Способ регулировки маятникового компенсационного акселерометра

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при регулировке акселерометров и гироскопов. Сущность: регулировку осуществляют путем измерения выходного сигнала фотоэлектрического датчика угла. При этом перед установкой фотоэлектрического датчика угла в акселерометр отключают излучатель и освещают фотоприемники источником света. Источник света имеет равномерную плотность светового потока с широкой диаграммой направленности. С помощью шунтирующих сопротивлений, включенных последовательно с фотоприемником, регулируют выходной сигнал датчика угла в нуль. Включают излучатель и устанавливают его в положение, при котором выходной сигнал датчика угла без модулятора светового потока равен нулю. Технический результат: повышение точности.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при регулировке акселерометров и гироскопов.

Известен способ регулировки маятникового компенсационного акселерометра путем измерения выходного напряжения датчика угла, содержащий операции фокусирования светового потока излучателя с помощью линзы.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ регулировки параметров маятникового компенсационного акселерометра путем установки нуля выходного сигнала датчика угла перемещением излучателя в отсутствие модулятора светового потока.

Недостатком известных способов является недостаточная по сравнению с требованиями, предъявляемыми к современным типам акселерометров, стабильность нулевого сигнала выходного напряжения датчика угла, которая определяет стабильность положения оси чувствительности акселерометра в плоскости, перпендикулярной оси подвеса.

Целью настоящего изобретения является повышение точности регулировки стабильности нулевого сигнала датчика угла маятникового компенсационного акселерометра.

Поставленная цель достигается тем, что перед установкой фотоэлектрического датчика угла в акселерометр отключают излучатель и освещают фотоприемники источником света, имеющим равномерную плотность светового потока с широкой диаграммой направленности, регулируют, например, с помощью шунтирующих сопротивлений, включенных последовательно с фотоприемниками, выходной сигнал датчика угла в нуль, затем включают излучатель и устанавливают его в положение, при котором выходной сигнал датчика угла без модулятора светового потока равен нулю.

Способ содержит следующие операции:

- собирают акселерометр без установки излучателя датчика угла и модулятора светового потока;

- освещают фотоприемники специальным источником света с равномерной плотностью светового потока и широкой диаграммой направленности, создающим равномерную освещенность фотоприемников;

- регулируют, например, с помощью шунтирующих сопротивлений, включенных последовательно с фотоприемниками, выходной сигнал в нуль (этим обеспечивается равенство интегральных чувствительностей фотоприемников);

- отключают калибровочный источник света и устанавливают штатный излучатель;

- перемещая излучатель, например, разворачивая его в посадочном месте вокруг оси, устанавливают его в положение, при котором выходной сигнал датчика угла равен нулю (этим обеспечивается равенство световых потоков, воспринимаемых фотоприемниками);

- проводят окончательную сборку акселерометра.

Выходной сигнал датчика угла акселерометра для схемы со встречно-параллельным включением фотоприемников описывается выражениями

где R_н - сопротивление нагрузки датчика угла;

I_ф1, I_ф2 - фототоки фотоприемников;

i_s1, i_s2 - обратные токи фотоприемников;

U₁, U₂ - напряжения на фотоприемниках,

где q - элементарный заряд;

k - постоянная Больцмана;

Т - абсолютная температура;

а - коэффициент, а=1-2.

При нулевом выходном сигнале U₁=U ₂=0 и, следовательно, выражение, стоящее в круглых скобках зависимости (1), обратится в нуль. В этом случае получим

0=R_н(I_ф1-I_ф2) (3)

или I_ф1=I_ф2. (4)

Учитывая, что фототок пропорционален световому потоку, воспринимаемому фотоприемником, получим

k₁Ф₁=k ₂Ф₂, (5)

где k₁, k₂ - чувствительность фотоприемников,

Ф₁, Ф ₂ - световые потоки, воспринимаемые фотоприемниками.

Из выражения (5) видно, что для обеспечения стабильности нуля датчика угла акселерометра необходимо, чтобы при действии дестабилизирующих факторов (время, температура и т.д.) и изменение чувствительностей фотоприемников, и изменение воспринимаемых ими световых потоков происходило по одному и тому же закону, т.е.

В противном случае, если хотя бы одно из условий (6) не выполняется, нестабильность нуля датчика угла акселерометра может достигать значительной величины.

Предлагаемый способ за счет регулировки сначала равенства интегральных чувствительностей фотоприемников, а затем симметрирования световых потоков излучателя позволяет добиться удовлетворения требований условия (6) и тем самым повысить стабильность нулевого выходного сигнала датчика угла, а следовательно, повысить точность акселерометра, улучшив стабильность положения его оси чувствительности. Для реализации способа не требуется сложного технологического оборудования и измерительных приборов.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность маятникового компенсационного акселерометра, уменьшив нестабильность положения оси чувствительности в плоскости, перпендикулярной оси подвеса.

Формула изобретения

Способ регулировки маятникового компенсационного акселерометра путем измерения выходного сигнала фотоэлектрического датчика угла, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, перед установкой фотоэлектрического датчика угла в акселерометр отключают излучатель и освещают фотоприемники источником света, имеющим равномерную плотность светового потока с широкой диаграммой направленности, регулируют с помощью шунтирующих сопротивлений, включенных последовательно с фотоприемниками, выходной сигнал датчика угла в нуль, включают излучатель и устанавливают его в положение, при котором выходной сигнал датчика угла без модулятора светового потока равен нулю.