Електронні гіроскопи
Основні компоненти та технічні характеристики електронного гіроскопа. Використання його для контролю положення і кутових швидкостей з малим часом відгуку. Розмір датчиків та осі вимірювання кутової швидкості. Призначення світловипромінюючого світлодіода.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | доклад |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 08.12.2014 |
| Размер файла | 122,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Електронні гіроскопи - перетворювачі нахилу і кутової швидкості в електричний струм. Так само як і механічні (ротаційні), п'єзокерамічні електронні гіроскопи служать для контролю положення і кутових швидкостей з малим часом відгуку (до 50 Гц). В електровелосипеді гіроскоп використовується для запобігання включення двигуна при не правильному положенню самого велосипеда. Коли електровелосипед лежить на одному із боків, або перевернутий верх ногами, чи стоїть в любому положенні крім як на двух колесах та рама знаходиться паралельно землі, двигун не запуститься.
Відмінністю електронних гіроскопів від механічних побратимів є компактність і малу вагу (розмір 12 х 8 мм, маса в залежності від моделі 1-20 г), відсутність зношуючиххся елементів, висока швидкість відгуку (мінімум інерції), низька напруга живлення (2,7-5, 5 В), малий струм споживання (0,5-15 мА). Діапазон робочих температур (-5... + 75 °С) дозволяє проводити контроль параметрів в широкому спектрі кліматичних умов і географічних поясів. електронний гіроскоп світлодіод швидкість
Крім того, електронні гіроскопи випускаються також і в ЧІП-виконанні, що дозволяє використовувати їх для поверхневого монтажу.
Можливі дві основні конфігурації гіроскопа, одна з них дозволяє датчику вимірювати кутову швидкість по осі, перпендикулярної до площини системної плати, інша дає можливість визначати кутову швидкість по осі, паралельній площині материнської плати. Поєднання в одному пристрої гіроскопів обох конфігурацій дозволяє отримати інерційну систему, що вимірює кутову швидкість по декількох осях. Розміри датчиків обох конфігурацій і осі вимірювання кутової швидкості наведені на рис.1.
Як правило, подібні гіроскопи випускаються в герметичних керамічних LCC корпусах які можна встановлювати на системні плати. Датчик складається з п'яти основних компонентів:
- Кремнієвий кільцевої МЕМС-сенсор (MEMS-ring);
- Підстава з кремнію (Pedestal);
- Інтегральна мікросхема гіроскопа (ASIC);
- Корпус (Package Base);
- Кришка (Lid).
Рисунок 1 - Розмір датчиків та осі вимірювання кутової швидкості.
На основі такого електронного датчика створено простий пристрій, що за допомогою світловипромінюючого світлодіода сигналізує про зміну свого, орієнтованого на приборну дошку, та при різкомі зміненні положення відключає двигун. Схема приладу показана на рис.2.
Рисунок 2. Електрична схема гіроскопа
При горизонтальному положенні приладу постійна напруга на виводі 4 датчика U1 становить 1,3-1,4В, при Un = 5 В. Коефіцієнт посилення операційного підсилювача DA1 приблизно дорівнює одиниці. На вивід 3 датчика U1 надходить напруга порівняння через низькочастотний фільтр R3C3, який одночасно грає роль зворотного зв'язку операційного підсилювача.
При зміні горизонтального положення датчика (відхиленні від 0°) напруга на виході U1 (вивід 4) змінюється відповідно до коефіцієнтом перетворення (0,67 мВ/° відхилення в секунду).Частота опитування стану становить близько 50 Гц.Максимальна кутова швидкість щодо строго горизонтального положення (рівень 0) складає ± 300 °/с. Розділовий конденсатор С1 (який утворює спільно з резистором R1 частотний фільтр з смугою зрізу близько 0,3 Гц), не пропускає постійну складову напруги на вхід операційного підсилювача DA1. При зміні горизонтального положення датчика на виході DA1 (вивід 6) присутня напруга високого рівня, яке відкриває ключовий транзистор VT1, внаслідок чого запалюється світлодіод HL1.
Світлодіод HL1 - типу АЛ307Б або аналогічний. Для кращого візуального контролю можна використовувати світлодіод з ефектом миготіння.
У зв'язку з високою чутливістю п'єзокерамічного датчика U1 необхідно жорстко кріпити його до корпусу пристрою, який, у свою чергу, повинен мати максимально рівну горизонтальну поверхню.
Джерело живлення стабілізоване з постійною напругою 3-5 В. Струм споживання всього вузла з датчиком ENC-03J не перевищує 5 мА.
Таблиця 1 - Технічні характеристики гіроскопа.
|
Параметр |
Граничний діапазон значень |
Типова величина |
|
|
Напруга живлення |
2,7-5 В |
5 В |
|
|
Діапазон вимірювання |
75, 150, 300, 900 градусів / сек |
- |
|
|
Чутливість (аналоговий вихід) |
13.3, 6.7, 3.3, 1.0 мВ / Градус / сек |
- |
|
|
Температурне зміщення чутливості |
+/- 3% |
+/- 1% |
|
|
«Нуль» Ѕ напруги живлення - пор.кв. відхилення (температурне відхилення) |
+/- 3 градуси / сек |
+/- 1,5 градус / сек |
|
|
Нестабільність СРкв. похибки |
- |
<40 градус / год |
|
|
Щільність шуму |
0.025 градус / сек / корінь (Гц) |
0,01 градус / сек / корінь (Гц) |
|
|
Випадковий тимчасової догляд |
- |
0.28 градусів / корінь (час) |
|
|
Робоча температура |
-40... + 85 градусів Цельсія-40... +100 (При обмеженій працездатності) |
- |
Таблиця 2 - Технічні характеристики гіроскопа.
|
Удари |
3500 g протягом до 500 мкс500 g протягом 1 мс 1 напівхвиля при включеному100 g 6 мс при включеному |
- |
|
|
Вібрація |
3,5 g в діапазоні 10 Гц - 5 кГц при включеному |
- |
|
|
Час включення |
0.5 с |
<0,3 с |
|
|
Вага |
Залежно від модифікації від 0,08 до 0, 12 м |
- |
|
|
Споживаний струм |
0,5-15 мА |
На рисунку 3 зображено функціональна схема гіроскопу.
Рисунок 3 - Функціональна схема гіроскопа.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Історія розвитку волоконно-оптичних датчиків і актуальність їх використання. Характеристики оптичного волокна як структурного елемента датчика. Одно- і багатомодові оптичні волокна. Класифікація волоконно-оптичних датчиків і приклади їхнього застосування.
реферат [455,0 K], добавлен 15.12.2008Методи та засоби виміру вологості. Вимірювальні величини кількості вологи. Основні характеристики вологовмісту. Принцип дії психрометричних вологомірів. Технічні характеристики і застосування датчиків, первинних перетворювачей й регуляторів вологості.
курсовая работа [278,7 K], добавлен 21.01.2011Поняття дифракції, її сутність і особливості, різновиди та характеристика, відмінні риси. Основні положення принципу Гюйгена-Френеля, його значення та практичне використання. Дифракція Фраунговера на щілині. Поняття та призначення дифракційної решітки.
реферат [603,5 K], добавлен 06.04.2009Поняття та призначення осцилографа, його найважливіші характеристики. Сутність та порядок проведення компенсаційного методу вимірювання напруги. Класифікація осцилографів, їх різновиди та відмінні риси, сильні та слабкі сторони.
реферат [2,9 M], добавлен 29.11.2009Швидкіснi та механічнi характеристики двигуна при живленні від тиристорного перетворювача частоти. Регулювальнi властивостi електроприводу. Експерементальнi та розрахунковi данi досліджуємої машини. Головні показники кутової швидкості обертання.
лабораторная работа [56,4 K], добавлен 28.08.2015Термоелектричні явища, відомі у фізиці твердого тіла. Ефект Зеєбека в основі дії термоелектричних перетворювачів, їх технічні можливості. Основні правила поводження з термоелектричними колами. Виготовлення термопар для вимірювання низьких температур.
курсовая работа [534,7 K], добавлен 12.02.2011Реле часу як електричне реле з нормованим часом вмикання або вимикання, його призначення, принципова схема та режими роботи. Різновиди реле часу та особливості їх застосування. Шляхи збільшення витримки часу. Порядок визначення часової затримки.
