Кафедра приборов и информационно-измерительных систем

Курсовой проект

 

по дисциплине:

«Приборы первичной информации»

на тему:

«Двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости»

 

 

Выполнил: студ. гр. 3415

_________ Никифоров Д.А.

 

Принял:

_________Никитин А.В.

 

Дата защиты_______

Оценка____________

Подпись___________

 

Казань 2013

Казанский национальный исследовательский технический университет

Им. А.Н. Туполева-КАИ

Кафедра приборов и информационно-измерительных систем

Утверждаю

Зав. Кафедрой ПИИС

________Солдаткин В.М.

"_____" _____________ 2010г.

 

Задание на курсовой проект

 

Дисциплина Приборы первичной информации

Студент __ Никифоров Д.А. ______Группа 3415

Тема Двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости

Технические условия

1. Диапазон измерения угловых скоростей………………………………………………..……………………………...1-45град/с

2.Погрешность измерения……………………………………….….………………..…………………(1+0,02w)град/с

3. Рабочая полоса частот……………………………………………………….……0,05-10 Гц

4. Вид выходного сигнала …………………………….…………………………… электрический

5.Габаритно-массовые характеристики

- габариты преобразователя..............…………………………….… B х H = (30)х (100)мм

-масса преобразователя………………………………………………………………….30±5гр.

6.Условия эксплуатации

- рабочий диапазон температур………………………………….………………………±30°С

- рабочий диапазон давлений окружающей среды…………….…….............110….40 кПА.

- относительная влажность (максимальная)…………….………………..80 % при t = 20° С

7.Электропитание: …………………….…………………….…………...................……±15 ± 10%.

 

Объем работы

 

1. Характеристика объекта контроля и анализ требований, предъявляемых к струйному двухкомпонентному датчику угловой скорости(ДУС).

2. Обзор принципов и схем построения струйного двухкомпонентного датчика угловой скорости (ДУС) по материалам патентно-реферативного поиска.

3. Выбор и обоснование структурно-функциональной схемы струйного ДУС.

4. Теоретическое исследование структурно-функциональной схемы струйного ДУС.

5. Расчетно-аналитическое обоснование требований к основным элементам струйного двухкомпонентного датчика угловой скорости.

6. Выбор и обоснование принципов конструктивного построения струйного двухкомпонентного датчика угловой скорости.

7. Анализ доминирующих источников погрешностей и оценка их результирующего значения.

Графическая часть

 

1/2 листа - структурная схема основных элементов струйного двухкомпонентного ДУС.

1/2 листа – сборочный черчеж струйного двухкомпанентного ДУС.

1/2листа - рабочие чертежи основных конструктивных элементов струйного ДУС.

1/2листа – габаритный чертеж и схема соединения струйного ДУС.

 

 

Приложение

№ п/п	Номер патента класс МКИ;	дата публикации	авторы изобретения; фирма	Название, Краткое описание
	№ 2462723 G 01 P3 /26	27.09.2012	Кравченко Николай Александрович Яшков Виталий Андреевич Солдаткин Владимир Михайлович Порунов Александр Азикович Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ	Двухкомпанентный струйный ДУС. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения величины угловой скорости подвижных объектов в двух плоскостях вращения. Двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости включает в себя нагнетатель 1, формирующее сопло 2, рабочую камеру 3, анемочувствительные элементы 5, 12 в плоскости вращения "xoz", анемочувствительные элементы 6, 13 в плоскости вращения "yoz", изолированные стойки 4, 7, 9, 10, 11, расположенные в корпусе устройства 8 на кольце 14, электроизмерительные схемы 15, 16 анемочувствительных элементов в плоскости вращения "xoz", электроизмерительные схемы 17, 18 анемочувствительных элементов в плоскости вращения "yoz", сумматоры 19, 22, вычитающие устройства 20, 21, блок коррекции 23 чувствительности в плоскости вращения "xoz", усилитель 24 информативного сигнала в плоскости вращения "xoz", усилитель 25 информативного сигнала в плоскости вращения "yoz", блок коррекции 26 чувствительности в плоскости вращения "yoz" и блок преобразования информативного сигнала 27. Технический результат: повышение точности измерений угловой скорости
	№ 2059251 G 01 P3/22	27.04.1996	Мартынов Е.В., Репин И.Н., Алексеев В.П. Казанский государственный технический университет	Струйный ДУС . Использование: в измерительной технике для преобразования угловых скоростей движущихся объектов в электрический сигнал. Сущность изобретения: повышение точности преобразования струйного датчика угловой скорости достигается путем стабилизации расхода газа цепи датчика
	№ 2276370 G 01 P9/04 G 01 C19/56	06.01.2006.	Баженов Владимир Ильич Будкин Владимир Леонидович Джанджгава Гиви Ивлианович Морозов Анатолий Алексеевич Саломатин Александр Константинович Соловьев Владимир Михайлович	ДУС. Датчик угловой скорости содержит резонатор, выполненный на нем системы первичных и вторичных вибраторов, системы первичных и вторичных датчиков колебаний, первичную систему управления вибрацией с цепью фазового сдвига и цепью фазовой автоматической подстройки частоты, вторичную систему управления вибрацией с цепями синфазной и квадратурной обработки сигналов. Цепь фазовой автоматической подстройки частоты содержит фазовый демодулятор, корректирующий фильтр, преобразователь постоянного напряжения в частотный сигнал и фазовращатель. Преобразователь постоянного напряжения в частотный сигнал выполнен в составе подключенного к выходу корректирующего фильтра усилителя постоянного тока, аналого-цифрового преобразователя, генератора высокой частоты на кварцевом резонаторе, программируемого счетчика с делением частоты, триггера. Фазовращатель выполнен в виде фазового расщепителя с выходами сигналов с фазовыми сдвигами 0°, 90°, 180°, 270° относительно выхода триггера. В цепь синфазной обработки сигнала введен выходной усилитель, выходной сигнал которого является мерой угловой скорости.
	№ 2457493 G 01 P9/00	27.01.2012	Харитонов Виктор Иванович Баженов Владимир Ильич Сержанов Юрий Владимирович Коренева Ольга Владимировна Литюшкина Татьяна Викторовна Темляков Николай Алексеевич Рябова Людмила Георгиевна Кузнецова Галина Константиновна	ДУС. . Датчик угловой скорости (ДУС) содержит динамически настраиваемый гироскоп (ДНГ) с датчиком угла и момента, источник питания переменного тока, усилитель переменного тока, фазовый демодулятор и усилитель постоянного тока по каждой измерительной оси ДУС. Каждый из датчиков угла выполнен по мостовой схеме, в которую входят два резистора и две обмотки, расположенные на сердечниках. В ДУС введены три дифференциальных усилителя (ДУ). К входам первого ДУ подключены выходы источника питания переменного тока, к входам второго ДУ подсоединены выводы одной из обмоток датчика угла. Выходы первого и второго ДУ подключены к входам третьего ДУ. Коэффициент усиления первого ДУ выполнен равным коэффициенту усиления второго ДУ, умноженному на отношение напряжение на обмотке к выходному напряжению источника питания переменного тока
