Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)



Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)
Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп (варианты)

 


Владельцы патента RU 2476824:

ИННАЛАБС ЛИМИТЕД (IE)

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению. Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в дне резонатора, расположенном вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен . Ножка вьшолнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу и пропущенными через упомянутые отверстия и отвертсия в стенке резонатора для присоединения к элементам электронной платы. Изобретение позволяет уменьшить габаритные размеры гироскопа без уменьшения размера резонатора. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и может быть использовано для измерения угловых скоростей и углов поворота относительно инерциального пространства в составе систем ориентации, навигации и управления движением. Изобретение относится к кориолисовым вибрационным гироскопам и в частности к осесимметричным гироскопам на основе цилиндрических или полусферических резонаторов.

Гироскоп - прибор для измерения или удержания ориентации. Гироскопы применяются в том числе в инерциальной навигации (INS), стабилизации наземных транспортных средств, летательных аппаратов, кораблей, оптических осей наведения, определения местоположения и др. Стандартные вибрационные гироскопы описаны в следующих американских патентах: US №№6698271, 7120548, 7240533, 7216525, 7281425, 5597955. Так или иначе технология CVG предпочтительна для использования в инерциальных системах благодаря своей низкой цене, простому изготовлению, надежностью по сравнению с гироскопами других типов, таких как кольцевые лазерные гироскопы (RLG) и волоконно-оптические гироскопы (FOG). CVG с низкими и средними точностями - это в основном гироскопы MEMS (Микро-Электро-Механические Датчики). Некоторые из них уже применяются в промышленных и гражданских целях, а также серийно производятся для автомобильного рынка. Гироскопы MEMS в основном делаются на основе кварцевых резонаторов, выгравированных в соответствии со стандартами и развитием микроэлектроники. Они широко используются благодаря своей низкой стоимости и компактности, однако по нескольким причинам их точность недостаточна (или же нелегко достижима) для некоторых тактических и навигационных целей.

Высокие точности достигаются гироскопами с резонаторами высокой добротности (Q>10000, , где ω - собственная частота резонатора, Q - добротность резонатора, τ - постоянная времени), согласно стандарта IEEE 1431) со строгой симметрией по оси. Типичными формами являются кольцо, полусфера и цилиндр, а используемыми модами колебаний обычно являются колебания второго порядка (т.е. эллиптическая форма). Добиться требуемых результатов, основываясь на этих кольцеобразных резонаторах, значительно легче при вибрации второго порядка, впрочем, могут появиться и другие порядки колебаний. Одним из наиболее известных гироскопов, которые относятся к категории высоких точностей, является HRG (полусферический гироскоп с кварцевым резонатором). HRG показывают точность, сравнимую или даже превышающую точности RLG и FOG благодаря использованию кварцевого стекла с высокой добротностью в качестве материала резонатора.

В осесимметричных резонаторах, таких как кольцевые, цилиндрические или полусферические, упругую волну лучше возбуждать по второй моде колебаний резонатора с заданной амплитудой, которая стабилизируется с помощью системы автоматической регулировки усиления (АРУ). У этой стоячей волны есть четыре пучности и узла колебаний, где амплитуда колебаний максимальна и минимальна соответственно. Вращение вокруг измерительной оси вибрирующей конструкции создает силы Кориолиса: Fc=2m[Ω×V], где Fc - вектор силы Кориолиса, m - модальная масса резонатора, Ω - вектор угловой скорости по измерительной оси резонатора, а V - вектор линейной скорости элементов конструкции (при вибрации). Знак × обозначает векторное произведение (умножение). Силы Кориолиса активируют измеряемую моду колебаний (ее амплитуда пропорциональна угловой скорости вращения). Измеряемая мода расположена под углом 45° к возбуждаемой моде таким образом, что ее узлы находятся на пучностях возбуждаемой моды. Пропорциональные угловой скорости вращения сигналы считываются с электродов, расположенных на узлах возбуждаемой моды. Для увеличения диапазона частот гироскопа необходимо обеспечить быстрое демпфирование (гашение) измеряемой моды. Демпфирование измеряемой моды почти всегда выполняется с помощью электроники силового уравновешивания волны, т.е. сигнал измеряемой моды снимается с электродов, расположенных на узлах возбуждаемой моды и через отрицательную обратную связь подается на другой электрод, расположенный на узле возбуждаемой моды. Это приводит к демпфированию колебаний, т.е. снижению добротности измеряемой моды и соответственно к увеличению диапазона частот гироскопа. При этом сигнал обратной связи пропорционален угловой скорости вращения по оси измерения.

Теперь рассмотрим кориолисовы вибрационные гироскопы с высокими точностями. Как упоминалось ранее, в таких гироскопах в основном используются осесимметричные резонаторы цилиндрической или полусферической формы, сделанные из материала с высокой добротностью. Что касается размеров этих гироскопов, нужно отметить, что общие размеры значительно превышают фактический размер самого резонатора. Это показано в следующих патентах: US №72814252, 3656354, 2005/0126257. На практике такие гироскопы значительно больше по размеру, чем гироскопы MEMS, вне зависимости от их конфигураций, «стакан» (ножка снаружи) или «гриб» (ножка внутри).

В устройстве по патенту US №4644793 (принято за прототип) резонатор состоит из цилиндрического стакана, выступающего из плоской гибкой пластины, мембраны, на которой он крепится. При возбуждении этой пластины она деформирует стакан и возбуждает в нем радиальные колебания. При вращении такого резонатора вокруг своей оси узлы колебаний перемещаются по цилиндрической оболочке стакана из-за действия сил Кориолиса. Эти перемещения волновой картины передаются мембране, на которой закреплен цилиндрический стакан. Датчики съема, в данном прототипе емкостные, регистрируют эти перемещения, и определяется угловая скорость по изменению амплитуды колебаний в узле.

Принимая во внимание тот факт, что гироскопы MEMS не могут достичь высокой точности или же это проблематично, возникает необходимость в уменьшении размера CVG с осесимметричным резонатором цилиндрической или полусферической формы. Если уменьшать размер гироскопа путем уменьшения размера резонатора, то будет уменьшаться добротность резонатора, и соответственно точность гироскопа. Основание, на котором закреплена ножка, практически всегда является металлической деталью с герметичным стеклоспаем. При уменьшении размера резонатора необходимо также уменьшать и размер основания. Но при большом количестве контактов (гермовыводов) появляется еще одно ограничение. Также следует отметить, что чем больше количество металлических гермовыводов, тем больше увеличивается стоимость гироскопа, и снижается его надежность (из-за просачивания газа).

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в уменьшении габаритных размеров осесимметричного кориолисового вибрационного гироскопа, такого как цилиндрический или полусферический CVG, не используя принцип уменьшения размера резонатора. Кроме того, технический результат также заключается в улучшении технологичности конструкции, в частности за счет уменьшения количества гермовыводов в основании, что также повышает надежность гироскопа и позволяет уменьшить его размер.

Указанный технический результат в первом примере исполнения достигается тем, что осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в стенке резонатора, расположенной вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен , при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу и пропущенные через отверстия в стенке резонатора для присоединения к элементам электронной платы.

Указанный технический результат во втором примере исполнения достигается тем, что осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в стенке резонатора, расположенной вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу и предназначенные для присоединения к элементам электронной платы, которая размещена в полости внутри резонатора и укреплена на подсоединенных к ней электроизолированных гермовыводах, которые закреплены в основании через металлизированные отверстия.

Указанный технический результат в третьем примере исполнения достигается тем, что осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в стенке резонатора, расположенной вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен , при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу и пропущенные через отверстия в стенке резонатора для присоединения к элементам электронной платы, которая размещена снаружи резонатора и укреплена на подсоединенных к ней электроизолированных гермовыводах, которые закреплены в основании через металлизированные отверстия.

