[go: up one dir, main page]

KR100334229B1 - 보정형 진자식 가속도계 - Google Patents

보정형 진자식 가속도계 Download PDF

Info

Publication number
KR100334229B1
KR100334229B1 KR1020000034546A KR20000034546A KR100334229B1 KR 100334229 B1 KR100334229 B1 KR 100334229B1 KR 1020000034546 A KR1020000034546 A KR 1020000034546A KR 20000034546 A KR20000034546 A KR 20000034546A KR 100334229 B1 KR100334229 B1 KR 100334229B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pendulum
magnet
accelerometer
holder
support frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
KR1020000034546A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010007488A (ko
Inventor
프로코피에프빅토르미카일로비치
라르신알렉산드르세르게에비치
쿠르노소프발레리이바노비치
코노브첸코알렉산드르아파나시에비치
바크라토프아누프리라파일로비치
코노발로프세르게이페오도시에비치
폴린코프알렉세이빅토로비치
트루노프알렉산드르알렉산드로비치
오문수
정태호
문홍기
서재범
권오선
Original Assignee
최동환
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최동환, 국방과학연구소 filed Critical 최동환
Publication of KR20010007488A publication Critical patent/KR20010007488A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100334229B1 publication Critical patent/KR100334229B1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/097Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements
    • G01P15/10Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by vibratory elements by vibratory strings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/13Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position
    • G01P15/132Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by measuring the force required to restore a proofmass subjected to inertial forces to a null position with electromagnetic counterbalancing means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/132Thermal activation of liquid crystals exhibiting a thermo-optic effect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H36/00Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
    • H01H36/02Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by movement of a float carrying a magnet

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

보정형 진자식 가속도계는 본체와, 본체 내에 위치하며, 단결정 실리콘으로 된 얇은 판으로 만들어지고, 굴성 플렉셔와 연결된 진자판 및 돌출부를 갖춘 지지 프레임을 구비한 진자 조립체를 포함한다. 두 개의 마그네트 홀더는 지지 프레임의 양쪽 돌출부와 맞닿게 배치된다. 두 개의 자석 시스템은 해당 마그네트 홀더 내에 각각 부착된다. 두 개의 토커 코일은 해당 자로의 틈 사이에 위치하면서 진자판에 부착된다. 굴성 플렉셔는 진자 조립체의 대칭축을 기준으로 서로 90°로 배치된 두 개 이상의 굴성 부재로 이루어진다. 마그네트 홀더는 자석 시스템의 외표면을 둘러싸는 날개 달린 원통 모양으로 되어 있고, 마그네트 홀더의 법면은 양쪽에 돌출부를 갖춘 지지 프레임과 접촉한 상태에서 정렬되고, 진자 조립체 방향의 자로의 법면과 공동면을 이룬다.

Description

보정형 진자식 가속도계{COMPENSATION PENDULOUS ACCELEROMETER}
본 발명은 가속도 측정장치에 관한 것으로, 특히 가속도에 반응하는 이동식 민감 소자가 네거티브 피드백 시스템에 의해 중립 위치에 놓이는 보상형 진자식 가속도계에 관한 것이다.
가속도계는 공지되어 있다. 예를 들어 미국 특허 제 3702073 호에는 몸체와, 몸체 내에 배열된 민감 소자와, 두 개의 자석 시스템으로 된 전자기 토커로 구성된 가속도계가 개시되어 있다. 가속도계의 진자 조립체는 석영을 식각하여 만든 단일판으로 되어 있고, 지지 프레임 형태로 된 고정부와, 평면에 나란하게 배치되고 테이퍼 형태로 경사진 두 개의 굴성 커넥터에 의해 고정부에 연결되는 진자판 형태로 된 이동부를 포함하고 있다. 진자판의 양쪽은 금속 코팅이 되어 진자판의 양쪽에서 자석 시스템의 내표면과 함께 커패시터를 형성한다. 커패시턴스 픽오프의 틈(가스 댐퍼의 틈)은 지지 프레임의 양쪽에 배치된 동일한 높이의 세 개의 돌출부에 의해 형성된다.
단결정 실리콘을 사용하면 가속도계의 측정 정확도를 손상시킴이 없이 기술적인 장점을 제공하면서도 노동력의 투입이 줄어들게 되어 가속도계의 제조비용이절감된다는 사실이 알려져 있다.
종래의 가속도계가 갖고 있는 중대한 결함은 진자 조립체의 재료로 용융 석영 대신에 단결정 실리콘을 사용할 수 없다는데 있다. 그러나, 실리콘은 절연체가 아니어서 절연층을 생성하기 위해서는 산화가 요구되기 때문에 실리콘으로 된 진자 조립체를 사용하는 것 역시 불가능하다. 산화에 의해서는 소정의 두께를 갖는 절연층을 얻을 수 없기 때문에, 실리콘의 산화된 표면 위에 놓인 전극과 진자 조립체 사이의 커패시턴스는 커지게 되며, 이들 커패시턴스는 픽오프의 작업 커패시턴스를 션트(shunt)시킴으로써, 가속도계의 정상적인 기능을 기대할 수가 없다.
구소련 발명자증 제 1679395 호에 개시된 장치는 제안된 가속도계에 가장 유사하다.
이 가속도계 또한 본체와, 민감 소자와, 두 개의 자석 시스템으로 된 전자기 토커로 구성되어 있다. 진자 조립체는 진자판과, 돌출부를 갖춘 지지 프레임과, 평면에 나란히 배치된 두 개의 굴성 커넥터를 갖추고 있다. 이들 요소는 모두 단결정 실리콘으로 된 얇은 판으로 만들어져 있다.
진자 조립체의 진자판은 차동 픽오프의 이동 전극인 반면에, 고정 전극은 중간 절연 링 위에 배치된다. 중간 절연 링은 진자 조립체와 전자기 토커의 자석 시스템의 진자 조립체를 향하는 표면 사이에 배열되어 있다.
이러한 구성을 취하면 실리콘 진자 조립체를 사용할 수 있다.
그러나, 진자 조립체와 토커의 자석 시스템 사이에 절연 링을 배열하게 되면 감도 축 방향으로 가속도계의 치수가 증가할 뿐만 아니라, 진자 조립체의 중심으로부터 소정 거리를 두고 진자판 위에 부착된 코일을 제거할 필요가 있기 때문에 신뢰도가 감소하게 된다.
더욱이, 종래의 경우와 같이 진자 조립체 내에 플렉셔를 배열하여서는 가속도계의 감도 축에 수직하는 방향으로 가속도계의 치수를 줄일 수가 없다.
충격 보호 수단은 가속도계의 감도 축에 수직하는 방향으로 제공되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 고정밀도를 갖추고 있으면서도 크기는 기존의 것과 비교하여 같거나 더 작으면서 더욱 향상된 내진 특성을 갖는 보정형 진자식 가속도계를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본체와, 상기 본체 내에 위치하며, 단결정 실리콘으로 된 얇은 판으로 만들어지고, 굴성 플렉와 연결된 진자판 및 양쪽에 위치 고정을 위한 돌출부를 갖춘 지지 프레임을 구비한 진자 조립체와, 지지 프레임의 양쪽 돌출부와 맞닿아 있는 두개의 마그네트 홀더와, 자로, 영구 자석 및 마그네트 캡을 각각 구비하며, 해당 마그네트 홀더 내에 각각 부착된 두 개의 자석 시스템과, 해당 자로의 틈 사이에 위치하면서 진자판에 부착된 토커 코일로 구성된 보정형 진자식 가속도계에 있어서, 굴성 플렉셔는 진자 조립체의 대칭축을 기준으로 서로 90°로 배치된 두 개 이상의 굴성 부재로 이루어지고, 마그네트 홀더는 자석 시스템의 외부 표면을 둘러싸는 날개 달린 원통 모양으로 되어 있고, 마그네트 홀더의 법면은 양쪽에 돌출부를 가지고 있는 지지 프레임과 접촉한 상태에서 정렬되고, 진자 조립체방향의 자로의 법면과 공동면을 이루며, 상기 가속도계는 진자 조립체에 자석 시스템을 고정하는 장치를 또한 구비하며, 이 고정 장치는 진자 조립체 및 각각의 마그네트 홀더 위에 놓인 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계에 의해 달성된다.