	№ 2410701 G 01 P9/04 G 01P15/00 Бюл. № 3	27.01.2011.	Скалон Анатолий Иванович Тыртычный Алексей Анатольевич	Микромеханический датчик угловой скорости. датчик угловой скорости содержит основание и крышку, несущую раму, первую и вторую инерционные массы, закрепленные на упругих элементах подвеса, датчики положения каждой инерционной массы. При этом, дополнительно введены вторые датчики положения каждой инерционной массы, постоянные магниты, первый и второй компараторы, первый и второй ключи и источник постоянного тока, инерционные массы выполнены из монокристаллического кремния в виде пластин с прямоугольной оптической щелью каждая и закреплены в несущей раме с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным продольной и поперечной осям в плоскости, параллельной основанию, инерционные массы размещены в зазоре между постоянными магнитами, на поверхности каждой инерционной массы, параллельно поперечной оси, напылены токопроводящие дорожки
	№ 2483278 G 01 С 19/5691 Бюл. № 15	27.05.2013.	Сажем Дефанс Секюрите	Инерциальный датчик угловой скорости. Инерциальный датчик содержит вибрирующий элемент (1) с расположенными друг против друга покрытыми металлом частями (2, 5), образующими конденсатор (6) переменной емкости, мультиплексор/демультиплексор, соединенный с конденсатором, и цепь нагрузки с низким импедансом, соединенную с мультиплексором/демультиплексором. Изобретение обеспечивает компенсацию отклонения, не зависящего от положения колебаний относительно корпуса прибора
	№ 2412448 G 01 P9/04 Бюл. № 5	27.10.2010.	Образцов Роман Михайлович Гриценко Анатолий Лукьянович Шахворостов Дмитрий Юрьевич Открытое акционерное общество "Научно- исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" (ОАО "НИИ "Элпа") (RU)	Ударопрочный вибрационный датчик угловой скорости. Датчик содержит корпус, электрическую схему возбуждения чувствительного элемента и обработки информационных сигналов, закрепленный на упругих подвесах чувствительный элемент в форме балки треугольного сечения из металлического материала с пьезоэлектрическими пластинами на гранях. Упругие подвесы выполнены в виде двух колец, внутри которых сформировано по три пружинных элемента, на ребрах балки выполнены прорези, в которых крепятся пружинные элементы упругих подвесов. Чувствительный элемент с упругими подвесами помещен в капсулу, состоящую из втулки и двух опорных узлов с элементами защиты чувствительного элемента от продольных и поперечных ударов, содержащих два расположенных на продольной оси балки по обе ее стороны упора и шесть упоров, установленных перпендикулярно боковым граням балки, симметрично относительно ее поперечной оси, с возможностью регулировки величины зазора относительно граней балки, причем упоры выполнены из мягкого металла, например из свинца
	№ 2276773 G 01 C19/02	20.05.2006.	Андреев А.Г. Максимов А.Г. Ермаков В.С. Нестеров И.И. СередаЮ.А Чудинов А.Ю.	Датчик угловой скорости на базе модуляционного гироскопа. Датчик угловой скорости на базе модуляционного гироскопа содержит ротор в виде параллелепипеда на упругом равножестком подвесе, помещенный в герметизированную, вакуумированную, вращающуюся вместе с ротором камеру, газодинамические сферические опоры, двигатель, датчик момента, вынесенные из вакуумированного объема, устройство съема информации и управления ротором, выполненное во вращающейся системе координат в виде емкостно-частотного преобразователя и синусно-косинусного преобразователя, а также магнитоэлектрический датчик момента, состоящий из катушек и двух постоянных магнитов с радиальной текстурой намагничивания, установленных диаметрально противоположно в ротор гироскопа; причем магниты и соответствующие им магнитопроводы помещены на роторе, а обмотки датчика момента расположены за стенкой герметичной ампулы и пронизываются радиальным полем постоянных магнитов
	№ 2104557 G 01 P 9/04	26.07.2003.	Виноградов А.Н. Голяев Ю.Д. Запотылько Н.Р. Красивский И.Н. Мельников А.В.	Вибрационный датчик угловой скорости. Сущность изобретения: вибрационный датчик угловой скорости содержит поддерживающие элементы, вибрирующий стержень, на одной паре смежных граней которого закреплены приводные пьезоэлементы, вибрирующий стержень выполнен в форме призмы с четырехугольным поперечным сечением, диагонали которого взаимно перпендикулярны, а на другой паре смежных граней закреплены выходные пьезоэлементы. 1 ил. Изобретение относится к измерительной технике, в частности к преобразованию параметров вращения в электрический сигнал с помощью гироскопов вибрационного типа с пьезоэлектрическими элементами. Оно может быть использовано, например, в системах навигации.
	№ 838560 G 01 P 3/26	27.03.1996.	ШМУЛЕВ В.А. КОСТЮКОВ Ю.Ф.	Струйный датчик угловой скорости. Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых скоростей движущихся объектов.   Известен струйный датчик углоной скорости, принцип дейстния которого основан на отклонении газовой струи при угловом движении объекта, на котором установлен датчик. Такой прибор содержит корпус, рабочую камеру, сопло, нагнетатель и термореэисторы, расположенные против сопла и включенные в электроиэмерительную схему

