Accelerometre integrate. Circuitul oscilator LC: principiul funcționării, calculul, definiția cel mai simplu accelerometru constă dintr-un circuit electric

Accelerometru. Se numește dispozitivul care măsoară proiecția accelerației aparente *. De regulă, accelerometrul este o masă sensibilă atașată într-o suspensie elastică. În cazul accelerației aparente de a abate această masă din poziția inițială și judecă amploarea acestei accelerații.

* Accelerarea aparentă este diferența dintre accelerarea adevărată a obiectului și accelerația gravitațională.

Executie constructivă

Accelerometrele sunt singure, două și trei componente. Din titlu, ele măsoară accelerația aparentă de-a lungul uneia, două și trei axe (x, y, z) în consecință.

Greutate

Adevărata accelerare a obiectului sub greutate determină numai forța gravitațională și, prin urmare, accelerația adevărată și gravitațională este egală. Ca urmare, nu există o accelerație aparentă și date ale oricărui accelerometru egal cu 0 (zero). Toate sistemele sunt oprite funcționarea, care un accelerometru este utilizat ca senzor de înclinare. Exemplu: Poziția imaginii de pe tabletă sau smartphone nu se va schimba când întoarceți cazul.

Schema celui mai simplu accelerometru

Deci, cel mai simplu accelerometru constă dintr-un izvor cu o încărcătură atașată pe ea și un amortizor, care fluctuațiile din această încărcătură și suprimă. Accelerarea aparentă este mai mult, primăvara este deformată mai puternică, iar citirile instrumentului sunt schimbate.

Când apare echilibrul inerției încărcăturii și puterea arcului, se înregistrează amploarea deplasării acestei încărcături din poziția neutră, ceea ce indică cantitatea de accelerare (decelerare). Această valoare a oricărui senzor de mișcare este înregistrată și la ieșirea dispozitivului este transformată într-un semnal electric.

Tehnologii pentru construirea accelerometrelor moderne

În funcție de tehnologia de construcție, următoarele accelerometre distinge:

piezoelectric;

piezoreziste;

pe condensatoare variabile.

Accelerometre piezoelectrice Utilizate pe scară largă în sarcinile de testare și măsurare. Acestea se disting printr-o gamă largă de frecvențe și o gamă de sensibilitate. În plus, pot exista dimensiuni și forme diferite. Semnalul de ieșire al acestor accelerometre poate fi încărcat sau tensiune. Cu ajutorul senzorilor, se pot măsura atât o lovitură, cât și o vibrație.

Accelerometre piezorezistiștide obicei, caracterizat printr-o gamă mică de sensibilitate, ca rezultat al căruia sunt cel mai apreciat pentru a detecta șocuri decât pentru a determina vibrația. În plus, acestea sunt utilizate în testele de siguranță în timpul coliziunii. Aceste accelerometre sunt în principal într-o gamă largă de frecvențe, iar răspunsul de frecvență poate ajunge la 0 Hz (așa-numiți senzori DC) sau rămâne neschimbată. Acest lucru face posibilă măsurarea semnalelor lungi.

Accelerometre pe variabila condensatorului, ca piezorezistiști, aveți un răspuns DC. Astfel de accelerometre au o sensibilitate ridicată, o lățime de bandă îngustă, o stabilitate excelentă la temperatură, o eroare mică. Cu ajutorul accelerometrelor de date, vibrațiile, mișcarea și accelerația fixă \u200b\u200bcu frecvență redusă.

Astăzi suntem interesați de cel mai simplu oscilante contur, Principiul său de funcționare și aplicare.

Pentru informații utile pe alte subiecte, accesați canalul nostru de telegramă.

Oscilații - Procesul repetat în timp este caracterizat prin schimbarea parametrilor sistemului în apropierea punctului de echilibru.

Primul lucru care vine în minte este oscilațiile mecanice ale pendulului matematic sau de primăvară. Dar oscilațiile sunt electromagnetice.

A-PRIORY oscilante contur (Sau este lanțul electric în care apar oscilații electromagnetice libere.

Un astfel de contur este un circuit electric constând dintr-o inductanță de bobină L. și capacitatea de capacitate C. . Aceste două elemente pot fi conectate numai în două moduri - secvențial și în paralel. Arătăm în figura de mai jos imaginea și circuitul cel mai simplu al circuitului oscilant.

Apropo! Pentru toți cititorii noștri acum există o reducere 10% pe orice tip de muncă.

Apropo! Pentru toți cititorii noștri acum există o reducere 10% pe orice tip de muncă.

Principiul circuitului oscilant

Să ne uităm la exemplul când încă mai percepem condensatorul și închiderea lanțului. După aceea, lanțul începe să curgă un curent electric sinusoidal. Condensatorul este descărcat prin bobină. În bobină când curge prin el, există curent EMF auto-inducțieîndreptate spre curentul opus al condensatorului.

Fără drop-free, condensator din cauza energiei EMF. Bobinele, care în acest moment vor fi maxime, vor începe să se încarce din nou, dar numai în polaritatea inversă.

Oscilațiile care apar în circuit - oscilații gratuite de scădere. Adică Fără furnizarea suplimentară de fluctuații în orice circuit oscilator real, acesta va fi prea devreme sau târziu, ca orice oscilații în natură.

Acest lucru se datorează faptului că conturul constă în materiale reale (condensator, bobină, fire), care au o astfel de proprietate ca rezistență electrică, iar pierderile de energie în circuitul oscilator real sunt inevitabile. În caz contrar, acest dispozitiv simplu ar putea deveni un motor etern, existența căreia, așa cum este cunoscută, este imposibilă.

O altă caracteristică importantă - calitate Q. . Calitatea determină amplitudinea rezonanței și arată de câte ori rezervele de energie din circuit depășesc pierderea de energie într-o perioadă de oscilații. Cu cât este mai mare calitatea sistemului, cu atât mai lentă va plânge fluctuațiile.

Rezonanță LC-contur

Oscilațiile electromagnetice apar cu o anumită frecvență, ceea ce se numește rezonant mai mult despre rezonanță - în articolul nostru separat. Frecvența oscilațiilor poate fi modificată prin modificarea parametrilor de circuit, cum ar fi capacitatea de condensator C. , inductanța bobinei L. , rezistență de rezistență R. (pentru LCR-contur).

Utilizarea circuitului oscilant

Circuitul oscilant este utilizat pe scară largă în practică. Se bazează pe filtre de frecvență, nu există radio sau un generator de semnale de o anumită frecvență fără ea.

Dacă nu știți cum să vă apropiați de calculul conturului LC sau acest lucru nu este absolut nici un moment, contactați serviciul dvs. de student profesional. Calitate și ajutor rapid în rezolvarea oricăror sarcini nu vă vor face așteptați!

Principiul de funcționare a oricărui accelerometru este proprietatea organismelor de a-și menține poziția neschimbată la o mișcare de bază accelerată pe care sunt într-un fel fixate.

Accelerometrele de pendul cu un arc electric (Figura 6) sunt utilizate în sistemele de stabilizare ale centrului de pH masă în versiunile de poziționare și integrare. Sunt cunoscute o mare varietate de modele constructive ale accelerometrelor de pendul. Cu toate acestea, baza pentru acestea este prezența unui sistem mecanic asociat cu un pendul și un sistem electric sau fotometic (precum și un electrostatic, capacitiv) de informații utile.

Metoda de măsurare a compensației bazată pe majoritatea accelerometrelor pendulului, în principiu, asigură o precizie ridicată a măsurătorilor. Implementarea acestei metode în accelerometre se efectuează utilizând dispozitivele de alimentare sau cuplurile de compensare pe baza diferitelor principii fizice - mecanice, electromagnetice, electrostatice.

Convertoarele magnetoelectrice sunt obținute în prezent, în care cuplul sau forța compensatoare sunt create prin interacțiunea câmpului magnetic creat de curentul de feedback, care curge peste lichidarea convertorului, cu un câmp de magnet permanent. Astfel de convertoare oferă momentele necesare (forțele) cu dimensiuni mici și au o stabilitate acceptabilă a parametrilor în această etapă.

Principiul funcționării accelerometrului pendul cu o venă de deschidere (opțiunea de integrare) este după cum urmează. În cazul accelerației aparente W Z, direcționată de-a lungul axei OZ, un cadru în mișcare cu un pendul care încearcă să-și păstreze poziția neschimbată, va începe să deschidă un cadru relativ staționar. Ca urmare a rotației relative a cadrului, debitul magnetic al cadrului mobil, care traversează răsucirile de înfășurare a cadrului staționare, va provoca o forță electromotivă în ea. Tensiunea îndepărtată din înfășurarea cadrului staționar, după amplificarea din amplificator intră prin condensator și curenții flexibili pe înfășurarea cadrului în mișcare și va provoca un curent de alimentare cu curent. Acest curent, la rândul său, va provoca un flux magnetic.
Cadru mobil. Interacțiunea fluxului magnetic al unui magnet constant cu o valoare medie a fluxului magnetic din curentul de feedback este cauza momentului mecanic de feedback M, care vizează momentul forțelor inerțiale M și.

Dacă presupunem că accelerația aparentă W Z este în mod constant, egalitatea dintre momentele specificate va veni în modul constant, adică. M OS \u003d M și, iar măsurarea accelerației măsurate poate fi curentul cu curent I OS în circuitul de feedback al accelerometrului pendulului care curge prin înfășurarea cadrului mobil.

La deschiderea cheii și idealizarea completă a tuturor legăturilor lanțului de feedback poate fi considerat că

(1.1)

Deoarece m și \u003d mlw x, apoi la m os \u003d m și obține

sau după integrarea la condițiile inițiale zero

(1.3)

Evident, integralul accelerației aparente este egal cu viteza aparentă, adică.

(1.4)

unde t k este un interval de integrare, deci

Cu o cheie închisă și aceleași date sursă

Astfel, același accelerometru de pendul poate fi cu un feedback flexibil care integrează și cu poziție strânsă. Această circumstanță este utilizată pe scară largă cu expoziția inițială a sistemelor de management al aeronavelor și la controlul mișcării lor în zbor. Astfel, cu o cheie de deschidere, precizia expoziției inițiale a complexului dispozitivului de comandă crește, deoarece la feedback flexibil, sunt excluse erorile statistice ale accelerometrului pendul cu un arc electric, ca fiind cel mai simplu circuit al sistemului de control automat.

În accelerometrele de compensare, un senzor de unghi (DF) este utilizat pentru a obține informații despre accelerație. Cea mai mare distribuție a eșantioanelor de navigație și industriale a accelerometrelor a fost obținută prin senzori de fotografii (PD) și senzori de tipul capacitiv (unități).

Utilizarea FD permite îmbunătățirea semnalului util pentru utilizarea unor circuite electronice relativ simple. Într-un accelerometru tipic al tipului de compensare, un astfel de du a fost aplicat.

Elementele principale ale acestui dispozitiv de măsurare sunt:

SD LED;

Două fotodiode Vd1 și Vd2;

O perdea, fixată rigid cu pendulul și situată între lumină și fotodiode;

Semnalul analogic de pre-amplificator (liniar) da, acoperită de rezistența la feedback ROC;

Rezistența la rezistență Tensiune în curent de feedback RI;

Moment înfășurarea senzorului (DM) L.

Principiul funcționării acestui accelerometru pendul în modul analogic (regulat) este după cum urmează. În cazul unei accelerații aparente a AI, direcționată de-a lungul axei de sensibilitate, pendul și perdea asociată rigid, încercând să păstreze poziția neschimbată, va începe să se desfășoare în raport cu carcasa accelerometrului. Ca urmare a rotației relative, unul dintre LED-uri va fi distins mai mult decât celălalt. Ca urmare, diferența dintre potențialul la telecomandă. Această tensiune va fi trimisă la intrampul de intrare și după amplificarea sub formă de curent de feedback va fi înghițit în înfășurarea DM. DM va forma un moment compensativ, care va returna pendulul în starea sa inițială. Astfel, prin
Valoarea curentului de feedback poate fi judecată cu valoarea accelerației aparente.

La momentul începerii mișcării pendulului accelerometrului, puterea frecării păcii este valabilă, care introduce eroarea de măsurare (pragul de sensibilitate).

Principiul funcționării și dispozitivului senzorului de măsurare a accelerației ia în considerare pe exemplul accelerometrului de arc, care este utilizat ca element sensibil al masei inerțiale.

Principiul de funcționare Accelerometrul de primăvară cu elemente de detectare inerțiale se bazează pe utilizarea forțelor inerțiale sau momentele care decurg din mișcarea unei anumite mase cu accelerație. Dependența puterii inerțiale F, Acționând asupra corpului, al cărui masa este egală m. Cu accelerație a. După cum știți, definiți cea de-a doua lege a Newtonului:

F \u003d. m.· a.

Senzorii cu elemente sensibile inerțiale sunt de asemenea folosite pentru a măsura vibrațiile, viteza unghiulară de rotație etc.

Dispozitiv de accelerometru.

Elementul sensibil al accelerometrului este masa inerțială 1, Suspendat pe două izvoare 2, Atașat la punctele de vedere DAR și ÎN La corp 3, Greu asociat cu un obiect în mișcare.

Linia Au. Este axa sensibilității accelerometrului. Este paralel cu axa obiectului în mișcare, pe care trebuie să o măsurați accelerația. h..

În absența accelerațiilor, tensiunea arcurilor este aceeași și masa este situată în poziția medie (neutră). Dacă obiectul se mișcă cu o accelerație liniară constantă h., Masa se deplasează la o anumită valoare în care forța inerțială P în, apărut datorită mișcării de masă accelerată în spațiu absolut este echilibrată prin forță P Elasticitatea de primăvară.

Pentru a calma oscilațiile masei inerțiale în tranziție servește ca un amortizor 4, Creșterea, proporțională cu viteza de mișcare a masei în raport cu cazul 3. Aplicați amortizoare de magnetoinduxed, lichide sau aer.

Cerințele pentru accelerometre privind precizia măsurătorilor sunt determinate de domeniul de aplicare al cererii. Deci, acuratețea accelerometrelor în sistemele inerțiale nu ar trebui să depășească 0,001%. Accelerometrele utilizate în sistemele de control au erori pentru două sau trei ordine de mărime mai mari. Erorile accelerometre utilizate ca instrumente vizuale sunt 1 ÷ 3%.

O altă zonă de aplicare a accelerometrelor este utilizarea lor ca senzori de măsurare supraîncărcare Acționând un avion într-o anumită direcție.

Supraîncărcare numită rezistență la suprafață F, acționând în direcția oricărei axe a aeronavei, la rezistența greutății G.Forțele de suprafață includ forța de ridicare, forța de rezistență și forța de împingere. Există o suprasarcină normală (transversală), egală cu raportul dintre forța de ridicare la rezistența la greutate, longitudinală și laterală.

Supraîncărcare - valoarea este fără dimensiuni. Uneori spun că supraîncărcarea este egală, de exemplu, 5g. Aceasta înseamnă că în această direcție pe aeronavă și membrii echipajului din ea acționează în vigoare, de cinci ori mai mare decât puterea greutății. Pe baza definiției conceptului de supraîncărcare, ar trebui să discutați despre supraîncărcare egală 5, dar nu 5g.

Cea mai mare valoare pentru pilotare Soare. Joacă supraîncărcare verticală.

Semnalele de accelerometru sunt, de asemenea, utilizate în sistemele de navigație inerțială pentru a calcula vitezele și coordonatele, în sistemele de control și motoarele de zbor, precum și pentru a indica valorile de suprasarcină actuale și critice.

Accelerometrele utilizate în sistemele de control sunt orientate prin axele lor de sensibilitate de-a lungul axelor principale ale aparatului de vară. Astfel de accelerometre măsoară componentele vectorului de accelerație pe aceste axe, iar pentru vectorul complet aveți nevoie de trei accelerometre.

În sistemele de navigație inerțială ale axei, sensibilitatea accelerometrelor se concentrează pe axele sistemului de coordonate de navigație, de obicei asociate cu Pământul. Ca sistem de navigație, coordonatele pot fi luate, de exemplu, un sistem geografic, unul dintre axele care este îndreptat peste meridian, iar a doua axă este perpendiculară pe primul în plan orizontal. Mai mult, două accelerometre cu axe reciproc perpendiculare situate într-un plan orizontal sunt măsurate prin componente orizontale ale vectorului de accelerație și un accelerometru, axa sensibilității este îndreptată vertical, măsoară accelerația verticală.

Elementele principale ale accelerometrelor sunt suspendările maselor inerțiale (elemente sensibile), senzori de semnal de mișcare în masă, dispozitive de cuplu (putere) care oferă semnale de feedback, amplificatoare de semnal și dispozitive corective (amortizoare).

Pentru ca accelerometrul să reacționeze numai asupra componentei accelerației, la măsurarea pe care este destinată, masa sa inerțială ar trebui să aibă o suspendare specială care să îndeplinească următoarele cerințe:

Frecare minimă în axele suspensiei;

Absența legăturilor încrucișate între axele de măsurare;

Asigurarea dependenței liniare dintre abaterile masei inerțiale și accelerația măsurată.

Suspensiile pe suporturi simple creează o frecare semnificativă, ceea ce reduce sensibilitatea accelerometrului. Pentru a reduce fricțiunea, elementul sensibil este întărit pe pârghie sau plasat într-un lichid de greutate specific egal cu greutatea specifică a elementului de detectare.

Perspectiva sunt suspensii electromagnetice și criogene.

Pentru a converti mișcările la semnalele electrice în accelerometre se aplică potențiometric, inductiv, capacitiv, fotoelectricși convertoare de șir.

Cerințele de bază pentru convertoare sunt după cum urmează:

1) o rezoluție mare;

2) dependența liniară a ieșirii de la intrare;

3) absența reacției convertorului la elementul sensibil.

Aceste cerințe nu satisfac senzorii potențiometrici, așa că în dispozitivele exacte nu se aplică.

Ca dispozitiv de cuplu (puternic) în accelerometre pentru introducerea semnalelor de feedback, sunt utilizate motoare cu cuplu (motoare electrice care funcționează în modul inversat) și dispozitive electromagnetice.

Pentru a obține accelerometre cu răspunsul de frecvență necesar în circuitele de feedback, se utilizează filtrele corective și amortizoare speciale. În dispozitivele cu suspensie lichidă pentru amortizare, se utilizează vâscozitatea fluidului în sine.

De exemplu, luați în considerare un accelerometru cu o singură componentă.

