RU2246735C1 - Compensation accelerometer - Google Patents

Compensation accelerometer Download PDF

Info

Publication number
RU2246735C1
RU2246735C1 RU2003123139/28A RU2003123139A RU2246735C1 RU 2246735 C1 RU2246735 C1 RU 2246735C1 RU 2003123139/28 A RU2003123139/28 A RU 2003123139/28A RU 2003123139 A RU2003123139 A RU 2003123139A RU 2246735 C1 RU2246735 C1 RU 2246735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplifier
capacitor
phase
outputs
electrode
Prior art date
Application number
RU2003123139/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003123139A (en
Inventor
В.И. Баженов (RU)
В.И. Баженов
П.В. Ларин (RU)
П.В. Ларин
Ю.А. Минаев (RU)
Ю.А. Минаев
А.К. Саломатин (RU)
А.К. Саломатин
В.М. Соловьев (RU)
В.М. Соловьев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ")
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 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") filed Critical Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ")
Priority to RU2003123139/28A priority Critical patent/RU2246735C1/en
Publication of RU2003123139A publication Critical patent/RU2003123139A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2246735C1 publication Critical patent/RU2246735C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Sensors (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: compensation accelerometer has first plate provided with movable member, second and third plates, ac voltage two-phase generator,, dc reference voltage source, differential capacitance converter provided with first and second capacitors formed by motionless electrodes and one movable electrode, amplifier with two opposite-phase outputs. Differential capacitance converter simulator is introduced additionally. Capacitance of the third capacitor of simulator equals to capacitance of first capacitor. Capacitance of fourth capacitor equals to capacitance of second capacitor. First output of third capacitor is connected with one output of ac voltage two-phase generator. The first output of the fourth capacitor is connected with second output of ac voltage two-phase generator. Amplifier is made of first and second ac amplifiers, differential amplifier, and phase demodulator and dc amplifier with two opposite-phase outputs. Movable electrode is connected with input of first ac amplifier. Connection point of second outputs of third and fourth capacitors is connected with input of second ac amplifier. Outputs of first and second ac amplifiers are connected to inputs of differential amplifier.
EFFECT: improved precision of measurement of acceleration.
3 cl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники, а именно к компенсационным преобразователям линейного ускорения с электростатическим обратным преобразователем.The present invention relates to the field of measurement technology, namely, compensation linear acceleration converters with an electrostatic inverse converter.

Известен компенсационный акселерометр, содержащий первую пластину с подвижным элементом, неподвижным элементом и соединяющим их упругим шарниром, вторую и третью пластины, дифференциальный емкостный преобразователь положения подвижного элемента на второй и третьей пластинах, электростатический обратный преобразователь с неподвижными электродами на второй и третьей пластинах, усилитель [1].Known compensation accelerometer containing a first plate with a movable element, a fixed element and an elastic hinge connecting them, a second and third plate, a differential capacitive transducer of the position of the movable element on the second and third plates, an electrostatic inverter with stationary electrodes on the second and third plates, an amplifier [ 1].

Наиболее близким по технической сущности является компенсационный акселерометр [2], содержащий первую пластину из монокристаллического материала, в которой образованы неподвижная рамка, подвижный элемент с двумя параллельными друг другу электропроводными поверхностями и соединяющий подвижный элемент с неподвижной рамкой упругий шарнир, вторую и третью пластины, двухфазный генератор напряжения переменного тока, источник опорного напряжения постоянного тока, дифференциальный емкостный преобразователь с первым и вторым конденсаторами, образованными неподвижными электродами и подвижным электродом, которым являются соединенные вместе электропроводные поверхности подвижного элемента, усилитель, имеющий два противофазных выхода, причем подвижный электрод подключен к источнику опорного напряжения, каждый неподвижный электрод подсоединен к одному из выходов двухфазного генератора напряжения переменного тока и к одному из противофазных выходов усилителя.The closest in technical essence is a compensation accelerometer [2], containing a first plate of single-crystal material in which a fixed frame, a movable element with two electrically conductive surfaces parallel to each other and an elastic hinge, a second and third plate, two-phase connecting a movable element with a fixed frame are formed AC voltage generator, DC reference voltage source, differential capacitive converter with first and second capacitors and, formed by fixed electrodes and a movable electrode, which are the electrically conductive surfaces of the movable element connected together, an amplifier having two antiphase outputs, the movable electrode being connected to a reference voltage source, each stationary electrode connected to one of the outputs of a two-phase AC voltage generator and to one from out of phase outputs of the amplifier.

Недостатком этого компенсационного акселерометра является уменьшение точности измерения ускорения, вызванное наличием в его сигнале сигналов частот с высшими гармониками по сравнению с несущей частотой двухфазного генератора напряжения переменного тока вследствие несинфазности напряжений с двух выходов двухфазного генератора напряжения переменного тока.The disadvantage of this compensation accelerometer is a decrease in the accuracy of acceleration measurement caused by the presence of frequency signals with higher harmonics in its signal compared to the carrier frequency of a two-phase alternating current voltage generator due to non-phase matching of voltages from two outputs of a two-phase alternating current voltage generator.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения ускорения.The technical result of the invention is to improve the accuracy of measuring acceleration.

Данный технический результат достигается в компенсационном акселерометре, содержащем первую пластину из монокристаллического материала, в которой образованы неподвижная рамка, подвижный элемент с двумя параллельными друг другу электропроводными поверхностями и соединяющий подвижный элемент с неподвижной рамкой упругий шарнир, вторую и третью пластины, двухфазный генератор напряжения переменного тока, источник опорного напряжения постоянного тока, дифференциальный емкостный преобразователь с первым и вторым конденсаторами, образованными неподвижными электродами и подвижным электродом, которым являются соединенные вместе электропроводные поверхности подвижного элемента, усилитель, имеющий два противофазных выхода, причем подвижный электрод подключен к источнику опорного напряжения постоянного тока, каждый неподвижный электрод подсоединен к одному из выходов двухфазного генератора напряжения переменного тока и к одному из противофазных выходов усилителя, тем, что в него введен имитатор дифференциального емкостного преобразователя с третьим конденсатором, емкость которого равна емкости, образованной первым неподвижным электродом и подвижным электродом первого конденсатора, и с четвертым конденсатором, емкость которого равна емкости образованного вторым неподвижным электродом и подвижным электродом второго конденсатора, первый вывод третьего конденсатора подключен к одному из выходов двухфазного генератора напряжения переменного тока, первый вывод четвертого конденсатора подсоединен ко второму выходу двухфазного генератора напряжения переменного тока, вторые выводы третьего и четвертого конденсаторов соединены вместе, усилитель выполнен в составе первого и второго усилителей переменного тока, дифференциального усилителя, фазового демодулятора и усилителя постоянного тока с двумя противофазными выходами, подвижный электрод подключен к входу первого усилителя переменного тока, точка соединения вторых выводов третьего и четвертого конденсаторов соединена с входом второго усилителя переменного тока, выходы первого и второго усилителей переменного тока подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу фазового демодулятора, к выходу фазового демодулятора подключен вход усилителя постоянного тока.This technical result is achieved in a compensation accelerometer containing a first plate of monocrystalline material, in which a fixed frame, a movable element with two electrically conductive surfaces parallel to each other and an elastic hinge connecting a movable element with a fixed frame, a second and third plate, a two-phase alternating voltage generator are formed , DC reference voltage source, differential capacitive converter with first and second capacitors, image The fixed stationary electrodes and the movable electrode, which are the electrically conductive surfaces of the movable element connected together, are an amplifier having two antiphase outputs, the movable electrode being connected to a DC voltage reference source, each stationary electrode connected to one of the outputs of a two-phase AC voltage generator and to one from the out-of-phase outputs of the amplifier, in that a simulator of a differential capacitive converter with a third capacitor is introduced into it, the capacitance of which is equal to the capacitance formed by the first fixed electrode and the movable electrode of the first capacitor, and with the fourth capacitor, the capacitance of which is equal to the capacitance formed by the second stationary electrode and the movable electrode of the second capacitor, the first terminal of the third capacitor is connected to one of the outputs of the two-phase AC voltage generator, the first the output of the fourth capacitor is connected to the second output of the two-phase AC voltage generator, the second outputs of the third and even the second capacitors are connected together, the amplifier is made up of the first and second AC amplifiers, a differential amplifier, a phase demodulator and a DC amplifier with two out-of-phase outputs, a movable electrode is connected to the input of the first AC amplifier, the connection point of the second terminals of the third and fourth capacitors is connected to the input of the second AC amplifier, the outputs of the first and second AC amplifiers are connected to the inputs of the differential amplifier, the output to connected to the input of the phase demodulator, the input of the DC amplifier is connected to the output of the phase demodulator.

В одном частном случае выполнения компенсационного акселерометра в имитаторе дифференциального емкостного преобразователя третий и четвертый конденсаторы образованы третьим, четвертым и пятым неподвижными электродами, расположенными на трех разных пластинах, пятый неподвижный электрод расположен на пластине, лежащей между двумя другими пластинами, третий конденсатор образован третьим и пятым неподвижными электродами, четвертый конденсатор образован четвертым и пятым неподвижными электродами.In one particular case of the execution of the compensation accelerometer in the differential capacitor converter simulator, the third and fourth capacitors are formed by the third, fourth and fifth fixed electrodes located on three different plates, the fifth fixed electrode is located on a plate lying between two other plates, the third capacitor is formed by the third and fifth fixed electrodes, the fourth capacitor is formed by the fourth and fifth fixed electrodes.

В другом частном случае в компенсационном акселерометре в качестве монокристаллического материала первой пластины использован монокристаллический кремний.In another particular case, in the compensation accelerometer, single-crystal silicon is used as the single-crystal material of the first plate.

Посредством введения в компенсационный акселерометр имитатора дифференциального емкостного преобразователя, первого и второго усилителей переменного тока, дифференциального усилителя, подключения выхода имитатора дифференциального емкостного преобразователя к входу второго усилителя переменного тока, подключения выходов первого и второго усилителей переменного тока к входам дифференциального усилителя в выходном сигнале дифференциального усилителя отсутствуют сигналы частот с высшими гармониками вследствие компенсации этих сигналов с выхода дифференциального емкостного преобразователя сигналами с выхода имитатора дифференциального емкостного преобразователя. В результате повышается точность измерения ускорения.By introducing into the compensation accelerometer a simulator of a differential capacitive transducer, first and second AC amplifiers, a differential amplifier, connecting the output of a simulator of a differential capacitive transducer to the input of a second AC amplifier, connecting the outputs of the first and second AC amplifiers to the inputs of a differential amplifier in the output of the differential amplifier there are no frequency signals with higher harmonics due to the compensation of these ignalov differential capacitive transducer with output signals from the output of the simulator differential capacitive transducer. As a result, the accuracy of acceleration measurement is improved.

На фиг.1 представлен общий вид компенсационного акселерометра, на фиг.2 - электрическая схема компенсационного акселерометра, на фиг.3 - частный случай выполнения имитатора дифференциального емкостного преобразователя, на фиг.4 - электрическая схема частного случая выполнения компенсационного акселерометра.Figure 1 presents a General view of a compensation accelerometer, figure 2 is an electrical diagram of a compensation accelerometer, figure 3 is a special case of simulating a differential capacitive transducer, figure 4 is an electrical diagram of a particular case of a compensation accelerometer.

