RU95121440A

RU95121440A - Микромеханический вибрационный гироскоп (его варианты)

Info

Publication number: RU95121440A
Application number: RU95121440/28A
Authority: RU
Inventors: А.С. Неаполитанский; Б.В. Хромов; Ю.С. Александров; В.А. Подзолко
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью научно-производственная компания "Вектор"
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-12-27

Claims

1. Микромеханический вибрационный гироскоп, содержащий корпус, внутреннюю рамку с инерционной массой, наружную рамку, две пары взаимно ортогональных торсионов по осям внутренней и наружной рамок соответственно, датчики момента по оси наружной рамки, датчики угла по оси внутренней рамки, генератор, отличающийся тем, что дополнительно введены датчики угла по оси наружной рамки и блок возбуждения и стабилизации амплитуды и фазы колебаний возбуждения, при этом с входами блока соединены выходы генератора и выходы датчиков угла по оси наружной рамки, а выходы блока соединены с датчиками момента по оси наружной рамки.

2. Микромеханический вибрационный гироскоп по п. 1, отличающийся тем, что по оси наружной рамки выполнено четыре датчиков угла на основе полевых транзисторов с подвижным затвором (механисторов), причем элементы первого и второго датчика угла установлены на большом плече относительно оси наружной рамки, а элементы третьего и четвертого датчиков угла установлены на малом плече, при этом электрическое включение первого и второго датчиков осуществлено по мостовой схеме с выполнением одного из плеч мостов на аналогичных элементах датчиков угла с фиксированным затвором, а третий и четвертый датчики угла включены по дифференциально-мостовой схеме с единым выходом.

3. Микромеханический вибрационный гироскоп по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что генератор выполнен с четырьмя выходами, с формированием на каждом из них последовательности импульсов с периодом Т, при этом импульсы на втором, третьем и четвертом выходах сдвинуты по времени относительно импульсов на первом выходе на Т/2, Т/4, 3Т/4 соответственно, блок возбуждения и стабилизации амплитуды и фазы колебаний возбуждения содержит формирователь импульсов возбуждения, первый - четвертый сумматоры, два преобразователя сигналов, формирователь импульсов обратной связи, последовательно соединенные измеритель разности фаз, умножитель и формирователь импульсов управления фазы по третьему входу, при этом первый и второй выходы генератора соединены с первым и вторым входами формирователя импульсов возбуждения соответственно, с первым и вторым входами формирователя импульсов обратной связи соответственно и с вторым и третьим входами измерителя разности фаз соответственно, первый и второй выходы формирователя импульсов возбуждения соединены с первым и вторым сумматором соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым датчиками момента соответственно, выходы преобразователей сигналов соединены со входами третьего и четвертого сумматоров, при этом выход третьего сумматора соединен с третьим входом формирователя импульсов возбуждения, а выход четвертого сумматора соединен с третьим входом формирователя импульсов обратной связи, выход которого через встречно - параллельно соединенные диоды соединен с третьим и четвертым датчиками момента соответственно, третий и четвертый выходы генератора соединены с первым и вторым входами формирователя импульсов управления фазы, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым сумматорами соответственно, входы первого и второго преобразователей сигнала соединены с выходами первого и второго датчиков угла по оси наружной рамки, а вход измерителя разности фаз соединен с единым выходом третьего и четвертого датчиков угла по оси наружной рамки.

4. Микромеханический вибрационный гироскоп, содержащий корпус, внутреннюю рамку с инерционной массой, наружную рамку, две пары взаимно ортогональных торсионов по осям внутренней и наружной рамок соответственно, датчики момента по оси наружной рамки, датчики угла по оси внутренней рамки, генератор, отличающийся тем, что дополнительно введены датчики момента по оси внутренней рамки и блок обратной связи по измерительной оси, входы которого соединены с выходами датчиков угла по оси внутренней рамки, а выходы соединены с датчиками момента по оси внутренней рамки.

5. Микромеханический вибрационный гироскоп по п. 4, отличающийся тем, что генератор выполнен с четырьмя выходами, с формированием на каждом из них последовательности импульсов с периодом Т, при этом импульсы на втором, третьем и четвертом выходе сдвинуты по времени относительно импульсов на первом выходах на Т/2, Т/4, 3Т/4 соответственно, при этом первый и второй выходы генератора соединены с датчиками момента по оси наружной рамки, блок обратной связи по измерительной оси содержит два преобразователя сигналов, первый - четвертый сумматоры, измеритель разности фаз, умножитель, два формирователя импульсов обратной связи и формирователя импульсов управления фазы, при этом выходы первого и второго датчиков угла по оси внутренней рамки соединены с входами первого и второго преобразователей сигналов соответственно, выходы которых соединены с входами первого и второго сумматоров, выход первого сумматора соединен с первым входом первого формирователя импульсов обратной связи и является выходом гироскопа по угловой скорости, выход второго сумматора соединен с первым входом второго формирователя импульсов обратной связи и является выходом гироскопа по линейному ускорению, единый выход дифференциально включенных третьего и четвертого датчиков угла по оси внутренней рамки соединен с первым входом измерителя разности фаз, выход которого соединен с входом умножителя, выход умножителя соединен с первым входом формирователя импульсов управления фазы, второй и третий входы которого соединены с третьим и четвертым выходом генератора сигналов, первый выход генератора дополнительно соединен с вторыми входами измерителя разности фаз и формирователей импульсов обратной связи, первый и второй выходы первого формирователя импульсов обратной связи соединены с входами третьего и четвертого сумматоров соответственно, первый и второй выходы формирователя импульсов управления фазы соединены с другими входами третьего и четвертого сумматоров соответственно, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с первым и вторым датчиками момента по оси внутренней рамки соответственно, а выход второго формирователя импульсов обратной связи через встречно - параллельно включенные диоды соединен с третьим и четвертым датчиками момента по оси внутренней рамки.