Суть изобретения иллюстрируется на фигурах 1-11, где:

на фиг.1 - горизонтальная проекция цилиндрического или полусферического резонатора с электродами измерения и возбуждения, с 8 отверстиями. Размер и положение электродов выбираются так, чтобы получить сигналы, необходимые для электроники управления;

фиг.2 - вариант конструкции гироскопа с соединительной электронной платой внутри цилиндрического резонатора;

фиг.3 - вариант конструкций гироскопа с соединительной электронной платой внутри полусферического резонатора;

фиг.4 - вариант конструкций гироскопа с соединительной электронной платой внутри тороидального (полусферический с плоским дном) резонатора;

фиг.5 - горизонтальная проекция основания с четырьмя гермовыводами;

фиг.6 - вариант конструкции гироскопа с соединительной электронной платой снаружи цилиндрического резонатора;

фиг.7 - вариант конструкций гироскопа с соединительной электронной платой снаружи полусферического резонатора;

фиг.8 - вариант конструкций гироскопа с соединительной электронной платой снаружи тороидального (полусферический с плоским дном) резонатора;

фиг.9 - вариант конструкции гироскопа без внутренней соединительной электронной платы и цилиндрический резонатор;

фиг.10 - вариант конструкций гироскопа без внутренней соединительной электронной платы и полусферический резонатор;

фиг.11 - вариант конструкций гироскопа без внутренней соединительной электронной платы и тороидальный (полусферический с плоским дном) резонатор.

Согласно настоящему изобретению рассматривается конструкция малогабаритного осесимметричного кориолисового вибрационного гироскопа, который включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в стенке резонатора, расположенной вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен , при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу и пропущенные через отверстия в стенке резонатора для присоединения к элементам электронной платы.

В одном варианте исполнения электронная плата размещена вне датчика, в другом варианте исполнения электронная плата размещена в полости внутри резонатора и укреплена на подсоединенных к ней электроизолированных гермовыводах, которые закреплены в основании через металлизированные отверстия. А в третьем варианте исполнения электронная плата размещена снаружи резонатора и укреплена на подсоединенных к ней электроизолированных гермовыводах, которые закреплены в основании через металлизированные отверстия. При этом рассматриваются варианты исполнения резонатора в виде тонкостенной полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы конструкции.

Ниже рассматриваются конкретные реализации этого датчика-гироскопа.

На фиг.1 показаны отверстия в дне резонатора, расположенные по кругу по оси измерения цилиндрического или полусферического резонатора. В данном случае имеем 8 отверстий и 8 электродов, расположенных симметрично между отверстиями. Электроды размещены на внешней стороне резонатора. Угол между каждой соседней парой отверстий равняется 45°. Электроды сделаны предпочтительно из пьезокерамических пластин, но в полусферическом резонаторе из кварца этими электродами могут быть конденсаторы, которые подают электростатические силы. На фиг.2 и 5 показан пример CVG с цилиндрическим резонатором.

Элементы, показанные на фиг.2: цилиндрический резонатор 1, выполненный в виде тонкостенного стакана с цилиндрической боковой стенкой, закрепленный на ножке 2 в форме гриба (или иной цилиндрообразной формы), основание 3 с деталью 4 внутри резонатора 1, которая представляет собой стаканообразный выступ, внутрь которого вставляется ножка резонатора, электроды 4 сделаны из пьезокерамики, чтобы возбуждать и измерять необходимые колебания, а также измерять их параметры, штыревые электроды 5 (далее - электроизолированные гермовыводы 5) для ввода/вывода сигналов через основание 3, соединительная электронная плата 6 с токопроводящими дорожками обеспечивает соединение между электродами и гермовыводами (плата 6 подсоединена к электродам с помощью проводов), цилиндрическая (цилиндрообразная или грибообразная) ножка 2, расположенная внутри резонатора (прикреплена к нему или выполнена за одно с ним), служит крепежом резонатора 1 к основанию 3, колпак 7 накрывает резонатор и поддерживает заданное давление внутри (впрочем, предпочтительно должен быть вакуум), отверстия 8 используются для фиксации гироскопа в блоке (например, IMU - т.е. инерциальный измерительный блок). Ножка желательно должна быть выполнена в форме сплошного или частично полого цилиндра. В детали 4 выполнены отверстия для пропуска штыревых электродов 5.

