Способ определения масштабного коэффициента маятникового компенсационного акселерометра



 


Владельцы патента RU 2465608:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (RU)

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при изготовлении маятниковых компенсационных акселерометров (МКА). Способ заключается в том, что МКА устанавливают на подвижную платформу, ориентируют его ось чувствительности параллельно полю земного тяготения и замеряют выходной сигнал. Далее с помощью платформы МКА разворачивают таким образом, чтобы его ось чувствительности также лежала в поле земного тяготения, но была повернута на 180° по отношению к первоначальной ориентации, и снова измеряют выходной сигнал. Повторяют эту операцию несколько раз и вычисляют среднее значение масштабного коэффициента. Затем питание отключают на такое время, чтобы температура внутри прибора вернулась к первоначальной, после чего серию измерений повторяют и вычисляют истинные систематические значения изменений. Изобретение позволяет более точно оценить стабильность масштабного коэффициента.

 

Изобретение относится к области точного приборостроения, в частности к приборам измерения параметров движения летательных аппаратов, и может быть использовано при изготовлении маятниковых компенсационных акселерометров (МКА), у которых отсутствует осевой люфт подвеса маятника.

Известен способ определения масштабного коэффициента МКА [1], по которому акселерометр, корпус которого крепится к поворотной платформе, устанавливается в начале осью чувствительности вертикально вверх вдоль поля земного тяготения (по направлению вектора силы земного тяготения g), и замеряется выходной сигнал (величина выходного тока - тока через катушку датчика момента прибора или падение напряжения на эталонном сопротивлении, по которому протекает выходной ток).

Затем прибор с помощью поворотной платформы разворачивается ровно на 180° по отношению к первому положению (т.е. ось чувствительности акселерометра опять же параллельна вектору g, но направлена уже в другую сторону по отношению к g), и вновь замеряется выходной сигнал. Далее полученные два значения алгебраически вычитаются друг из друга (в цифрах складываются), и полученный результат делится на 2 g. Таким образом, определяется масштабный коэффициент Мк в данной паре измерений в мА/g.

Производя несколько пар таких измерений, определяют среднее (систематическое) значение масштабного коэффициента по формуле количество пар измерений и отклонение единичных замеров Mк от среднего значения (δMк) - случайная составляющая погрешности масштабного коэффициента. Известен способ определения масштабного коэффициента [2], аналогичный вышеописанному, т.е. установка акселерометра в два положения, в которых измерительная ось акселерометра располагается в двух противоположных направлениях по отношению к g. При этом, если в подвесе имеется люфт, предлагаются определенные манипуляции с установкой прибора, позволяющие исключить погрешность определения масштабного коэффициента МКА из-за наличия люфта.

В процессе изготовления МКА последний подвергается воздействию внешних возмущающих факторов (ВВФ) - вибрационных, акустических, температурных и иных воздействий. Для этого МКА (после определения Mj и δМк) снимают с поворотной платформы и устанавливают в то или иное приспособление, с помощью которого можно осуществить ВВФ.

После воздействия ВВФ акселерометр вновь устанавливают на ту же поворотную платформу и вновь определяют Mj и δMк. По изменению величины Mj и δMк судят о влиянии того или иного фактора ВВФ на точностные характеристики МКА.

Однако оказывается, что достаточно отвернуть винты, которыми МКА крепится к поворотной платформе, снять акселерометр и вновь закрепить его на прежнее место, а затем повторить замеры, то они, как правило, не совпадут с первоначально полученными, хотя ВВФ отсутствовали. Дело заключается в том, что сила закрутки винтов, крепящих МКА к поворотной платформе, и расположение его корпуса по отношению к корпусу поворотной платформы могут быть отличными от первоначальных условий крепления акселерометра, что влияет на истинную величину масштабного коэффициента. Получившуюся погрешность можно обозначить как погрешность переустановки прибора.

Поэтому, чтобы более объективно определить величину масштабного коэффициента Mj и его разброс (δMк) закрепляют МКА на поворотной платформе и затем определяют величину Mj и δMк путем нескольких запусков, отличающихся друг от друга тем, что между запусками выключается питание МКА. При этом питание с акселерометра снимают на такое время, чтобы температура внутри прибора вернулась к такому значению, с которого начиналась первая серия измерений. Далее вычисляют истинные систематические значения по формуле где к - количество запусков.

Введение такой операции позволяет более точно определить величину масштабного коэффициента и его стабильность. И хотя погрешность переустанова после ВВФ может остаться, в ее величину не будет входить погрешность масштабного коэффициента, определяемая стабильностью собственно прибора. Кроме того, тройной запуск акселерометра без переустанова позволяет произвести более объективную оценку величины масштабного коэффициента и, самое главное, случайную составляющую погрешности масштабного коэффициента (δMк), присущую данному экземпляру прибора, путем вычисления разности каждого значения масштабного коэффициента от осредненного значения (Mjj-Mк). Как показала практика, использование подобной методики дает возможность произвести более точную оценку стабильности масштабного коэффициента на 30÷40%.

Источники информации

1. Проспект формы Suhdstrand, Data Control. Thc, Sept, 1972 г.

2. Авторское свидетельство СССР №463912, 1973 г.

Способ определения масштабного коэффициента маятникового компенсационного акселерометра, закрепленного на подвижной платформе, путем измерения его параметров по выходным сигналам при воздействии на включенный акселерометр вибрационных, акустических, температурных внешних возмущающих факторов с определением величин масштабного коэффициента MJ и его разброса δМк и определения влияния внешних возмущающих факторов на точностные характеристики маятникового компенсационного акселерометра по изменению величин MJ и δМк акселерометра, отличающийся тем, что изменение величин MJ и δМк определяют путем нескольких серий включений и выключений питания акселерометра, причем между запусками питание с акселерометров снимают (выключают) на такое время, чтобы температура внутри акселерометра вернулась к значению величины, равной значению при первой серии измерений, после чего определяют истинные систематические значения изменений по зависимости
MJJ=ΣMJ/k,
где k - количество запусков (включений) акселерометра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к измерительной технике, и может быть использовано для оценки амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик датчиков угловых скоростей при необходимости их использования в навигационных приборах и других приборах управления.

Изобретение относится к технике электрической связи и может быть использовано в системах контроля, управления и защиты грузоподъемных машин. .

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для калибровки термоанемометрических датчиков скорости потока жидкости и может быть использовано для повышения информативности геофизических исследований скважин, проводимых с применением термоанемометрических датчиков.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может применяться для поверки класса измерителей скорости (ИС) движения транспортных средств (ТС), использующих видеокамеру.

Изобретение относится к способу и устройству для возбуждения волн в стержнях с целью калибровки датчиков ускорения и датчиков силы, в частности, с большими амплитудами.

Изобретение относится к малогабаритным вибрационным датчикам угловой скорости (ДУС), в частности к производству и технологии балансировки пьезоэлектрического балочного биморфного чувствительного элемента ДУС.

Изобретение относится к способу калибровки масштабного коэффициента осесимметричного вибрационного гиродатчика угловой скорости, работающего при подаче сигнала (СА) управления амплитудой и сигнала (СР) управления прецессией на вибратор (1), совершающий колебания с заданной частотой.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения нелинейности выходной характеристики акселерометров. .

Изобретение относится к измерительной технике и технике воздухоплавания, а именно к измерителям параметров полета летательного аппарата (ЛА), и может быть использовано в летных испытаниях летательного аппарата для определения действительных значений воздушных параметров и оценки средств определения воздушных параметров ЛА.

Изобретение относится к области измерений ускорения или импульсов ускорения при наличии направления движения и может быть использовано для тарировки и поверки приборов и устройств, а именно акселерометров.

Изобретение относится к области приборостроения бесплатформенных инерциальных систем ориентации и навигации летательных аппаратов, морских и наземных подвижных объектов, внутритрубных инспектирующих снарядов магистральных трубопроводов и других подвижных объектов

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для установки и предварительной оценки заявленных технических характеристик приборов для измерения угловой скорости и углового положения. Технический результат - создание с минимальными затратами устройства для крепления и предварительной оценки параметров измерительного прибора, предназначенного для использования в различных областях техники с целью измерения, контроля угловой скорости вращения и углового положения в инерциальном пространстве, с обеспечением требуемой минимальной точности осевого перемещения. Достигается тем, что устройство для крепления и предварительной оценки параметров измерительного прибора содержит неподвижное основание, оборудованное устройством горизонтирования, на котором установлено основание, выполненное в виде вертикальной рамочной стойки, оснащенной плоской установочной площадкой, плоскость прилегания которой совпадает с осью симметрии основания, которая в свою очередь совпадает с осью симметрии измерительного прибора. В нижней части стойки жестко закреплен стержень в виде оси, оснащенной в своей центральной части упорным буртиком, а в верхней части стойки 3 выполнено установочное отверстие для размещения угломерного оптического прибора и перпендикулярно ему - резьбовое отверстие для винтового фиксатора. Упорный буртик в нижней части оснащен фаской, имеющей аналогичный профиль с фаской, выполненной в установочном отверстии неподвижного основания. 3 ил.

Изобретение относится к коррекции систематических ошибок в сенсорном устройстве. Сущность изобретения заключается в том, что производится коррекция систематической ошибки сенсорного устройства, имеющего множества акселерометров, сконфигурированных для измерения ускорения силы тяжести. В способе осуществляют: вращение множества акселерометров вокруг первой оси; получение первой группы калибровочных измерений от множества акселерометров в результате вращения вокруг первой оси; определение первой систематической ошибки для каждого из множества акселерометров с использованием первой группы калибровочных измерений; и исключение первой систематической ошибки из измерений сенсорного устройства для коррекции систематической ошибки. Технический результат - устранение или корректирование систематических ошибок в сенсорных устройствах. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам и устройствам для определения чувствительности пьезоэлектрических акселерометров на низких частотах. Сущность способа градуировки пьезоэлектрического акселерометра на низких частотах заключается в том, что акселерометр поворачивают в гравитационном поле Земли с помощью поворотной платформы и измеряют с помощью измерительной цепи выходное напряжение акселерометра, при этом предварительно устанавливают на поворотную платформу акселерометр с его осью чувствительности в вертикальной плоскости под любым углом к горизонтальной оси, совмещают центр масс инерционного элемента акселерометра с осью вращении, меняя частоту вращения, поворачивают акселерометр на угол более 360° на каждой частоте, определяют максимальные значения выходных сигналов на каждой из частот, по которым определяют коэффициенты преобразования для построения амплитудно-частотной характеристики акселерометра в области низких частот. Поворотная установка содержит основание, на котором установлена посредством опор вращения платформа, которая состоит из вала и насадки, имеющей горизонтальную площадку для крепления испытуемого акселерометра, при этом насадка установлена с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси вала, на торцевых поверхностях вала нанесена координатная сетка для фиксации их взаимного положения в плоскости сопряжения. Технический результат: уменьшение погрешности калибровки, вызванной действием центробежных сил. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний и градуировок акселерометрических датчиков и другой навигационной аппаратуры, определяющей параметры движения различных по назначению объектов. Центрифуга содержит платформу в виде консольной балки с площадкой для изделия на свободном конце, смонтированной другим концом на вращаемом шпинделе. Консольная балка выполнена телескопической. Подвижная часть консольной балки, несущая площадку, связана с другой частью посредством гибкой связи. Достигается разделение радиальных и поперечных нагрузок, воспринимаемых платформой, между двумя ее элементами: гибкой связью и телескопической балкой. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к струнным акселерометрам для автономного определения параметров движения летательных аппаратов и может быть использовано при производстве струнных акселерометров. Сущность изобретения достигается тем, что способ настройки струнного акселерометра, содержащего струну прямоугольного сечения и консольно-закрепленный пластинчатый подвес с грузом, включающий закрепление концов струны между двух плоскостей, предварительно механически обработанных в двух взаимно перпендикулярных направлениях поперек и вдоль струны, и отличается тем, что струну выставляют по оси симметрии подвеса перпендикулярно его плоскости, закрепляют последовательно концы струны на грузе и корпусе при совмещении поверхностей крепления в одну плоскость, сравнивают частоту автоколебаний струны с заданной и при необходимости корректируют длину струны, исходя из выражения: Δ l = ( f − f 0 ) f   l l 2 y + 1 , где Δl - изменение длины струны; f и f0 - фактическая и заданная частота колебаний струны; l и y - длина струны и прогиб подвеса при расположении струны в одной плоскости, при этом вновь механически обрабатывают поверхности крепления до расположения их в одной плоскости, причем длину струны уменьшают, если частота меньше заданной, и увеличивают, если больше, затем прикладывают к грузу в месте крепления струны усилие, плавно изменяющее натяжение струны в рабочем диапазоне частот, и оценивают изменение амплитуды сигнала со струны, добиваясь точной установкой струны попадания частоты и амплитуды сигнала в заданный допуск, после чего проводят термомеханическое старение акселерометра. Изобретение позволяет сократить длительность стабилизации параметров, время сборки и увеличить выход годных струнных акселерометров при изготовлении. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения динамических характеристик датчиков угловой скорости в условиях воздействия на них статических ускорений. Способ основан на использовании двойной центрифуги с независимыми приводами двух платформ - ротора и установленного на нем поворотного стола. Исследуемый датчик угловой скорости устанавливается на поворотный стол таким образом, что ось вращения малого стола совпадает с осью чувствительности датчика угловой скорости. При задании скорости вращения ротора для обеспечения воздействия статического ускорения и скорости вращения поворотного стола, изменяющейся по гармоническому закону, в направлении, противоположном направлению вращения ротора центрифуги, на исследуемый датчик угловых скоростей будет поступать модулированный сигнал угловой скорости заданной частоты. Определение амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик датчика производится путем последовательного изменения частоты задаваемой гармонической угловой скорости, а также сравнения сигналов на входе и выходе исследуемого датчика. Технический результат заключается в возможности оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости при воздействии на них статических ускорений.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров кварцевых маятниковых акселерометров. Согласно заявленному способу в одну из точек замкнутого контура акселерометра подают синусоидальные, калиброванные сигналы Uг. Для всего требуемого диапазона частот и амплитуд сигналов Uг измеряют выходной сигнал смещения Uсм и выходной сигнал Uвых устройства обратной связи и по отношению их амплитуд к амплитуде сигнала Uг определяют динамические характеристики акселерометра. По первому варианту подают сигнал Uг в датчик силы либо через эталонную нагрузку, либо через дополнительный вход усилителя мощности цифрового устройства обратной связи, соединяя свободный вывод эталонной нагрузки с общей шиной, а сигналы Uсм и Uвых измеряют соответственно со стороны выходов следующих элементов цифрового устройства обратной связи: усилителя-преобразователя и интегро-дифференциирующего усилителя. По второму варианту подают сигнал Uг в датчик силы через эталонную нагрузку, а сигнал Uвых измеряют со стороны выхода интегро-дифференциирующего усилителя устройства обратной связи и подают на активный фильтр, с выхода которого измеряют выходной сигнал U в ы х * . Сигнал Uсм измеряют со стороны выхода усилителя-преобразователя устройства обратной связи. Технический результат - повышение точности измерения динамических характеристик акселерометра. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для определения параметров кварцевых маятниковых акселерометров. Согласно способу акселерометр располагают в первом положении на подвижном основании, при котором ось чувствительности пластины акселерометра лежит в плоскости горизонта перпендикулярно горизонтальной оси вращения основания, при этом подают калиброванные по уровню и знаку электрические сигналы Uсм на первый вход устройства обратной связи, для каждого сигнала Uсм измеряют сигнал Uвых на выходе и сигнал U с м ∗ смещения на втором входе устройства обратной связи и определяют зависимость Uвых от U с м ∗ , (статическую характеристику акселерометра «выходной сигнал» - «сигнал смещения»), поворачивают основание на малый угол и повторяют указанные действия, затем вычисляют параметры акселерометра. Техническим результатом является возможность прогнозирования стабильности положения оси чувствительности при смещении центра масс чувствительного элемента из-за дрейфа нуля со стороны входа устройства обратной связи, а также уровня выходного сигнала акселерометра в отсутствие ускорения силы тяжести. 4 ил.

Изобретение относится к области пьезотехники, а конкретно к измерению параметров пьезоэлектрических акселерометров, вибродатчиков, сейсмодатчиков и других устройств, реагирующих на ускорение (вибрацию). Измерительный стенд для определения коэффициента преобразования пьезокерамических акселерометров состоит из рабочей поверхности с размещенными на ней калибруемым и калибровочным акселерометрами и источника основного внешнего воздействия - заданных ее вибраций, а также из контрольно-измерительного рабочего места, размещенного на остальной его части, для определения отношения коэффициентов преобразования калибруемого и калибровочного акселерометров, при этом калибруемый и калибровочный акселерометры размещены в рабочем объеме камеры дополнительных внешних воздействий, размещенной на рабочей поверхности стенда, а в качестве калибровочного акселерометра использован акселерометр с известной зависимостью коэффициента преобразования от дополнительных внешних воздействий. Технический результат - расширение функциональных возможностей стенда. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх