RU197341U1 - Solid State Wave Gyro Resonator - Google Patents

Solid State Wave Gyro Resonator Download PDF

Info

Publication number
RU197341U1
RU197341U1 RU2019116176U RU2019116176U RU197341U1 RU 197341 U1 RU197341 U1 RU 197341U1 RU 2019116176 U RU2019116176 U RU 2019116176U RU 2019116176 U RU2019116176 U RU 2019116176U RU 197341 U1 RU197341 U1 RU 197341U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonator
thin
sector
walled
cylindrical part
Prior art date
Application number
RU2019116176U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Скрипкин
Альберт Викторович Королев
Андрей Альбертович Королев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Priority to RU2019116176U priority Critical patent/RU197341U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU197341U1 publication Critical patent/RU197341U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области приборостроения, в частности к конструкции чувствительных элементов - резонаторов - твердотельных волновых гироскопов (ТВГ), которые используются для определения параметров ориентации в системах ориентации и навигации на подвижных объектах различных классов, в частности на летательных аппаратах. Технический результат, заключающийся в повышении чувствительности и, следовательно, точности ТВГ особенно при определении малых величин входных угловых величин подвижного объекта, достигается за счёт того, что к цилиндрической части резонатора присоединено рабочее тонкостенное кольцо из аморфного материала с малым коэффициентом внутреннего трения, в зоне соединения с тонкостенным кольцом на цилиндрической части резонатора выполнены сквозные отверстия, создающие перемычки, суммарная площадь которых составляет 10…12% от площади отверстий, а с внешней стороны тонкостенного кольца в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации, выполнены секторные проточки, причем центральный угол секторных проточек выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации. 2 ил.The utility model relates to the field of instrumentation, in particular, to the design of sensitive elements - resonators - solid-state wave gyroscopes (TWGs), which are used to determine orientation parameters in orientation and navigation systems on moving objects of various classes, in particular, aircraft. The technical result, which consists in increasing the sensitivity and, therefore, the accuracy of the TWG, especially when determining small values of the input angular values of a moving object, is achieved due to the fact that a working thin-walled ring of amorphous material with a low coefficient of internal friction is attached to the cylindrical part of the resonator in the joint zone through-holes are made with a thin-walled ring on the cylindrical part of the resonator, creating jumpers, the total area of which is 10 ... 12% of the open area Tille and the outside of the thin-walled ring at locations opposite to the output data acquisition sensors made sector bore, wherein the central angle of the sector grooves is selected such that the arc length of the sector is not less than the output value of the front sensor data acquisition. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к конструкции резонаторов твердотельных волновых гироскопов (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в навигационных устройствах подвижных объектов различных классов, в том числе летательных аппаратов, космических летательных аппаратов и других.The utility model relates to the design of resonators of solid-state wave gyroscopes (TWG), which are used to determine angular displacements in navigation devices of moving objects of various classes, including aircraft, spacecraft, and others.

Известен резонатор, выполненный в виде тонкостенного металлического цилиндра с дном. Резонатор скрепляется дном с другими частями чувствительного элемента. Кромка тонкостенного цилиндра на противоположном конце служит рабочей частью резонатора и совершает изгибные колебания при работе резонатора [Koning M.G. Vibrating cylinder gyroscope and method. // Патент США, НКИ 74-5.6 №4793195 (1988)]. При вращении колеблющегося резонатора вокруг оси симметрии из-за действия кориолисовых сил угловые скорости вращения резонатора и волновой картины оказываются различными, что позволяет определить угловую скорость вращения резонатора.A known resonator made in the form of a thin-walled metal cylinder with a bottom. The resonator is fastened bottom with other parts of the sensing element. The edge of a thin-walled cylinder at the opposite end serves as the working part of the resonator and performs bending vibrations during operation of the resonator [Koning M.G. Vibrating cylinder gyroscope and method. // US Patent, NKI 74-5.6 No. 4793195 (1988)]. When the oscillating resonator rotates around the axis of symmetry due to the action of Coriolis forces, the angular velocities of the resonator and the wave pattern turn out to be different, which makes it possible to determine the angular velocity of the resonator.

