ММГ являются электромеханическими системами, в которых энергия вынужденных (первичных) колебаний инерционной массы на упругом подвесе (резонатор) при воздействии переносной угловой скорости преобразуется в энергию вторичных колебаний, которые содержат информацию об измеряемой угловой скорости. Это преобразование осуществляется вследствие влияния на резонатор сил (или моментов) инерции Кориолиса при вращении резонатора с переносной угловой скоростью, вектор которой перпендикулярен вектору мгновенной скорости инерционной массы резонатора.
Первичные колебания называют также режимом движения (РД) или движением по координате возбуждения, вторичные - режимом чувствительности (РЧ) или движением по координате выходного сигнала.
По виду движения инерционных масс в РД и РЧ различают гироскопы LL-типа (linear-linear) или LL-гироскопы; гироскопы RR-типа (rotary-rotary) или RR-гироскопы и гироскопы LR-типа или LR-гироскопы. В LL-гироскопах инерционные массы в РД и РЧ совершают поступательные перемещения, в RR-гироскопах - вращательные перемещения, в LR/RL-гироскопах - различные комбинации поступательных и вращательных перемещений
Наряду с указанными типами разрабатываются ММГ, в которых чувствительный к измеряемой угловой скорости элемент представляет собой упругое кольцо (кольцевой резонатор), скрепленное с корпусом посредством упругих элементов подвеса. Кольцо пульсирует в двух взаимно перпендикулярных направлениях (поперечная упругая волна), т. е. периодически принимает форму овала. При вращении кольца относительно оси, перпендикулярной его плоскости, скорость вращения оси, вдоль которой пульсирует кольцо (большая ось овала), будет меньше скорости вращения корпуса и кольца. Угол отставания несет информацию об угле поворота основания относительно инерциального пространства.
В данном случае генерируется стоячая волна, прецессирующая при появлении переносной угловой скорости основания. Процесс генерирования стоячей волны имеет место и в так называемых стержневых гироскопах. Поэтому гироскопы с кольцевыми и стержневыми резонаторами (вибрация вдоль стержня) можно называть волновыми ММГ
Амплитуда вторичных колебаний инерционных масс очень мала, поэтому требуется резонансная настройка, при которой частоты первичных и вторичных колебаний и собственная частота резонатора близки между собой.
При изготовлении ММГ применяют высокодобротные материалы, такие как кремний, кварц и др. Для возбуждения первичных колебаний, создания сил и моментов компенсации, измерения параметров вторичных колебаний применяют электростатические, магнитоэлектрические, электромагнитные, а с резонаторами из пьезокерамики также пьезоэлектрические преобразователи.
ММГ могут работать в режимах прямого и компенсационного преобразований.
ММГ разрабатываются также в Draper Laboratory (США). Одна из разработок лаборатории - гироскоп LL-типа, выполненный по кремниевой технологии , принципиальная схема которого приведена на рисунке 1.1.
В этом гироскопе две подвижные инерционные массы, каждая площадью 4 мм2, подвешены на упругих элементах относительно базового элемента конструкции из стекла. Массы посредством трех (левый, правый, центральный) электростатических двигателей гребенчатой структуры приводятся в вибрационное движение со скоростью V параллельно плоскости базы. Векторы скоростей находятся в противофазе друг к другу. При наличии угловой скорости Ω вокруг входной оси под действием сил инерции Кориолиса F1 и F2 одна масса будет подниматься, а другая - опускаться по отношению к плоскости вибрации. Чувствительные пластины электродов емкостного преобразователя перемещений формируют выходной сигнал гироскопа. Имеются также пластины для формирования контура электростатической обратной связи. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5
Другое по теме:
Построение мобильной телекоммуникационной сети стандарта CDMA В данной курсовой работе производится планирование сетей сотовой связи и расчету основных параметров сетей связи стандарта CDMA. Производится исследование функциональной зависимости параметров сети. Бюджет линии связи предназначен, для тог ...