лабораторная работа [368,5 K], добавлен 06.02.2010Аналіз методів та засобів вимірювання рівня рідини засобами вимірювальної техніки. Основні принципи та класифікація рівномірів. Поплавкові і буйкові прилади як найбільш прості прилади виміру, їх принцип дії. Склад та настройка ємнісних перетворювачів.
реферат [1,7 M], добавлен 11.12.2009Процедура оцінювання невизначеності вимірювання. Її впровадження в метрологічну практику. Порівняльний аналіз концепцій похибки та невизначеності вимірювання. Знаходження коефіцієнту охоплення. Процедурні етапи оцінювання невизначеністі вимірювання.
презентация [584,2 K], добавлен 17.04.2014Особливості та принципи виконання електричних вимірювань неелектричних величин. Контактні та безконтактні методи вимірювань. Особливості вимірювання температури, рівня, тиску, витрат матеріалів. Основні різновиди перетворювачів неелектричних величин.
контрольная работа [24,6 K], добавлен 12.12.2013Трансформатор як статичний електромагнітний пристрій, його структура, основні елементи та їх взаємодія, принцип роботи та призначення, сфери застосування. Режими роботи трансформаторів, характеристики обмоток в стані короткого замикання, високої напруги.
лабораторная работа [117,2 K], добавлен 06.02.2010Перші гідродинамічні теорії глісування, їх характеристики. Режими глісування гідролітаків. Досягнення високих швидкостей суден шляхом застосування підводних крил. Теорії дослідження високошвидкісних суден. Розподіл енергії та використання енергії хвиль.
курсовая работа [67,8 K], добавлен 19.07.2010Властивості конденсатора, його позначення на схемах. Характеристики конденсаторів, основні параметри (ємність, щільність енергії, номінальна напруга та полярність). Класифікація конденсаторів за типом діелектрика. Основні області їх застосування.
реферат [526,0 K], добавлен 18.10.2013Технічні характеристики парогенератора. Розрахунок палива. Тепловий баланс парогенератора. Основні конструктивні характеристики топки. Розрахунок теплообміну в топці, фестону, перегрівника пари та хвостових поверхонь. Уточнення теплового балансу.
курсовая работа [283,3 K], добавлен 09.03.2012Виникнення ефекту Хола при впливі магнітного поля на струм, що протікає через напівпровідник. Залежності для перетворювача високих значень постійного струму. Основи проектування датчиків Хола. Вимірювання кута повороту, механічних переміщень і вібрацій.
курсовая работа [432,1 K], добавлен 08.01.2016Характеристика світла як потоку фотонів. Основні положення фотонної теорія світла. Визначення енергії та імпульсу фотона. Досліди С.І. Вавилова, вимірювання тиску світла. Досліди П.М. Лебєдева. Ефект Компотна. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.
лекция [201,6 K], добавлен 23.11.2010Основні поняття і початкові положення термодинаміки, закриті і відкриті термодинамічні системи. Основні поняття і положення синергетики. Самоорганізація різних систем. Особливості аналітичних і чисельних досліджень самоорганізації різних систем.
дипломная работа [313,2 K], добавлен 18.10.2009Характеристика електромагнітного випромінювання. Огляд фотометрів на світлодіодах для оцінки рівня падаючого світла. Використання фотодіодів на основі бар'єрів Шотткі і гетеропереходів. Призначення контактів використовуваних в пристрої мікросхем.
курсовая работа [1010,0 K], добавлен 27.11.2014Теоретичні та фізичні аспекти проблеми визначення швидкості світла. Основні методи, що застосовуються для її визначення. Історія перших вимірювань. Науковці, які проводили досліди. Фізична основа виникнення та розповсюдження світлу, його хвильова природа.
презентация [359,4 K], добавлен 26.10.2013Гідродинаміка - розділ механіки рідини, в якому вивчаються закони її руху. Фізична суть рівняння Бернуллі. Побудова п’єзометричної та напірної ліній. Вимірювання швидкостей та витрат рідини. Режими руху рідини. Дослідження гідравлічного опору труб.
учебное пособие [885,0 K], добавлен 11.11.2010