Введение

Для ручного и автоматического управления летательными аппаратами, помимо определения их углового положения, необходимо измерять угловые скорости вращения относительно осей летательных аппаратов. С этой целью широкое применение находят гироскопические измерители угловой скорости — скоростные гироскопы (СГ).

Датчики угловых скоростей (ДУС), предназначенные для измерения угловой скорости вращения ВС вокруг какой-либо из связанных его осей, применяются в качестве чувствительных элементов автопилотов, а также бескарданных систем ориентации и бескарданных инерциальных навигационных систем.

Угловая скорость— физическая величина, являющаяся псевдовектором (аксиальным вектором) и характеризующая скорость вращения материальной точки вокруг центра вращения. Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота точки вокруг центра вращения в единицу времени:

,

а направлен по оси вращения согласно правилу буравчика, то есть, в ту сторону, в которую ввинчивался бы буравчик с правой резьбой, если бы вращался в ту же сторону.

 

Датчики угла и угловой скорости (ДУС)

В основу принципа действия ДУС положено основное свойство двухстепенного гироскопа (свойство прецессии) – совмещать главную ось собственного вращения гироскопа с осью вынужденного вращения.

Скоростной гироскоп имеет две степени свободы, одна из которых – степень свободы рамки – имеет упругое ограничение в виде противодействующей пружины. Если гироскоп ориентирован относительно осей самолета и самолет начинает разворачиваться с угловой скоростью, вектор которой ωс перпендикулярен плоскости рамки, то поскольку гироскоп стремится сохранить неизменным положение оси ротора, опоры рамки, вращаясь вместе с самолетом, будут воздействовать на ось рамки с силами FОП. Таким образом, возникнет момент МОП пары сил FOП, вектор которого направлен, как и ωс по оси у.

Этот момент вызовет прецессию с угловой скоростью ω' вокруг оси х рамки, что приведет к деформации противодействующей; пружины Пр. Возникнет момент пружины МПР, вектор которого будет направлен противоположно ω'.Под действием МПР гироскоп станет прецессировать с угловой скоростью ω'', вектор которой параллелен направлению вектора вращения самолета ωс. Таким образом, установившееся значение угла поворота рамки будет пропорционально измеряемой угловой скорости.

К основным погрешностям ДУС относятся:

- погрешность, вносимая наклоном измерительной оси у;

- погрешность, порождаемая моментом сил “сухого” трения в подшипниках;

- погрешность, вызываемая нестабильностью характеристик элементов ИУ (определяется конструкцией ИУ и условиями его работы);

- погрешность, вызываемая несбалансированностью гироузла;

- погрешность от динамической несбалансированности гиромотора.

 

Задача КП состоит в разработке ДУС, отвечающего заданным требованиям. Также необходимо учесть и то, что разрабатываемый объект должен отвечать современным требованиям надежности, точности и являться конкурентоспособным.

 

Данная цель достигается путем решения следующих задач:

1) Патентно-реферативная проработка темы.

2) Выбор и обоснование метода построения и структурной схемы;

3) Анализ структурной схемы;

4) Выбор и обоснование конструкторских и схемотехнических решений основных элементов и устройств.

1) Характеристика объекта контроля и анализ требований, предъявляемых к струйному двухкомпонентному датчику угловой скорости (ДУС).

Угловая скорость — физическая величина, являющаяся псевдовектором (аксиальным вектором) и характеризующая скорость вращения материальной точки вокруг центра вращения. Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота точки вокруг центра вращения в единицу времени:

,

а направлен по оси вращения согласно правилу буравчика, то есть, в ту сторону, в которую ввинчивался бы буравчик с правой резьбой, если бы вращался в ту же сторону.

Единица измерения угловой скорости, принятая в Международной системе единиц (СИ) и системе СГС — радианы в секунду. (Примечание: радиан, как и любые единицы измерения угла, — физически безразмерен, поэтому физическая размерность угловой скорости — просто [1/секунда]). В технике также используются обороты в секунду, намного реже — градусы в секунду, грады в секунду. Пожалуй, чаще всего в технике используют обороты в минуту — это идёт с тех времён, когда частоту вращения тихоходных паровых машин определяли просто «вручную», подсчитывая число оборотов за единицу времени.

Вектор (мгновенной) скорости любой точки (абсолютно) твердого тела, вращающегося с угловой скоростью , определяется формулой:

где — радиус-вектор к данной точке из начала координат, расположенного на оси вращения тела, а квадратными скобками обозначено векторное произведение. Линейную скорость (совпадающую с модулем вектора скорости) точки на определенном расстоянии (радиусе) от оси вращения можно считать так: Если вместо радианов применять другие единицы углов, то в двух последних формулах появится множитель, не равный единице.

В случае плоского вращения, то есть когда все векторы скоростей точек тела лежат (всегда) в одной плоскости («плоскости вращения»), угловая скорость тела всегда перпендикулярна этой плоскости, и по сути — если плоскость вращения заведомо известна — может быть заменена скаляром — проекцией на ось, ортогональную плоскости вращения. В этом случае кинематика вращения сильно упрощается, однако в общем случае угловая скорость может менять со временем направление в трехмерном пространстве, и такая упрощенная картина не работает.

Движение с постоянным вектором угловой скорости называется равномерным вращательным движением (в этом случае угловое ускорение равно нулю).

Производная угловой скорости по времени есть угловое ускорение.

Угловая скорость (рассматриваемая как свободный вектор) одинакова во всех инерциальных системах отсчёта, отличающихся положением начала отсчёта и скоростью его движения, но двигающихся равномерно прямолинейно и поступательно друг относительно друга, однако этих инерциальных системах отсчёта может различаться положение оси или центра вращения одного и того же конкретного тела в один и тот же момент времени (то есть будет различной «точка приложения» угловой скорости).

В случае движения одной единственной точки в трехмерном пространстве можно написать выражение для угловой скорости этой точки относительно выбранного начала координат:

,

где — радиус-вектор точки (из начала координат), — скорость этой точки. — векторное произведение, — скалярное произведение векторов. Однако эта формула не определяет угловую скорость однозначно (в случае единственной точки можно подобрать и другие векторы , подходящие по определению, по другому — произвольно — выбрав направление оси вращения), а для общего случая (когда тело включает более одной материальной точки) — эта формула не верна для угловой скорости всего тела (так как дает разные для каждой точки, а при вращении абсолютно твёрдого тела вектора угловой скорости вращения всех его точек совпадают). При всём при этом, в двумерном случае (случае плоского вращения) эта формула вполне достаточна однозначна и корректна, так как в этом частном случае направление оси вращения заведомо однозначно определено.

В случае равномерного вращательного движения (то есть движения с постоянным вектором угловой скорости) декартовы координаты точек вращающегося так тела совершают гармонические колебания с угловой (циклической) частотой, равной модулю вектора угловой скорости.

При измерении угловой скорости в оборотах в секунду (об/с), модуль угловой скорости равномерного вращательного движения совпадает с частотой вращения f, измеренной в герцах (Гц), то есть в таких единицах . В случае использования обычной физической единицы угловой скорости — радианов в секунду — модуль угловой скорости связан с частотой вращения так: . Наконец, при использовании градусов в секунду связь с частотой вращения будет:

.

Связь с конечным поворотом в пространстве.

Пусть поворот, изменяющийся во времени, задан величиной угла и ортом оси конечного поворота в пространстве . Тогда угловая скорость, соответствующая этому повороту, равна

.

Если поворот задан матрицей поворота

,

где — символ Кронекера,

— символ Леви-Чивиты (суммирование ведется по правилу Эйнштейна от 1 до 3), выражение для элементов которой через и могут быть получены, например, с помощью формулы Родрига, то угловая скорость равна

.

Если для описания поворота используется кватернион, выражаемый через угол и орт оси поворота как

,

то угловая скорость находится из выражения

.

В случае, когда поворот описывается с помощью вектора

,

изменяющегося во времени, обозначим

,

а также

— матрица половинного поворота

,

— квадрат модуля вектора

. Тогда угловая скорость:

.

 

Заключение

Спроектированный двухкомпонентный датчик угловой скорости удовлетворяет требованиям, представленным в техническом задании.

Перспективным считаю проектирование ДУС, основанных на суммации различных физических эффектов, тем самым компенсируя недостатки одних эффектов использованием других, а также поиск новых конструкторских и схемотехнических решений.

Датчик угловой скорости отличается тем, что он построен на основе баллистического эффекта.

 

 

Список использованной литературы:

1)Короткова Ф.А. Элементы и устройство струйной техники. М.: Энергия. 1972, 96с.

2)Залманзон Л. А. Аэродинамические методы измерения входных параметров автомагически, систем. М.: Наука. 1973, 464с.

Боднер В.А. Системы управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение. 1973, 504с.

3)Журнал «Вопросы ракетной техники» 1969 - №№ 1,2.

Авторские свидетельства СССР (G0\Р 3/22; G0\Р 3/26; G 01Р 5/08), 1978 - 1983.

4)Елисеев Н. А., Романова Р. Г. Анализ и обоснование структурного построения струйного датчи­ка угловой скорости на основе тепловых эффектов / XIV - Туполевские чтения, Казань 10-12 но­ября 2006г. Материалы конференции - Казань: изд-во «Экоцентр» 2006 с. 137-138

5)Елисеев Н.А., Романова Р.Г. Принцип построения и особенности исследования струйного дат­чика угловой скорости./ Конкурс на соискание премии им. Н.И.Лобачевского. Материалы конфе­ренции. Казань. 2006г.

6)Яшков В.А., Корнилов Л.А. Разработка струйного измерителя кинематических параметров ЛА./ 15-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика-2008 г.» Материалы конференции - Москва; издательский дом МИЭТ 2008 г., 23-25 апреля, с. 197.

7)Разработка и исследование струйного датчика угловой скорости/ Научный руководитель- Кравченко Н.А., Казань, 1984г.

8)Струйный датчик угловой скорости./ Экспресс информация. Часть 2-1./ М: измерительные при­боры и стенды, выпуск 48, реферат 314, 1968. 37-51с.

9)Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука. 1978. 736с.

10)Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.; Наука. 1976, 888с.

11)Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960. 715с.

12)Костюков Ю.Ф., Кравченко Н.А. К расчету перемещения струи газа в струйном дат чике угло­вой скорости. (Рукопись отправлена на депонирование в ОЦАОНТИ).

13)Мирошников М.А., Ференец В.А., Кравченко Н.А. и др. Разработка струйного датчика угловой скорости. Техн. отчет, п/я М-5845. Арзамас. 1977.-460с.

14)Кравченко Н.А. Исследование термостабильности параметров узлов преобразователя угловой скорости. Техн. отчет, шифр 3417. этап №2. КАИ. Казань. 1977, 104с., ДСП.

15)Мартынов Е.В. Электропневматический нагнетатель измерительных устройств систем управле­ния. Автореферат диссертации на соиск. уч. степени к.т.н.. Казань: КАИ. 1981, 23с.

16)Овсищер 11.И.. Голованов Ю.В.. Ковешников В.П. и др. Несущие конструкции радиоэлектрон­ной аппаратуры. М.: Радио и связь, 1988. 232с.

17)Блинов Г'.Л. Гибридные интегральные функциональные устройства. М.: «Высшая школа». 1987.

 

Курсовой проект

 

по дисциплине:

«Приборы первичной информации»

на тему:

«Двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости»

 

 

Выполнил: студ. гр. 3415

_________ Никифоров Д.А.

 

Принял:

_________Никитин А.В.

 

Дата защиты_______

Оценка____________

Подпись___________

 

Казань 2013

Казанский национальный исследовательский технический университет

Им. А.Н. Туполева-КАИ

Кафедра приборов и информационно-измерительных систем

Утверждаю

Зав. Кафедрой ПИИС

________Солдаткин В.М.

"_____" _____________ 2010г.

 

Задание на курсовой проект

 

Дисциплина Приборы первичной информации

Студент __ Никифоров Д.А. ______Группа 3415

Тема Двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости

Технические условия

1. Диапазон измерения угловых скоростей………………………………………………..……………………………...1-45град/с

2.Погрешность измерения……………………………………….….………………..…………………(1+0,02w)град/с

3. Рабочая полоса частот……………………………………………………….……0,05-10 Гц

4. Вид выходного сигнала …………………………….…………………………… электрический

5.Габаритно-массовые характеристики

- габариты преобразователя..............…………………………….… B х H = (30)х (100)мм

-масса преобразователя………………………………………………………………….30±5гр.

6.Условия эксплуатации

- рабочий диапазон температур………………………………….………………………±30°С

- рабочий диапазон давлений окружающей среды…………….…….............110….40 кПА.

- относительная влажность (максимальная)…………….………………..80 % при t = 20° С

7.Электропитание: …………………….…………………….…………...................……±15 ± 10%.

 

Объем работы

 

1. Характеристика объекта контроля и анализ требований, предъявляемых к струйному двухкомпонентному датчику угловой скорости(ДУС).

2. Обзор принципов и схем построения струйного двухкомпонентного датчика угловой скорости (ДУС) по материалам патентно-реферативного поиска.

3. Выбор и обоснование структурно-функциональной схемы струйного ДУС.

4. Теоретическое исследование структурно-функциональной схемы струйного ДУС.

5. Расчетно-аналитическое обоснование требований к основным элементам струйного двухкомпонентного датчика угловой скорости.

6. Выбор и обоснование принципов конструктивного построения струйного двухкомпонентного датчика угловой скорости.

7. Анализ доминирующих источников погрешностей и оценка их результирующего значения.

Графическая часть

 

1/2 листа - структурная схема основных элементов струйного двухкомпонентного ДУС.

1/2 листа – сборочный черчеж струйного двухкомпанентного ДУС.

1/2листа - рабочие чертежи основных конструктивных элементов струйного ДУС.

1/2листа – габаритный чертеж и схема соединения струйного ДУС.

 

 

