Устройство для контроля блока ориентации интегрированной системы резервных приборов

Авторы патента:

G01C25/00 - Изготовление, калибровка, чистка или ремонт приборов и устройств, отнесенных ко всем вышеуказанным группам данного подкласса (испытание, юстировка, балансировка компасов G01C 17/38)

Владельцы патента RU 2548056:

Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах ориентации подвижных объектов. Технических результат - повышение надежности и точности. Для этого дополнительно введены АЦП, который встроен в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному к входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор. Предложенное устройство используется в блоке ориентации интегрированной системы резервных приборов. 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к блокам ориентации.

Известен блок ориентации [1], содержащий блок датчиков первичной информации, состоящий из трех акселерометров, трех датчиков угловой скорости (ДУС), преобразователя на базе аналого-цифрового преобразователя (АЦП), вычислительную машину.

Недостатком данного устройства является отсутствие в нем контроля исправности ДУС.

Известно также устройство для включения блока ориентации интегрированной системы резервных приборов в пилотажно-навигационный комплексе [2], содержащее блок инерциальных датчиков первичной информации, состоящий из трех ДУС, трех акселерометров, подключенный через АЦП к вычислительной машине через шину внешнего интерфейса.

Недостатком данного устройства является отсутствие в нем контроля исправности ДУС и температурной коррекции их параметров, что снижает надежность и точность работы.

Заявленное изобретение направлено на повышение надежности и точности работы устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для контроля блока ориентации интегрированной системы резервных приборов, содержащее блок инерциальных датчиков первичной информации, состоящий из трех ДУС, выполненных на волоконно-оптическом гироскопе (ВОГ), и трех акселерометров, подключенный через АЦП к микроконтроллеру, согласно изобретению, введены дополнительный АЦП, встроенный в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному ко входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор.

К существенным отличиям предложенного устройства относится введение в него дополнительно АЦП, встроенного в микроконтроллер, и трех каналов преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному ко входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлена структурная схема устройства, содержащего блок 1 инерциальных датчиков первичной информации, ДУС 2, акселерометры 3, АЦП 4, микроконтроллер 5, АЦП 6, встроенный в микроконтроллер 5, три канала 7-9 преобразования, измерительный резистор 10, фильтр 11, дифференциальный усилитель 12, ограничитель 13 напряжения, источник 14 питания.

Входящие в состав блока 1 инерциальных датчиков первичной информации ДУС 2 и акселерометры 3 подключены через АЦП 4 к микроконтроллеру 5. В каждом из каналов 7-9 преобразования измерительный резистор 10 подключен к последовательно соединенным фильтру 11, дифференциальному усилителю 12, ограничителю 13 напряжения, подключенному ко входу АЦП 6, встроенному в микроконтроллер 5, а шины питания ДУС 2 подключены к источнику 14 питания через измерительный резистор 10.

Устройство работает следующим образом.

ДУС 2, выполненные на ВОГ, акселерометры 3 выдают текущее значение угловой скорости и ускорения в виде аналоговых электрических сигналов, которые с помощью АЦП 4 преобразуются в цифровой код, поступающий на микроконтроллер 5, где производится вычисление необходимых значений навигационных параметров.

При работе ВОГ потребляемый от источника 14 питания ток пропорционален температуре, и по величине потребляемого тока можно судить об исправности ВОГ и о его температуре, значение которой используется для калибровки ДУС 2 путем оценки зависимости смещения нуля и масштабного коэффициента от температуры. Для измерения величины потребляемого тока в цепь питания ВОГ включен измерительный резистор 10, на котором величина падения напряжения прямо пропорциональна величине протекающего тока. Это напряжение подается на фильтр 11, где отфильтровываются паразитные шумы, затем подается на дифференциальный усилитель 12, который преобразует дифференциальные значения напряжения относительно общего провода питания. В связи с тем, что диапазон преобразования АЦП 6 ограничен, предусмотрен ограничитель 13 напряжения. Преобразованное в код входное напряжение с АЦП 6 поступает на микроконтроллер 5, где осуществляется анализ его величины и в соответствии с этим проводится коррекция измеренного значения угловой скорости в зависимости от температуры.

При работе ВОГ в нормальном режиме величина потребляемого тока имеет определенную величину, а в нештатной ситуации выходит за допустимые пределы, установленные в памяти микроконтроллера, что приводит к выдаче сигнала отказа.

Предложенное устройство используется в блоке ориентации интегрированной системы резервных приборов.

Источники информации

1. Юбилейная XV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. Сборник материалов. Санкт-Петербург, 2008 г. стр.263. Компенсация магнитной девиации интегрированной системы резервных приборов, В.М. Самойлов, Д.В. Свяжин.

