陀螺儀工作原理ppt課件-資料下載頁
2025-04-29 03:56本頁面
【正文】 測速發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理制成的一種把轉(zhuǎn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電信號輸出的裝置，與普通發(fā)電機(jī)不同之處是它有較好的測速特性，例如輸出電壓與轉(zhuǎn)速之間有較好的線性關(guān)系，較高的靈敏度等。測速發(fā)電機(jī)也分為直流和交流兩類。 直流測速發(fā)電機(jī) 直流測速發(fā)電機(jī)的平均直流輸出電壓 U0與轉(zhuǎn)速 N大體上成正比，表達(dá)式為 交流測速發(fā)電機(jī) 加速度是表征物體在空間運動本質(zhì)的一個基本物理量。因此，可以 通過測量加速度來測量物體的運動狀態(tài) 。例如，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)就是通過飛行器的加速度來測量它的加速度、速度 (地速 )、位置、已飛過的距離以及相對于預(yù)定到達(dá)點的方向等。通常還 通過測量加速度來判斷運動機(jī)械系統(tǒng)所承受的加速度負(fù)荷的大小 ，以便正確設(shè)計其機(jī)械強(qiáng)度和按照設(shè)計指標(biāo)正確控制其運動加速度，以免機(jī)件損壞。對于加速度，常用絕對法測量，即把慣性型測量裝置安裝在運動體上進(jìn)行測量。 第三節(jié) 加速度測量 當(dāng)前測量加速度的傳感器基本上都是基于圖所示的基本結(jié)構(gòu)。通常是質(zhì)量－彈簧－阻尼二階慣性系統(tǒng)。由質(zhì)量塊 m、彈簧 k和阻尼器 c所組成的慣性型二階測量系統(tǒng)。質(zhì)量塊通過彈簧和阻尼器與傳感器基座相連接。傳感器基座與被測運動體相固連，因而隨運動體一起相對于運動體之外慣性空間的某一參考點作相對運動。 由于質(zhì)量塊不與傳感器基座相固連，因而在慣性作用下將與基座之間產(chǎn)生相對位移。質(zhì)量塊感受加速度并產(chǎn)生與加速度成比例的慣性力，從而使彈簧產(chǎn)生與質(zhì)量塊相對位移相等的伸縮變形，彈簧變形又產(chǎn)生與變形量成此例的反作用力。當(dāng)慣性力與彈簧反作用力相平衡時， 質(zhì)量塊相對于基座的位移與加速度成正比例，故可通過該位移或慣性力來測量加速度。 設(shè)傳感器基座相對于慣性空間參考坐標(biāo)的位移為xb，質(zhì)量塊 m相對于慣性空間參考坐標(biāo)的位移為 x，質(zhì)量塊相對于傳感器基座的位移為 y，則有 如上所述，質(zhì)量 — 彈簧 — 阻尼系統(tǒng)可以把加速度轉(zhuǎn)換成與之成比例的質(zhì)量塊相對于傳感器基座的位移，采用位移傳感器作為變換器，把質(zhì)量塊的相對位移轉(zhuǎn)變成與加速度成比例的電信號，就可構(gòu)成各種類型的 位移式加速度傳感器 。 by x x??（ a)是一種 變磁阻式加速度傳感器 ，它是以通過彈簧片與殼體相連的質(zhì)量塊 m作為差動變壓器的銜鐵。當(dāng)質(zhì)量塊感受加速度而產(chǎn)生相對位移時，差動變壓器就輸出與位移 (也即與加速度 )成近似線性關(guān)系的電壓，加速度方向改變時，輸出電壓的相位相應(yīng)地改變 180。 。 位移式加速度傳感器 (b)是 電容式加速度傳感器 的原理結(jié)構(gòu)，它是以通過彈簧片支承的質(zhì)量塊作為差動電容器的活動極板，并利用空氣阻尼。電容式加速度傳感器的特點是 頻率響應(yīng)范圍寬，測量范圍大。 圖 (c)是 霍爾式加速度傳感器 的結(jié)構(gòu)示意圖。它是在固定在傳感器殼體上的彈性懸臂梁的中部裝有一感受加速度的質(zhì)量塊 m，梁的自由端固定安裝著測量位移的霍爾元件 H。在霍爾元件的上下兩側(cè)，同極性相對安裝著一對永久磁鐵，以形成線性磁場。當(dāng)質(zhì)量塊感受上下方向的加速度而產(chǎn)生與之成比例的慣性力使梁發(fā)生彎曲變形時，自由端就產(chǎn)生與加速度成比例的位移，霍爾元件就輸出與加速度成比例的霍爾電勢 UH。 這類基于測量質(zhì)量塊相對位移的加速度傳感器一般靈敏度都比較低，所以當(dāng)前廣泛采用基于測量慣性力的加速度傳感器 ，例如電阻應(yīng)變式、壓阻式和壓電式加速度傳感器。它們的工作原理是 : 敏感質(zhì)量塊感受加速度，而產(chǎn)生與之成正比的慣性力 F＝ ma，再通過彈性元件把慣性力轉(zhuǎn)變成應(yīng)變、應(yīng)力，或通過壓電元件把慣性力轉(zhuǎn)變成電荷量，然后通過測量應(yīng)變、應(yīng)力或電荷來間接測量加速度。 應(yīng)變式加速度傳感器 應(yīng)變式加速度傳感器的具體結(jié)構(gòu)形式很多，但都可簡化為圖 6— 22所示的形式。等強(qiáng)度彈性懸臂梁固定安裝在傳感器的基座上，梁的自由端固定一質(zhì)量塊 m，在梁的根部附近兩面上各貼一個 (成兩個 )性能相同的應(yīng)變片，應(yīng)變片接成對稱差動電橋。 aF ma?當(dāng)質(zhì)量塊感受加速度而產(chǎn)生慣性力 Fa時，在力 Fa的作用下，懸臂梁發(fā)生彎曲變形，其應(yīng)變?yōu)? 粘貼在梁兩面上的應(yīng)變片分別感受正 (拉 )應(yīng)變和負(fù) (壓 )應(yīng)變而電阻增加和減小，電橋失去平衡而輸出與加速度成正比的電壓 U0，即
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