Способ оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости



 


Владельцы патента RU 2526508:

Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" (RU)

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 области измерительной техники и может быть использовано для определения динамических характеристик датчиков угловых скоростей в условиях воздействия на них статического ускорения путем измерения их частотных характеристик.

Известен способ определения частотных характеристик акселерометров с использованием двойной центрифуги с независимыми приводами двух платформ, представляющей собой ротор с установленным на нем поворотным столом. Исследуемый датчик помещают на некотором фиксированном расстоянии r от оси вращения поворотного стола, при этом двойная центрифуга воспроизводит одновременно постоянные и гармонические линейные ускорения, пропорциональные скорости вращения центрифуги, амплитуда которых зависит от расстояния от центра вращения до первичного преобразователя датчика. Исключение погрешностей, вызванных чувствительностью некоторых типов акселерометров к угловой скорости, достигается путем задания скорости вращения поворотного стола, равной скорости вращения основной оси центрифуги в обратном направлении [Синельников А..Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Методы и средства поверки и градуировки. - М.: Изд-во стандартов, 1979, с.87-89].

Данный способ выбран за прототип предлагаемого изобретения.

Указанный способ позволяет производить определение частотных характеристик акселерометров, однако не применим для датчиков угловой скорости, поскольку обеспечивается гармоническое изменение линейного ускорения, а не угловой скорости.

Задачей изобретения является совершенствование способа оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости, в частности, при воздействии на них статических ускорений более lg путем измерения их частотных характеристик (амплитудно-частотной и фазочастотной).

Поставленная задача решается тем, что датчик угловой скорости устанавливают на поворотный стол двойной центрифуги таким образом, что ось вращения малого стола совпадает с осью чувствительности исследуемого датчика Статическое ускорение, воздействующее на исследуемый прибор, при этом будет составлять

, где Ωротора - угловая скорость вращения ротора центрифуги, R - расстояние между осями вращения ротора и поворотного стола. Погрешности воспроизведения ускорения, вызванные неточностью установки датчика на оси стола, можно считать несущественными. При этом скорость вращения поворотного стола задается равной скорости вращения основной оси центрифуги в обратном направлении.

Для обеспечения возможности определения частотных характеристик датчиков угловой скорости поворотный стол кроме постоянного вращения реализует гармонические колебания угловой скорости. В результате скорость вращения поворотного стола изменяется по гармоническому закону Ωстола=sin(ωt)-Ωротора. При этом на вход исследуемого датчика будет поступать модулированный сигнал угловой скорости заданной частоты Ω=sin(ωt), где ω - частота гармонических колебаний угловой скорости

Определение частотных характеристик исследуемого датчика производится путем последовательного изменения частоты ω задаваемых гармонических колебаний угловой скорости поворотного стола. Получение амплитудно-частотной характеристики производится путем сравнения амплитуд сигнала на входе и на выходе датчика угловой скорости на различных частотах задаваемых гармонических колебаний: A ( ω ) = A в ы х ( ω ) A в х ( ω ) , где Aвых(ω) - амплитуда сигнала на выходе датчика, Aвх(ω) - амплитуда сигнала на входе датчика. Получение фазочастотной характеристики производится путем сравнения фазы сигнала на входе и на выходе датчика угловой скорости на различных частотах задаваемых гармонических колебаний: ψ ( ω ) = ψ в ы х ( ω ) ψ в х ( ω ) , где Ψвых(ω) - фаза сигнала на выходе датчика, Ψвх(ω) - фаза сигнала на входе датчика.

В результате появляется возможность производить определение динамических характеристик датчиков угловой скорости в условиях воздействия на них статических линейных ускорений более lg путем измерения их частотных характеристик.

Способ оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости при воздействии на них статических ускорений путем измерения их частотных характеристик, заключающийся в том, что исследуемый датчик угловой скорости помещают на поворотном столе двойной центрифуги, при этом угловая скорость вращения поворотного стола задается равной скорости вращения основной оси центрифуги в обратном направлении, отличающийся тем, что поворотный стол наряду с постоянным вращением реализует гармонические колебания, при этом изменяют частоту гармонических колебаний угловой скорости поворотного стола и сравнивают сигналы на входе и выходе датчика угловой скорости.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для испытаний и градуировок акселерометрических датчиков и другой навигационной аппаратуры, определяющей параметры движения различных по назначению объектов.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам и устройствам для определения чувствительности пьезоэлектрических акселерометров на низких частотах.

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.

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.

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 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 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.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения погрешностей инерциальных измерительных приборов, в частности лазерных гироскопов и маятниковых акселерометров, при стендовых испытаниях на ударные и вибрационные воздействия. Технический результат - повышение точности. Для этого измерение показаний инерциальных измерительных приборов производят в три этапа с одинаковой продолжительностью по времени при различной для каждого из этапов пространственной ориентации инерциальных измерительных приборов, причем на первом этапе производят измерение показаний инерциальных измерительных приборов для определения начальной ориентации и интегрирования уравнения навигации, на втором этапе производят измерение показаний инерциальных измерительных приборов для интегрирования уравнений навигации, когда инерциальные измерительные приборы подвергают ударным и/или вибрационным воздействиям, а на третьем этапе производят измерение показаний инерциальных измерительных приборов для начальной ориентации и интегрирования уравнения навигации после ударных и/или вибрационных воздействий. 10 ил.

Изобретение относится к калибровке датчика ускорения. Способ калибровки датчика ускорения для определения показателей ускорения транспортного средства содержит этап определения характеристической постоянной для датчика ускорения. При этом устанавливают путем сравнения первого уровня топлива и второго уровня топлива, состоялась ли заправка транспортного средства. Во время заправки определяют упомянутую постоянную, которая служит в качестве нулевого уровня для датчика ускорения. Устройство калибровки датчика ускорения, определяющее характеристическую постоянную для датчика ускорения, содержит средство установления, состоялась ли заправка транспортного средства и средство определения упомянутой постоянной во время заправки. Моторное транспортное средство оснащено упомянутым устройством. Достигается оптимизация калибровки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство (12) определения ускорения содержит блок (21) корректировки нулевой точки для корректировки положения нулевой точки значения сигнала (Gsen) датчика, используя величину корректировки (абсолютное значение для значения (Gd) корректировки) на основе ускорения (Gout), когда транспортное средство переходит от остановленного состояния на наклонной дороге к состоянию движения, и блок (20) ограничения величины корректировки для ограничения величины корректировки, тем самым пресекая вычисление избыточной величины корректировки вследствие неровностей поверхности дороги или перемещения пассажира. Достигается улучшение точности корректировки, ограничение величины корректировки или установление предела корректировки. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области сейсмоакустических исследований и касается устройства контроля динамических характеристик сейсмоакустических преобразователей. Устройство включает в себя излучающий элемент, исследуемый сейсмоакустический преобразователь, опорное зеркало, оптический фотоприемник, оптически квантовый генератор и оптическую призму с полупрозрачным зеркалом, расположенным под углом 45° к основанию. Призма расположена между излучающим элементом и исследуемым сейсмоакустическим преобразователем. В качестве излучающего и контролирующего элементов используется пьезокерамическое кольцо, концентрично с которым установлен оптический фотоприемник. Опорное зеркало и оптический фотоприемник акустически развязаны с излучающим элементом и призмой. Технический результат заключается в повышении чувствительности и упрощении конструкции устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обеспечения взаимозаменяемости пьезоэлектрических вибропреобразователей ускорения (вибродатчиков ускорения), входящих в состав акселерометров или измерительных систем, без дополнительной настройки электронных согласующих элементов акселерометра или измерительных систем. Согласно способу определяют начальное действительное значение коэффициента преобразования акселерометра. Дополнительно увеличивая массу основного инерционного тела вибродатчика ускорения, определяют зависимость действительного значения коэффициента преобразования от дополнительной массы инерционного тела. По известной зависимости определяют значение дополнительной массы, при которой регулируемое действительное значение коэффициента преобразования акселерометра будет соответствовать выбранному номинальному значению. К основному инерционному телу чувствительного элемента вибродатчика прикрепляют на постоянной основе дополнительное инерционное тело с массой, соответствующей выбранному номинальному значению коэффициента преобразования. Технический результат - обеспечение возможности регулировки суммарной реакции на ускорение всех деталей чувствительного элемента вибродатчика ускорения. 1 ил.

Изобретение относится к области пьезотехники и используется для измерения коэффициента преобразования акселерометров методом сравнения с калибровочным акселерометром. Предложен способ измерения коэффициента преобразования пьезокерамических акселерометров, в котором тестовое ускорение, необходимое для измерения коэффициента преобразования, создают в два этапа. Сначала создают ускорение источника вибраций, которым воздействуют на рабочую поверхность, на которой размещены измеряемый и калибровочный акселерометры, а затем используют ее механическую реакцию на это воздействие в качестве тестового ускорения. Технический результат, достигаемый от осуществления заявленного изобретения, заключается в существенном уменьшении зависимости от массогабаритных показателей калибруемых акселерометров. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к стендам поверочным для градуировки акселерометров с использованием более точных средств измерения. Стенд для градуировки акселерометров содержит тензометрическое устройство с градуируемым акселерометром, тензодатчиками и бойком, и наковальню. Стенд выполнен в виде копра с вертикальными стойками, закрепленными на фундаменте, между которыми установлено с возможностью перемещения тензометрическое устройство в виде двух дисковых оснований, соединенных цилиндрической оболочкой с фланцами, в полости которой установлен цилиндрический шток, один конец которого закреплен в верхнем основании, а другой конец выступает за нижнее основание и снабжен бойком, обращенным к наковальне, установленной на фундаменте, тензодатчики установлены на внешней поверхности центральной части оболочки равномерно по ее окружности, акселерометры установлены на верхней поверхности нижнего основания параллельно штоку. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх