Пьезоэлектрический гироскоп камертонного типа

Среди конструктивных схем пьезогироскопов видное место занимает схема камертонного типа. Вибраторы камертонного ЧЭ могут быть выполнены из пьезокварца или  пьезокерамики. Обычно оба вибратора изготовляют одинаковыми и приводят их в противоположные изгибные колебания (рисунок 3.2). Ножка крепления и вибраторы должны представлять собой монолитную конструкцию.

 

 

Частота колебаний вибраторов определяется конструктивными особенностями, например пределами измерений, и составляет десятки килогерц. При наличии поворотной скорости возникают кориолисовы силы, которые для первого и второго вибраторов имеют противоположные направления. В зависимости от направления поворотной скорости кориолисовы силы образуют пару сил , которая стремится развернуть систему вибраторов по или против часовой стрелки. Однако жесткость вибраторов в направлении длинной стороны сечения является значительной, и знакопеременные напряжения от этой пары сил наводят крутильные колебания в ножке крепления вибраторов.

При конструировании камертонных виброгироскопов из пьезоматериалов применимы все известные рекомендации, накопленные для обычных материалов: сплавов, кварцевого стекла, аморфного кремния и др [7]. Основные предпосылки следующие: 1) вибраторы должны работать на низшей частоте резонансных колебаний; 2) в опоре крепления вибраторов должен располагаться узел волны колебаний; 3) для получения максимального коэффициента преобразования собственные частоты вибраторов и опоры должны совпадать; 4) опора должна иметь достаточное демпфирование по измерительной оси; 5) добротность камертона должна быть максимальной. Повышению добротности способствует выполнение скоса на внешнем торце вибратора (рис. 5.2). Связано это с компенсацией влияния опоры на упругие свойства вилки камертона.

Распределение кориолисовых сил по длине вибратора камертона определяется с учетом неравномерности распределения линейных скоростей, а полное выражение для момента, закручивающего опору, имеет вид

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector