Akselerometrning kuzatuv parametrlari. P'zoelektrik akselerometrni kuzatish. Akselerometrlarni tekshirishning statik rejimi

Osoblivіstyu mіkromehanіchnih akselerometrіv Je perevazhne vigotovlennya chutlivih elementіv Tsikh pristroїv osnovі kremnієvoї tehnologії scho viznachaє haqida materіalіv soni: malі yo'nalishlaridandir crowbar akselerometr mozhlivіst zastosuvannya grupovoї tehnologії vigotovlennya bir Otzhe, Masov da ucuzluğu vigotovlennya virobnitstvі, Visoko'dan nadіynіst yilda ekspluatatsії.

Mikromexanik akselerometrning ishlamay qolishi o'zgarishining asosiy sabablaridan biri bu ortiqcha muhit haroratining o'zgarishi. Ortiqcha muhit haroratining o'zgarishi orqali Dodatkove usunennya nolga teng:

de k T - nol akselerometrlarning termal drifti; ?T - namuna olish soatiga haroratning o'zgarishi, T-haroratning o'zgarishi tezligi; t - namuna olish soati.

Dunyoning aniqligi ham tizimli xatolik, ham dunyo shovqiniga spektral ombor bilan o'ralganga o'xshaydi. Misol uchun, MEMS-datchiklarida shovqindan uzoqda bo'lgan miltillovchi shovqin mavjud.

Miltillovchi shovqin (tashqi shovqin) - anomal tebranishlar, ular zichlikning spektral kengligining oq shovqinning yuqori qismiga chastotasiga teskari proportsionalligi bilan tavsiflanadi, ular uchun spektral kenglik doimiydir. Ko'rinishlarning miltillovchi shovqini elektron lampalar katodlarining termoemikligidagi xaotik o'zgarishlarga o'xshaydi, bu "miltillash effekti" deb nomlanadi. Xuddi shunday ustunlik bilan Nadal tebranishlari boy fizik-kimyoviy, biologik va ijtimoiy tizimlarda aniqlandi. Bu soatda "miltillovchi shovqin" atamasi, kamroq foydali, ammo adekvatli "1 / f-shovqin" atamasi, shuningdek, "makrofluktuatsiya" atamasi katlama tizimlarida anomal tebranishlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Miltillovchi shovqinning boshqa turi - bu o'zgarishlarning o'zgarishi orasidagi soatning o'zgaruvchan intervallari bilan signalga teng bo'lgan o'zgarishlarning bosqich qismining impulsiv (tebranish) shovqinidir. O'rtacha yo'l bilan aniqlikni oshirish imkoniyati o'rtasida chastotaning ortishi va pasayishi intensivligining bir xil spektral kengligi kasallikning vipadkovo omborini nolga tushirishga imkon bermaydi. Bundan tashqari, raqamli sensorlarda soat generatorining chastotasi o'zgaradi, bu ham oq shovqinni oldini oladi.

Akselerometrlar, shuningdek, giroskoplar usunennya va driftlardan aziyat chekadi, negativlikni kechirish, harorat va tezlanish ta'sirida siljish, chiziqli bo'lmaganlik (afv etish VRE deb ataladi), shuningdek sezgirlikning siljishi. Nisbatan tahlil qilish uchun akselerometrlarning eng muhim xarakteristikalari eskirish va yirtish, ishning beqarorligi va shovqindir. Shuningdek, drift sezgirligi, chiziqli bo'lmagan VRE koeffitsienti va boshqa parametrlarni hisobga olish mumkin.

Agar akselerometr tezlikni oshirmasdan, pastki chiziqli integratsiya bilan almashtirilsa, u integratsiya soatiga mutanosib tezlikni kechirishni va soat bilan kvadratik ravishda ortib borayotgan hisoblangan pozitsiyani kechirishni talab qiladi. Nazorat qilinmagan nol siljishi tezlanish vektorining to'g'ridan-to'g'ri oldinga siljishiga olib keladi va akselerometrning asosiy chiqishida nafaqat chiziqli tezlanish sensorlari, balki tortishish ham ko'rinadi. Inertial navigatsiya tizimlarida akselerometrning siljishi dastlabki kiritish tezligi va pozitsiyasini hisoblashni o'zgartirishi mumkin. Vimir yo'nalishi bo'lsa, eng keng tarqalgan ê kutovy kechirimlari keyingi va ko'ndalang to'g'ri chiziqlar bo'yicha hisoblangan.

Sensor o'zgarishining beqarorligi o'rtacha qiymat bilan bir xil soatlik oraliqda hisoblangan tovushning o'zgarishi bilan bog'liq. Ushbu parametr statsionar sensor uchun Allan usuli bilan hisoblanadi. O'rtacha soatning oshishi bilan tashqi shovqin kamayadi va minimal nuqtaga etadi, keyin esa yana ortadi. Allan egri chizig'idagi minimal nuqta - bu ko'chirishning beqarorligi, akselerometrlarning spetsifikatsiyalarida mg yoki mkg da induktsiya qilinadi. Ushbu parametrning qiymati qanchalik past bo'lsa, tezlikni hisoblash uchun kechirim shunchalik kichik bo'ladi, bu yo'nalishning pozitsiyasi. Ko'pgina spetsifikatsiyalarda ishlatilgan akselerometrning beqarorligi vibratorlar tomonidan laboratoriya ongida erishilgan eng yaxshi xususiyat sifatida qabul qilinadi (20 ° C da va mexanik in'ektsiyalarning mavjudligi). Haqiqiy onglarda siljishning barqarorligi - bu tashqi omillar - harorat, zarba, tebranish, qarilik oqimining o'rnini qoplashdan keyin ko'chishning ortiqcha kechirilishining maksimal driftidir.

Yuqorida aytib o'tilganidek, MEMS ikki turga bo'linadi: sensorlar va aktuatorlar. Sensorlarning eng tiqilib qolgan turlaridan biri bu harakat sensorlari bo'lib, ular o'z navbatida akselerometrlar (tezlashtirish sensorlari) va giroskoplar (aylanish sensorlari) uchun ishlatiladi. Bugungi kunda ushbu qo'shimcha binolarning bandligi yanada keng tarqalgan: telefonlar, kommunikatorlar, o'yin pristavkalari, kameralar va noutbuklar bunday sensorlar tomonidan ko'proq va tez-tez ta'sirlanadi. Mobil telefonlarda, o'sha video pristavkalari rozvagi uchun muhimroq ruhív koristuvacha vikoristovuêtsya sezgir. Va ko'chma kompyuterlarda akselerometrlar o'qi boshqa funktsiyaga ega: agar qattiq disk zarba orqali shikastlanishni aniqlay olsa va disk boshlarini to'xtata olsa, momentni ushlab turish. Fotografik texnologiyada qo'lda sensorlardan foydalanish kamroq ahamiyatga ega - o'z-o'zidan halol tasvirni barqarorlashtirish tizimlari qo'llaniladi.

Avtomobil ishlab chiqaruvchilari (asosiy hidli sanoat korxonalari birinchi bo'lib bu turdagi biriktirmani sinab ko'rdilar) o'n yil davomida harakat sensorlaridan faol foydalanmoqdalar, masalan, xavfsizlik yostiqchalari va galmalarning blokirovkasiga qarshi tizimlarda. Shunday qilib, bu chiplar uzoq vaqtdan beri tarqalib ketgan, bir qator ajoyib va shunga o'xshash turli kompaniyalar tomonidan chiqarilgan va shunchalik tebranish qilinganki, narxlar uzoq vaqtdan beri minimal darajaga tushib ketgan. Oddiy MEMS akselerometri bir dona dollarga tushishi mumkin.

Tezlashtirilgan ustunlikning ravshanligi uchun uni akselerometrning buzilmaydigan qismi buzadi. Kondenserning qoplamasi og'irlik bilan biriktirilgan; Ovoz o'zgaradi, doimiy zaryad bilan kuchlanish o'zgaradi - uni o'zgartirish orqali siz ustunlikni kamaytirishingiz va bo'shashishingiz mumkin. Zvydki, yogo masu va parametrlarni pídvysu bilish, bilish oson va tezroq. Amalda, MEMS-akselerometrlar shunday qurilganki, bitta omborda bittasini - og'irlik, suspenziya, korpus va kondensator plitalarini ko'rish unchalik oson emas. Xo'sh, MEMSning nozikligi shundaki, ko'p hollarda bu erda bitta tafsilotda siz bir nechta ob'ektlarni ketma-ket birlashtirishingiz mumkin (aniqrog'i, shunchaki olib kelishingiz mumkin).

MEMS-ilovalar arxitekturasining rejasi o'zaro o'zgartiriladigan bir qator mexanik qismlardan va ushbu komponentlarni tartibga soluvchi ma'lumotlarni qayta ishlash uchun ishlatiladigan mikroprotsessordan iborat.

MEMSni ishlab chiqish texnologiyalariga kelsak, asosiy yondashuvlarning g'olib spratlari mavjud. Hajmning maqsadi mikro ishlov berish, sirt mikro ishlov berish, LIGA texnologiyasi (Litographie, Galvanoformung va Abformung) - litografiya, elektrokaplama, qoliplash) va chuqur reaktiv ion bilan ishlov berish. MEMS ishlab chiqarishning eng byudjet usulida hajmni qayta ishlash muhim ahamiyatga ega. Kimyoviy ishlov berish yo'li bo'lgan kremniy gofretidan materialdan keraksiz so'qmoqlar olib tashlanadi, natijada gofretda kerakli mexanizmlar qoladi. Chuqur reaktiv ion bilan ishlov berish yana ommaviy mikro ishlov berish jarayonini takrorlashi mumkin, bundan tashqari, mexanizmlarni yaratish uchun plazma bilan ishlov berish kimyoviy qirqish bilan almashtiriladi. Yangi protilezhnistyu tsim ikki jarayonlar - yupqa eritmalar keyinchalik qo'llash yo'li bilan kremniy gofret aylanish uchun har qanday zarur mexanizmlar bilan sirt mikroprosessor jarayoni. Men, nareshti, LIGA texnologiyasi vikoristovu usuli va rentgen litografiyasi mexanizmlarini yaratishga imkon beradi, ularning balandligi kengligidan sezilarli darajada oshadi.

1. Meta ta zmist roboti

Meta robototexnika - p'zoelektrik akselerometrlarni ishlab chiqish va ularning ishlash xususiyatlari. Laboratoriya ishi jarayonida talabalar p'ezoakselerometrlarning amplitudali xarakteristikalarini aniqlash usulini o'rganadilar va tebranish parametrlari olami bo'yicha amaliy ko'nikmalarga ega bo'ladilar.

Laboratoriya jihozlarining tavsifi

Shaklda. 1-rasmda laboratoriya jihozlarining diagrammasi ko'rsatilgan.