На фиг.3 и 4 показаны примеры исполнения кориолисового вибрационного гироскопа с полусферическим 9 и тороидальным 10 резонатором соответственно. Габаритные размеры этих гироскопов такие же, как и гироскопа, показанного на фиг.2. При таком исполнении, как показано на фиг.2-4, можно обеспечить получение следующих габаритных размеров: высота 25 мм, диаметр 30 мм (включая колпак). Впрочем, можно получить и меньший размер с высотой менее 10 мм, что сопоставимо с корпусом MEMS.

Минимизация размеров гироскопа достигается путем использования отверстий в дне и пространства внутри резонатора. Это пространство заполняется основанием для фиксации резонатора с помощью гермовыводов, а также соединительной электронной платой 6. В результате становится возможным минимизировать не только высоту гироскопа, но и его диаметр, приближая к соответствующим размерам резонатора.

На фиг.6-8 показаны виды в разрезе цилиндрического, полусферического и тороидального гироскопов с соединительной электронной платой 6, расположенной над резонатором 1, или 9, или 10. Сходные элементы, показанные на фиг.6-8, такие же, как на фиг.2-4. В данных случаях в основании 3 гермовыводы 5 выполнены удлиненными с выступами 11, которые проходят через отверстия 12 резонатора, что позволяет расположить плату 6 над резонатором 1, или 9, или 10 и закрепить ее на основании.

На фиг.9-11 показан вид в разрезе без соединительной электроники гироскопических датчиков по новому варианту исполнения. В этой конструкции гермовыводы 5 ввода/вывода проходят через отверстия 12 резонатора. Проводное соединение обеспечивает прямую электрическую связь электродов с гермовыводами. Этот вариант конструкции более дешевый, нежели две изложенные выше. Высота гироскопа остается такой же, как и в предыдущих вариантах. Однако уменьшение размера ограничено количеством гермовыводов в основании.

Рассмотренные примеры позволяют задать алгоритм построения конструкции для малогабаритных кориолисовых вибрационных гироскопов высокой точности с кольцеобразными резонаторами в форме цилиндра или полусферы: отверстия в дне, расположенные по окружности, предпочтительно 8 штук, с интервалом 45°, ножка внутри резонатора (форма гриба); резонатор устанавливается с помощью ножки на основании, расположенном внутри стаканообразного выступа; соединение между электродами резонатора и гермовыводами обеспечивается проводным соединением напрямую к гермовыводам сквозь отверстия или же с помощью соединительной электронной платы. Соединительная электронная плата позволяет уменьшить количество гермовыводов.

В данном изобретении технический результат в кориолисовом вибрационном гироскопе (CVG), а в частности в осесимметричном гироскопе достигается за счет следующих конструктивных особенностей исполнения:

- В одном из вариантов данного изобретения в дне резонатора сделаны отверстия, а ножка находится внутри (форма «гриба»).

- Желательное количество отверстий - 8, при втором порядке возбуждающей моды. Впрочем, отверстий может быть значительно больше. Допустим, "n" - это порядок мод, а количество отверстий задается уравнением "4nk", где "k" - целое число. При "n=2" и "k=1", количество отверстий равняется 8.

- Что касается условий симметричности, то угол между двумя соседними отверстиями будет . Этот угол также определяет положение осей симметрии резонатора (в плоскости, перпендикулярной оси измерения резонатора). При "n=2", угол равняется 45°.

- Ножку лучше делать в форме сплошного или частично полого цилиндра, но она не обязательно должна быть прямым цилиндром, можно использовать другие симметрические формы, с учетом вибраций второго порядка (например, прямой срез ножки может быть восьмиугольником при втором порядке вибрации, - т.е. второй порядок приводит к эллиптическим формам мод).

- В основании есть глухое отверстие, направленное внутрь резонатора. Это отверстие обеспечивает крепление резонатора с помощью свободного конца ножки. Данное закрепление находится внутри резонатора, максимально заполняя пространство в нем.

- Помимо этого к гермовыводам в основании подсоединена электронная схема. Ее желательно разместить внутри резонатора, чтобы минимизировать размер гироскопа. Эта электронная схема обеспечивает электрическое соединение электродов резонатора, расположенных на его наружной стороне (они используются для возбуждения и измерения вибрации) с гермовыводами в основании с помощью проводного соединения. Кроме того, следует понимать, что эти гермовыводы в основании расположены по окружности, диаметр которой меньше диаметра резонатора.

