×
10.04.2015
216.013.3c87

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ И ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002546983
Дата охранного документа
10.04.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к метрологии. Способ определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков заключается в том, что определение динамической погрешности производится путем сравнения характеристик, задаваемых стендом колебаний, с характеристиками, воспроизводимыми микромеханическим датчиком или модулем. При этом колебания воспроизводятся стендом и регистрируются микромеханическим датчиком или инерциальным измерительным модулем в спектре частот, охватывающем весь частотный диапазон работы объекта и соответствующем конкретным условиям эксплуатации, с последующей обработкой по формуле где - спектральная плотность мощности сигнала микромеханического датчика или модуля, - спектральная плотность мощности входного сигнала со стенда, - амплитудно-частотная характеристика исследуемого датчика или модуля. Расчет спектральных плотностей мощности входного и выходного сигналов осуществляется путем перехода из временной области в частотную с помощью преобразования Фурье, при этом экспериментально определенная амплитудно-частотная характеристика датчика или модуля характеризует дисперсию D погрешности исследуемого объекта в заданном спектре частот, а среднеквадратичное отклонение динамической погрешности микромеханического датчика находится в соответствии с выражением . Технический результат - повышение точности.
Основные результаты: Способ определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков (гироскопов и акселерометров) и инерциальных измерительных модулей на их основе, заключающийся в том, что определение динамической погрешности производится путем сравнения характеристик, задаваемых стендом колебаний, с характеристиками, воспроизводимыми микромеханическим датчиком или модулем, при этом колебания воспроизводятся стендом и регистрируются микромеханическим датчиком или инерциальным измерительным модулем в спектре частот, охватывающем весь частотный диапазон работы объекта и соответствующем конкретным условиям эксплуатации, с последующей обработкой по формуле где - спектральная плотность мощности сигнала микромеханического датчика или модуля, - спектральная плотность мощности входного сигнала со стенда, - амплитудно-частотная характеристика исследуемого датчика или модуля, отличающийся тем, что расчет спектральных плотностей мощности входного и выходного сигналов осуществляется путем перехода из временной области в частотную с помощью преобразования Фурье, при этом экспериментально определенная амплитудно-частотная характеристика датчика или модуля характеризует дисперсию D погрешности исследуемого объекта в заданном спектре частот, при этом среднеквадратичное отклонение динамической погрешности σ микромеханического датчика или инерциального измерительного модуля находится в соответствии с выражением и определяет погрешность исследуемого прибора применительно к конкретным условиям эксплуатации, соответствующим задаваемому спектру входного воздействия.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков (гироскопов и акселерометров) и инерциальных измерительных модулей на их основе.

Известен способ определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков (гироскопов и акселерометров) и инерциальных измерительных модулей на основе задания гармонических колебаний с помощью испытательного стенда. Исследуемый объект устанавливается на испытательный стенд и задаются колебания с фиксированной частотой. Для оценки динамических погрешностей в частотном диапазоне работы датчика или модуля проводится серия испытаний на различных фиксированных значениях частоты колебаний, задаваемых испытательным стендом, и сравнение характеристик, задаваемых стендом, и характеристик, воспроизводимых инерциальным датчиком или измерительным модулем [Иванов В.А. Метрологическое обеспечение гироприбров. - Л.: Судостроение, 1983, с. 134].

Кроме того, существует способ, реализованный в испытательном стенде для снятия статических и динамических характеристик датчиков линейной скорости, при котором одновременно производится сравнение характеристик испытуемого датчика с эталонными характеристиками ползуна механизма стенда [авторское свидетельство SU 1024856 А1 (Пивоваров Л.В.)].

Указанные способы определения динамических погрешностей датчиков или модулей требуют значительных временных затрат и не обеспечивают достоверного определения погрешностей применительно к конкретным условиям эксплуатации исследуемых датчиков или модулей.

Известен способ определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков (гироскопов и акселерометров) и инерциальных модулей на их основе. Способ заключается в том, что колебания воспроизводятся стендом и регистрируются микромеханическим датчиком или инерциальным модулем в спектре частот, охватывающем весь частотный диапазон работы исследуемого объекта и соответствующем конкретным условиям эксплуатации. Последующая обработка производится по формуле где - спектральная плотность мощности сигнала микромеханического датчика или модуля, - спектральная плотность мощности входного сигнала со стенда, - амплитудно-частотная характеристика исследуемого датчика или модуля. Указанный способ позволяет экспериментально определить амплитудно-частотную характеристику исследуемого датчика или модуля [Грязин Д.Г. и др. Метрологическое обеспечение испытаний микромеханических датчиков и модулей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2012, №7, с. 67-76].

Данный способ выбран за прототип изобретения.

Указанный способ применим для определения частотных характеристик датчиков или модулей, но не позволяет определить динамическую погрешность датчика или модуля в частотном диапазоне его работы.

