RU2362121C2 - Miniature solid-state wave gyro (sswg) - Google Patents

Miniature solid-state wave gyro (sswg) Download PDF

Info

Publication number
RU2362121C2
RU2362121C2 RU2007125894/28A RU2007125894A RU2362121C2 RU 2362121 C2 RU2362121 C2 RU 2362121C2 RU 2007125894/28 A RU2007125894/28 A RU 2007125894/28A RU 2007125894 A RU2007125894 A RU 2007125894A RU 2362121 C2 RU2362121 C2 RU 2362121C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonator
twg
evacuated
electrical
inertial
Prior art date
Application number
RU2007125894/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007125894A (en
Inventor
Богдан Павлович Бодунов (RU)
Богдан Павлович Бодунов
Сергей Богданович Бодунов (RU)
Сергей Богданович Бодунов
Сергей Владимирович Котельников (RU)
Сергей Владимирович Котельников
Герман Геннадьевич Павлов (RU)
Герман Геннадьевич Павлов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Медикон"
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 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Медикон" filed Critical Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Медикон"
Priority to RU2007125894/28A priority Critical patent/RU2362121C2/en
Publication of RU2007125894A publication Critical patent/RU2007125894A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2362121C2 publication Critical patent/RU2362121C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: invention relates to miniature solid-state wave gyro that serves to measure angular velocity of moving objects. SSWG represents solid-state wave inertial module fitted and fixed in evacuated metal casing. It comprises rigidly interconnected hemispherical resonator and pick-up/excitation p.c.b. made from quartz glass, their surfaces being subjected to metallisation. Electronic system controls the SSWG operation and comprises microprocessor that excites resonator oscillations in required operating conditions, measures, converts and processes azimuthal data read off the resonator oscillating enclosure.
EFFECT: improved operating performances, reduced development terms and costs.
7 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к области навигационной техники, а именно к гироскопической аппаратуре, используемой преимущественно в составе бортовых инерциальных навигационных систем миниатюрного исполнения.The invention relates to the field of navigation technology, in particular to gyroscopic equipment, used mainly in the composition of onboard inertial navigation systems of miniature design.

Указанные гироскопы предназначаются для определения проекций входных угловых скоростей на оси их чувствительности.These gyroscopes are intended to determine the projections of the input angular velocities on the axis of their sensitivity.

При этом конструктивно они могут выполняться как в виде функционально законченных одноосных модулей с инерциальными чувствительными элементами, встраиваемыми в индивидуальные металлические корпуса, так и трехосных блоков, когда несколько, обычно три гироскопических датчика, непараллельно и, в частности, ортогонально размещаются в односекционном монолитном металлическом корпусе, снабженном соответствующими посадочными гнездами под них.At the same time, they can be structurally performed both in the form of functionally complete uniaxial modules with inertial sensing elements built into individual metal housings, and triaxial blocks, when several, usually three gyroscopic sensors, are placed in parallel and, in particular, orthogonally in a single-section monolithic metal case equipped with appropriate mounting nests under them.

Помимо гироскопов, в помянутых выше системах обычно используют и другие базовые чувствительные элементы, например, акселерометры, предназначаемые для измерения ускорений, обслуживающую указанную аппаратуру бортовую электронику и пр.In addition to gyroscopes, the systems mentioned above usually use other basic sensitive elements, for example, accelerometers designed to measure acceleration, on-board electronics serving the indicated equipment, etc.

Инерциальные навигационные системы в целом позволяют решать комплексную задачу навигации объекта, заключающуюся в определении параметров его движения, а именно координат объекта, величины и направления его скорости.Inertial navigation systems as a whole make it possible to solve the complex task of navigating an object, which consists in determining the parameters of its movement, namely the coordinates of the object, the magnitude and direction of its speed.

Благодаря своим особым потребительским качествам, обусловленным, в основном, миниатюрностью исполнения (поперечные размеры ограничены цилиндрической поверхностью диаметром не более 40 мм), высоким весовым совершенством, вибропрочностью (амплитудой 10…40g в частотном диапазоне от 3 до 250 Гц), точностными характеристиками (случайная составляющая дрейфа на уровне 0,1 град/час), способностью противостоять перегрузкам (до 60g при длительности импульса 8…12 мс) и функционировать в достаточно широком диапазоне температур (от -40 до +80°С), а также малым (порядка 1,3 Вт) энергопотреблением и временем подготовки к работе (5с) и пр., заявляемый одноосный ТВГ может без особых затруднений размещаться на различного рода подвижных объектах с ограниченным монтажным объемом и энергопотреблением, эксплуатируемых в экстремальных условиях.Due to its special consumer qualities, mainly due to the miniature design (lateral dimensions are limited by a cylindrical surface with a diameter of not more than 40 mm), high weight perfection, vibration resistance (amplitude 10 ... 40g in the frequency range from 3 to 250 Hz), accuracy characteristics (random drift component at the level of 0.1 deg / h), the ability to withstand overloads (up to 60g with a pulse duration of 8 ... 12 ms) and function in a fairly wide temperature range (from -40 to + 80 ° С), as well as small ( oryadka 1.3 W) power consumption and time for preparation work (5c) and so forth., the claimed uniaxial HRG may without much difficulty be placed on different kinds of mobile objects with limited mounting volume and energy consumption, operating in extreme conditions.

В частности, они могут органически встраиваться, в составе вышеупомянутых трехосных гироскопических блоков, в используемые для контроля геометрических параметров нефтегазовых скважин забойные телеметрические системы (ЗТС), располагаемые непосредственно на борту буровой колонны. В этом случае определение параметров скважин осуществляется без нарушения процесса бурения. Реализуемая на практике технология бурения, предусматривает обычно чередование непосредственного бурения с относительно небольшими остановками, используемыми для наращивания (подсоединения) очередной секции трубы. Поэтому, с учетом вышеупомянутого быстродействия заявляемого ТВГ, задача определения угловой ориентации скважины, в данном случае, может быть успешно решена именно в моменты таких технологических остановок, т.е. фактически без каких либо отклонений от существующей технологии бурения.In particular, they can be organically integrated, as part of the aforementioned triaxial gyroscopic units, into bottomhole telemetry systems (ZTS) used to control the geometric parameters of oil and gas wells located directly on board the drill string. In this case, the determination of well parameters is carried out without disturbing the drilling process. The drilling technology implemented in practice usually involves the alternation of direct drilling with relatively few stops used to build up (connect) another section of the pipe. Therefore, taking into account the aforementioned performance of the claimed TWG, the task of determining the angular orientation of the well, in this case, can be successfully solved precisely at the moments of such technological stops, i.e. practically without any deviations from the existing drilling technology.

Помимо измерения угловой ориентации ЗТС позволяет определить и ряд дополнительных технологических параметров скважины.In addition to measuring the angular orientation of the TSZ, a number of additional technological parameters of the well can be determined.

В принципе заявляемые ТВГ могут быть использованы для измерения углового положения скважины и традиционным способом, а именно в составе подвешиваемых на кабеле или тросе автономных скважинных инклинометров.In principle, the claimed TWG can be used to measure the angular position of the well in the traditional way, namely as part of self-contained downhole inclinometers suspended on a cable or cable.

Однако измерения углового положения скважины таким способом нетехнологичны, поскольку спуск инклинометра в забой и подъем его оттуда осуществляются в данном случае при остановленной буровой и могут занимать несколько часов. При этом в ряде случаев даже при относительно небольшой частоте контроля кривизны скважины связанные с этим непроизводственные затраты могут оказаться неприемлемыми.However, measuring the angular position of the well in this way is not technologically advanced, since the inclinometer is lowered to the bottom and raised from there, in this case, when the rig is stopped, it can take several hours. Moreover, in some cases, even with a relatively low frequency of monitoring the well curvature, the associated overhead costs may be unacceptable.

Настоятельная необходимость создания гироскопической аппаратуры нового поколения, подобной заявленной, очевидна и обусловлена, в основном, двумя факторами.The urgent need to create a new generation of gyroscopic equipment, similar to the declared one, is obvious and is due mainly to two factors.

К первому из них можно отнести резкое наращивание в последнее время объемов бурения нефтяных и газовых скважин и возрастание числа горизонтальных, направленных и морских скважин, при прокладке которых необходимы частые замеры их кривизны.The first of them can be attributed to the recent sharp increase in the volume of drilling oil and gas wells and an increase in the number of horizontal, directional and offshore wells, during the laying of which frequent measurements of their curvature are necessary.

Второй связан с тем, что подавляющее количество из эксплуатируемых сегодня отечественных и зарубежных инклинометров построено на традиционной элементной базе и относительно устаревших технических решениях, не отвечающих современному техническому уровню, а следовательно, и не обеспечивающих конкурентоспособности на рынке оборудования рассматриваемого класса.The second is due to the fact that the overwhelming majority of domestic and foreign inclinometers in operation today are built on a traditional element base and relatively outdated technical solutions that do not meet the modern technical level, and therefore do not provide competitiveness in the market for equipment of this class.

Помимо нефтегазовой отрасли, данное изобретение может быть использовано и в традиционных отраслях хозяйства (авиации, морском флоте, ракетной и космической технике), а также при проведении некоторых специальных работ.In addition to the oil and gas industry, this invention can also be used in traditional sectors of the economy (aviation, navy, rocket and space technology), as well as during some special operations.

Известно достаточно большое количество аналогов изобретения как отечественной, так и зарубежной разработки, а также заложенных в их конструкцию соответствующих технических решений [см., напр., «Инженерный справочник по космической технике» под ред. проф., докт. техн. наук А.В.Солодова, М., «Воениздат», 1969 г., ББК 6Т6 (083), УДК 629, 19 (083), стр.350-361; «Руководство по проектированию элементов систем автоматики», Андрюшина Е.П. и др., М., «Высшая школа», 1969 г., УДК 621, 032-318, 57, стр.174, рис.7.16а; «Вакуумные аппараты и приборы химического машиностроения», изд. второе, перераб. и доп., Шумский К.П., М., «Машиностроение», 1974 г., УДК 621, 15/52-66.05, стр.485 - рис.418, стр-486 - рис.420а, стр.487 - рис.421; «Основы вакуумной техники», Б.И.Королев и др., М., «Энергия», 1975 г., 6Ф0.31, 0-75, УДК 621.52, стр.297-304, рис.14-2, 14-3, 14-6, 14-8…14-10; авт. свид. SU №438327, G01C 19/56, 05.02.75; D/ Lynev, A.Matthews, G.N.Varty, Материалы симпозиума по гироскопической технологии в Штутгарте (Германия), 1977 г., стр.(9.0-9.21); Пат. US №4157041, G01С 19/56, 05.06.79; Справочник технолога-приборостроителя», в 2-х т. - 2-е изд. перераб. и доп., Т2 / под ред. Е.А.Скороходова - М., «Машиностроение», 1980 г., ББК 34,9, С74, УДК 681.2.002(031), стр.461, рис.25в; «Спутник буровика», Иогансен К.В., М., «Недра», 1981 г., УДК 622, 24 (031), стр.152, табл.13в, рис.26; авт. свид. SU №591035, G01C 19/64, 07.07.82; European patent №0141621, G01С 19/56, 1983 г.; «Физический энциклопедический словарь». Глав. ред. A.M.Прохоров, ред. кол. Д.М.Алексеев и др., М., «Советская энциклопедия», 1984 г., ББК 53(03) Ф50, стр.125-127, 276, 277, рис.1-3; «Практикум по инженерной геодезии», под ред. проф., докт. техн. наук В.Е.Новака, изд. третье, перераб. и доп., М., «Недра», 1987 г., УДК 528,48, стр.169-176; авт. свид. SU №1361638, Н01В 17/0, 23.12.87 г.; «Электроника», Энциклопедический словарь, Гл. ред. Колесников В.Г., М., «Советская энциклопедия», 1991 г., ББК 32.85., Э45, стр.511, 512; Ковшов Г.Н., Алимбеков Р.И., Жибер А.И. «Инклинометры», Уфа, «Галем», 1998 г.; Ковшов Г.Н., Бодунов С.Б. «Гироинклинометр для измерения при бурении». Совместная научная сессия Секции навигационных систем и их чувствительных элементов и С.-Петербургской секции прецизионной гироскопии по теме: «Скважинная навигация, инклинометрия и навигация»: Тезисы докл., - Гироскопия и навигация, 1999 г., - №3 - стр.25; Пат. RU №2147117 C1, G01C 19/56, 27.03.2000 г; Бодунов Б.П., Бодунов С.Б., Лопатин В.М., Чупров В.П. «Разработка и испытание волнового твердотельного гироскопа для использования в инклинометрической системе» - VII Санкт-Петербургская международная конференция по интегральным навигационным системам: Тез. докл. - Гироскопия и навигация. 2001 г., №2 стр.121].A fairly large number of analogues of the invention are known, both domestic and foreign, as well as the corresponding technical solutions embedded in their design [see, for example, “Engineering Guide for Space Engineering”, ed. Prof. Dr. tech. sciences A.V. Solodova, M., “Military Publishing House”, 1969, BBK 6T6 (083), UDC 629, 19 (083), pp. 350-361; “Guidance on the design of elements of automation systems”, Andryushina EP et al., M., “Higher School”, 1969, UDC 621, 032-318, 57, p. 174, Fig. 7.16a; “Vacuum Apparatuses and Devices of Chemical Engineering,” ed. the second is a reslave. and add., Shumsky K.P., M., "Engineering", 1974, UDC 621, 15 / 52-66.05, p. 485 - fig. 418, p-486 - fig. 420a, p. 487 - fig. 421; “Fundamentals of vacuum technology”, B.I. Korolev et al., M., “Energy”, 1975, 6F0.31, 0-75, UDC 621.52, pp. 297-304, Fig. 14-2, 14 -3, 14-6, 14-8 ... 14-10; author testimonial. SU No. 438327, G01C 19/56, 05.02.75; D / Lynev, A. Matthews, G.N. Varty, Proceedings of the Symposium on Gyroscopic Technology in Stuttgart (Germany), 1977, p. (9.0-9.21); Pat. US No. 4157041, G01C 19/56, 05/06/79; Handbook of the instrument-technologist ”, in 2 vols. - 2nd ed. reslave. and add., T2 / ed. E.A. Skorokhodova - M., "Engineering", 1980, LBC 34.9, C74, UDC 681.2.002 (031), p. 461, Fig. 25c; “Driller's companion”, K. Johansen, M., “Nedra”, 1981, UDC 622, 24 (031), p. 152, table 13c, fig. 26; author testimonial. SU No. 591035, G01C 19/64, 07.07.82; European patent No. 0141621, G01C 19/56, 1983; "Physical Encyclopedic Dictionary." Chap. ed. A.M. Prokhorov, ed. count D.M. Alekseev et al., M., “Soviet Encyclopedia”, 1984, BBK 53 (03) F50, pp. 125-127, 276, 277, Fig. 1-3; "Workshop on Engineering Geodesy", ed. Prof. Dr. tech. Sciences V.E. Novak, ed. third, reslave. and add., M., "Nedra", 1987, UDC 528.48, pp. 169-176; author testimonial. SU No. 1361638, Н01В 17/0, 12.23.87; "Electronics", Encyclopedic Dictionary, Ch. ed. Kolesnikov V.G., M., “Soviet Encyclopedia”, 1991, LBC 32.85., E45, p. 511, 512; Kovshov G.N., Alimbekov R.I., Giber A.I. "Inclinometers", Ufa, "Galem", 1998; Kovshov G.N., Bodunov S.B. "Gyroinclinometer for measuring while drilling." Joint scientific session of the Section of navigation systems and their sensitive elements and the St. Petersburg section of precision gyroscopy on the topic: “Borehole navigation, inclinometry and navigation”: Abstracts, - Gyroscopy and navigation, 1999, - No. 3 - p. 25 ; Pat. RU No. 2147117 C1, G01C 19/56, 03/27/2000 g; Bodunov B.P., Bodunov S.B., Lopatin V.M., Chuprov V.P. “Development and testing of a wave solid-state gyroscope for use in an inclinometric system” - VII St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems: Proc. doc. - Gyroscopy and navigation. 2001, No. 2 p. 121].

В большинстве известных инклинометров до настоящего времени используются азимутальные датчики на основе однокатушечных феррозондовых преобразователей, измеряющих проекции вектора магнитного поля Земли (см. упомянутый выше «Физический энциклопедический словарь», стр.808).Most known inclinometers up to now use azimuth sensors based on single-coil flux-gate transducers that measure the projections of the Earth's magnetic field vector (see the “Physical Encyclopedic Dictionary” mentioned above, p. 808).

Существенным недостатком этих датчиков является их чувствительность к ферромагнитным аномалиям, обусловленным, в частности, использованием обсадных труб из магнитомягких материалов.A significant drawback of these sensors is their sensitivity to ferromagnetic anomalies, due, in particular, to the use of casing made of soft magnetic materials.

Измерительные датчики других инклинометров относятся к гироскопической аппаратуре так называемого классического типа. Чувствительным элементом таких гироскопов является вращающийся ротор, ось которого может изменять свое направление в пространстве. Указанные гироскопы длительное время применялись в большинстве навигационных систем и в некоторых областях техники используются до настоящего времени.Measuring sensors of other inclinometers belong to the gyroscopic equipment of the so-called classical type. A sensitive element of such gyroscopes is a rotating rotor, the axis of which can change its direction in space. These gyroscopes have been used for a long time in most navigation systems and are still used in some areas of technology.

Классические гироскопы отличаются сложностью конструктивного исполнения, использованием в своем составе ротора, подшипников и других вращающихся частей. По этой причине такие приборы имеют достаточно низкую вибрационную и ударную прочность, ограниченный ресурс работы и высокую потребляющую мощность. Для сохранения же необходимых точностных характеристик этих гироскопов в широком диапазоне температур требуется соответствующее термостатирующее оборудование, существенно усложняющее навигационную систему в целом.Classical gyroscopes are distinguished by the complexity of the design, the use of a rotor, bearings and other rotating parts. For this reason, such devices have a sufficiently low vibrational and impact strength, limited service life and high power consumption. To preserve the necessary accuracy characteristics of these gyroscopes in a wide temperature range, the corresponding thermostatic equipment is required, which significantly complicates the navigation system as a whole.

