Способ выставки оси чувствительности маятникового акселерометра

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при юстировке маятниковых акселерометров. Сущность: выставка оси чувствительности акселерометра вдоль заданной оси системы координат осуществляется путем измерения составляющей силы тяжести в двух его положениях. При этом заданную ось и ось максимальной чувствительности акселерометра устанавливают горизонтально. Измеряют выходные сигналы акселерометра при двух противоположных направлениях оси минимальной чувствительности и отклоняют ось максимальной чувствительности на угол, определяемый полуразностью измеренных значений. Технический результат: повышение точности выставки.

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при юстировке маятниковых акселерометров (боковой стабилизации) БС и АУД (автомат управления дальностью) при регулировке в гироскопических платформах. Предлагаемый способ позволяет увеличить точность выставки оси чувствительности акселерометров относительно программной оси и упростить операцию юстировки.

Известен способ выставки оси чувствительности акселерометра относительно программной оси, основанный на измерении точно задаваемых значений составляющей ускорения силы тяжести.

Известный способ регулировки положения чувствительного элемента в плоскости, перпендикулярной направлению маятника, состоит в следующем:

1. Программная ось, перпендикулярная оси подвеса акселерометра, устанавливается точно в горизонт. При этом ось маятника находится в горизонте при включенной обратной связи датчик угла - датчик момента и выходной сигнал акселерометра дает значение проекции силы тяжести на ось чувствительности акселерометра.

2. С помощью регулировочного приспособления производят наклон оси подвеса маятникового акселерометра строго в вертикальной плоскости вокруг направления маятника на необходимый угол, добиваясь минимального значения тока обратной связи.

Минимальное значение тока обратной связи определяется перпендикулярностью оси вращения акселерометра программной оси, перпендикулярностью маятника программной оси, углом отклонения оси вращения акселерометра от вертикали и моментом тяжения.

Для оценки значения погрешности выставки оси чувствительности относительно программной оси используют полученное ранее значение тока собственного веса.

Недостатки известного способа следующие:

1. Необходимость точной выставки программной оси в горизонт. Погрешность негоризонтальности полностью входит в погрешность юстировки.

2. Невозможность учета момента тяжения подвижной системы акселерометра и увеличение погрешности выставки оси чувствительности относительно программной оси как следствие этого.

3. Использование измеряемого значения тока собственного веса при оценке погрешности юстировки.

4. Деформации приспособления, на котором производится крепление акселерометра и программной оси при наклоне на углы ±60°.

5. Невозможность проведения проверки положения оси чувствительности в полностью собранном приборе - гироплатформе из-за необходимости точного задания углов.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение точности выставки оси чувствительности относительно программной оси и упрощение процесса юстировки.

Цели предлагаемого изобретения реализуются путем исключения точного задания углов и исключения углов наклона. Измерение тока обратной связи производится при горизонтальном положении программной оси при вертикальных положениях оси подвеса акселерометра, отличающихся на 180°, причем точность выставки программной оси в горизонт и разворот акселерометра вокруг программной оси могут осуществляться с невысокой точностью - до ±30 угл. мин.

Сущность предлагаемого изобретения будет понятна из приведенного ниже описания.

Программную ось, перпендикулярную оси вращения маятника акселерометра и направлению маятника с некоторой начальной погрешностью, грубо выставляют в горизонт, останавливают ось вращения маятника акселерометра перпендикулярную программной оси вращением программной оси в вертикаль.

В этом положении акселерометра производят измерение тока обратной связи. Затем разворачивают акселерометр таким образом, чтобы ось вращения маятника акселерометра оказалась развернутой относительно первого положения на 180°, и производят измерение тока обратной связи. После выполнения замеров с помощью регулировочных средств разворачивают ось вращения маятника акселерометра относительно программной оси на угол, определяемый полуразностью замеров полученных в первом (0°) и втором (180°) положениях. Для получения точности выставки оси чувствительности относительно программной оси порядка 2 угл. сек достаточно производить горизонтирование программной оси с точностью 15 угл. мин и устанавливать ось вращения маятника акселерометра с точностью ˜ 10 угл. мин.

Обозначим углы рассматриваемой схемы следующим образом:

ϕ₁ - угол между осью вращения маятника акселерометра и плоскостью, перпендикулярной к программной оси;

ϕ₂ - угол, образованный программной осью с плоскостью горизонта;

ψ₁ - угол, образованный осью вращения маятника акселерометра с вертикальной плоскостью, проходящей через программную ось;

ψ₂ - угол неперпендикулярности оси маятника к программной оси.

С учетом принятых обозначений можно показать, что выражение, определяющее разность абсолютных значений тока обратной связи в положениях 0° и 180° оси вращения маятника акселерометра относительно программной оси с точностью до коэффициента пропорциональности, имеет вид:

δI=i_oc0°-i_oc180°≈k(2ϕ₁-2ϕ₂ ²·ϕ₁-0,75ϕ₁ ³-ψ₂ ²ϕ₁-2ψ₁ψ₂ϕ₁-ψ₁ ²ϕ₁)

С учетом малости ϕ₂,ψ₁,ψ₂ имеем:

δi≈2ϕ₁

При значениях ϕ₂,ψ₁ и ψ₂ порядка нескольких угловых минут их влияние на погрешность выставки оси чувствительности относительно программной оси из-за неучета отброшенных слагаемых не превысит нескольких угловых секунд.

При этом способе исключаются погрешности, связанные с деформацией юстировочного приспособления при наклонах, так как сами наклоны программной оси отсутствуют. Не требуется точная выставка программной оси относительно плоскости горизонта, что существенно упрощает процесс юстировки. Предлагаемый способ может быть использован при проверке положения оси чувствительности относительно программной оси в собранных приборах (гироплатформах), так как акселерометры обычно имеют возможность вращения вокруг программных осей, например, акселерометры системы боковой стабилизации.

На предприятии проведены экспериментальные исследования, показавшие достаточно высокую стабильность замеров тока обратной связи в положениях 0° и 180°. Настоящая методика применяется при юстировке опытных образцов приборов.

Формула изобретения

Способ выставки оси чувствительности акселерометра вдоль заданной оси системы координат путем измерения составляющей силы тяжести в двух его положениях, отличающийся тем, что с целью повышения точности выставки, заданную ось системы координат и ось максимальной чувствительности акселерометра устанавливают горизонтально, измеряют выходные сигналы акселерометра при двух противоположных направлениях оси минимальной чувствительности и отклоняют ось максимальной чувствительности в вертикальной плоскости на угол, определяемый полуразностью измеренных значений.