6. Микромеханический вибрационный гироскоп, содержащий корпус, внутреннюю рамку с инерционной массой, наружную рамку, две пары взаимно ортогональных торсионов по осям внутренней и наружной рамок соответственно, датчики момента по оси наружной рамки, датчики угла по оси внутренней рамки, генератор, выходы которого соединены с датчиками момента по оси наружной рамки, отличающийся тем, что дополнительно введены датчик угла по оси наружной рамки, датчики момента по оси внутренней рамки и блок стабилизации собственных частот гироскопа, при этом входы блока соединены с выходами датчиков угла по осям наружной и внутренней рамок соответственно, а выходы блока соединены с датчиками момента по осям наружной и внутренней рамок соответственно.

7. Микромеханический вибрационный гироскоп по п.6, отличающийся тем, что блок стабилизации собственных частот гироскопа содержит последовательно соединенные первый измеритель разности фаз, первый интегратор и первый умножитель, последовательно соединенные второй измеритель разности фаз, второй интегратор и второй умножитель, при этом первый вход первого измерителя разности фаз соединен с выходом датчика угла по оси наружной рамки, первый вход второго измерителя разности фаз соединен с выходом датчика угла по оси внутренней рамки, выход первого умножителя соединен с двумя датчиками момента по оси наружной рамки, выход второго умножителя соединен с двумя датчиками момента по оси внутренней рамки, а вторые входы измерителей разности фаз соединены с выходом генератора.

8. Микромеханический вибрационный гироскоп по п. 7, отличающийся тем, что выход датчика угла по оси наружной рамки дополнительно соединен с делителем, содержащим регулировочные резисторы, при этом выход делителя через встречно-параллельно соединенные диоды соединен с датчиками момента по оси внутренней рамки.

9. Микромеханический вибрационный гироскоп, содержащий корпус, внутреннюю рамку с инерционной массой, наружную рамку, две пары взаимно ортогональных торсионов по осям внутренней и наружной рамок соответственно, датчики момента по оси наружной рамки, датчики угла по оси внутренней рамки, генератор, отличающийся тем, что дополнительно введены датчики момента по оси внутренней рамки и датчики угла по оси наружной рамки, а также последовательно соединенные первый преобразователь сигнала, первый сумматор и первый формирователь импульсов, последовательно соединенные первый измеритель фазы, первый интегратор и второй сумматор, последовательно соединенные второй измеритель фазы, второй интегратор и третий сумматор, и последовательно соединенные второй преобразователь сигнала, четвертый сумматор и второй формирователь импульсов, при этом генератор выполнен с четырьмя выходами, с формированием на каждом из них последовательности импульсов с периодом Т, при этом импульсы на втором, третьем и четвертом выходах сдвинуты по времени относительно импульсов на первом выходе на Т/2, Т/4, 3Т/4 соответственно, первый - четвертый выходы генератора соединены с вторыми - пятыми входами первого и второго формирователей импульсов соответственно, первый выход генератора соединен с вторыми входами первого и второго измерителей фазы соответственно, выход датчиков угла по оси внутренней рамки соединен с входами первого преобразователя сигналов и первого измерителя фазы, выход датчиков угла по оси наружной рамки соединен с входами второго измерителя фазы и второго преобразователя сигнала, вторые входы первого и четвертого сумматоров являются входами первого напряжения уставки, вторые входы второго и третьего сумматоров являются входами второго напряжения уставки, а выходы второго и третьего сумматоров соединены с шестыми входами первого и второго формирователей импульсов соответственно, первый выход первого формирователя импульсов соединен с первым датчиком момента по оси внутренней рамки и через регулировочный резистор - с первым датчиком момента по оси наружной рамки, второй выход первого формирователя импульсов соединен с вторым датчиком момента по оси внутренней рамки и через регулировочный резистор - с вторым датчиком момента по оси наружной рамки, а первый и второй выходы второго формирователя импульсов соединены с третьим и четвертым датчиками момента по оси наружной рамки соответственно, выход четвертого сумматора является выходом гироскопа.

10. Микромеханический вибрационный гироскоп по п. 9, отличающийся тем, что датчики угла выполнены на основе полевых транзисторов с подвижным затвором (механисторов) и включены попарно по мостовой схеме.