În Schema smochin. 11.2. Masa seismică. 1 suspendat pe un ghid 4. Pentru a reduce frecarea pe masa de ghidare 1, Plasat lichid 3, Are o flotabilitate neutră, care elimină puternic apăsat la ghid. Semnalele în schema luate în considerare, proporțională cu mișcarea masei seismice, sunt măsurate printr-un senzor inductiv 6 . După amplificator în amplificator 5 Semnalul intră în unitatea electromagnetică (putere) 7. Un semnal de ieșire a accelerometrului este scăderea și rezistența la tensiune R, Incluse în circuitul de înfășurare a motorului de alimentare. Amortizarea în dispozitiv este obținută din cauza rezistenței atunci când masa seismică se mișcă în lichid.

Accelerometrul este conceput pentru a măsura accelerațiile liniare. Invenția poate fi utilizată ca element sensibil în sistemele de stabilizare, îndrumare și navigație, precum și în instrumentele de măsurare a valorilor mecanice ale tipului de compensare.

Un dispozitiv pentru măsurarea accelerațiilor (brevetul RF №2098833, CL G01P 15/13, Publ. 10.12.97), care conține un element sensibil, incluzând doi electrozi fixați și o placă mobilă, trei amplificatoare, două rezistențe și a doua intrare a amplificatorului este conectat la al doilea rezistor și este ieșirea dispozitivului. Pentru a crește imunitatea zgomotului, atunci când este expus la interferențe electrice, sursa tensiunii de referință a fost introdusă, generatorul de semnal electric, două perechi de tranzistor, trei rezistori, două condensatoare, permițând feedback negativ pentru a compensa interferențele electrice.

Dezavantajul acestui dispozitiv este acuratețea scăzută de măsurare, deoarece alegerea coeficientului de câștig într-un feedback negativ rigid este limitată de starea stabilității sistemului.

Cea mai apropiată de soluția tehnică este dispozitivul (descris în Nr. 742801, Publ. În BI nr. 23, 1980), care conține un element sensibil, un senzor de unghi, un amplificator de feedback integrat, un senzor de cuplu, o integrare suplimentară Amplificator, o cheie electronică, un element de prag. Mai mult, prima ieșire a senzorului de unghi este conectată printr-un amplificator de feedback integrat la senzorul de clipă, iar a doua ieșire a senzorului de unghi prin elementul de prag și amplificatorul de integrare opțional este conectat la intrarea de control a tastei electronice.

Dezavantajul accelerometrului este o lățime de bandă mică, datorită funcționării integrării amplificatoarelor analogice și a elementului de prag. În plus, lățimea de bandă depinde de parametrii schemei electronice de prelevare a probelor. Accelerometrul are o eroare de măsurare datorită membrului timpului de încărcare al condensatorului de amplificator integrat. Această eroare duce la o eroare de eroare de diafragmă a acestei scheme de eșantionare și procesarea informațiilor. O lățime de bandă mică de accelerometru, viteză mică și câștig mic în conturul deschis, determină acuratețea în modul constant.

Obiectivul tehnic al prezentei invenții este de a extinde lățimea de bandă a accelerometrului și de a îmbunătăți precizia măsurătorilor.

Acest lucru se realizează datorită faptului că un accelerometru care conține un element sensibil, deviația căruia este fixat de senzorul de unghi, este introdus senzorul de cuplu inclus în feedback-ul negativ, sunt introduse două feedback-uri de integrare negative, una de la ieșirea din Senzor de unghi la una dintre intrările senzorului de cuplu simultan prin feedback-ul amplificatorului și al primului integrator, altele, feedback integrat negativ, implementat din ieșirea senzorului de unghi la un alt moment de intrare a senzorului de clipă secvențial în intrările informaționale prin intermediul amplificatorului , Filtru, comparator, un convertor de nivel, o pereche de generatoare sincrone de așteptare, un contor binar reversibil, o schemă de comparație, al doilea integrator, declanșator și cheie electronică. În plus, intrările suplimentare ale comparatorului, așteptând generatoare sincrone, contorul binar de inversare este conectat la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară. Intrarea circuitului de comparație este conectată la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară prin contorul binar de însumare. Intrarea electronică a cheii este conectată la ieșirea generatorului curent. Ieșirea de la un contor binar de inversare este un cod de accelerometru digital.

Introducerea a două feedback-uri de integrare negative, dintre care unul stabilizând feedback, de la ieșirea unui senzor de unghi la una dintre intrările senzorului de cuplu prin amplificatorul de feedback și primul integrator, celălalt - de la ieșirea senzorului de unghi la Introducerea senzorului de cuplu prin intermediul amplificatorului conectat la filtrul de intrări de informații, comparator, convertor de nivel, o pereche de generatoare sincrone de așteptare, un contor binar reversibil, o schemă de comparație, al doilea integrator, declanșator, cheie electronică vă permite să creați un accelerometru care lucrează în Modul de auto-oscilație cu o lățime de bandă extinsă și o viteză considerabilă.

Figura 1 prezintă diagrama funcțională a accelerometrului, în figura 2, schema de simulare, în figura 3, rezultatele simulării prototipului și dispozitivului propus.

Accelerometrul conține un element sensibil 1, deviația unghiulară a căreia blochează senzorul de unghi 2. Ieșirea unghiului unghiului 2 este conectată la intrările amplificatorului de feedback 3, primul integrator 4 și cu amplificatorul 5. Ieșirea amplificatorului 5 este conectată la intrarea filtrului 6. Ieșirea filtrului 6 este conectată la comparatorul de intrare 7. Ieșirea comparatorului 7 este conectată la intrarea convertorului de nivel 8, a cărei ieșire sunt conectate la intrări a unei perechi de generatoare sincrone ceară (ZHSG) 9 și 10. ieșirile SSR 9 și 10 sunt conectate la intrările metrului binar invers 11. Ieșirea contorului binar reversibil 11 este conectat la schemele de comparare de intrare 12 . O altă intrare a circuitului de comparație 12 este conectată la ieșirea contorului binar de însumare 13. Ieșirea circuitului de comparație 12 este conectată la intrarea celui de-al doilea integrator 14. Ieșirea celui de-al doilea integrator 14 este conectat la intrare a declanșatorului 15, a căror ieșire este conectată la o intrare electronică de introducere 16, o altă intrare electronică Tasta 16 este conectată la ieșirea generatorului de curent 17. Ieșirea cheii electronice 16 este conectată la unul dintre BX ONUM 18 Senzor 18, alte intrări ale senzorului de clipă sunt conectate la ieșirea amplificatorului de feedback 3 și cu ieșirea primului integrator 4. Intrări suplimentare ale comparatorului 7, ZHSG 9 și 10, un contor binar reversibil 11 sunt conectați la Ieșirea generatorului de frecvență auxiliară 19. Introducerea schemei de comparație 12 conectate cu ieșirea generatorului de frecvență auxiliară 19 prin contorul binar de însumare 13.

Conținutul intern al integratori, amplificator, comparator, așteptarea generatoarelor sincrone, un contor binar reversibil, o schemă de comparație, un element de prag, un declanșator, un contor binar sumu, un convertor de nivel, integratori, filtru sunt date în cartea: P. Khorowitz, W. Hill. Arta Inginerie. M.: MIR, T 1-3, 1993.

Accelerometrul funcționează după cum urmează. Atunci când accelerația cu elementul sensibil 1, realizată sub forma unui pendul, acționează un moment inerțial egal cu M · L · W (unde M, L este masa și lungimea pendulului). Sub acțiunea acestui moment, un element delicat 1 este deviat, care este fixat de senzorul de unghi 2. Semnalul de ieșire de la senzorul de unghi 2, ca o tensiune, intră atât la intrarea amplificatorului de feedback 3 cât și pe intrarea lui Primul Integrator 4. Semnalele de ieșire din amplificatorul 3 și primul integrator 4, după conversia în curent, se adresează uneia dintre intrările senzorului de cuplu 18. Elementele incluse în structura accelerometrului, 2, 3, 4, 18 formează primul feedback negativ integrat. Semnalul de la senzorul de unghi 2 vine de asemenea la intrarea amplificatorului 5 și apoi sub formă de tensiune a intrării filtrului 6. Semnalul de la ieșirea filtrului 6, sub forma unei tensiuni, intră în Intrarea comparatorului 7. În comparator 7, semnalul este comparat de ieșirea filtrului 6 cu un semnal. alocat frecvenței și amplitudinii semnalului de la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară 19. Dacă semnalul de la ieșirea filtrului 6 va fi o tensiune mai triunghiulară de la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară 19, apoi la ieșirea comparatorului 7 va exista un nivel logic ridicat, dacă este mai mic, apoi la ieșirea comparatorului 7 - nivel logic scăzut. Nivelul semnalului de la ieșirea comparatorului 7 depinde de faza abaterii elementului de detectare 1. Semnalul de la ieșirea unui comparator 7, ca nivel, este introdus pe intrarea convertorului de nivel 8 și apoi La intrările generatoarelor sincrone de ceară 9 și 10, care, utilizând un generator de frecvență auxiliară 19 semnalele sub formă de impuls sunt date fiecărui efect al semnalului de intrare (de la ieșirea nivelului 8), egal cu "1 ". Contorul binar de inversare 11, pe semnalul de la generatorul de frecvență auxiliară 19, calculează impulsurile unității de ieșire a generatorului sincron sincron de așteptare 9 și scăderea impulsurilor provenite de la ieșirea generatorului sincron de așteptare 10. Contor binar reversibil 11 Informații pozitive sunt în codul de linie și negative în cod suplimentar, iar transformarea codului suplimentar este efectuată de circuitul de comparație 12 și contorul binar de însumare 13. După compararea logică a semnalelor din circuitul de comparație 12, Semnalul de la ieșirea 12 intră în intrarea celui de-al doilea integrator 14, iar apoi la intrarea de declanșare 15. Semnalul, ca un nivel, de la declanșatorul 15 intră în intrarea tastei electronice 16. Stabilizarea parametrilor cheie 16 Efectuează generatorul curent 17. La ieșirea cheii electronice 16 vor exista impulsuri, numărul căruia este proporțională cu codul binar care intră în introducerea circuitului de comparație 12. La intrarea senzorului de cuplu 18, semnalele sunt primite de la ieșirile feedback-ului Amplificatorul 3 și primul integrator 4, de asemenea de la ieșirea cheii electronice 16. Semnalul care vine în momentul înfășurării senzorului, va fi cu un semn de descărcare a semnului unui contor binar de inversare 11. Ieșirea contorului binar de inversare 11 este ieșirea codului de accelerometru digital. Primul feedback integrat negativ care conține amplificator de feedback 3 primul integrator 4 și senzorul de clipă 18 efectuează stabilizarea parametrilor accelerometrului. Al doilea feedback negativ integrat, format din elementele 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 15, 16 și 18, extinderea lățimii de bandă și creșterea acurateței.

Introducere în accelerometrul a două feedback negativ integrat de la ieșirea senzorului de unghi la intrarea senzorului de cuplu vă permite să creați un dispozitiv cu anatamism prin deformare, care funcționează în modul auto-oscilant cu o lățime de bandă extinsă și o viteză semnificativă.

Figura 2 prezintă o diagramă de modelare a dispozitivului propus. Figura 3 Procese de tranziție în prototip (1) și în dispozitivul propus (2). Din analiza lor rezultă că dispozitivul propus care operează în modul de auto-oscilant are o lățime de bandă semnificativă și o viteză.

Metoda propusă de schimbare a lățimii și preciziei poate fi utilizată în dispozitivele de tip compensare (accelerometre și senzori de viteze unghiulare) fabricate de industrie fără a-și schimba proiectarea și tehnologia de fabricație.

Accelerometru care conține un element sensibil, deviația căreia este fixată de senzorul de unghi, senzorul de cuplu inclus în feedback-ul negativ, caracterizat prin aceea că a introdus două feedback negativ de integrare în ea, unul de la ieșirea senzorului de unghi la unul dintre Intrările senzorului de cuplu simultan prin amplificatorul de feedback Atât primul integrator, celalalt feedback integrat negativ, este implementat din ieșirea senzorului de unghi la o altă intrare a senzorului de clipă în serie prin intrări de informații prin amplificator, filtru, comparator , un convertor de nivel, o pereche de generatoare sincrone de așteptare, un contor binar reversibil, o schemă de comparație, al doilea integrator, declanșator, cheie electronică, cu intrări suplimentare ale unui comparator, care așteaptă generatoare sincrone, un contor binar de inversare, sunt conectate la ieșire a generatorului de frecvență auxiliară, în plus, intrarea electronică a cheii este conectată la ieșirea generatorului curent, iar intrarea schemei de comparație este conectată la ieșirea generatorului Frecvența auxiliară prin contorul binar de însumare și ieșirea contorului binar de inversare este un cod de dispozitiv digital.

Brevete similare:

Invenția se referă la domeniul echipamentului de măsurare, și anume la măsurarea traductorilor de accelerare liniară. Accelerometrul de compensare conține o carcasă cu un suport, prima placă de siliciu monocristalină, cea de-a doua placă cu doi electrozi fixați dintr-un convertor de poziție diferențială diferențială, o a treia placă, un traductor de putere magnetoelectrică, cu un magnet permanent, amplificator și un magnet permanent , cea de-a doua placă, secvențial pe baza rack-ului, prima placă și cea de-a treia placă.

Invenția se referă la tehnici de măsurare și poate fi utilizată în accelerometre compensatorii micromecanice. Elementul sensibil conține masa inerțială, elemente elastice, bobină de feedback, conducând piese pentru comunicarea electrică a bobinelor de feedback cu un circuit de comandă, plăci de sticlă, un cadru exterior, cu situri de fixare situate pe el pe plăci de sticlă.

Invenția se referă la câmpul de elaborare a instrumentului de precizie, în special la instrumentele de măsurare a parametrilor mișcării aeronavei și pot fi utilizate în fabricarea accelerometrelor de compensare a pendulului destinate măsurărilor semnificative de accelerații liniare.

Accelerometrul este proiectat pentru a fi utilizat ca element sensibil în sistemele de stabilizare și de navigație. Invenția poate fi utilizată în măsurarea instrumentelor de valorile mecanice ale tipului de compensare. Accelerometrul conține un element sensibil, a căror abatere este fixată de senzorul de unghi, ale căror ieșiri sunt conectate la intrările adortului prin intermediul elementului de prag și amplificatorul de integrare, iar senzorul de punct inclus în feedback-ul negativ. O ieșire adder este o ieșire a dispozitivului analogic. Pentru a crește acuratețea și extinderea lățimii de bandă la accelerometru, au fost introduse două feedback-uri negative: una - de la ieșirea senzorului de unghi la una dintre intrările senzorului de cuplu prin filtrul de diferențiere, celălalt este un feedback integrat negativ, Implementat de la eliberarea adderului la o altă intrare a senzorului de clipă în mod secvențial asupra intrărilor de informații printr-un comparator, un convertor de nivel, o pereche de generatoare sincrone de așteptare, un contor binar reversibil, o schemă de comparație, declanșator, tastă electronică. Intrări suplimentare ale unui comparator, un contor binar inversar, așteptarea generatoarelor sincrone sunt conectate la un generator de frecvență auxiliară. În plus, intrarea electronică a cheii este conectată la ieșirea generatorului curent. Intrarea circuitului de comparație este conectată la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară prin contorul binar de însumare. Ieșirea contorului binar de inversare este o ieșire digitală a dispozitivului. Feedback-ul negativ, implementat din ieșirea senzorului de unghi la intrarea senzorului de cuplu, prin filtrul de diferențiere, efectuează stabilizarea parametrilor accelerometrului. Introducere în accelerometrul Integrarea feedback-ului negativ vă permite să creați un dispozitiv cu anatamism prin deformare, lucrând în modul auto-oscilant, cu o lățime de bandă extinsă și o viteză semnificativă. 2 il.

Invenția se referă la echipamente de măsurare și poate fi utilizată pentru măsurarea de înaltă precizie a accelerațiilor în sistemele de corecție a sistemului pentru cochilii reactivi. Scopul invenției este de a reduce temperatura instabilității coeficientului de conversie a accelerometrului. Accelerometrul de compensare cuprinde un element inerțial (1), un sistem oscilant (2), un convertizor de mișcare (3), un amplificator al lanțului lanțului (4), un convertizor invers (5), un nod de conectare a rezistenței de zoom (6) , un amplificator de termopensing (7). Lanțul feedback-ului negativ al amplificatorului de termocompanie între intrarea sa de inversare și rezistența de feedback este inclusă cu un circuit constând dintr-un senzor de temperatură R01, un rezistor RS1 tras, valoarea rezistenței electrice a căruia este selectată din starea: unde Kς (t) este valoarea compensată a instabilității de temperatură a accelerometrului coeficientului de conversie; KT0 (T0), KT0 (Δt1), KT0 (Δt2) este caracteristica temperaturii amplificatorului de termopompresie atunci când senzorii de temperatură sunt deconectați în condițiile influenței temperaturilor de funcționare nominale, reduse și sporite ale accelerometrului, respectiv; Ka (t0), ka (Δt1), ka (Δt2) este caracteristica temperaturii accelerometrului atunci când senzorii de temperatură sunt deconectați în condițiile influenței temperaturilor nominale, reduse și ridicate ale accelerometrului, respectiv; Kt (t0), kt (Δt1), kt (Δt2) este caracteristica temperaturii configurației selectate a amplificatorului de termocompresie în condițiile influenței temperaturilor de funcționare nominale, reduse și respectiv crescute ale accelerometrului; R0, R01 este rezistența electrică a bobinelor de cupru conectate la intrarea amplificatorului de termocompanare și în lanțul feedback-ului său negativ, respectiv la valoarea nominală a mediului; αr, αm - coeficienți de temperatură de rezistență la rezistoare RP, RP1 și cupru R0, R01, respectiv; ΔT este creșterea temperaturii ambiante a accelerometrului față de valoarea sa nominală. Conectarea a doi senzori de temperatură în circuitul de amplificator de termocompresie vă permite să liniați caracteristica de temperatură compensată a accelerometrului, care oferă o scădere a instabilității de temperatură a coeficientului său de conversie și reducerea complexității procesului de depanare a temperaturii. 3 il.

