" Н а у к а м о л о д ы х " , 2 6 н о я б р я 2 0 1 9 г . , А р з а м а с
П о с в я щ а е т с я 8 5 - л е т и ю в ы с ш е г о п е д а г о г и ч е с к о г о о б р а з о в а н и я в А р з а м а с е и
8 0 - л е т и ю п р о ф е с с о р а В я ч е с л а в а П а в л о в и ч а П у ч к о в а
292
Приборы, при помощи которых измеряют угловое ускорение, называются
угловыми акселерометрами. Анализ источников [1] показал, что не существует
большого разнообразия датчиков для измерения углового ускорения, поэтому
работы по созданию датчика для измерения углового ускорения на данный
момент являются актуальными.
Чувствительный элемент исследуемого углового акселерометра показан
на рис. 1. В качестве подвижной массы выступает кремниевый кристаллический
элемент 1 на упругих растяжках 3, которой расположен между двумя
стеклянными обкладками 4. Кремниевый элемент является подвижной
обкладкой емкостного датчика угла. Неподвижные полигоны напылены на
стеклянные обкладки и вместе с маятником образуют дифференциальный
емкостной датчик угла. На чувствительном элементе расположены две катушки,
которые вместе с магнитными системами образуют магнитоэлектрический
датчик момента обратной связи.
Рис. 1. Чувствительный элемент углового акселерометра
Устройство работает следующим образом. При действии углового
ускорения, за счет момента инерции происходит разворот маятника на
определенный угол, что приводит к разбалансу дифференциального емкостного
датчика угла. Блок электроники преобразует этот разбаланс в аналоговый
выходной сигнал в виде тока или напряжения. Аналоговый сигнал подается в
катушки датчика момента. Возникает сила Ампера, которая возвращает маятник
в исходное положение.
Характерной особенностью приборов данного класса является их
динамический диапазон. Такие приборы должны иметь равномерную АЧХ до
100 Гц, затем должен идти плавный спад до 2000 Гц без всплесков и провалов.
Реализовать такие динамические характеристики чувствительным элементом
прямого измерения не представляется возможным. С этой целью в конструкцию
прибора введен датчик момента обратной связи. Он позволяет повысить
статическую точность и обеспечить требуемый динамический диапазон.
