Mikromechanikai giroszkóp-gyorsulásmérők - life-prog
Tól mechanika tudjuk, hogy a térbeli orientáció tekintetében a törvény a tehetetlenség arra törekszenek, hogy fenntartsák nem csak a test, ami forog, de a rendszer, amelyben a mechanikai rezgések lépnek fel. Vissza az iskolában, mi általában beszélni Foucault-inga, amely miközben állandó tájékozódás a síkban való rezgések a térben, lehetővé teszi számunkra, hogy tisztábban lássuk a bolygó forgása saját tengelye körül. Alkalmazás nincs rotáció, azaz oszcilláló vagy rezgő giroszkóp sokkal ígéretesebb az átmenetet a mikromechanikai gyros és gyorsulásmérő. Miután az MCT sokkal könnyebb megtenni egy nagy rezgő frekvencia összetevőket, mint a gyorsan forgó tengelye körül rotorok és támogatást mikrocsapágyak számukra.
Javasolták és vizsgálták több tucat különböző minták mikromechanikai giroszkóp-gyorsulásmérő. és az eljárás a további finomítás folytatódik. Mi itt leírni csak az általános elvek munkájukat. Mindannyian használja jól ismert jelenség előfordulásának erők és Coriolis gyorsulás. Ez a francia tudós azt mutatja, hogy a mozgó test egy sebességgel a koordináta-rendszerben, amely együtt forog szögsebességgel vektor jár további gyorsulás egyenlő a vektor termék
azaz irányított ortogonálisán által képezett síkban vektorok és. Emlékezzünk, hogy a szögsebességvektorára modulo egyenlő szögsebességgel és mentén irányul forgástengely haladás irányában a hegyét a megfelelő csavart.
Ábra. 4.6 látható nyomot hagytak a szilícium tehetetlen tömeg lemez 1, csatlakozott egy vékony rugalmas szalagok (medálok) 2 a primer szilícium kristály 3. révén, például periodikusan változó elektrosztatikus erők hatására a tehetetlen tömeg oszcillálni akasztók 1 2 a tengely irányában. Tengely körül, amely áthalad a szuszpenziót, úgynevezett fő tengelye a szenzor.
Ábra. 4.6. Ahhoz, hogy ismertesse a működési elve a mikromechanikai giroszkóp, gyorsulásmérő: OHYZ - érzékelő koordinátarendszerben; OY - a fő tengely gyorsulásmérő giroszkóp; v - sebességvektor az oszcilláció az inga; Omega - szögsebességvektorára; a - Coriolis gyorsulás
Ha egy tárgy, amelyen a szenzor el kezd forogni a központi tengely, a tehetetlensége a rendszerben felmerülő Coriolis-erő, hogy megadja a tehetetlenségi tömege 1 Coriolis gyorsulás tengelyének irányába. Mivel a mozgásának sebességét lendkerékkel 1 során oszcilláció szinuszosan változik, akkor a gyorsulás a tengely mentén is változik szinuszosan ugyanazon a frekvencián. Ezért, a tehetetlenségi tömeget 1 kezd oszcillálni e tengely irányában is. A rezgés amplitúdója arányos az amplitúdó a szögsebesség. Ezért mérni is lehet számítani a forgási sebesség az objektum. És akkor, a koncepció a „virtuális inerciális platform”, ki tudjuk számítani az aktuális tájolását a tárgy képest eredetét, vagy más rögzített koordináta-rendszerben.
A mikromechanikai ábrán bemutatott struktúrának. 4.6, és ez is alkalmas egyidejű mérésére lineáris gyorsulási tengelye mentén az objektumot. Valóban, lineáris gyorsulási vezet egy bizonyos elmozdulása a tehetetlenségi tömege 1 a tengely mentén azonos módon, mint egy kapacitív gyorsulásmérő szerkezetet. ábrán látható. 4.2. Mérésével Ez az eltolódás, meg lehet állapítani, és lineáris gyorsulás.
1 a tehetetlenségi tömeget egy mikromechanikai ábrán bemutatott struktúrának. 4.6, lehet kénytelen oszcillálni axiális irányban. Ezután a forgatás a tárgy körül a fő tengelye az érzékelő vibrációkat a tengely irányában. Mérési amplitúdója, lehetséges, hogy meghatározza a fordulatszámot. Ugyanakkor, mérésével elmozdulása az pont az oszcilláció tengely irányában, akkor ki lehet számítani a lineáris gyorsulási komponens irányított E tengely mentén.
Mikromechanikai giroszkóp-gyorsulásmérő. működtetésével ezek az elvek már kereskedelmi forgalomban kapható kis integrált áramkörök. A fő hátránya, hogy a kis stabilitása vremennaya irányában a fő tengely giroszkóp - a sorrendben néhány fokkal óránként. Ezért a gyártók adja stabilitásuk többé / h, mivel gyakori a klasszikus gyros. és / s. Ugyanakkor ezek a giroszkóp, gyorsulásmérő nagyon fontos előnye: a viszonylag alacsony költségek mellett; kis méret és súly (6 x 6 mm-es, 0,5 g). Jellemzőjük a nagy megbízhatóság értékek hiba valószínűsége kisebb, mint 10 -6. garantált élettartam - 15 év. Az általuk elfogyasztott energia elhanyagolható, hogy egy nagy ellenállás a rezgés és a rázkódás (fel!), Ami nagyon fontos a közlekedési és dinamikus rendszerek. És a nagy időbeli stabilitás nem elég, mint kiderült, lehetséges, hogy sikeresen a harcot az alkalmazások terén a Földön, és a Föld mellett, ahol a gravitációs erő mindig cselekmények irányul a Föld középpontja. A viszonylag csendes helyeken vagy a forgalmi időközönként, még mélyen a föld alatt, vagy a víz alatt, akkor mindig határozza meg az irányt a gyorsulás a földi gravitáció, és az ezeket az adatokat pontosan elég ahhoz, hogy automatikusan korrigálja a tájékozódás irányát „virtuális inerciális platform.” Meg lehet korrigálni, és a szerint, hogy a GPS navigációs rendszerek, amelyeket a fent tárgyalt. Ez történik egy intelligens navigációs érzékelők.
Például az amerikai Draper Laboratory használ mikromechanikai giroszkóp-gyorsulásmérő mikroprocesszor annak astroinertial komplex (inerciális Stellar Iránytű - ISC) szánt, automatikus céltávcső szerelt mesterséges műhold a Föld, a dátumok, a csillagok és a hosszú távú stabilizálása a helyzet a csillagok a látómezőben a teleszkóp .
A cég Robert Bosch Gmb alapján fejleszteni ezeket az érzékelőket a gyors reakció borulásveszély vagy csavarodás a jármű függőleges tengely körül céljára automatikus elektronikus azonnali stabilizáló. Sok más alkalmazásokat.