О книге
Изложена теория навигационных акселерометров. Представлены конструктивные схемы акселерометров прямого преобразования и компенсационного типа, включая микромеханические приборы. Исследованы погрешности акселерометров, связанные с несовершенством их электромеханических узлов и электронных блоков.
Рассмотрены стенды и методики, используемые при испытаниях навигационных акселерометров. В приложении подробно описаны конструкция компенсационного акселерометра с кремниевым маятником (типа Si-flex), конструкция и особенности применения технологической оснастки для сборки прибора. В дополнительных материалах, размещенных на сайте кафедры «Приборы и системы ориентации,
стабилизации и навигации» МГТУ им. Н.Э. Баумана, приведены: патент на акселерометр Si-flex (КА-400М, КА-800); комплект чертежей акселерометра; комплект чертежей технологической сборочной оснастки.
Для студентов специальностей, связанных с системами навигации и управления движением, также может представлять интерес для инженеров и научных работников, занимающихся проектированием и исследованием прецизионных электромеханических приборов.
Список литературы
- Web-site. URL: http://www.inertialsensor.com/
- Aerospace sensors Edited by Alexander Nebylov. Momentum press, LLC, New York. 2013. 348 p.
- Barbour N., Connely J., Gilmore J., Greiff P., Kourepenis A., Weinberg M. 1996. Micromechanical silicon instruments and systems development at Draper Laboratory (CSDL-P-3507) presented at AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, San Diego, California.
- Beeby Stephen, Graham Ensell, Michael Kraft and Neil White, 2004, MEMS Mechanical sensors. Boston and London: Artech House, Inc.
- Cardy W. 1984 “Q-flex accelerometer, construction and principle of operation” Technical Note TN-103, Sunstrand Date Control Inc.
- Патент RU №2193209С1 МПК G 01 P 15/13. Компенсационный аксе-лерометр / В.И. Боженов, В.Л. Будкин, Н.В. Вдовенко, Г.И. Джанджгова, В.А. Рязанов, В.М. Соловьев; ОАО РПКБ. 2002 // Открытия. Изобретения. 2018. 16 с
- Коновалов С.Ф. Теория виброустойчивости акселерометров. М.: Машино- строение, 1991. 270 с.
- Компенсационный Si-flex акселерометр для измерения больших уско-рений / С.Ф. Коновалов, А.А. Коновченко, Е.Л. Межирицкий // Гиро-скопия и навигация. 2006. № 2. С. 44–51. ISSN 0869-7035.
- Опыт разработки малошумящего акселерометра / С. Ф. Коновалов, А.В. Полынков, Дж.Б. Сео и др. // Гироскопия и навигация. 2000. № 3 (30). С. 68–77. ISSN 0869-7035.
- Причины неравномерного распределения магнитной индукции в за-зорах компенсационных датчиков акселерометров типа Q-flex / С.Ф. Коно-валов, J.B. Seo // Гироскопия и навигация. 2009. № 2. С. 72–79. ISSN 0869-7035.
- Физические величины: справ. / под ред. Н.С. Григорьева и Е.З. Мей-лихова. М.: Энергоиздат, 1991. 1231 с.
- Прецизионные сплавы / под ред. Б.В. Молотилова. М.: Металлургия, 1974. 448 с
- Peters R.B., Stoddard D.R., Meredith K. Development of a 125 g Quartz Flexure Accelerometer for the RIMU Program // Allied Signal Electronic and Avionics Systems. Communication and Sensor Systems. IEEE. 1998. № 1. P. 17–24.
- Постоянные магниты: Справочник / Альтман А.Б., Герберг А.Н., Гладышев П.А. и др.; под ред. Ю.М. Пятина. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1980. 488 с
- Конструктивные возможности снижения температурных погрешностей МЭМС акселерометра / С.Ф. Коновалов, Д.В. Майоров, В.П. Подчезерцев и др. // Авиакосмическое приборостроение. 2014, № 12, с. 8–15, ISSN:2073-0020.
- Гибридные микромеханические гироскопы и акселерометры / С.Ф. Коновалов, Ю.А. Пономарев, Д.В. Майоров, В.П. Подчезерцев, А.Т. Си- доров // Наука и образование, 77-30569/219257, 2011, № 10, с. 1–21, ISSN:1994-0406
- Распопов В.Я. Микромеханические приборы. Тула: Изд. ТГТУ, 2007. 475 с.
- Ли К.С. Разработка маятникового компенсационного акселерометра с кремниевым упругим подвесом / Дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2002. 157 с.
- Сео Д.Б. Оптимизация параметров и моделирования рабочих режимов при больших динамических воздействиях у компенсационных акселерометров типа Q-flex и Si-flex: Дисс. … канд. техн. наук. Москва, 2012. 143 с.
- Прикладная гидродинамика поплавковых приборов, Труды МВТУ № 372 / Е.А. Никитин, Н.Н. Пилюгина, С.Ф. Коновалов, А.А. Трунов. М.: Изд-во МВТУ, 1982. 65 с.
- Хандельсман Ю.М. Камневые опоры. М.: Машиностроение, 1973. 152 с. (Библиотека приборостроителя).
- ГОСТ 9444–74 «Приборы электроизмерительные. Растяжки и под-весы. Технические условия».
- А. с. SU 1839858 МПК G 01 P 15/09 Маятниковый компенсационный акселерометр / Л.П. Григорьев, В.В. Юрасов, В.А. Куртюков; ГУП НПЦ автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина. №2240157/28; Заявл. 06.07.1978 // Открыт. Изобретения. 2006. 17.
- Peculiarities of Calibrating the Triad of Accelerometers / S.F. Konovalov and V.V. Yurasov // 6th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. RTO/NATO ISBN 92-837-1018-5, 1999. P. 4-1–4-7.
- Коновалов С.Ф., Майоров Д.В., Полынков А.В., Пономарев Ю.А., Чул- ков В.Е., Семенов А.Е. Опыт создания триады акселерометров с общей маг-нитной системой на базе компенсационных акселерометров с кварцевым маятником. XXXI конференция памяти выдающегося конструктора гироско-пических приборов Н.Н. Острякова. С. Аб.: Изд-во АО «Концерн ЦНИИ “Электроприбор”». 2018, с. 35–44.
- Standart/IEEE-530-1978-Specification Format Guide and Test Procedure for Linear Single — Axis, Digital, Torque — Balance Accelerometer.
- Капица П.Л. Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса // ЖЭТФ. 1961. Т. 21, № 5. С. 71–76.
- Catalog OOO EMT emtltd.com «Поворотные стенды ACUTRONIC» (Швейцария).
- Авторское свидетельство SU 1663561 AI МПК G 01 P 21/00 Поворот-ная установка / С.Ф. Коновалов, А.А. Трунов, К.М. Новоселов, А.В. Полын- ков, Т.Н. Лаптева. № 4106142: Заявл. 15.03.1986. // Открыт. Изобретения. 1991. MRC71.
- Справочная книга по технике автоматического регулирования / под ред. Дж.Дж. Траксела. Л.: Госэнергоиздат. 1912. 714 с.
- Епишкин П.В., Коновалов С.Ф. Определение модели компенсационно-го акселерометра // Докл. I Санкт-Петербургской международной конференции по гироскопической технике. Санкт-Петербург: Электроприбор, 1994. с.149–165
- Мостовенко П.П., Уткин В.И., Харламов С.А. Некоторые методы и результаты в теории газовой смазки. Подшипники с газовой смазкой. М.: Мир, 1966. С. 353–378
- Синельников А.Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Методы и средства поверки и градуировки. М.: Изд-во стандартов, 1979. 173 с.