가속도계는 진자 조립체 고정을 위해 마그네트 홀더 중 하나를 본체에 견고하게 결합시키는 역할을 하는 하부 고정링을 구비하는 것이 바람직하다.
진자 조립체에 자석 시스템을 고정하는 장치는 자석 시스템을 내포한 각 마그네트 홀더의 외경 표면을 기준으로 내경 표면이 접촉되는 감지부 홀더와, 감지부 홀더의 내경 표면을 기준으로 외경 표면이 접촉되는 상부 고정링으로 구성되며, 감지부 홀더의 하부 지지판과 상부 고정링에 의해 진자 조립체와 두 개의 마그네트 홀더가 내부에 조립되고, 진자 조립체의 지지 프레임 양쪽에 부착된 상부 링 및 하부 링은 진자판 상의 토커 코일과 동심축을 이루며, 각 링은 날개 달린 원통 모양의 해당 마그네트 홀더를 둘러싸고 있고, 그 중 하부 링은 해당 마그네트 홀더와 틈 없이 고정되고, 상부 링은 해당 마그네트 홀더와 틈이 있게 고정되는 것이 바람직하다.
감지부 홀더와 상부 고정링은 전도성 자재로 만들어지며, 상기 가속도계는 한쪽 면이 코팅되어 있는 두 개의 단자판을 또한 구비하며, 상기 단자판의 절연면은 해당 자로의 외부 측면에 부착되고, 금속 코팅면은 감지부 홀더 및 상부 고정링과 연결되어 정전 차단판을 형성하는 것이 바람직하다.
두 개의 굴성 부재가 서로 90°의 각을 형성하며, 그 꼭지각이 진자판에 위치하는 것이 바람직하다.
두 개의 굴성 부재가 서로 90°의 각을 형성하며, 그 꼭지각이 지지 프레임에 위치하는 것이 바람직하다.
가속도계는 두 개의 굴성 부재를 추가로 포함하여 4 개의 굴성 부재로 된 굴성 플렉셔를 구비하며, 이 굴성 플렉셔의 4 개의 굴성 부재가 정사각형을 이루는 것이 바람직하다.
진자 조립체의 대칭축을 기준으로 지지 프레임의 좌측 또는 우측, 즉 굴성 플렉셔 연결점과 지지 프레임상의 돌출부 사이 중 연결점과 가까운 부위에 플렉셔의 표면장력을 해소하기 위한 홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상부 링 및 하부 링은 규소, 석영, 유리 등의 소재로 만들어지거나, 규소의 열팽창율에 근사한 열팽창율을 갖는 소재로 만들어지는 것이 바람직하다.
토커 코일은 중앙에 원통형 구멍이 뚫린 절연 와셔에 의해 진자판에 부착되며, 자석 시스템의 마그네트 캡의, 진자 조립체쪽을 향한, 중앙에는 원통형 돌출부가 있고, 이 돌출부는 절연 와셔의 중심 구멍에 틈이 있게 들어가며, 돌출부의 외경과 절연 와셔의 내경 사이의 틈은 토커 코일과 자석 시스템 사이의 틈보다 훨씬 작은 것이 바람직하다.
토커 코일 부착을 위한 절연 와셔는 절연재로 만들어져 있고, 코일의 전기적 연결을 위한 단자를 구비하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 보정형 진자식 가속도계의 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진자 조립체의 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진자 조립체에 자석 시스템을 고정하는 장치를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 진자 조립체의 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 감지부 홀더 및 상부 고정링을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 진자 조립체의 변형예의 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 진자 조립체의 또다른 변형예의 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 진자 조립체의 다른 변형예의 부분 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 자석 시스템의 마그네트 캡을 보인 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 진자 조립체의 진자판과 토커 코일 사이에 놓인 절연 와셔를 보인 도면이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1: 본체 2: 진자 조립체
3: 진자판 4: 굴성 플렉셔
5: 지지 프레임 6: 돌출부
7, 8: 마그네트 홀더 9, 10: 자석 시스템
11, 12: 자로 13, 14: 영구 자석
15, 16: 마그네트 캡 21, 22; 토커 코일
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 보정형 진자식 가속도계는 본체(1)와 그 내부에 설치된 진자 조립체(2)로 이루어져 있다. 진자 조립체(2)는 단결정 실리콘으로 된 얇은 판으로 만들어졌다. 진자 조립체(2)는 진자판(3)과, 진자판을 연결하는 굴성 플렉셔(4)와, 지지 프레임(5)을 포함하고 있다. 지지 프레임(5)은 양쪽에 위치 고정을 위한 돌출부(6)를 갖추고 있다.
지지 프레임(5) 양쪽의 돌출부(6)에는 2개의 마그네트 홀더(7)(8)가 접촉되어 있다. 가속도계는 두개의 자석 시스템(9)(10)을 갖추고 있는데, 이들 자석 시스템은 자로(11)(12)와, 영구 자석(13)(14)과, 마그네트 캡(15)(16)을 각각 포함하고 있다. 자로(11)(12)는 각각 부재(17)(18)와 부재(19)(20)로 구성되어 있다. 자석 시스템(9)은 마그네트 홀더(7)에 부착되어 있고, 자석 시스템(10)은 마그네트 홀더(8)에 부착되어 있다. 진자 조립체(2)와 자로(11)(12)는 가속도계의 재평형회로에 연결되어 있다 (도 1에는 도시되지 않음).
두개의 토커 코일(21)(22)은 진자판(3)에 부착되어 있으며, 자석 시스템(9)(10)의 자로의 틈 사이에 위치하고 있다.
도 2에 도시된 굴성 플렉셔(4)는 2개 이상의 굴성 부재(23)로 이루어지며, 이들 굴성 부재는 진자 조립체(2)의 플렉셔 축(y-y)을 기준으로 대칭인 위치에서 서로 90°를 이루고 있다.
마그네트 홀더(7)(8)(도 1)는 각각 날개가 달린 원통 모양으로 되어 있으며, 자석 시스템(9)(10)의 자로(11)(12)를 구성하는 부재(17)(18)의 외표면을 둘러싸고 있다. 양면에 돌출부(6)를 갖춘 진자 조립체(2)의 지지 프레임(5)은 진자 조립체를향한 자로(11)(12)의 법면 그리고 마그네트 홀더의 법면과 공동면을 이루어 정렬된다.
가속도계는 진자 조립체(2)를 사이에 두고 두개의 자석 시스템(9)(10)을 고정하는 고정장치(24)를 갖추고 있다. 이 고정장치(24)는 진자 조립체(2)와 각각의 마그네트 홀더(7)(8)를 담고 있는 모습을 하고 있다.
가속도계는 본체(1)에 대해 진자 조립체(2)의 고정을 돕는 하부 고정링(25)을 또한 갖추고 있으며, 마그네트 홀더(8)는 이 하부 고정링(25)과 견고하게 연결되어 있다.
진자 조립체에 자석 시스템을 고정하는 고정장치(24)(도 3)는 감지부 홀더(26)와 상부 고정링(27)을 갖추고 있다. 감지부 홀더(26)의 원통 내표면은 마그네트 홀더(7)(8) 각각의 원통 외표면과 접촉하고, 상부 고정링(27)의 원통 외표면은 감지부 홀더(26)의 원통 내표면과 접촉한다. 마그네트 홀더(7)(8)와 진자 조립체(2)는 감지부 홀더(26)의 하부 내표면에 있는 하부 지지판(28)과 상부 고정링(27) 사이에 놓인 채 압착된다.
두 개의 링, 즉 상부 링(29) 및 하부 링(30)은 지지 프레임(5) 양쪽에 토커 코일(21)(22)과 동심으로 조립되어 있다(도 3에는 코일이 도시되지 않음). 두 개의 링(29)(30)은 해당 마그네트 홀더(7)(8)를 둘러싸고 있으며, 하부 링(30)은 홀더(8)와 틈 없이, 그리고 상부 링(29)은 홀더(7)와 약간의 틈을 두고 결합된다. 링(29)(30)은 각각 지지 프레임(5)의 돌출부(6)와 접촉하고 있다(도 4).
감지부 홀더(26)(도 5)와 상부 고정링(27)은 전도성 자재로 만들어져 있다.
가속도계는 두 개의 단자판(31)(32)을 갖추고 있는데, 단자판(31)(32)의 한쪽 표면은 금속 코팅되어 있고, 단자판(31)(32)의 코팅이 되지 않은 반대쪽 표면은 자적 시스템(9)(10)의 하부 바깥면에 부착된다(도 5에는 도시되지 않음). 단자판(31)(32)의 금속 코팅면은 도선(33)(34)을 통해 감지부 홀더(26) 및 상부 고정링(27)에 연결되어 정전 차단막을 형성한다.
두 개의 굴성 부재(23) 사이에 90°를 이루는 꼭지각은 진자판(3) 위에 위치하고 있다(도 2). 이에 대한 변형으로서, 두 개의 굴성 부재(23) 사이에 90°를 이루는 꼭지각이 지지 프레임(5) 위에 위치할 수도 있다(도 6).
또다른 변형도 가능한데, 굴성 플렉셔(4)(도 7)가 추가로 두 개의 굴성 부재(35)를 구비할 수도 있다. 이 때 굴성 플렉셔(4)의 4 개의 굴성 부재(23)(35)는 정사각형 모양을 형성한다.
진자 조립체(2)에서 지지 프레임(5)의 대칭축(y-y)을 기준으로 좌측 또는 우측 프레임 상에 굴성 플렉셔(4)의 표면 장력을 해소하기 위하여 홈(36)이 형성되어 있다(도 8). 이 때 홈의 위치는 굴성 플렉셔(4)의 굴성 부재(23)가 지지 프레임으로부터 시작되는 연결점과 이로부터 가장 가까운 돌출부(6) 사이가 적절하다. 도 8에서는 홈(36)이 좌측에 형성되어 있다.
두 개의 링(29)(30)(도 4)은 규소, 석영, 유리 등의 소재로 만들어지거나, 규소의 열팽창율에 근사한 열팽창율을 갖는 소재로 만들어진다.
토커 코일(22)(도 9)은 중앙에 원통형 구멍(38)이 뚫린 절연 와셔(37)에 의해 진자판(3)에 부착되어 있다. 자석 시스템(10)의 마그네트 캡(16)의, 진자 조립체(2)쪽을 향한, 중앙에는 원통형 돌출부(39)가 있고, 이 돌출부는 절연 와셔(37)의 중심 구멍(38)에 틈이 있게 들어간다. 토커 코일(21)은 중앙에 원통형 구멍(41)이 뚫린 절연 와셔(40)에 의해 진자판(30)에 부착되어 있다. 진자 조립체(2)쪽을 향한 자석 시스템(9)의 마그네트 캡(15)에는 중앙에 원형 돌출부(42)가 있으며, 절연 와셔(40)의 중앙 구멍(41)에 틈이 있게 들어간다.
돌출부(39)의 외경과 절연 와셔(37)의 내경 사이의 틈은 토커 코일(22)의 외경과 자로(12)를 구성하는 부재(19) 사이의 틈보다 훨씬 작게 되어 있다.
토커 코일을 부착하기 위하여 사용된 절연 와셔(37)(40)(도 10)는 절연재로 만들어지며, 코일의 전기적 연결을 위한 단자(43)(44)를 구비하고 있다.
토커 코일(21)(22)은 서로 직렬로 연결되어 있으며, 가속도계 재평형회로 출력단과 전기적으로 연결되어 있다.
가속도계는 덮개(45)를 갖추고 있다(도 1).
보정형 진자식 가속도계의 작동 원리는 다음과 같다.
측정 방향 x-x를 따라 가속도 a가 발생하면, 진자판(3)과 그 위에 부착된 부재들로 구성된 민감 소자가 관성 모멘트 mla로 인하여 편향된다.
여기서, m은 민감 소자의 질량이고, l은 민감 소자의 질량 중심과 플렉셔의 z-z 축 사이의 거리(진자의 길이)이고, a는 x-x 방향의 가속도이다.
민감 소자의 편향은 이동 축전기인 진자 조립체(2)의 진자판(3)과 고정 축전기인 진자판 반대쪽의 자로(11)(12)의 표면 사이의 거리 변화를 유발하며, 이에 따라 두 축전기 사이의 정전 용량을 변화시킨다.
센서의 변위에 따른 정전 용량의 변화는 가속도계의 재평형회로에 의해 직류 로 바뀌고, 이 직류는 토커 코일(21)(22)로 보내어진다. 토커 코일에 전류가 흐름에 따라 민감 소자의 위치 보정이 발생하여, 민감 소자를 원래 위치로 되돌아오게 한다. 토커 코일에 흐르는 직류의 크기는 인가된 가속도 크기이다.
본 발명에 따른 보정형 진자식 가속도계는 고정밀도를 가지며, 크기는 기존의 것과 비교하여 같거나 더 작으면서도 더욱 향상된 내진 특성을 갖는다.

Claims (11)

  1. 본체와, 상기 본체 내에 위치하며, 단결정 실리콘으로 된 얇은 판으로 만들어지고, 굴성 플렉셔와 연결된 진자판 및 양쪽에 위치 고정을 위한 돌출부를 갖춘 지지 프레임을 구비한 진자 조립체와, 지지 프레임의 양쪽 돌출부와 맞닿아 있는 두개의 마그네트 홀더와, 자로, 영구 자석 및 마그네트 캡을 각각 구비하며, 해당 마그네트 홀더 내에 각각 부착된 두 개의 자석 시스템과, 해당 자로의 틈 사이에 위치하면서 진자판에 부착된 토커 코일로 구성된 보정형 진자식 가속도계에 있어서,
    굴성 플렉셔는 진자 조립체의 대칭축을 기준으로 서로 90°로 배치된 두 개 이상의 굴성 부재로 이루어지고,
    마그네트 홀더는 자석 시스템의 외부 표면을 둘러싸는 날개 달린 원통 모양으로 되어 있고, 마그네트 홀더의 법면은 양쪽에 돌출부를 가지고 있는 지지 프레임과 접촉한 상태에서 정렬되고, 진자 조립체 방향의 자로의 법면과 공동면을 이루며,
    상기 가속도계는 진자 조립체에 자석 시스템을 고정하는 장치를 또한 구비하며, 이 고정 장치는 진자 조립체 및 각각의 마그네트 홀더 위에 놓인 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  2. 제1항에 있어서, 진자 조립체 고정을 위해 마그네트 홀더 중 하나를 본체에견고하게 결합시키는 역할을 하는 하부 고정링을 갖춘 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 진자 조립체에 자석 시스템을 고정하는 장치는 자석 시스템을 내포한 각 마그네트 홀더의 외경 표면을 기준으로 내경 표면이 접촉되는 감지부 홀더와, 감지부 홀더의 내경 표면을 기준으로 외경 표면이 접촉되는 상부 고정링으로 구성되며, 감지부 홀더의 하부 지지판과 상부 고정링에 의해 진자 조립체와 두 개의 마그네트 홀더가 내부에 조립되고, 진자 조립체의 지지 프레임 양쪽에 부착된 상부 링 및 하부 링은 진자판 상의 토커 코일과 동심축을 이루며, 각 링은 날개 달린 원통 모양의 해당 마그네트 홀더를 둘러싸고 있고, 그 중 하부 링은 해당 마그네트 홀더와 틈 없이 고정되고, 상부 링은 해당 마그네트 홀더와 틈이 있게 고정된 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  4. 제3항에 있어서, 감지부 홀더와 상부 고정링은 전도성 자재로 만들어지며, 상기 가속도계는 한쪽 면이 코팅되어 있는 두 개의 단자판을 또한 구비하며, 상기 단자판의 절연면은 해당 자로의 외부 측면에 부착되고, 금속 코팅면은 감지부 홀더 및 상부 고정링과 연결되어 정전 차단판을 형성하는 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  5. 제1항에 있어서, 두 개의 굴성 부재가 서로 90°의 각을 형성하며, 그 꼭지각이 진자판에 위치하는 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  6. 제1항에 있어서, 두 개의 굴성 부재가 서로 90°의 각을 형성하며, 그 꼭지각이 지지 프레임에 위치하는 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  7. 제1항에 있어서, 두 개의 굴성 부재를 추가로 포함하여 4 개의 굴성 부재로 된 굴성 플렉셔를 구비하며, 이 굴성 플렉셔의 4 개의 굴성 부재가 정사각형을 이루는 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  8. 제1항에 있어서, 진자 조립체의 대칭축을 기준으로 지지 프레임의 좌측 또는 우측, 즉 굴성 플렉셔 연결점과 지지 프레임상의 돌출부 사이 중 연결점과 가까운 부위에 플렉셔의 표면장력을 해소하기 위한 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  9. 제3항에 있어서, 상부 링 및 하부 링은 규소, 석영, 유리 등의 소재로 만들어지거나, 규소의 열팽창율에 근사한 열팽창율을 갖는 소재로 만들어진 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  10. 제1항에 있어서, 토커 코일은 중앙에 원통형 구멍이 뚫린 절연 와셔에 의해 진자판에 부착되며, 자석 시스템의 마그네트 캡의, 진자 조립체쪽을 향한, 중앙에는 원통형 돌출부가 있고, 이 돌출부는 절연 와셔의 중심 구멍에 틈이 있게 들어가며, 돌출부의 외경과 절연 와셔의 내경 사이의 틈은 토커 코일과 자석 시스템 사이의 틈보다 훨씬 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
  11. 제10항에 있어서, 토커 코일 부착을 위한 절연 와셔는 절연재로 만들어져 있고, 코일의 전기적 연결을 위한 단자를 구비한 것을 특징으로 하는 보정형 진자식 가속도계.
KR1020000034546A 1999-06-23 2000-06-22 보정형 진자식 가속도계 Expired - Lifetime KR100334229B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99113694 1999-06-23
RU99113694/28A RU2155964C1 (ru) 1999-06-23 1999-06-23 Компенсационный маятниковый акселерометр

