Принципы работы датчиков угловой скорости на МЭМС элементах и их применения в авиационной отрасли
ВВЕДЕНИЕ
Датчики угловой скорости (ДУС) на микроэлектромеханических системах (МЭМС) являются критически важными для авиационной отрасли, так как они используются для измерения угловых скоростей и ориентации космических и авиационных аппаратов.В авиационной отрасли, точность измерения угловой скорости и ориентации является критически важным для безопасного и эффективного функционирования авиационных аппаратов. Датчики угловой скорости на МЭМС элементах имеют ряд преимуществ перед традиционными механическими датчиками, так как они меньше по размеру, более надежны, имеют более высокую точность и могут работать в широком диапазоне температур и условий.Одним из наиболее критических аспектов авиационной отрасли является безопасность. Точность и надежность датчиков угловой скорости на МЭМС элементах могут помочь повысить безопасность полетов и уменьшить число аварийных ситуаций, связанных с недостаточной точностью измерения угловой скорости и ориентации авиационных аппаратов.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Датчики угловой скорости в составе системы управления
Конструкции микромеханических гироскопов
Общие сведения о микромеханических гироскопах
Гироскопы LL типа
Гироскопы RR типа
Гироскопы RL типа
гироскопы LR типа
гироскопы R типа
Технологические процессы и особенности производства МЭМС
гироскопов
Разработка блока датчика угловой скорости с использованием микромеханических гироскопов
Структурная схема и архитектура блока датчика угловой скорости
Критерии выбора датчиков угловой скорости
Выбор датчиков угловой скорости
Принцип действия ADXRS620 by Analog Devices
Стартовая подготовка и тестирование блока
Выбор контроллера блока датчиков угловых скоростей
Архитектура простейших микропроцессорных систем
Микроконтроллеры STM32Интерфейс связи
Алгоритм первичной обработки сигналов датчиков угловых скоростей в блоке БДГ-ММГКонцепция построения алгоритма первичной обработки
Выбор метода резервирования
Резервирование
Алгоритм работы устройства
Конструкция БДГ-ММГЗащитный корпус.
Печатные платы
Соединительные элементы
Элементы питания и управления
Тактико-технические характеристики блока датчиков угловых скоростей БДГ-ММГНулевой сигнал
Диапазоном измеряемых угловых скоростей
Стабильность крутизны характеристики преобразования
Нелинейность характеристики преобразования
формуле (20) получим Kну=Kн.Характеристики шума
Полоса пропускания канала измерения угловой скорости
Экономическое обоснование оценки эффективности инвестиций проекта
Общие сведения
Расчет себестоимости
Затраты на дополнительную заработную плату рабочих
Отчисления на социальные нужды
Затраты на покупные и комплектующие изделия
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Безопасность труда при эксплуатации блока датчика угловых скоростей
Общие данные
Микроклимат и вентиляция производственного помещения
Электрическая опасность
Не найдено
В ММГ с вращательными движениями RR–типа с использованием, как правило, гребенчатых двигателей создается момент, который возбуждает угловые ПК ИТ с заданной относительной угловой скоростью. При действии по ортогональной оси переносной угловой скорости основания возникает момент сил инерции Кориолиса, вызывающий угловые ВК ИТ. Направление действия момента сил инерции Кориолиса определяется направлением вектора гироскопического момента и перпендикулярно плоскости расположения векторов относительной и переносной угловых скоростей.Очевидным достоинством схем RR-типа является нечувствительность к поступательной вибрации по сравнению со схемами LL-типа, однако имеет место чувствительность к угловым ускорениям. Для схем LL-типа собственные частоты УП должны быть выше частот вибрации основания, иначе прибор будет не работоспособен. Использование схем RR-типа позволяет создавать низкочастотные осцилляторы, что увеличивает чувствительность ММГ к измеряемой угловой скорости.Кинематические схемы с вращательными движениями ИТ могут быть выполнены в виде карданных или стержневых подвесов с упругими элементами различной конфигурации. Оба вида подвесов могут быть наружными или внутренними, т.е. размещенными внутри или вне ИТ в соответствии с рисунком 5. Так же как и для гироскопов LL-типа в конструкциях гироскопов RR–типа могут присутствовать дополнительные рамки.Для карданного подвеса ПК могут возбуждаться как по внутренней оси кардана (только ИТ), так и по наружной оси кардана (ИТ совместно с рамкой). При этом соответственно ВК возникают по наружной или внутренней оси.