Несмотря на длительное господство классических гироскопов и значительные усилия, направленные на улучшение их характеристик, постепенно предпочтение в навигационной технике стало отдаваться гироскопам нового поколения, работа которых основывается на иных физических принципах, например квантовым и вибрационным (см. «Физический энциклопедический словарь», стр.127, 276, 277 - рис.1-3; авт. свид. SU №438327, 591035; Пат. US №4157041, евр. пат. №0141621 и др.).Despite the long dominance of classical gyroscopes and considerable efforts aimed at improving their characteristics, a new generation of gyroscopes gradually began to be preferred in navigation technology, whose work is based on other physical principles, such as quantum and vibrational ones (see “Physical Encyclopedic Dictionary”, p. 127, 276, 277 - Fig. 1-3; auth. Certificate SU No. 438327, 591035; Pat. US No. 4157041, Heb. Pat. No. 0141621 and others).

К первым из них относятся волоконно-оптические, лазерные и ядерные гироскопы. В основу принципа действия их положено использование особых свойств атомных ядер и электронных частиц, поведение которых описывается законами квантовой механики.The first of these includes fiber optic, laser and nuclear gyroscopes. The principle of their action is based on the use of the special properties of atomic nuclei and electronic particles, the behavior of which is described by the laws of quantum mechanics.

Квантовые гироскопы безинерционны, обладают соответствующей стабильностью свойств и могут работать в широком диапазоне температур. Однако они тоже сложны в исполнении и обладают большими габаритами.Quantum gyroscopes are inertia-free, have corresponding stability of properties, and can operate in a wide temperature range. However, they are also difficult to execute and have large dimensions.

В связи с рассмотренными особенностями исполнения, а также неспособностью выдержать в течение длительного времени эксплуатацию в упомянутых выше экстремальных условиях и по ряду других причин, практическое использование классических и квантовых гироскопических приборов в составе инклинометрического оборудования пока проблематично. Именно поэтому сегодня в практике большинства из отечественных и зарубежных фирм почти нет гироскопических инклинометров указанного типа, непосредственно встраиваемых в конструкцию буровых колонн и обеспечивающих оперативное получение необходимой информации об угловом положении скважин без нарушения существующей технологии бурения.Due to the considered performance features, as well as the inability to withstand operation for a long time under the extreme conditions mentioned above and for a number of other reasons, the practical use of classical and quantum gyroscopic devices as part of inclinometric equipment is still problematic. That is why today in the practice of most of the domestic and foreign companies there are almost no gyroscopic inclinometers of the indicated type that are directly embedded in the design of drill strings and provide prompt receipt of the necessary information about the angular position of the wells without violating the existing drilling technology.

Вибрационные гироскопы содержат в качестве чувствительного элемента не вращающийся ротор, а вибрирующее тело. Среди них особое место занимают ТВГ с полусферическим резонатором.Vibration gyroscopes contain, as a sensing element, not a rotating rotor, but a vibrating body. Among them, a special place is occupied by a TWG with a hemispherical resonator.

В основу их принципа действия положен эффект чувствительности вибрирующей твердотельной, в данном случае полусферической, оболочки резонатора к вращению основания (корпуса), на котором она крепится. Конструктивно они предельно просты в исполнении по сравнению с ранее рассмотренными типами гироскопов, поскольку состоят всего из нескольких функциональных частей, изготовленных из кварцевого стекла, жестко связанных между собой и с указанным основанием.Their principle of operation is based on the effect of the sensitivity of the vibrating solid-state, in this case hemispherical, shell of the resonator to the rotation of the base (body) on which it is attached. Structurally, they are extremely simple to perform in comparison with the previously considered types of gyroscopes, since they consist of only a few functional parts made of quartz glass, rigidly connected to each other and with the specified base.

По этой причине такие гироскопы, собственно, и называют твердотельными.For this reason, such gyroscopes, in fact, are called solid-state.

Отличительной особенностью ТВГ является полное отсутствие в их конструкции движущихся (вращающихся) частей. Колебания полусферического резонатора (оболочки) происходит только в пределах упругих деформаций (амплитудой до 1 мкм, например, на звуковой частоте 8000 Гц).A distinctive feature of TBG is the complete absence of moving (rotating) parts in their design. Oscillations of a hemispherical resonator (shell) occur only within elastic deformations (with an amplitude of up to 1 μm, for example, at a sound frequency of 8000 Hz).

Вследствие простоты конструкции и использования в ней минимально возможного количества деталей, такие приборы обладают повышенной надежностью в условиях ударов и вибраций, имеют небольшие габариты, массу и низкое энергопотребление. В них нет также узлов и деталей, которые бы являлись источниками теплового излучения.Due to the simplicity of the design and the use of the smallest possible number of parts, such devices have increased reliability in conditions of shock and vibration, have small dimensions, weight and low power consumption. They also lack nodes and parts that would be sources of thermal radiation.

В зависимости от способа реализации электронных систем ТВГ они могут функционировать как в режиме непосредственного измерения скорости, так и в режиме ее интегрирования.Depending on the implementation method of TWG electronic systems, they can function both in the mode of direct measurement of speed and in the mode of its integration.

Из числа известных аналогов заявляемого технического решения ближайшим (прототипом) может служить ТВГ, конструктивное исполнение и описание которого приведены в европейском патенте №0141621, G01C 19/56, 1983 г.Among the known analogues of the claimed technical solution, the closest (prototype) can be a TWG, the design and description of which are given in European patent No. 0141621, G01C 19/56, 1983

Выбранный в качестве прототипа ТВГ содержит металлический вакуумируемый корпус, снабженный штенгелем, газопоглотителем и соответствующими установочно-присоединительными элементами, во внутренней полости которого размещены изготовленные из кварцевого стекла и жестко скрепленные между собой и с корпусом инерциальный чувствительный элемент, в виде полусферического резонатора, с проходящим через полюс его полусферы двухсторонним держателем стержневого типа, и электрически взаимодействующие с полусферой через емкостный зазор возбудитель высокочастотных эллиптических колебаний резонатора и узел съема (считывания) электрических сигналов, отражающих азимутальную ориентацию колебательной картины вибрирующей оболочки резонатора с металлизированными рабочими поверхностями и группой скоммутированных соответствующим образом электродов, соединенных через гнездовые контакты со штыревыми контактами проходных электрических гермовыводов, а также сопрягаемую с ножками указанных контактов многоконтурную электронную систему, обеспечивающую возбуждение и поддержание колебаний резонатора с заданной амплитудой, постоянной частотой и фазой независимо от местонахождения колебательной картины вибрирующей оболочки, и измерение, преобразование и соответствующую отработку считываемой информации.The TWG selected as a prototype contains a metal evacuated casing equipped with a plug, getter, and corresponding mounting and connecting elements, in the inner cavity of which there is an inertial sensing element made of quartz glass and rigidly fastened to each other and with the casing, in the form of a hemispherical resonator, passing through the pole of its hemisphere is a double-rod holder of the rod type, and the exciter is electrically interacting with the hemisphere through the capacitive gap a holder of high-frequency elliptical oscillations of the resonator and a unit for picking up (reading) electrical signals reflecting the azimuthal orientation of the oscillatory pattern of the vibrating shell of the resonator with metallized working surfaces and a group of electrodes that are connected appropriately, connected through socket contacts with pin contacts of the through electrical hermetic leads, and also mated to the legs of these contacts multi-circuit electronic system that provides excitation and maintenance to oscillations of the resonator with a given amplitude, constant frequency and phase, regardless of the location of the vibrational pattern of the vibrating shell, and the measurement, conversion and corresponding processing of the read information.

Материал и соответствующие геометрические параметры полусферической оболочки резонатора известного ТВГ придают ей особые (упругие) свойства, благодаря которым она может приводиться в колебательное движение при помощи внешнего переменного электрического поля.The material and the corresponding geometric parameters of the hemispherical shell of the resonator of the known TWG give it special (elastic) properties, due to which it can be brought into vibrational motion using an external alternating electric field.

На торцевой кромке указанной оболочки сформированы соответствующие балансировочные зубцы, значительно усложняющие конструкцию детали и технологию ее изготовления.Corresponding balancing teeth are formed on the end edge of this shell, which significantly complicates the design of the part and the technology for its manufacture.

Оба, внутренний и наружный, наконечника (ножки) двухстороннего стержневого держателя резонатора имеют, примерно, одинаковый вылет (длину) не менее трех диаметров их поперечного сечения и используются для его закрепления по двухопорной схеме.Both the inner and outer tips (legs) of the double-sided rod holder of the resonator have approximately the same reach (length) of at least three diameters of their cross section and are used to fix it in a double-support pattern.

Возбудитель колебаний полусферической оболочки резонатора известного ТВГ выполнен в виде располагаемой над ней полой многоступенчатой детали, образованной достаточно сложной совокупностью соответствующих поверхностей вращения (конических, цилиндрических, плоских, сферических).The oscillation causative agent of the hemispherical shell of the known TWG resonator is made in the form of a hollow multi-stage part located above it, formed by a rather complex set of corresponding surfaces of revolution (conical, cylindrical, flat, spherical).

В зоне примыкания к наружной поверхности оболочки резонатора внутренняя поверхность возбудителя выполнена в виде зеркально отображающей ее полусферы, на которой сформированы кольцевой и четыре группы по четыре, в общей сумме шестнадцать, дискретно, через 22,5 градуса, разнесенных в окружном направлении и скоммутированных соответствующим образом локальных управляющих электродов круговой конфигурации, подсоединенных к восьми контактным гнездам узла съема, сопряженным со штыревыми однопроводящими контактами высоковольтных (сильноточных) проходных электрических гермовыводов, встроенных в изоляторы привариваемой к нижнему срезу вакуумируемого корпуса металлической крышки с выходом их ножек за ее внешние обводы.In the area adjacent to the outer surface of the resonator shell, the inner surface of the pathogen is made in the form of a hemisphere mirroring it, on which annular and four groups of four are formed, for a total of sixteen, discretely, after 22.5 degrees, spaced in the circumferential direction and commutated accordingly local control electrodes of a circular configuration connected to eight contact sockets of the pick-up unit, paired with single-conductive high-voltage pin contacts (high-current x) electrical feedthrough sealed leads embedded in isolators welded to the lower edge of the metal lid evacuatable housing with their output legs of its external contour.

Токопроводы от кольцевого электрода возбудителя и наружной поверхности полусферической оболочки резонатора подсоединены к двум, располагаемым с противоположной стороны ТВГ, отдельным проходным электрическим гермовыводам такого же исполнения, встроенным в соответствующие изоляторы вакуумируемого металлического корпуса с выходом их ножек за его внешние обводы.The conductors from the ring electrode of the exciter and the outer surface of the hemispherical shell of the resonator are connected to two separate pass-through electrical pressure leads of the same design, located on the opposite side of the TWG, built into the corresponding insulators of the evacuated metal case with their legs extending beyond its outer contours.

Кольцевой электрод возбудителя используется для поддержания колебаний полусферической оболочки резонатора с постоянной амплитудой, а шестнадцать локальных электродов - для подавления квадратурных вибраций резонатора.The ring electrode of the pathogen is used to maintain oscillations of the hemispherical shell of the resonator with a constant amplitude, and sixteen local electrodes are used to suppress quadrature vibrations of the resonator.

Большое количество и удаленность управляющих электродов возбудителя колебаний от проходных электрических гермовыводов существенным образом затрудняет прокладку соответствующих токопроводов, соединяющих данные элементы конструкции.The large number and remoteness of the control electrodes of the exciter of oscillations from the passage of electrical hermetic leads significantly complicates the laying of the corresponding conductors connecting these structural elements.

Вследствие особенностей исполнения конструкция возбудителя колебаний резонатора известного ТВГ слишком сложна и нетехнологична. Большая трудоемкость ее изготовления в значительной мере обуславливает достаточно высокую цену рассматриваемого изделия в целом.Due to the design features, the design of the resonator oscillator of the known TWG is too complicated and low-tech. The great complexity of its manufacture largely determines the rather high price of the product in general.

Узел съема электрических сигналов известного ТВГ выполнен в виде плоского основания фланцевого типа с возвышающимся над ним шаровым сегментом, на наружной поверхности которого сформированы восемь, дискретно, через 45°, разнесенных в окружном направлении и скоммутированных соответствующим образом локальных измерительных электродов круговой конфигурации, используемых для съема (считывания) параметров азимутальной ориентации колебательной картины вибрирующей оболочки резонатора.The electrical signal pick-up unit of the well-known TWG is made in the form of a flat base of a flange type with a spherical segment rising above it, on the outer surface of which eight, discretely, at 45 ° are formed, spaced in the circumferential direction and connected accordingly to the local measuring electrodes of a circular configuration used for removal (reading) the parameters of the azimuthal orientation of the oscillatory pattern of the vibrating shell of the resonator.

Каждый из измерительных электродов узла съема сопряжен при помощи токопроводов с индивидуальными разъемными соединителями коаксиального типа проходных низковольтных электрических гермовыводов, встроенных в изоляторы упоминавшейся выше металлической крышки вакуумируемого корпуса, с выходом их ножек наружу за ее внешние обводы.Each of the measuring electrodes of the removal unit is connected by means of current conductors to individual detachable coaxial connectors of through-passage low-voltage electrical leads embedded in the insulators of the metal cover of the evacuated housing mentioned above, with their legs exiting beyond its outer contours.

Такое (коаксиальное) исполнение указанных гермовыводов обусловлено наличием в конструкции известного ТВГ высоковольтных цепей управления и необходимостью соответствующей защиты слаботочных измерительных цепей от их негативного воздействия (электрических наводок) и уменьшения паразитных емкостей.This (coaxial) design of the specified pressure leads is due to the presence of high-voltage control circuits in the design of the known TWG and the need for appropriate protection of low-current measuring circuits from their negative effects (electrical interference) and reduction of stray capacitances.

В шаровом сегменте указанного узла между локальными измерительными электродами прорезаны насквозь щелевидные радиальные пазы, отделяющие их друг от друга.In the spherical segment of this assembly between the local measuring electrodes, slot-like radial grooves are cut through and through, separating them from each other.

Наличие таких пазов, а также большое количество (шестнадцать) разнотипных проходных электрических гермовыводов от собственных низковольтных и высоковольтных цепей управления значительно усложняют конструкцию узла съема, увеличивают трудоемкость его изготовления, а следовательно, и цену изделия.The presence of such grooves, as well as a large number (sixteen) of different types of through-hole electrical pressure leads from their own low-voltage and high-voltage control circuits, significantly complicate the design of the removal unit, increase the complexity of its manufacture, and therefore the price of the product.

Шаровой сегмент узла съема введен вовнутрь полусферической оболочки резонатора до упора верхней поверхностью своего фланца в нижнюю торцевую кромку возбудителя и жестко скреплен с ним при помощи индия.The spherical segment of the removal unit is inserted inside the hemispherical shell of the resonator to the stop by the upper surface of its flange in the lower end edge of the pathogen and is rigidly bonded to it using indium.

Кольцевой и локальные электроды возбудителя и узла съема в совокупности с примыкающими к ним фрагментами наружной и внутренней поверхностей полусферической оболочки резонатора образуют сферические конденсаторы, одни из обкладок которых (в данном случае, упомянутые выше фрагменты оболочки) вследствие упругости последней обладают соответствующей подвижностью по отношению к шаровому сегменту возбудителя.Spherical capacitors, ring and local electrodes of the pathogen and the pickup assembly, together with fragments of the outer and inner surfaces of the hemispherical shell of the resonator adjacent to them, form one of the shells of which (in this case, the shell fragments mentioned above) due to the elasticity of the shell, have corresponding mobility with respect to the spherical pathogen segment.

Резонатор известного ТВГ жестко закрепляется при помощи обеих своих ножек в соосно располагаемых напротив друг друга вдоль измерительной оси соответствующих посадочных отверстий возбудителя и узла съема по двухопорной схеме в процессе их сопряжения. Скрепленные друг с другом резонатор, возбудитель его колебаний и узел съема представляют собой соответствующий промежуточный (неокончательно собранный) модуль, который в таком виде вставляется вовнутрь вакуумированного корпуса и фиксируется там при помощи специально предусмотренных для этого крепежных деталей.The resonator of the known TWG is rigidly fixed using both of its legs in coaxially located opposite each other along the measuring axis of the corresponding mounting holes of the pathogen and the removal unit according to the two-support scheme in the process of pairing. The resonator, the exciter of its vibrations, and the pickup unit, bonded to each other, represent the corresponding intermediate (incompletely assembled) module, which is inserted into the evacuated housing in this form and fixed there using fasteners specially provided for this.

Двухопорная схема закрепления резонатора с формированием при этом двух емкостных зазоров между его полусферической оболочкой, возбудителем колебаний и узлом съема гораздо сложнее одноопорной. В этом случае существенным образом затрудняются взаимная выставка указанных деталей ТВГ и контроль упомянутых зазоров.The two-support scheme for securing the resonator with the formation of two capacitive gaps between its hemispherical shell, the pathogen, and the removal unit is much more complicated than a single-support one. In this case, the mutual exhibition of the specified parts of the TWG and the control of the aforementioned gaps are substantially hindered.

Снизу вакуумированный корпус известного ТВГ герметизируется при помощи привариваемой к нему плоской металлической крышки. Она не имеет центрирующего буртика, обеспечивающего необходимую соосность свариваемых частей корпуса и соответствующую силовую разгрузку стыкуемых при этом гнездовых и штыревых контактов разъемных соединителей проходных электрических гермовыводов от воздействия на них возникающих при сварке поводок (механических напряжений), которые могут привести к изменению переходных сопротивлений упомянутых соединений.From below, the evacuated housing of the known TWG is sealed with a flat metal lid welded to it. It does not have a centering collar that provides the necessary alignment of the welded parts of the body and the corresponding power unloading of the female and male contacts of the detachable connectors of the through-hole electrical pressure leads due to the action of the leads (mechanical stresses) arising during welding, which can lead to a change in the transient resistances of the said joints .

К существенному недостатку известного ТВГ следует отнести и нерациональную компоновку газопоглотителя в центральной части металлической крышки вакуумированного корпуса с формированием там консольного выступа. Это в значительной мере усложняет конструкцию как самой крышки, так и присоединяемой к ней соответствующей розетки электронной системы.A significant disadvantage of the known TWG should be attributed to the irrational layout of the getter in the central part of the metal cover of the evacuated housing with the formation of a cantilevered protrusion there. This greatly complicates the design of both the cover itself and the corresponding socket of the electronic system connected to it.

Указанная компоновка приводит к существенному увеличению габаритов ТВГ как в осевом, так и в поперечном направлениях и ограничению размеров, а следовательно, и соответствующей емкости газопоглотителя.The specified arrangement leads to a significant increase in the dimensions of the TWG both in the axial and in the transverse directions and the limitation of size, and, consequently, the corresponding capacity of the getter.

В конструкции корпуса известного ТВГ нет общей (как механической, так и электрической) экранировки выходящих наружу ножек проходных электрических гермовыводов.In the design of the body of the known TVG there is no general (both mechanical and electrical) shielding of the outgoing legs of the through-passage electrical pressure leads.

Электронная система известного ТВГ - неадаптивная. Основные ее контуры построены на относительно устаревших технических решениях и нецифровой элементной базе, чувствительной к экстремальным условиям эксплуатации. Логика ее работы не предусматривает разделения во времени операций считывания измеряемой информации и управления.The electronic system of the famous TVG is non-adaptive. Its main circuits are based on relatively outdated technical solutions and a non-digital element base that is sensitive to extreme operating conditions. The logic of its work does not provide for the separation in time of the operations of reading the measured information and control.

Однако, несмотря на отмеченные недостатки, в целом, прототип заявляемого технического решения среди аналогов рассмотренного класса (ТВГ), несомненно, является одним из лучших известных образцов такой аппаратуры, нашедших практическое применение в навигационной технике.However, despite the noted drawbacks, in general, the prototype of the claimed technical solution among the analogues of the considered class (TWG) is undoubtedly one of the best known examples of such equipment, which have found practical application in navigation technology.

Задачей настоящего изобретения является устранение вышерассмотренных недостатков известных аналогов и прототипа заявляемого малогабаритного ТВГ, а именно: улучшение его технико-эксплуатационных качеств, позволяющих достигнуть современного технического уровня и конкурентоспособности такого рода аппаратуры, а также соответствующего снижения стоимости и сокращения сроков ее создания.The objective of the present invention is to eliminate the above disadvantages of the known analogues and the prototype of the claimed small-sized TWG, namely: improving its technical and operational qualities, allowing to achieve the modern technical level and competitiveness of this kind of equipment, as well as the corresponding reduction in cost and shortening the time of its creation.

В соответствии с изобретением она достигается конкретной совокупностью существенных признаков заявляемого ТВГ, приведенной ниже по тексту.In accordance with the invention, it is achieved by a specific set of essential features of the claimed TWG, given below in the text.

К совокупности существующих признаков, характеризующих заявляемый малогабаритный ТВГ, относится следующее:The totality of existing signs characterizing the claimed small-sized TWG includes the following:

1) выполнение ТВГ малогабаритным;1) the performance of small-sized TWG;

2) наличие вакуумируемого металлического корпуса;2) the presence of a vacuum metal housing;

3) снабжение вакуумируемого корпуса штенгелем, представляющим собой откачное гнездо ниппельного типа, для подсоединения ТВГ к технологической вакуумной камере и отстыковки от нее после вакуумирования;3) supply of the evacuated housing with a plug, which is a pump-out socket of a nipple type, for connecting the TVG to the technological vacuum chamber and undocking from it after evacuation;

4) снабжение вакуумируемого корпуса газопоглотителем с активируемым рабочим веществом;4) supply of the evacuated housing with a getter with an activated working substance;

5) снабжение вакуумируемого корпуса соответствующими установочно-присоединительными элементами;5) supply of the evacuated housing with the corresponding installation and connecting elements;

6) наличие изготовленных из кварцевого стекла с металлизацией рабочих поверхностей инерциального чувствительного элемента вибрационного типа, возбудителя его колебаний и узла съема электрических сигналов с чувствительного элемента;6) the presence of quartz glass with metallization of the working surfaces of the inertial sensitive element of the vibration type, the causative agent of its vibrations and the site of picking up electrical signals from the sensitive element;

7) жесткое скрепление инерциального чувствительного элемента, возбудителя его колебаний и узла съема между собой в твердотельный волновой инерциальный модуль, размещаемый, с обеспечением фиксации, во внутренней полости вакуумируемого корпуса;7) a rigid fastening of the inertial sensing element, the causative agent of its vibrations and the pickup unit with each other in a solid-state wave inertial module, placed, with fixation, in the inner cavity of the evacuated housing;

8) выполнение инерциального чувствительного элемента в виде способного приводиться в колебательное движение при помощи внешнего переменного электрического поля полусферического резонатора, с проходящим через полюс его полусферы двухсторонним держателем стержневого типа;8) the execution of an inertial sensitive element in the form of an oscillatory motion capable of being driven by an external alternating electric field of a hemispherical resonator, with a rod-type double-sided holder passing through the hemisphere pole;

9) электростатическое взаимодействие возбудителя с полусферическим резонатором через емкостной зазор между ними с обеспечением генерирования высокочастотных эллиптических колебаний его оболочки в зоне упругих деформаций и формированием в плоскости, перпендикулярной оси последней стоячей волны с четырьмя устойчивыми к колебаниям узловыми областями и четырьмя имеющими максимальную амплитуду отклонений пучностями, попарно ориентированными вдоль проходящих через них и равноудаленных друг от друга групп взаимно перпендикулярных радиальных осей, способной под воздействием входного инерциального вращения корпуса прецессировать с соответствующим изменением во времени параметров, упомянутого выше электрического поля, преобразуемым в ток, пропорциональный угловой скорости вращения;9) the electrostatic interaction of the pathogen with a hemispherical resonator through a capacitive gap between them to ensure the generation of high-frequency elliptical vibrations of its shell in the zone of elastic deformation and the formation in the plane perpendicular to the axis of the last standing wave with four vibration-resistant nodal regions and four having the maximum deviation amplitude of the antinodes, pairwise oriented along groups of mutually perpendicular radians passing through them and equidistant from each other cial axes capable under the effect of inertial input rotation body precess with a corresponding change in time parameters, the above-mentioned electric field can be transformed into a current proportional to the angular velocity;

10) выполнение узла съема электрических сигналов, отображающих азимутальную ориентацию колебательной картины вибрирующей оболочки резонатора, в виде плоского основания фланцевого типа с возвышающимся над ним шаровым сегментом, на наружной поверхности которого сформированы восемь, обращенных к ее поверхности и попарно действующих в областях пучности и узлов, локальных электродов, соединенных при помощи соответствующих токопроводов через индивидуальные гнездовые контакты со штыревыми однопроводящими контактами проходных электрических гермовыводов, встроенных в изоляторы привариваемой к нижнему срезу вакуумируемого корпуса металлической крышки с выходом их ножек наружу за ее внешние обводы;10) the implementation of the site of picking up electrical signals, displaying the azimuthal orientation of the vibrational pattern of the vibrating shell of the resonator, in the form of a flat base of a flange type with a spherical segment rising above it, on the outer surface of which eight are formed, facing its surface and acting in pairs in the areas of antinodes and nodes, local electrodes connected by means of corresponding current conductors through individual socket contacts with pin single-conductive contacts of passage electric their sealed leads embedded in isolators welded to the lower edge evacuatable housing with a metal cap yield their feet outward beyond its outer contours;

11) наличие отдельно сформированного от соединенных с локальными электродами узла съема проходных гермовыводов гермовывода такого же исполнения, электрически сообщенного с металлизированной поверхностью полусферы резонатора;11) the presence of a pressurized hermetic lead-through of the same design separately connected to the local electrode electrodes and connected to the local electrodes, electrically connected to the metallized surface of the resonator hemisphere;

12) наличие сопрягаемой с проходными электрическими гермовыводами многоконтурной электронной системы, обеспечивающей возбуждение и поддержание колебаний резонатора с заданной амплитудой, постоянной частотой и фазой независимо от фактической ориентации колебательной картины, а также измерение, преобразование и соответствующую обработку считываемой информации;12) the presence of a multi-circuit electronic system that is coupled to the bushings of the electrical hermetic, providing the excitation and maintenance of resonator vibrations with a given amplitude, constant frequency and phase, regardless of the actual orientation of the oscillating pattern, as well as measuring, converting and corresponding processing of the read information;

13) выполнение возбудителя колебаний резонатора и узла съема электрических сигналов в виде размещаемой внутри полусферы резонатора единой монолитной детали, представляющей собой комбинированную электромеханическую плату универсального назначения, используемую как для возбуждения и поддержания колебаний вибрирующей оболочки резонатора, так и для съема электрических сигналов, со сплошной, без радиальных щелевидных пазов рабочей поверхностью шарового сегмента, сформированная на которой группа локальных электродов в совокупности образует систему соответствующих емкостных датчиков перемещения и силовых электродов одновременно и является общей для решения обеих из указанных задач;13) the execution of the oscillator of the resonator and the pickup of electrical signals in the form of a single monolithic part placed inside the hemisphere of the resonator, which is a combined universal electromechanical board used both to excite and maintain vibrations of the vibrating shell of the resonator, and to pick up electrical signals, with a solid, without radial slit-like grooves by the working surface of the spherical segment, formed on which the group of local electrodes in the aggregate zuet system corresponding capacitive electrode displacement and force sensors simultaneously and is common to both solutions of said tasks;

14) выполнение полусферической оболочки резонатора сплошной без балансировочных зубцов с обеспечением прецизионного уровня геометрической и массовой осевой симметрии, достигаемой в первом случае путем высокоточной технологии механической обработки и контроля размеров, а во втором - посредством соответствующей балансировки резонатора с разложением массового дефекта в ряд Фурье и последующим устранением первых четырех гармоник дефекта и, в частности, первых трех из них - до минимально возможного уровня, позволяющего снизить влияние азимутальной неравномерности демпфирования и уменьшить до необходимых пределов вибрационные воздействия на волновую картину, а массовый дефект четвертой (разночастотность) - минимизировать до уровня, обеспечивающего нормальное функционирование электроники управления при малых значениях напряжения электропитания;14) the execution of the hemispherical shell of the resonator continuous without balancing teeth with the provision of a precise level of geometric and mass axial symmetry, achieved in the first case by high-precision machining and size control technology, and in the second - by appropriate balancing of the resonator with the expansion of the mass defect in a Fourier series and subsequent elimination of the first four harmonics of the defect and, in particular, the first three of them - to the minimum possible level, which allows to reduce the influence of mutalnoy damping unevenness and reduced to the necessary limits of vibration effects on the wave pattern and mass defect fourth (different frequencies) - minimized to a level that ensures the proper functioning of the control electronics for small values of power supply voltage;

15) консольное, по одноопорной схеме, закрепление резонатора только в соответствующем посадочном отверстии комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения за вводимый в него внутренний наконечник (ножку) двухстороннего стержневого держателя посредством соответствующего клеевого соединения или пайки без использования каких-либо промежуточных деталей;15) cantilever, according to a single-support scheme, fixing the resonator only in the corresponding mounting hole of the combined electromechanical removal / excitation board to the internal tip (leg) of the double-sided rod holder inserted into it by means of an appropriate adhesive joint or soldering without using any intermediate parts;

16) укорочение наружного наконечника двухстороннего стержневого держателя резонатора по сравнению с ножкой, по крайней мере, в несколько раз, и использование его преимущественно в технологических целях и, в частности, при шлифовке детали в центрах, транспортировке и оценке ее несбалансированности через измерение амплитуды биений указанного наконечника;16) shortening the outer tip of the double-sided rod holder of the resonator compared to the leg, at least several times, and its use mainly for technological purposes, and in particular, when grinding the part in the centers, transporting and assessing its imbalance by measuring the amplitude of the beats of the specified tip;

17) ввод упоминавшейся выше металлической крышки в состав твердотельного волнового инерциального модуля;17) the introduction of the above-mentioned metal cover in the composition of the solid-state wave inertial module;

18) выполнение металлической крышки указанного модуля в виде жестко скрепляемой с нижним торцом основания комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения посредством соответствующего клеевого соединения или пайки и обращенной книзу дном тарели с отбортованным по краю в зоне приварки к вакуумируемому корпусу цилиндрическим центрирующим буртиком одинакового с основанием платы диаметра, заглубляемым при сборке в соответствующее посадочное гнездо корпуса такой же конфигурации и размеров до совмещения их свариваемых кромок;18) execution of the metal cover of the specified module in the form of a combined electromechanical removal / excitation board rigidly fastened to the bottom end of the base by means of an appropriate adhesive connection or soldering and bottom-down plate with a cylindrical centering collar flanged along the edge in the welding zone to the evacuated body and equal in diameter to the base of the board buried during assembly into the corresponding landing socket of the housing of the same configuration and size until the combination of their welded edges ;

19) возможность выполнения вакуумируемого корпуса в виде двух по установочно-присоединительным элементам модификаций с цилиндрической либо квадратной в поперечном сечении конфигурацией, образованной в последнем случае одинаковыми плоскими базовыми поверхностями, ортогонально расположенными по отношению друг к другу;19) the ability to perform a vacuum enclosure in the form of two installation and connecting elements of modifications with a cylindrical or square cross-sectional configuration formed in the latter case by identical flat base surfaces orthogonally located with respect to each other;

20) размещение газопоглотителя в свободном объеме верхнего отсека вакуумируемого корпуса, ограниченного стенками его полости и наружными поверхностями полусферы и технологического наконечника двухстороннего стержневого держателя резонатора;20) placement of the getter in the free volume of the upper compartment of the evacuated housing, limited by the walls of its cavity and the outer surfaces of the hemisphere and the technological tip of the bilateral rod holder of the resonator;

21) возможность выполнения газопоглотителя в виде любой из двух эквивалентных в функциональном отношении модификаций, а именно в корпусном либо бескорпусном вариантах, причем в первом случае он представляет собой функционально законченный автономный насос с заключенным в герметизируемую корпусную оболочку кольцевой или тороидальной формы реагентом типа титан/ванадий, способным поглощать газ, активируемым после обезгаживания и герметизации вакуумируемого корпуса посредством прожигания через оптически прозрачный (стеклянный) иллюминатор последнего лазерным лучом, либо механического вскрытия утонченной мембраны оболочки, а во втором - рабочее вещество крепится в той же зоне непосредственно к стенкам вакуумируемого корпуса и активируется путем соответствующего нагрева указанных стенок снаружи внешним тепловым излучателем;21) the ability to perform a getter in the form of any of two functionally equivalent modifications, namely, in a casing or a case-free version, and in the first case it is a functionally complete stand-alone pump with a titanium / vanadium type reagent enclosed in an annular or toroidal enclosure of a ring or toroidal form capable of absorbing gas activated after degassing and sealing the evacuated housing by burning through an optically transparent (glass) illumi ator latter laser beam or mechanical dissection refined shell membrane, and the second - working substance is fixed in the same zone directly to the walls of the evacuated housing and activated by corresponding heating of the outside walls of said external heat radiator;

22) возможность выполнения штенгеля вакуумируемого корпуса в виде разъединяемого посредством оплавления стеклянного либо металлического ниппеля, пережимаемого путем пластического деформирования до полного перекрытия прохода и «холодной сварки» сближаемых стенок с одновременной его обрезкой;22) the ability to perform the plug of the evacuated casing in the form of a glass or metal nipple separable by fusion, clamped by plastic deformation until the passage is completely blocked and the adjacent walls are “cold welded” with its trimming;

23) назначение величины емкостного зазора между обращенными друг к другу поверхностями полусферы резонатора и локальных электродов комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения порядка 100 мкм исходя из низковольтного питания электроники и возможности технической осуществимости геометрического контроля его при сборке;23) the assignment of the capacitive gap between the surfaces of the hemisphere of the resonator and local electrodes of the combined electromechanical removal / excitation board of the order of 100 μm based on the low-voltage power supply of the electronics and the possibility of technical feasibility of geometric control during assembly;

24) размещение упоминавшегося выше отдельного проходного гермовывода, сообщенного с металлизированной поверхностью полусферы резонатора, на комбинированной электромеханической плате съема/возбуждения со встраиванием гнездового контакта непосредственно в ножку двухстороннего стержневого держателя резонатора и расположением сопрягаемого с ним штыревого однопроводящего контакта прямо по центру дна тарельчатой металлической крышки твердотельного волнового инерциального модуля;24) placing the aforementioned separate grommet output connected to the metallized surface of the hemisphere of the resonator on a combined electromechanical pick-up / excitation board with embedding the socket contact directly in the leg of the two-sided rod holder of the resonator and arranging the pin single-conductive contact mating with it directly in the center of the bottom of the plate-shaped metal cover inertial wave module;

25) минимизация габаритов твердотельного волнового инерциального модуля, а следовательно и вакуумируемого корпуса, до пределов, обеспечивающих возможность компоновки их в крайне малых, до 40 мм по диаметру, монтажных объемах как при продольной, так и поперечной ориентации оси чувствительности;25) minimizing the dimensions of the solid-state wave inertial module, and consequently the evacuated body, to the extent that they can be assembled in extremely small, up to 40 mm in diameter, mounting volumes both with longitudinal and transverse orientation of the sensitivity axis;

26) выполнение электронной системы адаптивной;26) the implementation of an adaptive electronic system;

27) построение основных контуров электронной системы, и, в частности, измерения и управления колебаниями, на цифровой, малочувствительной к экстремальным условиям эксплуатации элементной базе с минимизацией количества, размеров и поглощаемой мощности электронных компонент и закладкой соответствующих алгоритмов обработки данных и управления во введенный в ее состав микропроцессор, обеспечивающий функционирование указанных контуров в импульсном режиме с формированием рабочего цикла, разделяемого во времени на интервалы измерения и управления и использованием при регистрации выходных электрических сигналов способа «обратного» включения, когда они снимаются с ножки двухстороннего стержневого держателя резонатора;27) the construction of the main circuits of the electronic system, and, in particular, the measurement and control of oscillations, on a digital base that is insensitive to extreme operating conditions, minimizing the number, size and absorbed power of electronic components and tabulating the corresponding data processing and control algorithms into the composition of the microprocessor, ensuring the functioning of these circuits in a pulsed mode with the formation of the duty cycle, divided in time into measurement intervals and pack control and use when registering the output electrical signals of the method of "reverse" inclusion, when they are removed from the legs of a two-sided rod holder of the resonator;

28) замыкание регистрации электрических сигналов и управления колебаниями резонатора на одни и те же электроды, соединенные с однотипными проходными электрическими гермовыводами комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения упомянутого выше исполнения;28) the closure of the registration of electrical signals and the control of oscillations of the resonator on the same electrodes connected to the same type of through-through electrical hermetic terminals of the combined electromechanical removal / excitation board of the aforementioned design;

29) сопряжение электронной системы с проходными электрическими гермовыводами комбинированной электромеханической платы через присоединяемый к располагаемым снаружи ножкам их штыревых контактов предварительный усилитель сигналов;29) interfacing of the electronic system with the through-circuit electrical terminals of the combined electromechanical circuit board through a preliminary signal amplifier connected to the legs of their pin contacts located outside;

30) обеспечение общей экранировки выходящих наружу ножек штыревых контактов проходных электрических гермовыводов комбинированной электромеханической платы и подсоединенного к ним предварительного усилителя сигналов при помощи пристыковываемого к вакуумируемому корпусу тонкостенного защитного металлического корпуса;30) providing a general screening of the outgoing legs of the pin contacts of the electrical bushings of the combined electromechanical circuit board and the preliminary signal amplifier connected to them by means of a thin-walled protective metal casing docked to the evacuated casing;

31) формирование токопроводов предварительного усилителя в компактный жгут, выводимый наружу сквозь эластичный проход в донной части кожуха.31) the formation of the conductors of the pre-amplifier into a compact bundle, brought out through the elastic passage in the bottom of the casing.

Совпадающими в прототипе и заявляемом изобретении являются первые двенадцать существенных признаков, приведенных в данном перечне, а остальные являются отличительными. При этом все указанные признаки относятся к существенным, поскольку каждый из них соответствующим образом влияет на достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения результат, т.е. находится с ним в причинно-следственной связи.Coinciding in the prototype and the claimed invention are the first twelve essential features listed in this list, and the rest are distinctive. Moreover, all these signs are significant, since each of them accordingly affects the result achieved during the implementation of the claimed invention, i.e. is in causal connection with him.

Характер указанного влияния, применительно к каждому из отличительных признаков, детально рассмотрен ниже по тексту при пояснении сущности заявляемого изобретения.The nature of this influence, with respect to each of the distinguishing features, is discussed in detail below in the text when explaining the essence of the claimed invention.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где изображены:The essence of the invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - общий вид заявляемого малогабаритного ТВГ;figure 1 is a General view of the inventive small-sized TWG;

на фиг.2 - выносной элемент А (см. фиг.1) с общим видом твердотельного волнового инерциального модуля в собранном виде;figure 2 - remote element A (see figure 1) with a General view of a solid-state wave inertial module in assembled form;

на фиг.3 - твердотельный волновой модуль в разобранном виде (аксонометрическая проекция);figure 3 - solid-state wave module in disassembled form (axonometric projection);

на фиг.4 - выносной элемент Б (см. фиг.1), поясняющий особенности жесткого сочленения полусферического резонатора и комбинированной электромеханической платы твердотельного волнового инерциального модуля посредством клеевого соединения или пайки;figure 4 is an external element B (see figure 1), explaining the features of the hard joint of a hemispherical resonator and a combined electromechanical board of a solid-state wave inertial module by means of adhesive bonding or soldering;

на фиг.5 - схема расположения электродов и осей ТВГ (24-31- номера локальных электродов; х, -х и у, -у - оси);figure 5 - arrangement of the electrodes and axes of the TWG (24-31 - the number of local electrodes; x, x and y, y - axis);

на фиг.6 - схема действия сил Кориолиса на вибрирующий полусферический резонатор ТВГ (А, А', В, В' - точки на кромке резонатора; Fc - Кориолисова сила;

Figure 00000001
- направление вращения;
Figure 00000002
- направление результирующей Кориолисовой силы);Fig.6 is a diagram of the action of the Coriolis forces on the vibrating hemispherical resonator of the TWG (A, A ', B, B' - points on the edge of the resonator; F c - Coriolis force;
Figure 00000001
- direction of rotation;
Figure 00000002
- direction of the resulting Coriolis force);

на фиг.7 - характер изменения ориентации волновой картины колебаний при повороте резонатора ТВГ (а - первоначальная волновая картина; б - волновая картина после поворота корпуса;

Figure 00000001
- направление вращения; 27° - угол прецессии волновой картины; 90° - угол поворота корпуса);Fig.7 - the nature of the change in the orientation of the wave pattern of oscillations when the resonator rotates TWG (a - the initial wave pattern; b - wave pattern after rotation of the housing;
Figure 00000001
- direction of rotation; 27 ° - angle of precession of the wave pattern; 90 ° - housing rotation angle);

на фиг.8 - общий вид ТВГ с квадратным (призматическим) исполнением вакуумируемого корпуса (предварительный усилитель и защитный металлический кожух условно не показаны);in Fig.8 is a General view of the TWG with a square (prismatic) design of the evacuated housing (the preliminary amplifier and the protective metal casing are conventionally not shown);

на фиг.9 - вид В снизу на ТВГ с квадратным (призматическим) исполнением вакуумируемого корпуса;figure 9 is a bottom view of the TWG with a square (prismatic) design of the evacuated housing;

на фиг.10 - монтаж ТВГ с цилиндрическим исполнением вакуумируемого корпуса на рабочем месте (D - цилиндрическая поверхность);figure 10 - installation of TVG with a cylindrical design of the evacuated housing at the workplace (D - cylindrical surface);

на фиг.11 - общий вид в разрезе трехосного гироскопического блока, сформированного из ориентированных соответствующим образом твердотельных волновых инерциальных модулей, размещенных в односекционном монолитном вакуумируемом корпусе стержневого типа;figure 11 is a General view in section of a triaxial gyroscopic unit formed from appropriately oriented solid-state wave inertial modules placed in a single-section monolithic evacuated rod-type housing;

на фиг.12 - поперечный разрез Г-Г трехосного гироскопического блока по месту расположения одного из поперечно ориентированных твердотельных волновых инерциальных модулей;on Fig - cross section GG of the triaxial gyroscopic unit at the location of one of the transversely oriented solid-state wave inertial modules;

на фиг.13 - функциональная схема, поясняющая принцип построения электронной системы заявляемого ТВГ (МП - микропроцессор, АЦП - аналого-цифровой преобразователь, ШИМ - формирователь измерительных и управляющих сигналов, Х и Y - взаимно перпендикулярные оси координат, БУ - буферный усилитель).in Fig.13 is a functional diagram explaining the construction principle of the electronic system of the claimed TVG (MP - microprocessor, ADC - analog-to-digital converter, PWM - driver of measuring and control signals, X and Y - mutually perpendicular coordinate axes, BU - buffer amplifier).

Конструктивно заявляемый малогабаритный ТВГ содержит (см. фиг.1-13) вакуумируемый металлический корпус 1, во внутренней полости 2 которого размещен, с обеспечением фиксации, твердотельный волновой инерциальный модуль 3, включающий в себя изготовленные из кварцевого стекла, с металлизацией рабочих поверхностей, и жестко скрепленные между собой инерциальный чувствительный элемент 4 вибрационного типа, возбудитель 5 его колебаний и узел съема 6 электрических сигналов с чувствительного элемента, а также сопрягаемую с указанным модулем многоконтурную электронную систему 7.Structurally, the claimed small-sized TWG contains (see FIGS. 1-13) a vacuum metal housing 1, in the inner cavity 2 of which is placed, with fixation, a solid-state wave inertial module 3, including those made of quartz glass, with metallization of the working surfaces, and the inertial sensing element 4 of the vibrational type, the exciter 5 of its vibrations and the pick-up unit 6 of the electrical signals from the sensing element, as well as Natural electronic system 7.

Вакуумируемый корпус 1 ТВГ снабжен (см. фиг.1, 8-10) штенгелем 8, представляющим собой откачное гнездо ниппельного типа для подсоединения к технологической вакуумной камере (на чертеже не показана) и отстыковки от нее после ваукуумирования, газопоглотителем 9 с активным рабочим веществом 10 и соответствующими установочно-присоединительными элементами 11.The evacuated housing 1 of the TWG is equipped (see Fig. 1, 8-10) with a plug 8, which is a nipple type pump socket for connecting to the process vacuum chamber (not shown in the drawing) and undocking from it after evacuation, a getter 9 with an active working substance 10 and the corresponding installation and connecting elements 11.

Инерциальный чувствительный элемент 4 модуля 3 выполнен (см. фиг.1, 3) в виде способного приводиться в колебательное движение при помощи внешнего электрического поля полусферического резонатора с проходящим через полюс 12 его полусферической оболочки 13 двухсторонним держателем 14 стержневого типа.The inertial sensing element 4 of module 3 is made (see FIGS. 1, 3) in the form of a hemispherical resonator capable of being driven by an external electric field with a rod-type double-sided holder 14 passing through the pole 12 of its hemispherical shell 13.

Возбудитель 5 электростатически взаимодействует (см. фиг.1, 3, 5, 7) с полусферической оболочкой 13 резонатора 4 через емкостный зазор 15, с обеспечением высокочастотных эллиптических колебаний ее в зоне упругих деформаций и формированием в плоскости перпендикулярной полярной оси 16 стоячей волны 17 с четырьмя устойчивыми к колебаниям узловыми областями 18 и столькими же, имеющими максимальную амплитуду отклонений, пучностями 19, попарно ориентированными вдоль проходящих через них и равноудаленных друг от друга двух групп взаимно перпендикулярных осей X, -X и Y, -Y, способной под воздействием входного инерциального вращения корпуса 1 прецессировать с соответствующим изменением во времени параметров упомянутого выше поля, преобразуемого в ток, пропорциональный угловой скорости вращения.The causative agent 5 electrostatically interacts (see FIGS. 1, 3, 5, 7) with the hemispherical shell 13 of the resonator 4 through the capacitive gap 15, providing high-frequency elliptical vibrations in the elastic deformation zone and the formation of a standing wave 17 s in the plane of the perpendicular polar axis 16 four oscillation-resistant nodal regions 18 and the same, having the maximum amplitude of deviations, antinodes 19, pairwise oriented along two groups passing through them and equally spaced from each other, mutually perpendicular axes X, -X and Y, -Y, capable of precessing under the influence of the inertial input rotation of the housing 1 with a corresponding change in time of the parameters of the above-mentioned field, which is converted into a current proportional to the angular velocity of rotation.

Узел съема 6 электрических сигналов, отображающих азимутальную ориентацию колебательной картины вибрирующей оболочки 13 резонатора 4, взаимодействует с ним таким же образом - через емкостный зазор 15.The pickup unit 6 of electrical signals displaying the azimuthal orientation of the oscillatory pattern of the vibrating shell 13 of the resonator 4 interacts with it in the same way - through the capacitive gap 15.

Конструктивно он выполнен (см. фиг.1, 3, 5) в виде плоского основания 20 фланцевого типа с возвышающимся над ним шаровым сегментом 21.Structurally, it is made (see figures 1, 3, 5) in the form of a flat base 20 of a flange type with a spherical segment 21 rising above it.

На наружной поверхности 22 указанного сегмента сформированы восемь, обращенных к внутренней поверхности 23 полусферической оболочки 13 резонатора 4 и попарно действующих в областях пучностей 19 и узлов 18 локальных электродов 24-31.On the outer surface 22 of the indicated segment, eight are formed facing the inner surface 23 of the hemispherical shell 13 of the resonator 4 and pairwise acting in the areas of the antinodes 19 and nodes 18 of the local electrodes 24-31.

Указанные электроды 24-31 соединены при помощи соответствующих токопроводов 32 через индивидуальные гнездовые контакты 33 со штыревыми однопроводящими контактами 34 проходных электрических гермовыводов 35, встроенных в изоляторы 36 привариваемой к нижнему срезу 37 вакуумируемого корпуса 1 металлической крышки 38, с выходом их ножек 39 наружу, за ее внешние обводы 40.These electrodes 24-31 are connected using the respective conductors 32 through individual socket contacts 33 with single-conductor pin contacts 34 of the through-hole electrical leads 35, which are built into the insulators 36, which are welded to the lower section 37 of the evacuated body 1 of the metal cover 38, with their legs 39 extending outward, its outer contours 40.

Помимо указанных, в составе модуля 3 заявляемого ТВГ имеется отдельно сформированный от них гермовывод 35 такого же исполнения, электрически сообщенный с металлизированной поверхностью 23 полусферической оболочки 13 резонатора 4.In addition to the above, the module 3 of the claimed TWG has a separately formed hermetic outlet 35 of the same design, electrically connected to the metallized surface 23 of the hemispherical shell 13 of the resonator 4.

Многоконтурная электронная система 7 заявляемого ТВГ, обеспечивающая возбуждение и поддержание колебаний резонатора 4 с заданной амплитудой, постоянной частотой и фазой независимо от фактической ориентации колебательной картины, а также измерение, преобразование и соответствующую обработку считываемой информации, сопряжена с его модулем 3 через, упоминавшиеся выше, проходные электрические гермовыводы 35.A multi-circuit electronic system 7 of the claimed TWG, providing excitation and maintaining oscillations of the resonator 4 with a given amplitude, constant frequency and phase, regardless of the actual orientation of the oscillatory pattern, as well as measuring, converting and corresponding processing of the read information, is coupled to its module 3 through the above-mentioned electrical bushings through passage 35.

Возбудитель колебаний 5 резонатора 4 и узла съема 6 электрических сигналов выполнены в виде размещаемой внутри полусферической оболочки 13 единой монолитной детали, представляющей собой комбинированную электромеханическую плату 41 универсального назначения, используемую как для возбуждения и поддержания колебаний вибрирующей оболочки резонатора, так и для съема электрических сигналов, со сплошной, без радиальных пазов, рабочей поверхностью 22, сформированная на которой группа локальных электродов 24-31, в совокупности, образует систему соответствующих емкостных датчиков перемещения и силовых электродов одновременно и является общей для решения обеих из указанных задач.The vibration exciter 5 of the resonator 4 and the electrical signal pick-up unit 6 is made in the form of a single monolithic component placed inside the hemispherical shell 13, which is a combined universal electromechanical board 41, used both to excite and maintain vibrations of the resonator vibrating shell, and to pick up electrical signals, with a continuous, without radial grooves, working surface 22, formed on which the group of local electrodes 24-31, together, forms a system with corresponding capacitive displacement sensors and power electrodes at the same time and is common to solve both of these problems.

Указанное техническое решение предусматривает замыкание регистрации электрических сигналов и управления колебаниями на одни те же электроды комбинированной платы, соединенные с ее однотипными проходными электрическими гермовыводами. В результате использования его существенным образом упрощается конструкция твердотельного волнового инерциального модуля, а следовательно, и заявляемого ТВГ в целом. Общее количество имеющихся в его составе электродов сокращается по сравнению с прототипом более чем в 3 раза, а проходных гермовыводов - вдвое.The specified technical solution provides for the closure of the registration of electrical signals and control oscillations on the same electrodes of the combination board, connected to its same type of through-passage electrical germs. As a result of its use, the design of a solid-state wave inertial module, and, consequently, of the claimed TWG as a whole, is greatly simplified. The total number of electrodes in its composition is reduced in comparison with the prototype by more than 3 times, and the through-glands are halved.

Указанное обстоятельство позволяет предельно упростить выполняемый посредством металлизации рисунок соответствующего электромонтажа на рабочих поверхностях комбинированной платы. К тому же все до одного из ее гермовыводов - однопроводящие, штыревого типа. Конструкция их гораздо проще и технологичнее используемых в прототипе, коаксиальных.This circumstance allows us to extremely simplify the drawing made by metallization of the corresponding electrical wiring on the working surfaces of the combination board. In addition, everything up to one of its hermetic leads is single-conductor, pin type. Their design is much simpler and more technologically used in the prototype, coaxial.

Поскольку все электроды комбинированной платы в заявляемом ТВГ располагаются в непосредственной близости от гермовыводов, существенным образом оптимизируется прокладка и сокращается протяженность соединяющих их токопроводов.Since all the electrodes of the combination board in the claimed TVG are located in the immediate vicinity of the hermetic leads, the laying is substantially optimized and the length of the conductors connecting them is reduced.

Отсутствие в теле шарового сегмента комбинированной платы сквозных радиальных пазов между локальными электродами придает ее конструкции необходимые прочность, жесткость и технологичность.The absence in the body of the spherical segment of the combined board of through radial grooves between the local electrodes gives its design the necessary strength, rigidity and adaptability.

Благодаря значительному сокращению по сравнению с прототипом общего количества деталей, в том числе основных функциональных - до двух (резонатор и комбинированная плата) кардинально уменьшаются продольные и поперечные габариты, улучшаются весовое совершенство и внешний вид, снижается трудоемкость изготовления, а следовательно, и цена заявляемого ТВГ в целом.Due to a significant reduction in comparison with the prototype of the total number of parts, including the main functional ones, up to two (resonator and combo board) radically and longitudinally dimensions are drastically reduced, weight perfection and appearance are improved, the laboriousness of manufacturing, and therefore the price of the claimed TWG, is reduced generally.

Полусферическая оболочка 13 резонатора 4 выполнена сплошной, без балансировочных зубцов, с обеспечением прецизионного уровня геометрической и массовой осевой симметрии, достигаемой, в первом случае, путем высокоточной технологии механической обработки и контроля размеров, а во втором - посредством соответствующей балансировки резонатора с разложением массового дефекта в ряд Фурье и последующим устранением первых четырех гармоник дефекта, и, в частности, первых трех из них - до минимально возможного уровня, позволяющего снизить влияние азимутальной неравномерности демпфирования и уменьшить до необходимых пределов внешние вибрационные воздействия на волновую картину, а массовый дефект четвертый, разночастотность, минимизировать до уровня, обеспечивающего нормальное функционирование электроники 7 управления при малых значениях напряжения электропитания.The hemispherical shell 13 of the resonator 4 is solid, without balancing teeth, providing a precise level of geometric and mass axial symmetry, achieved, in the first case, by high-precision machining and dimensional control technology, and in the second, by appropriate balancing of the resonator with the expansion of the mass defect in Fourier series and the subsequent elimination of the first four harmonics of the defect, and, in particular, the first three of them - to the minimum possible level, which reduces the influence zimutalnoy unevenness damping and reduced to the extent necessary external vibration effects on the wave pattern and mass defect fourth different frequencies, minimizing to the level ensuring the proper functioning of the control electronics 7 for small values of the power supply voltage.

