gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-619Research ArticleСтатьиДвухкоординатный микромеханический ДУС с магнитоэлектрическими датчиками обратной связи по каналам возбуждения и измеренияКоноваловС. Ф.

Коновалов Сергей Феодосьевич, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

 

ПодчезерцевВ. П.

Подчезерцев Виктор Павлович, кандидат технических наук, доцент.

 

МайоровД. В.

Майоров Денис Владимирович, кандидат технических наук, доцент

ПономаревЮ. А.

Пономарев Юрий Анатольевич, инженер

СидоровА. Г.

Сидоров Александр Григорьевич, инженер

ПаркХ.В.

Парк Х.В., инженер

КвонН.И.

Квон Н.Й., инженер

ЛиГ.С.

Ли Г.С., доктор философии              

СеоДж.Б.

Сео Дж.Б., инженер

Московский государственный технический университет им. Н.Э.БауманаRussian FederationМосковский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаRussian Federation«Пунгсан ФНС» (Нонсан-Сити)Korea, Republic of2010250320261836171Copyright © Коновалов С.Ф., Подчезерцев В.П., Майоров Д.В., Пономарев Ю.А., Сидоров А.Г., Парк Х., Квон Н., Ли Г., Сео Д., 20262026Коновалов С.Ф., Подчезерцев В.П., Майоров Д.В., Пономарев Ю.А., Сидоров А.Г., Парк Х., Квон Н., Ли Г., Сео Д.Коновалов С.Ф., Подчезерцев В.П., Майоров Д.В., Пономарев Ю.А., Сидоров А.Г., Парк Х., Квон Н., Ли Г., Сео Д.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/619

Представлена конструкция двухкомпонентного компенсационного микромеханического датчика угловой скорости (ММГ) на основе вибрационного гироскопа R-R типа. Показаны цифровые системы резонансной настройки прибора и поддержания постоянства амплитуды угловой скорости колебаний маятника, а также системы компенсации нулевого сигнала и формирования выходных сигналов, реализованные на микроконтроллере. Анализируются причины появления нулевых сигналов гироскопов, связанные с несовершенством изготовления упругого подвеса маятника и магнитных систем, даны рекомендации по их компенсации регулировкой магнитной системы возбудителя крутильных колебаний, доработкой упругих элементов и введением компенсирующего сигнала в контур обратной связи. Приведены результаты расчетов упругой микромеханической системы и моделирования движения гироскопа, а также результаты экспериментального исследования разработанного микромеханического датчика угловой скорости.

Статья по докладу на XVII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.

In the report the design of а two-coordinate micromechanical angular rate sensor (RS) on the basis of the vibrating gyroscope of R-R type is presented. The gyro- scope constructed under the scheme "sandwich" uses a magnetoelectric activator of torsional fluctuations of a silicon sensitive element and a contour of a feedback on channels of measurement consisting of capacitor's pick-off and magnetoelectric torque. The design features of the device provide its operability in gas-filled volume at atmospheric pressure. Algorithms of digital systems of resonant adjustment of the device and maintenance of constancy of amplitude of angular rate of fluctuations of a pendulum, and also systems of compensation for a zero signal and formation of the output signals constructed on the microcontroller are presented. The reasons of occurrence of zero signals of the gyroscope, connected with imperfection of manufacturing elastic suspension a pendulum and magnetic systems are analyzed, recommendations under their compensation by adjustment of magnetic system of the activator torsional fluctuations, completion of elastic elements and introduction of a compensating signal in a contour of a feedback are given. The results of calculations of elastic micromechanical system, modeling of movement of a gyroscope are presented at various kinds of formation of a contour of a feedback and experimental researches of the developed micromechanical angular rate sensor with a magnetoelectric feedback.

 

ReferencesИшлинский, А.Ю. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация. – М.:Наука, 1976.Ишлинский, А.Ю. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация. – М.:Наука, 1976.http://www.semiconductors.bosch.de/en/20/sensors/angular.asphttp://www.semiconductors.bosch.de/en/20/sensors/angular.aspMikko Saukoski, Lasse Aaltonen, Kari A.I.Halonen. Zero-Rate Output and Quadrature Error Compensation, IEEE Sensors Journal. - 2007. – Vol.7, №12. – pp. 639-1651.Mikko Saukoski, Lasse Aaltonen, Kari A.I.Halonen. Zero-Rate Output and Quadrature Error Compensation, IEEE Sensors Journal. - 2007. – Vol.7, №12. – pp. 639-1651.Ying W. Hsu. Patent # US 6370937 B2. Method of Cancelling Quadrature Error In an Angular Rate Sensor. – 2002.Ying W. Hsu. Patent # US 6370937 B2. Method of Cancelling Quadrature Error In an Angular Rate Sensor. – 2002.Stewart R.E., Wyse S.F. Bias and Quadrature Reduction in Class II Coriolis Vibratory gyros. EP 1,752,733A2, Bulletin. – 2007.Stewart R.E., Wyse S.F. Bias and Quadrature Reduction in Class II Coriolis Vibratory gyros. EP 1,752,733A2, Bulletin. – 2007.He, G. and Najafi, K., A Single-Crystal Silicon Vibrating Ring Gyroscope, MEMS 2002 – 15th IEEE. International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Las Vegas, NV, January 2002.He, G. and Najafi, K., A Single-Crystal Silicon Vibrating Ring Gyroscope, MEMS 2002 – 15th IEEE. International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Las Vegas, NV, January 2002.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.