Дисертація присвячена дослідженню динаміки і похибок мікромеханічних вібраційних гіроскопів. Складено математичні моделі, які описують рух чутливих елементів на обертовій основі й основні похибки камертонних, карданових і одномасових мікромеханічних вібраційних гіроскопів. Для одномасових гіроскопів досліджено вплив поступальних і кутових вібрацій, змін температури, похибок виготовлення на точність вимірювання кутової швидкості, і проведено аналіз перехідних процесів в амплітудах вихідних коливань чутливого елемента. Отримані математичні моделі дозволяють розраховувати основні характеристики перерахованих мікромеханічних гіроскопів.

  Скачати повний текст

Розроблено й обгрунтовано метод вимірювання частот обертання роторних систем (РС) за віброметричними параметрами, за яких частота обертання вимірюється з застосуванням акселерометрів шляхом утворення взаємо-кореляційної функції між двома зміщеними у часі вимірювальних систем (ВС). Відзначено, що використання такого методу дозволяє одночасно з вимірюванням частот обертання здійснювати автоматичний контроль вібраційних параметрів РС, що сприяє підвищенню вірогідності автоматичного контролю. Розроблено модель системи автоматичного контролю параметрів РС, яка передбачає застосування запропонованого адаптивного алгоритму автоматичного контролю параметрів РС, який дозволяє мінімізувати похибку несинхронності обертання РС і підвищити точність синхронізації у 1,5 - 2 рази у порівнянні з відомими інформаційно-вимірювальними системами. Створено та досліджено методи автоматичного контролю параметрів РС з використанням функцій чутливості, струму статора та ЛДЗ ВС, які базуються на комплексному використанні електромеханічних і віброметричних параметрів та дозволяють одержувати достовірну інформацію про стан цих параметрів, з урахуванням яких здійснюється ремонт РС. Розвинуто математичні моделі для оцінювання метрологічних характеристик ВК вібрації, які враховують його нелінійні властивості, що дало змогу визначити діапазон роботи ВК та розробити їх з наперед заданими нормованими метрологічними характеристиками.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено інформаційно-вимірювальну систему (ІВС) контролю параметрів тахометричних перетворювачів (ТП), яка дозволяє перевіряти дані параметри з підвищеною методичною та інструментальною складовими достовірності. Запропоновано перевірку ТП здійснювати не тільки за статичного, а також за динамічного режимів. Це дозволяє контролювати параметри ТП, а саме: момент опору, момент інерції, кутове прискорення, стабільність зміни цих параметрів у часі. Проаналізовано стабільність роботи ІВС контролю параметрів ТП з різними типами електродвигунів, асинхронним, синхронним, постійного струму. За результатами моделювання перевагу було надано вибору двигуну постійного струму, який має найменшу похибку відтворення кутової швидкості за динамічного режиму. Запропоновано структурно-алгоритмічний підхід до побудови ІВС контролю параметрів ТП. Наведено рекомендації щодо інженерного проектування вимірювального каналу кутової швидкості, з нормованою похибкою вимірювання та широким діапазоном вимірювання кутової швидкості. За цього похибка вимірювання залишається стабільною майже на всьому діапазоні вимірювання. З використанням розроблених методів створено апаратні, алгоритмічні та програмні засоби, яких використано у розробленій ІВС контролю параметрів ТП. Проведено експериментальні дослідження, які підтверджують одержані теоретичні результати.

  Скачати повний текст

Розроблено метод вимірювання прискорення, за якого результатна частотна характеристика інтегрального акселерометра зміщується по частотній осі. Вдосконалено метод керування сигналом від ємнісного мікроакселерометра зустрічно-стрижневої конструкції, який відрізняється від існуючих тим, що сигнали від верхніх і нижніх фіксованих пластин конденсаторів мікроакселерометра подаються на вхід різницевого підсилювача постійного струму, що дає змогу опрацьовувати вхідні напруги нижче сотень мікровольт і вимірювати васокочастотні мікровібрації. Вдосконалено модель для схемотехнічного рівня проектування ємнісного мікродавача зустрічно-стрижневої конструкції, яка відрізняється від існуючих наявністю параметрів, що враховують вплив жорсткості балок і демпфірування повітря, чим забезпечується підвищення точності вихідних параметрів на 7 - 10 % та універсальності макромоделі.

  Скачати повний текст

Розроблено вдосконалену математичну модель відбиття та заломлення акустичних променів на поверхні рухомого твердого тіла. Одержано аналітичні залежності кутових і частотних параметрів відбитої та заломлених хвиль від параметрів руху тіла. Встановлено, що під час руху тіла є відхилення кутів відбиття та заломлення променів від тих, що дає закон Снеліуса, та відхилення значень частот від тих, що описуються класичним ефектом Доплера. Досліджено багатопозиційну гідроакустичну систему, що забезпечує визначення просторових координат, швидкості та напрямку руху об'єктів. Встановлено необхідність врахування виявлених ефектів під час вимірювання параметрів руху швидкісних об'єктів.

  Скачати повний текст

Запропоновано теорію датчика кутової швидкості на базі динамічно настроюваного гіроскопа з аналого-цифровими контурами зворотного зв'язку в каналах вимірювання кутової швидкості та керування електроприводом обертання ротора гіроскопа. Синтезовано аналого-цифрові контури зворотного зв'язку в каналах вимірювання кутової швидкості, які забезпечують належну якість перехідних та сталих процесів вимірювання, зменшення взаємозв'язків між цими каналами у разі дії випадкових впливів. Розроблено електронний пристрій керування електроприводом обертання ротора гіроскопа, що забезпечує можливість виконання динамічної настройки засобами цифрової електронної техніки замість механічної, надає можливість забезпечувати спрощення конструкції, технології виготовлення гіроскопа, а також високу стабільність кутової швидкості обертання ротора гіроскопа.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та засоби удосконалення п'єзоелектричних акселерометрів, а також принципи побудови конструктивних схем монолітних, багатоелементних мономорфних, біморфних, триморфних одно- і трикоординатних акселерометрів, а також підсилювачів заряду до них. Наведено методи розрахунку циліндричних монолітних акселерометрів, а також акселерометрів з біморфними чутливими елементами, закріпленими у центрі чи по твірній. Побудовано та досліджено механічну та математичну моделі багатоелементного акселерометра для отримання інформації про вплив розмірів акселерометра на його параметри. Досліджено вплив контактних явищ на чутливість акселерометрів, параметрів вимірювальних ланцюгів на характеристики акселерометрів. Для розв'язання даних задач використано методи лінійної теорії електропружності. Для побудови приблизних рішень використано методи теорії коливань для систем із зосередженими параметрами, методи теорії автоматичного керування і математичної статистики.

  Скачати повний текст