Acelerómetros integrales. Circuito de LC oscilatorio: principio de operación, cálculo, definición El acelerómetro más simple consiste en un circuito eléctrico
Acelerómetro Se llama el dispositivo que mide la proyección de la aceleración aparente *. Como regla general, el acelerómetro es una masa sensible unida en una suspensión elástica. En el caso de la aparente aceleración para desviar esta masa desde su posición inicial y juzga la magnitud de esta aceleración.
* La aceleración aparente es la diferencia entre la verdadera aceleración del objeto y la aceleración gravitacional.
Ejecución constructiva
Los acelerómetros son individuales, de dos y tres componentes. Desde el título, miden la aparente aceleración a lo largo de uno, dos y tres ejes (x, y, z) en consecuencia.
Ingravidez
La verdadera aceleración del objeto bajo la ingravidez provoca solo fuerza gravitacional y, por lo tanto, la verdadera y gravitacional es igual. Como resultado, no existe una aceleración aparente y datos de ningún acelerómetro igual a 0 (cero). Todos los sistemas se detienen en funcionamiento, lo que se utiliza un acelerómetro como un sensor de inclinación. Ejemplo: la posición de la imagen en la tableta o smartphone no cambiará cuando gire la caja.
Esquema del acelerómetro más simple.
Por lo tanto, el acelerómetro más simple consiste en un resorte con una carga unida en él y un amortiguador, que fluctuaciones en esta carga y suprime. La aparente aceleración es más, la primavera se deforma más fuerte, y las lecturas de instrumentos se cambian.
Cuando se produce el equilibrio de la inercia de la carga y la potencia del resorte, se registra la magnitud del desplazamiento de esta carga de la posición neutra, lo que indica la cantidad de aceleración (desaceleración). Este valor de cualquier sensor de movimiento se registra y, en la salida del dispositivo se convierte en una señal eléctrica.
Tecnologías para construir acelerómetros modernos.
Dependiendo de la tecnología de la construcción, los siguientes acelerómetros distinguen:
piezoeléctrico;
piezoresistiva;
en condensadores variables.
Acelerómetros piezoeléctricos Ampliamente utilizado en las tareas de prueba y medición. Se distinguen por un rango de frecuencia muy amplio y rango de sensibilidad. Además, puede haber diferentes tamaños y formas. La señal de salida de tales acelerómetros se puede cargar o voltaje. Con la ayuda de sensores, se puede medir tanto un golpe como una vibración.
Acelerómetros piezorezistivospor lo general, se caracteriza por un pequeño rango de sensibilidad, como resultado de lo que son más apreciados para detectar choques que determinar la vibración. Además, se utilizan en pruebas de seguridad durante la colisión. Estos acelerómetros son principalmente un amplio rango de frecuencia, y la respuesta de frecuencia puede alcanzar 0 Hz (los llamados sensores de CC) o permanecen sin cambios. Esto hace posible medir señales largas.
Acelerómetros en la variable de condensador, como piezorezistiva, tiene una respuesta de DC. Dichos acelerómetros tienen una alta sensibilidad, un ancho de banda estrecho, una excelente estabilidad de la temperatura, un pequeño error. Con la ayuda de los acelerómetros de datos, se miden vibraciones de baja frecuencia, movimiento y aceleración fija.Hoy estamos interesados \u200b\u200ben lo más sencillo. contorno oscilante, Su principio de operación y aplicación.
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Oscilaciones - El proceso repetido a lo largo del tiempo se caracteriza por cambiar los parámetros del sistema cerca del punto de equilibrio.
Lo primero que viene a la mente es las oscilaciones mecánicas de los péndulos matemáticos o de primavera. Pero las oscilaciones son electromagnéticas.
Priorato contorno oscilante (O es la cadena eléctrica en la que se producen oscilaciones electromagnéticas libres.
Dicho contorno es un circuito eléctrico que consiste en una inuctancia de bobina. L. y capacidad del condensador C. . Estos dos elementos se pueden conectar solo de dos maneras, secuencialmente y en paralelo. Mostramos en la figura debajo de la imagen y el circuito de circuito oscilante más simple.
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El principio del circuito oscilante.
Veamos el ejemplo cuando cargamos primero al condensador y cerramos la cadena. Después de eso, la cadena comienza a fluir una corriente eléctrica sinusoidal. El condensador se descarga a través de la bobina. En la bobina cuando fluye a través de él hay actual EMF autoinducciónDirigido hacia la corriente opuesta del condensador.
Sin embargo, condensador debido a la energía. EMF. Las bobinas, que en este punto serán máximas, comenzarán a cobrar nuevamente, pero solo en polaridad inversa.
Oscilaciones que ocurren en el circuito. oscilaciones de caída gratis. Es decir Sin el suministro adicional de fluctuaciones en ningún circuito oscilatorio real, será demasiado temprano o tarde, como cualquier oscilación en la naturaleza.
Esto se debe al hecho de que el contorno consiste en materiales reales (condensadores, bobinas, cables), que tienen una propiedad de este tipo como una resistencia eléctrica, y las pérdidas de energía en el circuito oscilatorio real son inevitables. De lo contrario, este simple dispositivo podría convertirse en un motor eterno, cuya existencia, según se conoce, es imposible.
Otra característica importante - calidad P. . La calidad determina la amplitud de la resonancia y muestra cuántas veces las reservas de energía en el circuito exceden la pérdida de energía en un período de oscilaciones. Cuanto mayor sea la calidad del sistema, más lento se desplegará las fluctuaciones.
Resonancia lc-contorno
Las oscilaciones electromagnéticas en ocurren con una cierta frecuencia, que se llama resonante más sobre la resonancia, en nuestro artículo separado. La frecuencia de las oscilaciones se puede cambiar variando los parámetros del circuito, como la capacitancia del condensador. C. , inductancia de la bobina L. resistencia de resistencia R. (por Contorno lcr).
El uso del circuito oscilante.
El circuito oscilante es ampliamente utilizado en la práctica. Se basa en filtros de frecuencia, no hay radio o generador de señales de cierta frecuencia sin ella.
