ДАТЧИК УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

Полезная модель относится к области приборостроения, в частности, к размещаемым на подвижных объектах оптическим гиростабилизированным приборам, обеспечивающим стабилизацию поля зрения и его наведение на исследуемую цель.
Известен датчик угловой скорости [1], содержащий чувствительные элементы для измерения угловой скорости по одной, двум или трем ортогональным осям с передачей данных по стандарту RS-422, изготовленные с применением технологии микроэлектромеханических систем, установленные в одном малом массогабаритном корпусе. Основным его недостатком является ограниченные условия применения при воздействии пониженных температур окружающей среды, выходящих за диапазон рабочих температур, при которых происходит отклонение основных технических характеристик датчика угловой скорости, носящих несистемный характер, компенсация которых в составе гиростабилизированных приборов трудоемка.
Задачей полезной модели является расширение диапазона эксплуатационных характеристик датчика угловой скорости, обеспечение возможности применения в условиях низких температур.
Предложен датчик угловой скорости, содержащий гироскопический модуль, включающий установленные в герметичном малогабаритном корпусе по меньшей мере три чувствительных элемента для измерения угловых скоростей по трем ортогональным осям. Введено устройство формирования теплового поля, включающее, по меньшей мере, один нагревательный элемент и датчик температуры, жестко закрепленные посредством переходной рамы на основании корпуса гироскопического модуля. В качестве гироскопического модуля использован инерциальный модуль STIM210 компании «Sensonor».
На фиг. 1 представлен общий вид датчика угловой скорости.
Гироскопический модуль 1 (фиг. 1) с первым электрическим соединителем 2 жестко закреплен через переходную раму 3 и площадки 4 с помощью винтов 5 на гиростабилизированной платформе, к которой с противоположной стороны с помощью винтов 6 жестко закреплено устройство формирования теплового поля 7 с установленным блоком нагревательных элементов 8, термопроводящей прокладкой 9, датчиком температуры 10, блоком регулировки 11 и вторым электрическим соединителем 12.
На фиг. 2 приведена функциональная схема датчика угловой скорости.
Устройство работает следующим образом. После установившейся температуры окружающей среды ниже рабочей температуры гироскопического модуля 1 (фиг. 2) датчик температуры 10, соединенный с генератором тока 14, который питается через второй электрический соединитель 12 от внешнего источника, формирует напряжение на первом входе схемы сравнения 15, значение которого прямо пропорционально измеренной температуре. На второй вход схемы сравнения 15 подается напряжение, значение которого прямо пропорционально нижнему порогу рабочей температуры гироскопического модуля 1, установленное вручную регулировочными элементами 11. После сравнения указанных значений напряжений на выходе схемы сравнения 15 формируется сигнал включения, поступающий на вход схемы преобразования 13, к выходу которого подключены нагревательные элементы 8, формирующие тепловое поле, воздействующее через теплопроводящую прокладку 9 (фиг. 1) на гироскопический модуль 1, который, находясь в условиях рабочих температур с заданными техническими характеристиками, измеряет физические свойства подвижного объекта и через первый электрический соединитель 2 передает результат измерения в гиростабилизированный прибор, находящийся под воздействием низких температур.
Реализация предложенной схемы построения датчика угловой скорости позволяет решить задачу применения его в составе гиростабилизированных устройств при эксплуатации в диапазоне температур ниже рабочих температур гироскопического модуля путем термостабилизации внутренних микроэлектромеханических структур за счет контролируемого нагрева малого массогабаритного корпуса.
Использованные источники информации.
1. Журнал «Компоненты и технологии», №12, 2016, с. 28 (прототип).