Barcha tajribalar siljishning amplituda qiymatini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash uchun optik tizimga ega tyuning vilkalar tebranish stendida amalga oshiriladi. Tyuning vilkalar silkitgichi 220V, 50 Gts liniyada yashovchi laboratoriya avtotransformatorining o‘zgaruvchan trombidan quvvatlanadi. Vibratsiyali stend sirtining silkinishi garmonik qonunga bo'ysunadi:

de – tebranishning siljishi amplitudasi;

Tyuning vilkalarining jiringlash chastotasi, Hz.

1-rasm. Laboratoriyani tashkil qilish sxemasi:

1 – tyuning vilkasi tebranish stend;

2 – laboratoriya avtotransformatori;

3 - tirik yorug'lik chiroqining bloki;

4 - qo'shimcha sensorlar;

5 - elektron voltmetr;

6 - elektron osiloskop;

7 - sinusoidal signal generatori;

8 - universal joy;

9 - podsiluvach zaryadi;

10 - sig'imli do'kon;

11 - yaxshi kabellar.

Tezlashtirilgan erkin tushish birliklarida ifodalangan tebranish tezlashtirilgan sirtlar formula bilan aniqlanadi.

de - do'st pokhídna víd funktsíí soat tomonidan.

Tyuning vilkasi tebranish stendining kuchlanish qiymatini sozlash orqali siz qiymatini o'zgartirishingiz mumkin.

Vibratsiyali siljish tebranish mikroskopining yordami uchun eksperimental qurilmada tekshiriladi. Vimiruvach vibratsiyali siljish printsipi rasmda tushuntirilgan. 2a. Lampochkadan olingan Svetloviy potik mikroskopning linzalariga botiriladi. Tyuning vilkasining qo'pol bo'lmagan yuzasiga ega bo'lgan mikroskopning okulyarida vertikal chiziq kuzatiladi - kam radiusli shisha qoziqda qo'llaniladigan belgining izi, vilka yuzasida deyarli mustahkamlanmagan (1-rasm). 2b). Tasvirning ravshanligi DO'YIQ - mikroskop okulyarini yorug'lik oqimi yo'nalishi bo'yicha siljitish va SMOTHLY - okulyarni simmetriya o'qi tomon o'rash orqali tartibga solinadi. Tyuning sirtini urganda rizo tasviri smuga tarqaladi (2c-rasm), uning kengligi tebranish harakatining eng muhim amplitudasi hisoblanadi.

Guruch. 2. Ajratuvchi mikroskopning ishlash printsipi.

Sensorlardan signallarni kuzatish uchun elektron voltmetr kerak. Qo'shimcha bilan koristuvanny tsim, u o'zgaruvchan kuchlanish qiymati vimiryu ekanligini eslash kerak, u di, va, keyin, sezgirlik formula uchun ayblash kerak:

de - voltmetrning ko'rsatkichlari orqasidagi sensordan chiqish signali, mV;

Vibratsiyali siljish amplitudasi, mkM;

Tebranish chastotasi, Hz.

Vipadkovyh pohika infuzionini o'zgartirish uchun bir marta amalga oshirilishi kerak va qiymat formulaga beriladi:

de i - teri vim uchun tashqi kuchlanish va tebranish siljishi qiymati.

Umumjahon joy va vimiruvalny generator vimiryuvannya êmností uchun mo'ljallangan. Míst vikoristovuêtsya rejimida vimíru víd zvníshny dzherel zhivlennya (generator), scho ma' chastota chiqish kuchlanish 4-8 kHz oralig'ida.

Elektron osiloskop datchiklardan chiqish signallarini kuzatish va Lissajous figurali usuli uchun tebranish chastotasini tebranish uchun zarur.

Vikonannya robotining tartibi

Laboratoriya roboti quyidagi tartibda tartiblangan:

1. P'zoakselerometrning amplituda xarakteristikasining belgilanishi:

a) p'zoakserometrni millivoltmetrga va quvvatlar do'koniga ulang. Imkoniyatlar do'konida siz o'rnatishingiz mumkin;

b) tebranish stendini oshiring va stol sirtining tebranish siljishidan p'zoakselerometrdan tashqi bosim tushishini oling. Vibratsiyali siljishning kattaligi vibratsiyali mikroskop yordamida nazorat qilinadi. Vimiryuvan natijalarini jadvalgacha yozib oling. 1 (1-band);

de - Lissajous figurali usuli bilan aniqlanadigan tebranish chastotasi (3-rasm).

1-jadval

No p / p	, pF	kattalik
		, mM,
	=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

3-rasm. Lissajous figurali usuli bilan tebranish chastotasi sxemasi:

1 - elektron osiloskop;

2 - tebranish generatori.

2. Past chastotali mintaqada p'zoakselerometrning amplituda-chastota xarakteristikalarini tahlil qilish:

a) universal ko'prikning kirishiga sinovdan o'tgan konvertatsiya moslamasidan kabelni ulang va 4-8 kHz qiymatlari va chastotalarini nazorat qiling;

de - kuchlanishning chastotasi, joyni yashash uchun;

;

3. Aqldan keladigan p'ezoprevolyuvacha chastota diapazonining pastki chegaraviy chastotasini belgilash.

de - chegara chastotasida amplituda-chastota xarakteristikasining ko'rinadigan xatosi.

Teng qabul qiling (hisob-fakturani qo'llash uchun) 0,02; 0,03; 0,05.

4. P'zoakselerometrning amplituda va amplituda-chastota xarakteristikasi bo'yicha kabel liniyasining sig'imini in'ektsiya qilishning belgilanishi:

1c), 2a) va 2b) qiymatlari va ushbu nuqtalardan olinadi;

b) quvvatlar do'konida sig'imning qiymati o'rnatiladi va amplitudali xarakteristikalar = 2500 pF, = 10000 pF bo'lgan p'zoakselerometrning amplitudali xarakteristikasini olib tashlash amaliyotini takrorlang. 1-jadvaldagi vimiryuvan zvesti natijalari (3-bet va 4-betlar aniq).

5. Pobudovning tebranish moyilligining turli qiymatlarida amplituda xarakteristikalari grafiklari:

a) shakldagi chiziqli konlar bilan yaqinlashuvchi amplituda xarakteristikalari

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

b) xuddi shu grafiklarda vimirivning boshqa natijalarini keltiring.

6. Pobudovning turli xil to'yinganlik sig'imlarida va teri depressiyasi uchun pastki chegara chastotasining berilgan qiymatida amplituda-chastota xususiyatlarining grafiklari.

7. "P'ezoakselerometer - zaryadni qo'llab-quvvatlash" tizimining amplitudali xarakteristikalarini belgilash:

a) tizim sxemasini tanlash (4-rasm);

4-rasm. "Datchik - podsiluvach zaryad" tizimining sxemasi:

1 - sensor;

2- sig'imli do'kon;

3- pídsiluvach zaryadi;

4 universal voltmetr.

b) kuchlanish sezuvchanligining teri qiymati uchun tizimning sezgirligi 1b) va 1d) bandlarida tavsiflangan usul bilan aniqlanadi. Natijalar 2-jadvalga vimiryuvan zvesti;

v) sistemaning amplituda xarakteristikalari grafiklarini induktsiya qilish

mnemonik moyillikning turli qiymatlarida.

8. Pobudovning 1-jadval ma'lumotlariga yaqin bosim ko'rinishidagi p'ezoakselerometrning sezgirligi va tizimning sezgirligining yarim bosimi ko'rinishidagi pasayish grafiklari. 2-jadval.

2-jadval

No p / p	, pF	kattalik
		, mM,
	=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. Hujum texnikasi bo'yicha ushbu tizim sensorining sezgirligi xatosining Razrahunok:

Visnovok

Bakalavr ishining natijasi yettita laboratoriya ishining yaratilishi bo'ldi: 20-sonli laboratoriya ishi “Sim tenezometrlari va ularni kiritish sxemalarini tadqiq qilish”; 21-sonli laboratoriya ishi "Rheostatny retvoryuvachí"; 22-sonli laboratoriya ishi "Termorezistiv konvertatsiya"; 23-sonli laboratoriya ishi "Termistorlarning vimiruvalni nayzalari"; 24-sonli laboratoriya ishi "Termoelektrik konversiya"; 25-sonli laboratoriya ishi "Induksion impuls takometri"; 26-sonli laboratoriya ishi "P'zoelektrik akselerometrni tadqiq qilish".

Teri roboti o'z ichiga oladi dííí printsipi, umumiy texnik ma'lumotlar, eksperimental o'rnatish sxemalari, tajribalar o'tkazish metodologiyasi va laboratoriya jihozlarining tavsifi, fizik parametrlarni tekshirish usullari, shuningdek robot va so'rovni o'tkazish tartibi .

Tsikh robit uchun inventar talabalarning teng tayyorgarligini qondiradi. X - 3X kurs o'ting va Moskva Davlat ta'lim va fan universiteti laboratoriyalarining fikrlarini ayting.

Adabiyot

1. “Termofizik va mexanik parametrlar datchiklari”. Dovidnik uch jildda. 1-jild (1-kitob) / Zag. ed. Yu. N. Kopteva; Qizil uchun. Є. Є. Bagdatieva, A. V. Gorish, Ya. V. Malkova. - M: IPRZhR, 1998 yil.

2. “Telemetrik tizimlarning birinchi transformatsiyasi”. laboratoriya amaliyoti. Є. Є. Bagdatiev, V.E. Nikolaev, V. N. Gilevskiy. - M: 1986 yil.

3. “Telemetriya tizimlarini birinchi konvertatsiya qilish” fanidan laboratoriya ishlariga metodik kirishlar. Є. Є. Bagdatiev, A. R. Glushko. - M: 1987 yil.

Harningizni robotga asoslarga yuborish oson. Vikoristovy shakli, quyida raztastovanu

Talabalar, aspirantlar, yoshlar, ularning o'qitilgan robotlaridagi g'olib bilim bazasi kabi, sizning eng yaxshi do'stingiz bo'ladi.

Joylashtirilgan http://www.allbest.ru/

Kirish

akselerometrp'zoelektrik mmikrochip

Tezlanish proyeksiyasini taqlid qiluvchi aksessuar (ob'ektning mutlaq tezlanishlari bilan tortishish tezlanishlari, aniqrog'i, erkin tushish tezlanishlari o'rtasidagi farq) akselerometr deyiladi. Uch komponentli (uch o'qli) akselerometrlardan foydalaning, bu sizga uchta eksa bo'ylab tezlikni oshirishga imkon beradi.

Akselerometr mutlaq chiziqli tezlanishning proyeksiyasi sifatida, shuningdek, tortishish tezlashishi proyeksiyasining bilvosita simulyatsiyasi sifatida muzlashi mumkin. Nishab o'lchagichlarni yaratish uchun g'olib qolgan kuch. Akselerometriya inertial navigatsiya tizimlari omboriga kiradi, inertial tezlikni va burun koordinatalarini hisobga olgan holda integratsiyalashgan holda ularni qo'shimcha ravishda ta'kidlaydi, rezonans chastotasi uchun amplitudalarni ko'proq ro'yxatdan o'tkazishda siz tezlikning markazsiz tezligini sozlashingiz mumkin. burun.

Elektron akselerometrlar ko'pincha mobil ilovalarda (zokrema, telefoniya) qo'llaniladi va ular krokomiri, kosmosdagi pozitsiyani aniqlash uchun sensorlar, displeyni boshqa maqsadlarda avtomatik aylantirish uchun ishlatiladi.

O'yin pristavkalarini boshqarishning qo'shimcha binolarida akselerometr o'yinlarda tugmalardan foydalanmasdan aylantirish uchun giroskop bilan birlashtirilgan - ochiq maydonda yupqa burilish yo'li bilan. Masalan, Wii Remote va Playstation Move kontrollerlarida akselerometr mavjud.

Accelerometry vikoristovuyut qattiq disklarda zarbadan himoya qilish mexanizmini faollashtirish, zilzilalar, zarbalar va tushishlarni olib tashlash. Akselerometr pozitsiyaning keskin o'zgarishiga ta'sir qiladi, men qattiq diskning boshlarini biriktiraman va to'xtataman, bu diskni shikastlanish va shikastlanishdan himoya qilishga imkon beradi. Bunday texnologiya asosan noutbuklar, netbuklar va boshqa xotira qurilmalarida g'alaba qozonadi.

Vibrodiagnostika sanoatidagi akselerometr vibrotransformator bo'lib, u vayronaga aylanmaydigan boshqaruv tizimlarida tebranishlarni tezlashtiradi va dahshatli.

IntegralAkselerometriya.ZagalniVidomosti

Chiziqli akselerometrli va bu sifatdagi akselerometrlar vimiryuvannya kutyv nahil tíl, inertsiya kuchlari, ta'sir kuchlari va tebranishlar uchun keng vikoratsiya qilinadi. Bu hid transportda, tibbiyotda, sanoatni boshqarish va boshqarish tizimlarida, inertial navigatsiya tizimlarida keng tarqalganligi ma'lum. Industrialism turli printsiplarga, tezlik diapazonlariga, vaznga, o'lchamlarga va narxlarga ega bo'lishi mumkin bo'lgan turli xil akselerometrlarni tayyorlaydi. Akselerometrlarning asosiy turlarining reytingi Jadvalda keltirilgan. 1. rasmda. 1-rasmda "narx-qiymat" diagrammasida boshqa turdagi akselerometrlarni egallagan maydonlar ko'rsatilgan.

Guruch. 1. Har xil turdagi akselerometrlar uchun "narx-aniqlik" diagrammasi

Mikroprotsessorning zamonaviy texnologiyalari o'lchamlari kichik va narxi past bo'lishi mumkin bo'lgan integral akselerometrlarni tayyorlashga imkon beradi. Hozirgi vaqtda uch turdagi IMS akselerometrlari tayyorlanmoqda: aks ettirmaydigan, hajmli va sirt.

Plivkovp'zoelektrikakselerometriya

Egiluvchan p'zoelektrik datchiklar boy shar p'zoelektrik polimer sintezi asosida tezlashtirilgan. Bagatosharova plivka alyuminiy oksidi astariga mahkamlanadi va undan oldin kukunli metallning inertial massasi biriktiriladi. Inertial kuchlar ta'sirida sensorning tezligini o'zgartirganda, eritishning deformatsiyasi sodir bo'ladi. Zavdyaki p'ezoefektu yaqin kelajakda yotqizilishi kerak bo'lgan eritish to'plari chegaralaridagi potentsiallarning farqini ayblaydi. Sensorning sezgir elementi haddan tashqari yuqori chiqish quvvatiga ega, shuning uchun Atochem Sensors kompaniyasining ACH-01 sensor panelida kuchlanish kuchaytiruvchisi bo'lgan kichik darvoza oqimiga ega polovy tranzistor ham mavjud. Tse past chastota bilan tezlashtirilgan sur'atning o'zgarishida g'alaba qozonish imkonini beradi. Ushbu turdagi sensorlar ketma-ket ishlab chiqarishda xarakteristikaning yomon takrorlanishiga, harorat va bosimning o'zgarishiga yuqori sezuvchanlikka ega bo'lishi mumkin. Hidi bu tortishish kuchining barqaror tezlashishini nazorat qila olmaydi. Xavotirning asosiy yo'nalishi - bu havo yostig'ini boshqarish sxemalari.

Ovoz balandligiintegralakselerometriya

NAC-201/3 Lukas NovaSensor avtomobil xavfsizligini ta'minlash uchun havo yostig'ini boshqarish tizimlarida foydalanish uchun mo'ljallangan hajmli sensorning ko'taruvchisi sifatida xizmat qilishi mumkin. Bu datchik ikkita kremniy gofret 1 va 2 dan iborat bo'lib, ular birma-bir eritiladi (2-rasm). 1-plastinkada joylashgan uchta yupqa kremniy nurlari c, d va e, inersiya massasi 2-plastinkadagi kremniy ramka b bilan bog'langan. Massa bir chetidan silikon ramka bilan mexanik ravishda bog'langan (2-rasmdagi f nuqtalari). . Qisqa ovnishnyh (ginal) dan teri napívmíst qilish implantatsiya p'ezorezistorlar, bir juft qasos olish uchun nurlar. Brukyvku ikki pívmosti z'ednuyutsya.

Avtomobil chorrahaga urilganda massa pastga tushadi, egilish nurlari c, d, e, bu p'ezorezistorlarning deformatsiyasini talab qiladi.

Shunday qilib, sensor va kristalning holati kristall holatiga joylashtiriladi va elektron signalni qayta ishlash sxemasi to'liq shkalaning 50 dan 100 mV kuchlanishli chiqish signalini yaratadi, bu esa deformatsiyaga olib keladi. Wheatstone ko'prigi sxemasi orqasida joylashgan p'ezorezistorlar.

Guruch. 2. Ommaviy dizaynning integral akselerometri

Oskílki uchun nadíyností tizimi keruvannya shamollatiladigan xavfsizlik yostiqchalari bilan osilgan nadzvichayí vimogi (yavívílí naslik pomilkovogo spratsovuvannya xavfsizlik yostiqchalari zhvavíy avtomagistralida 150 km/yil tezlikda), sensor maê o'z-o'zini nazorat qilish tizimi. O'z-o'zini boshqarish tizimida asosiy rolni oqim kuchi 50 mA, kuchlanish 9 va kuchlanish 50 ms bo'lgan yangi elektr impuls orqali o'tish orqali isitiladigan rezistor-signal o'ynaydi. Agar plitaning 1 o'rta qismida nur kengaytirilsa, u qiziydi, u ko'tariladi, kremniyning harorat kengayish koeffitsienti ijobiy bo'ladi. Kíntsí í ning parchalari o'rnatiladi, ular egiladilar, ular inertsiya massasini egadilar va piezorezistorlardan qasos olish uchun nurni egadilar. Ushbu nur taxminan 3 mikronga siljiydi, bu to'g'ridan-to'g'ri avtomobil sakrash bilan yopilganda.

Guruch. 3. Tezlashtirish sensori elementar markazining asosiy konstruktiv bloki

Sensor mikrosxemasi boshqaruv ko'prigining signalni qayta ishlash sxemasiga xalaqit bermaydi. Sensorning variantlari NAC-203 o'rnatilgan yoqilg'i zanjirlarini almashtirishi mumkinligi bilan o'zgartirildi, bu lazerning tebranish jarayonida sezgirlik va haroratni to'g'rilashni yaxshilashga imkon beradi va NAC-201 ushbu funktsiyalarni amalga oshirish yaxshilanadi. . NAC-201 modelining o'rash ko'prigining kirish va chiqish tayanchlari 2 kOm. Teng 3 dB uchun Smuxa uzatish 500 Gts ga aylanadi. Ishlab chiqaruvchining tavsiyalariga ko'ra eng so'nggi ovoz darajasida o'rnatilgan armaturalarning rezonans chastotasi 10 kHz dan kam emas.

Guruch. 4. IMS akselerometr ADXL50 ning strukturaviy diagrammasi

Tezlashtirilgan volumetrik dizaynning integral sensorlari juda qisqa bo'lishi mumkin. Birinchi navbatda, ishlab chiqarishda buklanishning hidi, hajmli tuzilmalarni qoliplashning oskallari standart sirt integratsiyalashgan texnologiyalar bilan ham mumkin emas. Boshqacha qilib aytganda, sensorning onasi sxema kristalida mumkin bo'lgan eng kam kengayish va minimal mumkin bo'lgan kengayishdir. Kristalning o'sishining o'zgarishi uning mexanik kuchini oshiradi va varni kamaytiradi. Shu bilan birga, volumetrik dizayndagi sensorda kristall maydonining 6,5 dan 16 mm2 gacha bo'lgan maydonida faqat sezgir element talab qilinadi. Signalni shakllantirish uchun sxemalar kristaliga joylashtirish maydonni ikki baravar oshirishi mumkin. Buning uchun Zokrema, tezlashtirilgan Motorola kompaniyasining sensorlaridan biri ikki chipli dizaynga ega. Bir kristallda tovushni sezgir element, ikkinchisida signalni qayta ishlash sxemasi mavjud.

Zaryadlovchi / p'zoelektrikakselerometriya

P'zoelektrik akselerometr vikorist prujina-massa tizimi amplituda va tebranish chastotasiga ekvivalent kuch hosil qilish uchun. Bu kuch p'zoelektrik elementga qo'llaniladi, bu uning chiqishlarida tebranish siljishiga mutanosib zaryad hosil qiladi. Bruel & Kjör kompaniyasidagi p'zoelektrik akselerometrlarning noyob dizayni bir xil turdagi akselerometrlarning yuqori seysmik rezonansi va intensivligi bir soatlik yuqori bo'lishini ta'minlaydi. Ushbu yuqori chastotali xarakteristikalar yuqori chastotali tebranishlarni simulyatsiya qilish uchun ham idealdir: masalan, vites qutisi shovqinini tahlil qilish yoki yuqori tezlikda aylanadigan turbinani kuzatishda. P'zoelektrik materiallar o'z-o'zidan ishlab chiqariladi va bu haqiqiy energiyaga ta'sir qilmaydi.