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010007488A KR20010007488A (ko) 2001-01-26
KR100334229B1 true KR100334229B1 (ko) 2002-05-03

Family

ID=20221781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000034546A Expired - Lifetime KR100334229B1 (ko) 1999-06-23 2000-06-22 보정형 진자식 가속도계

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6422076B1 (ko)
KR (1) KR100334229B1 (ko)
FR (1) FR2795519A1 (ko)
RU (1) RU2155964C1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100706629B1 (ko) 2005-12-07 2007-04-12 주식회사 디엠에스 진자 센서 장치
KR100706664B1 (ko) 2005-10-07 2007-04-12 세메스 주식회사 진자 센서 및 이를 이용한 기판 이송 센싱 방법
KR101100279B1 (ko) 2009-12-03 2011-12-30 세메스 주식회사 이송 센서의 제조 방법
KR101264771B1 (ko) 2012-05-08 2013-05-15 국방과학연구소 환산계수 선형성을 향상시킨 실리콘 진자 조립체 내장형 가속도계

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6997882B1 (en) 2001-12-21 2006-02-14 Barron Associates, Inc. 6-DOF subject-monitoring device and method
JP2003302420A (ja) * 2002-04-05 2003-10-24 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 加速度計
RU2218575C2 (ru) * 2002-04-24 2003-12-10 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" Магнитоэлектрический преобразователь силы
KR20030096807A (ko) * 2002-06-17 2003-12-31 김승한 가속도계 어셈블리
KR100462244B1 (ko) * 2002-09-10 2004-12-17 현대모비스 주식회사 홀 소자를 이용한 차량의 능동형 속도감지장치
RU2231796C2 (ru) * 2002-12-10 2004-06-27 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" Интегральный акселерометр
US7350044B2 (en) * 2004-01-30 2008-03-25 Micron Technology, Inc. Data move method and apparatus
RU2291450C1 (ru) * 2005-05-26 2007-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. Академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Компенсационный маятниковый акселерометр
RU2307359C1 (ru) * 2006-03-09 2007-09-27 ФГУП НИИ прикладной механики им. акад. В.И. Кузнецова Акселерометр
RU2313100C1 (ru) * 2006-03-20 2007-12-20 ФГУП НИИ Прикладной механики имени академика В.И. Кузнецова Акселерометр
CA2596304C (en) * 2006-08-16 2011-03-29 Japan Aviation Electronics Industry Limited Servo accelerometer
JP2008070356A (ja) * 2006-08-16 2008-03-27 Japan Aviation Electronics Industry Ltd サーボ型加速度計
US7997136B2 (en) * 2008-10-08 2011-08-16 Honeywell International Inc. MEMS force balance accelerometer
JP2010175453A (ja) * 2009-01-30 2010-08-12 Japan Aviation Electronics Industry Ltd サーボ加速度計
RU2441247C1 (ru) * 2010-05-24 2012-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" Акселерометр
RU2497133C1 (ru) * 2012-06-19 2013-10-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МИЭТ" Чувствительный элемент микромеханического компенсационного акселерометра
RU2514150C1 (ru) * 2012-11-26 2014-04-27 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Акселерометр
RU2543708C1 (ru) * 2013-07-31 2015-03-10 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина"-ОАО "АПЗ" Компенсационный маятниковый акселерометр
US9645166B2 (en) 2014-06-26 2017-05-09 Lumedyne Technologies Incorporated Systems and methods for controlling oscillation of a gyroscope
TWI676029B (zh) 2015-05-20 2019-11-01 美商路梅戴尼科技公司 用於決定慣性參數之方法及系統
US10234477B2 (en) 2016-07-27 2019-03-19 Google Llc Composite vibratory in-plane accelerometer
RU2731652C1 (ru) * 2019-03-15 2020-09-07 Сергей Феодосьевич Коновалов Маятниковый компенсационный акселерометр
US11521772B2 (en) 2020-02-11 2022-12-06 Honeywell International Inc. Multilayer magnetic circuit assembly
US11169175B2 (en) 2020-02-11 2021-11-09 Honeywell International Inc. Multilayer excitation ring
RU2758892C1 (ru) * 2021-01-11 2021-11-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Компенсационный маятниковый акселерометр

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702073A (en) 1969-02-28 1972-11-07 Sundstrand Data Control Accelerometer
US3680393A (en) * 1969-10-27 1972-08-01 Singer Co Accelerometer
RU2046345C1 (ru) * 1983-01-10 1995-10-20 Научно-исследовательский институт прикладной механики Научно-производственного объединения "Ротор" Акселерометр
US4498342A (en) * 1983-04-18 1985-02-12 Honeywell Inc. Integrated silicon accelerometer with stress-free rebalancing
JPS6117959A (ja) * 1984-07-05 1986-01-25 Japan Aviation Electronics Ind Ltd 加速度計
US4854169A (en) * 1987-06-15 1989-08-08 Japan Aviation Electronics Industry Ltd. Accelerometer
SU1679395A1 (ru) * 1989-05-15 1991-09-23 Мгту Им.Н.Э.Баумана Компенсационный ма тниковый акселерометр
RU2126161C1 (ru) * 1994-06-27 1999-02-10 Коновалов Сергей Феодосьевич Компенсационный акселерометр
RU2121694C1 (ru) * 1997-05-28 1998-11-10 Акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро Компенсационный акселерометр

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100706664B1 (ko) 2005-10-07 2007-04-12 세메스 주식회사 진자 센서 및 이를 이용한 기판 이송 센싱 방법
KR100706629B1 (ko) 2005-12-07 2007-04-12 주식회사 디엠에스 진자 센서 장치
KR101100279B1 (ko) 2009-12-03 2011-12-30 세메스 주식회사 이송 센서의 제조 방법
KR101264771B1 (ko) 2012-05-08 2013-05-15 국방과학연구소 환산계수 선형성을 향상시킨 실리콘 진자 조립체 내장형 가속도계

Also Published As

Publication number Publication date
RU2155964C1 (ru) 2000-09-10
FR2795519A1 (fr) 2000-12-29
KR20010007488A (ko) 2001-01-26
US6422076B1 (en) 2002-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100334229B1 (ko) 보정형 진자식 가속도계
EP0486657B1 (en) Accelerometer with flexure isolation
US4854169A (en) Accelerometer
US4498342A (en) Integrated silicon accelerometer with stress-free rebalancing
US4398417A (en) Three-axis accelerometer having flexure bearing with overload protection
US5085079A (en) Accelerometer with mounting/coupling structure for an electronics assembly
US5205171A (en) Miniature silicon accelerometer and method
US3498138A (en) Accelerometer
KR100731821B1 (ko) 자이로스코우프 센서
US4726228A (en) Accelerometer proof mass interface
US4944184A (en) Asymmetric flexure for pendulous accelerometer
US4414848A (en) Three-axis accelerometer
US3513711A (en) Subminiature single axis accelerometer
US4372162A (en) Three-axis accelerometer having dynamic bias compensation
US5111694A (en) Accelerometer with rebalance coil stress isolation
US4372520A (en) Suspension for three-axis accelerometer
US5824901A (en) Capacitive sensor for measuring accelerations and inclinations
US5856772A (en) Low stress magnet interface
US4398418A (en) Three-axis accelerometer having improved magnet configuration
US5587530A (en) Low stress magnet interface for a force rebalance accelerometer
JP2913525B2 (ja) 傾斜計
RU2291450C1 (ru) Компенсационный маятниковый акселерометр
SU1679395A1 (ru) Компенсационный ма тниковый акселерометр
JP4054073B2 (ja) 低応力の磁石インターフエースを含む力再釣合加速度計
RU2758892C1 (ru) Компенсационный маятниковый акселерометр

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20000622

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20020329

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20020412

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20020413

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20050328

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20060328

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20070329

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20080401

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20090401

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20100402

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20110401

Start annual number: 10

End annual number: 10

FPAY Annual fee payment
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20120402

Start annual number: 11

End annual number: 11

FPAY Annual fee payment
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20130327

Start annual number: 12

End annual number: 12

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20140401

Start annual number: 13

End annual number: 13

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150401

Start annual number: 14

End annual number: 14

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160401

Start annual number: 15

End annual number: 15

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170403

Start annual number: 16

End annual number: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 17

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180409

Start annual number: 17

End annual number: 17

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 18

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190401

Start annual number: 18

End annual number: 18

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200401

Start annual number: 19

End annual number: 19

PC1801 Expiration of term