No abstract

No abstract

Предмет исследования. Рассмотрены физические процессы, проходящие внутри чувствительных элементов измерителей угловой скорости и линейного ускорения, на примере волнового твердотельного гироскопа и маятникового акселерометра. Инерционные массы исследуемых чувствительных элементов изготовлены из кварцевого стекла марки КУ-1. Метод. Используя рабочие чертежи чувствительных элементов, проведена их реализация в специализированном программном обеспечении, позволяющем выполнить 3D-моделирование работы приборов при действии различных входных воздействий, что осуществить с использованием реальных приборов не представляется возможным, а аппарат математического моделирования, например, с применением программного комплекса MATLAB, не дает полной картины. Основные результаты. По результатам 3D-моделирования получена визуальная информация о характере движения инерционных масс чувствительных элементов, что позволило скорректировать известные математические модели приборов для последующего анализа в программном комплексе MATLAB с замкнутым контуром управления, так как исследуемые гироскоп и акселерометр являются приборами компенсационного типа с положительной и отрицательной обратной связью соответственно. Также произведен расчет резонансных частот рассматриваемых приборов. Практическая значимость. На данный момент для маятникового акселерометра полученная информация о резонансных частотах позволила провести расчет полосовых фильтров для подавления реакций на возмущения на данных частотах в полосе пропускания прибора, а для волнового твердотельного гироскопа-уточнить рабочую частоту колебаний резонатора. Ключевые слова маятниковый акселерометр, волновой твердотельный гироскоп, кварцевое стекло, 3D-моделирование, математическая модель

Предмет исследования. Рассмотрен кварцевый маятниковый акселерометр компенсационного типа с цифровым усилителем обратной связи. Исследованы шумовые составляющие выходного сигнала акселерометра. Метод. По серии экспериментальных данных проанализированы шумовые составляющие и погрешности исследуемого прибора согласно методике, принятой на ряде отечественных промышленных предприятий и соответствующей российскому стандарту, а также согласно методике, соответствующей международному стандарту с использованием метода вариаций Аллана. Основные результаты. Проведена оценка уровня шумовых составляющих с использованием спектральной плотности распределения мощности шума. Решена задача построения дискретного фильтра выходного сигнала, реализуемого в цифровом усилителе обратной связи прибора на базе встроенного микроконтроллера. Осуществлен выбор фильтра в соответствии с двумя критериями качества, согласно которым: 1) среднеквадратическая ошибка стремится к минимуму; 2) исследуемый прибор рассмотрен как замкнутая система автоматического управления, при этом полоса пропускания такой системы должна стремиться к требуемому значению, а время регулированияк минимуму. Для определения параметров, соответствующих комплексному критерию качества, в программном комплексе MATLAB проведено математическое моделирование работы акселерометра с цифровым усилителем обратной связи и фильтром. Практическая значимость. Показано, что применение фильтра Баттерворта 2-го порядка позволяет снизить шумовую составляющую выходного сигнала акселерометра примерно в 2,5 раза и соответствует обоим критериям качества. Ключевые слова акселерометр, цифровой усилитель обратной связи, шумовые составляющие, погрешности, фильтр

No abstract