Binoning hidlari haddan tashqari haroratda ishlaydi, lekin ular past vih_dna sezgirligiga ega (bu bahor-massa sensori dizayni). Yuqori chastotali akselerometrlarning ko'pchiligi so'ndirilmagan, dizaynning yuqori chastotali harmoniklari akselerometrning "pinlari" ni tebranishi va ilg'or elektron sxemalarda haddan tashqari kuchlanishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, akselerometrning rezonans chastotasi yuqori bo'lishi kerak, shuning uchun dizaynda ko'proq yuqori chastotali signallar mavjud.

IEPE - akselerometriya

IEPE-akselerometers - ce p'zoelektrik akselerometrlar ajralmas sho''ba korxonalari bilan, yak kuchlanishning modulyatsiyasidan hayotning chiqish signalini ko'ring. Bruel & Kjör IEPE akselerometrlari kichik konstruksiyalarda (masalan, kichik o'lchamli) tebranishlarni boshqarish uchun maxsus mo'ljallangan. Ko'rinishning yuqori sezuvchanligi, yuqori signal / shovqin nisbati va uzatishning keng smog'i ham zagalni kengaytirish, ham yuqori chastotali tebranishlarni bostirish uchun g'alaba qozonish imkonini beradi. Bu arzon va engil akselerometrlar bo'lib, ular hatto yaxshi ish xususiyatlariga ega asboblarga ega bo'lib, ular yuqori ko'rinishga sezgir, pastroq standart p'ezoelektrik akselerometrlar (ajralmas quvvat manbalarisiz) bo'lishi mumkin. badbo'y hidi zabrudnen navkolishny o'rta zamin, radiochastotalarda elektromagnit tebranish past sezuvchanlik va barqaror Strum tashqi dzherel uchun zavdyaka past tashqi opir himoya qilish uchun muhrlangan. Kam empedans chiqishi arzon narxlardagi koaksiyal kabellarni burish imkonini beradi. IEPE-akselerometers - damping bo'lmagan yuqori chastotali akselerometrlar. Vimiryuvannyah vzhivati zakhodyv slid qachon, schob niknut akselerometr "qo'ng'iroq" vyniknennya aqli navantazhennya.

P'ezorezistivakselerometriya

P'ezorezistiv akselerometrlarning deformatsiya sensorlari qo'shilgan mexanik kuchlanishga mutanosib ravishda elektr tayanchini o'zgartiradi. Monolitik akselerometr sensori o'rnatilgan mexanik interfeysni o'z ichiga oladi va yaxshi signal-shovqin nisbati bilan juda yuqori sifatga ega bo'lishi mumkin. Markaziy turdagi akselerometr Vimíranuhennya uchun _yalnya, II past guldasta Zitknennya uchun vipochniva uchun tan, Flatter, í̈zdu muhim yo'llarda, va IODINMIKI Vimíryuvan Tosho, Scho Vimagayut Minemal Navaltendues va M. Ular yorug'lik tizimlari yoki tuzilmalarining zarba sinovlari uchun qo'llanilishi mumkin, ular antropomorfik maket va simulyatsiya uskunalari uchun SAEJ 211 spetsifikatsiyalariga mos keladi. Mayuchi chastotali javob, yak syagaê postíynogo strumu, tobto. tezligiga qadar, bu akselerometrlar arzimas o'tish jarayonlari, shuningdek, qisqa soatlik zarba to'lqinlaridan omon qolish uchun idealdir. Boy vipadlarda sezgirlik yuqori bo'lib ko'rsatiladi va fikringizni o'zgartirish shart emas. P'ezorezistiv akselerometrlar minimal dampingga ega bo'lishi mumkin, bu past chastotalarda faza shovqinini yaratmaydi. Biroq, past chastotalarda o'lim bilan bog'liq ba'zi muammolar mavjud va bu qisqa davrlarning subduratsiyasi uchun maxsus yozuvlar bo'lishi kerak.

Akselerometriyaserpantinimkoniyatlar

O'zgaruvchan sig'imli akselerometrlar o'zgaruvchan sig'imning noyob mikro sensoriga ega bo'lib, u parallel qoplamali o'zgaruvchan biriktirma hosil qiladi. Natijada, sensor doimiy shovqinning kirish tezlashishiga javob beradi, barqaror damping xususiyatiga ega, chastotali javobni maksimal darajada oshiradi va etarlicha mustahkamlik bilan chiqadi, shuning uchun u hatto yuqori zarba va qisqa bosim kuchlanishlariga ham bardosh bera oladi.

Past g'li akselerometrlar past chastotali tebranishlar harakatini sinash uchun juda mos keladi va traektoriyani kuzatish, samolyot/avtomobil dizaynini baholash, chayqalish testi va avtomobilni to'xtatib turish sinovi kabi sohalarda g'alaba qozonish uchun ishlatiladi. Gaz sönümleme (gaz damping) va diapazondan tashqariga interfeysi akselerometr mikrosensorlari zarba va kamchiliklarga, kuchli tipik yuqori g-qo'shimchalarga qarshi turishga imkon beradi. Yuqori g-testda sensorning jismoniy qismi buziladi; Shuning uchun, zarba akselerometrini tanlayotganda, zarba in'ektsiyasining maksimal qiymatini qayta baholashni tavsiya qilamiz.

Asosiy qoida: akselerometr dzherelga (tebranish yoki zarba) qanchalik yaqin bo'lsa, g-ríven shunchalik ko'p kiritiladi. Bundan tashqari, ular orqali qisqichlar va saqichlarni kichik vint bilan lehimlash tavsiya etiladi, lekin robotlar ular bilan o'rnatilganda, ular bilan ehtiyotkorlik bilan ishlov berish kerak.

Yuzakiintegralakselerometriya

Analog Devices sirtga o'rnatilgan dizayndagi ADXLxxx akselerometrlar oilasini ishlab chiqmoqda. Ushbu oiladagi birinchisi ADXL50 bo'lib, uning seriyali chiqarilishi 1991 yilda chiqarilgan.

Diametri 3,05-3,05 mm bo'lgan akselerometrning butun kristali markazda diametri 11 mm bo'lgan miniatyura akselerometr sensori kabi signalni shakllantirish sxemalari bilan asosiy darajani egallaydi. Sensor teskari dielektrikli differensial kondansatör tuzilishiga ega, qalinligi 2 mikron bo'lgan polisilikon atalasining tekis bo'lagidan virizan (vitrifiklangan) turdagi astarlarga ega. Kondenserning buzilmaydigan plitalari - kristall yuzasida 1 mkm balandlikda polisilikon stumps-ankerlarda qatlamda burmalangan, kristallga molekulyar darajada payvandlangan oddiy konsol iplari.

Shaklda. 3 ta o'qish sensorning elementar markazining asosiy konstruktiv blokidir. Aslida, sensorda tezlikni oshirish uchun 54 ta elementar signal bo'lishi mumkin, ammo soddalik uchun kichiklar faqat bitta komiksni ko'rsatadi. Sensorning inertsiya massasi kristallning harakat tezligini o'zgartirganda tezlashadi, u kristalning o'lchamlariga qarab o'zgaradi. Їí̱̱̱̱̱̱̱̰̰̰̰̰̰̈̈ı̰̱̱̱̱̱̱̱̈ı̱̱̱̱ı̱̱̱̱ı̱̱̱̱ı̱̄̋̋̋̋̋̋̋̋̋̋̋̋̋̋ bir bir o‘zgaruvchan sig‘imli kondanserning ruhlivanya astarini utvoryuyut barmoqsimon o‘simtalar. Teri uchidan struktura langarlarga o'tadi, ular dizayni yonmaydigan qoplamalarning qoplamalariga o'xshaydi. Vazoda kesilishi kerak bo'lgan inertial massaning uchlari bo'ylab cho'zilgan, sinov massasining harakatini va chiqish joyida aylanishni o'rab turgan doimiy buloqning ê nibi mexanik buloqlari. Boshqacha qilib aytganda, tezlanishning kuchayishi paytida inersiya kuchi

vr_vnovazhuetsya kuch bahor

de m - massa, a - tezlashtirish, k - buloqning qattiqligi, x - massani burchak bo'ylab harakatlantirish. Zvídsi viplivaê, shcho a = x (k/m), bundan tashqari, k/m - sensorning konstruktiv parametri.

Inertial massaning siljishi parchalari polisilikon plitasi tekisligida bo'lishi mumkin, sensorning barcha sezgirligi bu tekislikda yotadi va keyinroq, sensor lehimlanmaguncha, u boshqa taxtaning tekisligiga parallel bo'ladi.

Guruch. 6. Akselerometrning varianti

Mustahkam bo'lmagan kondansatör plitalari to'plamidan charm (Y va Z) sxema kristalining o'rtasida parallel ravishda elektr bilan bog'langan. Natijada, X-Y va X-Z bir juft mustaqil kondansatkichlar chiqadi, ularning parchalanuvchi qoplamasi inertial massaning barmoqsimon o'simtalari bilan qoplangan. Kristalning o'rtasi va uchta plastinka akselerometr signalini shakllantirish uchun kirish zanjirlariga ulangan. Sokin stendda (ruh íz postíynoyu shvidkístyu) ruhomoí astarining mo'ylovi "barmoqlari" X zavdyakovy strech belgilari zararli bo'lmagan astarning juft barmoqlari shaklida bir xil o'lchamda bo'ladi. Har doim tez, g'ijimlangan barmoqlar bo'lsa, ular itoatsiz barmoqlarning bir to'plamiga yaqinlashadi va ular boshqa to'plamdan uzoqlashadilar. Bu seziladigan siljishdan so'ng, havo yuzasi teng bo'lmaydi va burmali astar va zararli bo'lmagan astarlarning terisi o'rtasidagi sig'im o'zgaradi.

ADXL50 akselerometrining IMS-da sensor va signalni shakllantirish sxemasi aslida teskari aloqa va kuchlar bosimiga ega bo'lgan yopiq zanjir bo'lsa-da, biz robotni yopiq teskari aloqaga ega biriktirma sifatida tasvirlashimiz mumkin. Xuddi shu amplitudali 1 MGts chastotali to'rtburchaklar shaklidagi fazaga qarshi signallar Y va Z yuqori va pastki plitalarga o'xshash tarzda generator orqali oziqlanadi (4-rasm).

Imkoniyatlar CS1 va CS2 tezlashuv tezligi uchun mustahkam bo'lmagan va bo'kish plitalari orasidagi, ammo bir xil amplituda signallari quruq plastinkaga uzatiladi. Repetitorning kirishida bo'lishi kerak bo'lgan boshqa signal nolga teng.

Sensor tezlashtirilganda, differentsial signal nolga teng emas, bundan tashqari, uning amplitudasi quruq qatlamning kattaligida yotadi va faza tezlashtiruvchi belgi bilan belgilanadi.

Fazaga sezgir demodulyator past chastotali signalni (0 dan 1000 Gts gacha silliq) o'zgartiradi, bu tezlashuvning kattaligi va belgisini tavsiflaydi. Tsya kuchlanish pidsiluvachda bo'lishi kerak, uning chiqishidan signal o'ng IMS visnovokga keladi.

Guruch. 7. ADXL202 qo'sh akselerometrning blok diagrammasi

Ortiqcha muhitning haroratini o'zgartirish, parametrlarni o'zgartirish, akselerometrning vaqtinchalik xarakteristikasining chiziqli bo'lmasligini kamaytirish uchun chakana sotuvchilar inertial massa orqali salbiy qaytish aloqasini amalga oshirdilar. Ushbu kuchlanish uchun 3 MŌ rezistor orqali quvvat manbai chiqishi sensorning qo'pol qoplamasiga qo'llaniladi. Tsya napruga qo'pol va buzilmaydigan plitalar o'rtasida elektrostatik kuchlarni hosil qiladi, shuning uchun siz inertial massani chiqish lageriga qo'yishingiz mumkin. Tarqalishlar yuqori sifat omili bilan tizim bu tarzda bo'lishi mumkin, inertsiya massasi 0,01 mikrondan pastroq tashqi holatda hech qanday tarzda harakat qilmaydi.

Tezlashmasdan, chiqish kuchlanishi yuqori VO = 1,8 V, to'liq tezlashtirish ± 50 g VO = 1,8 ± 1,5 V.

IMC akselerometrlarining eng yangi modellarida Analog Devices kompaniyasi muhandislari inertsiya massasi orqasidagi aloqani ishlab chiqdilar. Z bir tomoni, tse dosvolilo khvv_chí zameshiti datchik kristalining waders, pivovyaty yogo koníchníst, vivyzyní ning kirlarini zb_lshiti jantlar, Valentin tomonidan amaliy, ale ning siniti, zb_lshlos zímísíníns. Shíčínísínshín real deb ataladi.

ADXL oilasining akselerometrlari ham o'z-o'zini tekshirish tizimini amalga oshiradi. Past chastotali to'g'ri chiziqli impulslar ketma-ketligiga o'xshab ko'rinadigan ADXL50 sinov signali zaif qoplamaga qo'llaniladi. Bu inersiya kuchlari oqimini talab qiladiganlarga o'xshash inersiya massasini talab qiladi. Yo'naltiruvchi sensorning chiqish kuchlanishi ham bir xil chastota bilan o'zgaradi.

Guruch. 8. XMMA oilasi chipining tezlashuv sensori dizayni soddalashtirildi

Qaytish aloqasi bo'lmagan modellarda tezlikni boshqarish pallasida sensor markazining 42 dan ortiq pozitsiyalari buriladi. Qolgan 12 tasi o'z-o'zini tekshirish sxemasiga kiradi. O'z-o'zini sinovdan o'tkazish mikrosxemaning yuqori mantiqiy darajasini "SELF-TEST" mo'ylovlarini ta'minlash orqali amalga oshiriladi. Sensorning quruq qismiga tegizganda, elektrostatik kuch mavjud bo'lib, u to'liq shkalaning tezlashuvining taxminan 20% ni ko'rsatadi.

Yo'naltiruvchi sensorning IC ning chiqish kuchlanishi mutanosib ravishda o'zgaradi. Shu tarzda, akselerometrning yangi mexanik tuzilishi va elektr sxemasining amaliyligi qayta ko'rib chiqilmoqda.

Energiyani hayot kuchining barqarorligiga kamaytirish va akselerometrlarning to'g'ridan-to'g'ri batareyalarda ishlash muddatini ta'minlash uchun ularning chiqish kuchlanishi ishlash bosimining oshishi bilan mutanosibdir. Bunday holda, rasmda ko'rsatilganidek, ketma-ketlik nisbati metrik sxemaning orqasiga kiritilishi kerak. 5. Ushbu sxemada qo'lda ADC zastosuvat, qaysi vikoristovu zhivlennia mos yozuvlar sig'imi. Shuni ta'kidlash kerakki, akselerometrning chiqishi va PVZ ADC kirishi o'rtasida bufer buferi aybdor, chunki akselerometrning chiqish oqimi ±100 mkA oralig'ida o'zgaradi va tebranishlarning yuqori chastotasiga yetganda. , PVR kondansatörü akselerometr kirishini kuchlanishga zaryad qila olmaydi.

Analog Devices hozirda bir nechta o'rnatilgan akselerometr modellarini chiqarmoqda: bitta ADXL105, ADXL150, ADXL190 maksimal tezlanishda ±5 g, ±50 g, ±100 g normalda va ikkita ADXL202, ADXL210 va maksimal ADXL210 g ikki barobar ±50 g. Datchiklar, asosan, QC-14 tekis sopol korpuslarda ishlab chiqariladi, buning uchun u tezlatiladigan o'q qanotlarga parallel ravishda to'g'rilanadi (ya'ni, boshqa plastinka tekisligiga parallel). ADXL202E varianti 5x5x2 mm o'lchamdagi miniatyura, jonsiz kristalli LCC-8 uchun mavjud. Aniqlik uchun, IMC ADXL202 va ADXL210 chiqish signallari mikrokontrollerlar bilan doimiy chastotali to'g'ridan-to'g'ri oqim impulslari. Tezlanish haqidagi ma'lumot impulslarning hayotiy trivalligi bilan aks ettiriladi g.

Tsíkave zastosuvannya akselerometrív maksimal tezlanishning kichik qiymatlari (í, vídpovídno, vysokoyu sensitivístyu) - taqdir kuta nahil schodo gorizonti.

Bu zaif Sverdlovin va ín burg'ulash paytida roztashuvannya burg'ulash maqsadida, avtomobillar xavfsizlik tizimlarida vicorate mumkin.

Guruch. 9. Yuvish plitasining harakati tufayli tezlanish sensori markazidan kondensatorlar sig'imlari farqining to'planishi grafigi.

Akselerometrning Vihídna kuchlanishi ufqqa kuta nahil o'qi yogo sezgirligi sinusiga mutanosib. Kesishning qiymatini aniq aniqlash uchun ikkita akselerometrni tanlash kerak. Shu sababli, ADXL202 juda mos keladi. Sensorning 1 g gacha bo'lgan chiqish signallarining mavjudligi shaklda ko'rsatilgan. 6.

Guruch. 7a ADXL202 ikki simli akselerometrning soddalashtirilgan blok diagrammasini ko'rsatadi. Yogoning ko'rinadigan signallari impulslardir, bunday proportsional tezlashuvning trivalitesini ko'rish mumkin. Ushbu turdagi chiqish o'tishdan oldin uzatishning barqarorligini, signalni bir chiziq bo'ylab uzatishni va uni taymerga ega bo'lishi mumkin bo'lgan mikrokontroller tomonidan qabul qilinishini ta'minlaydi (ADC kerak emas!). Sensorning teri kanalining chiqishidagi signal rasmda ko'rsatilgan shaklga ega. 7 b, bundan tashqari, g birliklarining o'sishi quyidagi formula bilan to'lanadi:

Hayotiy trivalite = 0,5 nol tezlashuvga teng ekanligini hurmat qiling. T2 impulslari davri teri impulsini bostirish uchun kerak emas. Haroratning o'zgarishi uchun ko'proq aniqlik kiritish kerak.

Chiqish impulslarining chastotasi ikkala kanal uchun bir xil bo'lganligi sababli, T2 davri faqat bitta kanal bilan cheklanishi kerak. Qiymat tashqi qarshilik RSET bilan 0,5 dan 10 m gacha bo'lgan diapazonda o'rnatiladi. PWM chiqishi bilan qisqa akselerometr keng tarmoqli kengligi bilan yuqori tarqatish quvvatini boshqarish uchun shved kodli mikrokontrollerni o'rnatish zarurati hisoblanadi.

Analog Devices kompaniyasi akselerometrlarining tavsifini yakunlab, biz ushbu mikrosxemalarni ishlab chiqarishning dizayn va texnologik darajasini tavsiflovchi bir qator raqamlarni kiritamiz.

· Inertial ustunlikning og'irligi - 0,1 mkg.

· Differensial kondansatkichning teri qismining sig'imi 0,1 pF ni tashkil qiladi.

· Ko'rsatilgan minimal shamollatish quvvati 20 aF (10-18 F).

· Imkoniyatlarni o'zgartirish, bu sizga yangi shkalani tezlashtirish imkonini beradi - 0,01 pF.

· V_dstan mizh kondansatör plitalari - 1,3 mikron.

· Qo'pol kondansatör plitalarining minimal ekshalatsiyasi - 0,2 angstrom (atom diametrining beshdan bir qismi!).

Motorola XMMA oilasining akselerometrlari tezlashtirish va CMOS signalini normallashtirish davrlari uchun planar empedans sensori yadrosidan iborat bo'lib, dastlabki modellarni bitta chipda ishlashga mo'ljallangan. Nozik element (G-o'rta) kristallning katta qismini egallaydi. Qo'shimcha sirt mikro-shakllanishi ortidagi polikristalli kremniydan qoliplar ikkita korroziy bo'lmagan plitalardan iborat bo'lib, ular orasida plastinka o'raladi, prujinali suspenziyaga o'rnatiladi va bino inertial kuchlar ta'sirida harakatlanadi (8-rasm). . Agar markaziy plastinka tezlashuv natijasida o'rta holatga o'tsa, u zo'ravonliksiz plitalardan biriga etib kelganida, u bir xil miqdorda ortadi, buning natijasida u boshqa plastinkaga o'tadi. Hayotning o'zgarishi tezlashuvni tavsiflaydi.

Barcha sezgirlik to'g'ridan-to'g'ri plastinkaning kremniy (chip) yuzasiga perpendikulyar ravishda to'g'rilanadi, shuning uchun DIP paketida ishlab chiqarilgan datchiklar tezlashadi, odatdagidek boshqa plastinkaga to'g'rilanadi. Boshqa taxtalarga parallel ravishda tekislashni tezlashtirish uchun kompaniya SIP korpuslarida, ba'zi chiplarda boshqa taxtaga perpendikulyar bo'lgan datchiklarni ishlab chiqaradi.