- По сути, количество электродов определяется теми же законами, что и количество отверстий, как было определено выше. Впрочем, это количество можно поделить на 2, используя методы разделения времени сигнала (один и тот же электрод поочередно используется для возбуждения и измерения вибрации). При втором порядке с исходной электронной схемой управления без метода разделения времени, желательное количество равняется 8. В данном случае по материалам заявки видно, что эти электроды нужно соединять попарно. В случае использования электродов одинаковой полярности соединяются пары противоположных электродов (расположенных под углом 180°). В случае использования электродов противоположной полярности соединяются два электрода, расположенных под углом 90°.

- В любом случае электронную схему можно сделать по последнему слову техники для того, чтобы выполнить электрическое соединение пар электродов. В таком случае количество гермовыводов можно сделать меньше, чем количество электродов. При втором порядке количество гермовыводов можно уменьшить до 4 или до 2 в случае использования электроники разделения времени. Это позволяет уменьшить размер основания, что необходимо для создания малогабаритных CVG.

- Следует отметить, что версия конструкции с внутренней электроникой над резонатором (а не внутри резонатора) также вполне целесообразна, хотя и несколько более высока.

- Не используя внутреннюю электронику внутри гироскопа, можно решить еще одну проблему. В данном случае провода припаиваются непосредственно между электродами и гермовыводами в основании, при одинаковом количестве гермовыводов и электродов резонатора. Соединение между электродами можно осуществлять вне гироскопа, если необходимо, например, в блоке электроники.

- Как видно по описанию выше, уменьшить Кориолисовы вибрационные гироскопы наивысшей точности можно главным образом за счет использования отверстий в дне резонатора.

Приведенные выше описания устройств лишь иллюстрируют заявляемое изобретение и не ограничиваются только ими. Любая модификация конструкции, сохраняющая дух и содержание данного изобретения, должна интерпретироваться как такая, которая соответствует формуле изобретения.

1. Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп, характеризующийся тем, что включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в дне резонатора, расположенном вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен , при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу, пропущенными через упомянутые отверстия и отверстия в стенке резонатора для присоединения к элементам электронной платы.

2. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что электроды связаны проводами с электроизолированными гермовыводами через отверстия в стенке резонатора, а указанные гермовыводы одними концами выведены наружу через основание, а другие их концы расположены внутри полости резонатора.

3. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что количество отверстий равняется 8, количество электроизолированных гермовыводов равняется 8 и их концы с одной стороны расположены около каждого отверстия.

4. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что электроды выполнены пьезокерамическими и прикреплены к резонатору клеем или пайкой.

5. Гироскоп по п.1, отличающийся тем, что резонатор выполнен из металлических сплавов, или кварцевого стекла, или из кристаллических материалов с высокой добротностью.

6. Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп, характеризующийся тем, что включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в дне резонатора, расположенном вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен , при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу и предназначенными для присоединения к элементам электронной платы, которая размещена в полости внутри резонатора и укреплена на подсоединенных к ней электроизолированных гермовыводах, которые закреплены в основании через металлизированные отверстия.

7. Гироскоп по п.6, отличающийся тем, что электроды выполнены пьезокерамическими и прикреплены к резонатору клеем или пайкой.

8. Гироскоп по п.6, отличающийся тем, что резонатор выполнен из металлических сплавов, или кварцевого стекла, или из кристаллических материалов с высокой добротностью.

9. Осесимметричный кориолисовый вибрационный гироскоп, характеризующийся тем, что включает в себя тонкостенный резонатор полусферической, или цилиндрической, или тороидальной формы, закрепленный по центру на ножке и выполненный с отверстиями в дне резонатора, расположенном вокруг указанной ножки, количество которых определено по формуле "4nk", где "k" - целое число, "n" - порядок мод колебаний, а угол между двумя соседними отверстиями равен , при этом указанная ножка выполнена вдоль своей продольной оси симметричной и закреплена на основании, соленоиды и электроды, расположенные на стенке резонатора или рядом с ним для возбуждения и измерения двух мод колебаний, постоянная амплитуда одной из мод которых предназначена для контроля чувствительной к силам Кориолиса вторичной моды колебаний, а основание выполнено с посадочным местом для ножки резонатора и электроизолированными гермовыводами, выведенными через основание наружу, пропущенными через упомянутые отверстия и отверстия в стенке резонатора для присоединения к элементам электронной платы, которая размещена снаружи резонатора и укреплена на подсоединенных к ней электроизолированных гермовыводах, которые закреплены в основании через металлизированные отверстия.

