ВИБРОДАТЧИК С ДВУМЯ КАНАЛАМИ, АКТИВИРУЕМЫМИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО Российский патент 2013 года по МПК G01C19/5691 

Настоящее изобретение относится к вибродатчику, который подходит, к примеру, для использования в гиродатчике.

Известны вибродатчики, которые содержат основание и прикрепленный к основанию резонатор. Основание и резонатор связаны с электродами, которые образуют две группы, поочередно подключаемые к цепи регистрации и цепи управления через первый соединительный канал и второй соединительный канал, при этом каждая группа электродов соединена с соответствующим одним каналом.

Цепь управления содержит схему возбуждения и схему регистрации, при этом цепь управления выполнена для управления стадией возбуждения и стадией регистрации на каждом из соединительных каналов, причем стадии возбуждения и стадии регистрации имеют по существу одинаковую соответствующую длительность (к примеру, 60 микросекунд (мкс) для стадий возбуждения и 140 мкс для стадий регистрации). Длительность стадий регистрации и возбуждения могут варьироваться в зависимости от рассматриваемого датчика. Цепь управления обычно выполняет следующую последовательность: стадия возбуждения на первом соединительном канале; стадия возбуждения на втором соединительном канале; стадия регистрации на первом соединительном канале; стадия регистрации на втором соединительном канале.

Такая последовательность позволяет использовать одну и ту же схему для возбуждения обеих групп электродов и одну и ту же схему для регистрации сигналов, поступающих от обеих групп электродов. Это позволяет ограничить влияние разницы коэффициентов усиления и фаз на двух каналах; эта разница может приводить к погрешности при установке угла и к уходу гиродатчика. Однако такая последовательность приводит и к появлению взаимосвязи между различными стадиями. Эти взаимосвязи связаны, к примеру, с эффектами запоминания в цифро-аналоговых преобразователях, возникающими из-за паразитных емкостей печатной платы, на которой выполнены схемы, причем такие емкости, связанные последовательно с большими сопротивлениями в электронных схемах, вызывают помехи, длительность которых может превышать длительность одной стадии. Взаимосвязи могут появляться между двумя последовательными стадиями регистрации, двумя последовательными стадиями возбуждения, между стадий регистрации и следующей за ней стадией возбуждения или стадией возбуждения и следующей за ней стадией регистрации. Взаимосвязь приводят к возникновению напряжений смещения в последующей стадии, причем указанное смещение пропорционально управляющему сигналу, обработанному в ходе предыдущей стадии. Эти последние две взаимосвязи, в частности из-за накопления заряда на электродах, вносят главную составляющую в средний уход гиродатчика, и ограничить этот уход с помощью компенсации электронных схем трудно.

Нестабильность этих погрешностей сильно отражается на функционировании датчика, особенно во влажной среде.

Для устранения упомянутых недостатков предлагалось уменьшить динамический диапазон управления прецессией. Предлагалось также ввести дополнительное время релаксации с тем, чтобы ограничить эти недостатки.

Настоящее изобретение основано на другом принципе, в соответствии с которым предлагается ограничить влияние вышеупомянутых погрешностей без модификации цепи управления.

В соответствии с этим настоящее изобретение предлагает вибродатчик, содержащий основание, и прикрепленный к нему осесимметричный резонатор, при этом основание и резонатор связаны с электродами, соединенными с цепью управления, по меньшей мере, через первый соединительный канал и второй соединительный канал, причем электроды соединены с одним или другим каналом, цепь управления содержит схемы возбуждения и схемы регистрации и управляет стадией возбуждения и стадией регистрации на каждом из соединительных каналов, стадии возбуждения и стадии регистрации имеют по существу одинаковую соответствующую длительность, при этом датчик отличается тем, что цепь управления реализует следующую последовательность: стадия возбуждения на втором соединительном канале; стадия регистрации на первом соединительном канале; стадия возбуждения на первом соединительном канале; стадию регистрации на втором соединительном канале.

Такая последовательность позволяет максимально разделить по времени стадии регистрации и возбуждения с использованием одного и того же канала, и вследствие этого снизить сильную взаимосвязь возбуждения-регистрации или регистрации-возбуждения в отдельно заданном канале. Кроме того, слабые взаимосвязи возбуждения-регистрации или регистрации-возбуждения между двумя каналами оказываются симметричны. К тому же каждой стадии возбуждения непосредственно предшествует стадия регистрации на том же канале: то есть помехи, создаваемые в ходе предшествующей стадии регистрации, действуют в том же направлении, что и последующий сигнал возбуждения.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания частного неограничительного варианта осуществления изобретения.

Описание приведено со ссылкой на единственный сопроводительный чертеж, который служит иллюстрацией вибродатчика, соответствующего настоящему изобретению.

