Разработка теоретической базы для инерциального измерительного модуля нового поколения на базе MEMS-технологий для диагностирования рельсового пути.

Разработана математическая модель твердотельного ПАВ-акселерометра, выполнены аналитические расчёты, проведено математическое моделирование ЧЭ элемента микромеханического акселерометра (МА) и оценены его технические характеристики. Проведена оптимизация геометрии и размеров консольного упругого элемента.
Особое внимание уделено анализу поверхностных деформаций консоли ЧЭ, вызывающих изменение параметров ПАВ-резонаторов, и оценке собственных частот и форм колебаний ЧЭ базовой и оптимизированной формы.
При разработке электронной части ПАВ-микроакселерометра проанализированы эквивалентные и амплитудно-частотные характеристики одновходовых ПАВ-резонаторов и при помощи пакета Ansoft Designer выполнен расчет принципиальной схемы автогенераторов. Предложена новая схема построения задающего автогенератора, обладающая рядом преимуществ.
В процессе экспериментальных исследований был проведен анализ выходного сигнала разностной частоты, времени выхода на рабочий режим и точностных характеристик МА. Определены характеристики (масштабный коэффициент, нелинейность масштабного коэффициента, сдвиг нуля и случайный дрейф) для МА с базовой и оптимизированной схемой построения. Для их параметров приведена сравнительная таблица.
Разработан алгоритм обработки показаний МА и проиллюстрирована возможность их использования для определения просадок рельсовых нитей. Выявлена необходимость установки на тележку азимутального гироскопа и замены МА ADXL 210 на более точные ADXL 202. В дальнейшем планируется использовать предложенную систему для определения таких параметров рельсового пути, как рихтовки и жесткости.
В результате проведения НИР получен теоретический и экспериментальный опыт создания инерциального измерительного модуля на микроакселерометрах. Предполагается использование результатов НИР на вагоне-путеизмерителе в Санкт-Петербургском метрополитене, на вагоне путеизмерителе Октябрьской железной дороги (ЦНИИ-4 №702), а также в учебном процессе СПбГЭТУ (в дисциплинах, читаемых кафедрой ЛИНС по специальностям 18.12.00 и 190100).