10. Гироскоп по п.6, отличающийся тем, что электроды выполнены пьезокерамическими и прикреплены к резонатору клеем или пайкой.

11. Гироскоп по п.6, отличающийся тем, что резонатор выполнен из металлических сплавов, или кварцевого стекла, или из кристаллических материалов с высокой добротностью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вибрирующим гироскопам, принцип работы которых основан на использовании эффекта силы Кориолиса. .

Изобретение относится к приборам, измеряющим угловую скорость, в частности к микромеханическим гироскопам. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к резонатору датчика углового параметра, содержащему колокол из электроизоляционного материала, снабженный центральной ножкой, и электропроводящий слой, который содержит ветви, проходящие от центрального участка колокола до его периферического края, число которых является простым числом не меньше семи, что обеспечивает достаточную проводимость электрического тока и одновременно позволяет ограничить влияние проводящего слоя на механическое поведение колокола.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к приборам ориентации, навигации и систем управления. .

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в интегральных гироскопах осциляторного типа. .

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. .

Изобретение относится к приборам, измеряющим угловую скорость. .

Изобретение относится к области гироскопов и может использоваться в волновых твердотельных гироскопах, работающих в режиме датчика угловой скорости. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения величины угловой скорости. .

Изобретение относится к области точного приборостроения, преимущественно гироскопического, и может быть использовано при создании твердотельных волновых гироскопов и систем ориентации и навигации на их основе

Изобретение относится к инерциальному датчику угловой скорости с компенсацией отклонения

Изобретение относится к навигационной технике

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в навигационно-пилотажных системах летательных аппаратов

Изобретение относится к области измерительной техники и интегральной электроники, а именно к интегральным измерительным элементам величины угловой скорости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гиродатчиках

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах навигационных систем. Устройство содержит чувствительный элемент, выполненный в виде диска, на котором на верхней поверхности нанесено восемь проводящих электродов-секторов, а на нижней выполнен сплошной электрод. Первый электронный преобразователь, вход которого соединен с двумя диаметрально противоположными возбуждающими электродами-секторами, а выход с двумя диаметрально противоположными возбуждающими электродами-секторами, размещенными крест на крест относительно первых. Второй электронный преобразователь, вход которого соединен с двумя измерительными электродами-секторами, расположенными под углом 45° к возбуждающим электродам-секторам, а выход второго преобразователя соединен с оставшимися двумя электродами-секторами обратной связи и является выходом пьезогироскопа, центральный штыревой электрод, одним концом соединенный с неподвижным основанием (подложкой), на втором конце электрода укреплен пьезодиск. При этом в пьезодиске выполнено N сквозных отверстий вокруг электрода крепления пьезодиска к неподвижной подложке. Технический результат - повышение чувствительности пьезогироскопа в режиме изменения угловой скорости. 1 ил.

Изобретение относится к полусферическому резонатору, являющемуся элементом вибродачика угловой скорости. Полусферический резонатор (7) содержит колоколообразный элемент (4), закрепленный на основе (3), которая несет основные электроды (2), обращенные к кольцевому ободу (6.2) колоколообразного элемента, и, по меньшей мере, один охранный электрод (1), располагаемый рядом с основными электродами (2). По меньшей мере, часть внутренней поверхности (6.1) колоколообразного элемента и указанный кольцевой обод (6.2) покрыты электропроводящим слоем (6), который к тому же покрывает участок (6.3) наружной поверхности колоколообразного элемента, примыкающий к его кольцевому ободу. Изобретение обеспечивает минимизацию ошибок измерения угловой скорости и ограничивает демпфирование колебаний колоколообразного элемента, что повышает точность и надежность. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх