6.2.1.2.2 Принцип функционирования

Рассматриваемое устройство работает следующим образом. При действии ускорения в направлении оси чувствительности Х-Х сейсмическая масса 1 отклоняется от своего исходного состояния. Сигнал, снимаемый с датчика перемещений 4, приводит к возникновению электростатических сил, стремящихся возвратить сейсмическую массу 1 в установившееся положение. В установившемся состоянии сила инерции, действующая на сейсмическую массу, уравновешивается электростатическими силами гребенчатого датчика силы 5 [17].

График зависимости перемещения сейсмической массы ЧУС осевого типа от амплитуды воздействующего линейного ускорения приведен на рисунке 6.8 [3].

Рис. 6.8. График зависимости перемещения сейсмической массы ЧУС осевого типа от амплитуды воздействующего ускорения линейного

6.2.2 Микромеханические дуСы зао «гирооптика»

В ЗАО "ГИРООПТИКА" разработаны датчики угловых скоростей на базе чувствительных элементов роторного и поступательного типов (смотри рис. 6.9).

Принцип действия чувствительного элемента угловой скорости основан на измерении параметров колебаний, вызываемых кориолисовыми силами инерции. Эффект, учитываемый кориолисовыми силами, состоит в том, что во вращающейся системе отсчёта материальная точка, движущаяся не параллельно оси этого вращения, отклоняется по направлению, перпендикулярному к её относительной скорости, или оказывает давление на тело, препятствующее такому отклонению.

Одной из основных особенностей элементов является использование при их производстве материалов и технологий современной твердотельной электроники. Электромеханические узлы формируются из неметаллического материала - монокристаллического кремния методами фотолитографии, анизотропного травления, диффузионной сварки. Важным отличием от стандартных полупроводниковых элементов является то, что элементы представляют собой трехмерные структуры. Это обусловлено такими особенностями конструкции прибора, как наличие подвижной механической части - осциллятора, необходимость обеспечения заданных геометрических, массовых и упругих характеристик. Механическая часть изготавливается вместе с элементами возбуждения колебаний, датчиками съема и преобразования полезного сигнала, элементами формирования обратных связей. Положительная особенность состоит в миниатюризации чувствительного элемента, обеспечивающей уникальное снижение массогабаритных характеристик. Миниатюризация чувствительных элементов приводит к тому, что вследствие малой массы и размеров вибрирующие конструктивные элементы имеют высокую частоту собственных колебаний (единицы и десятки килогерц). При этом амплитуды колебаний весьма малы и могут составлять несколько микрометров. Для того, чтобы обеспечить достаточную точность преобразования в конструкциях осцилляторов используются материалы с малыми внутренними потерями и обеспечивается резонансная настройка осцилляторов.

Рис. 6.9. Конструктивные схемы микромеханических чувствительных элементов угловой скорости