Invenția se referă la dispozitive de măsurare a accelerațiilor și pot fi utilizate în sistemele de stabilizare și navigație. Essence: Dispozitivul conține un element sensibil (1), senzor de poziție (2), rezultatul căruia este conectat la intrarea amplificatorului (4) cu un coeficient de câștig stabil, un traductor de putere magnetoelectrică (15) inclus în feedback-ul negativ. În același timp, este introdus un feedback negativ analogic, integrat și discret. Feedback-ul negativ analogic este implementat din ieșirea senzorului (2) a poziției la una dintre intrările convertizorului de putere magnetoelectrică (15) prin intermediul seriei de amplificator alternativ (4), primul element logic (5), schema (8) Excluderea sau, filtrul (9), primul convertor (10) de curent de tensiune și adder (11). Feedback-ul negativ integrat este implementat din ieșirea circuitului (8), cu excepția sau introducerea convertizorului de putere magnetoelectrică (15) prin intermediul primului integrator (12) conectat prin intrări de informații (12), a doua tensiune de convertizor (13) -Current și adder (11). Feedback-ul negativ discret a fost introdus de la ieșirea circuitului (8), cu excepția sau intrarea traductorului de putere magnetoelectrică (15) prin declanșatorul (14) și a addacului (11) conectat în serie de intrările de informații. În plus, generatorul de tensiune de referință (3) este conectat atât cu senzorul de poziție (2), cât și cu viteza de fază (6). Ieșirea schimbării de fază (6) este conectată la una dintre intrările circuitului (8), cu excepția sau prin al doilea element logic (7). Unul dintre ieșirile de declanșare (14) este conectat la intrarea contorului binar de inversare (16), a cărei ieșire este ieșirea discretă a accelerometrului. Rezultat tehnic: extinderea lățimii de bandă și creșterea acurateței măsurării accelerațiilor. 6 il.

Accelerometrul de compensare este proiectat pentru utilizarea în sistemele de stabilizare și navigație. Dispozitivul conține un element sensibil, senzorul de poziție, rezultatul căruia este conectat la intrarea amplificatorului cu un câștig stabil, traductor de putere magnetoelectrică inclus în feedback-ul negativ. În același timp, un feedback negativ negativ integrativ analogic, integrat și discret a fost introdus în plus. Feedback-ul analogic negativ este implementat din ieșirea unui senzor de poziție la una dintre intrările convertorului de putere magnetoelectrică prin amplificatorul AC conectat secvențial prin intrările de informații, primul element logic, o schemă sau filtru exclusivitate, primul convertor de tensiune și adder . Feedback-ul negativ integrat este implementat de la ieșirea circuitului, cu excepția sau, pe intrarea convertorului de putere magnetoelectrică prin primul integrator, al doilea convertor de tensiune și a addacului conectat prin intrări de informații. Feedback-ul negativ al integratului discret a fost introdus de la ieșirea circuitului, cu excepția sau introducerea convertorului de putere magnetoelectrică prin cel de-al doilea integrator, declanșator și adder conectat prin intrările de informații. În plus, generatorul de tensiune de referință este conectat atât cu un senzor de poziție, cât și cu o schimbare de fază, a cărei ieșire este conectată la una dintre intrările intrărilor circuitului sau prin al doilea element logic și unul dintre ieșirile de declanșare este Conectat la intrarea contorului binar invers, a cărei ieșire este o ieșire discretă. Accelerometru compensatoriu. Rezultatul tehnic este extinderea lățimii de bandă și creșterea acurateței măsurării accelerațiilor. 3 il.

Invenția se referă la senzori de informație primară (instrumente) pentru măsurarea accelerației liniare. Esența invenției este că într-un accelerometru compensator al pendulului în care senzorul de clipă magnetoelectrică este două sisteme magnetice constând din magneți permanenți fixați de la partea de capăt în conducte magnetice sub forma unei jante, bobina de senzor de clipă este pulverizată Suprafețele superioare și inferioare ale unei singure plăci de monocristalină Siliconul elementului de detectare a pendulului, unitatea de măsurare este realizată sub forma unui pachet compact lipit la cel puțin patru puncte de contact ale canelurilor pe cartele de izolare plane și platformele unui a o singură placă de siliciu monocristalină al unui element de detectare a pendulului, alimentarea și ieșirea unui semnal electric la elementele unității de măsurare din elementele electronice. Cu ajutorul contactelor conductive realizate sub formă de pini, fixarea elementelor sistemelor magnetice , unitatea de măsurare și elementele de electronică sunt efectuate cu ajutorul aburului șuruburilor fixate unul în celălalt În tubul total cu filet interior, în același timp, în bazele capetelor de garnituri de etanșare, elementele electronice și senzorul termic sunt amplasate într-un compartiment separat, care este izolat cu un capac și se află o garnitură izolantă În carcasa protectoare a elementelor sistemului magnetic și a taxei electronice. Gaura pentru evacuarea spațiului intern al instrumentului. Rezultatul tehnic este o creștere a acurateței de măsurare. 3 il.

Invenția se referă la tehnica de măsurare, este un accelerometru de compensare și este destinat utilizării ca un traductor de măsurare a accelerațiilor liniare. Accelerometrul conține o carcasă, o primă placă de siliciu monocristalină cu piese de deplasare și fixare și le conectează cu jumperi elastice de-a lungul axei de suspensie, un convertor capacitiv diferențial al unei poziții cu doi electrozi fixați pe a doua placă, o a treia placă, o magnetoelectrică Traductor de putere cu un magnet permanent și o bobină de compensare instalată pe două standuri pe partea mobilă, încărcarea pe partea mobilă, amplificatorul. Pentru a minimiza deformarea unghiulară a părții deplasate a primei plăci la efectele de temperatură asupra acesteia, în zona instalată simetric față de axa suspensiei, au fost făcute rotoare. Rezultatul tehnic este de a crește acuratețea accelerației de măsurare. 4 z.p. F-Lies, 5 yl.

Invenția poate fi utilizată în măsurarea instrumentelor de valorile mecanice ale tipului de compensare. Accelerometrul de compensare conține un element sensibil, un senzor de unghi, un detector de fază de feedback negativ, un amplificator integrat. Generatorul de tensiune de referință este conectat atât cu intrarea senzorului unghiular, cât și de intrarea detectorului de fază de feedback negativ. Ieșirea comparatorului este conectată în intrări în serie cu intrarea senzorului de cuplu prin convertorul de nivel, o pereche de generatoare sincrone de așteptare, un contor binar reversibil, însumând un contor binar, care este conectat la una dintre intrările Schema de comparație, elementul de prag, cheie electronică, generatorul de curent conectat la cheia electronică de intrare. Generatorul de frecvență auxiliară este conectat la intrările unui comparator, o pereche de așteptare a generatoarelor sincrone, un contor binar de însumare și un contor binar reversibil. Unul dintre ieșirile detectorului de fază feedback negativ este conectat la intrarea senzorului de cuplu prin filtru. Un lanț de stabilizare care conține două contururi este introdus în intrarea comparatorului, care este conectată la ieșirea detectorului de fază de feedback negativ. Ieșirea contorului binar de inversare este o ieșire digitală a accelerometrului de compensare. Rezultatul tehnic este posibilitatea de a măsura accelerațiile, în timp ce accelerometrul de compensare funcționează în modul de auto-oscilare, cu anatamism și cu o lățime de bandă extinsă și o viteză considerabilă. 3 il.

Invenția se referă la mijloacele de măsurare a accelerărilor liniare. Entitate: Accelerometrul conține o carcasă (1), care conține un element sensibil la plăcuța pendulului (MCE) (2), suspensie elastică prin care MCE este asociată cu carcasa (1); Senzor magnetoelectric (3) de cuplu, senzor fotovoltaic (6) al unghiului de mișcare, amplificator de compensare (10). Suspensia elastică este alcătuită din două semne de metal aranjate coaxial (7) cu o secțiune transversală dreptunghiulară, fixată în MCE (2) și în carcasa (1) și dispozitive (8) de vergeturi (7). Stretch-urile metalice (7) sunt curenți la concluziile bobinelor (5) ale senzorului magnetoelectric (3) al momentului. În același timp, ambele vergeturi (7) sunt stabilite astfel încât partea mare a secțiunii transversale să fie paralelă cu axa longitudinală a bobinelor senzorului magnetoelectric (3) a momentului. Rezultat tehnic: o creștere a intervalului de măsurare dinamică, asigurând dimensiunea mică și stabilitatea ridicată a deplasării zero a dispozitivului, asigurând fiabilitatea în condiții de influențe mecanice. 3 z.p. F-Li, 6 yl.

Invenția se referă la câmpul de fabricare a instrumentului, și anume la senzori de praguri inerțiali, care efectuează înregistrarea și memorarea offline (fără sursă de alimentare) despre realizarea accelerației nivelurilor limită specificate. Senzorul de accelerare limită cuprinde o carcasă cu un corp inerțial instalat în el, preîncărcat elementului elastic, instalat cu posibilitatea de tranziție de la o poziție stabilă la altul prin trecerea. Elementul elastic este fabricat sub forma unei plăci flexibile cu ondulații de margine având un dispozitiv negativ pe locul cursei de lucru, în timp ce corpul inerțial al formei sferice este instalat în orificiul central al izvoarelor plăcii. Rezultat tehnic: Îmbunătățirea acurateței răspunsului senzorului sub acțiunea accelerațiilor care acționează de-a lungul și într-un unghi față de axa senzorului, inclusiv impulsurile de impact ale unei forme arbitrare și o creștere a stabilității în condițiile vibrațiilor. 2 il.

Invenția se referă la câmpul de fabricare a instrumentului și poate fi utilizat în instrumentele de măsurare valorile mecanice ale tipului de compensare. Accelerometrul de compensare care conține un element sensibil, un senzor de unghi, al cărei ieșire este conectat la intrarea amplificatorului, senzorul de cuplu, feedback-ul negativ, un detector de fază de feedback integrat negativ, a căror intrare este conectată la ieșirea amplificator. Intrările suplimentare ale senzorului de unghi și a unui detector de fază a unui feedback integrat negativ sunt conectate la ieșirea generatorului de tensiune de referință. Ieșirea detectorului de fază a feedback-ului integrat negativ este conectată la intrarea amplificatorului de integrare, ale cărei ieșire sunt conectate la intrările unei perechi de generatoare sincrone de așteptare printr-un element de releu controlat și un convertor de nivel. Rezultatele generatoarelor sincrone ceară sunt conectate la intrarea multiplicatorului binar prin intermediul contorului binar de inversare conectat secvențial prin intrări de informații, convertorul de cod suplimentar în partea dreaptă și schema de colectare și ieșirea multiplicatorului binar este conectată prin intermediul Un filtru digital cu una dintre intrările comutatorului iconic, cealaltă intrare este conectată la contorul binar de ieșire de ieșire. Ieșirea comutatorului iconic este conectată la intrarea senzorului momentelor prin adder. Randamentul multiplicatorului binar este o cale discretă. Intrări suplimentare ale unei perechi de generatoare sincrone de așteptare, un element de releu controlat sunt conectate la ieșirea schemei de sincronizare. Feedback-ul negativ este introdus o unitate de control dinamică a erorii, a căror intrare este conectată la ieșirea detectorului de fază de feedback negativ prin filtrul de netezire, iar ieșirea unității de control dinamic de eroare este conectată la una dintre intrările adderului prin convertorul de tensiune. În plus, ieșirea elementului de releu controlat este conectată la intrarea unui filtru analogic cu un raport de transmisie (unde T este o constantă de timp, S este operatorul de conversie a Laplace) și ieșirea filtrului analogic este o ieșire a dispozitivului analogic . Rezultatul tehnic este o creștere a acurateței și extinderii lățimii de bandă. 3 il.

Invenția se referă la sisteme de navigație și poate fi utilizată în dispozitivele de măsurare ale valorilor mecanice ale tipului de compensare. Rezultatul tehnic al invenției este de a crește acuratețea măsurării. Accelerometrul conține un element sensibil, senzorul de cuplu inclus în feedback-ul negativ. Accelerometrul a introdus două feedback-uri de integrare negative, unul de la ieșirea senzorului de unghi la una dintre intrările senzorului de cuplu simultan prin amplificatorul de feedback și primul integrator, celălalt, integrat de feedback integrat, este implementat din ieșirea unghiului Senzor la o altă intrare a senzorului de clipă în serie intrări interne printr-un amplificator, un filtru, un comparator, un convertor de nivel, o pereche de generatoare sincrone de așteptare, un contor binar reversibil, o schemă de comparație, al doilea integrator, declanșator, cheie electronică. Intrările suplimentare ale comparatorului sunt conectate la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară. Intrarea tastei electronice este conectată la ieșirea generatorului curent, iar intrarea schemei de comparație este conectată la ieșirea generatorului de frecvență auxiliară prin contorul binar de însumare, iar ieșirea contorului binar de inversare este un cod de dispozitiv digital . 3 il.