- Патент RU 2155964 C1 МПК G 01 P 15/13 Компенсационный маят-никовый акселерометр / В.М. Прокофьев, А.С. Ларшин, В.И. Курносов, А.А. Коновченко, А.Р. Бахратов, С.Ф. Коновалов, А.В. Полынков, А.А. Тру-нов, О Мун-Су, Ченг-Тэ Хо, Мунг Хонг-Ги, Сео Дже-Бом, Квон О-Сан; Коновалов Сергей Феодосьевич. № 99113694; Заявл. 23.06.1999 // Открыт. Изобретений. 2000. 25 с
- Хорвиц П., Хилл У.. Искусство схемотехники. Т. 1. М.: Мир. 1983. 598 с
- Авторское свидетельство SU 1708103 А1 МПК H 01 L 21/00; 29/84 Способ изготовления упругих элементов и из монокристаллического крем-ния / И.И. Медведева, С.Ф. Коновалов, А.А. Трунов, Т.Н. Лаптева. № 621382 (088.8); Заявл. 22.09.1991//ДСП.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука 1987. 840 с.
- Дрейпер Ч.С., Ригли У., Хоэг Д.Г. Навигация, наведение и стабилизация в космосе. М.: Машиностроение, 1970. 362 с.
- Теория и применение электромагнитных подвесов / Ю.А. Осокин, В.Н. Герди, К.А. Майков, Н.Н. Станкевич. М.: Машиностроение, 1980. 284 с.
- Федлевский К.К., Войткунский Я.И., Фадеев Ю.И. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1968. 565 с.
- Трехкомпонентный ньютонометр / С.Ф. Коновалов, В.В. Юрасов, В.А. Куртюков, М.А. Маляхивджи, Азмс Маан, Битар Баян. Международная заявка РСТ. МПК G 01 P 15/11. Междунар. публ. WO 97/10513. ВОИС. 20.03.1997.
- Хойкин С.Э. Физические основы механики. М.: Наука, 1971. 751 с
- Физический энциклопедический словарь / под ред. А.М. Прохорова. М.: Советская энциклопедия, 1983. 928 с.
- Вибростенд: принцип действия. Испытательные вибрационные си-стемы Sentek Dynamics. О. Туркалов. https://industry-hunter.com/baza-znaniy/vibrostend -princip-dejstvia-ispytatelnye-vibracionnye-sistemy-sentek-dynamic.
- Pat. 3702073 (USA), Int. Cl. G 01 P 15/08. Accelerometer / E. D. Jacobs; Sundstrand Data Control, Inc. — No 803208; 1969.
- Pat. 4250757 (USA), Int. Cl.3 G 01 P 15/125. Movable element with position sensing means for transducers / Richard A. Hanson; Sundstrand Data Control, Inc. — No 92240; 1979.
- Pat. 4394405 (USA), Int. Cl.3 B 05 D 5/12. Method of making force transducer flexure / Kim W. Atherton; Sundstrand Data Control, Inc. — No 283130; 1981.
- Pat. 4399700 (USA), Int. Cl.3 G 01 P 15/13. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane / Richard A. Hanson; Sundstrand Data Control, Inc. — No 283340; 1981
- Pat. 4400979 (USA), Int. Cl.3 G 01 P 15/13. Force transducer flexure with conductors on surfaces in the neutral bending plane / Richard A. Hanson, Kim W. Atherton; Sundstrand Data Control, Inc. — No 283129; 1981
- Pat. 4555944 (USA), Int. Cl.4 B 23 P 15/13. Method and apparatus for producing a controlled preload on a transducer assembly / Richard A. Hanson, Steven A. Foote; Sundstrand Data Control, Inc. — No 605885; 1984
- Pat. 4555945 (USA), Int. Cl.4 B 23 P 15/13. Method and apparatus for producing a controlled preload on a transducer assembly by means of a composite material sleeve / Richard A. Hanson; Sundstrand Data Control, Inc. — No 605867; 1984
- Pat. 4592234 (USA), Int. Cl.4 G 01 P 15/13. Suspension system for a transducer / Brian L. Norling; Sundstrand Data Control, Inc. — No 619021; 1984
- Pat. 4620442 (USA), Int. Cl.4 G 01 P 15/08. Digital accelerometer / Douglas C. MacGugan, Ronald B. Leonardson, William W. Sand; Sundstrand Data Control, Inc. — No 620441; 1984.
- Pat. 4697455 (USA), Int. Cl.4 G 01P 15/13. Accelerometer coil mounting system / Brian L. Norling; Sundstrand Data Control, Inc. — No 853153; 1986.
- Pat. 4726228 (USA), Int. Cl.4 G 01 P 15/13. Accelerometer proof mass interface / Brian L. Norling; Sundstrand Data Control, Inc. — No 853154; 1986.
- Pat. 4932258 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/13. Stress compensated transducer / Brian L. Norling; Sundstrand Data Control, Inc. — No 212785; 1988.
- Pat. 4944184 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/13. Asymmetric flexure for pendulous accelerometer / Graeme A. Blake, Brian L. Norling, Mitchell J. Novack; Sundstrand Data Control, Inc. — No 338808; 1989.
- Pat. 5024089 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/08. Stress compensated transducer / Brian L. Norling; Sundstrand Data Control, Inc. — No 521836; 1990.
- Pat. 5085079 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/13. Accelerometer with mounting / coupling structure for an electronics assembly / Frederick V. Holdren, Mitchell J. Novack; Sundstrand Data Control, Inc. — No 535760; 1990
- Pat. 5090243 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/00. Preload system for accelerometer / Frederick V. Holdren, Mitchell J. Novack, Charles J. Rupnick; Sundstrand Data Control, Inc. — No 535788; 1990.
- Pat. 5097172 (USA), Int. Cl.5 H 01 L 41/08. Mounting system for transducer / Stephen F. Becka; Sundstrand Data Control, Inc. — No 556007; 1990.
- Pat. 5111694 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/13. Accelerometer with rebalance coil stress isolation / Steven A. Foote; Sundstrand Corporation. — No 569398; 1990
- Pat. 5182949 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/08. Accelerometer with support caging / Charles J. Rupnick, Damon R. Stoddard, David B. Grindeland; Sundstrand Corporation. — No 702271; 1991
- Pat. 5203210 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/02. Accelerometer with fastener isolation / Thomas E. Terry, Damon R. Stoddard; Sundstrand Corporation. — No 713752; 1991.
- Pat. 5212984 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/00. Mounting system for an accelerometer / Brian L. Norling, Jeffrey F. Tonn; Sundstrand Corporation. — No 930473; 1992.
- Pat. 5220831 (USA), Int. Cl.5 G 01 P 15/13. Closed loop temperature compensation for accelerometer current scale factor / William F. Lee; Sundstrand Corporation. — No 738269; 1991.
- Pat. 5488865 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 15/13. Wide-band servo accelerometer with flat leaf flexure suspension / Rex B. Peters; AlliedSignal, Inc. — No 290051; 1994.
- Pat. 5557044 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 15/13. Low stress magnet interface / Steven A. Foote, Damon R. Stoddard; AlliedSignal, Inc. — No 317257; 1994.
- Pat. 5587530 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 15/13. Low stress magnet interface for a force rebalance accelerometer / Steven A. Foote, Damon R. Stoddard; AlliedSignal, Inc. — No 420916; 1995.
- Pat. 5600067 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 15/08. Torque wire thermal strain relief / Charles J. Rupnick, Thomas E. Terry; AlliedSignal, Inc. — No 447971; 1995
- Pat. 5723787 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 1/02. Accelerometer mounting system / Damon R. Stoddart, Dale G. Smith; AlliedSignal, Inc. — No 610001; 1996
- Pat. 5763779 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 15/08. Accelerometer with improved support rim isolation / Steven A. Foote; AlliedSignal, Inc. — No 725193; 1996.
- Pat. 5952575 (USA), Int. Cl.6 G 01 P 15/13. Force rebalance accelerometers and rebalancing methods / Steven A. Foote; AlliedSignal, Inc. — No 08/904059; 1997
- Pat. 2207761 (GB), Int. Cl.2 G 01 P 15/13. Accelerometer / Kazuhiro Sakuma, Hirohito Itoh, Mitsuaki Kazou, Kenji Kuramoto; Yapan aviation electronics industry, Ltd. — No GB8813325.1; 1988.
