to perform self-calibration of the first and second gyroscopes (406, 408).
     
    3. The apparatus of claim 2, wherein the control component is configured to perform a plurality of change-overs to transition a plurality of gyroscopes (406, 408, 410, 412) with a round-robin procedure;
    wherein the plurality of gyroscopes comprises the first and second gyroscopes (406, 408), wherein the plurality of change-overs are separated by a predetermined time period.
     
    4. The apparatus of claim 1, wherein the plurality of electrodes are arranged in at least first (308), second (310), third (312), and fourth (314) radial electrode groups along first (108), second (110), third (112), and fourth (114) axes at approximately 0, 45, 90, and 135 degrees, respectively, around the planar resonator (104);
    wherein the first (308) and third (312) radial electrode groups are arranged along the first set of orthogonal axes (208, 212), wherein the second (310) and fourth radial (314) electrode groups are arranged along the second set of orthogonal axes (210, 214),
    wherein, during a first time period, the control component is configured to signal:

    the first radial electrode group (308) to induce a drive oscillation in the planar resonator,

    the third radial electrode group (312) to sense the drive oscillation,

    the second radial electrode group (310) to sense a Coriolis force induced oscillation,

    and

    the fourth radial electrode group (314) to null the Coriolis force induced oscillation;

    wherein, during a second time period after the first time period, the control component is configured to signal:

    the second radial electrode group (310) to induce the drive oscillation in the planar resonator,

    the fourth radial electrode group (314) to sense the drive oscillation,

    the first radial electrode group (308) to sense the Coriolis force induced oscillation,

    and

    the third radial electrode group (312) to null the Coriolis force induced oscillation.


     
    5. The apparatus of claim 4, wherein the plurality of electrodes within the first (308), second (310), third (312), and *fourth (314) radial electrode groups are arranged in alternating concentric rings about a center support (142) of the planar resonator (104),
    wherein the first (108), second (110), third (112), and fourth (114) axes extend across a diameter of the planar resonator and approximately through the center support (142) of the planar resonator (104),
     
    6. The apparatus of claim 5, wherein the first (308), second (310), third (312), and fourth (314) radial electrode groups comprise electrodes on opposite sides of the center support of the planar resonator along the first (108), second (110), third (112), and fourth (114) axes, respectively.
     
    7. The apparatus of claim 4, wherein, during a third time period after the second time period, the control component is configured to signal:

    the first radial electrode group (308) to induce a drive oscillation in the planar resonator,

    the third radial electrode group (312) to sense the drive oscillation,

    the second radial electrode group (310) to sense a Coriolis force induced oscillation,

    and

    the fourth radial electrode group (314) to null the Coriolis force induced oscillation.


     
    8. The apparatus of claim 4, wherein the control component determines an angular rate of the planar resonator based on the Coriolis force induced oscillation.
     
    9. The apparatus of claim 8, wherein the plurality of electrodes and the planar resonator comprise a portion of a first gyroscope (406),
    wherein the first time period corresponds to a normal polarity of the first gyroscope (406) and the second time period corresponds to a reverse polarity of the first gyroscope (406);
    wherein the control component is configured to signal a plurality of electrodes of a second gyroscope (408), wherein the first and second gyroscopes (406, 408) comprise a same sensitive axis;
    wherein the control component is configured to perform a plurality of change-overs to transition the first gyroscope (406) and the second gyroscope (408) between the normal and reverse polarities.
     
    10. The apparatus of claim 9, wherein the angular rate comprises an angular rate of the first gyroscope (406) and the second gyroscope (408);
    wherein the control component is configured to determine the angular rate through employment of a Kalman filter that receives outputs from the first and second gyroscopes.
     
    11. The apparatus of claim 10, wherein the control component is configured to perform the plurality of change-overs such that the respective polarities of the first (406) and second gyroscopes are:

    normal and normal during the first period,

    reverse and normal during the second period,

    reverse and reverse during a third period, and

    normal and reverse during a fourth period;
    wherein the control component is configured to employ measurements of the outputs from the first (406) and second (408) gyroscopes taken from the first, second, third, and fourth periods to determine the angular rate of the planar resonator with compensation for the bias signals.


     
    12. The apparatus of claim 11, wherein the control component is configured to measure the outputs of from the first (406) and second (408) gyroscopes during the first, second, third, and fourth periods after a pre-determined setup time.
     
    13. The apparatus of claim 12, wherein a duration of the first, second, third, and fourth periods is based on a native integration time of the first (406) and second (408) gyroscopes.
     
    14. The apparatus of claim 13, wherein the control component is communicatively coupled with a plurality of gyroscopes, wherein the plurality of gyroscopes comprise the first (406) and second (408) gyroscopes, wherein the plurality of gyroscopes comprise a same sensitive axis;
    wherein the control component is configured to perform a plurality of change-overs of the plurality of gyroscopes with a round-robin procedure.
     
    15. A method, comprising the steps of:

    signaling a plurality of electrodes of a gyroscope (102) during a first time period to:

    induce and sense drive oscillations along a first set of orthogonal axes (208, 212) of a planar resonator (104) of the gyroscope (102), and to

    sense and null a Coriolis force induced oscillation along a second set of orthogonal axes (210, 214) of the planar resonator,

    wherein the first set of orthogonal axes (208, 212) are offset 45 degrees from the second set of orthogonal axes (210, 214);

    signaling the plurality of electrodes of the gyroscope during a second time period to:

    induce and sense drive oscillations along the second set of orthogonal axes (210, 214),

    and to

    sense and null the Coriolis force induced oscillation along the first set of orthogonal axes (208, 212).


     
    16. The method of claim 15, wherein a first gyroscope (406) comprises the planar resonator (104), the method further comprising the steps of:

    performing a first change-over to transition the first gyroscope (406) from the first time period to the second time period;

    processing measurements from the first gyroscope (406) and a second gyroscope (408) during the first time period and measurements from the first gyroscope (406) and the second gyroscope (408) during the second time period to perform self-calibration of the first (406) and second (408) gyroscopes.


     
    17. The method of claim 16, further comprising the step of:

    performing a plurality of change-overs to transition a plurality of gyroscopes (406, 408, 410, 412) with a round-robin procedure, wherein the plurality of gyroscopes comprises the first (406) and second (408) gyroscopes, wherein the plurality of change-overs are separated by a predetermined time period.


     
    18. The method of claim 15, wherein the step of signaling the plurality of electrodes of the gyroscope (102) during the first time period comprises the steps of:

    signaling, during the first time period, a first radial electrode group (308) to induce a drive oscillation in a planar resonator;

    signaling, during the first time period, a third radial electrode group (312) to sense the drive oscillation;

    signaling, during the first time period, a second radial electrode group (310) to sense a Coriolis force induced oscillation;

    signaling, during the first time period, a fourth radial electrode group (314) to null the Coriolis force induced oscillation;

    wherein the step of signaling the plurality of electrodes of the gyroscope during the second time period comprises the steps of:

    signaling, during the second time period after the first time period, the second radial electrode group (310) to induce the drive oscillation in the planar resonator;

    signaling, during the second time period, the fourth radial electrode group (314) to sense the drive oscillation;

    signaling, during the second time period, the first radial electrode group (308) to sense the Coriolis force induced oscillation; and

    signaling, during the second time period, the third radial electrode group (312) to null the Coriolis force induced oscillation;

    wherein the first (308), second (310), third (312), and fourth (314) radial electrode groups are arranged along first (208), second (210), third (212), and fourth (214) axes at approximately 0, 45, 90, and 135 degrees, respectively, around the planar resonator (104), wherein the first (308) and third (312) radial electrode groups are arranged along the first set of orthogonal axes, (208, 212) wherein the second (310) and fourth (314) radial electrode groups are arranged along the second set of orthogonal axes (210, 214).


     
    19. The method of claim 18, further comprising the steps of:

    signaling, during a third time period after the second time period, the first radial electrode group (308) to induce the drive oscillation in the planar resonator (104);

    signaling, during the third time period, the third radial electrode group (312) to sense the drive oscillation;

    signaling, during the third time period, the second radial electrode group (310) to sense the Coriolis force induced oscillation;

    signaling, during the third time period, the fourth radial electrode group (314) to null the Coriolis force induced oscillation.


     
    20. The method of claim 18, further comprising the step of:

    determining an angular rate of the planar resonator (104) based on the Coriolis force induced oscillation.


     
    21. The method of claim 18, wherein a first gyroscope (406) comprises the planar resonator (104), the method further comprising the steps of:

    performing a first change-over to transition the first gyroscope (406) from the first time period to the second time period;

    processing measurements from the first gyroscope (406) and a second (408) gyroscope during the first time period and measurements from the first gyroscope (406) and the second (408) gyroscope during the second time period to perform self-calibration of the first (406) and second (408) gyroscopes.


     
    22. The method of claim 21, wherein the step of performing the second change-over comprises the step of:

    performing the second change-over after a pre-determined time period from the first change-over.


     
    23. The method of claim 22, further comprising the step of:

    performing a plurality of change-overs to transition a plurality of gyroscopes (406, 408, 410, 412) with a round-robin procedure, wherein the plurality of gyroscopes (406, 408, 410, 412) comprises the first (406) and second (408) gyroscopes, wherein the plurality of change-overs are separated by the predetermined time period.


     


    Ansprüche

    1. Eine Vorrichtung (100) mit:

    einer Steuerungskomponente, welche zum Anweisen einer Mehrzahl an Elektroden eingerichtet ist, die entlang eines ersten Satzes an orthogonalen Achsen (208, 212) eines ebenen Resonators (104) eines Gyroskops (102) und entlang eines zweiten Satzes an orthogonalen Achsen (210, 214) des ebenen Resonators (104) angeordnet sind,

    wobei der erste Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) zu dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) um 45° versetzt ist;

    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, die Mehrzahl an Elektroden während einer ersten Zeitphase zum Induzieren und Erfassen von Antriebsoszillationen entlang dem ersten Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) und zum Erfassen und Ausgleichen einer durch eine Coriolis-Kraft induzierten Oszillation entlang dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) anzuweisen;

    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, während einer zweiten Zeitphase die Mehrzahl an Elektroden zum Induzieren und Erfassen von Antriebsoszillationen entlang dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) und zum Erfassen und Ausgleichen der durch die Coriolis-Kraft induzierten Oszillation entlang dem ersten Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) anzuweisen.


     
    2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei das Gyroskop ein erstes Gyroskop (406) aufweist;
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, einen ersten Umschaltvorgang zum Überführen des ersten Gyroskops (406) von der ersten Zeitphase zu der zweiten Zeitphase durchzuführen;
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, Messungen von dem ersten Gyroskop (406) und einem zweiten Gyroskop (408) während der ersten Zeitphase und Messungen von dem ersten Gyroskop (406) und dem zweiten Gyroskop (408) während der zweiten Zeitphase zum Durchführen einer Selbst-Kalibrierung des ersten und des zweiten Gyroskops (406, 408) durchzuführen.
     
    3. Die Vorrichtung nach Anspruch 2,
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl an Umschaltvorgängen zum Überführen einer Mehrzahl an Gyroskopen (406, 408, 410, 412) in einem Rundlauf-Verfahren durchzuführen;
    wobei die Mehrzahl an Gyroskopen das erste und das zweite Gyroskop (406, 408) aufweist,
    wobei die Mehrzahl an Umschaltvorgängen durch eine vorbestimmte Zeitphase getrennt ist.
     
    4. Die Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei die Mehrzahl an Elektroden in mindestens einer ersten (308), einer zweiten (310), einer dritten (312) und einer vierten (314) Gruppe radialer Elektroden entlang einer ersten (108), einer zweiten (110), einer dritten (112) und einer vierten (114) Achse an ungefähr 0, 45, 90 beziehungsweise 135 Grad um den ebenen Resonator (104) angeordnet sind;
    wobei die erste (308) und die dritte (312) Gruppe radialer Elektroden entlang dem ersten Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) angeordnet sind; wobei die zweite (310) und die vierte (314) Gruppe radialer Elektroden entlang dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) angeordnet sind; wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, während einer ersten Zeitphase die erste Gruppe radialer Elektroden (308) anzuweisen, eine Antriebsoszillation in dem ebenen Resonator zu induzieren, die dritte Gruppe radialer Elektroden (312) anzuweisen, die Antriebsoszillation zu erfassen, die zweite Gruppe radialer Elektroden (310) anzuweisen, eine durch eine Coriolis-Kraft induzierte Oszillation zu erfassen, und die vierte Gruppe radialer Elektroden (314) anzuweisen, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation auszugleichen; wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, während einer zweiten Zeitphase nach der ersten Zeitphase die zweite Gruppe radialer Elektroden (310) anzuweisen, die Antriebsoszillation in dem ebenen Resonator zu induzieren, die vierte Gruppe radialer Elektroden (314) anzuweisen, die Antriebsoszillation zu erfassen, die erste Gruppe radialer Elektroden (308) anzuweisen, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation zu erfassen und die dritte Gruppe radialer Elektroden (312) anzuweisen, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation auszugleichen.
     
    5. Die Vorrichtung nach Anspruch 4,
    wobei die Mehrzahl an Elektroden innerhalb der ersten (308), der zweiten (310), der dritten (312) und der vierten (314) Gruppe radialer Elektroden in alternierenden konzentrischen Ringen um eine Mittenlagerung (142) des ebenen Resonators (104) angeordnet sind;
    wobei die erste (108), die zweite (110), die dritte (112) und die vierte (114) Achse sich über einen Durchmesser des ebenen Resonators und ungefähr durch die Mittenlagerung (142) des ebenen Resonators (104) erstrecken.
     
    6. Die Vorrichtung nach Anspruch 5,
    wobei die erste (308), die zweite (310), die dritte (312) und die vierte (314) Gruppe radialer Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten der Mittenlagerung des ebenen Resonators entlang der ersten (108), der zweiten (110), der dritten (112) beziehungsweise der vierten (114) Achse Elektroden aufweist.
     
    7. Die Vorrichtung nach Anspruch 4,
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, während einer dritten Zeitphase nach der zweiten Zeitphase die erste Gruppe radialer Elektroden (308) anzuweisen, eine Antriebsoszillation in dem ebenen Resonator zu induzieren, die dritte Gruppe radialer Elektroden (312) anzuweisen, die Antriebsoszillation zu erfassen, die zweite Gruppe radialer Elektroden (310) anzuweisen, eine durch eine Coriolis-Kraft induzierte Oszillation zu erfassen, und die vierte Gruppe radialer Elektroden (314) anzuweisen, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation auszugleichen.
     
    8. Die Vorrichtung nach Anspruch 4,
    wobei die Steuerungskomponente eine Drehgeschwindigkeit des ebenen Resonators auf Grundlage der durch die Coriolis-Kraft induzierten Oszillation bestimmt.
     
    9. Die Vorrichtung nach Anspruch 8,
    wobei die Mehrzahl an Elektroden und der ebene Resonator einen Teil eines ersten Gyroskops (406) aufweisen,
    wobei die erste Zeitphase einer normalen Polarität des ersten Gyroskops (406) entspricht und die zweite Zeitphase einer umgekehrten Polarität des ersten Gyroskops (406) entspricht;
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl an Elektroden eines zweiten Gyroskops (408) anzuweisen, wobei das erste und das zweite Gyroskop (406, 408) eine gemeinsame empfindliche Achse aufweisen; wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl an Umschaltvorgängen zum Überführen des ersten Gyroskops (406) und des zweiten Gyroskops (408) zwischen der normalen und der umgekehrten Polarität durchzuführen.
     
    10. Die Vorrichtung nach Anspruch 9,
    wobei die Drehgeschwindigkeit eine Drehgeschwindigkeit des ersten Gyroskops (406) und des zweiten Gyroskops (408) aufweist;
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, die Drehgeschwindigkeit durch Anwendung eines Kalman-Filters, der Ausgangssignale von dem ersten und dem zweiten Gyroskop erhält, zu bestimmen.
     
    11. Die Vorrichtung nach Anspruch 10,
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, die Mehrzahl an Umschaltvorgängen so durchzuführen, dass die jeweiligen Polaritäten des ersten (406) und des zweiten (408) Gyroskops:

    normal und normal während der ersten Phase sind,

    umgekehrt und normal während der zweiten Phase sind;

    umgekehrt und umgekehrt während einer dritten Phase und

    normal und umgekehrt während einer vierten Phase sind;

    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, Messungen der Ausgangssignale des ersten (406) und des zweiten (408) Gyroskops aus der ersten,

    der zweiten, der dritten und der vierten Phase durchzuführen zum Bestimmen der Drehgeschwindigkeit des ebenen Resonators mit Kompensation der Vorspannungs-Signale.


     
    12. Die Vorrichtung nach Anspruch 11,
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, die Ausgangssignale des ersten (406) und des zweiten (408) Gyroskops während der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Phase nach einer vorbestimmten Setup-Zeit zu messen.
     
    13. Die Vorrichtung nach Anspruch 12,
    wobei eine Dauer der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Phase auf einer nativen Integrationszeit des ersten (406) und des zweiten (408) Gyroskops basiert.
     
    14. Die Vorrichtung nach Anspruch 13,
    wobei die Steuerungskomponente kommunikativ mit einer Mehrzahl an Gyroskopen gekoppelt ist, wobei die Mehrzahl an Gyroskopen das erste (406) und das zweite (408) Gyroskop aufweisen, wobei die Mehrzahl an Gyroskopen eine gemeinsame empfindliche Achse aufweisen;
    wobei die Steuerungskomponente dazu eingerichtet ist, eine Mehrzahl an Umschaltvorgängen der Mehrzahl an Gyroskopen in einem Rundlauf-Verfahren durchzuführen.
     
    15. Ein Verfahren, welches die Schritte aufweist:

    dass eine Mehrzahl an Elektroden eines Gyroskops (102) während einer ersten Zeitphase angewiesen wird,

    Antriebsoszillationen entlang einem ersten Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) eines ebenen Resonators (104) des Gyroskops (102) zu induzieren und zu erfassen und

    eine durch eine Coriolis-Kraft induzierte Oszillation entlang einem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) des ebenen Resonators zu erfassen und

    auszugleichen,

    wobei der erste Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) zu dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) um 45° versetzt sind;

    dass die Mehrzahl an Elektroden des Gyroskops während einer zweiten Zeitphase angewiesen wird,

    Antriebsoszillationen entlang dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) zu induzieren und zu erfassen und

    die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation entlang dem ersten Satz an orthogonalen Achsen (208, 212) zu erfassen und auszugleichen.


     
    16. Das Verfahren nach Anspruch 15,
    wobei das erste Gyroskop (406) den ebenen Resonator (104) aufweist, wobei das Verfahren außerdem die Schritte aufweist:

    dass ein erster Umschaltvorgang zum Überführen des ersten Gyroskops (406) von einer ersten Zeitphase zu einer zweiten Zeitphase durchgeführt wird;

    dass Messungen von dem ersten Gyroskop (406) und einem zweiten Gyroskop (408) während der ersten Zeitphase und Messungen von dem ersten Gyroskop (406) und dem zweiten Gyroskop (408) während der zweiten Zeitphase zum Durchführen einer Selbst-Kalibrierung des ersten (406) und des zweiten (408) Gyroskops verarbeitet werden.


     
    17. Das Verfahren nach Anspruch 16,
    welches außerdem den Schritt aufweist:

    dass eine Mehrzahl an Umschaltvorgängen zum Überführen einer Mehrzahl an Gyroskopen (406, 408, 410, 412) in einem Rundlauf-Verfahren durchgeführt wird, wobei die Mehrzahl an Gyroskopen das erste (406) und das zweite (408) Gyroskop aufweist, wobei die Mehrzahl an Umschaltvorgängen durch eine vorbestimmte Zeitphase getrennt sind.


     
    18. Das Verfahren nach Anspruch 15,
    wobei der Schritt, dass die Mehrzahl an Elektroden des Gyroskops (102) während der ersten Zeitphase angewiesen wird, die Schritte aufweist:

    dass während der ersten Zeitphase eine erste Gruppe (308) radialer Elektroden angewiesen wird, eine Antriebsoszillation in einem ebenen Resonator zu induzieren;

    dass während der ersten Zeitphase eine dritte Gruppe (312) radialer Elektroden angewiesen wird, die Antriebsoszillation zu erfassen;

    dass während der ersten Zeitphase eine zweite Gruppe (310) radialer Elektroden angewiesen wird, eine durch eine Coriolis-Kraft induzierte Oszillation zu erfassen;

    dass während der ersten Zeitphase eine vierte Gruppe (314) radialer Elektroden angewiesen wird, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation auszugleichen;

    wobei der Schritt, dass die Mehrzahl an Elektroden des Gyroskops während der zweiten Zeitphase angewiesen wird, die Schritte aufweist:

    dass während der zweiten Zeitphase nach der ersten Zeitphase die zweite Gruppe (310) radialer Elektroden angewiesen wird, die Antriebsoszillation in dem ebenen Resonator zu induzieren;
    dass während der zweiten Zeitphase die vierte Gruppe (314) radialer Elektroden angewiesen wird, die Antriebsoszillation zu erfassen;
    dass während der zweiten Zeitphase die erste Gruppe (308) radialer Elektroden angewiesen wird, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation zu erfassen, und
    dass während der zweiten Zeitphase die dritte Gruppe (312) radialer Elektroden angewiesen wird, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation auszugleichen;
    wobei die erste (308), die zweite (310), die dritte (312) und die vierte (314) Gruppe radialer Elektroden entlang einer ersten (208), einer zweiten (210), einer dritten (212) und einer vierten (214) Achse bei ungefähr 0, 45, 90 beziehungsweise 135 Grad um den ebenen Resonator (104) angeordnet sind,
    wobei die erste (308) und die dritte (312) Gruppe radialer Elektroden entlang dem ersten Satz orthogonaler Achsen (208, 212) angeordnet sind,
    wobei die zweite (310) und die vierte (314) Gruppe radialer Elektroden entlang dem zweiten Satz an orthogonalen Achsen (210, 214) angeordnet sind.
     
    19. Das Verfahren nach Anspruch 18,
    welches außerdem die Schritte aufweist:

    dass während einer dritten Zeitphase nach der zweiten Zeitphase die erste Gruppe (308) radialer Elektroden angewiesen wird, die Antriebsoszillation in dem ebenen Resonator (104) zu induzieren;

    dass während der dritten Zeitphase die dritte Gruppe (312) radialer Elektroden angewiesen wird, die Antriebsoszillation zu erfassen;

    dass während der dritten Zeitphase die zweite Gruppe (310) radialer Elektroden angewiesen wird, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation zu erfassen;

    dass während der dritten Zeitphase die vierte Gruppe (314) radialer Elektroden angewiesen wird, die durch die Coriolis-Kraft induzierte Oszillation auszugleichen.


     
    20. Das Verfahren nach Anspruch 18,
    welches außerdem den Schritt aufweist:

    dass eine Drehgeschwindigkeit des ebenen Resonators (104) basierend auf der durch die Coriolis-Kraft induzierten Oszillation bestimmt wird.


     
    21. Das Verfahren nach Anspruch 18,
    wobei ein erstes Gyroskop (406) den ebenen Resonator (104) aufweist, wobei das Verfahren außerdem die Schritte aufweist:

    dass ein erster Umschaltvorgang zum Überführen des ersten Gyroskops (406) von der ersten Zeitphase zu der zweiten Zeitphase durchgeführt wird;

    dass Messungen von dem ersten Gyroskop (406) und einem zweiten Gyroskop (408) während der ersten Zeitphase und Messungen von dem ersten Gyroskop (406) und dem zweiten Gyroskop (408) während der zweiten Zeitphase zum Durchführen einer Selbst-Kalibrierung des ersten (406) und des zweiten (408) Gyroskops verarbeitet werden.


     
    22. Das Verfahren nach Anspruch 21,
    wobei der Schritt, dass der zweite Umschaltvorgang durchgeführt wird, den Schritt aufweist:

    dass der zweite Umschaltvorgang nach einer vorbestimmten Zeitphase ab dem ersten Umschaltvorgang durchgeführt wird.


     
    23. Das Verfahren nach Anspruch 22,
    welches außerdem den Schritt aufweist:

    dass eine Mehrzahl an Umschaltvorgängen zum Überführen einer Mehrzahl an Gyroskopen (406, 408, 410, 412) in einem Rundlauf-Verfahren durchgeführt wird, wobei die Mehrzahl an Gyroskopen (406, 408, 410, 412) das erste (406) und das zweite (408) Gyroskop aufweist, wobei die Mehrzahl an Umschaltvorgängen durch eine vorbestimmte Zeitphase getrennt sind.


     


    Revendications

    1. Dispositif (100), comprenant :

    un composant de commande configuré pour appliquer un signal à une pluralité d'électrodes agencées le long :

    d'un premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212) d'un résonateur plan (104) d'un gyroscope (102), et

    d'un deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214) du résonateur plan (104) ;

    dans lequel le premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212) est décalé de 45 degrés par rapport au deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214) ;

    dans lequel le composant de commande est configuré pour appliquer un signal à la pluralité d'électrodes pendant une première période de temps pour :

    induire et détecter des oscillations d'entraînement le long du premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212), et

    détecter et annuler une oscillation induite par une force de Coriolis le long du deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214) ;

    dans lequel le composant de commande est configuré pour appliquer un signal à la pluralité d'électrodes pendant une deuxième période de temps pour :

    induire et détecter des oscillations d'entraînement le long du deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214), et

    détecter et annuler une oscillation induite par une force de Coriolis le long du premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212).


     
    2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le gyroscope comprend un premier gyroscope (406) ;
    dans lequel le composant de commande est configuré pour effectuer une première commutation pour la transition du premier gyroscope (406) de la première période de temps à la deuxième période de temps ;
    dans lequel le composant de commande est configuré pour effectuer des mesures à partir du premier gyroscope (406) et d' un deuxième gyroscope (408) pendant la première période de temps et des mesures à partir du premier gyroscope (406) et du deuxième gyroscope (408) pendant la deuxième période de temps pour effectuer un auto-étalonnage des premier et deuxième gyroscopes (406, 408) .
     
    3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le composant de commande est configuré pour effectuer une pluralité de commutations pour la transition d'une pluralité de gyroscopes (406, 408, 410, 412) par une procédure de permutation circulaire ;
    dans lequel la pluralité de gyroscopes comprend les premier et deuxième gyroscopes (406, 408), dans lequel la pluralité de commutations sont séparées par une période de temps prédéterminée.
     
    4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la pluralité d'électrodes sont agencées au moins en des premier (308), deuxième (310), troisième (312) et quatrième (314) groupes d'électrodes radiaux le long de premier (108), deuxième (110), troisième (112) et quatrième (114) axes à environ 0, 45, 90 et 135 degrés, respectivement, autour du résonateur plan (104) ;
    dans lequel les premier (308) et troisième (312) groupes d'électrodes radiaux sont agencés le long du premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212), dans lequel les deuxième (310) et quatrième (314) groupes d'électrodes radiaux sont agencés le long du deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214) ;
    dans lequel, pendant une première période de temps, le composant de commande est configuré pour appliquer un signal :

    au premier groupe d'électrodes radial (308) pour induire une oscillation d'entraînement dans le résonateur plan,

    au troisième groupe d'électrodes radial (312) pour détecter l'oscillation d'entraînement,

    au deuxième groupe d'électrodes radial (310) pour détecter une oscillation induite par une force de Coriolis, et

    au quatrième groupe d'électrodes radial (314) pour annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis ;

    dans lequel, pendant une deuxième période de temps après la première période de temps, le composant de commande est configuré pour appliquer un signal :

    au deuxième groupe d'électrodes radial (310) pour induire l'oscillation d'entraînement dans le résonateur plan,

    au quatrième groupe d'électrodes radial (314) pour détecter l'oscillation d'entraînement,

    au premier groupe d'électrodes radial (308) pour détecter l'oscillation induite par une force de Coriolis, et

    au troisième groupe d'électrodes radial (312) pour annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis.


     
    5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la pluralité d'électrodes dans les premier (308), deuxième (310), troisième (312) et quatrième (314) groupes d'électrodes radiaux sont agencées en des anneaux concentriques alternés autour d'un support central (142) du résonateur plan (104) ;
    dans lequel les premier (108), deuxième (110), troisième (112) et quatrième (114) axes s'étendent sur un diamètre du résonateur plan et à peu près à travers le support central (142) du résonateur plan (104).
     