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El principio de operación de cualquier acelerómetro es la propiedad de los cuerpos para mantener su posición sin cambios en un movimiento de base acelerado en el que se solucionen de alguna manera.
Los acelerómetros de péndulo con un resorte eléctrico (Figura 6) se utilizan en los sistemas de estabilización del centro de pH de masa en las versiones posicionales e integradoras. Se conocen una gran variedad de patrones constructivos de acelerómetros de péndulo. Sin embargo, la base para ellos es la presencia de un sistema mecánico asociado con un péndulo, y un sistema eléctrico o fotomético (así como un sistema electrostático, capacitivo) de información útil.
El método de medición de compensación basado en la mayoría de los acelerómetros de péndulo, en principio, proporciona una alta precisión de medición. La implementación de este método en los acelerómetros se lleva a cabo utilizando dispositivos de alimentación o par de compensación basados \u200b\u200ben varios principios físicos, mecánicos, electromagnéticos, electrostáticos.
Actualmente se obtienen convertidores magnetoeléctricos, en los que se crea la interacción del par magnético creado por la interacción creada por la corriente de retroalimentación, que fluye sobre el devanado del convertidor, con un campo de imán permanente. Dichos convertidores proporcionan los momentos necesarios (fuerzas) con pequeñas dimensiones y tienen una estabilidad de parámetros aceptable en esta etapa.
El principio de funcionamiento del acelerómetro péndulo con una vena de apertura (opción de integración) es la siguiente. En caso de que la aceleración aparente, W Z, dirigida a lo largo del eje OZ, un marco en movimiento con un péndulo que busca mantener su posición sin cambios comenzará a desarrollar un marco relativamente estacionario. Como resultado de la rotación relativa del marco, el flujo magnético del marco móvil, cruzando los giros del devanado del marco estacionario, causará una fuerza electromotriz en ella. El voltaje eliminado del devanado del marco estacionario, después de que la amplificación en el amplificador ingrese a través del condensador y las corrientes flexibles en el devanado del marco en movimiento y causará una corriente de retroalimentación I OS. Esta corriente, a su vez, causará una corriente magnética. Marco móvil. La interacción del flujo magnético de un imán constante con un valor promediado del flujo magnético de la corriente de retroalimentación es la causa del momento mecánico de la retroalimentación M, dirigida contra el momento de las fuerzas inerciales m y.
Si asumimos que la aceleración aparente, W Z está constantemente, la igualdad entre los momentos especificados vendrá en el modo estable, es decir. M OS \u003d M y, y la medición de la aceleración medida puede ser la corriente de corriente I en el circuito de retroalimentación del acelerómetro pendulum que fluye a través del devanado del marco móvil.
Al abrir la llave y la completa idealización de todos los enlaces de la cadena de retroalimentación se puede considerar que
(1.1)
Desde m y \u003d mlw x, entonces en m os \u003d m y obtenga
o después de la integración en cero condiciones iniciales
(1.3)
Obviamente, la integral de la aceleración aparente es igual a la velocidad aparente, es decir,.
(1.4)
donde t k es un intervalo de integración, por lo que
Con una llave cerrada y los mismos datos de origen
Por lo tanto, el mismo acelerómetro péndulo puede estar con una retroalimentación flexible que se integra, y con la posición ajustada. Esta circunstancia se usa ampliamente con la exposición inicial de los sistemas de gestión de aeronaves y al controlar su movimiento en vuelo. Por lo tanto, con una clave de apertura, la exactitud de la exposición inicial del complejo de dispositivos de comando aumenta, debido a la retroalimentación flexible, se excluyen los errores estadísticos del acelerómetro de péndulo con un resorte eléctrico, como el circuito más simple del sistema de control automático.
En los acelerómetros de compensación, se utiliza un sensor de ángulo (DF) para obtener información sobre la aceleración. La mayor distribución tanto en la navegación como en muestras industriales de acelerómetros se obtuvo mediante sensores de fotos (PD) y sensores de tipo capacitivo (unidades).
El uso de FD permite mejorar la señal útil para usar circuitos electrónicos relativamente simples. En un acelerómetro típico del tipo de compensación, se aplicó tal du.
Los elementos principales de este dispositivo de medición son:
SD LED;
Dos fotodiodos VD1 y VD2;
Una cortina, fijada rígidamente con el péndulo, y se encuentra entre la luz y los fotodiodos;
Señal analógica pre-amplificador (lineal) DA, cubierta por la resistencia de retroalimentación ROC;
Resistencia convertir el voltaje en la corriente de retroalimentación RI;
MOMENTO SENSOR DE SENSOR (DM) L.
El principio de funcionamiento de este acelerómetro de péndulo en modo analógico (regular) es el siguiente. En el caso de una aceleración aparente de AI, dirigida a lo largo del eje de la sensibilidad, el péndulo y la cortina rígida asociada, buscando preservar la posición sin cambios, comenzará a desarrollarse en relación con la carcasa del acelerómetro. Como resultado de la rotación relativa, uno de los LED se distinguirá más que el otro. Como resultado, la diferencia en los potenciales en el control remoto. Este voltaje se enviará a la entrada del preamplificador y después de la amplificación en forma de la corriente de retroalimentación se tragará en el devanado de DM. DM formará un momento compensatorio, que devolverá el péndulo en su estado original. Por lo tanto, por El valor de la corriente de retroalimentación puede ser juzgada por el valor de la aceleración aparente.
En el momento del inicio del movimiento del péndulo del acelerómetro, la fuerza de la fricción de la paz es válida, lo que introduce el error en la medición (umbral de sensibilidad).
El principio de operación y dispositivo del sensor de medición de aceleración se considere en el ejemplo del acelerómetro de resorte, que se utiliza como un elemento sensible de la masa inercial.
Principio de operación El acelerómetro de resorte con elementos de detección inercial se basa en el uso de fuerzas inerciales o momentos que surgen del movimiento de una determinada masa con aceleración. Dependencia del poder inercial. F, Actuando sobre el cuerpo, la masa de los cuales es igual. mETRO. Con aceleración uNA. Como saben, definen la segunda ley de Newton:
F \u003d. mETRO.· uNA.