Компенсационный акселерометр (фиг.1) содержит корпус 1, в котором установлены первая пластина 2 из монокристаллического материала, например, кремния, вторая пластина 3 и третья пластина 4. В первой пластине 2 выполнены неподвижная рамка 5, подвижный элемент 6 с электропроводными поверхностями 7’, 7’’ и соединяющий неподвижную рамку 5 с подвижным элементом 6 упругий шарнир 8 в виде упругой перемычки. На второй пластине 3 расположен первый неподвижный электрод 9 дифференциального емкостного преобразователя, на третьей пластине 4 расположен второй неподвижный электрод 10.The compensation accelerometer (Fig. 1) comprises a housing 1 in which a first plate 2 of monocrystalline material, for example, silicon, a second plate 3 and a third plate 4 is mounted. In the first plate 2 a fixed frame 5, a movable element 6 with electrically conductive surfaces 7 'are made , 7 '' and connecting the fixed frame 5 with the movable element 6, an elastic hinge 8 in the form of an elastic bridge. On the second plate 3 is the first fixed electrode 9 of the differential capacitive transducer, on the third plate 4 is the second fixed electrode 10.

Между второй пластиной 3 и неподвижной рамкой 5 расположен платик 11 так, чтобы образовать зазор d между первым неподвижным электродом 9 и подвижным элементом 6. Такой же платик 12 расположен между третьей пластиной 4 и неподвижной рамкой 5, образуя зазор d.A plate 11 is located between the second plate 3 and the fixed frame 5 so as to form a gap d between the first fixed electrode 9 and the movable element 6. The same plate 12 is located between the third plate 4 and the fixed frame 5, forming a gap d.

Корпус 1 закрыт крышкой 13.Case 1 is closed by a cover 13.

В дифференциальном емкостном преобразователе (фиг.2) выполнены первый конденсатор С1 и второй конденсатор С2. Конденсатор С1 образован первым неподвижным электродом 9 и подвижным электродом, в качестве которого служат электропроводные поверхности 7’, 7’’ подвижного элемента 6. Второй конденсатор С2 образован вторым неподвижным электродом 10 и тем же самым подвижным электродом в виде электропроводной поверхности 7 подвижного элемента 6.In the differential capacitive converter (figure 2), the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are made. The capacitor C1 is formed by the first fixed electrode 9 and the movable electrode, which are the electrically conductive surfaces 7 ’, 7’ ’of the movable element 6. The second capacitor C2 is formed by the second stationary electrode 10 and the same movable electrode in the form of an electrically conductive surface 7 of the movable element 6.

Один выход двухфазного генератора 14 напряжения переменного тока подключен к первому неподвижному электроду 9 и первому выводу третьего конденсатора С3. Второй выход двухфазного генератора 14 подключен к второму неподвижному электроду 10 и к первому выводу четвертого конденсатора С4.One output of a two-phase alternating voltage generator 14 is connected to the first stationary electrode 9 and the first terminal of the third capacitor C3. The second output of the two-phase generator 14 is connected to the second stationary electrode 10 and to the first output of the fourth capacitor C4.

Емкость третьего конденсатора С3 выполнена равной емкости первого конденсатора С1, а емкость четвертого конденсатора С4 выполнена равной емкости второго конденсатора С2.The capacity of the third capacitor C3 is made equal to the capacity of the first capacitor C1, and the capacity of the fourth capacitor C4 is made equal to the capacity of the second capacitor C2.

Подвижный электрод в виде электропроводной поверхности 7 подвижного элемента 6 подключен к источнику опорного напряжения постоянного тока 15 и к входу первого усилителя переменного тока 16’.The movable electrode in the form of an electrically conductive surface 7 of the movable element 6 is connected to a source of DC voltage reference 15 and to the input of the first AC amplifier 16 ’.

Вторые выводы третьего конденсатора С3 и четвертого конденсатора С4 соединены вместе, и точка их соединения подключена к входу второго усилителя переменного тока 16’’. Выходы первого усилителя переменного тока 16′ и второго усилителя переменного тока 16’’ подключены к входам дифференциального усилителя 17, к выходу которого подключен вход фазового демодулятора 18. Вход усилителя постоянного тока 19 подключен к выходу фазового демодулятора 18. Один из противофазных выходов усилителя постоянного тока 19 через резистор R1 подключен к первому неподвижному электроду 9, второй противофазный выход усилителя постоянного тока 19 через резистор R2 подключен к второму неподвижному электроду 10.The second terminals of the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4 are connected together, and the point of their connection is connected to the input of the second AC amplifier 16 ’’. The outputs of the first AC amplifier 16 ′ and the second AC amplifier 16 ″ are connected to the inputs of the differential amplifier 17, the output of which is connected to the input of the phase demodulator 18. The input of the DC amplifier 19 is connected to the output of the phase demodulator 18. One of the out-of-phase outputs of the DC amplifier 19 through a resistor R1 is connected to the first fixed electrode 9, the second out-of-phase output of the DC amplifier 19 through a resistor R2 is connected to the second fixed electrode 10.

Конденсаторы С5, С6, С7 включены в качестве разделительных конденсаторов.Capacitors C5, C6, C7 are included as isolation capacitors.

В частном случае в имитаторе дифференциального емкостного преобразователя (фиг.3) на третьей пластине 20 образован третий неподвижный электрод 21, на четвертой пластине 22 образован четвертый неподвижный электрод 23. На пятой пластине 24, расположенной между третьей пластиной 20 и четвертой пластиной 22, образован пятый неподвижный электрод в виде соединенных между собой электропроводных площадок 25′, 25". Платиками 26, 27 пятая пластина 24 отделена от третьей пластины 20 и четвертой пластины 22.In a particular case, in the simulator of the differential capacitive converter (Fig. 3), a third fixed electrode 21 is formed on the third plate 20, a fourth fixed electrode 23 is formed on the fourth plate 22. A fifth plate 24 is formed between the third plate 20 and the fourth plate 22. a fixed electrode in the form of interconnected electrically conductive pads 25 ′, 25 ". By the platiks 26, 27, the fifth plate 24 is separated from the third plate 20 and the fourth plate 22.

Третий конденсатор С3 образован третьим 21 и пятым неподвижными электродами, четвертый конденсатор С4 образован четвертым 23 и пятым неподвижными электродами.The third capacitor C3 is formed by the third 21 and fifth stationary electrodes, the fourth capacitor C4 is formed by the fourth 23 and fifth stationary electrodes.

Для выполнения равенства емкостей первого С1 и третьего С3 конденсаторов площадь третьего неподвижного электрода 21 сделана равной площади первого неподвижного электрода 9, а зазор d между третьим неподвижным электродом 21 и пятым неподвижным электродом выполнен равным зазору d между первым неподвижным электродом 9 и подвижным электродом.To ensure the equality of the capacitances of the first C1 and third C3 capacitors, the area of the third fixed electrode 21 is made equal to the area of the first fixed electrode 9, and the gap d between the third fixed electrode 21 and the fifth fixed electrode is made equal to the gap d between the first fixed electrode 9 and the movable electrode.

Аналогично выполнены равными площади второго неподвижного электрода 10 и четвертого неподвижного электрода 23, зазоры d, обеспечивая равенство емкостей второго С2 и четвертого С4 конденсаторов.Similarly, the areas of the second fixed electrode 10 and the fourth fixed electrode 23 are made equal, the gaps d, ensuring the equality of the capacitances of the second C2 and fourth C4 capacitors.

Для исполнения имитатора дифференциального емкостного преобразователя могут быть использованы вторая пластина 3 с первым неподвижным электродом 9, третья пластина 4 с вторым неподвижным электродом и первая пластина 2 с электропроводной поверхностью 7. При этом первая пластина 2 должна быть выполнена сплошной без упругого шарнира 8.For execution of a differential capacitive transducer simulator, a second plate 3 with a first fixed electrode 9, a third plate 4 with a second fixed electrode and a first plate 2 with an electrically conductive surface 7 can be used. In this case, the first plate 2 must be made continuous without an elastic hinge 8.

В частном случае выполнения имитатора дифференциального емкостного преобразователя (фиг.4) третий неподвижный электрод 21 третьего конденсатора С3 соединен с первым неподвижным электродом 9 первого конденсатора С1, четвертый неподвижный электрод 23 четвертого конденсатора С4 соединен с вторым неподвижным электродом 10 второго конденсатора С2. Образованный соединенными вместе электропроводными площадками 25’, 25’’ пятый неподвижный электрод, общий для третьего конденсатора С3 и четвертого конденсатора С4, подключен к входу второго усилителя переменного тока 16’’.In the particular case of the differential capacitor converter simulator (Fig. 4), the third fixed electrode 21 of the third capacitor C3 is connected to the first fixed electrode 9 of the first capacitor C1, the fourth fixed electrode 23 of the fourth capacitor C4 is connected to the second fixed electrode 10 of the second capacitor C2. The fifth fixed electrode, which is common to the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4, formed by the 25 ’, 25’ ’electroconductive pads connected together, is connected to the input of the second 16’ ’AC amplifier.

Компенсационный акселерометр работает следующим образом. При наличии ускорения под действием инерционной силы происходит угловое перемещение подвижного элемента 6, емкости первого С1 и второго С2 конденсаторов дифференциального емкостного преобразователя положения изменяются, и с его выхода на вход первого усилителя переменного тока 16’ поступает сигнал, содержащий сигнал рассогласования следящей системы компенсационного акселерометра несущей частоты, а также сигналы с частотами высших гармоник по сравнению с несущей частотой, вызванные несинфазностью напряжений с двух выходов двухфазного генератора 14 напряжения переменного тока. В поступающем на вход второго усилителя переменного тока 16’’ с выхода имитатора дифференциального емкостного преобразователя сигнале присутствуют частоты высших гармоник, вызванные несинфазностью напряжений с двух выходов двухфазного генератора 14 напряжения переменного тока, но отсутствует сигнал рассогласования следящей системы. В результате с выхода дифференциального усилителя 17 на вход фазового демодулятора 18 приходит усиленный сигнал рассогласования следящей системы, в котором отсутствуют сигналы с частотами высших гармоник. После преобразования в фазовом демодуляторе на вход усилителя постоянного тока 19 поступает сигнал рассогласования следящей системы постоянного тока.Compensation accelerometer works as follows. In the presence of acceleration under the influence of inertial force, the movable element 6 is angularly moved, the capacitances of the first C1 and second C2 capacitors of the differential capacitive position transducer are changed, and a signal containing the mismatch signal of the tracking system of the carrier compensation accelerometer is received from the output of the first AC amplifier 16 ' frequencies, as well as signals with frequencies of higher harmonics compared to the carrier frequency, caused by the non-phase voltage of the two outputs of the two-phase o generator 14 of an alternating current voltage. The signal arriving at the input of the second alternating current amplifier 16 ’’ from the output of the differential capacitive transformer simulator contains higher harmonics frequencies caused by non-phase matching of the voltages from the two outputs of the two-phase alternating voltage generator 14, but there is no mismatch signal from the tracking system. As a result, the output of the differential amplifier 17 at the input of the phase demodulator 18 receives an amplified signal of the mismatch of the tracking system, in which there are no signals with frequencies of higher harmonics. After conversion in the phase demodulator to the input of the DC amplifier 19 receives the error signal of the servo DC system.

Поступающими на первый неподвижный электрод 9 и второй неподвижный электрод 10 с двух противофазных выходов усилителя постоянного тока 19 напряжениями создается результирующая пондемоторная сила, возвращающая подвижный элемент 6 в первоначальное положение. При этом напряжение с выходов усилителя постоянного тока 19 является мерой измеряемого ускорения. Отсутствие в сигналах компенсационного акселерометра сигналов с частотами высших гармоник повышает точность измерения ускорения.The voltages generated by the first stationary electrode 9 and the second stationary electrode 10 from two antiphase outputs of the DC amplifier 19 create a pondemotor force that returns the movable element 6 to its original position. In this case, the voltage from the outputs of the DC amplifier 19 is a measure of the measured acceleration. The absence of signals with higher harmonics frequencies in the signals of the compensation accelerometer increases the accuracy of acceleration measurement.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР №1620944, кл. G 01 P 15/08. Электростатический акселерометр, 1992 г.1. USSR copyright certificate No. 1620944, cl. G 01 P 15/08. Electrostatic Accelerometer, 1992

2. Патент РФ №2149412, кл. G 01 P 15/08, 15/13. Компенсационный акселерометр, 1998 г.2. RF patent No. 2149412, cl. G 01 P 15/08, 15/13. Compensation Accelerometer, 1998

Claims (3)

1. Компенсационный акселерометр, содержащий первую пластину из монокристаллического материала, в которой образованы неподвижная рамка, подвижный элемент с двумя параллельными друг другу электропроводными поверхностями и соединяющий подвижный элемент с неподвижной рамкой упругий шарнир, вторую и третью пластины, двухфазный генератор напряжения переменного тока, источник опорного напряжения постоянного тока, дифференциальный емкостный преобразователь с первым и вторым конденсаторами, образованными первым и вторым неподвижными электродами и подвижным электродом, которым являются соединенные вместе электропроводные поверхности подвижного элемента, усилитель, имеющий два противофазных выхода, причем подвижный электрод подключен к источнику опорного напряжения постоянного тока, каждый неподвижный электрод подсоединен к одному из выходов двухфазного генератора напряжения переменного тока и к одному из противофазных выходов усилителя, отличающийся тем, что в него введен имитатор дифференциального емкостного преобразователя с третьим конденсатором, емкость которого равна емкости образованного первым неподвижным электродом и подвижным электродом первого конденсатора, и с четвертым конденсатором, емкость которого равна емкости образованного вторым неподвижным электродом и подвижным электродом второго конденсатора, первый вывод третьего конденсатора подключен к одному из выходов двухфазного генератора напряжения переменного тока, первый вывод четвертого конденсатора подсоединен к второму выходу двухфазного генератора напряжения переменного тока, вторые выводы третьего и четвертого конденсаторов соединены вместе, усилитель выполнен в составе первого и второго усилителей переменного тока, дифференциального усилителя, фазового демодулятора и усилителя постоянного тока с двумя противофазными выходами, подвижный электрод подключен к входу первого усилителя переменного тока, точка соединения вторых выводов третьего и четвертого конденсаторов соединена с входом второго усилителя переменного тока, выходы первого и второго усилителей переменного тока подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу фазового демодулятора, к выходу фазового демодулятора подключен вход усилителя постоянного тока.1. Compensation accelerometer containing a first plate of single-crystal material in which a fixed frame is formed, a movable element with two electrically conductive surfaces parallel to each other and an elastic hinge connecting a movable element with a fixed frame, a second and third plate, a two-phase alternating current voltage generator, a reference source DC voltage, differential capacitive converter with first and second capacitors formed by the first and second fixed electric childbirth and a movable electrode, which are the electrically conductive surfaces of the movable element connected together, an amplifier having two antiphase outputs, the movable electrode being connected to a source of DC voltage reference, each stationary electrode connected to one of the outputs of a two-phase AC voltage generator and to one of the antiphase amplifier outputs, characterized in that a simulator of a differential capacitive converter with a third capacitor is introduced into it, the capacity of which equal to the capacitance of the first capacitor formed by the first fixed electrode and the movable electrode, and with the fourth capacitor, whose capacitance is equal to the capacitance of the second capacitor formed by the second fixed electrode and the movable electrode, the first terminal of the third capacitor is connected to one of the outputs of the two-phase AC voltage generator, the first terminal of the fourth the capacitor is connected to the second output of the two-phase alternating voltage generator, the second terminals of the third and fourth conden senators are connected together, the amplifier is made up of the first and second AC amplifiers, a differential amplifier, a phase demodulator and a DC amplifier with two out-of-phase outputs, a movable electrode is connected to the input of the first AC amplifier, the connection point of the second terminals of the third and fourth capacitors is connected to the input the second AC amplifier, the outputs of the first and second AC amplifiers are connected to the inputs of the differential amplifier, the output of which is connected is connected to the input of the phase demodulator, the input of the DC amplifier is connected to the output of the phase demodulator. 2. Компенсационный акселерометр по п.1, отличающийся тем, что в имитаторе дифференциального емкостного преобразователя третий и четвертый конденсаторы образованы третьим, четвертым и пятым неподвижными электродами, расположенными на трех разных пластинах, пятый неподвижный электрод расположен на пластине, лежащей между двумя другими пластинами, третий конденсатор образован третьим и пятым неподвижными электродами, четвертый конденсатор образован четвертым и пятым неподвижными электродами.2. The compensation accelerometer according to claim 1, characterized in that in the simulator of the differential capacitive transducer the third and fourth capacitors are formed by the third, fourth and fifth fixed electrodes located on three different plates, the fifth fixed electrode is located on a plate lying between two other plates, the third capacitor is formed by the third and fifth stationary electrodes, the fourth capacitor is formed by the fourth and fifth stationary electrodes. 3. Компенсационный акселерометр по п.1, отличающийся тем, что в качестве монокристаллического материала первой пластины использован монокристаллический кремний.3. The compensation accelerometer according to claim 1, characterized in that monocrystalline silicon is used as the single crystal material of the first plate.
RU2003123139/28A 2003-07-29 2003-07-29 Compensation accelerometer RU2246735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123139/28A RU2246735C1 (en) 2003-07-29 2003-07-29 Compensation accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003123139/28A RU2246735C1 (en) 2003-07-29 2003-07-29 Compensation accelerometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003123139A RU2003123139A (en) 2005-01-27
RU2246735C1 true RU2246735C1 (en) 2005-02-20

Family

ID=35138678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003123139/28A RU2246735C1 (en) 2003-07-29 2003-07-29 Compensation accelerometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2246735C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461838C1 (en) * 2011-04-04 2012-09-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Accelerometre

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461838C1 (en) * 2011-04-04 2012-09-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Accelerometre

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003123139A (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100393183B1 (en) An apparatus for electrostatically driving a microactuator
CN100429523C (en) Electronic interface for use with dual electrode capacitance diaphragm gauges
GB1523943A (en) Transducer
KR20010039758A (en) Sensor Signal Processing Apparatus
JPH0862248A (en) Capacitive acceleration sensor
US9880120B2 (en) Electric field sensor
JPH05113457A (en) Capacitive position transducer
US4553099A (en) Electrostatic voltage sensor
JP2014529747A (en) Surface charge reduction technology for capacitive sensors
US4165483A (en) Capacitive pick-off circuit
RU2246735C1 (en) Compensation accelerometer
JP2520137B2 (en) Position detection device
Kimura et al. Resolver compatible capacitive rotary position sensor
EP0230198A2 (en) Triaxial electrostatic accelerometer with dual electrical connection to its test weight
RU2186401C1 (en) Compensation accelerometer
JPS6394102A (en) Position detector
JPS62121312A (en) Electrostatic capacity/voltage converting circuit
JPS6336278Y2 (en)
RU2149412C1 (en) Compensating acceleration meter
RU2137141C1 (en) Compensation accelerometer
RU2149411C1 (en) Compensating acceleration meter
RU2282149C1 (en) Two-channel device for measuring movements of conducting body
JP2001264355A (en) Acceleration sensor
RU2140652C1 (en) Compensation accelerometer
SU1594348A1 (en) Displacement transducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170730