Кремниевый интегральный датчик угловых скоростей

Для построения интегрального датчика угловых скоростей перспективным ЧЭ является конструкция в виде сосредоточенной массы 3, подвешенная в корпусной пластине 1 на четырех упругих растяжках 2 (рисунок 3.3). Растяжки выполнены так, что могут обеспечивать подвижной массе возможность перемещения по двум координатным осям x и z. На вкладке к рисунку 3.3 показаны увеличенные сечения растяжек.

 

 

 

Чаще всего при составлении математических моделей для датчиков данного типа пользуются передаточными функциями, поскольку они являются определяющими для всех статических и динамических характеристик. Рассмотрим вывод передаточной функции ЧЭ с подвижным узлом, имеющим внешний подвес (рисунок 3.3, а). Передаточная функция ЧЭ с подвижным узлом, имеющим внутренний подвес (рисунок 3.3, б), является идентичной.

Чувствительная масса приводится электростатическим приводом в принудительные колебания вдоль оси z со стабильной частотой и амплитудой. При наличии поворотной скорости Wy возникает знакопеременное кориолисово ускорение:

 

,                                                                      

 

где vz — линейная скорость вибраций вдоль оси z, которые приводят к колебаниям массы вдоль оси x. Амплитуда этих колебаний является мерой угловой скорости.

Допуская наличие дефектов в кристалле, можно считать жесткости упругих подвесов разными, тогда при действии кориолисова ускорения наряду с поступательным движением чувствительной массы вдоль оси x будет происходить и ее разворот вокруг оси z.

Рассмотрим наиболее распространенную конструктивную схему (рисунок 3.4, а) ЧЭ интегрального гироскопа, состоящего из подвижного узла, приводимого в вынужденные колебания по оси z. Чувствительная масса 1 прямоугольной формы в плане выполнена из проводящего кремния посредством анизотропного травления за одно целое с корпусной пластиной и упругими растяжками подвеса.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector