Вибрационные гироскопы

Рис. 38. Структура гироскопа с двумя рамками и торсионным подвесом

Рамки образуют два плоских подвижных элемента - внешний (1) и внутренний (2), соединенных между собой и с основанием с помощью торсионов 3 и 4, оси которых перпендикулярны друг другу. Для увеличения кинетического момента на внутреннем элементе расположена дополнительная масса 5, снизу между основанием и рамками нанесено несколько пар электродов, образующих возбуждающие емкости и емкостные датчики перемещений.

Наружному элементу 1 электрическим возбуждением сообщаются угловые колебания относительно оси Y. Эти колебания в той же плоскости через торсионы 3 передаются и на внутренний элемент. При вращении прибора со скоростью Ω относительно оси Z возникают силы Кориолиса, которые заставляют внутренний элемент поворачиваться относительно оси X. Это отклонение измеряется емкостным датчиком перемещений и несет информацию об угловой скорости Ω.

Такие гироскопы обеспечивают по оценкам, точности порядка (102÷103)о/час и выше.

На рис. 39 приведена конструктивная схема микрогироскопа, имеющего сразу две оси чувствительности.

Чувствительная масса здесь имеет форму кольца (2), имеет сложный симметричный упругий подвес (элементы 3-8). Подвижная часть гироскопа через втулку (1) закрепляется на корпусе прибора (крепление «центральное»). Очевидно, что такой гироскоп сложен и конструктивно и в изготовлении.

Кольцо возбуждается по схеме «вибрационное вращение» с помощью электростатического привода гребенчатой структуры (11). Измеряется вращение относительно оси Z. Измерение перемещений чувствительного элемента осуществляется в двух плоскостях с помощью емкостных датчиков (9) и (10), расположенных на осях X и Y.

Рис. 39. Двухосевой микрогироскоп:

- центральная втулка; 2 - кольцо (инертная масса); 3-8 - элементы упругого подвеса; 9,10 - емкостные датчики перемещения; 11 - привод гребенчатой структуры.

Становится популярной схема очень простого по конструкции стержневого гироскопа (рис. 40).

Рис. 40. Структура стержневого вибрационного гироскопа

Правда, его можно выполнить только с использованием пьезоэлектрических материалов.

Он состоит из стержня (2), вытравленного в корпусе (1) и пьезоэлементов (3,4,5,6), нанесенных на грани стержня (стержень может иметь в сечении и треугольное сечение - так делают японцы). С обеих сторон и длине стержень имеет шейки, на которых он и подвешен к корпусу. Пьезоэлементы (3-5) возбуждают в стержне колебания в плоскости YZ, каждый элемент стержня при этом получает скорость Vy. Если теперь вращать стержень вокруг оси Z со скоростью Ω, возникающие силы Кориолиса вызывают колебания стержня в плоскости XZ с линейными скоростями Vx каждого элемента. Для измерения этих колебаний служат пары пьезоэлементов (4-6).

Интересное из раздела

Проект макета на основе PIC контроллера
Сегодняшний день развития вычислительной техники характеризуется бурным развитием сетевых технологий. При этом, основной упор делается на технологии, позволяющи ...

Источник питания охранного устройства
В настоящее время существует множество систем, предназначенных для осуществления охраны и безопасности объектов. С развитием науки и техники у ...

Функционально-логическое проектирование цифрового узла заданного типа в заданном базисе и проверка его функционирования при различных наборах воздействующих сигналов
Цель работы: синтезировать цифровой узел заданного типа в заданном базисе и проверить его функционирование при различных наборах воздействующих сигналов. ...