度时,会慢慢产生误差 图2.8用高通滤波器左掉偏置电压 图2.9是用A/D变换器的单触自动去掉偏置电压的电路。图 的电路必须边测试输出电压边调整VR而该电路,合上开关 就能方便地将偏置电压压低到几mV以下 出 34LS221 IOk 52SC Itno re 图29用A/D变换器的单触自动去掉置电压
图2.10示出的电路.可将角速度信号积分,从而得到角度信号 这种电路是将输入信号在VF变换器中变为数字信号,并在计 数器中加以累计的数字式积分器。输入前级跟前级输出的偏压消降 乜路连接使用,这样便可检测出各种运动物体的角度变化,若通过跟 废机组合的编码器检测距离信号,井运算该信号,也可检测出位置的 变化由于气体速率传感器输出有漂移,故角度检测精度能做到在数 分钟内达到土左右 还有一种方式,使用微机,通过A/D变换器,将气体速率传感器 的输出变为数字量并且积分,这种方式,可将气体速率传感器的偏压 多次取样求平均值以软件方式处理,将偏压去掉,粉测的角度有较 高的精度。通过软件也可修正传感器的性能漂移,所用的A/D变换 器,根据气体速率传感器的精度要求,以12位的产品为宜,CPU因 软件有 k byte即已足够,故使用8747等单片CPU,产品可小型化 现在已有将气体速率传感器微机和积分器作成一体的角度格 测仪(TA7083)产品销售 上述产品由日本多摩川精机(株)生产,北京信息工程学院研制 的PFRS型压电射流速率传感器跟其类似一些性能优于日本的同 类产品性能 §2.3检测位移角的积分电路 过去用机楲转子型陀螺仪检测惯性角速度,这种陀螺议能检测 车辆船舶和飞机等所有运动物体的纵向摇摆(俯仰)横向摇摆(滚 动)、摆头(偏转)运动,并可用它作为使运动体回到原来位置的控 元件。这种陀螺有功耗大、准备时间长、体积大和寿命短等缺点 2.31角速度传感器 美国特森( Watson)公司的角速度传感器克服了上述速率陀 螺仪的缺点,它是一种小型、精密、微功耗和耐振动冲击的新型角速
度传感器。这种传感器的最大特点是价格低廉,其驱动电路和检测电 路均组装在传感器内部,只需供给±15V的直流电压即可工作。这 种传感器利用压电换能器构成的悬臂梁敏感角速度,没有机械转子 型陀螺的机械部件,其敏感的角速度跟模拟输出电压成王比 角速度传感器裉据检测方向分单轴、双轴和三轴三种类型,它们 的最大角速度为30、100、300°/s.角速度为零时输出为0V,最大输出 ±10VDC.表2.1列出角速度传感器的性能 23.2检测电路 通常为了获得车辆和飞行体的稳定控制和自动操纵的输入信 号,应给定角速度传感器的待测轴,以便检测出待测轴的角速度,从 而求出姿态角和机头方位角传感器内部有驱动基极晶体的电路,将 从敏感晶体获得的信号用电荷放大器放大,然后跟从基极晶体获得 的基准信号进行比较,此外还有鉴别相位的电路,以及处理振动和 加速度产生的噪声的滤波电路图2.11示出角速度传感器的电路框 角速度传感器的模拟输出积分得到的角度即是位置的角度,也 就是烦斜角。图2.12示出积分电路。角速度的信号电压导入运算放 大器,在反馈电路中使用电容器输入信号电压V的积分值作为输 出电压V取出。输出电压V=(-1/RC) vi(t ) dr,跟电容器C并 联的FET用于积分器复位 图2.13示出检测角位移的典型积分电路因为图中世漏电阻祥 偿调节装置在反转或正转输入端加上做小电压以调整偏置电压 不必在编置调整端附加运算放大器 渥特森公司除了出售角速度传感器外,还出售表22列出的倾 钭角传感器。为了使倾斜角传感器获得短期和长期两方面的正确信 号,将角速度传惑器和精密振子组合成独特的结构这得到的倾斜 角传感器将角速度传感器获得的角速度模拟输出电压在积分电路 中积分,所求出的倾斜角位置跟振子的垂直基准信号比较,误差信号
检测器 电 我 带通晚波 外部零输 角遭度输出 2.12积分电路 导入时间常数长的滤波器电路,作为对角速度传感器的偏置进行反 馈补偿 2.33主要用途 角速度传感器和倾斜角传感器主要用于飞机、导弹、人造卫星、 气球和其他飞行体,以及船舶、汽车、起重机、雷达天线工业机器人