Следващи параметри на акселерометъра. Проследяване на п'зоелектричния акселерометър. Статичен режим на тестване на акселерометри

Osoblivіstyu mіkromehanіchnih akselerometrіv Je perevazhne vigotovlennya chutlivih elementіv Tsikh pristroїv на materіalіv на osnovі kremnієvoї tehnologії Scho viznachaє: malі Размери е железен лост акселерометър mozhlivіst zastosuvannya grupovoї tehnologії vigotovlennya един otzhe, евтинията vigotovlennya в Masov virobnitstvі, Високо nadіynіst в ekspluatatsії.

Една от основните причини, поради които повредата на микромеханичния акселерометър се променя, е промяната в температурата на излишната среда. Допълнително усунение нула чрез изменението на температурата на излишната среда:

де к T - термичен дрейф на нулеви акселерометри; ?T - промяна на температурата за час на вземане на проби, T-скорост на промяна на температурата; t е часът на вземане на проби.

Изглежда, че точността на света е заобиколена както от систематична грешка, така и от спектрален склад за шума на света. Например, MEMS-сензорите имат наличие на трептящ шум, който е далеч от шума.

Фликерен шум (външен шум) - аномални флуктуации, които се характеризират с обърната пропорционалност на спектралната ширина на стегнатост спрямо честотата до върха на белия шум, за която спектралната ширина е постоянна. Трептящият шум на проявите е като по-хаотична промяна в термоемичността на катодите на електронните лампи, която се нарича "ефект на трептене". Флуктуациите на Надал със същата доминация се разкриват в богати физико-химични, биологични и социални системи. В този час терминът "шум на трептене", в ред на по-малко полезен, но по-адекватен термин "1/f-шум", както и терминът "макрофлуктуация" се използва за идентифициране на аномални флуктуации в системите за сгъване. Различен вид трептящ шум е импулсивният (вибрационен) шум на етапната част на промяната, равна на сигнала с променливи интервали от час между промяната на равните. Една и съща спектрална ширина на интензитета на нарастването и намаляването на честотата, между възможността за повишаване на точността на пътя на осредняване, не позволява намаляване на вибрационния склад на болестта до нула. Освен това при цифровите сензори има промяна в честотата на тактовия генератор, което също предотвратява бял шум.

Акселерометрите, както и жироскопите, страдат от усунения и дрейфове на усунения, опрощаване на негативност, отклонения под въздействието на температура и ускорение, нелинейност (т.нар. пардон VRE), както и отклонение на чувствителността. Най-важните характеристики на акселерометрите за техния относителен анализ са износване, нестабилност на работа и шум. Също така, може да се вземат предвид чувствителността на дрейф, коефициентът на нелинейност VRE и други параметри.

Ако акселерометърът се премести без ускоряване, с интегриране на подлиния, той изисква извинение за скоростта, пропорционална на часа на интегриране, и извинение за изчислената позиция, която се увеличава квадратично с часа. Неконтролираното изместване на нулата кара вектора на ускорението да върви направо и в основния изход на акселерометъра могат да се видят не само сензорите на линейното ускорение, но и гравитационното. В системите за инерционна навигация, отклонението на изместването на акселерометъра може да накара първоначалния вход да промени изчислението на скоростта и позицията. В случай на ориентация на вимир, най-често срещаните є кутови помилвания бяха изчислени върху по-късните и напречни прави линии.

Нестабилността на изместването на сензора се дължи на колебания в звука, изчислени в същия часови интервал като средна стойност. Този параметър се изчислява по метода на Алън за стационарен сензор. С увеличаване на средния час външният шум намалява и достига минималната точка, а след това отново се увеличава. Минималната точка на кривата на Алън е нестабилността на изместването, което се индуцира в спецификациите на акселерометрите в mg или µg. Колкото по-ниска е стойността на този параметър, толкова по-малко е извинението за изчисляване на скоростта, позицията на тази ориентация. Нестабилността на използвания акселерометър в повечето спецификации се счита от вибраторите като най-добрата характеристика, постигната в лабораторните умове (при 20°C и наличието на механични инжекции). Стабилността на изместването в реалните умове е максималният дрейф на излишната прошка на изместването след компенсация за притока на външни фактори - температура, удар, вибрации, старост.

Както бе споменато по-горе, MEMS е разделен на два вида: сензори и задвижващи механизми. Един от най-натоварените видове сензори са сензорите за движение, които от своя страна се използват за акселерометри (датчици за ускорение) и жироскопи (датчици за въртене). Заетостта на тези стопански постройки днес е още по-широко разпространена: телефони, комуникатори, игрови конзоли, камери и лаптопи са все по-често засегнати от такива сензори. В мобилните телефони, че видео приставките са чувствителни към ruhіv koristuvacha vikoristovuєtsya по-важно за rozvagi. И оста в преносимите компютри, акселерометрите също могат да изпълняват различна функция: да хванат момента, ако твърдият диск може да открие повреда чрез удар и да паркира главите на диска. Във фотографската технология използването на сензори в ръката е не по-малко уместно - на тяхна основа се практикуват честни системи за стабилизиране на изображението.

Автомобилните производители (от масовата воняща индустрия бяха първите, които опитаха този тип закрепване) активно използват сензорите за движение от десетилетие, например във въздушни възглавници и антиблокиращи системи на galms. И така, тези чипове отдавна са разпръснати, пуснати от редица страхотни и подобни различни компании и вибрират в такива количества, че цените отдавна са свалени до минимум. Типичен MEMS акселерометър може да струва долар за парче.

За очевидността на ускореното положение, то е нарушено от някаква неразрушима част от акселерометъра. Облицовката на кондензатора е прикрепена към тежестта; Обемът се променя, с постоянно зареждане, напрежението се променя - като го промените, можете да намалите и разхлабите предимството. Zvіdki, знаейки yogo masu и параметри pіdvіsu, това е лесно да се знае и по-рано. На практика MEMS-акселерометрите са изградени по такъв начин, че не е толкова лесно да се види един в един склад - тежест, окачване, корпус и кондензаторни пластини. Е, тънкостта на MEMS е причината, че в повечето случаи в един детайл тук можете (или по-скоро просто да донесете) да комбинирате няколко обекта подред.

Планът на архитектурата на MEMS-приставките се състои от множество механични компоненти, които се модифицират взаимно, и микропроцесор, който се използва за обработка на данни, подреждане на тези компоненти.

Що се отнася до технологиите за разработване на MEMS, тогава има победни цаца на основните подходи. Предназначението на тома е микрообработка, повърхностна микрообработка, LIGA технология (Litographie, Galvanoformung и Abformung) - литография, галванопластика, формоване) и дълбоко реактивно йонно ецване. Обемната обработка е важна в най-бюджетния начин на производство на MEMS. Същността на факта, че от силиконовата пластина с път на химическо ецване, ненужните изрезки се отстраняват от материала, в резултат на това на подложката се оставят необходимите механизми. Дълбокото реактивно йонно ецване може отново да повтори процеса на насипна микрообработка, освен това за създаването на механизми плазменото ецване се заменя с химическо ецване. Нов protilezhnistyu tsim два процеса - процес на повърхностна микрообработка, с всички необходими механизми за въртене върху силиконова пластина с пътя на последващо прилагане на тънки стопилки. I, nareshti, LIGA технология vikoristovu метод и рентгенова литография, която ви позволява да създавате механизми, чиято височина значително надвишава ширината.

1. Meta ta zmist roboti

Метароботика - разработването на п'зоелектрични акселерометри и характеристики на тяхната работа. В процеса на лабораторната работа студентите ще усвоят метода за определяне на амплитудните характеристики на п'езоакселерометри и ще придобият практически умения в света на параметрите на вибрациите.

Описание на лабораторията

На фиг. 1 показва диаграма на лабораторно устройство.

Всички експерименти се провеждат на камертон вибрационен стенд, с оптична система за директно измерване на амплитудната стойност на преместването. Камертонът се захранва от променлива дрънка от лабораторен автотрансформатор, който живее в линия 220V, 50Hz. Разклащането на повърхността на вибрационната стойка се подчинява на хармоничния закон:

de – амплитуда на вибрационното изместване;

Честотата на звънене на камертона, Hz.

Фиг. 1. Схема на лабораторията:

1 – вибрираща стойка за камертон;

2 – лабораторен автотрансформатор;

3 - блок лампа за живо осветление;

4 - допълнителни сензори;

5 - електронен волтметър;

6 - електронен осцилоскоп;

7 - генератор на синусоидален сигнал;

8 - универсално място;

9 - podsiluvach заряд;

10 - магазин за капацитет;

11 - добри кабели.

Виброускорените повърхности, изразени в единици за ускорено свободно падане, се определят от формулата

de - приятел pokhіdna vіd funktsії по час.

Чрез регулиране на стойността на напрежението на стойката за вибрации на камертона можете да промените стойността на .

Изместването на вибрациите се тества на експериментална инсталация с помощта на вибриращ микроскоп. Принципът на вибрационното изместване на вимирувача е обяснен на фиг. 2а. Светловият потик от електрическата крушка е напоен към лещата на микроскопа. В окуляра на микроскопа с негруба повърхност на камертона се наблюдава вертикална линия - следа от маркировка, нанесена върху стъклен кол с малък радиус, едва подсилен върху повърхността на камертона (фиг. 2б). Остротата на изображението се регулира ГРУБО - чрез изместване на окуляра на микроскопа по посока на светлинния поток и ГЛАВНО - чрез увиване на окуляра към оста на симетрия. При удряне по повърхността на камертона изображението на ризата се разпространява в смуга (фиг. 2в), чиято ширина е най-важната амплитуда на вибрационното движение.

Ориз. 2. Принципът на делителния микроскоп.

Електронен волтметър е необходим за наблюдение на сигнали от сензори. Когато се ползват tsim с прикачен файл, е необходимо да се помни, че стойността на променливото напрежение е vimiryu, че е di, а след това чувствителността е виновна за формулата:

de - Изходен сигнал от сензора зад показанията на волтметъра, mV;

Амплитуда на вибрационното изместване, μM;

Честота на вибрациите, Hz.

За да промените вливането на vipadkovyh pohika трябва да се извърши веднъж, като стойността се присвоява на формулата:

de i - стойността на външното напрежение и вибрационното изместване за кожата vim.

Универсалното място и vimiruvalny генератор са предназначени за vimiryuvannya єmnostі. Mіst vikoristovuєtsya в режим на vimіru vіd zvnіshny dzherel zhivlennya (генератор), scho maє честота на изходното напрежение в диапазона от 4-8 kHz.

Електронен осцилоскоп е необходим за наблюдение на изходните сигнали от сензори и вибриране на честотата на вибрациите за метода на фигурата на Лисажу.

Редът на виконението роботи

Лабораторният робот се класира в следния ред:

1. Обозначение на амплитудните характеристики на p'zoaccelerometer:

а) свържете п'зоаксерометъра към миливолтметъра и запаса за капацитет. В магазина за капацитет можете да инсталирате;

б) увеличаване на вибрационната стойка и намаляване на спада на външното налягане от p'zoaccelerometer от вибрационното изместване на повърхността на масата. Големината на вибрационното изместване се контролира с вибрационен микроскоп. Запишете резултатите от вимирювана до масата. 1 (клауза 1);

de - Честота на вибрациите, която се определя по метода на фигурата на Лисажу (фиг. 3).

маса 1

№ п / стр	, pF	величина
		, μM ,
	=0	, MV	У 11	У 21	У 31	У 41	У 51
	=500	, MV	У 12	У 22	У 32	У 42	У 52
	=2500	, MV	У 13	У 23	U 33	У 43	У 53
	=10000	, MV	У 14	У 24	U 34	У 44	У 54

Фиг.3. Схема на честотно вибриране по метода на фигурата на Лисажу:

1 - електронен осцилоскоп;

2 – вибрационен генератор.

2. Анализ на амплитудно-честотните характеристики на p'zoaccelerometer в нискочестотната област:

а) свържете към входа на универсалния мост кабел от тествано преобразувателно устройство и да контролирате стойностите и честотите от 4-8 kHz;

de - честотата на напрежението, за да живее мястото;

;

3. Обозначаване на долната пределна честота на честотния диапазон на п'езопреволювача, която идва от ума.

de - Видима грешка на амплитудно-честотната характеристика на граничната честота.

Приема равни (за прилагането на фактурата) 0,02; 0,03; 0,05

4. Обозначение на инжектирането на капацитета на кабелната линия върху амплитудната и амплитудно-честотната характеристика на p'zoaccelerometer:

Стойности и вземете от тези точки 1в), 2а) и 2б);

б) в магазина на капацитета се задава стойността на капацитета и се повтаря процедурата за отнемане на амплитудната характеристика на p'zoaccelerometer с амплитудни характеристики = 2500 pF, = 10000 pF. Резултатите от vimiryuvan zvesti в таблица 1 (стр. 3 и стр. 4 са ясни).

5. Графики на Побудов на амплитудните характеристики при различни стойности на осцилаторното отклонение:

а) амплитудни характеристики, апроксимирани от линейни отлагания във формата

( =1,2,3,4,5; =1,2,3,4)

б) в същите графики дайте други резултати от vimiriv.

6. Графики на Побудов на амплитудно-честотни характеристики при различен капацитет на насищане и за дадена стойност на долната гранична честота за кожна депресия.

7. Обозначение на амплитудните характеристики на системата "p'ezoaccelerometer - charge support":

а) изберете схемата на системата (фиг. 4);

Фиг.4. Схема на системата "сензор - podsiluvach заряд":

1 - сензор;

2- вместимост магазин;

3- pіdsiluvach такса;

4 универсален волтметър.

б) за скин стойността на чувствителността на напрежението, чувствителността на системата се определя по метода, описан в параграфи 1б) и 1г). Резултати vimiryuvan zvesti към табл.2;

в) индуцират графики на амплитудните характеристики на системата

при различни стойности на мнемоничното пристрастие.

8. Графики на Побудов на замърсяването на чувствителността на п'езоакселерометъра под формата на предстоящия натиск върху данните от табл. Таблица 2.

Таблица 2

№ п / стр	, pF	величина
		, μM ,
	=0	, MV	У 11	У 21	У 31	У 41	У 51
	=2500	, MV	У 12	У 22	У 32	У 42	У 52
	=10000	, MV	У 13	У 23	U 33	У 43	У 53

9. Разрахуване на грешката в чувствителността на сензора на тази система според офанзивната техника:

Висновок

Резултат от бакалавърската работа е създаването на седем лабораторни работи: лабораторна работа № 20 „Изследване на телени тензодатчици и вериги за тяхното включване”; лабораторна работа № 21 "Rheostatnі retvoryuvachі"; лабораторна работа No 22 „Терморезистивно преобразуване”; лабораторна работа № 23 „Вимирувални копия на термистори”; лабораторна работа No 24 „Термоелектрично преобразуване”; лабораторна работа No 25 „Индукционен импулсен тахометър”; лабораторна работа № 26 "Изследване на п'зоелектричния акселерометър".

Скин роботът включва принципа на dії, обща техническа информация, схеми на експерименталната настройка, методика за провеждане на експерименти и описание на лабораторната настройка, методи за изследване на физическите параметри, както и реда за провеждане на робота и изследването .

Инвентаризацията на tsikh robit удовлетворява еднаквото обучение на учениците. х - 3хвземете курс, застанете и кажете на умовете на лабораториите на Московския държавен университет за образование и наука.

литература

1. "Сензори за топлофизични и механични параметри". Довидник в три тома. Т.1 (кн. 1) / Заг. изд. Ю. Н. Коптева; За червено. Є. Є. Багдатиева, А. В. Гориш, Я. В. Малкова. - М: ІPRZhR, 1998.

2. „Първата трансформация на телеметричните системи“. лабораторна практика. Є. Є. Багдатиев, В. Е. Николаев, В. Н. Гилевски. - М: 1986.

3. Методически въведения в лабораторната работа от дисциплината "Първо преобразуване на телеметрични системи". Є. Є. Багдатиев, А. Р. Глушко. - М: 1987 г.

Лесно е да изпратите своя харн на робота до основите. Vikoristovy форма, raztastovanu по-долу

Студенти, завършили студенти, млади възрастни, като победна база от знания в своите обучени роботи, ще бъдат вашият най-добър приятел.

Сложен на http://www.allbest.ru/

Влизане

акселерометърп'зоелектричен mмикрочип

Аксесоар, който имитира проекцията на ускорението (разликата между абсолютните ускорения на обекта и гравитационните ускорения, по-точно ускоренията на свободното падане), се нарича акселерометър. Използвайте трикомпонентни (три оси) акселерометри, които ви позволяват да ускорите скоростта по три оси.

Акселерометърът може да замръзне като проекция на абсолютното линейно ускорение, както и индиректна симулация на проекцията на гравитационното ускорение. Оставащата мощност победител за създаването на наклономери. Акселерометрията влиза в склада на инерционните навигационни системи, допълнително ги деакцентира чрез интегриране, като се вземат предвид инерционната скорост и координатите на носа, докато регистрирате амплитудите повече за неговата резонансна честота, можете да промените безцентровата скорост на скоростта.

Електронните акселерометри често се използват в мобилни приложения (зокрема, телефония) и се използват като крокомири, сензори за определяне на позицията в пространството, автоматично завъртане на дисплея за други цели.

В стопанските постройки на управлението на игровите конзоли, акселерометърът е комбиниран с жироскоп за завъртане в игри без използване на бутони - с пътека, която се завърта в открито пространство, тънко strushuvannya. Например контролерите Wii Remote и Playstation Move имат акселерометър.

Акселерометрията vikoristovuyut в твърди дискове за активиране на механизма за защита от удар, премахване на вторични трусове, удари и падания. Акселерометърът реагира на рязката промяна на позицията, ще прикрепя и паркирам главите на твърдия диск, което ви позволява да предпазите диска от повреда и повреда. Такава технология печели главно при лаптопи, нетбуци и други устройства за съхранение.

Акселерометърът в индустрията на вибродиагностиката е вибротрансформиращ, който виброускорява в системи за контрол без разрушаване и е скандално.

ИнтегралнаАкселерометрия.ЗагалниВидомости

Акселерометри с линейни акселерометри и в това качество са широко използвани за vimiryuvannya kutіv nahil tіl, сили на инерция, сили на удар и вибрации. Известно е, че вонята е широко разпространена в транспорта, медицината, в индустриалните системи за контрол и управление, в инерционните навигационни системи. Индустриализмът подготвя богато разнообразие от акселерометри, които могат да имат различни принципи, диапазони на скорост, тегло, размери и цени. Класацията на основните типове акселерометри е дадена в табл. 1. На фиг. 1 показва областите, които заемат акселерометри от различен тип на диаграмата "цена-стойност".

Ориз. 1. Диаграма "цена-точност" за различни видове акселерометри

Съвременните технологии за микрообработка позволяват изготвянето на интегрирани акселерометри, които могат да бъдат малки по размер и ниска цена. В момента се подготвят три типа IMS акселерометри: неотражателни, обемни и повърхностни.

Пливковп'зоелектриченакселерометрия

Гъвкавите п'зоелектрични сензори се ускоряват на базата на богато топче п'зоелектрично полимерно сливане. Багатошарова пливка се закрепва върху облицовката от алуминиев оксид, а преди нея е прикрепена инерционната маса от прахообразен метал. При промяна на скоростта на сензора поради влиянието на инерционните сили се получава деформация на топенето. Zavdyaki p'ezoefektu обвиняват разликата в потенциалите на границите на топките на топене, които трябва да бъдат депозирани в близко бъдеще. Чувствителният елемент на сензора има прекалено висока изходна поддръжка, така че на сензорната подложка ACH-01 на компанията Atochem Sensors той също е полов транзистор с малък поток на затвора, който е усилвател на напрежението. Tse ви позволява да спечелите промяната на ускореното темпо с ниска честота. Сензорите от този тип могат да имат лошо повторение на характеристиките при серийно производство, висока чувствителност към промени в температурата и налягането. Вонята не може да контролира постоянното ускорение на тази гравитационна сила. Основната област на безпокойство са схемите за управление на въздушните възглавници.

Сила на звукаинтегралнаакселерометрия

NAC-201/3 Lucas NovaSensor може да служи като край на обемния сензор, предназначен за използване в системи за управление на въздушни възглавници за безопасност на автомобила. Този сензор се състои от две силициеви пластини 1 и 2, които са слети една по една (фиг. 2). Три тънки силициеви греди c, d и e, които са в плоча 1, инерционната маса е свързана със силиконова рамка b върху плоча 2. Масата е механично свързана със силиконова рамка от единия ръб (точки f на фиг. 2) . Кожа от къси ovnishnіh (ginal) греди, за да отмъсти за чифт имплантирани p'ezoresistors, които правят napіvmіst. Две pіvmosti z'ednuyutsya в brukіvku.

Когато автомобил се удари в кръстовище, масата се срутва надолу, огъвайки греди c, d, e, което изисква деформация на п'езорезисторите.

По този начин сензорът и позицията на кристала се поставят в позицията на кристала, а веригата за електронна обработка на сигнала създава изходен сигнал с напрежение от 50 до 100 mV от пълната скала, което води до деформация на п'езорезисторите, включени зад мостовата верига на Уитстоун.

Ориз. 2. Вграден акселерометър с обемна конструкция

Oskіlki to nadіynostі система keruvannya с надуваеми въздушни възглавници, окачени nadzvichaynі vimogi (yavіvіlі naslіk pomilkovogo spratsovuvannya въздушни възглавници на zhvavіy магистрала със скорост от 150 km/година), сензорът има система за самоконтрол. Ключовата роля в системата за самоконтрол се играе от резистор-аларма, който се нагрява чрез преминаване през нов електрически импулс с мощност на потока 50 mA, напрежение 9 и напрежение 50 ms. Ако лъчът се разшири в средната част на плочата 1, той се нагрява, издига се, коефициентът на температурно разширение на силиция е положителен. Части от kіntsі її са фиксирани, те се огъват, те огъват инерционната маса и огъват лъча, за да отмъстят за пиезорезисторите. Този лъч се измества с приблизително 3 микрона, което пряко се дължи на факта, че когато колата е затворена със скок.

Ориз. 3. Основният структурен блок на елементарния център на сензора за ускорение

Сензорната микросхема не пречи на веригата за обработка на сигнала на управляващия мост. Вариантите на сензора са модифицирани от факта, че NAC-203 може да замени вградените горивни вериги, които позволяват на лазера да подобри чувствителността и температурната корекция в процеса на вибрация, а NAC-201 изпълнението на тези функции е подобрено . Входните и изходните опори на намотъчния мост на модела NAC-201 са 2 kOhm. Smuha предаването за равни 3 dB става 500 Hz. Резонансната честота на телата, монтирани на последното ниво на звука до препоръките на производителя, е не по-малко от 10 kHz.

Ориз. 4. Структурна схема на IMS акселерометър ADXL50

Вградените сензори с ускорен обемен дизайн може да са много къси. На първо място, миризмата на сгъване в производството, отклоненията от работата на формоването на обемни конструкции не е възможно дори със стандартни повърхностно интегрирани технологии. По различен начин майката на сензора е възможно най-малкото разширение на кристала на веригата и минималното възможно разширение. Промяната в растежа на кристала води до повишаване на неговата механична якост и намаляване на вар. В същото време в сензора на обемния дизайн е необходим само чувствителен елемент в областта от 6,5 до 16 mm2 от кристалната площ. Поставянето върху кристал от схеми за формиране на сигнал може да увеличи площта двойно. За това, zokrema, един от сензорите на ускорената компания Motorola е с двучипов дизайн. В единия кристал има чувствителен към обем елемент, а в другия има схема за обработка на сигнала.

Зарядно / п'зоелектрическоакселерометрия

П'зоелектричен акселерометър використична пружинно-масова система за генериране на сила, еквивалентна на амплитудата и честотата на вибрациите. Тази сила се прилага към p'зоелектричния елемент, който създава на изходите му заряд, пропорционален на вибрационното изместване. Уникалният дизайн на п'зоелектричните акселерометри на компанията Bruel & Kj?r гарантира, че високият сеизмичен резонанс и интензитет на същия тип акселерометри са високи за един час. Тези високочестотни характеристики също са идеално пригодени за симулиране на високочестотни вибрации: например при анализ на шума от скоростна кутия или наблюдение на високоскоростна ротационна турбина. П'зоелектричните материали са самогенериращи се и това не влияе на реалната енергия.

Вонята на сграда работят при екстремни температури, но имат ниска чувствителност vih_dna (каквато е дизайна на сензора за пружина-маса). Повечето високочестотни акселерометри не са амортизирани, високочестотните хармоници на дизайна могат да вибрират „щифтовете“ на акселерометъра и да доведат до претоварване в усъвършенстваните електронни схеми. Следователно резонансната честота на акселерометъра трябва да бъде висока, така че в дизайна да има повече високочестотни сигнали

IEPE-акселерометрия

IEPE-акселерометри - ce p'zoелектрични акселерометри с вградени филиали, яки виждат линията на живот на изходния сигнал от модулацията на напрежението. IEPE акселерометрите на Bruel & Kjör са специално проектирани за контрол на вибрациите в малки конструкции (например такива с малък размер). Високата чувствителност на видимост, високото съотношение сигнал/шум и широкият смог на трансмисията дават възможност за победа както като разширение на високочестотното разпознаване, така и за потискане на високочестотните вибрации. Това са евтини и леки акселерометри с инструменти с дори добри работни характеристики, които могат да бъдат по-чувствителни към висока видимост, по-ниски стандартни п'езоелектрични акселерометри (без вградени захранвания). Вонята е запечатана за защита от забруден навколишна среда, ниска чувствителност на електромагнитни вибрации на радиочестоти и нисък външен оппир на завдяка към външния джерел на стабилния бръмчене. Изходът с нисък импеданс позволява усукване на евтини коаксиални кабели. IEPE-акселерометри - неамортизиращи високочестотни акселерометри. Когато vimiryuvannyah се плъзна vzhivati zakhodív, schob niknut „звънене“ на акселерометъра, който vyniknennya умовете navantazhennya.

П'езорезистивенакселерометрия

Сензорите за деформация на п'езорезистивните акселерометри променят електрическата опора пропорционално на добавеното механично напрежение. Монолитният сензор за акселерометър включва вграден механичен интерфейс и може да има високо качество с добро съотношение сигнал/шум. Акселерометърът от централен тип е _yalnya за Vimіranuhennya, low-bouquet на II се признава за випочнива до Zitknennya, на Равнината, на їzdu важни пътища, и IODINMIKI Vimіryuvan Tosho, Scho Vimagayut Minem Minemies. Те могат да бъдат използвани за ударни тестове на светлинни системи или конструкции, те отговарят на спецификациите на SAEJ 211 за антропоморфно оборудване за моделиране и симулация. Mayuchi честотна характеристика, yak syagaє postіynogo strumu, tobto. до скорост, тези акселерометри са идеални за оцеляване на тривиални преходни процеси, както и за краткочасови удари. В богатите випади чувствителността е показана като висока и не е необходимо да променяте решението си. П'езорезистивните акселерометри могат да имат минимално затихване, което не създава фазов шум при ниски честоти. Въпреки това, има проблеми със смъртните случаи при ниски честоти и за намаляване на тези кратки периоди е необходимо да има специални вписвания.

Акселерометриясерпентинкапацитети

Акселерометрите с променлив капацитет имат уникален микросензор с променлив капацитет, който създава променливо закрепване с паралелно покритие. В резултат на това сензорът излиза с отговор на входното ускорение на постоянното дрънчене, със стабилна характеристика на затихване, максимизиране на честотната характеристика и достатъчна здравина, така че да може да издържи дори на висок удар и кратки напрежения на налягане.

Акселерометрите с нисък g са идеални за тестване на движението на нискочестотни вибрации и се използват за победи в области като наблюдение на траекторията, оценка на дизайна на самолет/автомобил, тестване на трептене и тестване на окачването на превозното средство. Газовото затихване и взаимодействието между диапазона позволяват на микросензорите на акселерометъра да издържат на удари и недостатъци, мощни типични добавки с високо g. При високо-g-тестване физическата част на сензора се влошава; Ето защо, когато избирате ударен акселерометър, препоръчваме да преоцените максималната стойност на ударното инжектиране.

Основното правило е: колкото по-близо е акселерометърът до dzherel (вибрация или удар dії), толкова повече входен g-rіven. Също така се препоръчва да запоявате скобите и дъвките през тях с малък винт, но когато роботите са монтирани с тях, с тях трябва да се работи още по-внимателно.

повърхностинтегралнаакселерометрия

Analog Devices разработва семейство ADXLxxx акселерометри в дизайн за повърхностен монтаж. Първият в това семейство е ADXL50, чието серийно издание беше разпространено през 1991 г.

Целият кристал на акселерометъра с диаметър 3,05-3,05 mm е зает от основния ранг с вериги за оформяне на сигнал, като миниатюрен сензор за акселерометър с диаметър 11 mm, е поставен в центъра. Сензорът има диференциална кондензаторна структура с обратен диелектрик, облицовки от вид виризан (витрифициран) от плоско парче полисилициева суспензия с дебелина 2 микрона. Неразрушаващи плочи на кондензатора - прости конзолни нишки, разрошени на височина 1 μm върху повърхността на кристала в слой върху полисилициеви пънове-котви, заварени към кристала на молекулярно ниво.

На фиг. 3 показания е основният конструктивен блок на елементарния център на сензора. Всъщност сензорът може да има 54 елементарни знаци за ускоряване, но за простота, малките показват само един комир. Инерционната маса на сензора се ускорява при промяна на скоростта на движение на кристала, тя се променя според разделителната способност на кристала. Ейни пръстовидни издатини utvoryuyut ruhlivay okladannya променлив капацитет на кондензатора. От върха на кожата структурата спира спираловидно върху анкерите, подобно на конструкцията на властниците на негорими облицовки. Разтягайки се по краищата на инерционната маса, която трябва да бъде подрязана върху вазата, има ниби механични пружини с постоянна еластичност, които обграждат движението на тестовата маса и нейното въртене в изходна позиция. С други думи, силата на инерцията по време на скока на ускорение

vr_vnovazhuetsya сила пружина

de m - маса, a - ускоряване, k - твърдост на пружината, x - преместване на масата зад ъгъла. Zvіdsi viplivaє, shcho a = x (k/m), освен това k/m - конструктивен параметър на сензора.

Частиците от изместване на инерционната маса могат да бъдат в равнината на полисиликоновата плоча, цялата чувствителност на сензора лежи в тази равнина, а по-късно тя е успоредна на равнината на другата платка, докато сензорът не бъде запоен.

Ориз. 6. Вариант на акселерометъра

Кожата от набор от нездрави кондензаторни плочи (Y и Z) е електрически свързана паралелно в средата на кристала на веригата. В резултат на това излиза двойка независими кондензатори X-Y и X-Z, чиято разпадаща се облицовка е покрита с цялата тъкан от пръстовидни издатини на инерционната маса. Средата на кристала и трите пластини са свързани към входните вериги за формиране на сигнала на акселерометъра. В спокоен лагер (ruh іz postіynoyu shvidkіst) мустаците "пръстите" на пухкавата подплата X zavdyaks на стрии са с еднакъв размер под формата на двойки пръсти от невредни накладки. Когато има бързи, смачкани пръсти, те се приближават до един набор непокорни пръсти и се отдалечават от друг набор. В резултат на това осезаемо изместване, въздушните повърхности стават неравни и капацитетът между смачканата подплата и кожата на невредните облицовки се променя.

Въпреки че в ІС на акселерометъра ADXL50 сензорът и веригата за оформяне на сигнала всъщност са затворена верига с обратна връзка и натиск на силите, можем да опишем робота като приставка със затворена обратна връзка. Антифазните сигнали с правоъгълна форма с честота 1 MHz със същата амплитуда се подават през генератора по подобен начин към горната и долната плочи Y и Z (фиг. 4).

Капацитети CS1 и CS2 между нездрави и ревящи плочи за скоростта на ускорение обаче сигнали със същата амплитуда се предават към сухата плоча. Различен сигнал, който трябва да бъде на входа на повторител, е равен на нула.

Когато сензорът е ускорен, диференциалният сигнал не е равен на нула, освен това неговата амплитуда е в големината на сухия слой, а фазата е маркирана със знак за ускоряване.

Фазочувствителният демодулатор преобразува нискочестотния сигнал (плавен от 0 до 1000 Hz), който характеризира големината и знака на ускорението. Tsya напрежението трябва да бъде на pidsiluvach, от изхода на който идва сигнал към десния IMS visnovok.

Ориз. 7. Блокова схема на двойния акселерометър ADXL202

За да променят температурата на излишната среда, да променят параметрите на времето, да намалят нелинейността на преходната характеристика на акселерометъра, търговците на дребно направиха отрицателна обратна връзка през инерционната маса. За това напрежение изходът на захранването през резистор от 3 MΩ се прилага към грубата облицовка на сензора. Tsya napruga създава електростатични сили между грубите и нечупливи плочи, така че да можете да поставите инерционната маса в изходния лагер. Разпръскванията могат да бъдат по този начин системата с висок коефициент на качество, инерционната маса няма да се движи по никакъв начин във външната си позиция по-ниска с 0,01 микрона.

Без ускорение изходното напрежение е високо VO = 1,8 V, с пълно ускорение ±50 g VO = 1,8±1,5 V.

В най-новите модели IMC акселерометри инженерите на компанията Analog Devices разработиха връзката зад инерционната маса. От едната страна, tse dosvolilo khvv_chі zameshiti waders на кристала на сензора, pivovyaty yogo konіchnіst, zb_lshiti джанти от vivyzynі на мръсотия, практични от валентин, ale siniti, zb_lshlos zmіtsіshchennya действительна Polyshchennya іnerіi, zb_lshlos zmіtsіshchennya іnerіi.

Акселерометрите от фамилията ADXL също извършват система за самотест. ADXL50 тестовият сигнал, който изглежда като поредица от нискочестотни праволинейни импулси, се прилага към крехката облицовка. Това изисква инерционната маса, подобно на тези, които изискват приток на инерционни сили. Изходното напрежение на референтния сензор също се променя със същата честота.

Ориз. 8. Дизайнът на сензора за ускорение на чипа от семейството XMMA е опростен

При модели без обратна връзка, над 42 позиции на центъра на сензора са усукани във веригата за управление на скоростта. Други 12 влизат във веригата за самотест. Самотестването се извършва чрез подаване на високо логическо ниво на “SELF-TEST” мустаци на микросхемата. При докосване на сухата част на сензора има електростатична сила, която показва приблизително 20% от ускорението на пълната скала.

Изходното напрежение на ИС на референтния сензор ще се промени пропорционално. По този начин се преразглежда практичността на новата механична структура и електрическа верига на акселерометъра.

За да се намали енергията до стабилност на жизнената сила и да се осигури живот на акселерометрите директно в батериите, тяхното изходно напрежение е пропорционално на увеличаването на жизненото налягане. В такъв случай последователността трябва да бъде включена зад рационометричната схема, както е показано на фиг. 5. В тази схема, ръчно zastosuvat ADC, който vikoristovu zhivlennia в качеството на препратка. Трябва да се отбележи, че между изхода на акселерометъра и входа на PVZ ADC виновен е буферният буфер, тъй като изходният поток на акселерометъра се променя в диапазона от ±100 μA и при достигане на висока честота на вибрациите , PVR кондензаторът не може да зареди входа на акселерометъра до напрежение.

Analog Devices в момента пуска шепа модели интегрирани акселерометри: единични ADXL105, ADXL150, ADXL190 при максимално ускорение от ±5 g, ±50 g, ±100 g при нормално и двойни ADXL202, ADXL210 и ADXL250 при максимално ±10 g в двойно ±50 g . Сензорите се произвеждат предимно в плоски керамични кутии QC-14 с равнинни гънки, като оста, за която се ускорява, е изправена успоредно на повърхността на гънките (т.е. успоредно на повърхността на плочата). Вариантът ADXL202E се предлага за миниатюрния, безжизнен кристален носещ LCC-8 с размери 5x5x2 mm. За по-голяма яснота, изходните сигнали на IMC ADXL202 и ADXL210 са импулси с постоянен ток с постоянна честота с микроконтролери. Информацията за ускорението се отразява от жизнеспособната тривалност на импулсите g.

Tsіkave zastosuvannya accelerometrіv с малки стойности на максималното ускорение (і, vіdpovіdno, vysokoyu sensitivіstyu) - предназначени kuta nahil schodo хоризонт.

Възможно е да се викорират в системите за сигурност на автомобили, за целите на roztashuvannya тренировка по време на пробиване на крехки Sverdlovin и іn.

Ориз. 9. Графика на натрупването на разликата в капацитетите на кондензаторите от центъра на сензора за ускорение поради движението на миещата плоча

Vihіdna напрежението на акселерометъра е пропорционално на синуса на чувствителността йога на оста кута нахил към хоризонта. За да определите недвусмислено стойността на срязването, е необходимо да изберете двоен акселерометър. Поради тази причина ADXL202 е идеално подходящ. Наличието на изходни сигнали на сензора, сочещи до 1 g, е показано на фиг. 6.

Ориз. 7а показва опростена блокова схема на двупроводния акселерометър ADXL202. Його видимите сигнали са импулси, може да се види тривалността на такова пропорционално ускорение. Този тип изход осигурява стабилност на предаването преди прехода, предаването на сигнал по една линия и получаването му от микроконтролер, който може да има таймер (ADC не е необходим!). Сигналът на изхода на скин канала на сензора има формата, показана на фиг. 7 b, освен това увеличението в единиците g се заплаща по формулата:

Уважавайте, че жизнеспособната тривалност = 0,5 е равна на нулево ускорение. Периодът на импулсите Т2 не е необходим за потискане на импулса на кожата. Необходимо е да се изясни повече за промените в температурата.

Тъй като честотата на изходните импулси е една и съща и за двата канала, периодът T2 трябва да бъде ограничен само до един канал. Стойността се задава в диапазона от 0,5 до 10 m с външен резистор RSET. Кратък акселерометър с PWM изход е необходимостта от внедряване на микроконтролери с кодиран код, за да се елиминира висок капацитет на разпространение с широка честотна лента.

В заключение на описанието на акселерометрите на компанията Analog Devices, ние въвеждаме редица цифри, които характеризират дизайна и технологичното ниво на производството на тези микросхеми.

· Тегло на инерционно положение - 0,1 mcg.

· Капацитетът на кожната част на диференциалния кондензатор е 0,1 pF.

· Минималният посочен вентилационен капацитет е 20 aF (10-18 F).

· Промяна на капацитета, което ви позволява да ускорите новата скала - 0,01 pF.

· V_dstan mizh кондензаторни пластини - 1,3 микрона.

· Минимално издишване на груби кондензаторни пластини - 0,2 ангстрьома (пета част от диаметъра на атома!).

Акселерометрите от семейството XMMA на компанията Motorola са съставени от планарно амниотично ядро на сензора за ускоряване и верига за нормализиране на CMOS сигнала, предназначена да обработва ранни модели на един чип. Чувствителният елемент (G-среда) заема по-голямата част от кристала. Отливките от поликристален силиций зад допълнителната повърхностна микроформовка са изградени от две некорозионни плочи, между които плочата е навита, фиксирана върху пружинно окачване и сградата се движи под въздействието на инерционни сили (фиг. 8) . Ако централната плоча се премести в средно положение в резултат на ускорение, когато достигне една от ненасилствените плочи, тя ще се увеличи със същото количество, с което ще премине към другата плоча. Промяната в живота характеризира ускоряването.

Цялата чувствителност е изправена перпендикулярно на силициевата (чип) повърхност на плочата, така че сензорите, които са направени в DIP пакет, се ускоряват, изправят се нормално спрямо другата плоча. За да направи възможно ускоряването, изправяне успоредно на други платки, компанията произвежда и сензори в SIP кутии, в някои чипове, разположени перпендикулярно на другата платка.

Ориз. 10. Блокова схема на акселерометъра MMAS500G

Плочите на G-стая са образувани от два кондензатора против превключване. При скоростта на сензора с ускорения, изправяне перпендикулярно на равнината на плочите, гнилата плоча се изправя направо, до дясното ускорение и ще се преразпределя между плочите. Капацитетите на двата кондензатора се променят по формулата

de S е площта на плочите, e е диелектричната константа и x е разстоянието между плочите. Както можете да видите, тази заблуда е нелинейна. На фиг. 9 показва графика на изчерпването на диапазона от капацитети на тези кондензатори (C1-C2) с оглед на движението на ruhomoi плочата. Схемите за определяне на неудобството на капацитетите на кондензаторите на G-ядрото вибрират промяната в напрежението върху сухата плоча (MMAS40G, MMAS250G, MMAS500G) или заряда върху нея (XMMA1000, XMMA2000).

Напрежението се контролира от електрометричен допълнителен заряд, а зарядът се потиска от електрометричен заряд. Съдейки по техническите описания на тези микросхеми, представени от фирмата virobnik, рано или късно ще приемете вонята. На фиг. 10 показва блокова диаграма на акселерометъра XMMAS500G, който има диапазон на променлива скорост от 500 g. Сигналът от изхода на електрометричния сензор трябва да отиде към нискочестотния филтър от 4-ти ред, а третият - към веригата за температурна компенсация.

Акселерометрите на Motorola могат да се измерват и в рационометричен режим.

точностинтегрирани акселерометри. Статична точност

Точността на преобразуване на ускорения електрически сигнал от акселерометри, като i, подобно и точността на сензорите от друг тип, се определя от стойностите на нулевото изместване, грешката на пълната скала (чувствителност) и температурния и времевия дрейф на тези параметри. Важни неизправности при съхранение - линейни грешки (нелинейни) и напречна чувствителност.

Отместването на нулата и чувствителността на акселерометрите за нормални умове се коригират, когато са подготвени. Грешката на Залишков може да бъде променена чрез начина на калибриране и запаметяване на калибровъчни константи в паметта на микроконтролера. Калибрирането на акселерометъра може да се извърши по два начина: на стойка за вибрации със сензор за рязко ускорение и с различна сила на гравитацията.

Ориз. 11. Графики на ускорение и скорост на интегралния акселерометър в съзнанието на силни късни вибрации

Победната стойка може да има следните предимства:

· Възможност за калибриране, включително сензори, по-малко чувствителни към промени;

· Възможност за калибриране на сензорите с ускорения, които могат лесно да се променят g;

че недостатъци:

· Необходима е скъпа стойка за вибрации;

· Проблемът с фиксирането на сензора при калибриране при високо g.

Значение на силата на гравитацията за калибриране:

· Не се нуждаят от притежание на пътя;

· методът не е много чувствителен към грешката при инсталиране на сензора;

· Възможно е да се zastosuvat по-малко за сензори, spriyyatlivih до postyynogo ускоряване;

· Не е възможно отново да се калибрира скалата на сензорите, като се натрупват промени до големи скорости.

Температурният дрейф на нулевото изместване и чувствителността също могат да бъдат компенсирани.

За всякакви други модели (например XMMA1000, ADXL105) могат да бъдат инсталирани температурни сензори. Една от причините за нелинейността на характеристиките на преобразуването на интегралните акселерометри от датчиците от мнемоничен тип е нелинейното натрупване на капацитета на кондензатора между пластините (разд. фиг. 9).

При промяна на напрежението на заряда, тъй като то е нарушено в XMMA1000, потенциалът на сухата плоча е постоянен и е повече от половината от напрежението на живота, тъй като е приблизително равно на 2V (раздел. Фиг. 8). В този случай формулата q \u003d CV с подобрения (1) показва, че увеличаването на заряда на сухата облицовка при преместване в склада

Както можете да видите, натрупването на увеличение на заряда в промяната между плочите не е линейно. Ако в акселерометъра има спад на напрежението (електрометрично), тогава зарядът на кондензаторите на сензора не се променя.

Todi zbіlshennya naprugi върху ruhomіy плоча linіyno zalezhimam vіd zmeni v_dstan_ mizh плочи:

По някаква причина акселерометърът XMMA1000 (подстанция за напрежение) има типична грешка в линейността от 1% пълна скала срещу 0,5% за MMAS40G (подстанция за напрежение). Акселерометрите от фамилията ADXL могат да бъдат осцилатор от диференциален тип, чиито ненасилствени пластини са равни, но също и антифазово възбуждане на напрежение V1 и V2 с честота 1 MHz. Следователно, комплексната стойност на напрежението върху средната плоча, изчислена по метода с два възела, се определя по формулата:

de - кръгова честота zbudzhennya. Гледам тези, че V1 = -V2

По този начин натоварването на напрежението върху грубите плочи на сензора по време на преместване изглежда линейно. Акселерометрите от фамилията ADXL може да имат типична грешка в линейността от 0,2%.

В качеството на още един джерел на смъртта се проявява хистерезис (който не е равен на здравината) по време на вибрации и удари. В fіrmovomu opisі mіkroskhem zhodnih vіdomostey за gіsterezu липсва, бира eksperimenti на vikoristannya іntegralnih akselerometrіv ADXL sіmeystva за viznachennya shvidkostey I peremіschen, provedenі автори tsієї stattі показаха Scho за nayavnostі vіbratsіy velikoї amplіtudi pohibka, obumovlena, ymovіrno, gіsterezisom, Mauger dosyagati tsіlkom nepripustimih ценности. Според нас този хистерезис се извиква, че при значителни ускорения деформацията на удълженията, които играят ролята на пружини, може да бъде безпружинна и с изменение на ускорението на инерционната маса, или ще завие надясно при изходният лагер (не е пружиниращ). На фиг. 11 графики на ускорение (a) и скорост (b) са нанесени според часа на акселерометъра ADXL150, фиксиран върху един от краищата на стоманена ножица с дължина 1,5 m, която се движи с големи ускорения на разстояние от 0,5 м. амплитуда с честота приблизително 300 Hz. Графиката на ускорението е взета от акселерометъра без междинно отчитане на сигнала от 12-битов ADC с честота на дискретизация 80 kHz. Графиката на скоростта е резултат от числено интегриране на тези данни по трапецовиден метод. На кочана и в края на предупредителния интервал (0-0,9 s), скоростта на сензора е близка до нула.

На скоростната диаграма (фиг. 11 б), точките на известно увеличение на данните на акселерометъра, отклонението на крайната стойност на скоростта е приблизително 1,25 m/s с максимална скорост 3,5 m/s

Ориз. 12. Графики на ускорение и скорост на вградения акселерометър с намаляване на вибрациите

На фиг. 12 графика на ускорението (а) и скоростта (b) на същия сензор с близки параметри до скоростта, но с фиксирана по-голяма конструкция. Движението беше придружено от значително по-ниска късна вибрация. Както можете да видите, скоростта на назначаването на скорост се е променила много пъти.

Напречна чувствителност

Напречната чувствителност характеризира чувствителността на сензора към електрическия сигнал на ускорението, изправен под ъгъл 90° спрямо оста на чувствителността на сензора (напречно). Идеалният акселерометър има напречна чувствителност, равна на нула. При паспортните данни на сензора се изисква преминаване на част (за прозорци) от напречно ускорение.

Шум от акселерометри

Рівен шум без посреднически смущения от ширината на смога на предаването на сензора. Промяната в смога на преминаването на нискочестотния филтър на изхода на сензора трябва да се намали до намаляване на шума. За да подобрите съотношението сигнал/шум и да увеличите разпределението на сградите, можете също да въведете амплитуди и фазови честоти. Някои модели акселерометри трябва да се поставят на нискочестотен филтърен кристал (XMMA семейство - 4-ти ред, ADXL190 - 2-ри). Двуаксиалните сензори ADXL202/210 могат да бъдат свързани към два външни кондензатора, които са свързани с два вътрешни резистора по 32 kOhm всеки, два нискочестотни филтъра от първи ред.

дупето. Микросхемата ADXL150 има типична стойност на спектралната плътност от 1 mg / Hz шум за плавност от 10-1000 Hz. Когато нискочестотният филтър е включен с честота 100 Hz, стойността на шума на изхода на филтъра става 10 mg, а амплитудата с промяна от 0,997 - в диапазона от 30 mg.

Задайте скалите на цялата скала на сензора на 50 g, динамичният диапазон е повече от 20lg (50 / 0,03) = 64,4 dB. Не е зле, но след индикатора на вградения акселерометър е силно компрометиран от п'зоелектрика. Например, п'зоелектричен акселерометър тип 4371 от Bruel & Kjaer има динамичен диапазон от 140 dB.

Основната динамична характеристика на акселерометрите е смуга предаване при ниво от -3 dB. На масата 2 са показани основните характеристики на тези видове интегрирани сензори за ускорение.