Guruch. 10. MMAS500G akselerometrining blok diagrammasi

G-xonaning plitalari ikkita o'tishga qarshi kondansatkichlardan tashkil topgan. Sensorning tezligida, uni plitalar tekisligiga perpendikulyar ravishda to'g'rilab turing; Ikkala kondansatörning sig'imlari formulaga muvofiq o'zgartiriladi

de S - plitalarning maydoni, e - dielektrik o'tkazuvchanlik va x - plitalar orasidagi masofa. Ko'rib turganingizdek, bu noto'g'ri chiziqli emas. Shaklda. 9-rasmda ruhomoi plitasining harakatidan kelib chiqqan holda, ushbu kondansatörlarning (C1-C2) quvvatlari diapazoni tugashi grafigi ko'rsatilgan. G-yadrosining kondansatkichlarining sig'imlarining noqulayligini aniqlash sxemalari quruq plastinkadagi kuchlanishning o'zgarishini tebranadi (MMAS40G, MMAS250G, MMAS500G) yoki undagi zaryad (XMMA1000, XMMA2000).

Kuchlanish elektrometrik subsilient zaryad bilan boshqariladi va zaryad elektrometrik zaryad bilan bo'ysunadi. Virobnik kompaniyasi tomonidan taqdim etilgan ushbu mikrosxemalarning texnik tavsiflariga ko'ra, siz ertami-kechmi hidni olasiz. Shaklda. 10-rasmda o'zgaruvchan tezlik diapazoni 500 g bo'lgan XMMAS500G akselerometrining blok diagrammasi ko'rsatilgan. Elektrometrik sensorning chiqishidan signal 4-darajali past chastotali filtrga, uchinchisi - haroratni qoplash pallasiga o'tishi kerak.

Motorola akselerometrlarini ratsional metrik rejimda ham o‘lchash mumkin.

Aniqlikbirlashtirilgan akselerometrlar. Statik aniqlik

Tezlashtirilgan elektr signalini i kabi akselerometrlar tomonidan konvertatsiya qilishning aniqligi va boshqa turdagi sensorlarning aniqligi nol siljish qiymatlari, to'liq o'lchov xatosi (sezuvchanlik) va bu parametrlarning harorat va vaqt o'zgarishi. Muhim saqlash xatolari - chiziqli xatolar (chiziqli bo'lmagan) va ko'ndalang sezuvchanlik.

Oddiy aqllar uchun nolning siljishi va akselerometrlarning sezgirligi tayyorlanganda tuzatiladi. Zalishkovning xatosini kalibrlash va mikrokontroller xotirasida kalibrlash konstantalarini eslab qolish yo'li bilan o'zgartirish mumkin. Akselerometrni kalibrlash ikki usulda amalga oshirilishi mumkin: o'tkir tezlashuv sensori va boshqa tortishish kuchi bilan tebranish stendida.

Guruch. 11. Kuchli kech tebranishlar ongida integral akselerometrning tezlanish va tezligi grafiklari.

G'olib stend quyidagi afzalliklarga ega bo'lishi mumkin:

· Kalibrlash imkoniyati, shu jumladan sensorlar, o'zgarishlarga nisbatan kam sezgir;

· Datchiklarni osongina o'zgartirilishi mumkin bo'lgan tezlashtirish bilan kalibrlash imkoniyati g;

bu kamchiliklar:

· Qimmatbaho tebranish stendiga ehtiyoj bor;

· Yuqori g da kalibrlashda sensorni mahkamlash muammosi.

Kalibrlash uchun tortishish kuchining ahamiyati:

· Yo'lga egalik qilish shart emas;

· usul sensorni o'rnatish xatosiga juda sezgir emas;

· Bu datchiklar uchun kamroq zastosuvat mumkin, tezlashtirish postyynogo uchun spriyyatlivih;

· Datchiklar shkalasini yana kalibrlash mumkin emas, o'zgarishlarni katta tezlikda qurish.

Nolinchi ofset va sezuvchanlikning harorat siljishi ham kompensatsiya qilinishi mumkin.

Boshqa har qanday modellar uchun (masalan, XMMA1000, ADXL105) harorat sensori o'rnatilishi mumkin. Mnemonik turdagi datchiklardan integral akselerometrlarni konvertatsiya qilish xarakteristikalarining chiziqli bo'lmasligining sabablaridan biri plitalar orasidagi kondansatör sig'imining chiziqli bo'lmagan to'planishidir (bo'lim 9-rasm).

Zaryadlash kuchlanishini o'zgartirganda, XMMA1000-da buzilganligi sababli, quruq plitaning potentsiali doimiy va hayotning yarmidan ko'p kuchlanishiga ega, chunki u sezilarli darajada 2V ga teng (bo'lim. 8-rasm). Bunday holda, yaxshilangan q \u003d CV formulasi (1) omborga ko'chirilganda quruq astar zaryadining ko'payishini ko'rsatadi.

Ko'rib turganingizdek, plitalar orasidagi o'zgarishlarda zaryadning to'planishi chiziqli emas. Agar akselerometrda kuchlanishning pasayishi (elektrometrik) bo'lsa, u holda sensorli kondansatkichlarning zaryadi o'zgarmaydi.

Todi zbílshennya naprugi on ruhomíy plastinka liníyno zalezhimam víd zmíni v_dstan_ mizh plitalari:

Ba'zi sabablarga ko'ra, XMMA1000 akselerometri (kuchlanish podstansiyasi) MMAS40G (kuchlanish podstansiyasi) uchun 0,5% ga nisbatan 1% to'liq masshtabli odatiy chiziqlilik xatosiga ega. ADXL oilasining akselerometrlari differensial tipdagi tebranish sensoriga ega bo'lishi mumkin, ularning zo'ravonliksiz plitalari teng yashaydi, shuningdek, 1 MGts chastotali V1 va V2 fazaga qarshi kuchlanish qo'zg'alishi mumkin. Shuning uchun ikkita tugun usuli yordamida hisoblangan o'rta plastinkadagi kuchlanishning kompleks qiymati formula bilan aniqlanadi:

de - dairesel chastota zbudzhennya. Men V1 = -V2 bo'lganlarga qarayman

Shu tarzda, harakatlanayotganda sensorning qo'pol plitalaridagi kuchlanish yuki chiziqli bo'ladi. ADXL oilasining akselerometrlari odatda 0,2% chiziqli xatolikka ega bo'lishi mumkin.

Yana bir dzherel o'lim darajasida tebranishlar va zarbalar paytida histerezis (bu mustahkamlikka teng emas) ko'rsatiladi. In fіrmovomu opisі mіkroskhem zhodnih vіdomostey gіsterezu Absent, ale eksperimenti haqida vikoristannya іntegralnih akselerometrіv ADXL sіmeystva viznachennya shvidkostey i peremіschen, provedenі mualliflar nayavnostі vіbratsіy velikoї amplіtudi pohibka, obumovlena, ymovіrno, gіsterezisom, Mauger dosyagati tsіlkom nepripustimih qadriyatlarimizga scho ko'rsatdi stattі tsієї uchun. Bizning fikrimizcha, bu histerezis deyiladiki, sezilarli tezlanishlar bilan buloqlar rolini o'ynaydigan kengaytmalarning deformatsiyasi prujina bo'lishi mumkin va inersiya massasi tezlanishining o'zgarishi bilan bo'lishi mumkin, aks holda u o'ngga aylanadi. chiqish lageri (bu bahor emas). Shaklda. 11 ta tezlanish (a) va tezlik (b) grafigi 0,5 m masofada katta tezlanishlar bilan harakatlanuvchi 1,5 m uzunlikdagi po‘lat qirqish uchlaridan biriga o‘rnatilgan ADXL150 akselerometr soatiga ko‘ra chizilgan. taxminan 300 Gts chastotali m amplituda. Tezlashtirish grafigi akselerometrdan signalni oraliq o'qimasdan, namuna olish chastotasi 80 kHz bo'lgan 12 bitli ADC tomonidan olingan. Tezlik grafigi trapezoidal usulda ushbu ma'lumotlarning raqamli integratsiyasi natijasidir. Kobda va ogohlantirish oralig'ining oxirida (0-0,9 s) sensorning tezligi nolga yaqin.

Tezlik jadvalida (11 b-rasm), akselerometr ma'lumotlarining ma'lum bir o'sishi nuqtalari, tezlikning oxirgi qiymatining og'ishi maksimal tezligi 3,5 m / s bo'lgan taxminan 1,25 m / s ni tashkil etdi.

Guruch. 12. Tebranishning kamayishi bilan integral akselerometrning tezlanish va tezligi grafiklari.

Shaklda. 12 tezligiga yaqin parametrlari bilan bir xil sensorning tezlashuvi (a) va tezligini (b) grafigi, lekin qattiqroq kattaroq konstruksiya. Harakat sezilarli darajada kamroq kech tebranish bilan birga edi. Ko'rib turganingizdek, tezlikni belgilash tezligi ko'p marta o'zgargan.

Transvers sezuvchanlik

Transvers sezuvchanlik sensorning sezgirlik o'qiga (ko'ndalang) 90 ° burchak ostida to'g'rilab, tezlashuvning elektr signaliga sezgirligini tavsiflaydi. Ideal akselerometr nolga teng ko'ndalang sezuvchanlikka ega. Sensorning pasport ma'lumotlarida ko'ndalang tezlashuvning bir qismi (deraza uchun) o'tishi kerak.

Akselerometrlarning shovqini

Sensorning uzatuvchi tutunining kengligidan vositachi shovqinsiz Ríven shovqini. Sensorning chiqishidagi past o'tkazuvchan filtrning o'tish joyidagi tutunning o'zgarishi shovqinni kamaytirishga kamaytirilishi kerak. Signal / shovqin nisbatini yaxshilash va binolarning taqsimlanishini oshirish uchun siz amplitudalar va faza chastotalarini ham kiritishingiz mumkin. Akselerometrlarning ba'zi modellari past chastotali filtr kristaliga joylashtirilishi kerak (XMMA oilasi - 4-tartib, ADXL190 - 2-chi). Ikki o'qli sensorlar ADXL202/210 ikkita tashqi kondansatkichga ulanishi mumkin, ular har biri 32 kOm bo'lgan ikkita ichki rezistorlar, birinchi darajali ikkita past o'tkazuvchan filtrlar bilan bog'langan.

dumba. ADXL150 mikrosxemasi 10-1000 Gts silliqlik uchun 1mg / Hz shovqinning odatiy spektral zichligi qiymatiga ega. Past chastotali filtr 100 Gts chastotada yoqilganda, filtr chiqishidagi shovqin qiymati 10 mg ga, amplituda esa 0,997 ga o'zgarganda - 30 mg oralig'ida.

Sensorning butun shkalasi shkalasini 50 g ga qo'ying, dinamik diapazon 20lg (50 / 0,03) = 64,4 dB dan ko'proq. Bu yomon emas, lekin integral akselerometr ko'rsatkichidan keyin u p'zoelektrik tomonidan kuchli buzilgan. Masalan, Bruel & Kjaer kompaniyasining 4371 tipidagi p'zoelektrik akselerometri 140 dB dinamik diapazonga ega.

