RU2036433C1

RU2036433C1 - Method of adjustment of gyroscope tuned dynamically

Info

Publication number: RU2036433C1
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Комаров; Т.В. Маханек; И.Л. Шарапова
Original assignee: Научно-исследовательский институт прикладной механики им.акад.В.И.Кузнецова
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-05-27

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: method of adjustment of gyroscope tuned dynamically consists in determination of phase of harmonic component of signal relative to mark on rotor and in compensation of phase by formation of macroirregularities on working surface of rotor of angle transducer. EFFECT: improved reliability of adjustment. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению, а именно к динамически настраиваемым гироскопам с датчиком угла индуктивного типа. The invention relates to gyroscopic instrumentation, namely to dynamically tuned gyroscopes with an angle sensor of an inductive type.

Известен способ юстировки роторов гироскопов на балансировочной машине, заключающийся в определении величины и фазы гармонической составляющей сигнала, вызываемого вращением неуравновешенного гироузла, относительно какой-либо фиксированной точки на роторе и ее компенсации известными механическими и другими методами. Данный способ позволяет успешно бороться в погрешностями приборами, вызванными несбалансированностью вращающегося узла, но не позволяет компенсировать влияние более высокочастотных составляющих сигнала датчика угла на точность гироприбора [1]
Целью изобретения является повышение точности путем компенсации влияния гармонических составляющих сигнала датчика угла динамически настраиваемого гироскопа.There is a method of aligning gyroscope rotors on a balancing machine, which consists in determining the magnitude and phase of the harmonic component of the signal caused by the rotation of an unbalanced gyro with respect to any fixed point on the rotor and its compensation by known mechanical and other methods. This method allows you to successfully deal with the errors of the devices caused by the imbalance of the rotating node, but does not compensate for the effect of higher-frequency components of the signal of the angle sensor on the accuracy of the gyro [1]
The aim of the invention is to improve accuracy by compensating for the influence of the harmonic components of the signal of the angle sensor dynamically tuned gyroscope.

Для этого определяют величину и фазу гармонической составляющей сигнала датчика угла относительно метки на роторе и осуществляют ее компенсацию формированием на рабочей поверхности ротора датчика угла микронеровностей, местоположение которых на роторе датчика угла определяется фазой пиковых значений гармонической составляющей сигнала датчика угла относительно метки. To do this, determine the magnitude and phase of the harmonic component of the angle sensor signal relative to the mark on the rotor and compensate for it by forming irregularities on the rotor working surface of the angle sensor, whose location on the angle sensor rotor is determined by the phase of the peak values of the harmonic component of the angle sensor signal relative to the mark.

Поставленная цель достигается также тем, что формирование микронеровностей производят методами, не вносящими внутренних напряжений в материал ротора (электрополированием, химическим травлением, механической финишной доводкой). This goal is also achieved by the fact that the formation of microroughnesses is produced by methods that do not introduce internal stresses into the rotor material (electropolishing, chemical etching, mechanical finishing).

На фиг. 1 представлен примерный вид изображения сигналов, получаемый на экране двухлучевого осциллографа: по одному каналу метка частоты вращения ротора датчика угла, по другому отфильтрованная составляющая сигнала датчика угла, кратная тройной частоте вращения; на фиг.2 приведены результаты компенсации гармонической составляющей, кратной тройной частоте вращения, формированием микронеровностей методом механической финишной доводки. In FIG. Figure 1 shows an exemplary view of the signal image obtained on the screen of a two-beam oscilloscope: along one channel, the label of the rotation frequency of the rotor of the angle sensor, on the other, the filtered component of the signal of the angle sensor, a multiple of the triple speed; figure 2 shows the results of the compensation of the harmonic component, a multiple of a triple rotational speed, the formation of microroughnesses by mechanical finishing.

Роторы датчиков угла динамически настраиваемых гироскопов изготавливаются из железоникелевых сплавов типа пермаллой. Такие сплавы имеют повышенную чувствительность к механическим напряжением, возникающим, например, в процессе изготовления роторов. Это выражается в изменении их магнитных характеристик, например магнитного сопротивления, что приводит к анизотропии этих характеристик, в том числе и по поверхности ротора датчика угла. В результате, несмотря на идеальную плоскость рабочей поверхности ротора, наблюдается недопустимый уровень высокочастотных составляющих сигнала датчика угла. The rotors of the angle sensors of dynamically tuned gyroscopes are made of Permalloy type iron-nickel alloys. Such alloys have an increased sensitivity to mechanical stress arising, for example, in the manufacturing process of rotors. This is expressed in a change in their magnetic characteristics, for example magnetic resistance, which leads to anisotropy of these characteristics, including along the surface of the rotor of the angle sensor. As a result, despite the ideal plane of the working surface of the rotor, an unacceptable level of high-frequency components of the angle sensor signal is observed.

П р и м е р. Компенсация величины гармонической составляющей сигнала датчика угла, кратной тройной частоте вращения ротора динамически настраиваемого гироскопа. PRI me R. Compensation of the harmonic component of the angle sensor signal, a multiple of the triple rotational speed of the rotor of a dynamically tuned gyroscope.

Ротор прибора устанавливают в приспособление, оборудованное приводным двигателем и устройством, имитирующим систему датчика угла гироскопа. По одному каналу двухлучевого осциллографа регистрируется сигнал с датчика меток, реализованного, например, с помощью метки на роторе и оптропной пары (см. рис.1), по другому составляющая сигнала с датчика угла на тройной частоте вращения. Совмещая лучи, определяют фазу ближайшего последующего пикового значения сигнала датчика угла относительно метки. The rotor of the device is installed in a device equipped with a drive motor and a device that simulates a gyro angle sensor system. On one channel of a two-beam oscilloscope, a signal is recorded from the mark sensor, implemented, for example, using a mark on the rotor and an optical pair (see Fig. 1), in another, the signal component from the angle sensor at a triple speed. Combining the rays, determine the phase of the nearest subsequent peak value of the angle sensor signal relative to the mark.

Вынимают ротор из приспособления и на рабочей поверхности ротора с учетом фазового сдвига относительно нанесенной на него метки проводят формирование макронеровностей (электрополированием, химическим травлением, механической финишной доводкой и др. ) в течение эталонного времени. Под термином "гармонические макронеровности" подразумевается волнистая поверхность синусоидального профиля с глубиной впадин порядка нескольких микрон и большой протяженности, определяющейся кратностью гармонической составляющей сигнала и длиной развертки рабочей поверхности. Так, для компенсации гармонической составляющей, кратной тройной частоте вращения, пики макронеровностей располагаются на рабочей поверхности ротора под углом 120^о. На фиг.2 представлены результаты снижения уровня гармонической составляющей на тройной частоте вращения методом механической финишной доводки. Как видно из графика, различные роторы требуют различного времени обработки, что является по-видимому следствием особенностей распределения внутренних напряжений в материале ротора.The rotor is taken out of the device and on the working surface of the rotor, taking into account the phase shift relative to the mark applied to it, macro-irregularities are formed (by electro polishing, chemical etching, mechanical finishing, etc.) for a reference time. By the term "harmonic macro-irregularities" is meant a wavy surface of a sinusoidal profile with a depression depth of the order of several microns and a large length, determined by the frequency of the harmonic component of the signal and the scan length of the working surface. So, to compensate for the harmonic component, a multiple of a triple rotation frequency, the peaks of macro-irregularities are located on the working surface of the rotor at an angle of 120 ^about . Figure 2 presents the results of reducing the level of the harmonic component at a triple frequency of rotation by mechanical finishing. As can be seen from the graph, different rotors require different processing times, which is apparently a consequence of the distribution of internal stresses in the material of the rotor.

Поэтому следующим этапом является повторный замер уровня гармонической составляющей и определение необходимого времени дальнейшей обработки
t_обр=

где t_обр время дальнейшей обработки, мин;
U_o первоначальный уровень гармонической составляющей, мВ;
U_ост. уровень гармонической составляющей после обработки ротора в течение эталонного времени t_э, мВ.Therefore, the next step is to re-measure the level of the harmonic component and determine the necessary time for further processing
t _arr =

where t _arr further processing time, min;
U _{o the} initial level of the harmonic component, mV;
U _stop the level of the harmonic component after processing the rotor for a reference time t _e , mV.

Далее в течение вычисленного времени вновь производят обработку ротора вышеперечисленными методами. Further, during the calculated time, the rotor is again treated with the above methods.

Claims

1. METHOD OF ADJUSTING A DYNAMICALLY CONFIGURABLE GYROSCOPE, which consists in determining the magnitude and phase of the harmonic component of the angle sensor signal relative to the mark on the rotor and compensating for the signal component, characterized in that, in order to improve accuracy, compensation is performed by forming macroroughnesses on the rotor working surface, the location of which corresponds to the phase of the peak values of the harmonic component of the angle sensor signal relative to the mark on the rotor.

2. The method according to claim 1, characterized in that the formation of macro-irregularities is produced by electropolishing.

3. The method according to claim 1, characterized in that the formation of macro-irregularities is carried out by chemical etching.

4. The method according to claim 1, characterized in that the formation of macro-irregularities is carried out by mechanical finishing.