|
Область применения. Изобретение относится к измерительной технике.
Акселерометры являются на сегодняшний момент одними из наиболее перспективных
приборов для использования в приборах компенсационного типа с дискретным выходом в
системах стабилизации, навигации и наведения. Оно может найти применение в приборах
для измерения механических величин компенсационного типа.
Разработки ориентированы на такие направления как:
повышение точности измерения акселерометра [1–9];
увеличение малой полосы пропускания [2, 7, 8, 10];
повышение стабильности коэффициента преобразования [11];
повышение надежности [12].
Имеющиеся проблемы. Из анализа существующих конструкций чувствительных
элементов (ЧЭ) интегральных акселерометров следует, что у всего множества разработанных
подвижных узлов микросистемных датчиков измерения ускорений с электростатической
обратной связью, обеспечивающей наиболее компактную конструктивную схему, имеются
следующие недостатки:
– неудовлетворительная погрешность измерений [1, 3, 4];
– малая полоса пропускания [2, 7];
– низкая точность измерения [2, 8, 9, 13];
– постоянство разрешающей способности [11];
– большие массогабариты [5];
– динамическая погрешность [10].
Это является препятствием для увеличения диапазона измерений.
Перечисленные проблемы в целом затрудняют измерение ускорения, и для их
устранения предлагаются следующие решения, которые выполняются за счет того, что:
– на подвижной части первой пластины выполнены прорези [1];
– прорези выполнены со стороны каждой подставки [1];
– длины прорезей выполнены равными [1];
– в генератор введена местная отрицательная обратная связь [2];
– введены балластный резистор, первый и второй компараторы, логическое устройство
ИЛИ, реле [11];
– на стойку установлена втулка из инвара [3];
Альманах научных работ молодых ученых
XLVII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Том 1
68
– подвижный элемент, первый, второй, третий и четвертый неподвижные электроды
выполнены прямоугольными по форме [12];
– первый, второй, третий и четвертый неподвижные электроды выполнены равными по
площади [12];
– на второй пластине выполнены первый и второй неподвижные электроды
дифференциального емкостного преобразователя, на третьей пластине выполнены третий
и четвертый неподвижные электроды [12];
– первый и второй резисторы выполнены в одной микросборке с генератором высокой
частоты, первым и вторым усилителями переменного тока, суммирующим усилителем,
демодулятором и усилителем постоянного тока на одной подложке [4];
– первая пластина выполнена из монокристаллического кремния [4];
– каждая из основных плоскостей внутренней неподвижной части пластины расположена на
расстоянии, не меньшем величины максимального хода внешней подвижной части
пластины [5];
– выводы компенсационной катушки, токоподводы и места соединения токоподводов с
выводами компенсационной катушки расположены в плоскости, проходящей через ось
подвеса и нейтральную ось магнита [5];
– грузы выполнены из электропроводного материала и расположены в рабочем зазоре
силового преобразователя [5];
– внешняя подвижная часть пластины, упругие перемычки и внутренняя неподвижная часть
с указанным расстоянием ее основных плоскостей от основных плоскостей внешней
подвижной части выполнены единым элементом методом анизотропного травления
кремния [5];
– введен в отрицательную обратную связь блок управления динамической ошибкой, вход
которого соединен с выходом фазового детектора отрицательной обратной связи через
сглаживающий фильтр, а выход блока управления динамической ошибкой соединен с
одним из входов сумматора через преобразователь напряжение-ток, причем выход [6];
– введен дифференциальный усилитель постоянного тока [7];
– подвижная часть, неподвижная часть и плоские перемычки чувствительного элемента
выполнены в одной первой пластине из монокристаллического кремния [14];
– плоские перемычки выполнены так, что одна из поверхностей каждой плоской перемычки
совмещена с одной и той же поверхностью подвижной части первой пластины [14];
– выходы первого и второго усилителей переменного тока подключены к разнополярным
входам суммирующего усилителя [14];
– первая пластина установлена так, что совмещенные с одной из поверхностей подвижной
части первой пластины поверхности плоских перемычек расположены со стороны третьей
пластины [14];
– введен интегратор, а на вход компаратора – первый дифференцирующий фильтр и
сумматор [13];
– введена аналоговая, интегрирующая и дискретная интегрирующая отрицательные
обратные связи [10];
– введена местная положительная обратная связь и фильтр верхних частот, местная
отрицательная обратная связь с выхода усилителя на вход второго преобразователя
напряжение-ток через фазовый детектор отрицательной обратной связи, а также
компаратор, интегрирующий усилитель, реверсивный двоичный счетчик, генератор
опорного напряжения, введена интегрирующая отрицательная обратная связь, второй
сумматор, интегрирующий усилитель [8];
– введен фильтр верхних частот и преобразователь напряжение-ток [9];
– содержит
корпус,
первую
пластину
из
монокристаллического
кремния
дифференциальный емкостный преобразователь положения, третью пластину на другой
Альманах научных работ молодых ученых
XLVII научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО. Том 1
69
стороне неподвижной части первой пластины, магнитоэлектрический силовой
преобразователь с постоянным магнитом [9].
Do'stlaringiz bilan baham: |