Вибродатчик по настоящему изобретению представляет собой, например, гиродатчик, который подходит для применения в портативной системе обнаружения целей, имеющей очень высокую точность, а также системе гирокомпаса.

В соответствии с фигурой вибродатчик включает в себя основание 1 и осесимметричный резонатор 2, который выполнен в виде купола, центральный стержень которого прикреплен к основанию 1.

Электроды 3 связаны известным способом с наружной кромкой купола 2. Электроды 4 связаны известным способом с основанием, которое обращено к электродам 3.

Электроды 3, 4 соединены с цепью 5 управления, по меньшей мере, через первый соединительный канал 6.1 и второй соединительный канал 6.2, при этом каждый из электродов 3, 4 соединен одним или другим каналом, что дает две группы электродов, каждая из которых соединена с соответствующим соединительным каналом.

Цепь 5 управления содержит схему 7 возбуждения и схему 8 регистрации. Цепь 5 управления реализует программу исполнения стадии возбуждения и стадии регистрации. В ходе стадии возбуждения цепь 5 управления включает схему 7 возбуждения для подачи сигнала управления на электроды для установки колебаний купола при заданном угле, так чтобы поддерживать амплитуду колебаний постоянной, и нулевую амплитуду колебаний в положении, смещенном на 90 градусов. В ходе стадии регистрации цепь 5 управления включает схему 8 регистрации для приема сигнала, характеризующего угол колебаний. Стадии возбуждения и регистрации имеют соответственно по существу одинаковую длительность, а более конкретно - 60 мкс для стадии возбуждения и 140 мкс - для стадии регистрации.

Блок 5 управления осуществляет стадию возбуждения и стадию регистрации на каждом из соединительных каналов 6.1, 6.2, а точнее - осуществляет стадии так, чтобы выполнялась следующая последовательность: стадия возбуждения на втором соединительном канале 6.2, стадия регистрации на первом соединительном канале 6.1, стадия возбуждения на первом соединительном канале 6.1, стадия регистрации на втором соединительном канале 6.2.

Такая последовательность позволяет максимально разделить по времени стадии возбуждения, использующие один и тот же канал, таким образом, ослабить наиболее сильную взаимосвязь стадий возбуждения-регистрации или регистрации-возбуждения в отдельном канале. Кроме того, взаимосвязь возбуждения-регистрации или регистрации-возбуждения между двумя каналами является симметричной, вследствие чего ограничивается влияние такой взаимосвязи на уход датчика. К тому же каждой стадии возбуждения непосредственно предшествует стадия регистрации на том же канале: следовательно, помехи, создаваемые предшествующей стадией регистрации, действуют в том же направлении, что и последующий сигнал возбуждения, что ограничивает их влияние на погрешность датчика.

Разумеется, настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами его осуществления и охватывает любой вариант, который входит в объем изобретения, определенный его формулой.

Настоящее изобретение применимо к любому типу осесимметричного резонатора, связанного с электронными цифровыми схемами управления, работающими в одно время на двух соединительных каналах. Более конкретно, изобретение приспособлено к датчикам, которые характеризуются широким динамическим диапазоном регулировки или высокими уровнями затухания и значительной анизотропией жесткости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в гиродатчиках. Вибродатчик содержит основание (1) и присоединенный к основанию осесимметричный резонатор (2), причем основание и резонатор связаны с электродами (3, 4), соединенными с цепью (5) управления, по меньшей мере, через первый соединительный канал (6.1) и второй соединительный канал (6.2). Цепь управления содержит схему (7) возбуждения и схему (8) регистрации и выполнена с возможностью управления стадией возбуждения и стадией регистрации на каждом из соединительных каналов, причем стадии возбуждения и стадии регистрации имеют соответственно по существу одинаковую длительность, и в следующей последовательности: стадия возбуждения на втором соединительном канале, стадия регистрации на первом соединительном канале, стадия возбуждения на первом соединительном канале, стадия регистрации на втором соединительном канале. Изобретение характеризуется широким динамическим диапазоном регулировки. 1 ил.

Вибродатчик, содержащий основание (1) и прикрепленный к основанию осесимметричный резонатор (2), причем основание и резонатор связаны с электродами (3, 4), соединенными с цепью (5) управления, по меньшей мере, через первый соединительный канал (6.1) и второй соединительный канал (6.2), при этом электроды соединены с одним или другим из указанных каналов, цепь управления содержит схему (7) возбуждения и схему (8) регистрации и выполнена с возможностью управления стадией возбуждения и стадией регистрации на каждом из соединительных каналов, причем стадии возбуждения и стадии регистрации имеют соответственно, по существу, одинаковую длительность, отличающийся тем, что цепь управления выполнена с возможностью выполнения следующей последовательности: стадия возбуждения на втором соединительном канале, стадия регистрации на первом соединительном канале, стадия возбуждения на первом соединительном канале, стадия регистрации на втором соединительном канале.