طراحی و ارزیابی تغییرات جنس و ابعاد الکترودهای تحریک و حسگر یک ژیروسکوپ ارتعاشی کوریولیسی نیم کروی با تحریک خازنی و تاثیر آن بر ولتاژ اندازه گیری شده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق، واحد بیضا، دانشگاه آزاد اسلامی، بیضا، ایران

2 گروه مهندسی برق، مجتمع آموزش عالی فیروزآباد، ایران

چکیده

ژیروسکوپ های ارتعاشی کوریولیسی، یکی از انواع مدرن ترین ژیروسکوپ های موجود است که با بیشترین تفاوت در طراحی جرم آزمون مرتعش و تعلیق الاستیک، جایگزین ژیروسکوپ های معمول شده است. با توجه به ویژگیهای مهمی که در تکنولوژی های تحریک خازنی نسبت به تحریک پیزو الکتریک در تعیین نوع ارتعاش سنسورها دیده می شود، اصول عملکرد و فرمول بندی آنها کاملا تغییر می کند که نیازمند تحلیل دوبعدی و المان محدود، برای ارزیابی عملکرد بهینه آنها خواهد بود. به دلیل اینکه معمولا محیط سنسورها به طور مداوم در حال ارتعاش هستند، در این مقاله یک فرمول بندی کلی ارائه می شود تا بتواند به طور کامل تاثیر پارمترهای موثر بر فرکانس مودهای کاری مختلف را تشریح کند. ایده اصلی ژیروسکوپ های ارتعاشی با جایگزینی چرخش مداوم روتور با ساختار ارتعاشی و استفاده از اثر کوریولیس است که باعث می شود حرکت ثانویه جرم حساس منطبق با سرعت زاویه ای خارجی تولید شود. در این مقاله آنالیز حساسیت ژیروسکوپ های ارتعاشی نیم کروی مورد بحث قرار می گیرد و تغییرات مکان الکترودها، ولتاژ حس شده در اطراف فرکانس رزونانس و جنس پیک آف و فورسرها نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در نهایت نتایج فرکانس رزونانس شبیه سازی شده با نتایج تئوری مقایسه و اعتبار سنجی می شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Design and Evaluation on material and pick-off/forcer electrodes dimensions of hemispherical vibratory Coriolis gyroscope with capacitive excitation and its effect on the sensed voltage

نویسندگان [English]

  • Reza Sedaghati 1
  • mehrdad mahmoudian 2
1 Department of Electrical Engineering, Beyza Branch, Islamic Azad University, Beyza, Iran,
2 Department of Electrical Engineering, Firouzabad Institute of Higher Education, Firouzabad, Iran
چکیده [English]

Coriolis Vibratory gyroscopes are one of the most modern types of gyros that has taken the common gyroscopes residence with some difference in the test mass design and elastic suspension test. According to the important features observed in the capacitive excitation of the actuators regarding the piezo-electric actuators, the operation principles and their formulation are completely changed, which require both two dimensional and finite element analysis to evaluate their optimal performance. Due to the sensors are usually vibrating continuously while operation, in this paper a general formulation is presented so that it can fully describe the influence of the parameters related to different frequency operating modes. The main idea of the vibration gyroscope is to replace the rotational rotor with a vibrational structure and to use the effect of Coriolis force, which causes the secondary motion of a sensitive mass to match an angular velocity. In this paper, the analysis of the sensitivity of hemispherical vibrational gyroscopes is discussed. The electrodes location variation, the sensed voltage around the resonance frequency and pick-off/forcer materials will also be investigated. Finally, the results of simulated resonance frequencies are compared and validated with the theoretical principles.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coriolis Force
  • Performance Evaluation
  • Vibratory Gyroscopes