Obraz7

48

Czujniki prędkości obrotowej i prędkości jazdy Pomiar bezwzględnej prędkości obrotowej

były dotąd przeważnie stosowane do regulacji stabilizacji toru jazdy. Spełniają one również wszystkie inne specyficzne dla pojazdów wymagania, dotyczące nie tylko bezobsługowości, trwałości, stałej czasowej włączania itd., lecz także niewygórowanej ceny. Girometr drganiowy mierzy bezwzględną wartość przyrostu kąta obrotu wokół osi pionowej (ruchy odchylenia kierunkowego) w układach dynamicznej regulacji toru jazdy (ESP, stabilizacja poślizgów) i w krótkotrwałej nawigacji (np. w obrębie skrzyżowań).

Nowoczesne systemy przeciwdziałające poślizgowi muszą mierzyć przyrosty kątowe D i D wokół osi wzdłużnej i poprzecznej pojazdu. Działają podobnie jak mechaniczne girometry.

Wykorzystują ruchy kątowe D w połączeniu z ruchem odchylania (o prędkości v) wywołującym przyspieszenie Coriolisa wykorzystywane do pomiarów. Zgodnie ze znaną zasadą wektor przyspieszenia jest prostopadły do obu wielkości (rys. 1):

To przyspieszenie w obserwowanym punkcie

0    skupionej masie m można zidentyfikować

1    zmierzyć.

W celu wyznaczenia przyrostu prędkości amplituda drgań jest regulowana - za pomocą odpowiedniego układu na stałą wartość i następuje selekcja i wyrównanie częstości i fazy mierzonego na drgającej masie m przyspieszenia Coriolisa.

Następuje przy tym równocześnie uwolnienie sygnału przyspieszenia od zewnętrznych obcych przyspieszeń (np. od drgań nadwozia). Tak przygotowany sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do przyrostu kąta obrotu:

U_A = const • a _Corjolis + const’ • Dl    (4)

Przyspieszenie a_y masy m w kierunku drgań jest o kilka rzędów wielkości większe niż wykorzystywane przyspieszenie Coriolisa:

a

V

dV

y

~ćF

co\3 cos(cot)

(5)

Corioiis

= a - 2 V x Cl

(1)

Prędkość V zmienia się przy tym sinusoidalnie odpowiednio do ruchu drgającego

V_y = V_y sin (cot)    (2)

Przy stałej prędkości obrotowej Q powstaje również mierzone sinusoidalne przyspieszenie Coriolisa _Corio!is o stałej częstości i kącie fazowym. Wartość amplitudy wnosi wówczas

a

= 2V n

y z

(3)

Możliwość zafałszowania pomiaru wskutek wpływu przyspieszenia a_y musi być wyeliminowana przez odpowiednią modulację. Następuje to dzięki selekcji kierunkowej czujnika przyspieszenia Coriolisa i jego prawidłowemu montażowi w ustalonym kierunku (współczynnik 10²...10⁴), jak również dzięki dokładnemu wyregulowaniu fazy sygnału Coriolisa.

Zakłócające przyspieszenie drgań musi być przesunięte fazowo o 90° względem sygnału mierzonego.

Stosunek sygnałów zakłócających do użytkowego wzrasta jednak wraz z częstotliwością.

Corioiis

Rysunek 1

Q_z - przyrost drogi kątowej (prędkość) v_y - prędkość ruchu drgającego

"corioiis - Przyspieszenie Coriolisa m - punkt o masie skupionej

Przykłady zastosowań:

•    piezometryczne czujniki prędkości obro towej,

•    mikromechaniczne czujniki prędkości obrotowej MMI i MM2.

Czujniki radarowe

Do pomiaru wielkości „prędkości jazdy względem nawierzchni V_p”, zwłaszcza w pojazdach, w których występują duże poślizgi kół (np. w ciągnikach rolniczych), są używane proste i tanie krótkodystansowe układy radarowe Dopplera (rys. 1 i 3) o paśmie częstotliwości 24...35 GHz.