Недостатком этой конструкции является низкая добротность резонатора, так как энергия колебаний тонкостенных оболочек превращается в тепловую за счет теплопереноса между зонами с различной температурой.The disadvantage of this design is the low quality factor of the resonator, since the vibrational energy of thin-walled shells is converted into heat due to heat transfer between zones with different temperatures.

Известен резонатор для твердотельного волнового гироскопа, выполненный в виде металлического цилиндра с дном [Резонатор. Патент РФ №2357214, МПК G01C 19/56, 2007 г. Лунин Б.С, Матвеев В.А., Басараб М.А. Опубликовано 27.05.2009 г., Бюл. №15]. В кромке цилиндра, служащей рабочей частью, параллельно образующей цилиндра выполнены отверстия, радиусом, равным четверти толщины стенки цилиндра и глубиной в половину радиуса цилиндра, располагающиеся на расстоянии друг от друга, равном утроенному радиусу отверстия.A known resonator for a solid-state wave gyroscope, made in the form of a metal cylinder with a bottom [Resonator. RF patent №2357214, IPC G01C 19/56, 2007. Lunin B.S., Matveev V.A., Basarab M.A. Published May 27, 2009, Byul. No. 15]. Holes are made in the edge of the cylinder, which serves as the working part, parallel to the cylinder generatrix, with a radius equal to a quarter of the cylinder wall thickness and a depth of half the cylinder radius, located at a distance from each other equal to the triple hole radius.

Интенсивность теплового потока у такого резонатора уменьшается, однако такое значение добротности также не очень велико и снижает точность работы твердотельного волнового гироскопа примерно до 4…17 угл. град/ч.The heat flux intensity of such a resonator decreases, however, this figure of merit is also not very large and reduces the accuracy of the solid-state wave gyro to about 4 ... 17 angles. deg / h

Известен резонатор волнового твердотельного гироскопа, имеющий цилиндрическую часть и основание, служащее для присоединения резонатора к гироскопу [Резонатор твердотельного волнового гироскопа. Патент РФ ПМ №145777, МПК G01C 19/56, 2014 г. Игнатьев А.А., Скрипкин А.А.]. В качестве материала металлического цилиндра использован аморфный или нанокристаллический металл (металлический сплав).Known resonator wave solid-state gyroscope having a cylindrical part and a base, used to connect the resonator to the gyroscope [Resonator solid-state wave gyro. RF patent PM No. 145777, IPC G01C 19/56, 2014. Ignatiev A.A., Skripkin A.A.]. An amorphous or nanocrystalline metal (metal alloy) was used as the material of the metal cylinder.

Однако существующая технология для изготовления подобных резонаторов полностью из аморфных металлов и их сплавов является достаточно сложной и весьма дорогостоящей. Кроме того, указанный резонатор обладает высокой теплопроводностью, что увеличивает потери энергии колебаний и снижает добротность и точность показаний гироскопа.However, the existing technology for the manufacture of such resonators entirely from amorphous metals and their alloys is quite complex and very expensive. In addition, the specified resonator has a high thermal conductivity, which increases the loss of vibrational energy and reduces the quality factor and accuracy of the gyro readings.

Наиболее близкому по технической сущности к предлагаемому является резонатор волнового твердотельного гироскопа, имеющий цилиндрическую часть и основание, служащее для присоединения резонатора к гироскопу, к цилиндрической части резонатора присоединено рабочее тонкостенное кольцо, выполненное из материала с малым коэффициентом внутреннего трения, а в зоне соединения с тонкостенным кольцом на цилиндрической части резонатора выполнены сквозные отверстия, создающие перемычки, суммарная площадь которых составляет 10…12% от площади отверстий [Резонатор твердотельного волнового гироскопа. Патент РФ ПМ №187102, МПК G01C 19/56, 2019 г. Королев А.В., Скрипкин А.А.- прототип]. Причем тонкостенное кольцо выполнено полностью из аморфного материала, либо кольцо может быть выполнено в виде набора прочно соединенных между собой тонкостенных колец из аморфного металла толщиной 25…30 (мкм).The closest in technical essence to the proposed one is a resonator of a solid-state gyroscope with a cylindrical part and a base used to connect the resonator to a gyroscope, a thin-walled working ring is made of material with a low coefficient of internal friction, and in the connection zone with a thin-walled the ring on the cylindrical part of the resonator is made through holes creating jumpers, the total area of which is 10 ... 12% of the area TIFA [solid wave resonator gyroscope. RF patent PM No. 187102, IPC G01C 19/56, 2019 Korolev A.V., Skripkin A.A.- prototype]. Moreover, a thin-walled ring is made entirely of amorphous material, or the ring can be made in the form of a set of thin-walled thin-walled rings of amorphous metal with a thickness of 25 ... 30 (μm).

Недостатком данного твердотельного волнового гироскопа является то, что он обладает невысокой чувствительностью, особенно при определении малых величин входных угловых скоростей, обусловленной малой величиной амплитуды итоговых колебаний кромки резонатора в точках установки датчиков съема выходной информации, в качестве которых используются датчики перемещений.The disadvantage of this solid-state wave gyroscope is that it has a low sensitivity, especially when determining small values of input angular velocities due to the small amplitude of the resulting oscillations of the edge of the resonator at the points of installation of the pickup sensors for output information, which are used as displacement sensors.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков, а именно повышение угловой чувствительности и точность гироскопа при определении малых величин входных угловых скоростей.The objective of the utility model is to eliminate these drawbacks, namely, increasing the angular sensitivity and accuracy of the gyroscope when determining small values of the input angular velocities.

Техническим результатом является увеличение амплитуды колебаний тонкостенного кольца в местах расположения датчиков съема выходной информации и тем самым увеличение выходного сигнала датчиков съема информации, особенно при определении малых величин входных угловых скоростей подвижного объекта.The technical result is to increase the amplitude of oscillations of a thin-walled ring at the locations of the pickup sensors for output information and thereby increase the output signal of the pickup sensors, especially when determining small values of the input angular velocities of a moving object.

Указанная задача решается тем, что резонатор волнового твердотельного гироскопа, имеющий цилиндрическую часть и основание, служащее для присоединения резонатора к гироскопу, к цилиндрической части резонатора присоединено рабочее тонкостенное кольцо, выполненное из материала с малым коэффициентом внутреннего трения, а в зоне соединения с тонкостенным кольцом на цилиндрической части резонатора выполнены сквозные отверстия, создающие перемычки, суммарная площадь которых составляет 10…12% от площади отверстий, с внешней стороны тонкостенного кольца в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации, выполнены секторные проточки, причем центральный угол секторных проточек выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации.This problem is solved in that the resonator of the wave solid-state gyroscope, having a cylindrical part and a base used to attach the resonator to the gyroscope, is connected to the cylindrical part of the resonator with a working thin-walled ring made of material with a low coefficient of internal friction, and in the connection zone with a thin-walled ring through the cylindrical part of the resonator, through holes are made, creating jumpers, the total area of which is 10 ... 12% of the area of the holes, on the outside of the thin bone of this ring in places located opposite the pickup sensors for output information, sector grooves are made, and the central angle of the sector grooves is selected so that the arc length of the sector is not less than the frontal value of the pickup sensor for output information.

Так как с внешней стороны тонкостенного кольца в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации, выполнены секторные проточки, причем центральный угол секторных проточек выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации, то это при возбуждении стоячей волны увеличивает амплитуду колебаний тонкостенного кольца в местах расположения датчиков съема выходной информации, то есть увеличивает выходной сигнал датчиков съема информации (в качестве которых используются датчики перемещений), повышая тем самым чувствительность и, следовательно, точность гироскопа при определении малых величин входных угловых скоростей, что решает поставленную задачу.Since sectoral grooves are made on the outside of the thin-walled ring in places opposite the output information pickup sensors, and the central angle of the sector grooves is chosen so that the arc length of the sector is not less than the frontal value of the output information pickup sensor, this is when a standing wave is excited increases the amplitude of oscillations of a thin-walled ring at the locations of the pickup sensors for output information, that is, increases the output signal of pickup sensors (as sensors are used), thereby increasing the sensitivity and, therefore, the accuracy of the gyroscope when determining small values of the input angular velocities, which solves the problem.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция резонатора, на фиг. 2 показан фрагмент разреза резонатора в увеличенном масштабе.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the design of the resonator; FIG. 2 shows an enlarged fragment of a section through a resonator.

На чертежах введены следующие обозначения: 1 - цилиндрическая часть резонатора; 2 - основание; 3 - сквозные отверстия; 4 - рабочее тонкостенное кольцо; 5 - секторные проточки; 6 - датчик съема выходной информации.The following notation is introduced in the drawings: 1 — cylindrical part of the resonator; 2 - base; 3 - through holes; 4 - working thin-walled ring; 5 - sector grooves; 6 - pickup sensor output information.

Резонатор имеет цилиндрическую часть 1 и основание 2, служащее для присоединения резонатора к другим частям гироскопа (фиг. 1). В нижней кромке цилиндрической части 1 выполнены сквозные отверстия 3. На конце цилиндрической части 1 резонатора установлено рабочее тонкостенное кольцо 4. Сквозные отверстия 3 создают перемычки между рабочим тонкостенным кольцом 4 и цилиндрической частью 1, площадь которых составляет 10…12% от площади сквозных отверстий 3. Рабочее тонкостенное кольцо 4 выполненное из материала с малым коэффициентом внутреннего трения, что снижает потери энергии колебаний и повышает добротность резонатора. В качестве материала рабочего тонкостенного кольца 4 может использоваться аморфный металл, обладающий низким внутренним трением.The resonator has a cylindrical part 1 and a base 2, which serves to connect the resonator to other parts of the gyroscope (Fig. 1). Through holes 3 are made in the lower edge of the cylindrical part 1. A thin-walled working ring is installed at the end of the cylindrical part 1 of the resonator 4. Through holes 3 create jumpers between the working thin-walled ring 4 and the cylindrical part 1, the area of which is 10 ... 12% of the area of the through holes 3 A working thin-walled ring 4 made of a material with a low coefficient of internal friction, which reduces the loss of vibrational energy and increases the quality factor of the resonator. As the material of the working thin-walled ring 4, an amorphous metal having low internal friction can be used.

С внешней стороны тонкостенного кольца 4 в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации 6, выполнены секторные проточки 5 (фиг. 2), причем центральный угол α секторных проточек 5 выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации 6.On the outside of the thin-walled ring 4 in places located opposite the pickup sensors for output information 6, sector grooves 5 are made (Fig. 2), and the central angle α of the sector grooves 5 is selected so that the arc length of the sector is not less than the frontal size of the pickup output sensor information 6.

Резонатор работает следующим образом.The resonator operates as follows.

Цилиндрическая часть резонатора 1 крепится к другим частям чувствительного элемента (не показано) посредством основания 2. При работе возбуждают изгибные колебания в рабочем тонкостенном кольце 4 резонатора. При вращении колеблющегося резонатора вокруг оси симметрии из-за действия кориолесовых сил угловые скорости вращения резонатора и волновой картины оказываются различными. Поэтому в рабочем тонкостенном кольце 4 возникают силы Кориолиса, которые приводят к изменению диаметра рабочего тонкостенного кольца 4. Этот эффект возрастает за счет создания сквозных отверстий 3 и уменьшения его жесткости. По величине изменения диаметра рабочего тонкостенного кольца 4 с помощью специальных датчиков съема информации 6 (датчиков перемещения) можно определить угловую скорость вращения резонатора и, соответственно, подвижного объекта, на котором установлен ТВГ.The cylindrical part of the resonator 1 is attached to other parts of the sensing element (not shown) by means of the base 2. During operation, bending vibrations are excited in the working thin-walled ring 4 of the resonator. When the oscillating resonator rotates around the axis of symmetry, the angular velocities of rotation of the resonator and the wave pattern turn out to be different due to the action of Coriolis forces. Therefore, Coriolis forces arise in the working thin-walled ring 4, which lead to a change in the diameter of the working thin-walled ring 4. This effect increases due to the creation of through holes 3 and a decrease in its rigidity. By the magnitude of the change in the diameter of the working thin-walled ring 4 using special sensors 6 information (displacement sensors), you can determine the angular velocity of rotation of the resonator and, accordingly, the moving object on which the TVG is mounted.

Поскольку с внешней стороны тонкостенного кольца 4 в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации 6, выполнены секторные проточки 5, причем центральный угол α секторных проточек 5 выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации 6, то это увеличивает амплитуду колебаний тонкостенного кольца 4 в местах расположения датчиков съема выходной информации. Тем самым увеличивается выходной сигнал датчиков съема информации (в качестве которых используются датчики перемещений), повышая тем самым чувствительность и, следовательно, точность гироскопа при определении малых величин входных угловых скоростей, что решает поставленную задачу.Since on the outside of the thin-walled ring 4 in the places opposite the pickup sensors for output information 6, sectorial grooves 5 are made, and the central angle α of the sectorial grooves 5 is selected so that the arc length of the sector is not less than the frontal value of the pickup sensor for output information 6, this increases the amplitude of oscillations of the thin-walled ring 4 at the locations of the pickup sensors of the output information. This increases the output signal of the information pickup sensors (which are used as displacement sensors), thereby increasing the sensitivity and, therefore, the accuracy of the gyroscope when determining small values of the input angular velocities, which solves the problem.

Пример. Диаметр рабочего тонкостенного кольца равна 25 мм, толщина 1 мм. Частота вынужденных изгибных колебаний ƒ=8 кГц. Амплитуда колебаний кромок резонатора А=1…2 мкм. Величина зазора между поверхностью емкостного датчика для съема информации и поверхностью кромки резонатора 50…100 мкм.Example. The diameter of the working thin-walled ring is 25 mm, the thickness is 1 mm. The frequency of forced bending vibrations ƒ = 8 kHz. The amplitude of oscillation of the edges of the resonator A = 1 ... 2 μm. The gap between the surface of the capacitive sensor for information retrieval and the surface of the edge of the resonator 50 ... 100 microns.

В нижней кромке цилиндрической части выполнены 4 сквозных отверстия шириной 2 мм и длиной 17,5 мм. Таким образом, суммарная площадь сквозных отверстий равна 140 мм2. Указанные отверстия создают перемычки, суммарная площадь которых составляет 3,14⋅25⋅2-140=17 мм2, что составляет 12% от площади отверстий. Толщина каждой перемычки равна 2,1 мм, что достаточно для обеспечения необходимой прочности резонатора.In the lower edge of the cylindrical part, 4 through holes with a width of 2 mm and a length of 17.5 mm are made. Thus, the total area of the through holes is 140 mm 2 . These holes create jumpers, the total area of which is 3.14⋅25⋅2-140 = 17 mm 2 , which is 12% of the area of the holes. The thickness of each jumper is 2.1 mm, which is sufficient to provide the necessary strength of the resonator.

Оценим в первом приближении величину «прогиба» (то есть, амплитуды итоговых колебаний) тонкостенного кольца резонатора при работе твердотельного волнового гироскопа в местах расположения датчиков съема выходной информации, в качестве которых выступают бесконтактные датчики перемещений.Let us estimate, to a first approximation, the magnitude of the “deflection” (that is, the amplitude of the resulting oscillations) of the thin-walled resonator ring during operation of the solid-state wave gyro at the locations of the output information pickup sensors, which are non-contact displacement sensors.

При параметрическом возбуждении в тонкостенном кольце резонатора второй моды изгибных колебаний (с помощью системы электродов для возбуждения и управления стоячей волной) будем рассматривать в первом приближении малый участок тонкостенного кольца резонатора как аналог балки на двух опорах с жестким закреплением концов с сосредоточенной нагрузкой. В этом случае максимальную величину «прогиба» можно оценить по соотношению [Писаренко Г.С. и др. Справочник по сопротивлению материалов. Киев, "Наукова думка" - 1988. - 736 с.]: fmax= - (F⋅l3)/192⋅E⋅J; где F - эквивалентная сосредоточенная нагрузка; l - длина участка; Е - модуль упругости материала; J - момент инерции сечения.With parametric excitation in the thin-walled resonator ring of the second mode of bending vibrations (using a system of electrodes for excitation and control of a standing wave), we will consider, to a first approximation, a small section of the thin-walled resonator ring as an analog of a beam on two supports with rigid fastening of the ends with a concentrated load. In this case, the maximum value of the "deflection" can be estimated by the ratio [G. Pisarenko et al. Handbook of resistance to materials. Kiev, “Naukova Dumka” - 1988. - 736 p.]: F max = - (F⋅l 3 ) / 192⋅E⋅J; where F is the equivalent concentrated load; l is the length of the plot; E is the modulus of elasticity of the material; J is the moment of inertia of the section.

Для сечения прямоугольной формы участка тонкостенного кольца резонатора момент инерции определяется по соотношению: J=b⋅h3/12; где b - горизонтальный размер сечения; h - вертикальный размер сечения.For a rectangular cross section a thin-walled portion of the ring resonator is the moment of inertia is determined from the ratio: J = b⋅h 3/12; where b is the horizontal section size; h is the vertical section size.

При выполнении с внешней стороны тонкостенного кольца в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации, секторных проточек, причем центральный угол секторных проточек выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации, например, на величину: b/2 - половину горизонтального размера сечения, за счет изменения момента инерции (- в этом случае: J=0,5⋅b⋅h3/12) расчетная величина максимального «прогиба» fmax при тех же самых параметрах возбуждения возрастет в два раза.When performing on the outside of a thin-walled ring in places located opposite the pickup sensors for output information, sector grooves, and the central angle of the sector grooves is chosen so that the arc length of the sector is not less than the frontal value of the pickup sensor for output information, for example, by: b / 2 - half the horizontal dimension of the cross section, by changing the moment of inertia (- in this case: J = 0,5⋅b⋅h 3/12) the maximum calculated value "deflection» f max at the same excitation parameters increase two times.

Для конкретных моделей гироскопов "глубина" указанных секторных проточек будет определяться геометрическими размерами, параметрами материала кольца резонатора, характеристиками системы возбуждения колебаний и съема выходной информации, диапазоном действующих ускорений, условиями эксплуатации и др. и может составлять в первом приближении, например, 0,1…0,5 величины от горизонтального размера сечения b.For specific gyroscope models, the "depth" of these sectorial grooves will be determined by the geometric dimensions, the material of the resonator ring material, the characteristics of the oscillation excitation system and the extraction of output information, the range of effective accelerations, operating conditions, etc., and may be, to a first approximation, for example, 0.1 ... 0.5 magnitude of the horizontal section size b.

Поскольку выполнение с внешней стороны тонкостенного кольца в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации, секторных проточек, причем центральный угол секторных проточек выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации, увеличивает амплитуду колебаний тонкостенного кольца, то это увеличивает выходной сигнал датчиков съема информации (в качестве которых используются датчики перемещений), повышая тем самым чувствительность и, следовательно, точность гироскопа при определении малых величин входных угловых скоростей, что решает поставленную задачу.Since the execution from the outside of the thin-walled ring in places located opposite the pickup sensors for output information, sector grooves, and the central angle of the sector grooves is selected so that the arc length of the sector is not less than the frontal value of the pickup sensor for output information, increases the amplitude of oscillations of the thin-walled ring, then this increases the output signal of the information pickup sensors (which are used as displacement sensors), thereby increasing the sensitivity and, therefore, the accuracy of the gyroscope when determining small values of the input angular velocities, which solves the problem.

Таким образом, по сравнению с известным резонатором предложенный резонатор является более технологичным, обеспечивает повышение чувствительности и увеличение точности работы твердотельного волнового гироскопа при определении малых величин входных угловых скоростей.Thus, in comparison with the known resonator, the proposed resonator is more technologically advanced, it provides an increase in sensitivity and an increase in the accuracy of operation of a solid-state wave gyroscope when determining small values of input angular velocities.

Claims (1)

Резонатор волнового твердотельного гироскопа, имеющий цилиндрическую часть и основание, служащее для присоединения резонатора к гироскопу, к цилиндрической части резонатора присоединено рабочее тонкостенное кольцо, выполненное из материала с малым коэффициентом внутреннего трения, а в зоне соединения с тонкостенным кольцом на цилиндрической части резонатора выполнены сквозные отверстия, создающие перемычки, суммарная площадь которых составляет 10…12% от площади отверстий, отличающийся тем, что с внешней стороны тонкостенного кольца в местах, расположенных напротив датчиков съема выходной информации, выполнены секторные проточки, причем центральный угол секторных проточек выбран таким образом, что длина дуги сектора составляет не менее фронтальной величины датчика съема выходной информации. A resonator of a wave solid-state gyroscope having a cylindrical part and a base used to attach the resonator to the gyroscope, a thin-walled working ring made of material with a low coefficient of internal friction is attached to the cylindrical part of the resonator, and through holes are made in the connection zone with a thin-walled ring on the cylindrical part of the resonator creating jumpers, the total area of which is 10 ... 12% of the area of the holes, characterized in that on the outside of the thin-walled ring in the places located opposite the pickup sensors for output information, sector grooves are made, and the central angle of the sector grooves is selected so that the arc length of the sector is not less than the frontal value of the pickup sensor for output information.
RU2019116176U 2019-05-27 2019-05-27 Solid State Wave Gyro Resonator RU197341U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116176U RU197341U1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Solid State Wave Gyro Resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116176U RU197341U1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Solid State Wave Gyro Resonator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU197341U1 true RU197341U1 (en) 2020-04-21

