" Н а у к а м о л о д ы х " , 3 0 - 3 1 м а р т а 2 0 1 7 г . , А р з а м а с
П о с в я щ а е т с я 1 0 0 - л е т и ю Р о с т и с л а в а Е в г е н ь е в и ч а А л е к с е е в а
370
(ИОН), широтно-импульсный модулятор измерительной схемы (ШИМ)
представляющий собой генератор прямоугольных импульсов (ГПИ) с
парафазным выходом, пассивные низкочастотные
RC
- фильтры (НЧФ),
измерительный усилитель (без частотного корректирующего устройства),
двухтактный усилитель мощности (УМ), датчик температуры, реализованный
на инвертирующем ОУ 740УД5-1 (
DA
4). Выходной сигнал – постоянное
напряжение
U
вых ном
= ±5 В (номинал) при максимальном измеряемом
ускорении
a
изм.
max.
. Электропитание – двухполярное от источника постоянного
тока напряжением
U
пит.
= ±15 В.
Под действием измеряемого линейного ускорения подвижный узел
отклоняется, при этом появляется разбаланс дифференциальной измерительной
емкости, которая представляет собой проводящий маятник, движущийся между
двух статорных обкладок. Дифференциальный емкостный преобразователь
перемещений опрашивается схемой широтно-импульсного модулятора (ШИМ).
Таким образом, выделяется разность напряжений, прямо пропорциональная
разности измерительных емкостей. Далее эта разность напряжений усиливается
по амплитуде и мощности измерительным усилителем со встроенным
активным корректирующим устройством, предназначенным для повышения
устойчивости контура обратной связи. С выхода усилителя сигнал,
пропорциональный измеряемому линейному ускорению, подается в цепь
датчика момента обратной связи (в нагрузочную цепь). Ток, проходящий через
нагрузочную цепь и прямо пропорциональный измеряемому линейному
ускорению, при взаимодействии с полем постоянного магнита в магнитной
системе создает силу Ампера, которая при взаимодействии с подвесом
маятника (подвижного узла) создает момент обратной связи, полностью или
частично компенсирующий инерционный момент от действия линейного
ускорения. Внешний резистор нагрузки задает жесткость «электрической
пружины» и таким образом, определяет диапазон измерения. Информацией о
действующем измеряемом линейном ускорении является падение напряжения
на резисторе нагрузки.
Модернизация акселерометра позволила уменьшить:
- потребляемую мощность в 10 раз;
- габаритные размеры в три раза;
- вес датчика в 4 раза;
- упростить конструкцию датчика в двадцать раз.
При этом сохранены эксплуатационные характеристики акселерометра, а
по температурной стабильности улучшены.
Библиографический список
1 Обухов В.И. - Технология интегральных датчиков и систем. Учебное
пособие. . Рекомендовано УМО - Н.Новгород: НГТУ, 2015 - 165 с.