Задачей изобретения является определение динамических погрешностей датчиков в реальных условиях эксплуатации.

Поставленная задача решается следующим образом.

Воспроизводимые с помощью стенда гармонические колебания задаются в спектре частот, охватывающем весь частотный диапазон работы исследуемого объекта и соответствующем конкретным условиям эксплуатации. Исследуемый модуль устанавливается на стенд колебаний, способный воспроизводить колебания с заданным спектром частот, и производится запись характеристик, задаваемых стендом, и характеристик, воспроизводимых микромеханическим датчиком или инерциальным измерительным модулем. На основе полученных данных осуществляется расчет спектральных плотностей мощности (далее - спектры) входного и выходного сигналов путем перехода из временной области в частотную с помощью преобразования Фурье. Полученный спектр выходного сигнала модуля сравнивается со спектром входного сигнала стенда, соответствующим конкретным условиям эксплуатации, в соответствии с выражением где - спектральная плотность мощности сигнала микромеханического датчика или модуля, - спектральная плотность мощности входного сигнала со стенда, - амплитудно-частотная характеристика исследуемого датчика или модуля. Экспериментально определенная амплитудно-частотная характеристика датчика или модуля характеризует дисперсию D погрешности исследуемого объекта в заданном спектре частот. Среднеквадратичное отклонение динамической погрешности σ микромеханического датчика или инерциального измерительного модуля находится в соответствии с выражением . Рассчитанное значение характеризует погрешность исследуемого прибора применительно к конкретным условиям эксплуатации, соответствующим задаваемому спектру входного воздействия.

Способ реализуется следующим образом. Исследуемый микромеханический инерциальный датчик или измерительный модуль устанавливается на стенд, способный воспроизводить колебания в спектре частот, охватывающем весь частотный диапазон работы исследуемого объекта. Задаются колебания со спектром, соответствующим конкретным условиям эксплуатации. Производится запись характеристик, задаваемых стендом, и характеристик, воспроизводимых датчиком или модулем. Полученные данные с помощью преобразования Фурье переводятся в частотную область для вычисления спектральной плотности мощности сигналов. Спектры входного сигнала стенда и выходного сигнала датчика или модуля сравниваются в соответствии с выражением для экспериментального определения частотной передаточной функции исследуемого объекта, которая определяет динамическую погрешность датчика или модуля во всем частотном диапазоне его работы.

Достигаемый технический результат - определение динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков и инерциальных измерительных модулей на их основе в режиме их функционирования, повышение достоверности определения динамических погрешностей применительно к конкретным условиям эксплуатации, сокращение времени определения динамических погрешностей при серийном производстве микромеханических датчиков и модулей.

Исследуемый объект устанавливается на стенд, способный воспроизводить колебания в спектре частот. Задаются колебания со спектром, соответствующим реальным условиям эксплуатации. Производится запись характеристик, задаваемых стендом, и характеристик, воспроизводимых микромеханическим датчиком или инерциальным модулем. Последующая обработка входного и выходного сигналов по вышеприведенным формулам позволяет определить динамическую погрешность исследуемого объекта в режиме функционирования. Задание колебаний в спектре частот позволяет сократить время и повысить достоверность определения динамических погрешностей исследуемых объектов применительно к конкретным условиям эксплуатации.

Способ определения динамических погрешностей микромеханических инерциальных датчиков (гироскопов и акселерометров) и инерциальных измерительных модулей на их основе, заключающийся в том, что определение динамической погрешности производится путем сравнения характеристик, задаваемых стендом колебаний, с характеристиками, воспроизводимыми микромеханическим датчиком или модулем, при этом колебания воспроизводятся стендом и регистрируются микромеханическим датчиком или инерциальным измерительным модулем в спектре частот, охватывающем весь частотный диапазон работы объекта и соответствующем конкретным условиям эксплуатации, с последующей обработкой по формуле где - спектральная плотность мощности сигнала микромеханического датчика или модуля, - спектральная плотность мощности входного сигнала со стенда, - амплитудно-частотная характеристика исследуемого датчика или модуля, отличающийся тем, что расчет спектральных плотностей мощности входного и выходного сигналов осуществляется путем перехода из временной области в частотную с помощью преобразования Фурье, при этом экспериментально определенная амплитудно-частотная характеристика датчика или модуля характеризует дисперсию D погрешности исследуемого объекта в заданном спектре частот, при этом среднеквадратичное отклонение динамической погрешности σ микромеханического датчика или инерциального измерительного модуля находится в соответствии с выражением и определяет погрешность исследуемого прибора применительно к конкретным условиям эксплуатации, соответствующим задаваемому спектру входного воздействия.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ И ИНЕРЦИАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 49.
20.03.2013
№216.012.300b

Способ гироскопической стабилизации платформы

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к управляемым гиростабилизаторам с косвенной стабилизацией, работающим на подвижных объектах. Способ заключается в том, что для стабилизации положения платформы, установленной на основании с возможностью вращения относительно оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477834
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.06.2013
№216.012.518b