Уизключвам

В същото време акселерометрите се използват активно в преносими стопански постройки като мобилни телефони, таблети и лаптопи, за да наблюдават позициите им в пространството и да прилагат допълнителни функции, които помагат на SIM. Прости сензори се намират в механичните устройства на твърди дискове (които няма да има в бъдеще). Лесно е да назовете най-добрия акселерометър, защото зоните на задръствания непрекъснато се разширяват и може да са до чувствителност, докато данните се разширяват напълно. Разработват се технологии за прибиране в по-голям мащаб, по-ниски по-ранни, акселерометри в архитектурата на пространството, което ще помогне за преодоляване на редица аварии.

Списък на победоносната литература

1. Goodinaf F. Вграден акселерометър за 50 G със самоконтрол, реализиран на алармата, която загрява // Електроника. 1993. бр.7-8. З. 54-57.

2. Goodinaf F. Сензор за удар за ускорение, бръмчене на базата на малък обем повърхностна микроструктура // Електроника. 1993. бр.11-12. З. 86-87.

3. Goodinaf F. Интегрален сензор за ускорение за автомобилни въздушни възглавници // Електроника. 1991. No 16. С. 7-14.

4. Дошер Дж. Проектиране и приложения на акселерометъра. аналогови устройства. 1998 г.

5.Серидж М., Лихт Т.Р. "Брул та К'ер". 1987 г.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Пезоелектрична акселерометрия: характерна характеристика, принцип на роботизиране и застосуване. Основни опции за проектиране на п'зоелектрични акселерометри. Декодери, оперативни субсидии и аналогово-цифрови преобразувания, разпознаване.

курсова работа, дарения 16.05.2014г

Етапи на разработка на дизайна и технология за изготвяне на сърцевината на ускоряващия сензор от тип отпечатък. Предназначението на акселерометъра, избора на различна платка, методите на запояване, особено избора и монтажа. Функционален и вариантен анализ на центъра на сензора за ускорение.

дипломна работа, дарение 07.12.2011г

Разработване на конструкцията и технологията за изготвяне на микросхема на проводник в интегрална схема. Изборът на технологията за изготвяне на микросхема, на базата на която е разработен технологичният процес, топологията на кристала.

курсова работа, дарения 13.07.2008г

курсова работа, дарения 12.06.2010г

Избор на параметрични ферезонансни стабилизатори на напрежение. Структурно и технологично развитие на интегрална микросхема. Rozrahunok на интегралния транзистор и неговите характеристики. Rozrobka tehnіchnykh vmog тази топология на микросхемата.

курсова работа, дарения 15.07.2012г

курсова работа, дарения 30.01.2014г

Зареждане на избора на сензора. Избор на микросхема AD594, микроконтролер. Блокова схема на програмиране на MK ATmega8. Свързване на микросхема към термодвойки. Свързване на единична квартира и живеене в метрото. Схема z'ednannya, scho zabezpechuє rіvnіst температури.

курсова работа, дарение 23.12.2015г

Прикрепете какво да служи за ускоряване на скоростта - акселерометър. Избор на п'зоелектричен материал. Формата на инерционната маса, її приток, за да получите характеристиките на сензора. Описание на дизайна на акселерометъра. Изберете електрическа верига. Vihіdna pіdsilyuvacha напрежение.

курсова работа, дарения 15.05.2014г

Основните активни елементи, които се намират в приложенията, които се използват в обхвата на радиовълните. Важна мощност на интегрирани микросхеми. Проводници и хибридни интегрални схеми. Dzherela, че priymachi оптични viprominyuvannya, модулатори.

реферат, допълнения 14.02.2016г

Разработването на тази реализация ще добави селекция от двоична подпоследователност от символи от неизчерпаема двоична последователност. Изберете регистър на микросхема zsuvu. Методи за настройка на модела USPB, генератор на думи. Избор на микросхема за изпълнение на дисплейния блок.

Уредите, признати за адаптиране на линейните скорости на бордовите устройства и скоростите на корпуса на елементите на техните агрегати, които са обвити, наречени акселерометри.

Сигналите на акселерометрите се използват в инерционните навигационни системи за изчисляване на скорост и координати, в системите за управление на полета и двигателя, както и в индикаторите на визуалните устройства. Визуалните средства на индикацията по-рано ще изискват от пилота на маневрения самолет да контролира преместването, което се дължи на часа на управление на пилота.

Акселерометрите се класифицират според различни признаци, зокрема, според зоните на задръстване, вида на чувствителния елемент, начина на улавяне на сигнали, броя на смекчаващите компоненти на ускорението, вида на изходния сигнал и други.

Vymogi до акселерометри, степента на точност на vimiryuvannya се определя от сферата на zastosuvannya. По този начин грешката на акселерометрите в инерциалните системи не е отговорна за превишаване на 0,001%. Акселерометрите, както в системите за управление, могат да имат грешка от 0,001-1,0%. Скоростта на акселерометрите, които са фиксирани като визуален аксесоар, е 1-3%.

Принцип dії акселерометър ос y chomu.

Схема на акселерометъра.

1 - инерционна маса; 2 - пружина; 3 - амортисьор; 4 - мащаб; 5 - кутия за закрепване; 6 - цялата чувствителност на акселерометъра

Инерционно тегло 1, привързано към корпуса 5 за помощ пролет 2 този амортисьор 3 , може да превключи директно към ос 6 името на воала на чувствителността. Преместване на масата според приставката към тялото, която се завинтва зад скалата 4 , пропорционално на скоростта на веенето, изправена по оста на чувствителност.

Чувствителен елемент на акселерометъра е инерционната маса.

върху инерционната маса
акселерометрите имат същата сила:

- Сила на инерцията

де - Преместване на масата според разширението към корпуса;

-преместване на тялото, за да пасне на фиксирана точка от пространството.

- Сила, пропорционална на скоростта на масата и създадена от амортисьора:

де
- Коефициент на затихване.

- Позиционна сила, създадена от силата на пружината:

де - Коефициент на еластичност.

Сумата от тези сили е равна на нула, tobto.

де
- Власна честота;

;

- Коефициент на изходящо обгазяване.

Основните елементи на акселерометъра са движението на инерционните маси, сензорите на сигналите за движение на масите, моментните (мощни) приставки, които осигуряват въвеждането на сигнали на въртящия се звук, спомагателните сигнали и настройките (амортисьори).

За да може акселерометърът да реагира само на тази скорост на запаметяване, за вимируване на назначенията за инерция його, инерционната маса е отговорност на майчиния специален pіdvіs, scho vіdpovіdaє напредва vimog: 2) наличието на напречни връзки между vimiruvalny оси; 3) осигуряване на линейните угари между почивката на инерционната маса и смъртта на ранните.

Окачванията върху прости опори създават значително триене, сякаш намаляват чувствителността на акселерометъра. За да промените триенето, чувствителният елемент се заменя с важност или се поставят близо до родината с домашен любимец вага, който е по-добра ваза за домашни любимци на чувствителния елемент (фиг. 2-4). Окачванията на пружините и гофрираните пружинни мембрани няма да се разрушават, предпазват къси тези, които при отстраняване на масата приставката започва да реагира на ускоряването на склада, перпендикулярно на оста на чувствителност. Следователно е необходимо да спрете на акселерометри поради компенсация на силата, ако вдъхновението е практически ежедневно.

Ориз. 2. Схема на еднокомпонентен акселерометър:

1 - инерционна маса; 2 - тяло; 3 - родина; 4 - права срязване; 5 - pidsiluvac; 6 – индуктивен датчик за преместване;

7 - електромагнитно задвижване

На схемата на фиг. 2 инерционната тежест 1 се премества към водача 4. За смяна на лагера на правата тежест 1 се поставя в средата 3, има неутрална плаваемост, която включва силно притискане към правата линия. Сигналите във веригата, пропорционални на движението на инерционната маса, се управляват от индуктивен сензор на опора , последователно включени в линията за навиване на задвижването. Овлажняването в priladі надхвърля опората на rahunok за часа на движение на инерционната маса в родината. В акселерометри от типа е възможно да се вземе висока честота и малка зона на нечувствителност (възможно е да се достигне промяната в силите чрез триене на звука на инерционната маса във въздуха). За да се запази стабилността на характеристиките на акселерометъра, е необходимо да се намали температурата на постоянната температура, която е в обсега на термостатите.

Ориз. 3. Схема на махалото на акселерометъра на поплавъка:

1 - инерционна маса; 2 - родина; 3 - тяло; 4 - въртящ момент двигател;

5 - pidsiluvac; 6 - сигнален сензор

На фиг. 3 показва диаграма на махалото на акселерометъра на поплавъка. Poplavsky (Iinsіin Masa) designer so, yogo yogo vaga q buv blusted to pіdyomno Sili F. Neckidna Pendulovikі Стой поставка шумолене a zsuvom център на твърди кодове Schodo център хидроизолация за величина l сигнал Rotate Popdwaling Vimіryєіtivesіdіl 56 4. Мъжки в опорите, които се поддържат от тях, те са защитени с малък менгеме, парчетата на поплавъка Q практически се поддържат от поддържащата сила F. За да запазите параметрите на устройството, е необходимо да регулирате температурата на радиатора. Поплавъчните акселерометри имат силициеви ядра.

Бързите, които се използват от акселерометри, които са в застой в инерционните системи, служат за отнемане на скоростта на полета и изминатото разстояние. За премахване на скоростта се интегрира веднъж, а за премахване на маршрута, двете. Това е първият клас акселерометри, при които изходният сигнал е пропорционален не на ускорението, а на еднопосочния интеграл от ускорението.

Фиг.4 Схема на интегриращ акселерометър

1-инерционна поплавък; 2-шофьор; 3-хидравлични байпасни канали; 4-изводен сензор; 5-цилиндров, пълен със силиконова пръчка; 6-релейна отоплителна система; 7-термостат; 8-нагревателен елемент; 9-звезден цилиндър; 10-ридина

Схемата на интегриращ акселерометър с плаващ тип е показана на фиг. 4. Поплавък 1 под формата на цилиндър се поставя в цилиндрична камера, пълна с майка 10, като дебелината на поплавъчния материал е по-малка от дебелината на майката. Камерата се обвива с мотор 2 с постоянна скорост. Под въздействието на силите на водния център, които са виновни за увиването, плувката се възстановява по оста на симетрия, която може да се движи. Интегриране на акселерометри с дизайна, показан на фиг. Чувствителността на 4 май е близка до 10 -5 g и загубата на трах е повече от 0,01%.

Обещаващи са електромагнитните и криогенните суспензии.

За преобразуване на движението на електрически сигнали в акселерометри се използват потенциометрични, индуктивни, електрически, фотоелектрични и струнни преобразувания. Основните фактори преди трансформацията са: 1) голямо разнообразие от сгради; 2) линеен угар на изхода на входа; 3) поява на реакция към чувствителен елемент. Потенциометричните сензори не са доволни от това и вонята на прецизни фитинги ще се забие.

Като моментни (мощни) приспособления в акселерометрите за въвеждане на сигнали в мигачите са монтирани въртящи двигатели (електродвигатели, които работят в поцинкован режим) и електромагнитни приставки.

За да се подобрят акселерометрите с необходимите честотни характеристики в контурите на грамофона, е необходимо да се постави филтър, който се коригира, и специални амортисьори. При приставките от родното окачване за амортизация, победата е вискозна във вискозитета на самата родна.

Грешки на акселерометрите

Акселерометрите са обект на методически и инструментални трикове.

Методическите неизправности на акселерометрите могат да бъдат разделени на две групи: 1) неизправности, които се обвиняват в тези, които акселерометрите вимируват по-бързо в лицето на активните сили, също и по-бързите, причинени от гравитационни сили, които не реагират; 2) пауза, която се обвинява чрез rozbіzhnіst osі sensitivіzі z blіії dі vіmіryuvannogo prikorennya.

Така, например, с разликата в оста на чувствителността, която е директно ускорена с 1 °, увеличението на величината на увеличението става 0,02%. Самата Tsya pohibka е малка и няма голям интерес. Може да се зададе повече стойност между определените директиви, скалите на вина показват разликата между съседните и истинските оси на координатната система. Освен това в инерционните навигационни системи осите на чувствителност се ускоряват директно, които са компрометирани, за да произведат до появата на кръстосани смущения между акселерометрите, в резултат на което акселерометърът вибрира не само „нашите“, но и „чуждите“.

Инструменталните отклонения на акселерометрите се определят от: 1) прага на чувствителност (говорим за загуба на тегло) - минималния сигнал на входа, при който сигналът е на изхода; 2) повредени линейни угари между входния и изходния сигнал; 3) хистерезис в характеристиките на пружината и други елементи; 4) запазване на температурата на параметрите и характеристиките на акселерометъра.

За да промените инструменталните промени, трябва да влезете и да промените третичното налягане, контрола на температурата на елементите и подобряването на характеристиките на чувствителността на акселерометъра. В най-добрите проекти на акселерометри за инерционни системи инструменталните грешки се довеждат до 0,002%.

Сензор за скорост на линията BDLU – 0,5задания за дисперсията на линейните ускорения на нормална координатна система и появата на електрически сигнал, пропорционален на линейните ускорения към бордовата летателна система (BOC) и други бордови системи.

Структурно акселерометърът от типа BDLU се състои от основните възли:

- Сензор LININIKI REDY DLLOV-42 е самовизуален аселометър, Scho Dіє Rememorial Skudvyosti Taja Vidashi Elektrichny Signal, Ski Scho пропорция на Lin_yny Ski, Scho D_є Vimіvoїi Osi и Sign Vіdpovіdaє директно.

- Жилищни блокове тип МУБП-1-1;

- Pidsilyuvacha zvorotny zv'yazku тип BU-44-2-11.

Zovn_shnіy vglyad BDLU представителства на малки.

Фигура 5

Схемата на едноосов акселерометър е показана на фиг.6. (тип DLUV-42)

Ориз. 6. Схема на акселерометър с една тежест с връзка за връщане на мощността:

1 – сензорна намотка; 2 - намотка за събуждане; 3 - цялата чувствителност на акселерометъра; 4 - постоянен магнит; 5 - вдъхновяващо навиване; 6 – подсилувач на змийската струя; 7 – демодулатор; 8 - фазово копие; 9 - pіdsiluvаch postіy strumu; 10 - генератор lanceug zbudzhennya; 11 - изходен опир; 12 - сигнал за бързане, за отвръщане.

Акселерометърът е приставка със силен сигнал за завъртане, при която силата на инерцията, която действа върху чувствителен елемент, се влияе (пропорционално на ускорението) от електромагнитната сила, която се създава от удара при намотката, помещения в магнитното поле.

Чувствителен елемент на DLUV акселерометъра е махалото 4, което е постоянен магнит.

При преместване на линейни ускорения, насочващи оста на чувствителността на сензора, се предизвиква инерционният момент, който премества чувствителния елемент (махало) от нулево положение на правата линия, обратната сила.

Инерционният момент на махалото е повече:

де
- маса на махалото; – раменна дисбаланс на махалото; - Lіyne priskorennya, scho dіє.

Be-yaké yogo vіdhilennya schodo zero stavishcha при собствено създаване на zmіtsnenі при новата намотка на сензора 1 e.f.f. Сигналът от сензора отива на входа на амплитудния фазочувствителен детектор-окачване BU-44-2-11 (7, 8, 10), преобразува се в напрежението на постоянния поток с полярност и през подстанцията на постоянен поток от UPT - 9 се подава към намотките на бобината, които от своя страна5 са закрепени върху пружинна опора на чувствителен елемент.

Магнитното поле на бобината, което влияе, 5 взаимозаменяемо с полето на постоянния магнит 4, който е чувствителен към махалото елемент на сензора, с който се предизвиква електромагнитната сила, която индуцира инерционния момент на махалото и той не е възможно да го завъртите в нулева позиция.

Електромагнитен въртящ момент, който се създава от дрънчето, което протича през намотките на бобината, което вдъхновява, укрепва

де
- коефициент на предаване на ланцета на силна връзка за сигнализатори;

- Стръм, който тече през колибата.

Въведението в акселерометъра на силовото въртящо се звено е еквивалентно на допълнителната твърдост, която е по-богата по размер, по-ниската твърдост на пружинния елемент.

Ако коефициентът на сила на субсидювача 9 трябва да се постигне голям, тогава електромагнитната сила, която вдъхновява, ободрява силата, пропорционалното ускорение и чувствителният елемент на приемането на нулевата позиция на равенство, с която майката ще бъде равна:

или
,