Nghiên cứu phát triển một cảm biến vận tốc góc dựa trên hiệu ứng dòng xả corona

Bài viết đề xuất cấu hình cảm biến đo vận tốc góc (gyroscope) dựa trên hiệu ứng dòng xả corona. Cấu hình đề xuất gồm có bộ phận tạo ra luồng gió và bộ phận cảm nhận độ lệch của luồng gió khi cảm biến chịu tác động của vận tốc góc. Luồng gió được tạo ra trong một không gian kín tuần hoàn dựa trên hiệu ứng dòng xả corona. Bộ phận tạo ra luồng gió sử dụng cấu trúc ba dòng xả corona kiểu mũi kim – vòng tròn (pin - ring) để tạo ra luồng gió ion trong ba kênh riêng. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phát triển một cảm biến vận tốc góc dựa trên hiệu ứng dòng xả corona Nghiên Cứu Phát Triển Một Cảm Biến Vận Tốc Góc Dựa Trên Hiệu Ứng Dòng Xả Corona Trần Văn Ngọc1, Đậu Thành Văn2, Nguyễn Ngọc An3, Trần Như Chí3, Chử Đức Trình3, Bùi Thanh Tùng3* 1 Viện Tên lửa, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự 2 Trường Đại học Griffit 3 Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội *Email: tungbt@vnu.edu.vnAbstract- Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất cấu hình cảm biến Mặc dù có hiệu suất đo lường cao cũng như kế thừa đượcđo vận tốc góc (gyroscope) dựa trên hiệu ứng dòng xả corona. những tiến bộ gần đây trong thiết kế và công nghệ chế tạo,Cấu hình đề xuất gồm có bộ phận tạo ra luồng gió và bộ phận cảm biến quán tính với dao động của khối tham chiếu dễ bịcảm nhận độ lệch của luồng gió khi cảm biến chịu tác động của hỏng do sự rung/dao động của các thành phần khối quán tính.vận tốc góc. Luồng gió được tạo ra trong một không gian kín Trong khi đó cảm biến vận tốc góc dựa trên nguyên lý lưutuần hoàn dựa trên hiệu ứng dòng xả corona. Bộ phận tạo raluồng gió sử dụng cấu trúc ba dòng xả corona kiểu mũi kim – chất (lỏng hoặc khí) do không cần có dao động của khối quánvòng tròn (pin - ring) để tạo ra luồng gió ion trong ba kênh riêng. tính nên không bị những hạn chế nói trên. Trong các cảm biếnCác luồng gió ion được kết hợp lại với nhau tại một lỗ phun này, chuyển động tham chiếu đến từ môi trường lỏng hoặc khí,trước khi thổi vào buồng làm việc chính và luồng gió này quay thay vì một cấu trúc khối đặc rắn. Vì vậy, mối quan tâm chínhtrở lại các kênh riêng để tăng tốc cho gió ion. Độ lệch của luồng trong thiết kế một cảm biến góc loại này là tạo ra dòng chấtgió khi có vận tốc góc tác dụng được đo bằng cách sử dụng một lỏng hoặc khí có khả năng tự do dao động trong không gian.số dây nhiệt điện trở (hotwire) đặt tại các vị trí thích hợp trong Một số kỹ thuật được sử dụng để tạo ra dòng chảy cho cảmbuồng làm việc chính. Khi có một vận tốc góc ảnh hưởng đến biến quán tính dựa trên nguyên lý chất lỏng hoặc khí nhưcảm biến, luồng gió ion được tạo ra bị lệch hướng bởi hiệu ứng phương pháp dựa trên đối lưu tự nhiên từ một vùng được làmCoriolis và được đo bởi các dây nhiệt điện trở này. Cấu trúc cảmbiến đề xuất đã được thiết kế, chế tạo dựa trên công nghệ in 3D nóng cục bộ [4], [5], [6], [7]; phương pháp dựa trên sự giãn nởtạo mẫu nhanh. Hoạt động của cảm biến đã được khảo sát với độ nhiệt được gây ra bởi khí đốt nóng nhanh; phương pháp dựanhạy xác định từ các kết quả thực nghiệm là 44 µV/°/s. Với việc trên luồng gió bằng cách bơm như sử dụng màng PZT [8], [9],không sử dụng bất kỳ một thành phần dao động cơ học nào như [10]; luồng gió cũng có thể được tạo ra từ một chất lỏng liêncác cảm biến vận tốc góc kiểu con quay hồi chuyển thông thường, hợp điện sử dụng điện trường bằng cách cấp nguồn cao áp đếncấu trúc cảm biến này do đó có độ bền cơ học cao, phù hợp cho các điện cực ngập trong chất lỏng [11]. Một con quay hồicác ứng dụng khác nhau trong đo lường và điều khiển. chuyển dạng khí loại bỏ hiệu ứng của gia tốc tuyến tính bởi lực đối lưu [12]. Keywords- Cảm biến vận tốc góc, dòng xả corona, gió ion, côngnghệ in 3D. Một phương pháp khác tạo ra luồng gió là sử dụng gió ion. Luồng gió ion có thể được tạo ra nhờ hiệu ứng dòng xả corona với cấu trúc là các cặp điện cực pin – ring. Khi đặt một nguồn I. GIỚI THIỆU điện áp cao đến điện cực pin đóng vai trò là nguồn phát xạ ionCảm biến vận tốc góc (thuật ngữ thường gọi gyroscope hay và điện cực ring đóng vai trò là điện cực tham chiếu thì vùngcon quay hồi chuyển) là một dạng cảm biến quán tính để đo xung quanh các điện cực chịu một điện trường mạnh. Dưới tácchính xác vận tốc góc của vật thể quay quanh một trục. Con động của điện trường mạnh quá trình phun io ...