Family

ID=70415734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116176U RU197341U1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Solid State Wave Gyro Resonator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU197341U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41138U1 (en) * 2003-03-05 2004-10-10 Открытое ационерное общество "Ижевский электромеханический завод" "Купол" SOLID WAVE GYROSCOPE WITH OPTICAL SENSOR VIBRATION SENSORS
RU151978U1 (en) * 2014-12-05 2015-04-27 Публичное акционерное общество "Завод "Фиолент" SENSITIVE ELEMENT OF A WAVE SOLID GYROSCOPE
CN104197914B (en) * 2014-08-08 2017-01-25 上海交通大学 Miniature blow-molding semispherical resonator gyroscope and preparation method thereof
CN109186574A (en) * 2018-09-20 2019-01-11 北方电子研究院安徽有限公司 A kind of micro hemispherical resonator gyro
RU187102U1 (en) * 2018-09-27 2019-02-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) SOLID-WAVE GYROSCOPE RESONATOR

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU41138U1 (en) * 2003-03-05 2004-10-10 Открытое ационерное общество "Ижевский электромеханический завод" "Купол" SOLID WAVE GYROSCOPE WITH OPTICAL SENSOR VIBRATION SENSORS
CN104197914B (en) * 2014-08-08 2017-01-25 上海交通大学 Miniature blow-molding semispherical resonator gyroscope and preparation method thereof
RU151978U1 (en) * 2014-12-05 2015-04-27 Публичное акционерное общество "Завод "Фиолент" SENSITIVE ELEMENT OF A WAVE SOLID GYROSCOPE
CN109186574A (en) * 2018-09-20 2019-01-11 北方电子研究院安徽有限公司 A kind of micro hemispherical resonator gyro
RU187102U1 (en) * 2018-09-27 2019-02-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) SOLID-WAVE GYROSCOPE RESONATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1416250A2 (en) Z-axis vibration gyroscope
US10027281B2 (en) Time domain switched ring/disc resonant gyroscope
JP2766743B2 (en) sensor
US7637157B2 (en) Stemless hemispherical resonator gyroscope
EP0175508A1 (en) Vibrational gyroscope
US5375336A (en) Gyro-compass
RU187102U1 (en) SOLID-WAVE GYROSCOPE RESONATOR
UA79166C2 (en) Detecting element of a vibratory gyroscope sensitive to coriolis acceleration
RU197341U1 (en) Solid State Wave Gyro Resonator
RU151978U1 (en) SENSITIVE ELEMENT OF A WAVE SOLID GYROSCOPE
US3431808A (en) Torsion-operated oscillators
US20030019296A1 (en) Nuclear radiation hard high accuracy rotation sensor system
US6805013B2 (en) Coriolis mass flow meter having a thin-walled measuring tube
US5457993A (en) Pendulous oscillating gyroscopic accelerometer
US6959600B2 (en) Vibratory gyroscope
Parajuli et al. A Silicon MEMS Quatrefoil Suspension Gyroscope
RU2744820C1 (en) Resonator of solid state wave gyroscope
SU732672A1 (en) Resonance flow meter
Cheng et al. Research on a Micro Piezoelectric Gyroscope with Concentrated Rocking‐Mass
Petrenko Design analysis and parameters choice of metallic cylindrical resonator sensor for Coriolis vibratory gyroscope
Huang et al. High-precision rotation angle detection based on optomechanical microscale HRGs
Watson et al. Coriolis gyro configuration effects on noise and drift performance
Mittapally et al. Analysis of metallic hemispherical shell vibration modes for coriolis vibratory gyroscope
Li et al. Design and simulations of a resonant accelerometer
Ovchinnikova et al. Control of vibrations in a micromechanical gyroscope using inertia properties of standing elastic waves