×
23.02.2019
219.016.c735

СПОСОБ КАЛИБРОВКИ АКСЕЛЕРОМЕТРОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002249793
Дата охранного документа
10.04.2005
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области гироприборостроения и может быть использовано в трехосных гироскопических стабилизаторах инерциальных систем (ИНС) и гирогоризонткомпасов (ГГК). Способ калибровки акселерометров заключается во включении акселерометра, выдержке интервала времени, необходимого для достижения установившегося теплового и электромагнитного состояния последовательном развороте платформы трехосного гиростабилизатора с установленным акселерометром относительно начального положения вокруг горизонтальной оси сначала в положительном, а затем в отрицательном направлении, измерении сигналов горизонтных акселерометров U и U в каждом положении и вычислении масштабного коэффициента горизонтного акселерометра по разности измерений в соответствии с формулой К=(U-U)/(ψ+ψ)g, где g - величина ускорения силы тяжести. Перед включением акселерометра дополнительно включают системы термостабилизации, стабилизации, разгона гиромоторов, управления токами датчиков момента гироскопов; согласовывают горизонтальные оси платформы с горизонтальными осями карданова подвеса, на которых установлены датчики углов качек, путем подачи тока в датчик момента азимутального, управляющего движением платформы вокруг вертикальной оси гироскопа; включают режим горизонтирования, при котором токи в датчиках момента горизонтных гироскопов пропорциональны сигналам соответствующих горизонтных акселерометров; причем разворот и фиксацию платформы в положительном и отрицательном направлении осуществляют путем подачи постоянного тока положительной, а затем отрицательной величины в датчик момента соответствующего горизонтного гироскопа; и измеряют сигнал соответствующего датчика угла качки при повороте в положительном и отрицательном направлении, при соответствующих углах поворота ψ и ψ. Техническим результатом является повышение точности определения масштабного коэффициента за счет сохранения структуры тепловых и электромагнитных полей в месте установки. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области гироприборостроения и может быть использовано в трехосных гироскопических стабилизаторах инерциальных систем (ИНС) и гирогоризонткомпасов (ГГК).

Известен способ определения масштабного коэффициента горизонтного акселерометра, оси чувствительности которого совпадают с горизонтальными осями платформы гиростабилизатора, заключающийся в включении акселерометра и выдержке интервала времени, необходимого для достижения установившегося теплового и электромагнитного состояния, последовательном развороте корпуса акселерометра относительно начального положения вокруг горизонтальной оси на заданный угол ψ1 в положительном, а затем на заданный угол ψ2 в отрицательном направлении, механической фиксации корпуса акселерометра и измерении его сигналов U1, U2 в каждом положении, вычислении масштабного коэффициента по разности измерений в соответствии с формулой

K=(U1-U2)/(ψ12)g,

где g - величина ускорения силы тяжести.

(См., например, С.Ф.Коновалов, Б.С.Коновалов, Д.В.Майоров, Г.М.Новоселов, А.В.Полинков, А.А.Трунов. Автоматическое оборудование для испытаний акселерометров, сборник 4 Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. Май, 1997 г., с.223, ISB №5-900780-13-9.)

Указанный способ позволяет исключить влияние адитивных составляющих погрешности акселерометра, вызванных начальным отклонением оси чувствительности относительно плоскости горизонта ψ0 и дрейфом нуля Wo, что поясняется нижеследующим.

При наличии отмеченных погрешностей сигнал акселерометра определяется выражением

где W=gψ - проекция ускорения силы тяжести на ось чувствительности акселерометра, вызванного поворотом корпуса акселерометра на угол ψ относительно начального положения.

Сигналы акселерометра в двух заданных положениях определяются выражениями

Разность этих сигналов позволяет исключить влияние адитивных погрешностей на вычисление масштабного коэффициента.

При реализации указанного способа в трехосном стабилизаторе для осуществления механического разворота и фиксации его платформы с акселерометрами необходимо снять герметичные тепловые и электромагнитные экраны платформы и отключить системы термостабилизации, стабилизации, разгона гиромоторов, управления токами датчиков момента гироблоков, что приводит к резкому изменению структуры тепловых и электромагнитных полей в месте установки акселерометров. Изменение тепловых и электромагнитных условий в месте установки акселерометра вызывает нестабильность масштабного коэффициента, величина которой по данным технических условий наиболее известных отечественных акселерометров приведена в таблице №1.

Таблица №1
МаркаНестабильностьИзготовитель
АК100,1%ЦНИИ "Дельфин" г.Москва
Д110,15%ПНППК г.Пермь
А 120,2%РПЗ г. Раменское

Таким образом, недостатком известного способа определения масштабного коэффициента акселерометра при его реализации в трехосном гиростабилизаторе является появление дополнительных погрешностей определения коэффициента из-за изменения температурных и электромагнитных условий, то есть ухудшение точности калибровки.

Целью изобретения является повышение точности определения масштабного коэффициента акселерометра за счет сохранения структуры тепловых и электромагнитных полей в месте установки.

Поставленная цель достигается тем, что перед включением акселерометра, выдержкой интервала времени, необходимого для достижения установившегося теплового и электромагнитного состояния, последовательным разворотом платформы гиростабилизатора с установленным акселерометром относительно начального положения вокруг горизонтальной оси сначала в положительном, а затем в отрицательном направлении, измерением сигналов горизонтных акселерометров U1 и U2 в каждом положении и вычислением масштабного коэффициента горизонтного акселерометра по разности измерений в соответствии с формулой:

дополнительно включают системы термостабилизации, стабилизации, разгона гиромоторов, управления токами датчиков момента гироскопов, согласовывают горизонтальные оси платформы с горизонтальными осями карданова подвеса, на которых установлены датчики углов качек, путем подачи тока в датчик момента азимутального, управляющего движением платформы вокруг вертикальной оси гироскопа, включают режим горизонтирования, при котором токи в датчиках момента горизонтных гироскопов пропорциональны сигналам соответствующих горизонтных акселерометров, осуществляют разворот и фиксацию платформы в положительном и отрицательном направлении осуществляют путем подачи постоянного тока положительной, а затем отрицательной величины в датчик момента соответствующего горизонтного гироскопа и измеряют сигнал соответствующего датчика угла качки при повороте в положительном и отрицательном направлении, при соответствующих углах поворота ψ1, и ψ2.

Теоретическое обоснование заявляемого способа заключается в следующем.

После включения системы термостабилизации, стабилизации разгона гиромоторов, управления токами датчиков момента гироскопов трехосного гиростабилизатора на платформе гиростабилизатора устанавливаются тепловые и электромагнитные поля и она, с точностью до дрейфов, сохраняет первоначальное положение относительно инерциального пространства и может управляться подачей токов в датчики момента соответствующих гироскопов. Согласование горизонтальных осей платформы, с которыми совпадают оси чувствительности горизонтных акселерометров, с горизонтальными осями карданева подвеса, по которым установлены датчики углов качек, осуществляется подачей тока в датчик момента азимутального гироскопа, управляющего движением платформы гиростабилизатора вокруг верикальной оси. Подача тока прекращается, когда сигнал с курсового датчика угла на вертикальной оси карданова подвеса станет близким нулю, т.е. когда горизонтные оси платформы и карданова подвеса будут совпадать.

После включения акселерометра и режима горизонтирования, при котором ток I в датчике момента горизонтного гироскопа пропорционален сигналу "U" соответствующего акселерометра, угловая скорость управления вокруг соответствующей горизонтной оси и платформы Ω определяется выражением:

где Kg - масштабный коэффициент датчика момента,

Н - кинетический момент гироскопа,

Ку - коэффициент управления,

Io - постоянный ток, подаваемый в датчик момента.

Движение платформы вокруг горизонтальной оси по углу ψ в любой момент времени определяется дифференциальным уравнением:

где ω - проекция угловой скорости Земли на горизонтальную ось,

Р - дрейф гироскопа.

После подачи постоянного тока Iо платформа начинает разворачиваться вокруг горизонтальной оси с угловой скоростью , сигнал акселерометра U увеличивается, платформа заканчивает разворот и фиксируется в положении равновесия, при котором =0, сигнал акселерометра U1 при этом определяется из выражения (5) с учетом выражения (4)

Выражение (6) показывает, что, изменяя знак и величину постоянного тока Iо, подаваемого в датчик момента горизонтного гироскопа, можно изменять знак и величину сигнала акселерометра, т.е. поворачивать платформу вместе с акселерометром относительно горизонта в положительном и отрицательном направлении на разные углы. При этом измеряемые сигналы акселерометра при положительном и отрицательном повороте определяются выражениями (2), а соответствующие им углы поворота ψ1 и ψ2 измеряются соответствующим датчиком угла качки.

Разность сигналов U1 и U2 позволяет вычислить масштабный коэффициент акселерометра в соответствии с выражением (3).

Дополнительная погрешность определения масштабного коэффициента ΔК предлагаемого способа калибровки возникает из-за погрешности Δψ измерения углов ψ1, ψ2 датчиком угла качки. Эта погрешность, полученная из выражения (3), имеет вид:

Для используемых в современных гиростабилизаторах двухотсчетных вращающихся трансформаторов типа ВТ 100 или СКТД-261 величина Δψ=20". (Для цифровых датчиков и индуктосинов эта величина еще меньше).

Тогда при наклоне акселерометра на угол 10-20° величина Δψ/ψ=(0,05-0,025)% и дополнительная погрешность определения масштабного коэффициента акселерометра предлагаемым методом будет в 2-4 раза меньше, чем погрешности способа прототипа, характеризующаяся приведенными в таблице 1 значениями нестабильностей.

Операции предлагаемого способа калибровки реализуются при регулировке ИНС или ГГК, построенного на базе любого трехосного гиростабилизатора.

Способкалибровкиакселерометров,содержащийвключениеакселерометра,выдержкуинтервалавремени,необходимогодлядостиженияустановившегосятепловогоиэлектромагнитногосостояния,последовательныйразворотплатформытрехосногогиростабилизаторасустановленнымакселерометромотносительноначальногоположениявокруггоризонтальнойосисначалавположительном,азатемвотрицательномнаправлении,измерениесигналовгоризонтныхакселерометровUиUвкаждомположенииивычислениемасштабногокоэффициентагоризонтногоакселерометрапоразностиизмеренийвсоответствиисформулойК=(U-U)/(ψ+ψ)g,гдеg-величинаускорениясилытяжести,отличающийсятем,чтопередвключениемакселерометрадополнительновключаютсистемытермостабилизации,стабилизации,разгонагиромоторов,управлениятокамидатчиковмоментагироскопов;согласовываютгоризонтальныеосиплатформысгоризонтальнымиосямикардановаподвеса,накоторыхустановленыдатчикиугловкачек,путемподачитокавдатчикмоментаазимутального,управляющегодвижениемплатформывокругвертикальнойосигироскопа;включаютрежимгоризонтирования,прикоторомтокивдатчикахмоментагоризонтныхгироскоповпропорциональнысигналамсоответствующихгоризонтныхакселерометров;причемразворотификсациюплатформывположительномиотрицательномнаправленииосуществляютпутемподачипостоянноготокаположительной,азатемотрицательнойвеличинывдатчикмоментасоответствующегогоризонтногогироскопа;иизмеряютсигналсоответствующегодатчикауглакачкиприповоротевположительномиотрицательномнаправлении,присоответствующихуглахповоротаψиψ.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 19 items.
20.02.2019
№219.016.c46e

Приемник давлений

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров пространственного течения жидких и газообразных сред или для определения параметров движения твердых тел, судов, самолетов относительно текущих сред. Изобретение заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02171456
Дата охранного документа: 27.07.2001
20.02.2019
№219.016.c474

Компенсационный акселерометр

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к компенсационным преобразователям линейного ускорения с электростатическим обратным преобразователем. Техническим результатом изобретения является повышение устойчивости компенсационного акселерометра к воздействию ускорений,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02173854
Дата охранного документа: 20.09.2001
20.02.2019
№219.016.c485

Приемник давлений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров пространственного течения жидких и газообразных сред или для определения параметров движения твердых тел, судов, самолетов относительно текущих сред. Устройство представляет собой тело вращения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02165603
Дата охранного документа: 20.04.2001
20.02.2019
№219.016.c4ce

Способ фазовой модуляции в волоконно-оптическом гироскопе с замкнутым контуром

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при разработке и изготовлении волоконно-оптического гироскопа (ВОГ). Сущность способа заключается в том, что на фазовый модулятор подают напряжение треугольной формы, осуществляющее одновременно амплитудную и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02198380
Дата охранного документа: 10.02.2003
23.02.2019
№219.016.c7b5

Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при разработке волоконно-оптических гироскопов и других волоконных датчиков физических величин. Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром заключается в подаче...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02176775
Дата охранного документа: 10.12.2001
23.02.2019
№219.016.c7cd

Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при создании волоконно-оптических гироскопов и других датчиков физических величин. Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение габаритов электронного блока обработки информации за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02194246
Дата охранного документа: 10.12.2002
11.03.2019
№219.016.dde8

Способ изготовления волноводов интегрально-оптической схемы волоконно-оптического гироскопа

Способ изготовления волноводов интегрально-оптической схемы для волоконно-оптического гироскопа заключается в формировании в подложке из материала, обладающего линейным электрооптическим эффектом, канальных волноводов Y-делителя оптической мощности луча. Ширина входного канального волновода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02176803
Дата охранного документа: 10.12.2001
10.04.2019
№219.017.0047

Способ изготовления устройства устранения обратноотраженного луча для волоконно-оптического гироскопа

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и волоконных датчиков физических величин на основе оптических интерферометров. В поперечном сечении световода формируют W-образный профиль распределения показателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002249838
Дата охранного документа: 10.04.2005
10.04.2019
№219.017.01f6

Упругий подвес динамически настраиваемого гироскопа

Изобретение относится к области точного приборостроения и предназначено для улучшения эксплуатационных характеристик прецизионных динамически настраиваемых гироскопов, которые находят широкое применение в авиационных, морских и космических навигационных системах. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02215262
Дата охранного документа: 27.10.2003
10.04.2019
№219.017.0ab3

Способ изготовления устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа на основе специального двужильного световода

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и других волоконных датчиков физических величин: датчиков давления, температуры, магнитного поля и др. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов и веса устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02188443
Дата охранного документа: 27.08.2002
Showing 1-10 of 18 items.
20.02.2019
№219.016.c46e

Приемник давлений

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения параметров пространственного течения жидких и газообразных сред или для определения параметров движения твердых тел, судов, самолетов относительно текущих сред. Изобретение заключается в том, что в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02171456
Дата охранного документа: 27.07.2001
20.02.2019
№219.016.c485

Приемник давлений

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров пространственного течения жидких и газообразных сред или для определения параметров движения твердых тел, судов, самолетов относительно текущих сред. Устройство представляет собой тело вращения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02165603
Дата охранного документа: 20.04.2001
23.02.2019
№219.016.c7b5

Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при разработке волоконно-оптических гироскопов и других волоконных датчиков физических величин. Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром заключается в подаче...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02176775
Дата охранного документа: 10.12.2001
23.02.2019
№219.016.c7cd

Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при создании волоконно-оптических гироскопов и других датчиков физических величин. Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение габаритов электронного блока обработки информации за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02194246
Дата охранного документа: 10.12.2002
10.04.2019
№219.017.0047

Способ изготовления устройства устранения обратноотраженного луча для волоконно-оптического гироскопа

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и волоконных датчиков физических величин на основе оптических интерферометров. В поперечном сечении световода формируют W-образный профиль распределения показателя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002249838
Дата охранного документа: 10.04.2005
10.04.2019
№219.017.01f6

Упругий подвес динамически настраиваемого гироскопа

Изобретение относится к области точного приборостроения и предназначено для улучшения эксплуатационных характеристик прецизионных динамически настраиваемых гироскопов, которые находят широкое применение в авиационных, морских и космических навигационных системах. Сущность изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02215262
Дата охранного документа: 27.10.2003
10.04.2019
№219.017.0ab3

Способ изготовления устройства ввода-вывода излучения в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа на основе специального двужильного световода

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и других волоконных датчиков физических величин: датчиков давления, температуры, магнитного поля и др. Изобретение обеспечивает уменьшение габаритов и веса устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02188443
Дата охранного документа: 27.08.2002
10.04.2019
№219.017.0adf

Способ регулирования радиальных зазоров в гироскопе

Способ относится к области точного приборостроения и может быть использован при регулировании прецизионных динамически настраиваемых гироскопов. Технический результат: повышение точности регулирования путем уменьшения погрешности, обусловленной газодинамическим моментом. В корпусе гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02196303
Дата охранного документа: 10.01.2003
10.04.2019
№219.017.0aff

Способ коррекции гирокомпаса

Способ относится к области навигационного приборостроения и может быть использован для определения и компенсации широтной погрешности двухрежимных одногироскопных курсоуказателей - гирокомпасов. После запуска гирокомпаса и выдержки его в течение времени, необходимого для достижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02153152
Дата охранного документа: 20.07.2000
17.04.2019
№219.017.0cd4
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0000032336
Дата охранного документа: 30.09.1933
+ добавить свой РИД