Аннотация. Рассмотрены измерительные цепи дифференциальных емкостных параметрических преобразователей, предназначенных для съема информации о колебаниях инерционной массы акселерометров или гироскопов. Проведен анализ погрешности измерительной цепи на основе операционного усилителя и намечены пути уменьшения каждой из рассмотренных составляющих результирующей погрешности. Приведены схемы измерительных цепей, обеспечивающих преобразование информативного параметра дифференциального емкостного датчика и коррекцию погрешности, обусловленной неидеальностью операционного усилителя. Отмечено, что область применения измерительных цепей без операционного усилителя ограничена узким диапазоном изменения рабочих емкостей; структуры, построенные на основе операционного усилителя, имеют линейную функцию преобразования независимо от девиации рабочих емкостей.

Ключевые слова: измерительная цепь, емкостный дифференциальный датчик, акселерометр, гироскоп, погрешность, фазовое разделение каналов

Список литературы:

1. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Под. ред. Б. С. Алешина, К. К. Веремеенко, А. И. Черноморского. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. 424 с.
2. Топильский В. Б. Микроэлектронные измерительные преобразователи: Учеб. пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 493 с.
3. Распопов В. Я. Микромеханические приборы: Учеб. пособие. М.: Машиностроение, 2007. 400 с.
4. Элементы концепции построения интеллектуальных систем мониторинга и контроля изделий ракетно-космической техники и объектов наземно-космической инфраструктуры / А. Г. Дмитриенко, А. В. Николаев, А. В. Ляшенко, М. В. Тюрин, Д. А. Ярославцева // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2018. № 2 (24). С. 5—13.
5. 5. Карпов В. А., Хананов В. А. Измерительный преобразователь дифференциального емкостного чувствительного элемента с ратиометрическим выходным сигналом // Вестн. ГГТУ им. П. О. Сухого. 2013. № 3. С. 58—62.
6. Свистунов Б. Л. Измерительные преобразователи для параметрических датчиков с использованием аналитической избыточности // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2017. № 2 (20). С. 94—100.
7. Чернецов М. В., Чураков П. П. Инвариантное преобразование в измерительных системах с параметрическими датчиками // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2018. № 1 (23). С. 11—17.
8. Левшина Е. С., Новицкий П. В. Электрические измерения физических величин (измерительные преобразователи): Учеб. пособие. Л.: Энергоатомиздат, 1983. 320 с.
9. Трансформаторные измерительные мосты / Ф. Б. Гриневич, А. Л. Грохольский, К. М. Соболевский, М. П. Цапенко; Под ред. К. Б. Карандеева. М.: Энергия, 1970. 280 с.
10. Волович А., Волович Г. Интегральные акселерометры // Компоненты и технологии. 2002. № 1.
11. Stiction in surface micromachining / N. Tas, T. Sonnenberg, H. Jansen, R. Legtenberg, M. Elwenspoek // J. of Micromechanics and Мicroengineering. 1996. Vol. 6, N 4. P. 385—397.
12. Maubodian R., Howe R. T. Critical Review: Adhesion in surface micromechanical structures // J. of Vacuum Science and Technology B. 1997. Vol. 15, iss. 1. P. 1—20.
13. Аверин И. А., Пауткин В. Е. Особенности формирования микроэлектромеханических элементов первичных преобразователей информации // Изв. вузов. Поволжский регион. Технические науки. 2014. № 2. С. 24—32.
14. Поспелов А. В. Измерительные цепи акселерометров на переключаемых конденсаторах // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2002. № 1.
15. Арбузов В. П. Структурные методы повышения точности измерительных цепей емкостных и индуктивных датчиков: Монография. Пенза: Инф.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2008. 230 с.
16. Некрасов Я. А., Беляева Т. А., Беляев Я. В., Багаева С. В. Электрические схемы емкостных датчиков микромеханического гироскопа RR-типа // Научное приборостроение. 2008. Т. 18, № 1. С. 91—97.
17. Карпов В. А., Хананов В. А. Универсальный измерительный преобразователь для дифференциального чувствительного элемента // Вестн. ГГТУ им. П. О. Сухого. 2014. № 1. С. 91—96.
18. Арбузов В. П. Измерительные цепи емкостных датчиков: Монография. Пенза: Инф.-изд. центр Пенз. гос. ун-та, 2002. 134 с.
19. Арбузов В. П., Мишина М. А. Измерительные преобразователи емкостных микромеханических гироскопов // Изв. вузов. Приборостроение. 2017. Т. 60, № 12. С. 1138—1145.