Приложение

№ п/п	Номер патента класс МКИ;	дата публикации	авторы изобретения; фирма	Название, Краткое описание
	№ 2462723 G 01 P3 /26	27.09.2012	Кравченко Николай Александрович Яшков Виталий Андреевич Солдаткин Владимир Михайлович Порунов Александр Азикович Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ	Двухкомпанентный струйный ДУС. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения величины угловой скорости подвижных объектов в двух плоскостях вращения. Двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости включает в себя нагнетатель 1, формирующее сопло 2, рабочую камеру 3, анемочувствительные элементы 5, 12 в плоскости вращения "xoz", анемочувствительные элементы 6, 13 в плоскости вращения "yoz", изолированные стойки 4, 7, 9, 10, 11, расположенные в корпусе устройства 8 на кольце 14, электроизмерительные схемы 15, 16 анемочувствительных элементов в плоскости вращения "xoz", электроизмерительные схемы 17, 18 анемочувствительных элементов в плоскости вращения "yoz", сумматоры 19, 22, вычитающие устройства 20, 21, блок коррекции 23 чувствительности в плоскости вращения "xoz", усилитель 24 информативного сигнала в плоскости вращения "xoz", усилитель 25 информативного сигнала в плоскости вращения "yoz", блок коррекции 26 чувствительности в плоскости вращения "yoz" и блок преобразования информативного сигнала 27. Технический результат: повышение точности измерений угловой скорости
	№ 2059251 G 01 P3/22	27.04.1996	Мартынов Е.В., Репин И.Н., Алексеев В.П. Казанский государственный технический университет	Струйный ДУС . Использование: в измерительной технике для преобразования угловых скоростей движущихся объектов в электрический сигнал. Сущность изобретения: повышение точности преобразования струйного датчика угловой скорости достигается путем стабилизации расхода газа цепи датчика
	№ 2276370 G 01 P9/04 G 01 C19/56	06.01.2006.	Баженов Владимир Ильич Будкин Владимир Леонидович Джанджгава Гиви Ивлианович Морозов Анатолий Алексеевич Саломатин Александр Константинович Соловьев Владимир Михайлович	ДУС. Датчик угловой скорости содержит резонатор, выполненный на нем системы первичных и вторичных вибраторов, системы первичных и вторичных датчиков колебаний, первичную систему управления вибрацией с цепью фазового сдвига и цепью фазовой автоматической подстройки частоты, вторичную систему управления вибрацией с цепями синфазной и квадратурной обработки сигналов. Цепь фазовой автоматической подстройки частоты содержит фазовый демодулятор, корректирующий фильтр, преобразователь постоянного напряжения в частотный сигнал и фазовращатель. Преобразователь постоянного напряжения в частотный сигнал выполнен в составе подключенного к выходу корректирующего фильтра усилителя постоянного тока, аналого-цифрового преобразователя, генератора высокой частоты на кварцевом резонаторе, программируемого счетчика с делением частоты, триггера. Фазовращатель выполнен в виде фазового расщепителя с выходами сигналов с фазовыми сдвигами 0°, 90°, 180°, 270° относительно выхода триггера. В цепь синфазной обработки сигнала введен выходной усилитель, выходной сигнал которого является мерой угловой скорости.
	№ 2457493 G 01 P9/00	27.01.2012	Харитонов Виктор Иванович Баженов Владимир Ильич Сержанов Юрий Владимирович Коренева Ольга Владимировна Литюшкина Татьяна Викторовна Темляков Николай Алексеевич Рябова Людмила Георгиевна Кузнецова Галина Константиновна	ДУС. . Датчик угловой скорости (ДУС) содержит динамически настраиваемый гироскоп (ДНГ) с датчиком угла и момента, источник питания переменного тока, усилитель переменного тока, фазовый демодулятор и усилитель постоянного тока по каждой измерительной оси ДУС. Каждый из датчиков угла выполнен по мостовой схеме, в которую входят два резистора и две обмотки, расположенные на сердечниках. В ДУС введены три дифференциальных усилителя (ДУ). К входам первого ДУ подключены выходы источника питания переменного тока, к входам второго ДУ подсоединены выводы одной из обмоток датчика угла. Выходы первого и второго ДУ подключены к входам третьего ДУ. Коэффициент усиления первого ДУ выполнен равным коэффициенту усиления второго ДУ, умноженному на отношение напряжение на обмотке к выходному напряжению источника питания переменного тока
	№ 2410701 G 01 P9/04 G 01P15/00 Бюл. № 3	27.01.2011.	Скалон Анатолий Иванович Тыртычный Алексей Анатольевич	Микромеханический датчик угловой скорости. датчик угловой скорости содержит основание и крышку, несущую раму, первую и вторую инерционные массы, закрепленные на упругих элементах подвеса, датчики положения каждой инерционной массы. При этом, дополнительно введены вторые датчики положения каждой инерционной массы, постоянные магниты, первый и второй компараторы, первый и второй ключи и источник постоянного тока, инерционные массы выполнены из монокристаллического кремния в виде пластин с прямоугольной оптической щелью каждая и закреплены в несущей раме с возможностью перемещения по двум взаимно перпендикулярным продольной и поперечной осям в плоскости, параллельной основанию, инерционные массы размещены в зазоре между постоянными магнитами, на поверхности каждой инерционной массы, параллельно поперечной оси, напылены токопроводящие дорожки
	№ 2483278 G 01 С 19/5691 Бюл. № 15	27.05.2013.	Сажем Дефанс Секюрите	Инерциальный датчик угловой скорости. Инерциальный датчик содержит вибрирующий элемент (1) с расположенными друг против друга покрытыми металлом ч