    6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les premier (308), deuxième (310), troisième (312) et quatrième (314) groupes d'électrodes radiaux comprennent des électrodes sur des côtés opposés du support central du résonateur plan le long des premier (108), deuxième (110), troisième (112) et quatrième (114) axes, respectivement.
     
    7. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel, pendant une troisième période de temps après la deuxième période de temps, le composant de commande est configuré pour appliquer un signal :

    au premier groupe d'électrodes radial (308) pour induire une oscillation d'entraînement dans le résonateur plan,

    au troisième groupe d'électrodes radial (312) pour détecter l'oscillation d'entraînement,

    au deuxième groupe d'électrodes radial (310) pour détecter une oscillation induite par une force de Coriolis, et

    au quatrième groupe d'électrodes radial (314) pour annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis.


     
    8. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le composant de commande détermine une vitesse angulaire du résonateur plan sur la base de l'oscillation induite par une force de Coriolis.
     
    9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel la pluralité d'électrodes et le résonateur plan comprennent une partie d'un premier gyroscope (406) ;
    dans lequel la première période de temps correspond à une polarité normale du premier gyroscope (406) et la deuxième période de temps correspond à une polarité inverse du premier gyroscope (406) ;
    dans lequel le composant de commande est configuré pour appliquer un signal à une pluralité d'électrodes d'un deuxième gyroscope (408), dans lequel les premier et deuxième gyroscopes (406, 408) comprennent un même axe de sensibilité ;
    dans lequel le composant de commande est configuré pour effectuer une pluralité de commutations pour la transition du premier gyroscope (406) et du deuxième gyroscope (408) entre les polarités normale et inverse.
     
    10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel la vitesse angulaire comprend une vitesse angulaire du premier gyroscope (406) et du deuxième gyroscope (408) ;
    dans lequel le composant de commande est configuré pour déterminer la vitesse angulaire en utilisant un filtre de Kalman qui reçoit les sorties des premier et deuxième gyroscopes.
     
    11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le composant de commande est configuré pour effectuer la pluralité de commutations de sorte que les polarités respectives des premier (406) et deuxième (408) gyroscopes soient :

    normale et normale pendant la première période,

    inverse et normale pendant la deuxième période,

    inverse et inverse pendant une troisième période, et

    normale et inverse pendant une quatrième période ;

    dans lequel le composant de commande est configuré pour utiliser les mesures des sorties des premier (406) et deuxième (408) gyroscopes obtenues pendant les première, deuxième, troisième et quatrième périodes pour déterminer la vitesse angulaire du résonateur plan avec une compensation des signaux de polarisation.


     
    12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel le composant de commande est configuré pour mesurer les sorties des premier (406) et deuxième (408) gyroscopes pendant les première, deuxième, troisième et quatrième périodes après un temps de réglage prédéterminé.
     
    13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel une durée des première, deuxième, troisième et quatrième périodes est basée sur un temps d'intégration native des premier (406) et deuxième (408) gyroscopes.
     
    14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel le composant de commande est couplé de manière communicante à une pluralité de gyroscopes, dans lequel la pluralité de gyroscopes comprend les premier (406) et deuxième (408) gyroscopes, dans lequel la pluralité de gyroscopes comprennent un même axe de sensibilité ;
    dans lequel le composant de commande est configuré pour effectuer une pluralité de commutations de la pluralité de gyroscopes par une procédure de permutation circulaire.
     
    15. Procédé, comprenant les étapes consistant à :

    appliquer un signal à une pluralité d'électrodes d'un gyroscope (102) pendant une première période de temps pour :

    induire et détecter des oscillations d'entraînement le long d'un premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212) d'un résonateur plan (104) du gyroscope (102), et pour

    détecter et annuler une oscillation induite par une force de Coriolis le long d'un deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214) du résonateur plan,

    dans lequel le premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212) est décalé de 45 degrés par rapport au deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214) ;

    appliquer un signal à la pluralité d'électrodes du gyroscope pendant une deuxième période de temps pour :

    induire et détecter des oscillations d'entraînement le long du deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214), et pour

    détecter et annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis le long du premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212).


     
    16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel un premier gyroscope (406) comprend le résonateur plan (104), le procédé comprenant en outre les étapes consistant à :

    effectuer une première commutation pour la transition du premier gyroscope (406) de la première période de temps à la deuxième période de temps ;

    effectuer des mesures à partir du premier gyroscope (406) et d'un deuxième gyroscope (408) pendant la première période de temps et des mesures à partir du premier gyroscope (406) et du deuxième gyroscope (408) pendant la deuxième période de temps pour effectuer un auto-étalonnage des premier (406) et deuxième (408) gyroscopes.


     
    17. Procédé selon la revendication 16, comprenant en outre l'étape consistant à :

    effectuer une pluralité de commutations pour la transition d'une pluralité de gyroscopes (406, 408, 410, 412) par une procédure de permutation circulaire, dans lequel la pluralité de gyroscopes comprend les premier (406) et deuxième (408) gyroscopes, dans lequel la pluralité de commutations sont séparées par une période de temps prédéterminée.


     
    18. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'étape d'application d'un signal à la pluralité d'électrodes du gyroscope (102) pendant la première période de temps comprend les étapes consistant à :

    appliquer un signal, pendant la première période de temps, à un premier groupe d'électrodes radial (308) pour induire une oscillation d'entraînement dans un résonateur plan ;

    appliquer un signal, pendant la première période de temps, à un troisième groupe d'électrodes radial (312) pour détecter l'oscillation d'entraînement ;

    appliquer un signal, pendant la première période de temps, à un deuxième groupe d'électrodes radial (310) pour détecter une oscillation induite par une force de Coriolis ;

    appliquer un signal, pendant la première période de temps, à un quatrième groupe d'électrodes radial (314) pour annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis ;

    dans lequel l'étape d'application d'un signal à la pluralité d'électrodes du gyroscope pendant la deuxième période de temps comprend les étapes consistant à :

    appliquer un signal, pendant la deuxième période de temps après la première période de temps, au deuxième groupe d'électrodes radial (310) pour induire l'oscillation d'entraînement dans le résonateur plan ;

    appliquer un signal, pendant la deuxième période de temps, au quatrième groupe d'électrodes radial (314) pour détecter l'oscillation d'entraînement ;

    appliquer un signal, pendant la deuxième période de temps, au premier groupe d'électrodes radial (308) pour détecter l'oscillation induite par une force de Coriolis ; et

    appliquer un signal, pendant la deuxième période de temps, au troisième groupe d'électrodes radial (312) pour annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis ;

    dans lequel les premier (308), deuxième (310), troisième (312) et quatrième (314) groupes d'électrodes radiaux sont agencés le long de premier (208), deuxième (210), troisième (212) et quatrième (214) axes à environ 0, 45, 90 et 135 degrés, respectivement, autour du résonateur plan (104), dans lequel les premier (308) et troisième (312) groupes d'électrodes radiaux sont agencés le long du premier ensemble d'axes orthogonaux (208, 212), dans lequel les deuxième (310) et quatrième (314) groupes d'électrodes radiaux sont agencés le long du deuxième ensemble d'axes orthogonaux (210, 214).


     
    19. Procédé selon la revendication 18, comprenant en outre les étapes consistant à :

    appliquer un signal, pendant une troisième période de temps après la deuxième période de temps, au premier groupe d'électrodes radial (308) pour induire l'oscillation d'entraînement dans le résonateur plan (104) ;

    appliquer un signal, pendant la troisième période de temps, au troisième groupe d'électrodes radial (312) pour détecter l'oscillation d'entraînement ;

    appliquer un signal, pendant la troisième période de temps, au deuxième groupe d'électrodes radial (310) pour détecter l'oscillation induite par une force de Coriolis ; et

    appliquer un signal, pendant la troisième période de temps, au quatrième groupe d'électrodes radial (314) pour annuler l'oscillation induite par une force de Coriolis.


     
    20. Procédé selon la revendication 18, comprenant en outre l'étape consistant à :

    déterminer une vitesse angulaire du résonateur plan (104) sur la base de l'oscillation induite par une force de Coriolis.


     
    21. Procédé selon la revendication 18, dans lequel un premier gyroscope (406) comprend le résonateur plan (104), le procédé comprenant en outre les étapes consistant à :

    effectuer une première commutation pour la transition du premier gyroscope (406) de la première période de temps à la deuxième période de temps ;

    effectuer des mesures à partir du premier gyroscope (406) et d'un deuxième gyroscope (408) pendant la première période de temps et des mesures à partir du premier gyroscope (406) et du deuxième gyroscope (408) pendant la deuxième période de temps pour effectuer un auto-étalonnage des premier (406) et deuxième (408) gyroscopes.


     
    22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel l'étape d'exécution de la deuxième commutation comprend l'étape consistant à :

    effectuer la deuxième commutation une période de temps prédéterminée après la première commutation.


     
    23. Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre l'étape consistant à :

    effectuer une pluralité de commutations pour la transition d'une pluralité de gyroscopes (406, 408, 410, 412) par une procédure de permutation circulaire, dans lequel la pluralité de gyroscopes (406, 408, 410, 412) comprend les premier (406) et deuxième (408) gyroscopes, dans lequel la pluralité de commutations sont séparées par la période de temps prédéterminée.


     




    Drawing









    REFERENCES CITED IN THE DESCRIPTION



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    Patent documents cited in the description




    Non-patent literature cited in the description