[go: up one dir, main page]

SU1525586A1 - Electrostatic accelerometer - Google Patents

Electrostatic accelerometer Download PDF

Info

Publication number
SU1525586A1
SU1525586A1 SU874283480A SU4283480A SU1525586A1 SU 1525586 A1 SU1525586 A1 SU 1525586A1 SU 874283480 A SU874283480 A SU 874283480A SU 4283480 A SU4283480 A SU 4283480A SU 1525586 A1 SU1525586 A1 SU 1525586A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
sensitive
phase
adders
electrodes
Prior art date
Application number
SU874283480A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Михайлович Артемов
Эдуард Алексеевич Кудряшов
Вячеслав Степанович Моисейченко
Original Assignee
Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
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 Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина filed Critical Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority to SU874283480A priority Critical patent/SU1525586A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1525586A1 publication Critical patent/SU1525586A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти широкое применение дл  измерени  параметров движени  объектов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности акселерометра за счет линеаризации датчика перемещени  и исключени  его моментов т жени . Цель достигаетс  путем включени  гиперболических цепей линеаризации на операционных усилител х 8 и 9 в цепь обратной св зи компенсационной схемы соединением выходов усилителей 8 и 9 через фазочувствительные демодул торы, дифференциальный усилитель 12 и сумматоры 13 и 14 с входами питани  гиперболитических цепей и использовани  импульсного источника 16 питани . Компенсационное усилие создаетс  за счет разности напр жений на электродах 4, 6 и 5, 7, что линеаризует характеристику электростатического компенсатора. 1 ил.The invention relates to a measurement technique and can be widely used for measuring the parameters of movement of objects. The aim of the invention is to improve the accuracy of the accelerometer due to the linearization of the displacement sensor and the elimination of its moments of gravity. The goal is achieved by including hyperbolic linearization circuits on operational amplifiers 8 and 9 in the feedback circuit of the compensation circuit by connecting the outputs of amplifiers 8 and 9 through phase-sensitive demodulators, differential amplifier 12 and adders 13 and 14 with power inputs of hyperbolic circuits and using a pulse source 16 nutrition The compensation force is created by the difference in voltage across the electrodes 4, 6 and 5, 7, which linearizes the characteristic of the electrostatic compensator. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к ппформаци онно-измернтелыюй техш1ке и может найти широкое применение дл  точных измерений линейных ускорений, ускоре НИИ силы т жести и параметров дпиже- ни  объектов.The invention relates to the measurement and measurement of technical technology and can be widely used for accurate measurements of linear accelerations, accelerations of the scientific research institute of gravity and parameters of the spin of objects.

Цель изобрете1ш  - повышение точности акселерометра за счет линеаризации характеристики и исключени  моментов т жешш емкостного датчика перемещени  акселерометра.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the accelerometer by linearizing the characteristics and eliminating the moments of the capacitive displacement sensor of the accelerometer.

На чертеже показана принципиальна  схема акселерометра.The drawing shows a schematic diagram of an accelerometer.

Акселерометр содержит подвижный чувствительный элемент 1, например из кремгш , на упругом подвесе 2 и корпус 3. На чувствительном элементе 1 расположены два изолированных электрода 4 и 5. По обе стороны от чувствительного элемента расположены две неподвижных пластины с изолированными на них электродам 6 и 7 Послед1те включены на вход операционных усилителей 8 и 9, а электроды 4 и 5 - на выходы усилителей, которые соединены с входами фазочувстви- тельных демодул торов 10 и 11, соединенных с входом дифференциального усилител  12, выходы которого соеди- нены с входами сумматоров 13 и 14 и подаютс  на входы разностного устройства 15. На вторые входы сумматоров подано импульсное синхронизированное от модул тора 17, опорное напр жение Up от источника 16.The accelerometer contains a movable sensitive element 1, for example, from a crinkle, on an elastic suspension 2 and a housing 3. On the sensitive element 1 there are two isolated electrodes 4 and 5. On both sides of the sensitive element there are two fixed plates with electrodes 6 and 7 isolated on them they are connected to the input of operational amplifiers 8 and 9, and electrodes 4 and 5 are connected to the outputs of amplifiers, which are connected to the inputs of phase-sensitive demodulators 10 and 11, connected to the input of differential amplifier 12, whose outputs are from a unified Nena to inputs of adders 13 and 14 and are supplied to inputs of a differential device 15. To the second inputs of adders filed synchronized pulse from the modulator 17, reference voltage source 16 by Up.

Фазочувствительные демодул торы 10 и 11 управл ютс  от модул тора 17 Выходы сумматоров 13 и 14 через опорные конденсаторы С соединены с вхо- дами операционных усилителей 8 и 9. Пары электродов 4, 6 и 5, 7 образуют элементы емкостного датчика положени совмещенного с электростатическим компенсатором.The phase-sensitive demodulators 10 and 11 are controlled from the modulator 17. The outputs of the adders 13 and 14 through the reference capacitors C are connected to the inputs of the operational amplifiers 8 and 9. The pairs of electrodes 4, 6 and 5, 7 form elements of a capacitive position sensor combined with an electrostatic compensator .

Устройство работает следующим образом ..The device works as follows.

При наличии ускорени  на чувствительный элемент 1 воздействует инерционна  сила, котора  в компенсацион ной схеме уравновешиваетс  усилием электростатического компенсатора.In the presence of acceleration, the inertial force acts on the sensitive element 1, which in the compensation circuit is balanced by the force of the electrostatic compensator.

Перемещение чувствительного элемента под воздействием инерционной силы вызывает изменение емкостей между электродами 4, 6 и 5, 7.The movement of the sensitive element under the influence of inertial force causes a change in the capacitances between the electrodes 4, 6 and 5, 7.

Изменени  емкостей преобразуютс  гиперболическими цеп ми емкостных датчиков перемещени  в выходные напрChanges in capacitances are transformed by hyperbolic chains of capacitive displacement sensors on output voltages.

5 0 5 о 5 0 5 o

5five

Q Q

5five

женип операционных усилителей 8 и 9, которые детектируютс  фазочупстви- тельными демодул торами 10 и 11. Разность выходных напр жений фато- чувствительных демодул торов усиливаетс  дифференциальным уси:пп елем 12 с дифференциальным выходом. Выходные импульсные напр жени  усилител  12 суммируютс  с импульсным опорным напр жением источника 16 и преобразуютс  гиперболической цепью в компенсационные напр жени , которые приложены к электродам 4, 6 и 5, Т.,The output of operational amplifiers 8 and 9, which are detected by phase-sensitive demodulators 10 and 11. The difference in output voltages of the frost-sensitive demodulators is amplified by differential voltage: 12 with differential output. The output impulse voltages of amplifier 12 are summed with the impulse reference voltage of source 16 and converted by a hyperbolic circuit into compensating voltages that are applied to electrodes 4, 6 and 5, T.,

Компенсационное усилие создаетс  за счет разности напр жений на электродах, что линеаризует характеристику электростатического компенсатора .The compensation force is created by the difference in voltage across the electrodes, which linearizes the characteristic of the electrostatic compensator.

Измер емое ускорение пропорционально амплитуде импульсного напр жени  разностного устройства 15.The measured acceleration is proportional to the amplitude of the pulse voltage of the differential device 15.

Таким образом, использование гиперболической цепи одновременно как преобразовател  перемещени  и в цепи обратной св зи дл  линеаризации характеристики электростатического компенсатора позвол ет линеаризовать датчик перемещени  акселерометра и исключить его моменты т жени .Thus, the use of a hyperbolic circuit at the same time as a displacement transducer and in a feedback circuit to linearize the characteristics of the electrostatic compensator allows linearizing the accelerometer displacement sensor and eliminating its drag points.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Электростатический акселерометр, содержащий корпус-, размещенный в нем на упругом подвесе чувствительный элемент в виде пластины из монокристаллического материала, изолированные электроды, расположенные на чувствительном элементе и корпусе, опорные конденсаторы, фазочувстви- тельный демодул тор, дифференциальный и операционный усшштели, модул тор и источник опорного напр же1ш , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности акселерометра , в него введены два сумматора и вычитающее устройство, второй опе- рационньи усилитель и второй фазочув- ствительный демодул тор, дифференци- альньй усилитель выполнен с дифференциальным выходом, источник опорного напр жени  выполнен импульсным, первые обкладки опорных конденсаторов и электроды на корпусе соединены с входами операционных усилителей, с выходами которых соединены соответствующие электроды на чувствительном элементе и через ФазочувствительныеElectrostatic accelerometer, comprising a case- sensitive element in the form of a plate made of single-crystal material placed on an elastic suspension; isolated electrodes located on the sensitive element and the case; reference capacitors, phase-sensitive demodulator, differential and operational terminals, modulator and source reference voltage, characterized in that, in order to increase the accuracy of the accelerometer, two adders and a subtracter are introduced into it, the second operating amplifier and A phase-sensitive demodulator, a differential amplifier are made with a differential output, the reference voltage source is pulsed, the first plates of the reference capacitors and electrodes on the case are connected to the inputs of operational amplifiers, the outputs of which are connected to the corresponding electrodes on the sensing element and through Phase-sensitive 51525586 и51525586 and демодул торы - входы дифференцналь-р жени , св занного с модул тором,demodulators - differential inputs connected to the modulator, ного усилител , выходы которого со-который в свою очередь соединен сamplifier, the outputs of which are co-which in turn is connected to с вычитающим устройством ивторыми входами фазочувствительных with subtractive device and second phase-sensitive inputs первыми входами сумматоров, вторыедемодул торов, а выходы сумматоровfirst inputs of adders, second demodulators, and outputs of adders входы которых соединены с выходом соединены с соответствующими вторымиthe inputs of which are connected to the output are connected to the corresponding second источника импульсного опорного нап-обкладками опорных конденсаторов.source of pulsed reference on-plates of reference capacitors.
SU874283480A 1987-06-08 1987-06-08 Electrostatic accelerometer SU1525586A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874283480A SU1525586A1 (en) 1987-06-08 1987-06-08 Electrostatic accelerometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874283480A SU1525586A1 (en) 1987-06-08 1987-06-08 Electrostatic accelerometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1525586A1 true SU1525586A1 (en) 1989-11-30

Family

ID=21319138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874283480A SU1525586A1 (en) 1987-06-08 1987-06-08 Electrostatic accelerometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1525586A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кудр шов Э.А., Малыгина Н.В., Темтшков В.А. Метрологические характеристики простого измерительного преобразовател емкости в напр жение посто нного тока с гиперболической функцией преобразопани . Датчики аитоматических систем, Омск, 1983, с. 37-41, Г1ате(гт Великобрита 1ии № 2047902, кл, G 01 Р 15/13, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4584885A (en) Capacitive detector for transducers
US4636714A (en) Capacitive transducer and method
Suzuki et al. Semiconductor capacitance-type accelerometer with PWM electrostatic servo technique
CN106629571A (en) Weakly coupled MEMS resonance type accelerometer based on mode localization effect
US5009111A (en) Differential force balance apparatus
Mochizuki et al. A high-accuracy high-speed signal processing circuit of differential-capacitance transducers
da Rocha et al. Capacitive sensor for three-axis force measurements and its readout electronics
EP2972066B1 (en) Linear capacitive displacement sensor
KR880701362A (en) Circuit device for measuring mechanical deformation
SU1525586A1 (en) Electrostatic accelerometer
US4167697A (en) Capacitive pick-off circuit
RU2566655C1 (en) Measurement of apparent acceleration and piezoelectric accelerometer to this end
US3237449A (en) Force measuring device
US3084558A (en) Capacitance pickoff with low coercion
JPH03293565A (en) PWM electrostatic servo accelerometer
CN103308721B (en) Capacitance reading circuit of inertia detecting element
US3917936A (en) Method and apparatus for measuring the cross-correlation of two dynamic mechanical quantities
SU1478127A1 (en) Accelerometer
CN203385752U (en) Capacitance reading circuit of inertia detection element
SU960540A1 (en) Digital system for automatic weight registering
Barile et al. Automatic Differential Capacitive Sensing by Means of Linear Interface
SU1561047A1 (en) Capacitive accelerometer
Berns et al. Sensor Data Processing
SU1543351A1 (en) Instrument transducer of non-electric values provided with capacitive pickup
SU1624704A1 (en) Piezoelectric transducer