2. Патент РФ №2377502, МПК G01C 21/00, 2008(прототип).

Устройство для контроля блока ориентации интегрированной системы резервных приборов, содержащее блок инерциальных датчиков первичной информации, состоящий из трех датчиков угловой скорости, выполненных на волоконно-оптическом гироскопе, и трех акселерометров, подключенный через аналого-цифровой преобразователь к микроконтроллеру, отличающийся тем, что в него введены дополнительный аналого-цифровой преобразователь, встроенный в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному ко входу аналого-цифрового преобразователя, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор.

Изобретение относится к навигационной технике и может быть использовано для контроля гиростабилизированных платформ инерциальной системы космического назначения при заводских и предпусковых испытаниях систем управления ракетоносителей, разгонных блоков, космических и летательных аппаратов.

Комплекс для проверки скважинных инклинометров на месторождении // 2532439

Изобретение относится к области исследования и испытания инклинометров в полевых условиях. Техническим результатом является повышение точности и оперативности проверки магнитных и гироскопических скважинных инклинометров в полевых условиях.

Способ калибровки инерциальных датчиков // 2527140

Предложенное изобретение относится к средствам калибровки инерциальных датчиков, в частности, в полевых условиях. Предложенный способ калибровки инерциальных датчиков, установленных на рабочем оборудовании, включает в себя сбор данных от одного или более инерциальных датчиков и одного или более температурных датчиков, расположенных вблизи инерциальных датчиков, в период, когда оборудование не работает, и корректировку математической модели температурной систематической ошибки для инерциальных датчиков на основе собранных данных от инерциальных датчиков и температурных датчиков, при этом сбор данных начинают через заранее установленное время после выключения рабочего оборудования, при этом на инерциальные датчики и температурные датчики, образующие сенсорную подсистему, периодически подают питание для сбора данных в период, когда рабочее оборудование не работает.

Способ определения угла ориентации стоячей волны в твердотельном волновом гироскопе // 2526585

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании твердотельных волновых гироскопов и систем ориентации и навигации на их основе.

Способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа // 2526513

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Заявлен способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа, включающий установку гироскопа на неподвижном основании, включение в режим обратной связи датчик угла - усилитель - преобразователь - датчик момента, запуск гиромотора, нагрев гироскопа, измерение тока в цепи датчика момента обратной связи, определение погрешности гироскопа.

Динамический двухосный стенд // 2526229

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к испытательному оборудованию для калибровки приборов системы навигации и топопривязки. В установочной площадке внутренней рамы динамического двухосного стенда размещены цилиндрические секторы со сквозными пазами, выполненными по дугам окружности концентрично наружной и внутренней поверхностям.

Стенд для измерения вибрационных реактивных моментов гиромотора // 2518975

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения вибрационных реактивных моментов гиромоторов. Стенд содержит подвес, камеру, допускающую закрепление гиромотора экваториальной либо полярной осями вдоль оси подвеса, средство измерения вибраций в виде первого магнитоэлектрического датчика, обмотки которого закреплены в корпусе устройства в поле магнитов, установленных на оси подвеса, и состыкованы через измерительный усилитель со средством измерения сигнала и усилителем мощности, нагрузкой которого являются обмотки второго магнитоэлектрического датчика, установленного соосно с первым датчиком, подвес выполнен в виде вала, соединенного с камерой и вертикально установленного в подшипниках корпуса, расположенного на подставке; токоподводы гиромотора выполнены в виде трех пружин, противоположные концы которых через контактные платы стыкуются с камерой и корпусом стенда.

Способ изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа // 2517650

Изобретение относится к способу изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа. Осуществляют формообразование фланца и опоры с полусферическими встречно обращенными рабочими поверхностями.

Способ получения масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа // 2516369

Изобретение относится к технике калибровки поворотно-чувствительных устройств без движущихся масс. В способе получения масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) осуществляют угловое перемещение ВОГ в виде его колебательного движения с заданной угловой скоростью в пределах выбранного угла качания между двумя фиксированными положениями.

Комплекс для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов // 2511057

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для заводских, отладочных или предварительных приемочных испытаний навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов без использования действующих трубопроводов.

Способ определения и компенсации девиации магнитометрических датчиков и устройство для его осуществления // 2550774

Изобретение относится к магнитному курсоуказанию и навигации и может быть использовано на летательных аппаратах для определения коэффициентов девиации, описывающих изменения напряженности магнитного поля земли (МПЗ), вносимые летательным аппаратом (ЛА) непосредственно в полете, и компенсации этих изменений при вычислении магнитного курса ψм. Способ основан на нахождении коэффициентов Пуассона, измерении компонент магнитного поля объекта и обработке результатов измерений. В качестве измеряемых компонент магнитного поля используют проекции продольной, поперечной и нормальной составляющих вектора результирующего магнитного поля на строительные оси ЛА при выполнении маневра ЛА в полете. Измерения и обработку результатов измерений производят многократно, используя метод итерации, причем обработку результатов измерений осуществляют путем определения модулей результирующих МПЗ, формирования функций чувствительности и автоматического определения на их основе приращений магнитной девиации магнитометрических датчиков. Устройство для осуществления способа содержит трехкомпонентный магнитометрический датчик 1, вычислитель 2 магнитного курса, блок 3 оценки модуля МПЗ, блок 4 формирования функций чувствительности и блок 5 определения вектора приращений коэффициентов магнитной девиации. Технический результат - упрощение определения и компенсации коэффициентов девиации, сокращение сроков подготовки ЛА к вылету, автоматическое определение коэффициентов и их компенсации при каждом вылете. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ выставки осевого зазора в газодинамическом подвесе оси вращения ротора гиромотора // 2554628

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гиромоторов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора, состоящего из двух полусферических опорных узлов, каждый из которых содержит опору и фланец. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого в известном способе выставки зазора в газодинамическом подвесе оси вращения ротора гиромотора после предварительной сборки гиромотора с установкой опор на оси вращения ротора, фиксации опор гайками, определения величины перемещения опор в каждом из двух полусферических опорных узлов, разборки гиромотора, съема материала с внутренней базовой поверхности опор в каждом из двух полусферических опорных узлов, осуществляют окончательную сборку гиромотора с установкой опор на оси вращения ротора, фиксацию опор гайками с моментом затяжки равным Мрас. При этом после предварительной сборки гиромотора и установки опор с гайками на оси осуществляют их затяжку моментом Мдоп>М>Мрас, выдерживают в этом состоянии не менее 24 часов, уменьшают момент фиксации до нуля, повторно фиксируют опоры моментом затяжки равным Мрас, после чего измеряют расстояния между внешними базовыми плоскостями опор и между внешними базовыми плоскостями фланцев. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ юстировки бесплатформенной инерциальной системы ориентации // 2555515

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах юстировки бесплатформенных инерциальных систем ориентации. Технический результат - повышение точности. Для этого определение котировочных углов рассогласования между измерительными осями бесплатформенной инерциальной системой ориентации и строительными осями объекта осуществляют без использования специальных измерительных приспособлений. А именно, юстировочные углы формируются на основе измерительных данных от инерциальной системы ориентации в двух контрольных положениях. 3 ил.

Стенд для измерения вибрационных реактивных моментов гиромотора // 2564829

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения вибрационных реактивных моментов гиромоторов. Стенд содержит подвес, камеру с возможностью закрепления гиромотора экваториальной либо полярной осями вдоль вертикальной оси подвеса, первый и второй магнитоэлектрические датчики, установленные соосно в корпусе стенда, измерительный усилитель, усилитель мощности, нагрузкой которого является обмотка второго датчика, и токоподводы, противоположные концы которых через контактные платы соединены с камерой и корпусом. При этом обмотка первого датчика соединена через измерительный усилитель со средством измерения сигнала, подвес соединен с камерой и установлен в подшипниках корпуса, токоподводы выполнены в виде пружин с возможностью изменения коэффициента жесткости. Дополнительно в конструкцию введен узкополосный фильтр, выходом соединенный с входом усилителя мощности, а входом соединенный с выходом измерительного усилителя, при этом фильтр обеспечивает усиление либо подавление отдельной гармоники сигнала с выхода измерительного усилителя. Технический результат заключается в повышении точности контроля вибраций гиромотора. 4 ил.

Способ определения температурных зависимостей масштабных коэффициентов, смещений нуля и матриц ориентации осей чувствительности лазерных гироскопов и маятниковых акселерометров в составе инерциального измерительного блока при стендовых испытаниях // 2566427

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения температурных зависимостей характеристик трехосного лазерного гироскопа (ЛГ) и маятниковых акселерометров (МА) в составе инерциальных измерительных блоков (ИИБ). Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого на стенде ИИБ с трехосным ЛГ и тремя МА, оснащенными датчиками вращения, на каждом такте измерений определяют количество импульсов для каждого из трех датчиков вращения ЛГ, пропорциональное проекции вектора угла поворота ЛГ за один такт измерений на каждую из трех осей чувствительности ЛГ, определяют средние за один такт измерений значения напряжений на выходе трех МА, пропорциональные проекциям вектора кажущегося линейного ускорения на оси чувствительности МА, и средние за один такт измерений значения температуры на каждом из трех датчиков вращения трехосного ЛГ и трех МА, по которым определяют температурные зависимости всех масштабных коэффициентов ЛГ и МА. 2 ил.

Способ определения погрешностей двухстепенного поплавкового гироскопа с газодинамическим подвесом ротора гиромотора // 2570223

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов с газодинамическим подвесом оси вращения ротора гиромотора. Технический результат - повышение точности. Для этого в известном способе определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа с газодинамическим подвесом ротора гиромотора путем измерения его выходного сигнала при повороте гироскопа относительно вектора силы тяжести вокруг входной и выходной осей на 360°, при ориентации оси поворота в одном направлении, преимущественно по полуденной линии, вращение гироскопа относительно вектора силы тяжести вокруг каждой оси производят при двух частотах вращения ротора.

Устройство для измерения уровня помехоустойчивости навигационных приборов, использующих сигналы с вращающегося трансформатора // 2572500

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при метрологических исследованиях навигационных приборов, использующих сигналы с вращающегося трансформатора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет введения режима обеспечения измерения уровня помехоустойчивости. Устройство для измерения уровня помехоустойчивости навигационных приборов, использующих сигналы с вращающегося трансформатора, содержит углозадающий узел, вал которого кинематически связан с вращающимся трансформатором и является кинематическим входом устройства и источник переменного тока. При этом дополнительно введен анализатор сигнала, подключенный к синусной и косинусной обмоткам вращающегося трансформатора, являющегося выходом устройства, трансформатор, через первичную обмотку которого источник переменного напряжения подключен к обмотке возбуждения вращающегося трансформатора, соединенные последовательно формирователь сигнала помех и буфер, выход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора. Предложенное устройство используется для измерения уровня помехоустойчивости интегрированной системы резервных приборов. 1 ил.

Способ коррекции дрейфа гироскопа и устройство для его осуществления // 2572501

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам коррекции дрейфа гироскопа с ротором на сферической шарикоподшипниковой опоре. Сущность изобретения заключается в том, что способ коррекции дрейфа гироскопа с двухфазным бесколлекторным двигателем постоянного тока, содержащего статор, ротор на сферической шарикоподшипниковой опоре, датчики угла и датчики момента, включает этапы вращения ротора, измерения дрейфа и его коррекцию, при этом коррекцию дрейфа проводят непосредственно в процессе его измерения путем компенсации постоянной составляющей электрического тока в разных обмотках статора. Устройство для коррекции дрейфа гироскопа с двухфазным бесколлекторным двигателем постоянного тока содержит сумматоры и регулировочные резисторы, сигналы с которых позволяют компенсировать постоянные составляющие электрических токов в фазных обмотках статора. Технический результат - снижение трудоемкости изготовления и повышение точности гироскопического прибора. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ калибровки акселерометрического трехосевого инклинометра // 2577806

Изобретение относится к метрологическому обеспечению - калибровке инклинометров, выполненных на основе трехосевого акселерометра. Способ предполагает при калибровке измерение проекций вектора гравитационного ускорения G ¯ на оси акселерометра при его вращении вокруг двух осей, каждый раз в четырех ортогональных положениях. По результатам измерений определяют статическую ошибку каждой оси и отношение коэффициентов чувствительностей по двум парам осей. При использовании инклинометра устанавливают акселерометр на объект исследования, проводят измерения проекций вектора гравитационного ускорения G ¯ на оси акселерометра, компенсируют их статические ошибки, нормируют различия в чувствительности осей акселерометра и вычисляют по простым соотношениям углы наклона объекта по отношению к вектору гравитационного ускорения G ¯ . Технический результат - упрощение способа калибровки акселерометрического трехосевого инклинометра. 3 ил.

Способ определения масштабного коэффициента твердотельного волнового гироскопа на поворотном столе // 2579768

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при производстве твердотельных волновых гироскопов и систем ориентации и навигации на их основе. При определении масштабного коэффициента твердотельный волновой гироскоп устанавливают на платформу поворотного стола и при работе гироскопа в разомкнутом режиме вращают равномерно платформу поворотного стола в одном направлении, контролируя угол поворота волны резонатора относительно корпуса гироскопа системой его датчиков угла на выбранном угловом промежутке. Затем изменяют направление вращения платформы на противоположное и измеряют изменения углового положения волны на выбранном промежутке, после чего, используя значения скоростей дрейфа волны при прямом и обратном вращении, определяют масштабный коэффициент с помощью аналитического выражения. Изобретение обеспечивает повышение точности определения масштабного коэффициента.