Методика схемотехнического построения интегрирующего маятникового акселерометра

DOI: 10.34759/trd-2023-128-18

Авторы

Ватутин М. А.^*, Ключников А. И., Петров Д. Г., Сударь Ю. М.^*

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург, Россия

*e-mail: vka@mil.ru

Аннотация

Рассмотрена необходимость применения интегрирующего акселерометра для получения навигационных параметров и математические основы их построения. Рассмотрена схемотехника построения существующих интегрирующих акселерометров и существующие принципы преобразования сигнала ускорения в дискретный сигнал и цифровой код. Проведены исследования по возможности схемотехнической реализации аппаратно-алгоритмического способа получения кажущейся скорости и разработке схемотехники интегрирующего МЭМС-акселерометра. Предложено схемотехническое решение преобразования сигнала измеряемого ускорения во временной интервал и получения информации о кажущейся скорости в виде временного интервала. Даны рекомендации по дальнейшему совершенствованию схемотехники интегрирующего акселерометра, предназначенных для снижения энергопотребления.

Ключевые слова:

акселерометр, интегрирующий акселерометр, кажущаяся скорость, генератор линейно изменяющегося напряжения, токовое зеркало, преобразователь напряжение-ток

Библиографический список

1. Соловьев В.И. Шабалов П.Г. Инерциальные навигационные системы. — Самара: Изд-во СГАУ, 2011. — 72 с.
2. Каргу Л.И. Измерительные устройства летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 1988. — 256 с.
3. Распопов В.Я. Микросистемная авионика. — Тула: Гриф и К, 2010. — 248 с.
4. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. — СПб.: Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009. — 280 с.
5. Корнилов А.В., Корчагин К.С., Лосев В.В. Разработка алгоритмов комплексной измерительной навигационной системы авиационного применения на отечественной элементной базе // Труды МАИ. 2021. № 117. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=156235. DOI: 10.34759/TRD-2021-117-09
6. Ермаков П.Г., Гоголев А.А. Сравнительный анализ схем комплексирования информации бесплатформенных инерциальных навигационных систем беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2021. № 117. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=156253. DOI: 10.34759/trd-2021-117-11
7. Распопов В.Я. Микромеханические приборы. — М.: Машиностроение, 2007. — 400 с.
8. Дубовской В.Б., Кисленко К.В., Пшеняник В.Г. Методика повышения точности навигационного обеспечения космических аппаратов, оснащенных высокочувствительными акселерометрами // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2018. Т. 61. № 7. С. 590-595. DOI: 10.17586/0021-3454-2018-61-7-590-595
9. Скоробогатов В.В. Проблемы разработки широкодиапазонного кварцевого маятникового акселерометра с цифровой обратной связью и пути их решения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 10. С. 17-29.
10. Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Скоробогатов В.В., Депутатова Е.А., Николаенко А.Ю., Гнусарев Д.С. Шестиосный блок акселерометров для КК «Союз» и «Пронресс». История развития: от аналоговой системы управления измерительным каналом управления к цифровой // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 8. С. 83-107.
11. Прохорцов А.В., Минина О.В. Обзор высокоточных акселерометров Российских производителей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 10. С. 301-305.
12. Буянкин М.П., Ватутин М.А., Ключников А.И. Адаптация маятникового акселерометра компенсационного типа к возмущающим факторам космического пространства // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление. 2020. № 1. С. 55-59. DOI: 10.25586/RNU.V9187.20.01.P.055
13. Волков В.Л. Обоснование требований к параметрам микромеханического акселерометра // Труды НГТУ им. Р.С.Алексеева. 2011. № 2 (87). С. 288.
14. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. — М.: Додэка-XXI, 2005. — 528 с.
15. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: в 2 Т./ пер. с нем. — М.: Додэка-XXI, 2008. — 942 с.
16. Корн Т., Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. — М.: Машиностроение, 1978. — 831 с.
17. Авербух В.Д. и др. Операционные усилители и компараторы. Справочник. Т. 12. — М.: Додэка-XXI, 2001. −559 с.
18. Картер Р., Манчини Р. Операционные усилители для всех / Пер. с англ. — М.: ДМК Пресс, 2016. — 528 с.
19. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. — М.: Наука, 1975. — 767 с.
20. Линден Т. Харрисон. Источники опорного напряжения и тока / Пер. с англ. — М.: ДМК Пресс, 2015. — 576 с.

Скачать статью