История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2017-09-27 | 205 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Волоконно-оптические измерители угловой скорости — одни из наиболее дешевых средне точных гироскопов (10—0,1 град/час). Этот вид приборов также называют фиброоптическими гироскопами (ФОГ). Поясним принцип работы ФОГ. Допустим (см. рисунок 3,а), что в плоскости инерциального пространства с системой координат имеется неподвижный волоконно-оптический кабель (световод) длиной , свернутый в виде кольца радиусом . Начало и конец кабеля находятся в точке . Если в нее подать свет, то его волна разделится на две. Эти две волны распространяются по кабелю в противоположных направлениях (примем, что первая волна – по часовой стрелке, а вторая – против нее). Обойдя световод, первая и вторая волны встретятся в точке .
Рисунок 3. – Принцип работы ФОГ
Допустим теперь, что кольцо световода вращается вокруг своей оси по часовой стрелке с угловой скоростью (рисунок 3б). В момент, когда точка проходит через ось , в нее подается свет. Разделившись на две волны, свет будет распространяться со скоростью , не зависящей от скорости вращения световода. Точка во время движения света по кабелю будет уходить от волны, движущейся по часовой стрелке и идти навстречу волне, огибающей световод против часовой стрелки. Вторая волна достигнет точки и покинет световод раньше первой волны, т.к. ее путь окажется короче расстояния , проходимого первой волной. По разности времени прихода волн в точку находится угловая скорость вращения световода.
При практической реализации в световоде поддерживаются колебания генерируемой лазером энергии, а определение разности между и выполняется с помощью интерферометра, измеряющего разность фаз между первой и второй световыми волнами.
|
Кольцевые виброгироскопы. Вибрационные гироскопы пока относятся к прибрам низкой точности (ниже 10 град/час), но из-за малой стоимости, миниатюрных размеров, высокой надежности они особенно перспективны для судовых и многих других приложений. Прогрессирующими в настоящее время (из-за низкой цены и малых размеров) являются микромеханические вибрационные датчики, изготавливаемые на базе современных кремниевых технологий. Большинство из них относится к области низких точностей, ряд образцов обеспечивает среднюю точность. Наиболее совершенными видами кремниевых микромеханических виброгироскопов являются кольцевые и волновые твердотельные устройства.
Рисунок 4 – Структура виброгироскопического ДУС
Кольцевой датчик (рисунок 4) состоит из вибрационного кольца, восьми поддерживающих кольцо пружин, управляющих, сигнальных и настраивающих электродов. Поддерживающие пружины укреплены на круглой основе внутри кольца. Эта основа и электроды закреплены на стеклянной пластине. Вибрационное кольцо и электроды изготовлены из кремниевой пластины с низким сопротивлением (0.002 ). На них с помощью фотолитографии нанесено металлическое покрытие. На электрод кольца подается поляризованное напряжение .
Рис. 5 - Направления вибрации первого и второго режимов | Рис. 6 - Формы кольца в четвертных фазах вибрации |
В датчике выделяют два режима вибрации кварцевого кольца. С помощью управляющих электродов, на которые подается переменное напряжение, инициируется первый режим вибрации с постоянной амплитудой (возбуждаемый режим). Когда происходит вращение гироскопа вокруг оси кольца с той или иной угловой скоростью , сила Кориолиса вызывает второй (сигнальный) режим совместной вибрации, отклоненной по направлению от первого на . Возбуждаемый и сигнальный режимы вибрации кольца представлены на рисунке 5. Формы кольца, соответствующие четырем фазам его колебаний в этих режимах, показаны на рисунке 6.
|
Амплитуда колебаний кольца во втором режиме пропорциональны . Таким образом, если по направлению расположить сигнальный электрод, то максимальный зазор между ним и вибрирующим кольцом будет изменяться пропорционально угловой скорости поворота. Колебание величины зазора между поверхностями кольца и сигнального электрода приводит к пропорциональному изменению емкости между ними. По измерениям этой емкости получается значение угловой скорости поворота. Для возбуждения вибрации кольца может применяться три электрода. Такое же количество электродов используется и для выходных сигналов. Обычно четыре электрода служат для настройки (балансировки) гироскопа. Остальные электроды заземлены.
Примером виброгироскопов, способных обеспечивать разрешающую способность до 0.2 град/мин, служит однокристальный кремниевый микродатчик с кольцевым резонатором фирмы Silicon Sensing Systems Japan Ltd. Его вибрационное кольцо имеет диаметр 2.7 мм. Чувствительность датчика составляет 140 mV на 1 град/с. Он обладает высокой надежностью, не требует обслуживания.
|
|
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!