Отсутствие балансировочных зубцов позволяет значительно упростить конструкцию данной детали, повысить технологичность и снизить трудоемкость ее изготовления. Указанная особенность такого исполнения полусферической оболочки резонатора оказывается возможной благодаря использованию при изготовлении способа балансировки его по патенту RU 2147117 C1, обеспечивающего достижение необходимой степени массовой осевой симметрии детали при сохранении высокой (до 107 и более) акустической добротности Q, при которой значение систематической составляющей дрейфа гироскопа не превышает 1,3°/час, что позволяет использовать такие приборы в навигационных системах авиационной техники.The absence of balancing teeth can significantly simplify the design of this part, improve manufacturability and reduce the complexity of its manufacture. This feature of this embodiment of the hemispherical shell of the resonator is possible due to the use in the manufacture of the balancing method according to patent RU 2147117 C1, which ensures the achievement of the necessary degree of mass axial symmetry of the part while maintaining high (up to 10 7 or more) acoustic Q factor, at which the value of the systematic component of the drift the gyro does not exceed 1.3 ° / hour, which allows the use of such devices in navigation systems of aircraft.

Резонатор 4 закреплен консольно, по одноопорной схеме, только в соответствующем посадочном отверстии 42 комбинированной платы съема/возбуждения 41 за вводимый в него внутренний наконечник (ножку) 43 двухстороннего стержневого держателя 14 посредством клеевого соединения 44 или пайки без каких-либо промежуточных деталей. Другой же, наружный, наконечник 45 держателя 14 укорочен по сравнению с ножкой 43, по крайней мере, в несколько раз и используется преимущественно в технологических целях, и в частности, при шлифовке детали в центрах, транспортировке и оценке ее несбалансированности через измерение амплитуды биений указанного наконечника.The resonator 4 is fixed cantilever, according to a single-bearing scheme, only in the corresponding mounting hole 42 of the combined removal / excitation board 41 for the internal tip (leg) 43 of the double-sided rod holder 14 inserted into it by means of an adhesive connection 44 or by soldering without any intermediate parts. The other, outer, tip 45 of the holder 14 is shortened in comparison with leg 43 at least several times and is used mainly for technological purposes, and in particular, when grinding a part in centers, transporting and evaluating its imbalance by measuring the amplitude of the beats of the specified tip.

Одноопорная схема крепления резонатора за ножку держателя гораздо проще двухопорной, существенно облегчает сборку и сокращает продольные и поперечные габариты, улучшает весовое совершенство, уменьшает трудоемкость и стоимость заявляемого ТВГ.A single-support scheme for fastening the resonator to the holder leg is much simpler than a double-support one, significantly facilitates assembly and reduces longitudinal and transverse dimensions, improves weight perfection, reduces the laboriousness and cost of the claimed TWG.

Клеевое соединение скрепляемых деталей отличается малым коэффициентом расширения и относительно небольшой диэлектрической проницаемостью. Оно обладает достаточно высокой адгезией, жесткостью закрепления соединяемых деталей и не растрескивается.Adhesive bonding of fastened parts is characterized by a low coefficient of expansion and a relatively low dielectric constant. It has a sufficiently high adhesion, the rigidity of fixing the joined parts and does not crack.

Привариваемая к вакуумируемому корпусу 1 металлическая крышка 38 введена в состав твердотельного волнового инерциального модуля 3. Конструктивно она выполнена в виде жестко скрепляемой с нижнем торцом 46 основания 20 комбинированной платы 41, посредством клеевого соединения 44 или пайки, и обращенной книзу дном 47 тарели с отбортованным по краю в зоне приварки к корпусу центрирующим буртиком 48 одинакового с основанием платы диаметра, заглубляемым при сборке в соответствующее посадочное гнездо 49 корпуса такой же конфигурации и размеров до совмещения их свариваемых кромок 50, 51. При этом упоминавшийся выше отдельный проходной гермовывод 35, сообщенный с металлизированной поверхностью 23 полусферической оболочки 13 резонатора 4, размещен на комбинированной плате 41 со встраиванием гнездового контакта 33 непосредственно в ножку 43 двухстороннего стержневого держателя 14 и расположением сопрягаемого с ним штыревого однопроводящего контакта 34 прямо по центру дна 47 тарельчатой металлической крышки 38 твердотельного волнового инерциального модуля 3.The metal cover 38 welded to the evacuated housing 1 is included in the solid-state wave inertial module 3. Structurally, it is made in the form of a combination board 41 rigidly fastened to the bottom end 46 of the base 20, by means of an adhesive joint 44 or by soldering, and a plate turned downside down 47 the edge in the zone of welding to the body with a centering collar 48 of the same diameter as the base of the board, which is buried during assembly into the corresponding mounting socket 49 of the body of the same configuration and size to the location of their welded edges 50, 51. In this case, the above-mentioned separate grommet output 35 connected with the metallized surface 23 of the hemispherical shell 13 of the resonator 4 is placed on the combination board 41 with the socket contact 33 embedded directly into the leg 43 of the double-sided rod holder 14 and the location of the interface with pin single-conductive contact 34 directly in the center of the bottom 47 of the plate-shaped metal cover 38 of the solid-state wave inertial module 3.

Ввод указанной крышки в состав твердотельного волнового инерциального модуля делает его функционально законченной сб. ед. (узлом). Такой узел, естественно, удобнее и безопаснее транспортировать и монтировать на рабочем месте. В указанном исполнении твердотельные волновые инерциальные модули могут устанавливаться как в индивидуальные вакуумируемые корпуса 1, так и без них непосредственно в соответствующие посадочные гнезда 52 многоместных корпусов 53, например, трехосных гироскопических блоков 54 (см. фиг.11, 12).Entering the specified cover into the composition of the solid-state wave inertial module makes it functionally complete sat. units (node). Such a unit, of course, is more convenient and safer to transport and mount in the workplace. In this design, solid-state wave inertial modules can be installed both in individual evacuated casings 1 and without them directly in the corresponding mounting sockets 52 of multi-seat casings 53, for example, triaxial gyroscopic units 54 (see Figs. 11, 12).

Восемь равнорасположенных на одном уровне по периферии и один (девятый) - по центру дна тарельчатой металлической крышки однотипных проходных электрических гермовыводов вышеупоминавшегося исполнения с однопроводящими гнездовыми и штыревыми контактами образуют компактный разъем (вилку) с выходящими наружу, за внешние обводы крышки, ножками штыревых контактов, весьма удобный для подсоединения электронной системы заявляемого ТВГ.Eight equally located on the same level on the periphery and one (ninth) - on the center of the bottom of the plate-shaped metal cover of the same type of through-hole electrical pressure leads of the aforementioned design with single-conductive socket and pin contacts form a compact connector (plug) with outward facing external contacts of the cover, legs of pin contacts, very convenient for connecting the electronic system of the claimed TVG.

Центральное расположение девятого (отдельного) гермовывода позволяет реализовать прокладку токопровода от металлизированной поверхности полусферической оболочки резонатора по трассе минимально возможной протяженности с исключением перекрестных связей и минимизацией емкостных наводок.The central location of the ninth (separate) hermetic outlet allows the installation of a current lead from the metallized surface of the hemispherical shell of the resonator along the route of the smallest possible length with the exception of cross-connections and minimization of capacitive pickups.

Наличие центрирующего буртика значительно облегчает задачу сопряжения тарельчатой крышки как с основанием комбинированной платы, так и с вакуумируемым корпусом. При этом практически полностью разгружаются от силового воздействия реализуемых при сварке, транспортировке и эксплуатации поперечных нагрузок как контактные соединения проходных электрических гермовыводов, так и тело основания комбинированной платы.The presence of a centering collar greatly facilitates the task of pairing the plate cover with both the base of the combination board and the evacuated case. At the same time, both the contact joints of the through electric hermetic leads and the base body of the combination board are almost completely unloaded from the force impact of the transverse loads realized during welding, transportation and operation.

Вакуумируемый корпус 1 заявляемого ТВГ может быть выполнен в виде двух по установочно-присоединительным элементам 11 модификаций с цилиндрической либо квадратной (призматической) в поперечном сечении конфигурацией (см. фиг.8-10). Квадратная конфигурация указанных элементов 11, в частности, образована одинаковыми плоскими базовыми поверхностями 55, ортогонально располагаемыми по отношению друг к другу.The evacuated housing 1 of the claimed TWG can be made in the form of two modifications of the mounting and connecting elements 11 with a cylindrical or square (prismatic) cross-sectional configuration (see Fig. 8-10). The square configuration of these elements 11, in particular, is formed by the same flat base surfaces 55 orthogonally disposed with respect to each other.

Выполнение вакуумируемого корпуса с практически прямолинейными по высоте, достаточно простыми в реализации и изящными внешними обводками цилиндрической либо призматической конфигурации, без выступающих наружу фрагментов конструкции, придает заявляемому ТВГ упорядоченный и привлекающий взгляд внешний вид.The implementation of the evacuated body with almost straight in height, quite simple to implement and elegant external strokes of a cylindrical or prismatic configuration, without protruding outward fragments of the structure, gives the claimed TVG an ordered and eye-catching appearance.

Для установочно-присоединительных элементов цилиндрической конфигурации на подвижном объекте 56 должны иметься ориентированные вдоль координатных осей соответствующие посадочные гнезда 57, обеспечивающие удобное и надежное закрепление ТВГ.For mounting and connecting elements of a cylindrical configuration on a movable object 56 there must be corresponding mounting sockets 57 oriented along the coordinate axes, providing convenient and reliable fastening of the TWG.

Призматические установочно-присоединительные элементы позволяют устанавливать ТВГ на одной плоской площадке объекта любой из базовых поверхностей 55 с обеспечением необходимой ориентации.Prismatic mounting and connecting elements allow you to install TVG on one flat site of the object of any of the base surfaces 55 with the necessary orientation.

Указанное техническое решение дает в этом плане достаточно большую свободу выбора как разработчику ТВГ, так и заказчику (потребителю).The specified technical solution in this regard gives a sufficiently large freedom of choice to both the developer of the TVG and the customer (consumer).

Газопоглотитель 9 заявляемого ТВГ размещен в свободном объеме верхнего отсека 58 вакуумируемого корпуса 1, ограниченного боковой и потолочной стенками 59, 60 и наружными поверхностями 61, 62, соответственно, полусферической оболочки 13 и технологического наконечника 45 двухстороннего стержневого держателя 14 резонатора 4.The getter 9 of the claimed TWG is located in the free volume of the upper compartment 58 of the evacuated housing 1, bounded by the side and ceiling walls 59, 60 and the outer surfaces 61, 62, respectively, of the hemispherical shell 13 and the process tip 45 of the bilateral rod holder 14 of the resonator 4.

Конструктивно он может быть выполнен в виде любой из двух эквивалентных в функциональном отношении модификаций, а именно: в корпусном либо бескорпусном вариантах.Structurally, it can be made in the form of any of two modifications, which are functionally equivalent, namely: in case or in caseless versions.

При этом в первом случае газопоглотитель 9 представляет собой полностью законченный автономный насос с заключенным в герметизируемую корпусную оболочку 63 кольцевидной или тороидальной формы реагентом 10 типа композиции титан/ванадий, способным поглощать из окружающей среды газ, активируемым после обезгаживания и герметизации вакуумируемого корпуса 1 посредством прожигания через оптически прозрачный (стеклянный) иллюминатор (на чертеже условно не показан) последнего лазерным лучом либо механического вскрытия утоненной мембраны (на чертеже условно не показана) оболочки.In this case, in the first case, the getter 9 is a completely finished stand-alone pump with a reagent 10 of the titanium / vanadium composition type 10 that is capable of absorbing gas from the environment, which is activated after degassing and sealing the evacuated housing 1 by burning through an optically transparent (glass) porthole (not conventionally shown in the drawing) of the latter with a laser beam or mechanical opening of a thinned membrane (on Also, conditionally not shown) shell.

Во втором случае активное рабочее вещество (реагент) 10 крепится в той же зоне непосредственно к стенкам 59, 60 вакуумируемого корпуса 1 и активируется путем соответствующего нагрева указанных стенок снаружи внешним тепловым излучателем (на чертеже условно не показан).In the second case, the active working substance (reagent) 10 is attached in the same zone directly to the walls 59, 60 of the evacuated housing 1 and is activated by appropriate heating of these walls from the outside with an external heat radiator (not shown conventionally in the drawing).

Такая компоновка и особенности исполнения газопоглотителя заявляемого ТВГ предпочтительнее реализованных в прототипе, поскольку позволяет значительно повысить за счет соответствующего увеличения размеров в пределах свободного объема верхнего отсека внутренней полости вакуумируемого корпуса емкость, а следовательно, и ресурс его работы и, что не менее важно, существенным образом оптимизировать в этой связи конструкцию тарельчатой крышки твердотельного волнового инерциального модуля в части упрощения конструкции, уменьшения габаритов, повышения технологичности последней, а также обеспечения рациональности компоновки, встроенных в изоляторы ее донной части проходных электрических гермовыводов.Such a layout and performance features of the getter of the claimed TWG are preferable to those implemented in the prototype, since it allows to significantly increase the capacity and, consequently, its working life and, no less important, a significant way due to a corresponding increase in size within the free volume of the upper compartment of the inner cavity of the evacuated housing in this regard, to optimize the design of the disk cover of the solid-state wave inertial module in terms of simplifying the design, reducing the size Comrade, improving adaptability of the latter, as well as ensuring the layout of rationality embedded in insulators it the bottom of the electrical feedthrough sealed leads.

Ну и, конечно же, данное техническое решение соответствующим образом расширяет свободу выбора разработчика при проектировании изделия в зависимости от имеющихся комплектующих и других факторов.Well, of course, this technical solution accordingly extends the freedom of choice of the developer when designing the product, depending on the available components and other factors.

Штенгель 8 вакуумируемого корпуса 1 может быть выполнен в виде разъединяемого посредством оплавления стеклянного либо пережимаемого путем пластической деформации до полного перекрытия прохода и «холодной сварки» сближаемых стенок с одновременной его обрезкой металлического ниппеля.The plug 8 of the evacuated housing 1 can be made in the form of glass separable by fusion or plastic compressible until the passage is completely blocked and the adjacent walls are “cold welded” with its metal nipple being cut off.

Данное техническое решение таким же образом, как и в предыдущем случае, расширяет свободу соответствующего выбора разработчика на этапе создания изделия в зависимости от тех же факторов.This technical solution in the same way as in the previous case, extends the freedom of the appropriate choice of the developer at the stage of product creation, depending on the same factors.

Каждый из локальных электродов 24-31 комбинированной платы 41 твердотельного волнового инерциального модуля 3 заявляемого ТВГ в совокупности с примыкающим к нему через емкостный зазор 15 фрагментом металлизированной поверхности 23 оболочки 13 резонатора 4 представляет собой сферический конденсатор 64. Составляющая порядка 100 мкм величина указанного зазора в заявляемом ТВГ обусловлена низковольтным питанием электроники 7 и возможностью технической осуществимости его геометрического контроля.Each of the local electrodes 24-31 of the combined board 41 of the solid-state inertial wave module 3 of the claimed TWG in conjunction with the fragment of the metallized surface 23 of the shell 13 of the resonator 4 adjacent to it through the capacitive gap 15 is a spherical capacitor 64. The specified gap in the claimed TWG is due to the low-voltage power supply of the electronics 7 and the possibility of the technical feasibility of its geometric control.

Габариты твердотельного волнового инерциального модуля 3, а следовательно, и вакуумируемого корпуса 1 минимизированы до пределов, обеспечивающих возможность компоновки их в крайне малых, до 40 мм по диаметру, монтажных объемах как при продольной, так и поперечной ориентациях оси 16 чувствительности.The dimensions of the solid-state wave inertial module 3, and therefore, the evacuated housing 1, are minimized to the extent that they can be assembled in extremely small, up to 40 mm in diameter, mounting volumes for both longitudinal and transverse orientations of the sensitivity axis 16.

Минимизация исполнения является одной из основных отличительных особенностей заявляемого ТВГ. Соответствующее уменьшение геометрических размеров обеспечивает таким гироскопическим приборам и высокое весовое совершенство.Minimization of performance is one of the main distinguishing features of the claimed TWG. A corresponding reduction in geometric dimensions provides such gyroscopic devices with high weight perfection.

Благодаря указанным особенностям исполнения они без особых затруднений могут размещаться на различного рода подвижных объектах, располагающих ограниченными монтажными объемами, предусматриваемыми под монтаж навигационной аппаратуры. Как уже отмечалось выше, заявляемый ТВГ в составе соответствующих трехосных гироскопических блоков может органически встраиваться в используемые для контроля геометрических параметров нефтегазовых скважин ЗТС, располагаемых непосредственно на борту буровых колонн.Thanks to the specified performance features, they can be placed without any difficulty on various kinds of moving objects having limited mounting volumes provided for the installation of navigation equipment. As already noted above, the claimed TWG as part of the corresponding triaxial gyroscopic units can be organically integrated into the ZTS oil and gas wells used to control the geometric parameters located directly on board the drill string.

Монтажные объемы ЗТС под соответствующую измерительную аппаратуру имеют как раз такой, до 40 мм в поперечнике, порядок. Электронная система 7 заявляемого ТВГ (см. фиг.1, 13) выполнена адаптивной. В таких системах алгоритм работы, а иногда и структура построения, могут изменяться, приспосабливаясь к соответствующим изменениям измеряемой величины и условий эксплуатации объекта. При построении адаптивных систем требуется меньшее, по сравнению с имеющими жесткий алгоритм функционирования системами, количество предварительной информации. Они обладают большей гибкостью в связи с возможностью соответствующего изменения программы их работы.The mounting volumes of the ZTS for the corresponding measuring equipment have exactly this order, up to 40 mm across. The electronic system 7 of the inventive TWG (see figures 1, 13) is made adaptive. In such systems, the operation algorithm, and sometimes the structure of construction, can change, adapting to the corresponding changes in the measured value and the operating conditions of the object. When constructing adaptive systems, a smaller amount of preliminary information is required in comparison with systems having a rigorous functioning algorithm. They have greater flexibility due to the possibility of a corresponding change in the program of their work.

Основные контуры электронной системы 7 заявляемого ТВГ и, в частности, измерения и управления колебаниями резонатора 4 построены на цифровой и импульсной элементной базе с минимизацией количества, размеров и рассеиваемой мощности электронных компонентов и закладкой соответствующих алгоритмов обработки данных и управления во введенный в ее состав микропроцессор (МП). Формирователи измерительных и управляющих сигналов (ШИМх и ШИМу) выполнены с использованием программируемых логических матриц и электронных ключей и отрабатывают импульсные широтно-модулированные и численно-модулированные сигналы измерения и управления колебаниями. Использование импульсных методов формирования сигналов позволяет получить очень малые фазовые и амплитудные погрешности сигналов, минимальную мощность рассеивания и минимальные габаритные размеры электронной системы.The main circuits of the electronic system 7 of the claimed TWG and, in particular, the measurement and control of oscillations of the resonator 4 are built on a digital and pulsed element base with minimizing the number, size and power dissipation of electronic components and tabulating the corresponding data processing and control algorithms into the microprocessor introduced into its composition ( MP). Shapers of measuring and control signals (PWM x and PWM y ) are made using programmable logic matrices and electronic keys and process pulse width-modulated and numerically-modulated signals for measuring and controlling oscillations. The use of pulsed methods of signal generation allows to obtain very small phase and amplitude errors of the signals, the minimum power dissipation and the minimum overall dimensions of the electronic system.

Функционирование контуров управления обеспечивает формирование рабочего цикла, разделяемого по времени на интервалы измерения и управления и использованием при измерении параметров колебаний резонатора способа «обратного» включения, когда электрический сигнал снимается с ножки 43 двухстороннего стержневого держателя 14 резонатора 4.The functioning of the control loops ensures the formation of a duty cycle divided by time into measurement and control intervals and using the “reverse” switching method when measuring resonator oscillation parameters when the electrical signal is removed from leg 43 of the bilateral rod holder 14 of resonator 4.

В основу алгоритмов управления положено управление амплитудой и угловым положением полезных колебаний резонатора 4 и подавление ненужных («квадратурных») колебаний с помощью импульсных широтно - и численно-модулированных сигналов. Это позволяет работать заявляемому ТВГ в значительно более широком диапазоне угловых скоростей, чем в случае управления колебаниями путем изменения жесткости резонатора постоянными напряжениями. Изменение знака подаваемых при этом электростатических сил производится путем изменения фазового положения соответствующих импульсов управления относительно фаз колебаний резонатора, а не подачей дополнительных постоянных напряжений смещения, что упрощает устройство электронной системы.The control algorithms are based on controlling the amplitude and angular position of the useful oscillations of the resonator 4 and suppressing unnecessary (“quadrature”) oscillations using pulsed latitudinal and numerically modulated signals. This allows the claimed TWG to work in a much wider range of angular velocities than in the case of controlling vibrations by changing the stiffness of the resonator with constant voltages. The sign of the electrostatic forces supplied in this case is changed by changing the phase position of the corresponding control pulses relative to the resonator oscillation phases, and not by applying additional constant bias voltages, which simplifies the design of the electronic system.

Измерение параметров колебаний производится на высокой частоте (например, 1,024 МГц при частоте колебаний резонатора 8 кГц) с усреднением результатов измерения, что способствует снижению уровня шумов и помех.The vibration parameters are measured at a high frequency (for example, 1.024 MHz at a resonator vibration frequency of 8 kHz) with averaging of the measurement results, which helps to reduce the level of noise and interference.

Применение «обратного» способа включения резонатора снимает требование сверхвысокого входного сопротивления входного усилителя съема электрического сигнала (типичное требование Rвх≥10 ГОм для «нормального» способа съема с измерительных электродов), уменьшает уровень наводок и помех на входной усилитель и позволяет устранить нестабильность масштабного коэффициента из-за влияния миграции зарядов по поверхности резонатора, т.к. резонатор находится под нулевым напряжением (не более нескольких милливольт) и заряд на нем отсутствует.The use of the “reverse” method of turning on the resonator removes the requirement of an ultrahigh input resistance of the input signal pick-up amplifier (typical requirement R in ≥ 10 GOhm for the “normal” method of pick-up from measuring electrodes), reduces the level of pickups and noise on the input amplifier, and eliminates the instability of the scale factor due to the effect of migration of charges on the surface of the resonator, because the resonator is at zero voltage (not more than a few millivolts) and there is no charge on it.

Указанные особенности исполнения электронной системы позволяют радикально оптимизировать рассмотренным выше способом конструкцию всей электромеханической части заявляемого ТВГ по сравнению с прототипом. Это касается прежде всего упрощения ее, а следовательно, и заявляемого ТВГ в целом, и улучшения основных технико-эксплуатационных качеств последнего.These features of the electronic system execution allow to radically optimize the construction of the entire electromechanical part of the claimed TWG as described above in comparison with the prototype. This applies primarily to simplifying it, and therefore the claimed TWG as a whole, and improving the basic technical and operational qualities of the latter.

Электронная система заявляемого ТВГ способна функционировать в условиях достаточно жесткого ограничения габаритов, массы и энергопотребления при воздействии экстремальных по величине температур и вибраций с обеспечением эффективного управления колебаниями резонатора, высокой точности измерений считываемой информации, последующего программного преобразования и соответствующей обработки ее, быстродействия и необходимой надежности функционирования гироскопа при полной автоматизации рабочего процесса.The electronic system of the claimed TWG is capable of functioning under conditions of quite strict limitations on dimensions, mass and energy consumption when exposed to extreme temperatures and vibrations, providing effective control of resonator vibrations, high accuracy of measurements of read information, subsequent software conversion and corresponding processing, speed and necessary reliability of operation gyroscope with full automation of the workflow.

Изящен и достаточно эффективен реализованный в ней способ защиты слаботочных (измерительных) цепей от воздействия на них со стороны используемых для передачи сигналов управления силовых цепей, электрических наводок (операции измерения и управления в заявляемом ТВГ просто разнесены во времени, и, в результате, в процессе считывания и передачи измеряемой информации силовые цепи системы обесточены и не оказывают никакого воздействия в этот момент на слаботочные).It is elegant and quite effective that it implements a method of protecting low-current (measuring) circuits from being affected by power circuits and electrical pickups used for transmitting control signals (the measurement and control operations in the claimed TWG are simply separated in time, and, as a result, in the process reading and transmitting the measured information, the power circuits of the system are de-energized and have no effect at this moment on low-current ones)

Электронная система 7 заявляемого ТВГ сопряжена с проходными электрическими гермовыводами модуля 3 через подсоединяемый к располагаемым снаружи ножкам 39 их штыревых контактов 34 (см. фиг.1) предварительный усилитель (ПУ) сигналов.The electronic system 7 of the claimed TWG is coupled to the electrical bushing of the electrical module 3 through a pre-amplifier (PU) of signals connected to the legs 39 of the pin contacts 34 located outside (see FIG. 1).

Указанный усилитель встроен непосредственно в саму конструкцию электромеханической части заявляемого ТВГ с минимизацией протяженности линий связи его с точками съема измеряемой информации почти до нулевого уровня. Поэтому поступающие на него электрические сигналы практически не ослабляются.The specified amplifier is built directly into the design of the electromechanical part of the claimed TWG with minimizing the length of its communication lines with the points of measurement of measured information to almost zero level. Therefore, the electrical signals arriving at it are practically not attenuated.

Выходящие наружу ножки 39 штыревых контактов 34 проходных электрических гермовыводов 35 комбинированной платы 41 и подсоединяемого к ним ПУ сигналов экранированы извне при помощи общего пристыковываемого к вакуумируемому корпусу 1 тонкостенного защитного металлического кожуха 65.The outgoing legs 39 of the pin contacts 34 of the electrical leak-through leads 35 of the combination board 41 and the PU signals connected to them are shielded from the outside using a thin-walled protective metal casing 65 that is docked to the evacuated housing 1.

Указанный кожух обеспечивает эффективную защиту упомянутых выше элементов конструкции заявляемого ТВГ от механических повреждений и внешних электровоздействий при транспортировке и эксплуатации.The specified casing provides effective protection of the above-mentioned structural elements of the claimed TVG from mechanical damage and external electrical influences during transportation and operation.

Токопроводы 66 ПУ сформированы в компактный жгут 67, выведенный наружу сквозь эластичный проход 68 в донной части 69 кожуха 65.The conductors 66 PU are formed into a compact bundle 67, brought out through the elastic passage 68 in the bottom part 69 of the casing 65.

Благодаря этому они имеют упорядоченный вид, практически не мешают транспортировке и достаточно удобно без особых затруднений располагаются в монтажном объеме объекта.Due to this, they have an ordered appearance, practically do not interfere with transportation and are conveniently located without any difficulties in the installation volume of the object.

Упругая оболочка 13 резонатора 4 и локальные электроды 24-31 платы 41 в поперечном сечении имеют круговую (кольцевую) форму. При этом электроды 24-31 занимают относительно оболочки 13 строго фиксированное (неподвижное) положение, поскольку плата 41 жестко скреплена с вакуумируемым корпусом 1. Зазор 15 между указанными деталями 13 и 24-31 постоянен по всему периметру и имеет кольцевую конфигурацию.The elastic shell 13 of the resonator 4 and the local electrodes 24-31 of the board 41 in a cross section have a circular (ring) shape. In this case, the electrodes 24-31 occupy a strictly fixed (fixed) position relative to the shell 13, since the board 41 is rigidly fastened to the evacuated housing 1. The gap 15 between these parts 13 and 24-31 is constant around the entire perimeter and has an annular configuration.

Как уже отмечалось выше, фактическая величина его составляет порядка 100 мкм. Если упругую оболочку 13 сжать с двух сторон в пределах упругих деформаций внешней силой в радиальном направлении, диаметр ее вдоль линии действия силы соответствующим образом сократится (см. фиг.7), а перпендикулярно к указанной линии, примерно на такую же величину возрастет. Круговая в поперечном сечении форма оболочки трансформируется в эллипсную. Соответствующим образом при этом изменится и конфигурация упомянутого выше зазора 15, сечение его станет переменным.As noted above, its actual value is about 100 microns. If the elastic shell 13 is compressed on both sides within the elastic deformations by an external force in the radial direction, its diameter along the line of action of the force will accordingly decrease (see Fig. 7), and perpendicular to the specified line, will increase by about the same amount. A circular cross-sectional shape of the shell transforms into an elliptical one. In this way, the configuration of the aforementioned gap 15 will also change, and its cross section will become variable.

При прекращении действия сжимающей (внешней) силы деформированная таким образом оболочка 13 резонатора 4, благодаря своей упругости, тут же приобретет исходную (круговую) форму.Upon the termination of the compressive (external) force, the thus deformed shell 13 of the resonator 4, due to its elasticity, will immediately acquire its original (circular) shape.

То же самое произойдет с упругой оболочкой 13 резонатора 4, если проделать это и в другой, располагаемой к указанному положению под 90° позиции.The same thing will happen with the elastic shell 13 of the resonator 4, if you do this in another, located to the specified position at 90 ° position.

В результате рассмотренного силового воздействия при многократном его повторении, собственно, и возникают упоминавшиеся выше эллиптические колебания полусферической оболочки 13 резонатора 4 с формированием соответствующей волновой картины.As a result of the considered force action during its repeated repetition, in fact, the above-mentioned elliptical vibrations of the hemispherical shell 13 of the resonator 4 arise with the formation of the corresponding wave pattern.

Как уже отмечалось выше, упругая оболочки 13 резонатора 4 приводится в колебательное движение при помощи внешнего переменного электрического поля. При этом изгибание указанной оболочки 13 осуществляется посредством воздействия на нее в необходимых зонах соответствующих электрических сил, реализуемых в данном поле между обкладками сферических конденсаторов 64 твердотельного волнового инерциального модуля 3.As already noted above, the elastic shell 13 of the resonator 4 is driven into vibrational motion using an external alternating electric field. In this case, the bending of the specified shell 13 is carried out by acting on it in the necessary zones of the corresponding electric forces realized in this field between the plates of the spherical capacitors 64 of the solid-state wave inertial module 3.

В качестве неподвижных обкладок конденсаторов 64 служат локальные электроды 24-31 платы 41, а подвижных - примыкающие к ним через емкостный зазор 15 фрагменты 70 таких же по площади размеров металлизированной поверхности 23 упругой оболочки 13 резонатора 4.The fixed electrodes of the capacitors 64 are local electrodes 24-31 of the board 41, and the moving electrodes are fragments 70 adjacent to them through the capacitive gap 15, of the same dimensions as the metallized surface 23 of the elastic shell 13 of the resonator 4.

По сути указанные конденсаторы 64 представляют собой соответствующие упоминавшиеся выше электростатические преобразователи (датчики перемещения), в которых электрическая энергия преобразуется в механическую энергию перемещения подвижной части относительно неподвижной.In fact, these capacitors 64 are the corresponding electrostatic transducers (displacement sensors) mentioned above, in which electrical energy is converted into mechanical energy of moving the moving part relatively stationary.

Если на пару диаметрально расположенных локальных электродов комбинированной платы и металлизированную оболочку резонатора подать соответствующее напряжение (управляющий сигнал), то они окажутся заряженными равными по величине и противоположенными по знаку зарядами. В пространстве, окружающем эти заряды, возникнет соответствующее силовое поле, действующее на обкладки сферических конденсаторов. В результате, между локальными электродами платы и металлизированной поверхностью оболочки резонатора возникнут соответствующие электростатические (или т.н. Кулоновские) силы притяжения, выступающие в роли только что рассмотренных выше внешних механических сжимающих сил.If the corresponding voltage (control signal) is applied to a pair of diametrically located local electrodes of the combined board and the metallized shell of the resonator, then they will be charged equal in magnitude and opposite in sign charges. In the space surrounding these charges, a corresponding force field will appear, acting on the plates of spherical capacitors. As a result, the corresponding electrostatic (or so-called Coulomb) attractive forces will appear between the local electrodes of the board and the metallized surface of the resonator shell, acting as the external mechanical compressive forces just discussed above.

Под действием электростатических сил соответствующие фрагменты полусферической оболочки будут притягиваться к локальным электродам платы, обеспечивая в данных зонах механическое сжатие (изгиб) оболочки в пределах упругих (порядка 1 мкм) деформаций. Точно таким же образом, как и в рассмотренным выше случае, при снятии управляющих сигналов (выключении тока) будет происходить и восстановление исходной формы оболочки резонатора под действием упругих сил с формированием в процессе происходящих колебаний оболочки соответствующего спектра упоминавшихся выше стоячих волн, имеющих ряд пучностей вдоль каждой из двух взаимно перпендикулярных осей X, -X, и такого же количества узлов вдоль каждой из располагаемых посередине между ними осей Y, -Y (см. фиг.5).Under the action of electrostatic forces, the corresponding fragments of the hemispherical shell will be attracted to the local electrodes of the board, providing mechanical compression (bending) of the shell in these zones within the elastic (about 1 μm) deformations. In exactly the same way as in the case considered above, when control signals are removed (current is turned off), the initial shape of the resonator shell will also be restored under the action of elastic forces with the formation of the corresponding spectrum of the standing waves mentioned above having a number of antinodes along the oscillations of the shell each of two mutually perpendicular axes X, -X, and the same number of nodes along each of the axes Y, -Y located in the middle between them (see Fig. 5).

Происходящее при колебаниях изменение зазора, а следовательно, и емкости в нем вызывает соответствующее изменение во времени и считываемых электрических сигналов, пропорциональное фактическим перемещениям вибрирующей оболочки резонатора.A change in the gap occurring during oscillations, and consequently, in the capacitance in it, causes a corresponding change in time of the readable electrical signals, proportional to the actual movements of the vibrating shell of the resonator.

Принцип действия заявляемого ТВГ основан на использовании Кориолисовой силы, поскольку в данном случае входная угловая скорость W взаимодействует с вектором линейной скорости V, вызывая тем самым Кориолисову силу F=2W×V. Для оболочки вектор скорости V - это, собственно, линейная скорость частиц резонатора, совершающих колебательное движение. Кориолисова сила F действует на эти частицы и вынуждает формируемую осциллирующими частицами вибрационную картину прецессировать.The principle of operation of the claimed TWG is based on the use of the Coriolis force, since in this case the input angular velocity W interacts with the linear velocity vector V, thereby causing the Coriolis force F = 2W × V. For the shell, the velocity vector V is, in fact, the linear velocity of the resonator particles oscillating. The Coriolis force F acts on these particles and forces the vibrational pattern formed by the oscillating particles to precess.

В ТВГ инерциальным чувствительным элементом служит кольцевой полусферический резонатор, который будучи введенным вышерассмотренным образом в режим вибрации, обеспечивает наличие переменной линейной скорости V с частотой, равной резонансной. Из нескольких возможных мод в качестве рабочей обычно выбирают эллиптическую (n=2) с частотой собственных колебаний оболочки. Когда резонатор вращается вокруг оси симметрии относительно инерциального пространства, то каждый индивидуально резонирующий элемент массы стоячей волны дает дополнительную силу, вызывающую смещение волны относительно резонатора.In a TWG, an inertial sensitive element is an annular hemispherical resonator, which, when introduced into the vibration mode above, provides a variable linear velocity V with a frequency equal to the resonant one. Of the several possible modes, the elliptic (n = 2) with the natural frequency of the shell vibrations is usually chosen as the working one. When the resonator rotates around the axis of symmetry with respect to inertial space, then each individually resonating element of the standing wave mass gives an additional force causing the wave to shift relative to the resonator.

Регистрация углового смещения дает возможность определить угловое движение резонатора, и тем самым использовать его как чувствительный элемент. Причина этого углового смещения может быть качественно объяснима детальным рассмотрением эффекта Кориолисовых сил, действующих на стенки резонатора при его вращении.Registration of angular displacement makes it possible to determine the angular motion of the resonator, and thereby use it as a sensitive element. The reason for this angular displacement can be qualitatively explained by a detailed consideration of the effect of the Coriolis forces acting on the cavity walls during its rotation.

Рассмотрим движение точки А, находящейся на кромке резонатора, как показано на фиг.6.Consider the movement of point A located on the edge of the resonator, as shown in Fig.6.

Если резонатор вращается вокруг центральной оси с постоянной угловой скоростью, то в тангенциальном направлении в этой точке будет действовать Кориолисова сила Fc. Подобным образом на противоположной стороне резонатора появится эквивалентная Кориолисова сила в тангенциальном направлении в точке А', но в противоположном направлении.If the resonator rotates around the central axis with a constant angular velocity, then the Coriolis force F c will act in the tangential direction at this point. Similarly, on the opposite side of the resonator, an equivalent Coriolis force will appear in the tangential direction at point A ', but in the opposite direction.

Таким образом две Кориолисовы силы в сумме создадут пару (момент) вокруг оси резонатора.Thus, two Coriolis forces in total will create a pair (moment) around the axis of the resonator.

В точках В и В' радиальная составляющая скорости вращения кромки резонатора будет эквивалентна, но противоположна точкам А и А', поэтому Кориолисовы силы, создаваемые в этих точках, будут эквивалентны и противоположны силам в точках А и А' и создадут момент противоположного направления. Сумма этих двух пар сил дает составляющую силы, действующую на кромку резонатора в радиальном направлении в точке 45° в направлении действующей силы, т.е. возникнет компонента вибрации в точке 45° по отношению к первоначальной.At points B and B ', the radial component of the speed of rotation of the edge of the resonator will be equivalent, but opposite to points A and A', so the Coriolis forces created at these points will be equivalent and opposite to the forces at points A and A 'and create a moment in the opposite direction. The sum of these two pairs of forces gives a force component acting on the resonator edge in the radial direction at a point of 45 ° in the direction of the acting force, i.e. a vibration component will occur at a point of 45 ° relative to the original.

Величина этой компоненты пропорциональна воздействующей угловой скорости. Векторная сумма (добавка) этой компоненты с первоначальной вибрационной картинкой дает малое угловое смещение стоячей волны и, как следствие, соответствующее смещение положений узлов на поверхности резонатора.The magnitude of this component is proportional to the acting angular velocity. The vector sum (additive) of this component with the initial vibrational image gives a small angular displacement of the standing wave and, as a result, a corresponding displacement of the positions of the nodes on the surface of the resonator.

Когда резонатор не вращается, радиальная составляющая движения узлов равна нулю, поэтому напряжение в датчиках отсутствует.When the resonator does not rotate, the radial component of the motion of the nodes is zero, therefore, the voltage in the sensors is absent.

Когда резонатор вращается, датчик регистрирует радиальную составляющую движения, производимую Кориолисовыми силами и величина амплитуды колебаний пропорциональна действующей угловой скорости основания (вакуумируемого корпуса ТВГ).When the resonator rotates, the sensor detects the radial component of the movement produced by the Coriolis forces and the magnitude of the amplitude of the oscillations is proportional to the effective angular velocity of the base (evacuated housing TWG).

В первую половину периода колебаний резонатор деформируется в максимально эллипсоидную форму, потом возвращается в сферическую. В течение следующей половины периода колебаний аналогичная деформация возникает под углом 90°.In the first half of the oscillation period, the resonator is deformed into the most ellipsoidal shape, then returns to spherical. During the next half of the oscillation period, a similar deformation occurs at an angle of 90 °.

Результат таких колебаний - стоячая волна с четырьмя узлами 18 и четырьмя пучностями 19 (см. фиг.7).The result of such oscillations is a standing wave with four nodes 18 and four antinodes 19 (see Fig.7).

Как показано на фиг.7, стоячая волна ориентирована пучностью по направлению метки 71 на основании (вакуумируемом корпусе 1). Когда основание поворачивается на 90°, пучности прецессируют на угол, составляющий 0,3 от угла поворота основания, и, в действительности, равный 27°. Таким образом стоячая волна отстает от резонатора на 70% от угла поворота основания. Эта прецессия и есть основной эффект, который используется в ТВГ.As shown in Fig. 7, the standing wave is oriented by the antinode in the direction of the mark 71 on the base (evacuated casing 1). When the base rotates 90 °, the antinodes precess at an angle of 0.3 of the angle of rotation of the base, and, in fact, equal to 27 °. Thus, the standing wave lags behind the cavity by 70% of the angle of rotation of the base. This precession is the main effect that is used in TWG.

Общее управление работой заявляемого ТВГ осуществляется электронной системой 7, структурная схема которой представлена на фиг.13.The overall management of the claimed TWG is carried out by the electronic system 7, a structural diagram of which is presented in Fig.13.

В составе системы 7 имеется микропроцессор (МП), обеспечивающий возбуждение и поддержание колебаний резонатора 4 с заданной амплитудой, постоянной частотой и фазой, независимо от фактической ориентации колебательной картины, и измерение, преобразование и соответствующую обработку считываемой информации. В соответствии с заложенными в него алгоритмами управление указанным процессом строится по циклическому принципу.The system 7 has a microprocessor (MP) that provides excitation and maintenance of the oscillations of the resonator 4 with a given amplitude, constant frequency and phase, regardless of the actual orientation of the oscillatory pattern, and measurement, conversion and corresponding processing of the read information. In accordance with the algorithms laid down in it, the control of this process is built on a cyclic principle.

МП формирует разбиваемый во времени на интервалы измерения и управления и включающий в себя некоторое количество периодов колебаний резонатора 4 рабочий цикл, с неоднократно повторяемым через равные промежутки времени измерением в импульсном режиме на первом из указанных интервалов в течение одного периода колебаний их исходных параметров, представляющих собой амплитуду синфазных и квадратурных колебаний по оси X, а в течение очередного периода - по оси Y и квадратурной обратной результатов измерений по всем выборкам с вычислением параметров, отображающих азимутальную информацию, и последующим формированием на втором интервале цикла соответствующих управляющих импульсов.The MP forms a time cycle divided into time into measurement and control intervals and includes a number of resonator oscillation periods 4, with a pulse measurement repeatedly repeated at regular intervals in the first of these intervals during one oscillation period of their initial parameters, which are the amplitude of the in-phase and quadrature oscillations along the X axis, and during the next period, along the Y axis and the quadrature inverse measurement results for all samples with steam calculation meters displaying azimuthal information, and the subsequent formation on the second interval of the cycle of the corresponding control pulses.

Обмен данными между МП, с одной стороны, и твердотельным волновым инерциальным модулем 3 заявляемого ТВГ, с другой, осуществляется через соответствующие каналы связи 72.Data exchange between the MP, on the one hand, and the solid-state wave inertial module 3 of the claimed TWG, on the other hand, is carried out through the corresponding communication channels 72.

Считываемые с металлизированной поверхности 23 полусферической оболочки 13 резонатора 4 через ножку 43 его двухстороннего держателя 14 сигналы усиливаются БУ (ПУ) до необходимого уровня и поступают на вход АЦП.Read from the metallized surface 23 of the hemispherical shell 13 of the resonator 4 through the leg 43 of its double-sided holder 14, the signals are amplified by the control unit (PU) to the required level and fed to the ADC input.

АЦП осуществляет автоматическое преобразование (измерение и кодирование) непрерывно изменяющихся во времени аналоговых значений указанных сигналов в эквивалентные им значения числовых кодов, т.к. МП работает только с цифровыми сигналами.The ADC automatically converts (measures and encodes) the analogue values of these signals that continuously change over time into the equivalent values of numerical codes, because MP only works with digital signals.

МП обрабатывает получаемую с выходов АЦП и БУ (ПУ) информацию и с учетом результатов обработки (вычислений) формирует соответствующие управляющие сигналы. Твердотельный волновой инерциальный модуль 3 заявляемого ТВГ использует управляющие сигналы (ток) в непрерывной (аналоговой) форме. Декодирование выдаваемых с выходов МП сигналов управления, представленных цифровыми кодами, в эквивалентные им значения управляющего напряжения автоматически осуществляется формирователями ШИМX, ШИМY. Преобразованные таким образом управляющие сигналы с выходов ШИМX, ШИМY поступают на соответствующие пары локальных электродов 24-31 платы 41 по каналам Х и Y, обеспечивая необходимое управление колебаниями вибрирующей оболочки 13 резонатора 4.MP processes the information received from the outputs of the ADC and BU (PU) and, taking into account the results of processing (calculations), generates the corresponding control signals. The solid-state wave inertial module 3 of the claimed TWG uses control signals (current) in a continuous (analog) form. Decoding the control signals represented by digital codes issued from the MP outputs to the equivalent control voltage values is automatically performed by the PWM X , PWM Y shapers. The control signals transformed in this way from the outputs of the PWM X , PWM Y are supplied to the corresponding pairs of local electrodes 24-31 of the board 41 through the channels X and Y, providing the necessary control of the vibrations of the vibrating shell 13 of the resonator 4.

В заявляемом ТВГ использованы широко применяемые в навигационном приборостроении современные высококачественные отечественные материалы и комплектующие элементы, не уступающие по техническим характеристикам зарубежным, рациональные технические решения и прогрессивная технология изготовления.In the claimed TVG, modern high-quality domestic materials and components that are not inferior in terms of technical characteristics to foreign ones, rational technical solutions and advanced manufacturing technology are widely used in navigation instrumentation.

Одним из уникальных свойств заявляемого ТВГ является способность его некоторое время сохранять колебания резонатора без подпитки извне. В течение этого времени (80-120 с) форма волны практически не меняется, и следовательно, гироскопический прибор сохраняет инерциальную информацию при случайном кратковременном прерывании электропитания.One of the unique properties of the claimed TWG is its ability to retain resonator vibrations for some time without recharging from the outside. During this time (80-120 s), the waveform remains almost unchanged, and therefore, the gyroscopic device stores inertial information in case of a random short-term interruption in the power supply.

Конструкция заявляемого ТВГ предельно проста и обладает высокими потребительскими качествами. Миниатюрность исполнения, обтекаемые формы, стройность и изящность линий, визуальная упорядоченность компоновки заявляемого ТВГ свидетельствует о высокой степени совершенства и качества изделия.The design of the claimed TWG is extremely simple and has high consumer qualities. The miniature performance, streamlined forms, harmony and elegance of the lines, visual ordering of the layout of the claimed TVG indicates a high degree of perfection and quality of the product.

К основным достоинствам заявляемого ТВГ несомненно следует отнести:The main advantages of the claimed TWG undoubtedly include:

- рациональность металлоконструкции вакуумируемого корпуса, основных функциональных деталей твердотельного волнового инерциального модуля и ТВГ в целом;- the rationality of the metal structure of the evacuated housing, the main functional parts of the solid-state wave inertial module and the TWG as a whole;

- оригинальность и высокую плотность компоновки;- originality and high density layout;

- миниатюрность исполнения;- miniature performance;

- высокую технологичность, надежность работы в экстремальных условиях и точностные характеристики;- high adaptability, reliability in extreme conditions and accuracy characteristics;

- высокоэффективную электронику, построенную на современной элементной базе;- High-performance electronics, built on a modern elemental base;

- малое время подготовки к работе;- short preparation time for work;

- удобство монтажа и обслуживания;- ease of installation and maintenance;

- чрезвычайно широкую область использования и умеренную стоимость.- extremely wide scope and moderate cost.

Заложенные в него схемно-конструкторские, технологические и другие технические решения в целом позволяют поднять уровень отечественной гироскопической аппаратуры данного назначения по ее функциональным возможностям и технико-эксплутационным и экономическим показателям до современного и, на этой основе, значительно повысить конкурентоспособность аппаратуры рассматриваемого класса.The circuit design, technological and other technical solutions incorporated in it generally allow us to raise the level of domestic gyroscopic equipment for this purpose in terms of its functional capabilities and technical, operational and economic indicators to modern and, on this basis, significantly increase the competitiveness of the equipment of this class.

Заявляемый ТВГ относится к высокоинтеллектуальной наукоемкой продукции.The inventive TVG refers to a highly intelligent high-tech products.

С учетом вышеизложенного он может быть многократно воспроизведен по разработанной на него документации в условиях серийного производства на специализированных приборостроительных предприятиях, располагающих необходимыми для этого оборудованием, технологиями, персоналом и соответствующей нормативно-разрешающей базой.In view of the foregoing, it can be repeatedly reproduced according to the documentation developed for it under conditions of mass production at specialized instrument-making enterprises that have the necessary equipment, technologies, personnel and an appropriate regulatory and permissive base for this.

В настоящее время на заявляемый ТВГ полностью разработана соответствующая конструкторская документация, по которой изготовлен и испытан в лабораторных условиях действующий полномасштабный макет, имеющий следующие технические характеристики:Currently, the claimed TVG has fully developed the corresponding design documentation, according to which the current full-scale model has been manufactured and tested in laboratory conditions, having the following technical characteristics:

вибропрочностьvibration resistance 10…40g в частотном диапазоне от 3 до 250 Гц;10 ... 40g in the frequency range from 3 to 250 Hz; ударные воздействияshock effects 60g при длительности импульса 8-12 мс;60g with a pulse duration of 8-12 ms; случайная составляющая дрейфаrandom drift component 0,1 град/с;0.1 deg / s; диапазон измеряемых угловых скоростейrange of measured angular velocities ±5 град/с;± 5 deg / s; рабочий температурный диапазонoperating temperature range -20 - +80°С;-20 - + 80 ° С; время готовностиready time 5 с;5 s; диаметрdiameter 40 мм;40 mm; потребляемая мощностьpower consumption 1,3 Вт.1.3 watts

Эффективность заложенных в конструкцию заявляемого ТВГ решений, а также возможность получения при осуществлении изобретения вышеупомянутого технического результата, заключающегося в устранении перечисленных выше недостатков известных аналогов и прототипа, а именно: улучшение его технико-эксплутационных качеств, позволяющих достигнуть современного технического уровня, высокой конкурентоспособности навигационной аппаратуры такого класса и сокращения сроков и стоимости создания, - подтверждены соответствующими расчетами и результатами испытаний.The effectiveness of the solutions laid down in the design of the claimed TWG, as well as the possibility of obtaining the aforementioned technical result in the implementation of the invention, which consists in eliminating the above-mentioned disadvantages of known analogues and prototype, namely: improving its technical and operational qualities, allowing to achieve a modern technical level, high competitiveness of navigation equipment this class and reducing the time and cost of creation, - confirmed by appropriate calculations and results Atami test.

Комплексные испытания заявляемого ТВГ в составе бортовой инерциальной навигационной системы запланированы на 2008 год. Решение о серийном производстве заявляемого ТВГ будет принято после завершения указанных испытаний.Complex tests of the claimed TWG as part of the onboard inertial navigation system are scheduled for 2008. The decision on serial production of the claimed TWG will be made after completion of these tests.

Claims (7)

1. Малогабаритный твердотельный волновой гироскоп (ТВГ), содержащий металлический вакуумируемый корпус, снабженный штенгелем, представляющим собой откачное гнездо ниппельного типа для подсоединения к технологической вакуумной камере и отстыковки от нее после вакуумирования, газопоглотителем с активируемым рабочим веществом и соответствующими установочно-присоединительными элементами, во внутренней полости которого размещен, с обеспечением фиксации, твердотельный волновой инерциальный модуль, включающий в себя изготовленные из кварцевого стекла, с металлизацией рабочих поверхностей, и жестко скрепленные между собой инерциальный чувствительный элемент вибрационного типа в виде способного приводиться в колебательное движение при помощи внешнего переменного электрического поля полусферического резонатора с проходящим через полюс его полусферы двусторонним держателем стержневого типа, и электростатически взаимодействующие с указанной полусферой через емкостной зазор возбудитель высокочастотных эллиптических колебаний резонатора в зоне упругих деформаций с формированием в плоскости перпендикулярной полярной оси стоячей волны, с четырьмя устойчивыми к колебаниям узловыми областями и столькими же, имеющими максимальную амплитуду отклонений пучностями, попарно ориентированными вдоль проходящих через них и равноудаленных друг от друга двух групп взаимно перпендикулярных радиальных осей, способной под воздействием входного инерциального вращения корпуса прецессировать с соответствующим изменением во времени параметров упомянутого выше поля, преобразуемым в ток, пропорциональный угловой скорости вращения, и узел съема электрических сигналов, отображающих азимутальную ориентацию колебательной картины вибрирующей оболочки резонатора, в виде плоского основания фланцевого типа с возвышающимся над ним шаровым сегментом, на наружной поверхности которого сформированы восемь обращенных к ее поверхности и попарно действующих в областях пучностей и узлов локальных электродов, соединенных при помощи соответствующих токопроводов через индивидуальные гнездовые контакты со штыревыми однопроводящими контактами проходных электрических гермовыводов, встроенных в изоляторы привариваемой к нижнему срезу вакуумируемого корпуса металлической крышки, с выходом их ножек наружу, за ее внешние обводы, и сформированный отдельно от них гермовывод такого же исполнения, электрически сообщенный с металлизированной поверхностью полусферы резонатора, а также сопряженную с указанными гермовыводами многоконтурную электронную систему, обеспечивающую возбуждение и поддержание колебаний резонатора с заданной амплитудой, постоянной частотой и фазой независимо от фактической ориентации колебательной картины, и измерение, преобразование и соответствующую обработку считываемой информации, отличающийся тем, что в нем возбудитель колебаний резонатора и узел съема электрических сигналов выполнены в виде размещаемой внутри полусферы резонатора единой монолитной детали, представляющей собой комбинированную электромеханическую плату универсального назначения, используемую как для возбуждения и поддержания колебаний вибрирующей оболочки резонатора, так и для съема электрических сигналов, со сплошной, без радиальных пазов, рабочей поверхностью, сформированная на которой группа локальных электродов, в совокупности, образует систему соответствующих емкостных датчиков перемещения и силовых электродов одновременно и является общей для решения обеих из указанных задач, полусферическая оболочка резонатора выполнена сплошной, без балансировочных зубцов, с обеспечением прецизионного уровня геометрической и массовой осевой симметрии, достигаемой, в первом случае, путем высокоточной технологии механической обработки и контроля размеров, а во втором - посредством соответствующей балансировки резонатора с разложением массового дефекта в ряд Фурье и последующим устранением первых четырех гармоник дефекта и, в частности, первых трех из них - до минимально возможного уровня, позволяющего снизить влияние азимутальной неравномерности демпфирования и уменьшить до необходимых пределов вибрационные воздействия на волновую картину, а массовый дефект четвертой, разночастотность, минимизировать до уровня, обеспечивающего нормальное функционирование электроники управления при малых значениях напряжения электропитания, резонатор закреплен консольно, по одноопорной схеме, только в соответствующем посадочном отверстии комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения за вводимый в него внутренний наконечник - ножку двухстороннего стержневого держателя посредством соответствующего клеевого соединения или пайки, без использования каких-либо промежуточных деталей, а другой же его, наружный, наконечник укорочен, по сравнению с ножкой, по крайней мере, в несколько раз, и используется преимущественно в технологических целях и, в частности, при шлифовке детали в центрах, транспортировке и оценке ее несбалансированности через измерение амплитуды биений указанного наконечника, упоминавшаяся выше металлическая крышка введена в состав твердотельного волнового инерциального модуля и выполнена в виде жестко скрепляемой с нижним торцом основания комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения посредством клеевого соединения или пайки и обращенной книзу дном тарели с отбортованным по краю, в зоне приварки к вакуумируемому корпусу цилиндрическим центрирующим буртиком одинакового с торцовым фланцем платы диаметра, заглубляемым при сборке в соответствующее посадочное гнездо упомянутого корпуса такой же конфигурации и размеров до совмещения их привариваемых кромок, вакуумируемый корпус может быть выполнен в виде двух, по установочно-присоединительным элементам, модификаций цилиндрической либо квадратной в поперечном сечении конфигурации, образованной, в последнем случае, одинаковыми плоскими базовыми поверхностями, ортогонально располагаемыми по отношению друг к другу, газопоглотитель размещен в свободном объеме верхнего отсека вакуумируемого корпуса, ограниченного стенками его полости и наружными поверхностями полусферы и технологического наконечника двухстороннего стержневого держателя резонатора, и может быть выполнен в виде любой из двух эквивалентных в функциональном отношении модификаций, а именно: в нормальном или бескорпусном вариантах, причем в первом случае он представляет собой полностью законченный автономный насос с заключенным в герметизируемую корпусную оболочку кольцевидной или тороидальной формы реагентом типа титан/ванадий, способным поглощать газ, активируемым после обезгаживания и герметизации вакуумируемого корпуса посредством прожигания через оптически прозрачный стеклянный иллюминатор последнего лазерным лучом либо механического вскрытия утоненной мембраны оболочки, а во втором - рабочее вещество крепится в той же зоне непосредственно к стенкам вакуумируемого корпуса и активируется путем соответствующего нагрева указанных стенок снаружи внешним тепловым излучателем, штенгель вакуумируемого корпуса может быть выполнен в виде разъединяемого посредством оплавления стеклянного либо металлического ниппеля, пережимаемого путем пластического деформирования до полного перекрытия прохода и «холодной сварки» сближаемых стенок с одновременной его обрезкой, габариты твердотельного волнового инерциального модуля, а следовательно, и вакуумируемого корпуса, минимизированы до пределов, обеспечивающих возможность компоновки их в крайне малых, до 40 мм по диаметру, монтажных объемах как при продольной, так и поперечной ориентации оси чувствительности, электронная система выполнена адаптивной, основные контуры ее и, в частности, измерения и управления колебаниями построены на цифровой, малочувствительной к экстремальным условиям эксплуатации, элементной базе с минимизацией количества, размеров и рассеиваемой мощности электронных компонент, использованием импульсных сигналов управления и съема и закладкой соответствующих алгоритмов обработки данных и управления во введенный в состав указанной системы микропроцессор, обеспечивающий функционирование упомянутых контуров в импульсном режиме с формированием рабочего цикла, разделяемого во времени на интервалы измерения и управления и использованием при регистрации выходных электрических сигналов способа «обратного» включения, когда они снимаются с ножки двухстороннего стержневого держателя резонатора.1. A small-sized solid-state wave gyroscope (TWG) containing a metal evacuated casing, equipped with a plug representing a pump-out nipple-type socket for connecting to and undocking from the vacuum chamber after evacuation, a getter with an activated working substance and corresponding mounting and connecting elements, in the internal cavity of which is located, with the provision of fixation, a solid-state wave inertial module, including those made of square of the front glass, with metallization of the working surfaces, and an inertial vibration-type sensitive element rigidly fastened together in the form of a hemispherical resonator capable of being driven into oscillation by an external alternating electric field of a hemispherical resonator with a rod-type bilateral holder passing through the pole of its hemisphere, and electrostatically interacting with the indicated hemisphere through the capacitive gap, the causative agent of high-frequency elliptical oscillations of the resonator in the zone of elastic deformations the formation of a standing wave in the plane perpendicular to the polar axis, with four vibration-resistant nodal areas and the same, having the maximum amplitude of deviations of antinodes, pairwise oriented along two groups of mutually perpendicular radial axes passing through them and equally spaced from each other, capable of under the influence of input inertial rotation to precess the case with a corresponding change in time of the parameters of the above-mentioned field, converted to a current proportional to the angles speed of rotation, and a node for picking up electrical signals displaying the azimuthal orientation of the vibrational pattern of the vibrating shell of the resonator, in the form of a flat base of a flange type with a spherical segment rising above it, on the outer surface of which are formed eight facing its surface and acting in pairs in the areas of antinodes and nodes local electrodes connected by means of corresponding conductors through individual socket contacts with pin single-conductive contacts of bushing electric electrical hermetic leads embedded in insulators of a metal cover welded to the lower section of the evacuated case of the metal cover, with their legs exiting outside its external contours, and a hermetic lead of the same design formed separately from them, electrically connected to the metallized surface of the resonator hemisphere, and also interfaced with the indicated hermetic leads multi-circuit electronic system that provides excitation and maintenance of resonator oscillations with a given amplitude, constant frequency and phase, regardless of the actual orientation of the vibrational pattern, and measuring, converting and corresponding processing of the read information, characterized in that the resonator exciter and the electrical signal pick-up unit are made in the form of a single monolithic part placed inside the resonator hemisphere, which is a combined universal electromechanical board used as for the excitation and maintenance of vibrations of the vibrating shell of the resonator, and for the collection of electrical signals, with continuous, without radial grooves, the working surface formed on which the group of local electrodes, in aggregate, forms a system of corresponding capacitive displacement sensors and power electrodes at the same time and is common for solving both of these problems, the hemispherical shell of the resonator is solid, without balancing teeth, ensuring a precise level geometric and mass axial symmetry achieved, in the first case, by high-precision technology of machining and dimensional control, and about the second - through appropriate balancing of the resonator with the expansion of the mass defect in a Fourier series and the subsequent elimination of the first four harmonics of the defect and, in particular, the first three of them - to the lowest possible level, which reduces the influence of azimuthal unevenness of damping and reduces the vibrational effects to the required limits wave pattern, and mass defect of the fourth, different frequencies, minimize to a level that ensures the normal functioning of control electronics at low at the corresponding values of the supply voltage, the resonator is mounted cantilever, according to a single-support circuit, only in the corresponding mounting hole of the combined electromechanical removal / excitation board for the internal tip inserted into it - the leg of the double-sided rod holder by means of an appropriate adhesive joint or soldering, without using any intermediate parts, and its other, outer, tip is shortened, compared with the leg, at least several times, and is used mainly in those For biological purposes and, in particular, when grinding the part in the centers, transporting and assessing its imbalance by measuring the beat amplitude of the indicated tip, the metal cover mentioned above is introduced into the solid-state inertial wave module and is made in the form of a combined electromechanical removal plate rigidly fastened to the bottom end of the base / excitation by means of adhesive bonding or soldering and a bottom-down plate flanged along the edge, in the zone of welding to the evacuated body for a cylindrical centering collar of the same diameter as the end flange of the circuit board, which is buried during assembly into the corresponding mounting socket of the said housing of the same configuration and size until the welded edges are aligned, the evacuated housing can be made in the form of two, by mounting and connecting elements, modifications of a cylindrical or square in cross section of a configuration formed, in the latter case, by the same flat base surfaces orthogonally disposed with respect to to each other, the getter is placed in the free volume of the upper compartment of the evacuated housing, bounded by the walls of its cavity and the outer surfaces of the hemisphere and the technological tip of the bilateral rod holder of the resonator, and can be made in the form of any of the two functional equivalent modifications, namely: in normal or case-free versions, moreover, in the first case it is a completely finished stand-alone pump with a number of enclosed in a sealed casing tsevidnogo or toroidal form of a reagent such as titanium / vanadium, capable of absorbing gas, activated after degassing and sealing of the evacuated housing by burning through the optically transparent glass window of the latter with a laser beam or by mechanically opening the thinned membrane of the shell, and in the second - the working substance is mounted directly in the same zone to the walls of the evacuated housing and is activated by appropriate heating of these walls from the outside with an external heat radiator the removable body can be made in the form of a glass or metal nipple separable by melting, squeezed by plastic deformation to completely block the passage and “cold weld” the adjacent walls with its trimming, the dimensions of the solid-state wave inertial module, and therefore the vacuum body, are minimized to limits providing the possibility of assembling them in extremely small, up to 40 mm in diameter, mounting volumes with both longitudinal and transverse orientations of the sensitivity axis, the electronic system is adaptive, its main circuits and, in particular, the measurements and control of oscillations are built on a digital, insensitive to extreme operating conditions, element base with minimizing the number, size and power dissipation of electronic components, using pulse control and pickup signals and laying the appropriate data processing and control algorithms into the microprocessor introduced into the composition of the specified system, which ensures the operation of yanutyh circuits in pulse mode to form a cycle, shared in time for measurement and control intervals during registration and using electrical signals output process "reverse" activate when they are removed from the bilateral legs of the resonator rod holder. 2. Малогабаритный ТВГ по п.1, отличающийся тем, что в нем упоминавшийся выше отдельный проходной гермовывод, сообщенный с металлизированной поверхностью полусферы резонатора, размещен на комбинированной электромеханической плате съема/возбуждения со встраиванием гнездового контакта непосредственно в ножку двухстороннего стержневого держателя резонатора и расположением сопрягаемого с ним штыревого однопроводящего контакта прямо по центру дна тарельчатой металлической крышки твердотельного волнового инерциального модуля.2. The small-sized TWG according to claim 1, characterized in that in it the above-mentioned separate leak-through gland, connected to the metallized surface of the hemisphere of the resonator, is placed on the combined electromechanical removal / excitation board with the socket contact embedded directly in the leg of the two-sided rod holder of the resonator and the location of the mating with it a pin of a single-conductive contact directly in the center of the bottom of the disk-shaped metal cover of a solid-state wave inertial module. 3. Малогабаритный ТВГ по п.1, отличающийся тем, что в нем величина емкостного зазора между обращенными друг к другу поверхностями полусферы резонатора и локальных электродов комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения порядка 100 мкм выбрана, исходя из низковольтного питания электроники и возможности технической осуществимости геометрического контроля его при сборке.3. The small-sized TWG according to claim 1, characterized in that in it the value of the capacitive gap between the surfaces of the resonator hemisphere and the local electrodes of the combined electromechanical removal / excitation board of the order of 100 μm is selected based on the low-voltage power supply of the electronics and the feasibility of geometric control it during assembly. 4. Малогабаритный ТВГ по п.1, отличающийся тем, что в нем регистрация электрических сигналов и управления колебаниями резонатора замкнуты на одни и те же электроды соединенными с однотипными проходными электрическими гермовыводами комбинированной электромеханической платы съема/возбуждения упомянутого выше исполнения.4. The small-sized TWG according to claim 1, characterized in that in it the registration of electrical signals and control of oscillations of the resonator are closed to the same electrodes connected to the same type of through-passage electrical hermetic terminals of the combined electromechanical removal / excitation board of the aforementioned design. 5. Малогабаритный ТВГ по п.1, отличающийся тем, что в нем электронная система сопряжена с проходными электрическими гермовыводами комбинированной электромеханической платы через подсоединяемый к располагаемым снаружи ножкам их штыревых контактов предварительный усилитель сигналов.5. The small-size TVG according to claim 1, characterized in that the electronic system is interfaced with the electrical bushings of the combined electromechanical circuit board through a preliminary signal amplifier connected to the legs of their pin contacts located outside. 6. Малогабаритный ТВГ по п.1, отличающийся тем, что в нем выходящие наружу ножки штыревых контактов проходных электрических гермовыводов комбинированной электромеханической платы и подсоединенный к ним предварительный усилитель сигналов обеспечены общей экранировкой при помощи пристыковываемого к вакуумируемому корпусу тонкостенного защитного металлического кожуха.6. Small-sized TVG according to claim 1, characterized in that the legs of the pin contacts of the through-hole electrical terminals of the combined electromechanical circuit board and the preliminary signal amplifier connected to them are provided with general shielding by means of a thin-walled protective metal casing docked to the evacuated housing. 7. Малогабаритный ТВГ по п.1, отличающийся тем, что в нем токопроводы предварительного усилителя сформированы в компактный жгут, выводимый наружу сквозь эластичный проход в донной части кожуха. 7. Small-sized TVG according to claim 1, characterized in that the conductors of the pre-amplifier are formed into a compact bundle that is led out through the elastic passage in the bottom of the casing.
RU2007125894/28A 2007-07-09 2007-07-09 Miniature solid-state wave gyro (sswg) RU2362121C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125894/28A RU2362121C2 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Miniature solid-state wave gyro (sswg)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007125894/28A RU2362121C2 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Miniature solid-state wave gyro (sswg)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007125894A RU2007125894A (en) 2009-01-20
RU2362121C2 true RU2362121C2 (en) 2009-07-20

Family

ID=40375471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007125894/28A RU2362121C2 (en) 2007-07-09 2007-07-09 Miniature solid-state wave gyro (sswg)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2362121C2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012067534A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инналабс" Axially symmetrical coriolis vibratory gyroscope (variants)
RU2453812C1 (en) * 2011-03-01 2012-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" (МИЭТ) Integrated sensitive element of vibration gyroscope
RU2518632C2 (en) * 2012-09-05 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" - ОАО "АПЗ" Method for generation of vibrations in sensor of solid state wave gyroscope and device for its implementation
RU2540249C2 (en) * 2009-11-12 2015-02-10 Сажем Дефанс Секюрите Gyroscopic pickup
RU2541711C1 (en) * 2013-08-21 2015-02-20 Закрытое акционерное общество "Инерциальные технологии "Технокомплекса" (ЗАО "ИТТ") Solid-state wave gyroscope
RU2555201C2 (en) * 2009-11-12 2015-07-10 Сажем Дефанс Секюрите Gyroscope and method of its manufacturing
RU2560755C1 (en) * 2014-05-23 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method to balance metal gearless resonator of wave solid state gyroscope
RU2580175C1 (en) * 2014-12-09 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method of balancing quartz hemispherical resonator of solid-state wave gyroscope
RU2708907C1 (en) * 2019-05-21 2019-12-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" Solid-state wave gyroscope
RU2763688C1 (en) * 2020-10-05 2021-12-30 Александр Александрович Скрипкин Spatial integrating solid-state wave gyroscope
RU2793299C1 (en) * 2022-09-16 2023-03-31 Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") Solid state wave gyroscope

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114370886B (en) * 2021-11-23 2024-01-02 上海航天控制技术研究所 Full-angle mode vibration gyro measurement error self-calibration method based on virtual rotation

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540249C2 (en) * 2009-11-12 2015-02-10 Сажем Дефанс Секюрите Gyroscopic pickup
RU2555201C2 (en) * 2009-11-12 2015-07-10 Сажем Дефанс Секюрите Gyroscope and method of its manufacturing
WO2012067534A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инналабс" Axially symmetrical coriolis vibratory gyroscope (variants)
RU2453812C1 (en) * 2011-03-01 2012-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" (МИЭТ) Integrated sensitive element of vibration gyroscope
RU2518632C2 (en) * 2012-09-05 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" - ОАО "АПЗ" Method for generation of vibrations in sensor of solid state wave gyroscope and device for its implementation
RU2541711C1 (en) * 2013-08-21 2015-02-20 Закрытое акционерное общество "Инерциальные технологии "Технокомплекса" (ЗАО "ИТТ") Solid-state wave gyroscope
RU2560755C1 (en) * 2014-05-23 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method to balance metal gearless resonator of wave solid state gyroscope
RU2580175C1 (en) * 2014-12-09 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method of balancing quartz hemispherical resonator of solid-state wave gyroscope
RU2708907C1 (en) * 2019-05-21 2019-12-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" Solid-state wave gyroscope
RU2763688C1 (en) * 2020-10-05 2021-12-30 Александр Александрович Скрипкин Spatial integrating solid-state wave gyroscope
RU2793299C1 (en) * 2022-09-16 2023-03-31 Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") Solid state wave gyroscope

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007125894A (en) 2009-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2362121C2 (en) Miniature solid-state wave gyro (sswg)
CN101968359B (en) Campaniform oscillator type angular rate gyroscope
CA2636682C (en) Disc resonator integral inertial measurement unit
EP0141621B1 (en) Vibratory rotational sensor
RU2476824C2 (en) Axisymmetric coriolis vibration gyroscope (versions)
US4061043A (en) Electrostatic rate gyroscope
CN104931030A (en) Internal and external ring fixed piezoelectric-drive multi-ring gyroscope and preparation method for same
CN104931031A (en) Outer edge fixed type electrostatic driving multi-ring gyroscope and preparation method thereof
KR20030090649A (en) Planar mechanical resonator sensitive along an axis perpendicular to its plane
US11415416B2 (en) Vibration-robust multiaxis gyroscope
CN102449434A (en) Gyroscope packaging assembly
CN104897145A (en) Piezoelectric driving multi-ring gyroscope with fixed outer edge and preparation method of piezoelectric driving multi-ring gyroscope
CN114719887B (en) Online trimming device and method for micro-shell vibrating gyroscope
RU2344287C2 (en) Triaxial gyroscopic unit
US3680391A (en) Bell gyro and method of making same
Zhou et al. A novel ring vibrating gyroscope based on side piezo-electrodes
RU151978U1 (en) SENSITIVE ELEMENT OF A WAVE SOLID GYROSCOPE
CN110986940A (en) Strapdown hemispherical resonator gyroscope inertial navigation
CN109681189A (en) A kind of hole diameter sector cementing quality and track integrated measuring instrument
RU2541711C1 (en) Solid-state wave gyroscope
CN109764871A (en) A kind of micro- measuring device of high-precision dual-axis optical fibre gyro
Hunt et al. Paper 4: Development of an Accurate Tuning-Fork Gyroscope
RU2453812C1 (en) Integrated sensitive element of vibration gyroscope
US6357295B1 (en) Counterbalanced rotation rate sensor
RU2687297C1 (en) Low-frequency two-component bottom seismic cable

Legal Events

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

Effective date: 20090710

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20110920

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140710

BF4A Cancelling a publication of earlier date [patents]

Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190710