Navazující parametry akcelerometru. Sledování p'zoelektrického akcelerometru. Statický režim testování akcelerometrů

Osoblivіstyu mіkromehanіchnih akselerometrіv Je perevazhne vigotovlennya chutlivih elementіv Tsikh pristroїv z materіalіv na osnovі kremnієvoї tehnologії scho viznachaє: malі Rozměry je páčidlo akcelerometr mozhlivіst zastosuvannya grupovoї tehnologії vigotovlennya jeden otzhe, láce vigotovlennya na Mašov virobnitstvі, Visoko nadіynіst v ekspluatatsії.

Jedním z hlavních důvodů, proč se porucha mikromechanického akcelerometru mění, je změna teploty nadbytečného média. Dodatkove usunennya nula díky kolísání teploty nadbytečného média:

de k T - teplotní drift nulových akcelerometrů; ?T - změna teploty za hodinu odběru vzorků, T-rychlost změny teploty; t je hodina odběru vzorků.

Zdá se, že přesnost světa je obklopena jak systematickou chybou, tak spektrálním skladištěm hluku světa. Například MEMS-senzory mají přítomnost blikajícího šumu, který má k šumu daleko.

Flicker noise (vnější šum) - anomální fluktuace, které se vyznačují obrácenou úměrností spektrální šířky těsnosti k frekvenci k vrcholu bílého šumu, pro kterou je spektrální šířka konstantní. Blikající šum projevů je jako chaotičtější změna termoemicity katod elektronických lamp, které se říkalo „efekt blikání“. Nadalovy fluktuace se stejnou dominancí byly odhaleny v bohatých fyzikálně-chemických, biologických a sociálních systémech. V této hodině se k identifikaci anomálních fluktuací ve skládacích systémech používá termín „šum blikání“, v pořadí méně užitečný, ale přiměřenější termín „1/f-šum“, stejně jako termín „makrofluktuace“. Odlišným typem blikajícího šumu je impulsní (vibrační) šum jevištní části změny rovnající se signálu s proměnnými hodinovými intervaly mezi změnou ekvivalence. Stejná spektrální šířka intenzity nárůstu a poklesu frekvence, mezi možností zvýšení přesnosti s průměrnou cestou, neumožňuje snížit vipadkovo sklad nemoci na nulu. U digitálních snímačů navíc dochází ke změně frekvence generátoru hodin, což také zabraňuje bílému šumu.

Akcelerometry, stejně jako gyroskopy, trpí usunennya a drifty usunennia, prominutí negativity, drifty pod vlivem teploty a zrychlení, nelinearita (tzv. pardon VRE), stejně jako drift citlivosti. Nejdůležitějšími charakteristikami akcelerometrů pro jejich relativní analýzu jsou opotřebení, nestabilita chodu a hluk. Rovněž lze vzít v úvahu driftovou citlivost, koeficient nelinearity VRE a další parametry.

Pokud se akcelerometr posune bez zrychlení, s podlinkovou integrací, požaduje prominutí rychlosti úměrné hodině integrace a prominutí vypočítané polohy, která se kvadraticky zvyšuje s hodinou. Nekontrolovaný posun nuly způsobí, že vektor zrychlení jede rovně a v hlavním výstupu akcelerometru jsou vidět nejen čidla lineárního zrychlení, ale i gravitačního. V systémech inerciální navigace může drift ofsetu akcelerometru způsobit, že počáteční vstup změní výpočet rychlosti a polohy. V případě orientace vimir byly nejčastější є kutové prominutí počítány na pozdějších a příčných přímkách.

Nestabilita posunutí snímače je způsobena kolísáním zvuku, počítaným ve stejném hodinovém intervalu jako průměrná hodnota. Tento parametr se vypočítává Allanovou metodou pro stacionární senzor. S nárůstem průměrné hodiny se vnější hluk snižuje a dosahuje minimálního bodu a poté se opět zvyšuje. Minimálním bodem na Allanově křivce je nestabilita výchylky, která je indukována ve specifikacích akcelerometrů v mg nebo µg. Čím nižší je hodnota tohoto parametru, tím menší je pardon pro výpočet rychlosti, polohy této orientace. Nestabilitu použitého akcelerometru ve většině specifikací považují vibrátory za nejlepší charakteristiku dosaženou v laboratorních podmínkách (při 20 °C a přítomnosti mechanických vstřiků). Stabilita posunu v reálných myslích je maximálním driftem nadměrného odpuštění posunu po kompenzaci přílivu vnějších faktorů - teploty, otřesů, vibrací, stáří.

Jak bylo uvedeno výše, MEMS se dělí na dva typy: snímače a akční členy. Jedním z nejvíce zahlcených typů snímačů jsou snímače pohybu, které se zase používají pro akcelerometry (snímače zrychlení) a gyroskopy (snímače otáčení). Obsazenost těchto přístavků je dnes ještě rozšířenější: telefony, komunikátory, herní konzole, fotoaparáty a notebooky jsou takovými senzory stále častěji postiženy. V mobilních telefonech, že video set-top boxy jsou citlivé na ruhіv koristuvacha vikoristovuєtsya důležitější pro rozvagi. A osa v přenosných počítačích akcelerometry může plnit i jinou funkci: zachytit okamžik, kdy pevný disk dokáže detekovat poškození úderem a zaparkovat hlavy disku. Ve fotografické technice je použití snímačů v ruce neméně aktuální - na jejich vlastní bázi se praktikují poctivé systémy stabilizace obrazu.

Automobiloví výrobci (z masového smradlavého průmyslu jako první vyzkoušeli tento druh nástavce) aktivně využívají pohybové senzory již deset let, například v airbagech a antiblokovacích systémech galms. Tyto čipy jsou tedy již dávno rozptýleny, vydávány řadou skvělých a podobně odlišných společností a vibrují v takovém množství, že ceny jsou již dávno sraženy na minimum. Typický MEMS akcelerometr může stát dolar za kus.

Pro samozřejmost zrychlené vyhlídky jej ruší nějaká nezničitelná část akcelerometru. Výstelka kondenzátoru je připevněna k závaží; Mění se objem, při stálém nabíjení se mění napětí - jeho změnou můžete snížit a povolit vantage. Zvіdki, s vědomím yogo masu a parametrů pіdvіsu, je snadné to poznat a dříve. V praxi jsou MEMS-akcelerometry stavěny tak, že není tak snadné je vidět na jednom skladě - závaží, závěs, pouzdro a kondenzátorové desky. Jemnost MEMS je důvodem, proč ve většině případů v jednom detailu zde můžete (nebo spíše jednoduše přinést) spojit několik objektů v řadě.

Plán architektury MEMS-příloh se skládá z řady mechanických komponent, které jsou vzájemně modifikovány, a mikroprocesoru, který slouží ke zpracování dat, zařizující tyto komponenty.

Pokud existují technologie pro vývoj MEMS, pak existují vítězné šproty hlavních přístupů. Účelem svazku je mikrozpracování, mikrozpracování povrchu, technologie LIGA (Litographie, Galvanoformung a Abformung) - litografie, galvanické pokovování, lisování) a hluboké reaktivní iontové leptání. Objemové zpracování je důležité v nejnákladnějším způsobu výroby MEMS. Podstatou je, že z křemíkové destičky s cestou chemického leptání jsou z materiálu odstraněny nepotřebné odřezky, v důsledku čehož jsou na destičce ponechány potřebné mechanismy. Hluboké reaktivní iontové leptání může opět opakovat proces hromadného mikrozpracování, navíc pro tvorbu mechanismů je plazmové leptání nahrazeno chemickým leptáním. Nový protilezhnistyu tsim dva procesy - proces povrchového mikrozpracování, s veškerými nezbytnými mechanismy pro otáčení na křemíkové destičce s cestou postupného nanášení tenkých tavenin. I, nareshti, technologie LIGA vikoristovu metodou a rentgenovou litografií, která umožňuje vytvářet mechanismy, jejichž výška výrazně převažuje nad šířkou.

1. Meta ta zmist roboti

Meta robotika - vývoj p'zoelektrických akcelerometrů a vlastnosti jejich provozu. V procesu laboratorní práce se studenti seznámí s metodou stanovení amplitudových charakteristik p'ezoakcelerometrů a získají praktické dovednosti ve světě vibračních parametrů.

Popis uspořádání laboratoře

Na Obr. 1 ukazuje schéma uspořádání laboratoře.

Všechny experimenty jsou prováděny na vibračním stojanu ladičky s optickým systémem pro přímé měření amplitudového posuvu. Vibrační stojan na ladičku je poháněn vyměnitelnou strunou z laboratorního autotransformátoru, který žije v lince 220V, 50Hz. Navíjení povrchu vibračního stojanu podléhá harmonickému zákonu:

de – amplituda vibračního posunu;

Frekvence zvonění ladičky, Hz.

Obr. 1. Schéma uspořádání laboratoře:

1 – vibrační stojan ladičky;

2 – laboratorní autotransformátor;

3 - blok živé osvětlovací lampy;

4 - přídavná čidla;

5 - elektronický voltmetr;

6 - elektronický osciloskop;

7 - generátor sinusového signálu;

8 - univerzální místo;

9 - podsiluvach náboj;

10 - sklad kapacity;

11 - dobré kabely.

Vibroakcelerované povrchy, vyjádřené v jednotkách zrychleného volného pádu, jsou definovány vzorcem

de - přítel pokhіdna vіd funktsії za hodinu.

Úpravou hodnoty napětí vibračního stojanu ladičky můžete změnit hodnotu .

Vibrační posun se měří na experimentálním zařízení za pomoci vibračního mikroskopu. Princip vibračního posunu vimiruvach je vysvětlen na Obr. 2a. Světlý potik z žárovky je nalit do čočky mikroskopu. V okuláru mikroskopu s nedrsným povrchem ladičky je pozorována svislá čára - stopa značky nanesené na skleněném kolíku o malém poloměru, silně zesíleném na povrchu ladičky (obr. 2b). Ostrost obrazu se reguluje HRUBO - posunutím okuláru mikroskopu ve směru světelného toku a HLADCE - obtočením okuláru směrem k ose symetrie. Při bušení na povrch ladičky se obraz rizy rozšíří do smuga (obr. 2c), jejíž šířka je nejdůležitější amplitudou vibračního pohybu.

Rýže. 2. Princip dělícího mikroskopu.

Elektronický voltmetr je nezbytný pro monitorování signálů ze senzorů. Když koristuvanny tsim s přílohou, je třeba si uvědomit, že hodnota proměnného napětí je vimiryu, že je di, a pak je za vzorec obviňována citlivost:

de - Výstupní signál ze snímače za údaji voltmetru, mV;

Amplituda vibračního posunu, μM;

Frekvence vibrací, Hz.

Změna infuze vipadkovyh pohika by měla být provedena jednou a hodnota je přiřazena vzorci:

de i - hodnota vnějšího napětí a vibračního posunu pro kožní vim.

Univerzální místo a vimiruvalny generátor jsou určeny pro vimiryuvannya єmnostі. Mіst vikoristovuєtsya v režimu vimіru vіd zvnіshny dzherel zhivlennya (generátor), scho maє frekvence výstupního napětí v rozsahu 4-8 kHz.

Elektronický osciloskop je nezbytný pro sledování výstupních signálů ze senzorů a vibrační frekvence pro metodu Lissajousova figury.

Řád vikonannya roboti

Laboratorní robot je seřazen v následujícím pořadí:

1. Označení amplitudové charakteristiky p'zoakcelerometru:

a) připojte p'zoaxerometr k milivoltmetru a zásobníku kapacity. Ve skladu kapacit můžete nainstalovat;

b) zvětšit vibrační stojan a odejmout úbytek vnějšího tlaku z p'zoakcelerometru v podobě vibračního posunu plochy stolu. Velikost vibračního posunu je řízena vibračním mikroskopem. Zaznamenejte výsledky vimiryuvanu do tabulky. 1 (kapitola 1);

de - Frekvence vibrací, která je určena metodou Lissajousovy figury (obr. 3).

stůl 1

č. p / p	, pF	velikost
		, μM ,
	=0	, MV	U 11	U 21	U 31	U 41	U 51
	=500	, MV	U 12	U 22	U 32	U 42	U 52
	=2500	, MV	U 13	U 23	U 33	U 43	U 53
	=10000	, MV	U 14	U 24	U 34	U 44	U 54

Obr.3. Schéma kmitání frekvence metodou Lissajousovy figury:

1 - elektronický osciloskop;

2 – vibrační generátor.

2. Analýza amplitudově-frekvenčních charakteristik p'zoakcelerometru v nízkofrekvenční oblasti:

a) připojit ke vstupu univerzálního můstku kabel z testovaného převodníku a ovládat hodnoty a frekvence 4-8 kHz;

de - frekvence napětí, žít v místě;

;

3. Označení dolní mezní frekvence frekvenčního rozsahu p'ezoprevolyuvacha, která pochází z mysli

de - Viditelná chyba amplitudově-frekvenční charakteristiky na mezní frekvenci.

Přijmout rovná (pro uplatnění faktury) 0,02; 0,03; 0,05.

4. Označení nástřiku kapacity kabelového vedení na amplitudové a amplitudově-frekvenční charakteristice p'zoakcelerometru:

Hodnoty a vezměte z těchto bodů 1c), 2a) a 2b);

b) na zásobníku kapacit se nastaví hodnota kapacity a zopakuje se postup pro odstranění amplitudové charakteristiky p'zoakcelerometru s amplitudovou charakteristikou = 2500 pF, = 10000 pF. Výsledky vimiryuvan zvesti v tabulce 1 (str. 3 a str. 4 jsou jasné).

5. Pobudovovy grafy amplitudových charakteristik při různých hodnotách oscilačního zkreslení:

a) amplitudové charakteristiky aproximované lineárními nánosy ve formě

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

b) ve stejných grafech uveďte jiné výsledky vimirivu.

6. Pobudovovy grafy amplitudově-frekvenčních charakteristik při různých kapacitách saturace a pro danou hodnotu dolní mezní frekvence pro kožní depresi.

7. Označení amplitudové charakteristiky systému "p'ezoakcelerometr - podpora náboje":

a) zvolte schéma systému (obr. 4);

Obr.4. Schéma systému "senzor - podsiluvach náboj":

1 - snímač;

2-kapacitní sklad;

3- pіdsiluvach náboj;

4 univerzální voltmetr.

b) pro kožní hodnotu citlivosti tahu se citlivost systému stanoví metodou popsanou v odstavcích 1b) a 1d). Výsledky vimiryuvan zvesti do tabulky.2;

c) vyvolat grafy amplitudových charakteristik systému

při různých hodnotách mnemotechnického zkreslení.

8. Pobudovovy grafy v poklesu citlivosti p'ezoakcelerometru v podobě bezprostředního tlaku za údaji tabulky 1 a poklesu citlivosti systému v podobě okrajového tlaku nad daty tabulky 2 .

Tabulka 2

č. p / p	, pF	velikost
		, μM ,
	=0	, MV	U 11	U 21	U 31	U 41	U 51
	=2500	, MV	U 12	U 22	U 32	U 42	U 52
	=10000	, MV	U 13	U 23	U 33	U 43	U 53

9. Razrahunok o chybě citlivosti snímače tohoto systému podle útočné techniky:

Višňovok

Výsledkem bakalářské práce bylo vytvoření sedmi laboratorních prací: laboratorní práce č. 20 „Výzkum drátových tenzometrů a obvodů jejich zařazení“; laboratorní práce č. 21 "Rheostatnі retvoryuvachі"; laboratorní práce č. 22 "Termorezistivní převádění"; laboratorní práce č. 23 "Vimiruvalni lances of the termistors"; laboratorní práce č. 24 "Termoelektrická konverze"; laboratorní práce č. 25 "Indukční pulzní tachometr"; laboratorní práce č. 26 "Výzkum p'zoelektrického akcelerometru".

Kožený robot zahrnuje princip dії, obecné technické informace, schémata experimentálního uspořádání, metodiku provádění experimentů a popis laboratorního uspořádání, metody pro zkoumání fyzikálních parametrů, stejně jako pořadí provádění robota a průzkumu. .

Inventář tsikh robit uspokojuje rovné školení studentů. X - 3X absolvujte kurz, postavte se a řekněte to myslím laboratoří Moskevské státní univerzity vzdělávání a vědy.

Literatura

1. "Snímače termofyzikálních a mechanických parametrů". Dovidník ve třech svazcích. Vol.1 (kniha 1) / Zag. vyd. Yu N. Kopteva; Pro červenou. Є. Є. Bagdatieva, A. V. Gorish, Ya. V. Malkova. - M: ІPRZhR, 1998.

2. "První transformace telemetrických systémů". laboratorní praxe. Є. Є. Bagdatiev, V. E. Mykolajiv, V. N. Gilevskij. - M: 1986.

3. Metodické úvody do laboratorních prací z disciplíny "První konverze telemetrických systémů". Є. Є. Bagdatiev, A. R. Glushko. - M: 1987.

Je snadné poslat svůj harn robotovi k základům. Vikoristovy formulář, raztastovanu níže

Studenti, postgraduální studenti, mladí dospělí, jako vítězná základna znalostí ve svých vycvičených robotech, budou vaším nejlepším přítelem.

Umístěno na http://www.allbest.ru/

Vstup

akcelerometrp'zoelektrický mmikročip

Příslušenství, které napodobuje projekci zrychlení (rozdíl mezi absolutními zrychleními objektu a gravitačními zrychleními, přesněji zrychleními volného pádu) se nazývá akcelerometr. Používejte třísložkové (tříosé) akcelerometry, které umožňují zrychlit rychlost podél tří os.

Akcelerometr může zamrznout jako projekce absolutního lineárního zrychlení, stejně jako nepřímá simulace projekce gravitačního zrychlení. Zbývající výkon vítězí pro tvorbu sklonoměrů. Akcelerometry vstupují do skladu inerciálních navigačních systémů, zvýrazňují je dodatečně jejich integrací, vynecháním setrvačné rychlosti a souřadnic nosu, přičemž registrujete amplitudy vyšší pro jejich rezonanční frekvenci, můžete změnit rychlost akcelerometru bez středu .

Elektronické akcelerometry se často používají v mobilních aplikacích (zocrema, telefonie) a používají se jako krokodýry, senzory pro určování polohy v prostoru, automatické otáčení displeje pro jiné účely.

U přístaveb ovládání herních konzolí je akcelerometr v kombinaci s gyroskopem pro otáčení ve hrách bez použití tlačítek - s cestou otáčení v otevřeném prostoru, strushuvannya tence. Akcelerometr mají například ovladače Wii Remote a Playstation Move.

Akcelerometrie vikoristovuyut na pevných discích pro aktivaci mechanismu ochrany před otřesy, odstranění otřesů, otřesů a pádů. Akcelerometr reaguje na prudkou změnu polohy, přiložím a zaparkuji hlavy pevného disku, což umožňuje chránit disk před poškozením a poškozením. Taková technologie vítězí především u notebooků, netbooků a dalších úložných zařízení.

Akcelerometr v odvětví vibrodiagnostiky je vibrotransformační, který vibroakceleruje v nezruinových řídicích systémech a je nehorázný.

IntegrálníAkcelerometrie.ZagalniVýdomosti

Akcelerometry s lineárními akcelerometry a v této kvalitě jsou široce vikorated pro vimiryuvannya kutіv nahil tіl, síly setrvačnosti, nárazové síly a vibrace. Je známo, že smrad je široce používán v dopravě, medicíně, v průmyslových systémech řízení a řízení, v inerciálních navigačních systémech. Industrialismus připravuje bohatou škálu akcelerometrů, které mohou mít různé principy, rozsahy rychlosti, hmotnosti, rozměrů a cen. Pořadí hlavních typů akcelerometrů je uvedeno v tabulce. 1. Na Obr. 1 ukazuje oblasti, které zabírají akcelerometry jiného typu na diagramu „cena-hodnota“.

Rýže. 1. Graf "cena-přesnost" pro různé typy akcelerometrů

Moderní technologie mikrozpracování umožňují přípravu integrovaných akcelerometrů, které mohou mít malé rozměry a nízkou cenu. V současné době se připravují tři typy IC akcelerometrů: nereflexní, objemové a povrchové.

Plivkovp'zoelektrickýakcelerometrie

Ohebné p'zoelektrické senzory jsou urychlovány na základě bohaté kuličkové p'zoelektrické polymerní fúze. Bagatosharova plivka je upevněna na obložení z oxidu hlinitého a před ní je připevněna setrvačná hmota práškového kovu. Při změně rychlosti snímače vlivem setrvačných sil dochází k deformaci tavby. Zavdyaki p'ezoefektu viní z rozdílu potenciálů na hranicích koulí tavby, které by měly být uloženy v blízké budoucnosti. Citlivý prvek snímače má příliš vysokou výstupní podporu, takže na podložce snímače ACH-01 firmy Atochem Sensors je i polovy tranzistor s malým hradlovým proudem, což je zesilovač napětí. Tse vám umožňuje vyhrát změnu zrychleného tempa s nízkou frekvencí. Snímače tohoto typu mohou mít v sériové výrobě špatné opakování charakteristik, vysokou citlivost na změny teploty a tlaku. Ten smrad nemůže ovládat stálé zrychlení té gravitační síly. Hlavní oblastí zájmu jsou schémata ovládání airbagů.

Objemintegrálníakcelerometrie

NAC-201/3 Lucas NovaSensor může sloužit jako nástavec objemového senzoru, určený pro použití v systémech ovládání airbagů pro bezpečnost automobilu. Tento senzor se skládá ze dvou křemíkových plátků 1 a 2, které jsou po jednom přitaveny (obr. 2). Tři tenké křemíkové nosníky c, d a e, které jsou v desce 1, setrvačná hmota je spojena s křemíkovým rámem b na desce 2. Hmota je z jedné hrany mechanicky spojena s křemíkovým rámem (body f na obr. 2) Obr. . Kůže z krátkých ovnishnіh (ginální) paprsky pomstít pár implantovaných p'ezorezistorů, které dělají napіvmіst. Dva pіvmosti z'ednuyutsya v brukіvku.

Když auto narazí na křižovatku, hmota se zhroutí dolů a ohne paprsky c, d, e, což vyžaduje deformaci p'ezorezistorů.

Tímto způsobem se snímač a poloha krystalu umístí do polohy krystalu a obvod elektronického zpracování signálu vytvoří výstupní signál o napětí 50 až 100 mV plného rozsahu, což má za následek deformaci p'ezorezistory zahrnuté za obvodem Wheatstoneova můstku.

Rýže. 2. Integrální akcelerometr hromadného provedení

Systém Oskіlki to nadіynostі keruvannya s nafukovacími airbagy zavěšenými nadzvichaynі vimogi (yavіvіlі naslіk pomilkovogo spratsovuvannya airbagy na dálnici zhvavіy s rychlostí 150 km/rok), systém senzorů monito maring. Klíčovou roli v samokontrolním systému hraje odporový alarm, který se zahřívá průchodem nového elektrického impulsu s proudovým výkonem 50 mA, napětím 9 a napětím 50 ms. Pokud se paprsek roztáhne ve střední části desky 1, ohřeje se, stoupá, koeficient teplotní roztažnosti křemíku je kladný. Střepy kіntsі її jsou pevné, ohýbají se, ohýbají setrvačnou hmotu a ohýbají paprsek, aby pomstili piezorezistory. Tento paprsek je posunut přibližně o 3 mikrony, což je přímo způsobeno tím, že při zavření vozu skokem.

Rýže. 3. Hlavní konstrukční blok elementárního středu snímače zrychlení

Mikroobvod snímače nezasahuje do obvodu zpracování signálu řídicího můstku. Varianty snímače jsou upraveny tím, že NAC-203 může nahradit vestavěné palivové okruhy, které umožňují laseru zlepšit citlivost a teplotní korekci v procesu vibrací a je vylepšena implementace těchto funkcí NAC-201 . Vstupní a výstupní podpěry můstku vinutí modelu NAC-201 jsou 2 kOhm. Smuha přenos pro rovné 3 dB se stává 500 Hz. Rezonanční frekvence svítidel namontovaných na nejnovější úrovni zvuku podle doporučení výrobce není menší než 10 kHz.

Rýže. 4. Strukturní schéma akcelerometru IMS ADXL50

Integrální snímače zrychleného objemového provedení mohou být velmi krátké. Na prvním místě smrad skládání, střípky z provozu formovacích objemových struktur nelze kombinovat se standardními povrchově integrovanými technologiemi. Jiným způsobem je matkou snímače co nejmenší rozšíření na krystalu obvodu a minimální možné rozšíření. Změna růstu krystalu dává zvýšení jeho mechanické pevnosti a snížení var. Zároveň je u snímače objemového provedení vyžadován pouze citlivý prvek v oblasti 6,5 až 16 mm2 plochy krystalu. Umístění schémat pro vytvoření signálu na krystal může zvětšit plochu na dvojnásobek. K tomu zokrema, jeden ze senzorů zrychlené firmy Motorola má dvoučipové provedení. V jednom krystalu je prvek citlivý na objem a ve druhém je obvod pro zpracování signálu.

Nabíječka / p'zoelektrikaakcelerometrie

P'zoelektrický akcelerometr vikoristický systém pružina-hmotnost pro generování síly, ekvivalentní amplitudě a frekvenci vibrací. Tato síla působí na p'zoelektrický prvek, který na svých výstupech vytváří náboj úměrný vibračnímu posunu. Unikátní konstrukce p'zoelektrických akcelerometrů ve společnosti Bruel & Kjör zajišťuje, že vysoká seismická rezonance a intenzita stejného typu akcelerometrů jsou vysoké jednu hodinu. Tyto vysokofrekvenční charakteristiky jsou také ideální pro simulaci vysokofrekvenčních vibrací: například při analýze hluku převodovky nebo monitorování vysokorychlostní rotační turbíny. P'zoelektrické materiály jsou samogenerující a to neovlivňuje skutečnou energii.

Stavební smrady fungují při extrémních teplotách, ale mají nízkou citlivost vih_dna (což je konstrukce snímače hmotnosti pružiny). Většina vysokofrekvenčních akcelerometrů není tlumena, vysokofrekvenční harmonické konstrukce mohou rozvibrovat „kolíky“ akcelerometru a vést k zahlcení v pokročilých elektronických obvodech. Proto je rezonanční frekvence akcelerometru vysoká, takže v konstrukci je přítomno více vysokofrekvenčních signálů

IEPE-akcelerometrie

IEPE-akcelerometry - ce p'zoelektrické akcelerometry s integrovanými pobočkami, jak vidět živý signál na vedení života a výstupní signál při modulaci napětí. Akcelerometry IEPE od Bruel & Kjör jsou speciálně navrženy pro kontrolu vibrací v malých konstrukcích (například malých). Vysoká citlivost viditelnosti, vysoký poměr signál/šum a široký smog přenosu umožňují vyhrát jak jako rozšíření vysokofrekvenčního rozpoznávání, tak pro potlačení vysokofrekvenčních vibrací. Jedná se o levné a lehké akcelerometry s nástroji s ještě dobrými pracovními vlastnostmi, které mohou být více citlivé na vysokou viditelnost, nižší standardní p'ezoelektrické akcelerometry (bez integrovaných napájecích zdrojů). Zápach je utěsněn pro ochranu před zabrudnen navkolishny středním terénem, nízkou náchylností k elektromagnetickým vibracím na rádiových frekvencích a nízkým externím opirem zavdyaka nádherného džerelu stálého brnění. Výstup s nízkou impedancí umožňuje kroucení levných koaxiálních kabelů. IEPE-akcelerometry - netlumící vysokofrekvenční akcelerometry. Když vimiryuvannyah sklouzl vzhivati zakhodіv, schob niknut "zvonění" akcelerometru, který vyniknennya myslí navantazhennya.

P'ezorezistivníakcelerometrie

Deformační senzory p'ezorezistivních akcelerometrů mění elektrickou podporu úměrně přidanému mechanickému namáhání. Monolitický snímač akcelerometru obsahuje vestavěné mechanické rozhraní a může mít vysokou kvalitu s dobrým odstupem signálu od šumu. Akcelerometr centrálního typu je _yalnya pro Vimіranuhennya, nízký buket II je uznáván pro vipochniva do Zitknennya, na Flatter, na їzdu důležitých silnicích, a IODINMIKI Vimіryuvan Tosho, Scho Vimagtendus Masi Naval Minemal. Mohou být vicorovány pro perkusní testování světelných systémů nebo konstrukcí, splňují specifikace SAEJ 211 pro antropomorfní makety a simulační zařízení. Mayuchi frekvenční odezva, yak syagaє postіynogo strumu, tobto. až do rychlosti jsou tyto akcelerometry ideální pro přežití triviálních přechodových procesů i krátkodobých nárazových rázů. V bohatých vipadech se citlivost ukazuje jako vysoká a není nutné měnit názor. P'ezorezistivní akcelerometry mohou mít minimální tlumení, které nevytváří fázový šum na nízkých frekvencích. Existují však určité problémy s úmrtnostmi na nízkých frekvencích a pro tlumení těchto krátkých období je nutné mít speciální záznamy.

Akcelerometriehadovitýkapacity

Akcelerometry s proměnnou kapacitou mají unikátní mikrosenzor s proměnnou kapacitou, který vytváří variabilní nástavec s paralelním pokovováním. Výsledkem je, že snímač vystupuje s odezvou na vstupní zrychlení ustáleného proudu, se stabilní tlumicí charakteristikou, protože maximalizuje frekvenční odezvu, a dostatečnou hlučností, takže vydrží i vysoké rázové a krátké tlakové namáhání. .

Nízkofrekvenční akcelerometry jsou ideální pro testování pohybu nízkofrekvenčních vibrací a používají se pro vítězství v oblastech, jako je sledování trajektorie, hodnocení designu letadel/aut, testování flutteru a testování zavěšení vozidel. Plynové tlumení a rozhraní mezi rozsahy umožňují mikrosenzorům akcelerometru odolat nárazům a nedostatkům, což jsou typické výkonné přídavky s vysokým g. Při vysokog-testování je fyzická část senzoru degradována; Proto při výběru nárazového akcelerometru doporučujeme přehodnotit maximální hodnotu nárazového vstřiku.

Základní pravidlo zní: čím blíže je akcelerometr k dzherelu (vibrace nebo náraz), tím větší je vstup g-rіven. Doporučuje se také připájet svorky a gumové šipky skrz ně malým šroubem, ale když jsou s nimi roboti instalováni, mělo by se s nimi zacházet ještě opatrněji.

Povrchintegrálníakcelerometrie

Analog Devices vyvíjí rodinu akcelerometrů ADXLxxx v provedení pro povrchovou montáž. První v této rodině je ADXL50, jehož sériové vydání bylo uvedeno do oběhu v roce 1991.

Celý krystal akcelerometru o průměru 3,05-3,05 mm zabírá hlavní řada s obvody pro tvarování signálu, jako miniaturní snímač akcelerometru o průměru 11 mm je umístěn uprostřed. Snímač má diferenční kondenzátorovou strukturu s reverzním dielektrikem, výstelky z druhu virizan (sklovité) z plochého kusu polysilikonové kaše o tloušťce 2 mikrony. Nedestruktivní desky kondenzátoru - jednoduché konzolové prameny, nařasené ve výšce 1 μm na povrchu krystalu ve vrstvě na polysilikonových pahýlech-kotvách, přivařených ke krystalu na molekulární úrovni.

Na Obr. 3 čtení je hlavním konstrukčním blokem elementárního středu snímače. Ve skutečnosti může mít snímač 54 elementárních podnětů pro zrychlení, ale pro zjednodušení ti malí ukazují pouze jeden komiks. Setrvačná hmota snímače se urychluje při změně rychlosti pohybu krystalu, mění se podle rozlišení krystalu. Її prstovité výstupky utvoryuyut ruhlivanya obložení kondenzátoru proměnlivé kapacity. Od špičky kůže se konstrukce spirálovitě stáčí na kotvy, které jsou designově podobné vyzdívkam nehořlavých vyzdívek. Podél konců setrvačné hmoty, která má být na váze zastřižena, se natahují nibi mechanické pružiny s konstantní pružností, které obklopují pohyb testovací hmoty a її rotaci ve výstupní poloze. Jinými slovy, síla setrvačnosti při návalu zrychlení

vr_vnovazhuetsya silová pružina

de m - hmotnost, a - zrychlení, k - tvrdost pružiny, x - pohyb hmoty za roh. Zvіdsi viplivaє, shcho a = x (k/m), navíc k/m - konstrukční parametr snímače.

Střípky posunutí setrvačné hmoty mohou být v rovině polysilikonové desky, v této rovině leží veškerá citlivost senzoru a později je rovnoběžná s rovinou druhé desky, dokud senzor není připájen.

Rýže. 6. Varianta akcelerometru

Kůže ze sady nerobustních kondenzátorových desek (Y a Z) je elektricky zapojena paralelně uprostřed krystalu obvodu. Výsledkem je dvojice nezávislých kondenzátorů X-Y a X-Z, jejichž rozpadající se výstelka je pokryta veškerou složitostí prstovitých výběžků v setrvačné hmotě. Střed krystalu a tři desky jsou připojeny ke vstupním obvodům pro vytvoření signálu akcelerometru. V klidném táboře (ruh іz postіynoyu shvidkіst) knír „prsty“ načechrané podšívky X zavdyaks strií jsou na stejné velikosti ve formě párů prstů neškodných vložek. Kdykoli tam jsou rychlé, zmuchlané prsty, přiblíží se k jedné sadě neposlušných prstů a vzdálí se od jiné sady. V důsledku tohoto znatelného posunu se vzdušné povrchy stávají odlišnými a kapacity mezi zmačkanou výstelkou a povrchem neodpadkových výstelek se mění.

Přestože v IMS akcelerometru ADXL50 je snímač a obvod pro tvarování signálu ve skutečnosti uzavřený obvod s reverzní spojkou a tlakem sil, můžeme robota popsat jako nástavec s uzavřenou reverzní spojkou. Protifázové signály obdélníkového tvaru o frekvenci 1 MHz o stejné amplitudě jsou přiváděny generátorem obdobným způsobem jako horní a spodní deska Y a Z (obr. 4).

Kapacity CS1 a CS2 mezi nerobustními a řvoucími deskami pro rychlost zrychlení jsou však na suchou desku přenášeny signály stejné amplitudy. Jiný signál, který by měl být na vstupu opakovače, je roven nule.