Los sensores con elementos inerciales sensibles también se utilizan para medir la vibración, la velocidad angular de la rotación, etc.
Dispositivo de acelerómetro.
Elemento sensible del acelerómetro es la masa inercial. 1, suspendido en dos resortes 2, Adjunto en puntos PERO y EN Al cuerpo 3, Apenas asociado con un objeto en movimiento.
Línea Au Es el eje de la sensibilidad del acelerómetro. Es paralelo al eje del objeto en movimiento, que necesita para medir la aceleración. h..
En ausencia de aceleraciones, la tensión de los resortes es la misma y la masa se encuentra en la posición promedio (neutral). Si el objeto se está moviendo con una aceleración lineal constante. h., La masa se mueve a algún valor en el que la fuerza inercial. Alfiler, Surgir debido al movimiento de masas acelerado en el espacio absoluto se equilibra por la fuerza P apople Elasticidad de la primavera.
Calmar las oscilaciones de la masa inercial en transición sirve como un amortiguador 4, Corriente, proporcional a la velocidad del movimiento de la masa en relación con el caso. 3. Aplique amortiguador de líquidos, líquidos o de aire magnetoindux.
Los requisitos para los acelerómetros con respecto a la precisión de la medición están determinados por el alcance de la solicitud. Por lo tanto, la precisión de los acelerómetros en sistemas inerciales no debe exceder 0,001%. Los acelerómetros utilizados en los sistemas de control tienen errores para dos o tres órdenes de magnitud más altos. Los errores de los acelerómetros utilizados como instrumentos visuales son 1 ÷ 3%.
Otra área de aplicación de acelerómetros es su uso como sensores de medición. sobrecarga Actuando un plano en una determinada dirección.
Sobrecarga Llamada fuerza de superficie F, Actuando en la dirección de cualquier eje de la aeronave, a la fuerza del peso. GRAMO.Las fuerzas superficiales incluyen la fuerza de elevación, la fuerza de resistencia y la fuerza de empuje. Hay una sobrecarga normal (transversal), igual a la relación de la fuerza de elevación a la fuerza del peso, longitudinal y lado.
Sobrecarga: el valor es digno de dimensiones. A veces dicen que la sobrecarga es igual, por ejemplo, 5g. Esto significa que en esta dirección en la aeronave y los miembros de la tripulación actúan en vigor, cinco veces más altas que la fuerza del peso. Basado en la definición del concepto de sobrecarga, debe hablar sobre la sobrecarga igual 5, pero no 5g.
El mayor valor para el pilotaje. sol Juega la sobrecarga vertical.
Las señales de acelerómetro también se utilizan en los sistemas de navegación inercial para calcular las velocidades y las coordenadas, en los sistemas de control de vuelo y los motores, así como para indicar los valores de sobrecarga actuales y críticos.
Los acelerómetros utilizados en los sistemas de control están orientados por sus ejes de sensibilidad a lo largo de los ejes principales del aparato de verano. Dichos acelerómetros miden los componentes del vector de aceleración sobre estos ejes, y para el vector completo necesita tres acelerómetros.
En los sistemas de navegación inercial del eje, la sensibilidad de los acelerómetros se centra en los ejes del sistema de coordenadas de navegación, generalmente asociado con la Tierra. Como sistema de navegación, las coordenadas se pueden tomar, por ejemplo, un sistema geográfico, uno de los ejes de los cuales se dirige sobre el meridiano, y el segundo eje es perpendicular al primero en el plano horizontal. Además, dos acelerómetros con ejes mutuamente perpendiculares ubicados en un plano horizontal se miden mediante componentes horizontales del vector de aceleración, y un acelerómetro, el eje de la sensibilidad se dirige verticalmente, mide la aceleración vertical.
Los elementos principales de los acelerómetros son las suspensiones de masas inerciales (elementos sensibles), sensores de señal de movimiento de masa, dispositivos de par (potencia) que proporcionan señales de retroalimentación, amplificadores de señal y dispositivos correctivos (amortiguadores).
Para que el acelerómetro reaccione solo sobre el componente de la aceleración, para medir cuál es la intención, su masa inercial debe tener una suspensión especial que cumpla con los siguientes requisitos:
Fricción mínima en los ejes de suspensión;
La ausencia de enlaces cruzados entre los ejes de medición;
Asegurar la dependencia lineal entre las desviaciones de la masa inercial y la aceleración medida.
Las suspensiones sobre soportes simples crean una fricción significativa, lo que reduce la sensibilidad del acelerómetro. Para reducir la fricción, el elemento sensible se fortalece en la palanca o se coloca en un líquido de peso específico igual al peso específico del elemento de detección.
La perspectiva son suspensiones electromagnéticas y criogénicas.
Para convertir los movimientos a las señales eléctricas en los acelerómetros. potenciométrico, inductivo, capacitivo, fotoeléctricoy convertidores de cadenas.
Los requisitos básicos para los convertidores son los siguientes:
1) una gran resolución;
2) dependencia lineal de la salida de la entrada;
3) La ausencia de la reacción del convertidor al elemento sensible.
Estos requisitos no satisfacen los sensores potenciométricos, por lo que en los dispositivos exactos no se aplican.
Como dispositivos de par (potentes) en acelerómetros para ingresar señales de retroalimentación, se usan motores de torsión (motores eléctricos que operan en el modo invertido) y dispositivos electromagnéticos.
Para obtener acelerómetros con la respuesta de frecuencia requerida en circuitos de retroalimentación, se utilizan filtros correctivos y amortiguadores especiales. En dispositivos con suspensión líquida para la amortiguación, se usa la viscosidad del fluido en sí.
Como ejemplo, considere un acelerómetro de un solo componente.
En el esquema higo. 11.2. Masa sísmica 1 suspendido en una guía 4. Para reducir la fricción en la masa guía. 1, Líquido colocado 3, Tiene una flotabilidad neutral, que elimina fuertes presionados con la guía. Señales en el esquema en consideración, proporcional al movimiento de la masa sísmica, se miden por un sensor inductivo 6 . Después de amplificado en el amplificador. 5 La señal ingresa a la unidad electromagnética (potencia). 7. Una señal de salida de acelerómetro es la caída de voltaje y la resistencia. R, Incluido en el circuito de devanado de la unidad de potencia. La amortiguación en el dispositivo se obtiene debido a la resistencia cuando la masa sísmica se está moviendo en el líquido.
El acelerómetro está diseñado para medir aceleraciones lineales. La invención se puede usar como un elemento sensible en los sistemas de estabilización, guía y navegación, así como en los instrumentos de medir los valores mecánicos del tipo de compensación.
Un dispositivo para medir aceleraciones (patente de RF №2098833, CL G01P 15/13, PUB. 10.12.97), que contiene un elemento sensible, incluidos dos electrodos fijos y una placa móvil, tres amplificadores, dos resistencias y la segunda entrada del amplificador. Está conectado a la segunda resistencia y es la salida del dispositivo. Para aumentar la inmunidad al ruido, cuando se expone a la interferencia eléctrica, se introdujo la fuente del voltaje de referencia, el generador de señales eléctricas, dos pares de transistores, tres resistencias, dos condensadores, lo que permitió la retroalimentación negativa para compensar la interferencia eléctrica.
La desventaja de este dispositivo es la baja precisión de la medición, ya que la elección del coeficiente de ganancia en una retroalimentación negativa rígida está limitada por la condición de la estabilidad del sistema.
El más cercano a la solución técnica es el dispositivo (descrito en el AC No. 742801, PUP. En BI No. 23, 1980), que contiene un elemento sensible, un sensor de ángulo, un amplificador de retroalimentación que integra, un sensor de par, una integración adicional. Amplificador, una llave electrónica, elemento de umbral. Además, la primera salida del sensor de ángulo se conecta a través de un amplificador de retroalimentación de integración al sensor de momento, y la segunda salida del sensor de ángulo a través del elemento de umbral y el amplificador de integración opcional está conectado a la entrada de control de la tecla electrónica.
La desventaja del acelerómetro es un ancho de banda pequeño, debido a la operación de integración de amplificadores analógicos y el elemento de umbral. Además, el ancho de banda depende de los parámetros del esquema de clave electrónico que muestre la información. El acelerómetro tiene un error de medición debido a la extremidad del tiempo de carga del condensador de amplificador de integración. Este error conduce a una característica de error de apertura de este esquema de muestreo y procesamiento de información. Un pequeño ancho de banda de acelerómetro, baja velocidad y ganancia pequeña en el contorno abierto, determine la precisión en el modo estable.
El objetivo técnico de la presente invención es expandir el ancho de banda del acelerómetro y mejorar la precisión de la medición.
Esto se logra debido al hecho de que un acelerómetro que contiene un elemento sensible, cuya desviación se fija por el sensor de ángulo, se introduce el sensor de torque incluido en la retroalimentación negativa, se introducen dos comentarios de integración negativa, una de la salida de la salida del Sensor de ángulo a una de las entradas del sensor de torque simultáneamente a través de la retroalimentación del amplificador y el primer integrador, otra retroalimentación negativa de integración, implementada a partir de la salida del sensor de ángulo a otra entrada de momento del sensor de momento de forma secuencial en las entradas informativas a través del amplificador. , filtro, comparador, un convertidor de nivel, un par de generadores síncronos en espera, un contador binario reversible, un esquema de comparación, segundo integrador, disparador y llave electrónica. Además, las entradas adicionales del comparador, que esperan los generadores síncronos, el medidor binario de inversión está conectado a la salida del generador de frecuencia auxiliar. La entrada del circuito de comparación está conectada a la salida del generador de frecuencia auxiliar a través del contador binario que se suma. La entrada de la llave electrónica está conectada a la salida del generador actual. La salida de un medidor binario de inversión es un código de acelerómetro digital.
Introducción de dos comentarios negativos de integración, una de las cuales estabilizando la retroalimentación, de la salida de un sensor de ángulo a una de las entradas del sensor de torque a través del amplificador de retroalimentación y el primer integrador, el otro, desde la salida del sensor de ángulo hasta el Entrada del sensor de torque a través del amplificador conectado al filtro de entradas de información, comparador, convertidor de nivel, un par de generadores síncronos en espera, un contador binario reversible, un esquema de comparación, el segundo integrador, disparador, la clave electrónica le permite crear un acelerómetro que trabaja en Modo de autoestilación con un ancho de banda extendido y una velocidad considerable.
La Figura 1 muestra el diagrama funcional del acelerómetro, en la FIG. 2, el esquema de simulación, en la FIG. 3, los resultados de la simulación del prototipo y el dispositivo propuesto.
El acelerómetro contiene un elemento sensible 1, la desviación angular de la cual bloquea el sensor de ángulo 2. La salida del ángulo del ángulo 2 está conectada a las entradas del amplificador de retroalimentación 3, el primer integrador 4, y con el amplificador 5. el La salida del amplificador 5 está conectada a la entrada del filtro 6. La salida del filtro 6 está conectada al comparador de entrada 7. La salida del comparador 7 está conectada a la entrada del convertidor de nivel 8, cuyas salidas están conectadas a las entradas. De un par de generadores síncronos de encerado (ZHSG) 9 y 10. Las salidas del SSR 9 y 10 están conectadas a las entradas del medidor binario inverso 11. La salida del medidor binario reversible 11 está conectado a los esquemas de comparación de entrada 12 . Otra entrada del circuito de comparación 12 está conectado a la salida del contador binario de suma 13. La salida del circuito de comparación 12 está conectado a la entrada del segundo integrador 14. La salida del segundo integrador 14 está conectada a la entrada del gatillo 15, cuya salida está conectada a una entrada de llave electrónica 16, otra entrada electrónica La tecla 16 está conectada a la salida del generador de corriente 17. La salida de la tecla electrónica 16 está conectada a una de las BX Los momentos 18 Sensor, otro momento, las entradas de sensores están conectadas a la salida del amplificador de retroalimentación 3 y con la salida del primer integrador 4. Entradas adicionales del comparador 7, ZHSG 9 y 10, un medidor binario reversible 11 está conectado a la Salida del generador de frecuencia auxiliar 19. Entrada del esquema de comparación 12 conectado con la salida del generador de frecuencia auxiliar 19 a través del contador binario de suma 13.
El contenido interno de integradores, amplificador, comparador, a la espera de generadores síncronos, un medidor binario reversible, un esquema de comparación, un elemento de umbral, un disparador, un medidor de binario, un convertidor de niveles, integradores, filtro, en el libro: P. khorowitz, W. Hill. Ingeniería de esquemas de arte. M.: Mir, T 1-3, 1993.
El acelerómetro funciona de la siguiente manera. Cuando la aceleración W en el elemento sensible 1, realizado en forma de péndulo, actúa un momento de inercia igual a M · l · w (donde m, L es la masa y la longitud del péndulo). Bajo la acción de este momento, se desvía un elemento delicado 1, que se fija por el sensor de ángulo 2. La señal de salida del sensor de ángulo 2, como voltaje, entra tanto la entrada del amplificador de retroalimentación 3 como en la entrada de El primer integrador 4. Señales de salida del amplificador de retroalimentación 3 y el primer integrador 4, después de convertirla en la corriente, llega a una de las entradas del sensor de torque 18. Los elementos incluidos en la estructura del acelerómetro, 2, 3, 4, 18 formar la primera retroalimentación negativa de integración. La señal del sensor de ángulo 2 también llega a la entrada del amplificador 5, y luego en forma de voltaje de la entrada del filtro 6. La señal de la salida del filtro 6, en forma de voltaje, ingresa al Entrada del comparador 7. En el comparador 7, la señal se compara en la salida del filtro 6 con una señal. Asignada a la frecuencia y la amplitud de la señal de la salida del generador de frecuencia auxiliar 19. Si la señal de la salida del filtro sale 6 Será más voltaje triangular a partir de la salida del generador de frecuencia auxiliar 19, luego, en la salida del comparador 7, habrá un nivel lógico alto, si es menor, en la salida del comparador 7, nivel lógico bajo. El nivel de señal de la salida del comparador 7 depende de la fase de la desviación del elemento de detección 1. La señal de la salida de un comparador 7, como nivel, se ingresa en la entrada del convertidor de nivel 8, y luego a las entradas de cera generadores síncronos 9 y 10, que, utilizando un generador de frecuencia auxiliar 19, las señales en forma de pulso se administran a cada efecto de la señal de entrada (de la salida del nivel 8), igual a "1 ". El contador binario de inversión 11, en la señal del generador de frecuencia auxiliar 19, calcula los pulsos de la unidad de la salida del generador síncrono sincrónico 9 y la resta de los pulsos provenientes de la salida del generador síncrono de espera 10. Contador binario reversible 11 La información positiva está en el código de línea, y negativo en código adicional, y la transformación del código adicional se lleva a cabo por el circuito de comparación 12 y el contador binario de suma 13. Después de la comparación lógica de las señales en el circuito de comparación 12, el La señal de la salida 12 entra en la entrada del segundo integrador 14, y luego a la entrada de activación 15. Señal, como nivel, desde el disparo 15 entra en la entrada de la llave electrónica 16. La estabilización de los parámetros de la clave electrónica 16 realiza el generador actual 17. En la salida de la clave electrónica 16 habrá impulsos, el número de cuales es proporcional al código binario que ingresa la entrada del circuito de comparación 12. En la entrada del sensor de torque 18, se reciben señales de las salidas de la retroalimentación. Amplificador 3 y el primer integrador 4, también de la salida de la clave electrónica 16. La señal que viene en el momento 18, el devanado del sensor, estará con un signo de una descarga de señales de un contador binario de reversión 11. La salida del medidor binario de inversión 11 es la salida del código de acelerómetro digital. La primera retroalimentación de integración negativa que contiene un amplificador de retroalimentación 3, el primer integrador 4 y el sensor de momento 18 realiza la estabilización de los parámetros del acelerómetro. La segunda retroalimentación negativa integradora, formada por los elementos 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16 y 18, extensión del ancho de banda y aumenta la precisión.
Introducción al acelerómetro de dos comentarios negativos que integran de la salida del sensor de ángulo a la entrada del sensor de torque le permite crear un dispositivo con anatamismo por deflexión, operando en modo auto-oscilante con un ancho de banda extendido y una velocidad significativa.
La Figura 2 muestra un diagrama de modelar el dispositivo propuesto. Fig. 3 Procesos de transición en el prototipo (1) y en el dispositivo propuesto (2). De su análisis se desprende que el dispositivo propuesto que opera en modo auto-oscilante tiene un ancho de banda y una velocidad significativos.
El método propuesto para cambiar el ancho de banda y la precisión se puede utilizar en dispositivos de tipo de compensación (acelerómetros y sensores de velocidad angular) fabricados por la industria sin cambiar su diseño de diseño y fabricación.
Acelerómetro que contiene un elemento sensible, cuya desviación está fijada por el sensor de ángulo, el sensor de torsión incluido en la retroalimentación negativa, caracterizada porque introdujo dos retroalimentación negativa de integración en ella, una de la salida del sensor de ángulo a una de las Entradas del sensor de torque simultáneamente a través del amplificador de retroalimentación, tanto el primer integrador, la otra, la retroalimentación de integración negativa, se implementa a partir de la salida del sensor de ángulo a otra entrada del sensor de momento en serie por entradas de información a través del amplificador, filtro, comparador , un convertidor de nivel, un par de generadores síncronos en espera, un contador binario reversible, un esquema de comparación, un segundo integrador, disparador, llave electrónica, con entradas adicionales de un comparador, que esperan generadores síncronos, un contador binario de reversión, se conectan a la salida. del generador de frecuencia auxiliar, además, la entrada de la llave electrónica está conectada a la salida del generador de corriente, y la entrada del esquema de comparación está conectada a la salida del generador Frecuencia auxiliar a través del contador binario Summing, y la salida del medidor binario de inversión es un código de dispositivo digital.
Patentes similares:
La invención se refiere al campo del equipo de medición, es decir, a medir los transductores de aceleración lineal. El acelerómetro de compensación contiene una carcasa con un soporte, la primera placa de silicio monocristalino, la segunda placa con dos electrodos fijos de un convertidor de posición con capacitación diferencial, una tercera placa, un transductor de potencia magnetoeléctrica con un imán permanente, amplificador y un imán permanente. , la segunda placa, secuencialmente en la base del bastidor, la primera placa y la tercera placa.
La invención se refiere a las técnicas de medición y se puede utilizar en acelerómetros compensatorios micromecánicos. El elemento sensible contiene masa inercial, elementos elásticos, bobina de retroalimentación, realización de pistas para la comunicación eléctrica de las bobinas de retroalimentación con un circuito de control, placas de vidrio, un marco exterior, con sitios de sujeción ubicados en ella a placas de vidrio.
La invención se refiere al campo de la fabricación de instrumentos de precisión, en particular a los instrumentos de medir los parámetros del movimiento de la aeronave y se pueden usar en la fabricación de acelerómetros de compensación péndulo destinados a medir aceleraciones lineales significativas.
El acelerómetro está diseñado para su uso como elemento sensible en los sistemas de estabilización y navegación. La invención se puede usar para medir los instrumentos de los valores mecánicos del tipo de compensación. El acelerómetro contiene un elemento sensible, cuya desviación está fijada por el sensor de ángulo, cuyas salidas están conectadas a las entradas del sumador a través del elemento de umbral y el amplificador de integración, y el sensor de punto incluido en la retroalimentación negativa. Una salida de sumador es una salida de dispositivo analógica. Para aumentar la precisión y la expansión del ancho de banda al acelerómetro, se introdujeron dos comentarios negativos: una: de la salida del sensor de ángulo a una de las entradas del sensor de torque a través del filtro de diferenciación, el otro es una retroalimentación negativa de integración, Implementado a partir de la liberación del sumador a otra entrada del sensor de momento secuencialmente en las entradas de información a través de un comparador, un convertidor de nivel, un par de generadores síncronos en espera, un contador binario reversible, un esquema de comparación, disparador, tecla electrónica. Entradas adicionales de un comparador, un medidor binario de inversión, que esperan generadores síncronos están conectados a un generador de frecuencia auxiliar. Además, la entrada de la llave electrónica está conectada a la salida del generador actual. La entrada del circuito de comparación está conectada a la salida del generador de frecuencia auxiliar a través del contador binario que se suma. La salida del medidor binario de inversión es una salida de dispositivo digital. La retroalimentación negativa, implementada a partir de la salida del sensor de ángulo a la entrada del sensor de torque, a través del filtro de diferenciación, realiza la estabilización de los parámetros del acelerómetro. Introducción al acelerómetro Integración de comentarios negativos Le permite crear un dispositivo con anatamismo por deflexión, trabajando en modo auto-oscilante, con un ancho de banda extendido y una velocidad significativa. 2 IL.
La invención se refiere a equipos de medición y se puede usar para medición de alta precisión de aceleraciones en sistemas de corrección del sistema para conchas reactivas. El propósito de la invención es reducir la inestabilidad de la temperatura del coeficiente de conversión del acelerómetro. El acelerómetro de compensación comprende un elemento inercial (1), un sistema oscilatorio (2), un convertidor de movimiento (3), un amplificador de la cadena de cadena (4), un convertidor inverso (5), un nodo de conexión de resistencia de zoom (6) , un amplificador de termopening (7). La cadena de la retroalimentación negativa del amplificador de termocompañía entre su entrada de inversión y la resistencia de retroalimentación se incluye con un circuito que consiste en un sensor de temperatura R01, una resistencia RS1 dibujada, cuyo valor de la resistencia eléctrica se selecciona de la condición: donde KΣ (t) es el valor compensado de la inestabilidad de la temperatura del acelerómetro de coeficiente de conversión; KT0 (T0), KT0 (ΔT1), KT0 (ΔT2) es la característica de temperatura del amplificador de termocompresión cuando los sensores de temperatura se desconectan en las condiciones de la influencia de las temperaturas de funcionamiento nominales, reducidas y mejoradas del acelerómetro, respectivamente; KA (T0), KA (ΔT1), KA (ΔT2) es la característica de temperatura del acelerómetro cuando los sensores de temperatura están desconectados en las condiciones de la influencia de las temperaturas de funcionamiento nominales, reducidas y elevadas del acelerómetro, respectivamente; KT (T0), KT (ΔT1), KT (ΔT2) es la característica de temperatura de la configuración seleccionada del amplificador de termocompresión en las condiciones de la influencia de las temperaturas nominales, reducidas y aumentadas de funcionamiento del acelerómetro, respectivamente; R0, R01 es la resistencia eléctrica de las bobinas de cobre conectadas a la entrada del amplificador termocompañía y en la cadena de su retroalimentación negativa, respectivamente, a nivel ambiental nominal; αR, αM - coeficientes de temperatura de la resistencia de resistencias RP, RP1 y cobilas de cobre R0, R01, respectivamente; ΔT es el incremento de la temperatura ambiente del acelerómetro en relación con su valor nominal. La conexión de dos sensores de temperatura en el circuito del amplificador de termocompresión le permite linealizar la característica de temperatura compensada del acelerómetro, lo que proporciona una disminución en la inestabilidad de la temperatura de su coeficiente de conversión y reduce la complejidad de su proceso de depuración de temperatura. 3 IL.