Akselerometrlarning asosiy dinamik xarakteristikasi -3 dB darajasida smuga uzatishdir. Stolda 2 ushbu turdagi integratsiyalashgan tezlashtiruvchi sensorlarning asosiy xususiyatlarini ko'rsatadi.

Vyopmoq

Shu bilan birga, akselerometrlar mobil telefonlar, planshetlar va noutbuklar kabi ko'chma binolarda ularning kosmosdagi pozitsiyalarini kuzatish va simga yordam beradigan qo'shimcha funktsiyalarni qo'llash uchun faol qo'llaniladi. Oddiy sensorlar qattiq disklarning mexanik disklarida (kelajakda bo'lmaydi) topiladi. Eng yaxshi akselerometrni nomlash oson, chunki tirbandlik joylari doimiy ravishda kengayib boradi va ma'lumotlar to'liq kengayib borayotgan paytda sezgirlikka qadar bo'lishi mumkin. Kosmos arxitekturasida bir qator baxtsiz hodisalarni engishga yordam beradigan kattaroq, pastroq, akselerometrlarni joylashtirish uchun texnologiyalar ishlab chiqilmoqda.

G'olib adabiyotlar ro'yxati

1. Goodinaf F. O'z-o'zini boshqarish bilan 50 G uchun integral akselerometr, qizdirilgan budilnikda amalga oshiriladi // Elektronika. 1993 yil. 7-8-son. Z. 54-57.

2. Goodinaf F. Kichik hajmdagi sirt mikroyapısı asosida tezlashtirish, g'uvullash uchun zarba sensori // Elektronika. 1993 yil. 11-12-son. Z. 86-87.

3. Goodinaf F. Avtomobil xavfsizlik yostiqchalari uchun integral tezlashuv sensori // Elektronika. 1991. No 16. S. 7-14.

4. Doscher J. Akselerometr dizayni va ilovalari. analog qurilmalar. 1998 yil.

5.Serridj M., Lixt T.R. "Brul ta K'er". 1987 yil.

Allbest.ru saytida joylashtirilgan

Shunga o'xshash hujjatlar

P'ezoelektrik akselerometriya: xarakteristikasi, robot va zastosuvannya printsipi. P'zoelektrik akselerometrlarning asosiy dizayn variantlari. Dekoderlar, operatsion subsidiyalar va analogdan raqamliga o'tkazish, tan olish.

kurs ishi, xayr-ehsonlar 16/05/2014

Dizaynni ishlab chiqish bosqichlari va iz turidagi tezlashtiruvchi sensorning yadrosini tayyorlash texnologiyasi. Akselerometrning maqsadi, boshqa taxtani tanlash, lehimlash usullari, ayniqsa tanlash va o'rnatish. Tezlashtirish sensori markazining funktsional va variant tahlili.

tezis ishi, ehson 12/07/2011

Integral mikrosxemada o'tkazgich mikrosxemasini tayyorlash loyihasi va texnologiyasini ishlab chiqish. Mikrosxemani tayyorlash texnologiyasini tanlash, uning asosida texnologik jarayon, kristall topologiyasi ishlab chiqildi.

kurs ishi, xayr-ehsonlar 07/13/2008

kurs ishi, xayr-ehsonlar 06/12/2010

Parametrik ferrezonant kuchlanish stabilizatorlarini tanlash. Integratsiyalashgan mikrosxemaning strukturaviy va texnologik rivojlanishi. Integratsiyalashgan tranzistorning rozrahunoki va uning xususiyatlari. Rozrobka tehnychnyh vmog deb mikrosxema topologiyasi.

kurs ishi, xayr-ehsonlar 07/15/2012

kurs ishi, xayr-ehsonlar 30.01.2014

Sensorni tanlashni tayyorlash. AD594 mikrosxemasini tanlash, mikrokontroller. MK ATmega8 dasturlashning blok diagrammasi. Mikrosxemani termojuftlarga ulash. Yakkaxon va metroni ulash. Sxema z'ednannya, scho zabezpechuê rívníst haroratlar.

kurs ishi, xayriya 23.12.2015

Tezlikni oshirish uchun nima xizmat qilishi kerak - akselerometrni biriktiring. P'zoelektrik materialni tanlash. Sensorning xarakteristikalarini olish uchun inertial massaning shakli, vv inflow. Akselerometr konstruktsiyasining tavsifi. Elektr zanjirini tanlang. Vihidna pídsilyuvacha kuchlanish.

kurs ishi, xayr-ehsonlar 05/15/2014

Radioto'lqinlar diapazonida qo'llaniladigan qo'shimchalarda joylashgan asosiy faol elementlar. Integratsiyalashgan mikrosxemalarning muhim kuchi. Supero'tkazuvchilar va gibrid integral mikrosxemalar. Dzherela deb priymachi optik viprominyuvannya, modulyatorlar.

referat, qo'shimchalar 14.02.2016y

Ushbu dasturni ishlab chiqish tuganmas ikkilik ketma-ketlikdan belgilarning ikkilik pastki ketma-ketligini qo'shadi. Zsuvu mikrosxema registrini tanlang. USPB modelini sozlash usullari, so'zlar generatori. Displey blokini amalga oshirish uchun mikrosxemani tanlash.

Havo qurilmalarining chiziqli tezligini va ularning agregatlari elementlarining korpus tezligini moslashtirish uchun tan olingan asboblar o'ralgan holda deyiladi. akselerometrlar.

Akselerometrlarning signallari tezlik va koordinatalarni hisoblash uchun inertial navigatsiya tizimlarida, parvoz va dvigatellarni boshqarish tizimlarida, shuningdek vizual qurilmalarning ko'rsatkichlarida qo'llaniladi. Ko'rsatkichning ko'rgazmali qurollari tezroq manevrli samolyotda uchuvchidan o'tishni boshqarishni talab qiladi, bu uchuvchining boshqaruv soati bilan bog'liq.

Akselerometrlar turli belgilarga, zokremaga, tiqilib qolish joylariga, sezgir element turiga, signallarni qabul qilish usuliga, tezlashtirishning yumshatuvchi komponentlari soniga, chiqish signalining turiga va boshqalarga ko'ra tasniflanadi.

Akselerometrlarga qadar Vymogi, vimiryuvannyaning aniqlik darajasi zastosuvannya sohasi bilan belgilanadi. Shunday qilib, inertial tizimlarda akselerometrlarning xatosi 0,001% dan oshishi uchun javobgar emas. Akselerometrlar, boshqaruv tizimlaridagi kabi, 0,001-1,0% xatolikka ega bo'lishi mumkin. Vizual qo'shimcha sifatida o'rnatilgan akselerometrlarning tezligi 1-3% ni tashkil qiladi.

Prinsip díí̈ akselerometr o'qi y chomu.

Akselerometrning sxemasi.

1 - inertial massa; 2 - bahor; 3 - damper; 4 - masshtab; 5 - biriktirma ishi; 6 - akselerometrning barcha sezgirligi

Inertial og'irlik 1, korpusga bog'langan 5 yordam uchun bahor 2 bu damper 3 , to'g'ridan-to'g'ri 6 o'qiga o'tishi mumkin sezgirlik pardasining nomi. Massani shkalaning orqasida vidalanadigan korpusga biriktirma bo'yicha harakatlantirish 4 , sezuvchanlik o'qi bo'ylab to'g'rilangan yutish tezligiga mutanosib ravishda.

Akselerometrning sezgir elementi inertial massadir.

inertial massa bo'yicha
akselerometrlar bir xil kuchga ega:

- inersiya kuchi

de - masini korpusga uzatma bo'yicha harakatlantirish;

-tanani makonning belgilangan nuqtasiga sig'dirish uchun harakatlantirish.

- Massa tezligiga mutanosib va amortizator tomonidan yaratilgan quvvat:

de
- Damping koeffitsienti.

- bahor kuchi tomonidan yaratilgan pozitsiyali kuch:

de - bahorgilik koeffitsienti.

Bu kuchlarning yig'indisi nolga teng, tobto.

de
- Vlasna chastotasi;

;

-tashqi gazlanish koeffitsienti.

Akselerometrning asosiy elementlari inertial massalar harakati, massalar harakati signallarining datchiklari, aylanma tovush signallarini kiritishni ta'minlovchi moment (kuch) qo'shimchalari, yordamchi signallar va sozlashlardir. (damperlar).

Akselerometr faqat shu saqlash tezligiga, vimiryuvannya koí vín tayinlashlariga reaksiyaga kirishishi uchun, yogo inertsiya massasi ona maxsus pídvís, scho vídpovídaê oldinga siljish vimogining javobgarligi: 2) vimiruval o'qlari orasidagi o'zaro bog'liqliklarning mavjudligi; 3) inertial massaning muhlatlanishi va dastlabkilarning o'lishi o'rtasidagi chiziqli o'sishni ta'minlash.

Oddiy tayanchlardagi suspenziyalar akselerometrning sezgirligini pasaytirgandek sezilarli ishqalanish hosil qiladi. Ishqalanishni o'zgartirish uchun sezgir element muhimlik bilan almashtiriladi yoki ular sezgir elementning yaxshiroq chorva vazasi bo'lgan uy hayvonlari vagasi bilan vatan yaqinida joylashtiriladi (2-4-rasm). Buloqlar va gofrirovka qilingan prujinali membranalar ustidagi suspenziyalar yirtilmaydi, qisqa tutadi, massa olib tashlangandan so'ng, biriktirma sezgirlik o'qiga perpendikulyar bo'lgan omborning tezlashishiga ta'sir qila boshlaydi. Shuning uchun, agar ilhom deyarli har kuni bo'lsa, kuch kompensatsiyasi tufayli akselerometrlarda to'xtash kerak.

Guruch. 2. Bir komponentli akselerometrning sxemasi:

1 - inertial massa; 2 - tana; 3 - vatan; 4 - tekis kesish; 5 - pidsiluvach; 6 – induktiv siljish sensori;

7 - elektromagnit haydovchi

Rasmdagi sxema bo'yicha. 2 inertial og'irlik 1 yo'riqnomaga ko'chiriladi 4. to'g'ri og'irlikda rulmanni o'zgartirish uchun 1, u o'rtada 3 joylashtiriladi, u to'g'ri chiziqqa kuchli bosishni o'z ichiga olgan neytral suzish qobiliyatiga ega. Inertial massaning harakatiga mutanosib bo'lgan zanjirdagi signallar induktiv sensor tomonidan boshqariladi. qo'llab-quvvatlash ustida , ketma-ket quvvat haydovchisining o'rash chizig'iga kiritilgan. Prilady yilda namlash vatanda inertial massasi harakati soat uchun rahunok qo'llab-quvvatlash orqasida borish. Turdagi akselerometrlarda yuqori chastotali va kichik sezuvchanlik zonasini olish mumkin (inersiya massasining tovushini havoda ishqalab, kuchlarning o'zgarishiga erishish mumkin). Akselerometr xususiyatlarining barqarorligini saqlab qolish uchun termostatlar qo'li yetadigan joyda bo'lgan doimiy haroratning haroratini kesish kerak.

Guruch. 3. Suzuvchining mayatnik akselerometri sxemasi:

1 - inertial massa; 2 - vatan; 3 - tana; 4 - aylanish momenti;

5 - pidsiluvach; 6 - signal sensori

Shaklda. 3 da floatning mayatnik akselerometrining diagrammasi ko'rsatilgan. Poplavsky (Iinsíin Masa) dizayner shunday, yogo yogo vaga q buv blusted uchun pídyomno Sili F. Neckidna Pendulovikí Stoy postavka qattiq kodlari bir zsuvom markazi shitirlashi Schodo markazi gidroizolyatsiya magnitudali l signali uchun Aylantirish Popdwaling VimíryєTe _Dupí5 in sensori _Dupíachl. 4. Erkak, ular tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan tayanchlarda, ular kichik vitse bilan himoyalangan, suzuvchi Q ning parchalari F tayanch kuchi tomonidan amalda qo'llab-quvvatlanadi. Qurilmaning parametrlarini saqlash uchun radiatorning haroratini tartibga solish kerak. Float akselerometrlari silikon yadrolarga ega.

Inertial tizimlarda turg'un bo'lgan akselerometrlar tomonidan qo'llaniladigan tezkorlar parvoz tezligini va bosib o'tgan masofani olib tashlashga xizmat qiladi. Tezlikni olib tashlash uchun u bir marta, marshrutni olib tashlash uchun esa ikkitasi birlashtiriladi. Bu akselerometrlarning birinchi klassi bo'lib, unda chiqish signali tezlanishga emas, balki tezlanishning bir tomonlama integraliga mutanosib bo'ladi.

4-rasm Integratsiyalovchi akselerometrning sxemasi

1-inertsiya float; 2-haydovchi; 3-gidravlik aylanma kanallar; 4-terminal sensori; 5 silindrli, silikon tayoq bilan to'ldirilgan; 6-releli isitish tizimi; 7-termostat; 8-isitish elementi; 9 yulduzli silindr; 10-ridina

Birlashtiruvchi float tipidagi akselerometrning sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 4. Silindr shaklidagi floater 1 silindrsimon kameraga joylashtirilgan, ona 10 bilan to'ldirilgan va float materialining qalinligi onaning qalinligidan kamroq. Kamera doimiy tezlikda dvigatel 2 bilan o'raladi. O'rash uchun ayblangan suv markazi kuchlarining ta'siri ostida float simmetriya o'qi bo'ylab qayta tiklanadi, u harakatlanishi mumkin. Akselerometrlarni shaklda ko'rsatilgan dizayn bilan birlashtirish. 4 may sezuvchanligi 10 -5 g ga yaqin va troxni yo'qotish 0,01% dan ortiq.

Istiqbolli elektromagnit va kriogen suspenziyalardir.

Akselerometrlarda elektr signallarining harakatini aylantirish uchun potentsiometrik, induktiv, elektr, fotoelektrik va simli konversiyalardan foydalaniladi. Transformatsiyadan oldingi asosiy omillar quyidagilardir: 1) binolarning katta xilma-xilligi; 2) kiraverishdagi chiqishdagi chiziqli kuz; 3) sezgir elementga reaktsiyaning paydo bo'lishi. Potensiometrik datchiklar bundan qanoatlanmaydi va nozik armatura hidi tiqilib qoladi.

Burilish signallarida signallarni kiritish uchun akselerometrlardagi moment (quvvat) qo'shimchalari sifatida moment motorlari (galvanizli rejimda ishlaydigan elektr motorlar) va elektromagnit qo'shimchalar o'rnatiladi.

Pastadir halqalarida kerakli chastotali xarakteristikalar bilan akselerometrlarni yaxshilash uchun tuzatilgan filtr va maxsus amortizatorlarni qo'yish kerak. Damping uchun asosiy suspenziyaning biriktirmalarida g'alaba asosiyning yopishqoqligida yopishqoq bo'ladi.

Akselerometrdagi xatolar

Akselerometrlar uslubiy va instrumental fokuslarga bo'ysunadi.

Akselerometrlarning uslubiy nosozliklari ikki guruhga bo'linadi: 1) akselerometrlar faol kuchlar ta'sirida tezroq vimiryuyadiganlar, shuningdek, reaksiyaga kirishmaydigan tortishish kuchlari ta'sirida tezroq sodir bo'ladigan nosozliklar; 2) tezlashtiruvchi vimiryuvannogo to'g'ri chiziq bilan sezuvchanlik o'qi o'zboshimchalik orqali ayblangan frivolities.

Masalan, sezgirlik o'qi farqi bilan u to'g'ridan-to'g'ri 1 ° ga tezlashadi, o'sish kattaligining o'sishi 0,02% ni tashkil qiladi. Tsya pohibkaning o'zi kichik va katta qiziqish yo'q. Belgilangan direktivalar o'rtasida ko'proq qiymat o'rnatilishi mumkin, sharob shkalasi koordinata tizimining qo'shni va haqiqiy o'qlari o'rtasidagi farqni ko'rsatadi. Bundan tashqari, inertial navigatsiya tizimlarida sezgirlik o'qlari to'g'ridan-to'g'ri tezlashtiriladi, ular akselerometrlar o'rtasida o'zaro bog'lanish paydo bo'lguncha ishlab chiqariladi, buning natijasida akselerometr nafaqat "bizniki", balki "chet elliklar" ham tebranadi.

Akselerometrlarning instrumental og'ishlari quyidagilar bilan belgilanadi: 1) sezgirlik chegarasi (biz og'irliklarni yo'qotish haqida gapiramiz) - kirishdagi minimal signal, bunda signal chiqishda; 2) kirish va chiqish signallari orasidagi shikastlangan chiziqli o'smalar; 3) bahor va boshqa elementlarning xarakteristikasidagi histerezis; 4) akselerometrning parametrlari va xarakteristikalarini haroratni ushlab turish.

Instrumental o'zgarishlarni o'zgartirish uchun siz kirib, uchinchi darajali bosimni, elementlarning haroratini nazorat qilishni va akselerometrning sezgirlik xususiyatlarini yaxshilashni o'zgartirishingiz kerak. Inertial tizimlar uchun akselerometrlarning eng yaxshi dizaynlarida instrumental xatolar 0,002% ga yetkaziladi.

Chiziq tezligi sensori bloki BDLU - 0,5 normal koordinatalar tizimining chiziqli tezlashuvlarining dispersiyasi va havoda uchish tizimi (BOC) va boshqa bort tizimlarining chiziqli tezlashishiga mutanosib elektr signalining paydo bo'lishi uchun topshiriqlar.

Strukturaviy ravishda BDLU tipidagi akselerometr asosiy tugunlardan iborat:

- Sensor LININIKI REDY DLLOV-42 ê ê Self-vizual assellometer, Scho Díê Memorial Skudvyosti Taja Vidashi Elektrichny Signal, Lin_yny Ski ning Ski Scho nisbati, Scho D_ê Vimívoí̈i Osi va Vídpovídaê to'g'ridan-to'g'ri Sign.

- MUBP-1-1 tipidagi yashash bloklari;

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

Zovn_shnyy vglyad BDLU vakillari kichik ustida.

5-rasm

Bir o'qli akselerometrning sxemasi 6-rasmda ko'rsatilgan. (DLUV-42 turi)

Guruch. 6. Quvvatni qaytarish rishtasi bilan bir vaznli akselerometrning sxemasi:

1 - sensorli o'rash; 2 - uyg'otuvchi o'rash; 3 - akselerometrning barcha sezgirligi; 4 - doimiy magnit; 5 - ilhomlantiruvchi o'rash; 6 – ilon dumining pidsiluvach; 7 – demodulyator; 8 - fazali nayza; 9 - pídsiluvach postíy strumu; 10 - generator lanceug zbudzhennya; 11 - chiqish opiri; 12 - shoshilish, qarshi kurashish uchun signal.

Akselerometr kuchli burilish signaliga ega bo'lgan qo'shimcha bo'lib, unda sezgir elementga ta'sir qiluvchi inertsiya kuchiga (tezlanishga mutanosib ravishda) g'altakning shnurlari tomonidan yaratilgan elektromagnit kuch ta'sir qiladi. magnit maydondagi binolar.

DLUV akselerometrining sezgir elementi doimiy magnit bo'lgan mayatnik 4 hisoblanadi.

Datchikning sezgir o'qini yo'naltiruvchi chiziqli tezlanishlarni harakatlantirganda, sezgir elementni (maatnik) to'g'ri chiziqning nol holatidan, teskari kuchdan siljitadigan inersiya momenti yuzaga keladi.

Sarkacning inersiya momenti ko'proq:

de
- mayatnikning massasi; – mayatnikning yelkadagi nomutanosibligi; - Líyne priskorennya, scho díê.

Be-yaké yogo vídhilennya schodo nol stavishcha o'z yaratilishida zmítsnenoí̈ da datchikning yangi lasanida 1 e.f.f. Sensordan kelgan signal BU-44-2-11 (7, 8, 10) amplitudali fazaga sezgir detektor-kalitning kirish qismiga o'tadi, doimiy polarit oqimining kuchlanishiga aylanadi va o'rashlarga beriladi. 5 bilan mustahkamlangan bobinning sezgir elementining kamon tayanchiga qo'yilgan.

Bobinning magnit maydoni, 5 ta'sir etuvchi, doimiy magnit maydoni bilan almashtiriladigan 4, sensorning mayatnikga sezgir elementi bo'lib, uning yordamida elektromagnit kuch yuzaga keladi, bu esa mayatnik va uning inertsiya momentini keltirib chiqaradi. uni nol holatiga aylantirish mumkin emas.

G'altakning o'rashlari orqali oqib o'tadigan, ilhomlantiradigan, mustahkamlovchi shturp tomonidan yaratilgan elektromagnit moment

de
- kuchli hushtak chalg'igan lansetining uzatish koeffitsienti;

- Kulbadan oqib o'tadigan Strum.

Quvvatli aylanma rishtaning akselerometriga kirish o'lchamiga boyroq bo'lgan qo'shimcha qattiqlikka, kamon elementining qattiqligiga teng.

Agar subsidyuvach 9 kuch koeffitsienti katta erishish uchun bo'lsa, u holda ilhomlantiruvchi elektromagnit kuch kuch, mutanosib tezlashtirish va tenglik nol pozitsiyasini qabul sezgir element, kim bilan ona teng bo'ladi jonlantiradi:

yoki
,