Při zrychlení snímače není rozdílový signál roven nule, navíc jeho amplituda leží ve velikosti suché vrstvy a fáze je označena urychlovacím znaménkem.

Fázově citlivý demodulátor převádí nízkofrekvenční signál (plynulý od 0 do 1000 Hz), který charakterizuje velikost a znaménko zrychlení. Tsya napětí by mělo být na pidsilyuvach, z jehož výstupu jde signál do ovn_shnіy IMC.

Rýže. 7. Blokové schéma duálního akcelerometru ADXL202

Aby se změnila teplota nadbytečného média, změnily se parametry, snížila se nelinearita přechodové charakteristiky akcelerometru, provedli prodejci negativní zpětnou vazbu přes setrvační hmotu. Pro toto napětí je výstup napájecího zdroje přes rezistor 3 MΩ přiveden na ruhom_ obložení snímače. Tsya napruga vytváří elektrostatické síly mezi hrubými a nerozbitnými deskami, takže můžete setrvační hmotu umístit do výstupního tábora. Rozptyl může být tímto způsobem v systému s vysokým činitelem kvality, setrvačná hmota se nebude ve své vnější poloze nijak pohybovat níže o 0,01 mikronu.

Bez zrychlení je výstupní napětí vysoké VO = 1,8 V, při plném zrychlení ±50 g VO = 1,8±1,5 V.

U nejnovějších modelů akcelerometrů IMC vypracovali inženýři společnosti Analog Devices vazbu za setrvačnou hmotou. З Jedna strana, tse dosvolilo khvv_chі zameshiti brodivci krystalu senzoru, pivovyaty yogo konіchnіst, zb_lshiti ráfky vivyzynі's dirts, praktické od Valentýna, ale's siniti, zb_inchonyny the Masiіі.

Akcelerometry rodiny ADXL také provádějí systém autotestu. Testovací signál ADXL50, který vypadá jako sekvence nízkofrekvenčních přímočarých pulzů, je aplikován na křehkou výstelku. To vyžaduje setrvačné hmoty, podobné těm, které vyžadují příliv setrvačných sil. Se stejnou frekvencí se mění i výstupní napětí referenčního snímače.

Rýže. 8. Konstrukce snímače zrychlení čipu rodiny XMMA byla zjednodušena

U modelů bez zpětné vazby je více než 42 pozic středu snímače zkrouceno v okruhu řízení rychlosti. Dalších 12 vstoupí do obvodu autotestu. Vlastní testování se provádí dodáním vysoké logické úrovně „SELF-TEST“ vousů mikroobvodu. Při dotyku suché části snímače působí elektrostatická síla, která vykazuje přibližně 20% zrychlení plného rozsahu.

Výstupní napětí integrovaného obvodu referenčního snímače se bude úměrně měnit. Tímto způsobem se přehodnocuje praktičnost nové mechanické struktury a elektrického obvodu akcelerometru.

Aby se snížila energie na stabilitu životní síly a umožnila životnost akcelerometrů přímo v bateriích, je jejich výstupní napětí úměrné nárůstu životního tlaku. V takovém případě by měla být sekvence zahrnuta za poměrové schéma, jak je znázorněno na obr. 5. V tomto schématu ručně zastosuvat ADC, který vikoristovu zhivlennia v kapacitě reference. Je třeba poznamenat, že mezi výstupem akcelerometru a vstupem PVZ ADC je na vině vyrovnávací paměť, protože výstupní proud akcelerometru se mění v rozsahu ±100 μA a při dosažení vysoké frekvence vibrací , kondenzátor PVR není schopen nabíjet vstup akcelerometru na napětí.

Analog Devices v současné době uvádí na trh několik modelů integrovaných akcelerometrů: jeden ADXL105, ADXL150, ADXL190 s maximálním zrychlením ±5 g, ±50 g, ±100 g v normálním stavu a duální ADXL202, ADXL210 a ADXL250 s maximálním zrychlením ± dvojnásobek ±50 g . Snímače jsou vyráběny převážně v plochých keramických pouzdrech QC-14 s rovinnými žebry a osa, pro kterou je urychlován, je narovnána rovnoběžně s žebry (tedy rovnoběžně s rovinou druhé desky). Varianta ADXL202E je k dispozici pro miniaturní, neživé krystalové ložisko LCC-8 o velikosti 5x5x2 mm. Pro přehlednost jsou výstupní signály IMC ADXL202 a ADXL210 stejnosměrné impulsy konstantní frekvence s mikrokontroléry. Informace o zrychlení se odráží v životaschopné trivalitě impulsů g.

Akcelerometry Tsіkave zastosuvannya s malými hodnotami maximálního zrychlení (і, vіdpovіdno, vysokoyu sensitivіstyu) - určený kuta nahil schodo horizont.

Je možné vicorate v bezpečnostních systémech automobilů, za účelem roztashuvannya vrtání při vrtání křehké Sverdlovin a іn.

Rýže. 9. Graf akumulace rozdílu kapacit kondenzátorů od středu snímače zrychlení vlivem pohybu mycí desky.

Vihіdna napětí akcelerometru je úměrné sinusu osy kuta nahil Yogo citlivosti k horizontu. Pro jednoznačné určení hodnoty řezu je nutné zvolit duální akcelerometr. Z tohoto důvodu je ADXL202 ideální. Přítomnost výstupních signálů snímače do 1 g je znázorněna na Obr. 6.

Rýže. 7a ukazuje zjednodušené blokové schéma dvouvodičového akcelerometru ADXL202. Viditelné signály jógy jsou impulsy, lze vidět trivalitu takového proporcionálního zrychlení. Tento typ výstupu zajišťuje stabilitu přenosu, přenos signálu po jedné lince a jeho příjem, ať už jde o mikrokontrolér, který může mít časovač (ADC není potřeba!). Signál na výstupu kožního kanálu senzoru má tvar znázorněný na Obr. 7b, navíc zvýšení jednotek g se platí vzorcem:

Respektujte, že životaschopná trivalita = 0,5 se rovná nulovému zrychlení. Perioda impulzů T2 není nutná k potlačení kožního impulzu. Pro změny teplot je potřeba více upřesnit.

Protože frekvence výstupních impulsů je pro oba kanály stejná, měla by být perioda T2 omezena pouze na jeden kanál. Hodnota se nastavuje v rozsahu 0,5 až 10 m externím rezistorem RSET. Krátký akcelerometr s PWM výstupem je potřeba pro nasazení swed-kódovaných mikrokontrolérů, aby se eliminovala vysoká distribuční kapacita s širokou šířkou pásma.

Na závěr popisu akcelerometrů společnosti Analog Devices uvádíme řadu číslic, které charakterizují konstrukci a úroveň technologie výroby těchto mikroobvodů.

· Hmotnost setrvačníku - 0,1 mcg.

· Kapacita povrchové části diferenčního kondenzátoru je 0,1 pF.

· Minimální udávaná kapacita ventilace je 20 aF (10-18 F).

· Změna kapacity, která umožňuje urychlit novou váhu - 0,01 pF.

· Desky kondenzátoru V_dstan mizh - 1,3 mikronu.

· Minimální výdech hrubých desek kondenzátoru - 0,2 angstromu (pátá část průměru atomu!).

Akcelerometry rodiny XMMA společnosti Motorola jsou složeny z planárního amniotického jádra akceleračního senzoru a obvodu pro normalizaci signálu CMOS, navrženého pro práci s ranými modely na jediném čipu. Citlivý prvek (G-střed) zabírá větší část krystalu. Výlisky z polykrystalického křemíku za dodatečným povrchovým mikroformováním jsou tvořeny dvěma nekorozivními deskami, mezi kterými je deska válcována, upevněna na pružinovém závěsu a stavba se pohybuje vlivem setrvačných sil (obr. 8) . Pokud se středová deska v důsledku zrychlení přesune do střední polohy, když dosáhne jedné z nenásilných desek, zvýší se o stejnou hodnotu, o kterou přejde na druhou desku. Změna života charakterizuje zrychlení.

Veškerá citlivost je narovnána kolmo na křemíkový (čipový) povrch desky, takže senzory, které jsou vyrobeny v DIP pouzdru, jsou urychleny, narovnány normálně na druhou desku. Aby bylo možné zrychlit, rovnání paralelně s ostatními deskami, vyrábí firma i senzory v pouzdrech SIP, u některých čipů štěrbinové kolmo na druhou desku.

Rýže. 10. Blokové schéma akcelerometru MMAS500G

Desky G-roomu jsou tvořeny dvěma antispínanými kondenzátory. Rychlostí snímače se zrychleními, narovnávajícími se kolmo na rovinu desek, se shnilá deska narovná rovně, na správné zrychlení a dojde k jejímu přerozdělení mezi desky. Kapacity obou kondenzátorů se mění podle vzorce

de S je plocha desek, e je dielektrická konstanta a x je vzdálenost mezi deskami. Jak vidíte, tento omyl je nelineární. Na Obr. 9 ukazuje graf vyčerpání rozsahu kapacit těchto kondenzátorů (C1-C2) s ohledem na pohyb ruhomoi desky. Schémata pro určení nepohodlí kapacit kondenzátorů jádra G vibrují změnou napětí na suché desce (MMAS40G, MMAS250G, MMAS500G) nebo náboji na ní (XMMA1000, XMMA2000).

Napětí je řízeno elektrometrickým subsilentním nábojem a náboj je tlumen elektrometrickým nábojem. Soudě podle technických popisů těchto mikroobvodů, prezentovaných firmou virobnik, smrad dříve nebo později unesete. Na Obr. 10 ukazuje blokové schéma akcelerometru XMMAS500G, který má variabilní rozsah rychlosti 500 g. Signál z výstupu elektrometrického snímače by měl jít do nízkofrekvenčního filtru 4. řádu a třetího - do obvodu kompenzace teploty.

Akcelerometry Motoroly lze měřit i v poměrovém režimu.

Přesnostintegrované akcelerometry. Statická přesnost

Přesnost převodu zrychleného elektrického signálu pomocí akcelerometrů, jako je i, jako a přesnost snímačů jiného typu, je určena hodnotami nulového offsetu, chybou plného rozsahu (citlivostí) a teplotní a časový posun těchto parametrů. Důležité poruchy ukládání - poruchy linearity (nelineární) a příčná citlivost.

Posun nuly a citlivost akcelerometrů pro normální mysl jsou při přípravě opraveny. Zališkovu chybu lze změnit způsobem kalibrace a uložením kalibračních konstant do paměti mikrokontroléru. Kalibraci akcelerometru lze provést dvěma způsoby: na vibračním stojanu s ostrým senzorem zrychlení a s jinou tíhovou silou.

Rýže. 11. Grafy zrychlení a rychlosti integrálního akcelerometru v myslích silných pozdních vibrací

Vítězná pozice může mít následující výhody:

· Možnost kalibrace včetně senzorů, méně citlivých na změny;

· Možnost kalibrace snímačů se zrychleními, které lze snadno měnit g;

že nedostatky:

· Je potřeba drahý vibrační stojan;

· Problém upevnění snímače při kalibraci na vysokou g.

Význam gravitační síly pro kalibraci:

· Nepotřebují držení silnice;

· metoda není příliš citlivá na chybu instalace snímače;

· Je možné zastosuvat méně pro senzory, spriyyatlivih na postyynogo zrychlení;

· Není možné znovu kalibrovat měřítko senzorů, stavba se mění na velké rychlosti.

Teplotní posun nulového offsetu a citlivosti mohou být také kompenzovány.

Pro jakékoli jiné modely (například XMMA1000, ADXL105) lze nainstalovat teplotní senzory. Jedním z důvodů nelinearity charakteristik převodu integrálních akcelerometrů ze snímačů mnemotechnického typu je nelineární akumulace kapacity kondenzátoru mezi deskami (div. obr. 9).

Při změně nabíjecího napětí, jak je v XMMA1000 rozbité, je potenciál suché desky konstantní a více než poloviční napětí životnosti, protože se přibližně rovná 2V (oddíl obr. 8). V tomto případě vzorec q \u003d CV s vylepšeními (1) ukazuje, že zvýšení náboje suché výstelky při přesunu do skladu

Jak vidíte, akumulace nárůstu náboje při změně mezi deskami není lineární. Pokud v akcelerometru dojde k poklesu napětí (elektrometrickému), pak se náboj kondenzátorů snímače nemění.

Todi zbіlshennya naprugi na talíři ruhomіy linіyno zalezhimam vіd zmіni v_dstan_ mizh talíře:

Z nějakého důvodu má akcelerometr XMMA1000 (napěťová rozvodna) typickou chybu linearity 1 % plného rozsahu oproti 0,5 % pro MMAS40G (napěťová rozvodna). Akcelerometry rodiny ADXL mohou být oscilátorem diferenciálního typu, jehož nenásilné desky jsou si rovny, ale také buzením protifázového napětí V1 a V2 s frekvencí 1 MHz. Proto je komplexní hodnota napětí na střední desce, vypočtená metodou dvou uzlů, určena vzorcem:

de - kruhová frekvence zbudzhennya. Dívám se na ty, které V1 = -V2

Tímto způsobem je zatížení napětím na hrubých deskách snímače při pohybu lineární. Akcelerometry rodiny ADXL mohou mít typickou chybu linearity 0,2 %.

V kapacitě jednoho dalšího dzherelu smrti je zobrazena hystereze (která se nerovná zvuku) během vibrací a úderů. V fіrmovomu opisі mіkroskhem zhodnih vіdomostey o gіsterezu Absent, pivo eksperimenti z vikoristannya іntegralnih akselerometrіv ADXL sіmeystva pro viznachennya shvidkostey i peremіschen, provedenі autoři tsієї stattі ukázal scho pro nayavnostі vіbratsіy velikoї amplіtudi pohibka, obumovlena, ymovіrno, gіsterezisom, Mauger dosyagati tsіlkom nepripustimih hodnot. Podle našeho názoru je tato hystereze upozorňována na to, že při výrazných zrychleních může být deformace nástavců, které hrají roli pružiny, nepružící a se změnou zrychlení setrvačné hmoty, nebo se otočí doprava při výstupní tábor (není pružný). Na Obr. 11 grafů zrychlení (a) a rychlosti (b) je vyneseno podle hodin akcelerometru ADXL150, upevněného na jednom z konců ocelových nůžek o délce 1,5 m, které se pohybují velkými zrychleními na vzdálenosti 0,5 m. m. amplituda s frekvencí přibližně 300 Hz. Graf zrychlení byl pořízen z akcelerometru bez mezičtení signálu 12bitovým ADC se vzorkovací frekvencí 80 kHz. Graf rychlosti je výsledkem numerické integrace těchto dat lichoběžníkovou metodou. Na klasu a na konci intervalu varování (0-0,9 s) se rychlost snímače blíží nule.

Na rychlostním grafu (obr. 11 b), body určitého nárůstu údajů akcelerometru, byla odchylka koncové hodnoty rychlosti cca 1,25 m/s s maximální rychlostí 3,5 m/s.

Rýže. 12. Grafy zrychlení a rychlosti integrovaného akcelerometru s poklesem vibrací

Na Obr. 12 znázorňující zrychlení (a) a rychlost (b) stejného snímače s parametry blízkými rychlosti, ale pevné větší konstrukce. Pohyb byl doprovázen výrazně menší pozdní vibrací. Jak můžete vidět, rychlost jmenování rychlosti se mnohokrát změnila.

Příčná citlivost

Příčná citlivost charakterizuje citlivost snímače na elektrický signál zrychlení, napřímení pod úhlem 90° k ose citlivosti snímače (příčně). Ideální akcelerometr má příčnou citlivost rovnou nule. Na pasových datech snímače je potřeba, aby prošla část (u oken) příčného zrychlení.

Hluk akcelerometrů

Rіven šum bez mezilehlého rušení ze šířky smogu přenosu senzoru. Změna smogu průchodu dolní propusti na výstupu snímače by se měla omezit na snížení šumu. Chcete-li zlepšit poměr signál/šum a zvýšit rozložení budov, můžete také zavést amplitudy a fázové frekvence. Některé modely akcelerometrů by měly být umístěny na krystalu nízkopropustného filtru (rodina XMMA - 4. řád, ADXL190 - 2.). Dvouosé snímače ADXL202/210 lze připojit ke dvěma externím kondenzátorům, které jsou spojeny dvěma vnitřními odpory po 32 kOhm, dvěma dolními propustmi prvního řádu.

zadek. Mikroobvod ADXL150 má typickou hodnotu spektrální hustoty šumu 1 mg/Hz pro plynulost 10-1000 Hz. Když je dolní propust zapnuta s frekvencí 100 Hz, hodnota šumu na výstupu filtru se stane 10 mg a amplituda se změnou 0,997 - v rozsahu 30 mg.

Stupnice celé stupnice snímače nastavte na 50 g, dynamický rozsah je více 20lg (50 / 0,03) = 64,4 dB. Není to špatné, ale po ukazateli integrovaného akcelerometru to silně kompromituje p'zoelektrika. Například p'zoelektrický akcelerometr typu 4371 od Bruel & Kjaer má dynamický rozsah 140 dB.

Hlavní dynamickou charakteristikou akcelerometrů je smuga přenos přes úroveň -3 dB. U stolu 2 ukazuje hlavní charakteristiky těchto typů integrovaných senzorů zrychlení.

Wvypnout

Akcelerometry se zároveň aktivně používají v přenosných přístavcích, jako jsou mobilní telefony, tablety a notebooky, aby bylo možné sledovat jejich polohu v prostoru a aplikovat další funkce, které pomáhají sim. Jednoduché senzory se nacházejí v mechanických mechanikách pevných disků (které v budoucnu nebudou). Je snadné jmenovat nejlepší akcelerometr, protože oblasti přetížení se neustále rozšiřují a mohou být až citlivé, zatímco data se rozšiřují úplně. Vyvíjejí se technologie pro ukládání ve větším měřítku, dříve nižších, akcelerometrů do architektury prostoru, které pomohou překonat řadu nehod.

Seznam vítězné literatury

1. Goodinaf F. Integrální akcelerometr pro 50 G s vlastním ovládáním, implementovaný na budíku, který se zahřívá // Elektronika. 1993. č. 7-8. Z. 54-57.

2. Goodinaf F. Šokový snímač pro zrychlení, hučení na základě malého objemu povrchové mikrostruktury // Elektronika. 1993. č. 11-12. Z. 86-87.

3. Goodinaf F. Integrální senzor zrychlení pro automobilové airbagy // Elektronika. 1991. č. 16. S. 7-14.

4. Doscher J. Návrh a aplikace akcelerometru. analogová zařízení. 1998.

5.Serridge M., Likht T.R. "Brul ta K'er". 1987.

Umístěno na Allbest.ru

Podobné dokumenty

P'ezoelektrická akcelerometrie: charakteristická charakteristika, princip robotické a zastosuvannya. Hlavní konstrukční možnosti pro p'zoelektrické akcelerometry. Dekodéry, provozní dotace a analogově-digitální konverze, rozpoznávání.

práce v kurzu, dary 16.05.2014

Etapy vývoje návrhu a technologie přípravy jádra akceleračního senzoru typu otisk. Účel akcelerometru, volba jiné desky, způsoby pájení, zejména výběr a instalace. Funkční a variantní analýza středu snímače zrychlení.

diplomová práce, dar 12.7.2011

Vývoj návrhu a technologie přípravy vodičového mikroobvodu v integrovaném obvodu. Výběr technologie pro přípravu mikroobvodu, na základě které byl vyvinut technologický postup, topologie krystalu.

práce v kurzu, dary 13.07.2008

práce v kurzu, dary 06.12.2010

Výběr parametrických ferrezonančních stabilizátorů napětí. Konstrukční a technologický vývoj integrovaného mikroobvodu. Rozrahunok integrovaného tranzistoru a jeho charakteristiky. Rozrobka tekhnіchnykh vmog, že topologie mikroobvodu.

práce v kurzu, dary 15.07.2012

práce v kurzu, dary 30.01.2014

Naplnění výběru snímače. Výběr mikroobvodu AD594, mikrokontrolér. Blokové schéma programování MK ATmega8. Připojení mikroobvodu k termočlánkům. Propojení single a metra bydlení. Schéma z'ednannya, scho zabezpechuє rіvnіst teploty.

práce v kurzu, dar 23.12.2015

Přiložte, co sloužit pro zrychlení rychlosti - akcelerometr. Výběr p'zoelektrického materiálu. Tvar setrvačné hmoty, її přítok pro získání charakteristik snímače. Popis konstrukce akcelerometru. Vyberte elektrický obvod. Vihіdna pіdsilyuvacha napětí.

práce v kurzu, dary 15.05.2014

Hlavní aktivní prvky, které jsou umístěny v přílohách, které se používají v dosahu rádiových vln. Důležitý výkon integrovaných mikroobvodů. Vodiče a hybridní integrované obvody. Dzherela, že priymachi optické viprominyuvannya, modulátory.

abstrakt, doplňky 14.02.2016

Vývoj této implementace přidá výběr binární podsekvence symbolů z nevyčerpatelné binární sekvence. Vyberte mikroobvodový registr zsuvu. Metody úpravy modelu USPB, generátor slov. Výběr mikroobvodu pro realizaci zobrazovací jednotky.

Spotřebiče, uznávané pro přizpůsobení lineárních rychlostí palubních zařízení a trupových rychlostí prvků jejich jednotek, které jsou obaleny, tzv. akcelerometry.

Signály akcelerometrů se používají v inerciálních navigačních systémech pro výpočet rychlosti a souřadnic, v systémech řízení letu a motoru a také v ukazatelích vizuálních zařízení. Vizuální pomůcky indikace budou dříve vyžadovat, aby pilot na manévrovacím letounu řídil přechod, což je způsobeno hodinou řízení letu.

Akcelerometry jsou klasifikovány podle různých znaků, zocrema, podle oblastí přetížení, typu citlivého prvku, způsobu snímání signálů, počtu zmírňujících složek zrychlení, typu výstupního signálu a dalších.

Vymogi až po akcelerometry, stupeň přesnosti vimiryuvannya je určen sférou zastosuvannya. Chyba akcelerometrů v inerciálních soustavách tedy není zodpovědná za překročení 0,001 %. Akcelerometry, stejně jako v řídicích systémech, mohou mít chybu 0,001-1,0 %. Rychlost akcelerometrů, které jsou fixní jako vizuální doplněk, je 1-3%.

Princip dії osa akcelerometru y chomu.

Schéma akcelerometru.

1 - setrvačná hmotnost; 2 - pružina; 3 - tlumič; 4 - měřítko; 5 - připojovací pouzdro; 6 - veškerá citlivost akcelerometru

Setrvačné závaží 1, přivázané k trupu 5 za pomoc jaro 2 ten tlumič 3 , lze přepnout přímo na osu 6 název závoje citlivosti. Posouvání masi podle uchycení k tělu, které je přišroubováno za stupnicí 4 , úměrně rychlosti stírání, narovnané podél osy citlivosti.

Citlivým prvkem akcelerometru je setrvačná hmota.

na setrvačné hmotnosti
Akcelerometry mají stejnou sílu:

- Setrvačná síla

de - Přesouvání masi podle prodloužení k trupu;

-pohyb těla, aby se vešel do pevného bodu prostoru.

- Síla úměrná rychlosti hmoty a vytvořená tlumičem:

de
- Koeficient tlumení.

- Polohová síla vytvořená silou pružiny:

de - Součinitel tuhosti.

Součet těchto sil je roven nule, tobto.

de
- frekvence Vlasna;

;

-Koeficient vnějšího plynování.

Hlavními prvky akcelerometru jsou pohyb setrvačných hmot, snímače signálů pohybu hmot, momentové (silové) nástavce, které zajišťují zavedení signálů otočného zvuku, pomocné signály a seřízení (tlumiče).

Aby akcelerometr reagoval pouze na tuto rychlost ukládání, na vimiryuvannya koї vіn schůzky, hmotnost setrvačnosti jógy je odpovědností mateřské speciální pіdvіs, scho vіdpovіdaє postupující vimog: 2) přítomnost příčných vazeb mezi osami vimiruvalny; 3) zajištění lineárních úhorů mezi oddechem setrvačné hmoty a zánikem prvních.

Závěsy na jednoduchých podpěrách vytvářejí výrazné tření, jako by snižovaly citlivost akcelerometru. Pro výměnu třeně se citlivý prvek označí na důležitém, nebo se umístí v blízkosti domoviny s pet vaga, což je lepší pet váza citlivého prvku (obr. 2-4). Závěsy na pružinách a vlnité pružinové membrány se nebudou třepit, chrání nakrátko ty, které po odstranění hmoty začne nástavec reagovat na zrychlení skladu, kolmo k ose citlivosti. Proto je nutné kvůli kompenzaci síly zastavit u akcelerometrů, pokud je inspirace prakticky denní.

Rýže. 2. Schéma jednosložkového akcelerometru:

1 - setrvačná hmotnost; 2 - tělo; 3 - vlast; 4 - přímý střih; 5 - pidsiluvach; 6 – indukční snímač výchylky;

7 - elektromagnetický pohon

Na schématu Obr. 2 setrvačné závaží 1 se přesune do vedení 4. Pro výměnu ložiska na přímém závaží 1 je umístěno uprostřed 3, má neutrální vztlak, což zahrnuje silné přitlačení k přímce. Signály v obvodu, úměrné pohybu setrvačné hmoty, jsou řízeny indukčním snímačem na podpěře sekvenčně zahrnuty do vedení vinutí pohonu. Tlumení v priladі přesahují podporu rahunok pro hodinu pohybu setrvačné hmoty ve vlasti. U akcelerometrů typu je možné snímat vysokou frekvenci a malou zónu necitlivosti (změny sil lze dosáhnout třením zvuku setrvačné hmoty ve vzduchu). Pro zachování stability charakteristiky akcelerometru je nutné ořezat teplotu konstantní teploty, která je v dosahu termostatů.

Rýže. 3. Schéma kyvadlového akcelerometru plováku:

1 - setrvačná hmotnost; 2 - vlast; 3 - tělo; 4 - moment dvigun;

5 - pidsiluvach; 6 - snímač signálu

Na Obr. 3 znázorňuje schéma kyvadlového akcelerometru plováku. Poplavsky (Iinsіin Masa) designer tak, jogo jogo vaga q buv blusted to pіdyomno Sili F. Neckidna Pendulovikі Стой поставка šustění a zsuvom centrum tvrdých kódů Schodo centrum hydroizolace pro magnitude dwalіd viptive senzor magnitude dwalіd viptiveі 4. Samec v podpěrách, které jsou jimi podepřeny, jsou chráněny malým svěrákem, střepy plováku Q jsou prakticky podepřeny opěrnou silou F. Pro uložení parametrů zařízení je nutné regulovat teplotu radiátoru. Plovoucí akcelerometry mají silikonová jádra.

K ubírání rychlosti letu a ujeté vzdálenosti slouží ty rychlé, které využívají akcelerometry, které v inerciálních soustavách stagnují. Pro odstranění rychlosti je integrována jednou a pro odstranění trasy dvě. Jedná se o první třídu akcelerometrů, u kterých je výstupní signál úměrný nikoli zrychlení, ale jednosměrnému integrálu zrychlení.

Obr.4 Schéma integračního akcelerometru

1-setrvačný plovák; 2-řidič; 3-hydraulické obtokové kanály; 4-svorkový snímač; 5-válec, naplněný silikonovou tyčí; 6-reléový topný systém; 7-termostat; 8-topné těleso; 9hvězdičkový válec; 10-řídina

Schéma integračního plovákového akcelerometru je znázorněno na Obr. 4. Plovák 1 ve tvaru válce je umístěn ve válcové komoře, naplněné matkou 10, a tloušťka materiálu plováku je menší než šířka matky. Kamera se otáčí kolem motoru 2 s konstantní rychlostí. Vlivem středových sil vody, které jsou obviňovány z ovíjení, se plovák obnoví podél osy symetrie, která se může pohybovat. Integrace akcelerometrů s konstrukcí znázorněnou na Obr. 4 může citlivost se blížit 10 -5 g a troch ztráta je více než 0,01%.

Slibné jsou elektromagnetické a kryogenní suspenze.

Pro převod pohybu elektrických signálů v akcelerometrech se používají potenciometrické, indukční, elektrické, fotoelektrické a strunové převody. Hlavní faktory před transformací jsou následující: 1) velká rozmanitost budov; 2) lineární úhor na výstupu u vjezdu; 3) vzhled reakce na citlivý prvek. Potenciometrické snímače se s tím nespokojí a smrad přesných tvarovek se zasekne.

Jako momentové (výkonové) nástavce v akcelerometrech pro zavedení signálů do směrových světel jsou instalovány momentové motory (elektromotory, které pracují v pozinkovaném režimu) a elektromagnetické nástavce.

Pro vylepšení akcelerometrů o potřebnou frekvenční charakteristiku ve smyčkách gramofonu je nutné vložit filtr, který je korigován, a speciální tlumiče. Na nástavcích z nativní suspenze pro tlumení je viskózní viskózní látka ve viskozitě samotné nativní.

Chyby akcelerometrů

Akcelerometry podléhají metodickým a instrumentálním trikům.

Metodické chyby akcelerometrů lze rozdělit do dvou skupin: 1) chyby, které jsou přičítány těm, které akcelerometry rychleji vimiryuyut tváří v tvář aktivním silám, a také rychleji, způsobené gravitačními silami, které nereagují; 2) hiatus, který je obviňován prostřednictvím rozbіzhnіst osі sensitivіzі z blіії dії vіmіryuvannogo prikorennya.

Takže například s rozdílem osy citlivosti, která je přímo zrychlena o 1 °, bude nárůst velikosti nárůstu 0,02%. Samotná Tsya pohibka je malá a nemá velký zájem. Mezi určenými směrnicemi lze nastavit větší hodnotu, stupnice vín ukazují rozdíl mezi sousední a skutečnou osou souřadnicového systému. Navíc v inerciálních navigačních systémech jsou osy citlivosti přímo zrychleny, které jsou ohroženy, aby se vytvořily přeslechy mezi akcelerometry, v důsledku čehož akcelerometr vibruje nejen „naši“, ale také „cizí“.

Přístrojové výchylky akcelerometrů jsou definovány: 1) prahem citlivosti (hovoříme o ztrátě vah) - minimální signál na vstupu, při kterém se objeví signál na výstupu; 2) poškozené lineární poklesy mezi vstupními a výstupními signály; 3) hystereze v charakteristikách pružiny a dalších prvků; 4) zachování teploty parametrů a charakteristik akcelerometru.

Chcete-li změnit instrumentální změny, musíte změnit terciární tlak, termostatovat prvky a zlepšit charakteristiku citlivosti akcelerometru. U nejlepších návrhů akcelerometrů pro inerciální soustavy jsou přístrojové chyby sníženy na 0,002 %.

Jednotka snímače rychlosti linky BDLU – 0,5 přiřazení rozptylu lineárních zrychlení normálního souřadnicového systému a výskytu elektrického signálu úměrného lineárním zrychlením vzdušného letového systému (BOC) a dalších palubních systémů.

Strukturálně se akcelerometr typu BDLU skládá z hlavních uzlů:

- Senzor LININIKI REDY DLLOV-42 є є Autovizuální asselometr, Scho Dіє Rememorial Skudvyosti Taja Vidashi Elektrichny Signál, Ski Scho podíl Lin_yny Ski, Scho D_є Vimіvoїi Osi a Sign Vіdpov.іdaііііііііііііііііііііііії) Ski.

- Obytné bloky typu MUBP-1-1;

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

Zovn_shnіy vglyad BDLU reprezentace na malé.

Obrázek 5

Schéma jednoosého akcelerometru je na obr.6. (typ DLUV-42)

Rýže. 6. Schéma jednozávažového akcelerometru se zpětným vedením napájení:

1 – vinutí snímače; 2 - budící vinutí; 3 - veškerá citlivost akcelerometru; 4 - permanentní magnet; 5 - inspirativní navíjení; 6 – pidsiluvach z hadího brnknutí; 7 – demodulátor; 8 - fázový hořák; 9 - pіdsiluvаch postіy strumu; 10 - generátor lanceug zbudzhennya; 11 - výstupní opir; 12 - signál ke spěchu, k boji.

Akcelerometr je nástavec se silovým odbočovacím signálem, u kterého je síla setrvačnosti, která působí na citlivý prvek, ovlivněna (úměrně zrychlení) elektromagnetickou silou, kterou vytváří brnkání u cívky, prostory v magnetickém poli.

Citlivým prvkem akcelerometru DLUV je kyvadlo 4, které je permanentním magnetem.

Při pohybu lineárních zrychlení, směrování citlivé osy snímače, je způsoben moment setrvačnosti, který posune citlivý prvek (kyvadlo) z nulové polohy přímky, zpětná síla.

Moment setrvačnosti kyvadla je větší:

de
- Hmotnost kyvadla; – nevyváženost ramene kyvadla; - Lіyne priskorennya, scho dіє.

Be-yaké yogo vіdhilennya schodo zero stavishcha at its own creation at zmіtsnenої at the new coil of sensor 1 e.f.f. Signál ze snímače jde na vstup amplitudového fázově citlivého detektoru-spínače BU-44-2-11 (7, 8, 10), je převeden na napětí konstantního proudu polarity a je přiváděn do vinutí cívky, která je vyztužena 5, uložena na pružinové podpěře citlivého prvku.

Magnetické pole cívky, které ovlivňuje, 5 zaměnitelně s polem permanentního magnetu 4, který je kyvadlo citlivým prvkem snímače, kterým je způsobena elektromagnetická síla, která vyvolává moment setrvačnosti kyvadla a ten není možné otočit do nulové polohy.

Elektromagnetický točivý moment, který je vytvářen brnkačkou, která proudí vinutím cívky, která inspiruje, posiluje

de
- koeficient přenosu lancety silového oznamovacího spojení;

- Strum, který protéká boudou.

Úvod do akcelerometru silového otočného článku je ekvivalentní dodatečné tvrdosti, která je bohatší na velikost, nižší tvrdost pružinového prvku.

Má-li koeficient síly dotaceuvach 9 dosáhnout velkého, pak elektromagnetická síla, která inspiruje, oživuje sílu, úměrné zrychlení a citlivý prvek přijetí nulové polohy rovnosti, se kterou bude matka rovna:

nebo
,