La invención se refiere a dispositivos para medir aceleraciones y se puede usar en sistemas de estabilización y navegación. Esencia: el dispositivo contiene un elemento sensible (1), sensor de posición (2), cuya salida está conectada a la entrada del amplificador (4) con un coeficiente de ganancia estable, un transductor de potencia magnetoeléctrico (15) incluido en la retroalimentación negativa. Al mismo tiempo, se introduce una retroalimentación negativa analógica, integradora y discreta. La retroalimentación negativa analógica se implementa a partir de la salida del sensor (2) de la posición a una de las entradas del convertidor de potencia magnetoeléctrico (15) a través de la serie Amplificador de corriente alterna (4), el primer elemento lógico (5), el esquema (8) Excluyendo o, filtro (9), el primer convertidor (10) corriente de voltaje y sumador (11). La retroalimentación negativa de integración se implementa a partir de la salida del circuito (8) excluyendo o en la entrada del convertidor de energía magnetoeléctrico (15) a través del primer integrador (12) conectado por las entradas de información (12), el segundo conversor (13) voltaje -currente y sumador (11). La retroalimentación negativa discreta se introdujo a partir de la salida del circuito (8) excluyendo o en la entrada del transductor de potencia magnetoeléctrica (15) a través del gatillo (14) y el sumador (11) conectado por las entradas de información. Además, el generador de voltaje de referencia (3) está conectado tanto con el sensor de posición (2) y con el cambio de fase (6). La salida del cambio de fase (6) está conectado a una de las entradas del circuito (8) excluyendo o a través del segundo elemento lógico (7). Una de las salidas del gatillo (14) está conectada a la entrada del medidor binario de inversión (16), cuya salida es la salida discreta del acelerómetro. Resultado técnico: extienda el ancho de banda y aumente la precisión de la medición de las aceleraciones. 6 IL.
El acelerómetro de compensación está diseñado para su uso en sistemas de estabilización y navegación. El dispositivo contiene un elemento sensible, el sensor de posición, cuya salida está conectada a la entrada del amplificador con una ganancia estable, transductor de potencia magnetoeléctrica incluida en la retroalimentación negativa. Al mismo tiempo, una retroalimentación negativa integrativa analógica, integradora y discreta se introdujo adicionalmente en ella. La retroalimentación negativa analógica se implementa a partir de la salida de un sensor de posición a una de las entradas del convertidor de potencia magnetoeléctrico a través del amplificador de CA conectado secuencialmente por entradas de información, el primer elemento lógico, un esquema o filtro exclusivo, el primer conversor de voltaje y el sumador . La retroalimentación negativa de integración se implementa a partir de la salida del circuito excluyendo o, en la entrada del convertidor de energía magnetoeléctrico a través del primer integrador, el segundo conversor de voltaje y el sumador conectado a través de entradas de información. La integración discreta de la retroalimentación negativa se introdujo a partir de la salida del circuito excluyendo o en la entrada del convertidor de energía magnetoeléctrico a través del segundo integrador, disparador y sumador conectado por las entradas de información. Además, el generador de voltaje de referencia se conecta con un sensor de posición y con un cambio de fase, cuya salida está conectada a una de las entradas de las entradas del circuito, o a través del segundo elemento lógico, y una de las salidas de activación es Conectado a la entrada del medidor binario inverso, cuya salida es una salida discreta. Acelerómetro compensatorio. El resultado técnico es ampliar el ancho de banda y aumentar la precisión de la medición de las aceleraciones. 3 IL.
La invención se refiere a sensores de información primaria (instrumentos) para medir la aceleración lineal. La esencia de la invención es que en un acelerómetro de péndulo compensatorio en el que el sensor de momento magnetoeléctrico es dos sistemas magnéticos que consisten en imanes permanentes fijados de la parte final en tuberías magnéticas en forma de llanta, se pulveriza el carrete del sensor de momento en Las superficies superiores e inferiores de una sola placa de monocristalina El silicio del elemento de detección del péndulo, la unidad de medición se realiza en forma de un paquete compacto pegado a al menos cuatro puntos de contacto de las ranuras en tarjetas aislantes planas y plataformas de un Placa única de silicio monocristalino de un elemento de detección de péndulo, alimentación y salida de una señal eléctrica a los elementos de la unidad de medición de elementos de electrónica. Con la ayuda de contactos conductores hechos en forma de alfileres, la fijación de elementos de sistemas magnéticos. , la unidad de medición y los elementos de la electrónica se realizan con la ayuda del vapor de los tornillos fijados entre sí En el tubo total con hilo interno, al mismo tiempo, en las bases de las cabezas de las cuales las juntas de sellado, los elementos electrónicos y el sensor térmico se ubican en un compartimento separado, que está aislado con una tapa, y se encuentra una junta aislante. En la carcasa protectora de los elementos del sistema magnético y la tarifa electrónica. El agujero para evacuar el espacio interno del instrumento. El resultado técnico es un aumento en la precisión de la medición. 3 IL.
La invención se refiere a la técnica de medición, es un acelerómetro de compensación y está diseñado para su uso como transductor de medición de aceleraciones lineales. El acelerómetro contiene una carcasa, una primera placa de silicio monocristalino con las piezas móviles y fijas y conectándolas con saltadores elásticos a lo largo del eje de suspensión, un convertidor capacitivo diferencial de una posición con dos electrodos fijos en la segunda placa, una tercera placa, una magnetoeléctrica. Transductor de potencia con un imán permanente y una bobina de compensación instalada en dos soportes en la parte móvil, cargue en la parte móvil, amplificador. Para minimizar la deformación angular de la parte móvil de la primera placa a los efectos de la temperatura, en el área de la instalada simétricamente relativa al eje de suspensión, se realizaron las listas. El resultado técnico es aumentar la precisión de la aceleración de medición. 4 z.p. F-Lies, 5 yl.
La invención se puede usar para medir los instrumentos de los valores mecánicos del tipo de compensación. El acelerómetro de compensación contiene un elemento sensible, un sensor de ángulo, un detector de fase de retroalimentación negativa, un amplificador de integración. El generador de voltaje de referencia está conectado con la entrada del sensor de ángulo y la entrada del detector de fase de retroalimentación negativa. La salida del comparador está conectada en las entradas de la serie con la entrada del sensor de torque a través del convertidor de nivel, un par de generadores síncronos en espera, un contador binario reversible, que resume un contador binario, que está conectado a una de las entradas del Esquema de comparación, elemento de umbral, llave electrónica, generador de corriente conectado a la llave electrónica de entrada. El generador de frecuencia auxiliar está conectado a las entradas de un comparador, un par de generadores sincrónicos de espera, un medidor binario que se suman y un medidor binario reversible. Una de las salidas del detector de fase de retroalimentación negativa está conectada a la entrada del sensor de torque a través del filtro. Se introduce una cadena de estabilización que contiene dos contornos en la entrada del comparador, que está conectado a la salida del detector de fase de retroalimentación negativa. La salida del medidor binario de inversión es una salida digital del acelerómetro de compensación. El resultado técnico es la posibilidad de medir aceleraciones, mientras que el acelerómetro de compensación funciona en modo auto-oscilante, con anatamismo y con un ancho de banda extendido y una velocidad considerable. 3 IL.
La invención se refiere a medios para medir aceleraciones lineales. Entidad: el acelerómetro contiene una carcasa (1), que contiene un elemento sensible a la placa péndulo (MCE) (2), suspensión elástica por la cual el MCE está asociado con la carcasa (1); Sensor magnetoeléctrico (3) de torque, sensor fotovoltaico (6) del ángulo de movimiento, amplificador de compensación (10). La suspensión elástica consiste en dos estrías metálicas coaxialmente dispuestas (7) con una sección transversal rectangular, fijada en MCE (2) y en la carcasa (1), y dispositivos (8) de las estrías (7). Las estrías metálicas (7) son corrientes a las conclusiones de las bobinas (5) del sensor magnetoeléctrico (3) del momento. Al mismo tiempo, ambas marcas de estiramiento (7) se establecen de modo que su lado grande de la sección transversal sea paralela al eje longitudinal de las bobinas del sensor magnetoeléctrico (3) del momento. Resultado técnico: un aumento en el rango de medición dinámico, lo que garantiza el tamaño pequeño y la alta estabilidad del desplazamiento del cero del dispositivo, lo que garantiza la confiabilidad en condiciones de influencias mecánicas. 3 z.p. F-LI, 6 YL.
La invención se refiere al campo de la fabricación de instrumentos, a saber, a sensores de umbral inercial, realizando registro y memorización fuera de línea (sin fuente de energía) información sobre el logro de la aceleración de los niveles de límite especificados. El sensor de aceleración límite comprende una carcasa con un cuerpo inercial instalado en él, precargado al elemento elástico, instalado con la posibilidad de transición de una posición estable a otra al pasar. El elemento elástico se realiza en forma de un sprite de placa flexible con corrugaciones de borde que tienen un aparejador negativo en el sitio de la carrera de trabajo, mientras que el cuerpo inercial de la forma esférica se instala en el orificio central de los resortes de la placa. Resultado técnico: mejorar la precisión de la respuesta del sensor en virtud de la acción de las aceleraciones que actúan a lo largo y en ángulo con el eje del sensor, incluidos los pulsos de impacto de una forma arbitraria, y un aumento de la estabilidad en las condiciones de vibración. 2 IL.
La invención se refiere al campo de la fabricación de instrumentos y se puede usar en los instrumentos de medición de valores mecánicos del tipo de compensación. El acelerómetro de compensación que contiene un elemento sensible, un sensor de ángulo, cuya salida está conectada a la entrada del amplificador, el sensor de torque, la retroalimentación negativa, un detector de fase de retroalimentación integradora negativa, la entrada cuya entrada está conectada a la salida de la salida del amplificador. Entradas adicionales del sensor de ángulo y un detector de fase de una retroalimentación de integración negativa están conectadas a la salida del generador de voltaje de referencia. La salida del detector de fase de la retroalimentación de integración negativa está conectada a la entrada del amplificador de integración, cuyas salidas están conectadas a las entradas de un par de generadores síncronos en espera a través de un elemento de relé controlado y un convertidor de nivel. Las salidas de los generadores síncronos de encerado están conectados a la entrada del multiplicador binario a través del contador binario de inversión conectado secuencialmente por entradas de información, el convertidor de código adicional en la recta y el esquema de la recolección, y la salida del multiplicador binario está conectado a través de Un filtro digital con una de las entradas del interruptor icónico, la otra entrada cuya entrada está conectada al medidor binario de reversión de salida. La salida del interruptor icónico está conectada a la entrada del sensor de los momentos a través del sumador. El rendimiento del multiplicador binario es una salida discreta. Entradas adicionales de un par de generadores síncronos en espera, un elemento de relé controlado está conectado a la salida del esquema de sincronización. La retroalimentación negativa se ingresa en una unidad de control de error dinámica, la entrada cuya entrada está conectada a la salida del detector de fase de retroalimentación negativa a través del filtro de alisado, y la salida de la unidad de control de error dinámica está conectada a una de las entradas del adder a través del convertidor de voltaje. Además, la salida del elemento de relé controlado está conectado a la entrada de un filtro analógico con una relación de engranaje (donde T es una constante de tiempo, S es el operador de conversión de Laplace) y la salida del filtro analógico es una salida de dispositivo analógico. . El resultado técnico es un aumento en la precisión y la expansión del ancho de banda. 3 IL.
La invención se refiere a sistemas de navegación y se puede usar en dispositivos de medición de los valores mecánicos del tipo de compensación. El resultado técnico de la invención es aumentar la precisión de la medición. El acelerómetro contiene un elemento sensible, el sensor de torque incluido en la retroalimentación negativa. El acelerómetro introdujo dos comentarios negativos de integración, uno de la salida del sensor de ángulo a una de las entradas del sensor de torque simultáneamente a través del amplificador de retroalimentación y el primer integrador, la otra retroalimentación de integración negativa, se implementa desde la salida del ángulo Sensor a otra entrada del sensor de momento en las entradas internamente en serie a través de un amplificador, un filtro, un comparador, un convertidor de nivel, un par de generadores síncronos en espera, un contador binario reversible, un esquema de comparación, segundo integrador, disparador, tecla electrónica. Las entradas adicionales del comparador están conectadas a la salida del generador de frecuencia auxiliar. La entrada de la llave electrónica está conectada a la salida del generador de corriente, y la entrada del esquema de comparación está conectada a la salida del generador de frecuencia auxiliar a través del contador binario de suma, y \u200b\u200bla salida del medidor binario de inversión es un código de dispositivo digital . 3 IL.