- Pat. 2209606 (GB), Int. Cl.2 G 01 P 15/13. Temperature-compensating circuit for accelerometers / Kazuhiro Sakuma, Yasuhiko Fukumoto, Akihiro Tomioka; Yapan aviation electronics industry, Ltd. — No GB8820949.9; 1988.
- Pat. 6073490 (USA), Int. Cl.7 G 01 P 15/00. Servo accelerometer / S. F. Konovalov, G. M. Novosyolov, A. V. Polynkov, C. O. Lee, J. H. Oh, K. S. Lee; Sergey Feodosievich. — No 08/765576; 1994.
- Pat. 6422076 B1 (USA), Int. Cl.7 G 01 P 15/08. Compensation pendulous accelerometer / V. M. Prokofiev, S. F. Konovalov, Jae-Beom Seo et al; Agency For Defense Development, Taejon (KR); Sergei Feodosievich Konovalov, Moscow (RU). — No 09/598386; Jul. 23. 2002.
- Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Linear, Single-Axis, Nongyroscopic Accelerometers / D. Anderson, M.E. Ash, C.H. Barker et al // IEEE Aerospace and Electronic Systems Society. 1998. ISBN 0-7381-1429-4.
- Ли К.С. Разработка маятникового компенсационного акселерометра с кремниевым упругим подвесом: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Москва, 2002. 16 с.
- Pat. 0336151 (Korea), Int. Cl. G 01 P 15/08. Compensation pendulous Accelerometer / V. M. Prokofiev, S. F. Konovalov, Jae-Beom Seo et al; Konovalov Sergei Feodosievich. — Apr. 24.2002.
- Опыт разработки малошумящего акселерометра / С.Ф. Коновалов, А.В. Полынков, Дж. Б. Сео и др. // Докл. VII Санкт-Петербургская между-народная конференция по интегрированным навигационным системам. Санкт-Петербург, 2000. — С. 72–79.
- Pat. 12032532 (USA), Int. Cl. G 01 P 15/13. Flexure type accelerometer and method of making same/ Ruan R., Galen M.; Honeywell International Inc. — 20090205424 2008
- Pat. EP 3159702 A1, Int. Cl. G G 01 P 15/13 Accelerometer/Paul W.Dwyer, Stephen F. Becka; Honeywell International Inc. — 14/919290 — 2015.
- Pat. 10352960B1 (USA) Int. Cl. G 01 P 15/13. Free mass accelerometer/Kirill V. Shchegol, Yingxiang Cheng, Nolan F. Maggipinto; Garmin International Inc. — 15/337572 — 2016
- Pat. CN111650400B (China) Int. G 01 P 15/13/ Miniaturized side surface mounting deferential type integrated resonance accelerometer/Xian Jiaotong University. — CN 202D10494666.2A — 2020.
- Триада акселерометров с магнитоэлектрическими датчиками момента, не требующая разворотов при измерении масштабных коэффициентов. Ко-новалов С.Ф., Куртюков В.А., Юрасов В.В. Вестник МГТУ им. Н.Э. Бау- мана № 1 (33). 1999.
- Research of operability of accelerometers at high-G linear acceleration, vibrating and shock effects without using test centrifuges, vibration and shock test tables / S.F. Konovalov, A.V. Polynkov, J.B. Seo et al // Paper. XIV Saint Petersburg international conference on integrated navigation systems. Saint Petersburg, 2007. P. 125–132.
- Патент FR. Accelerometre compensateur a pendule. Prokofiev V.M., Lar- sin A.S., Konovalov S.F., Polynkov A.V., Trunov A.A., Oh Moon Su, Chung Tae-Ho, Moon Hong-Key, Seo Jae Beom, Kwon Oh-sun // De Brevet D’invention En France / Depose le Juin 2000 sous le №000829, priorite RU 99113694. 23/06/1999
- Rotation around a point, Theory of strapdown inertial navigation systems, Nikolay Krobka. — XXII Санкт-Петербургская конференция по интегриро-ванным навигационным системам. 05.2015