Измеритель угловой скорости

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. Измеритель угловой скорости содержит два микромеханических гироскопа (ММГ), акселерометр и устройство преобразования сигналов. Устройство преобразования сигналов включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486468
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.518c

Способ подавления ложного сигнала в измерителе угловой скорости с микромеханическими гироскопами

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. Для измерителя угловой скорости вибрационные микромеханические гироскопы выбираются с разными резонансными частотами подвеса инерционной массы по оси первичных колебаний, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486469
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dfd

Устройство с комплексированными носителями равномерных угловых шкал разной дискретности для калибровки углозадающих и угломерных приборов

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам поворотного типа для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных точках (отметках) шкалы. Заявленное устройство для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных отметках шкалы, содержащее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489682
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.68ec

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу обработки информации в гидроакустической антенне. Сущность: рассматривается способ снижения структурной составляющей помехи в сигнале гидроакустического приемника, жестко закрепленного на корпусе антенны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492507
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.705b

Приемный гидроакустический блок

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при изготовлении гидроакустических антенн и антенных модулей. Гидроакустический приемный блок состоит из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494414
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.76fb

Антенный модуль

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке антенн гидроакустических систем и комплексов. Технический результат - снижение мощности отраженной антенной гидроакустической волны и повышение чувствительности гидроакустических датчиков. Антенный модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496119
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af8

Приемная гидроакустическая антенна и способ оценки амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497142
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f27

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение предназначено для использования при изготовлении чувствительных элементов электростатических гироскопов. На сферическую поверхность ротора гироскопа после финишной балансировки и сферодоводки наносят износостойкое тонкопленочное покрытие нитрида титана методом магнетронного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498224
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fa9

Способ оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498354
Дата охранного документа: 10.11.2013
Показаны записи 1-10 из 33.
20.03.2013
№216.012.300b

Способ гироскопической стабилизации платформы

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к управляемым гиростабилизаторам с косвенной стабилизацией, работающим на подвижных объектах. Способ заключается в том, что для стабилизации положения платформы, установленной на основании с возможностью вращения относительно оси,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477834
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.06.2013
№216.012.518b

Измеритель угловой скорости

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам (ММГ) вибрационного типа. Измеритель угловой скорости содержит два микромеханических гироскопа (ММГ), акселерометр и устройство преобразования сигналов. Устройство преобразования сигналов включает в себя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486468
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.518c

Способ подавления ложного сигнала в измерителе угловой скорости с микромеханическими гироскопами

Изобретение относится к области микромеханики, в частности к микромеханическим гироскопам вибрационного типа. Для измерителя угловой скорости вибрационные микромеханические гироскопы выбираются с разными резонансными частотами подвеса инерционной массы по оси первичных колебаний, а в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486469
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.08.2013
№216.012.5dfd

Устройство с комплексированными носителями равномерных угловых шкал разной дискретности для калибровки углозадающих и угломерных приборов

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам поворотного типа для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных точках (отметках) шкалы. Заявленное устройство для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных отметках шкалы, содержащее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489682
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.68ec

Способ обработки информации в гидроакустической антенне

Использование: изобретение относится к области гидроакустики, а именно к способу обработки информации в гидроакустической антенне. Сущность: рассматривается способ снижения структурной составляющей помехи в сигнале гидроакустического приемника, жестко закрепленного на корпусе антенны,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492507
Дата охранного документа: 10.09.2013
27.09.2013
№216.012.705b

Приемный гидроакустический блок

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при изготовлении гидроакустических антенн и антенных модулей. Гидроакустический приемный блок состоит из системы крепления гидроакустического блока к формообразующему каркасу гидроакустической антенны, гидроакустического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494414
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.10.2013
№216.012.76fb

Антенный модуль

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при разработке антенн гидроакустических систем и комплексов. Технический результат - снижение мощности отраженной антенной гидроакустической волны и повышение чувствительности гидроакустических датчиков. Антенный модуль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496119
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7af8

Приемная гидроакустическая антенна и способ оценки амплитудно-частотных характеристик гидроакустических приемников

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено для диагностики чувствительных элементов гидроакустических антенн. Технический результат - возможность оперативного контроля работоспособности чувствительных элементов антенны и построение амплитудно-частотных характеристик...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497142
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7f27

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа

Изобретение предназначено для использования при изготовлении чувствительных элементов электростатических гироскопов. На сферическую поверхность ротора гироскопа после финишной балансировки и сферодоводки наносят износостойкое тонкопленочное покрытие нитрида титана методом магнетронного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498224
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7fa9

Способ оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука

Использование: изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при формировании оценки полного профиля вертикального распределения скорости звука (ВРСЗ) по его измеренному в некотором диапазоне глубин фрагменту. Сущность: в способе осуществляется достраивание полного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498354
Дата охранного документа: 10.11.2013
+ добавить свой РИД