RU2114396C1 - Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа - Google Patents
Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2114396C1 RU2114396C1 RU94024867/28A RU94024867A RU2114396C1 RU 2114396 C1 RU2114396 C1 RU 2114396C1 RU 94024867/28 A RU94024867/28 A RU 94024867/28A RU 94024867 A RU94024867 A RU 94024867A RU 2114396 C1 RU2114396 C1 RU 2114396C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- gyrostabilizer
- gyroscope
- amplitude
- gyro
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Использование: в области прецизионного приборостроения при производстве и эксплуатации электростатических гироскопов со сферическим ротором. Сущность изобретения: ось вращения ротора гироскопа ориентируют параллельно оси вращения Земли. Дискретно поворачивают корпус гироскопа последовательно вокруг двух его экваториальных осей, параллельных осям чувствительности датчика. Дискретные развороты корпуса осуществляют при установке гироскопа на платформе двухосного гиростабилизатора и включении его в качестве чувствительного элемента гиростабилизатора путем поочередной подачи на вход усилителя - преобразователя соответствующей следящей системы гиростабилизатора эталонного сигнала в виде ступенчато изменяющегося напряжения. Во время подачи каждой ступеньки сравнивают ее амплитуду с амплитудой сигнала датчика угла гироскопа и при достижении равенства этих амплитуд измеряют угловое положение платформы. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при производстве и эксплуатации электростатических гироскопов со сферическим ротором.
Известен способ калибровки датчика угла гироскопа (Инструкция по определению параметров датчика угла ДУ-4Ф. Прибор КФ2.567.360. - Предприятие ЦНИИ "Электроприбор", 1979). Способ реализуется при выполнении следующих операций:
1. Устанавливают статор датчика угла на неподвижной части приспособления. Подключают обмотки статора к источнику питания 40 В 400 Гц.
1. Устанавливают статор датчика угла на неподвижной части приспособления. Подключают обмотки статора к источнику питания 40 В 400 Гц.
2. Устанавливают ротор датчика на подвижной части приспособления. Обмотки ротора подключают к измерительному прибору.
3. Включают питание датчика угла прибора и питание оптического датчика угла приспособления.
4. Осуществляют дискретные развороты ротора датчика на углы Xi= iΔx, где Δx = 5 угл. мин, i = 0, 1, 2,..., 24.
5. В каждом фиксированном положении осуществляют измерение выходного сигнала Ui датчика угла, определяют зависимость Ui = f(Xi) (калибровочную кривую).
6. Используя полученные результаты, рассчитывают параметры (крутизну, нелинейность выходной характеристики и т.д.) датчика угла.
Недостатком способа является малая точность. Указанный недостаток обусловлен тем, что калибровка датчика угла проводится в условиях, отличных от условий работы его в приборе.
Известен также способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа ("Инструкция по проверке и контролю КФ2.562.098И2. - Предприятие ЦНИИ "Электроприбор", 1991), который принят за прототип.
Способ реализуется при выполнении следующих технологических операций:
1. Устанавливают гироскоп на платформе поворотного основания в положение, при котором продольная ось его корпуса перпендикулярна оси вращения платформы и параллельна оси вращения Земли, а одна из осей чувствительности, например OX, датчика угла параллельна оси вращения платформы.
1. Устанавливают гироскоп на платформе поворотного основания в положение, при котором продольная ось его корпуса перпендикулярна оси вращения платформы и параллельна оси вращения Земли, а одна из осей чувствительности, например OX, датчика угла параллельна оси вращения платформы.
2. Приводят гироскоп в рабочее состояние. Для этого взвешивают ротор в подвесе, разгоняют его до рабочей скорости, демпфируют нутационные колебания.
3. Приводят ось вращения ротора к продольной оси корпуса. В этом положении ось вращения ротора параллельна оси вращения Земли и из результатов измерений исключаются составляющие погрешности, обусловленные вращением Земли.
4. Осуществляют дискретные развороты платформы вместе с прибором на эталонные углы Xi= iΔx, где Δx - дискретность угла разворота в пределах заданного диапазона.
5. В каждом фиксированном положении измеряют угловое положение платформы и значение амплитуды сигнала Ux на первом выходе датчика угла (выходе, соответствующем оси OX чувствительности датчика). Определяют зависимость (калибровочную кривую) Uxi = f(Xi).
6. Производят разворот корпуса вокруг продольной оси на угол 90o. При этом вторая ось OY чувствительности датчика займет положение, параллельное оси вращения платформы.
7. Повторяют операции по пп. 4 и 5, разворачивая платформу с прибором на дискретные углы Yi= iΔY, где ΔY - дискретность угла разворота, и измеряя амплитуду сигнала на втором выходе датчика угла (выходе, соответствующем оси чувствительности OY), определяют зависимость (калибровочную кривую) UYi = f(Yi).
Далее полученные калибровочные зависимости вводятся в ЭВМ и используются при испытаниях и эксплуатации гироскопа (при обработке результатов измерений).
Недостатком способа является малая точность калибровки датчика угла.
Указанный недостаток обусловлен тем, что при калибровке датчика в результатах измерений (калибровки) присутствует составляющая погрешности, определяемая (вызванная) угловым движением ротора относительно корпуса. Это движение (дрейф) происходит под влиянием момента возмущений из-за технологических погрешностей, например, осевой разбалансировки ротора, неидеальной формы ротора и т.д., которые всегда присутствуют в реально изготавливаемых приборах.
Цель изобретения - повышение точности калибровки.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе калибровки электростатического гироскопа дискретные развороты корпуса гироскопа осуществляют при его установке на платформе двухосного гиростабилизатора и включении в качестве чувствительного элемента путем поочередной подачи на вход усилителя-преобразователя соответствующей следящей системы гиростабилизатора эталонного сигнала в виде ступенчато изменяющегося напряжения, сравнивают во время подачи каждой ступеньки ее амплитуду с амплитудой сигнала датчика угла, а измерение углового положения платформы производят в момент достижения равенства этих амплитуд.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема включения прибора для проведения испытаний; на фиг. 2 - график изменения эталонного напряжения. На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: 1 - электростатический гироскоп со сферическим ротором; 2 - платформа двухосного гиростабилизатора; 3 - датчик угла гироскопа; 3, 4 - суммирующий усилитель; 5, 9 - усилитель-преобразователь; 6 - наружное кардановое кольцо гиростабилизатора; 7, 10 - двигатель стабилизации; 11 - внутреннее кардановое кольцо; 12 - переключающее устройство; 13 - источник эталонного напряжения; 14, 15 - датчик угла платформы; 16 - кривая изменения эталонного напряжения на выходе источника 13; OXY - система координат, связанная с корпусом прибора; OXiYiZi - система координат, связанная с гиростабилизатором; OXpYpZp - система координат, связанная с ротором гироскопа; ωз - скорость вращения Земли; ωэ - амплитуда эталонного напряжения; ΔUэ - дискретность изменения амплитуды напряжения; t - время; τ - длительность ступеньки.
Предлагаемый способ реализуется при выполнении следующих технологических операций:
1. Электростатический гироскоп 1 (фиг. 1) устанавливают на платформе 2 двухосного гиростабилизатора в положение, при котором продольная ось OZ корпуса (не показан) перпендикулярна базовой (установочной) плоскости платформы 2, а оси чувствительностью OX, OY датчика 3 угла параллельны осям OXi, OYi вращения платформы 2 карданового подвеса.
1. Электростатический гироскоп 1 (фиг. 1) устанавливают на платформе 2 двухосного гиростабилизатора в положение, при котором продольная ось OZ корпуса (не показан) перпендикулярна базовой (установочной) плоскости платформы 2, а оси чувствительностью OX, OY датчика 3 угла параллельны осям OXi, OYi вращения платформы 2 карданового подвеса.
2. Ориентируют гиростабилизатор в положение, при котором базовая плоскость платформы 2 перпендикулярна оси вращения Земли (продольная ось OZ корпуса гироскопа 1 параллельна оси вращения Земли).
3. Приводят гироскоп 1 в рабочее состояние. Для этого осуществляют взвешивание ротора в подвесе, разгоняют его до рабочей скорости, демпфируют нутационные колебания, приводят ось OZp его вращения к продольной оси корпуса. При этом ось вращения OZp ротора становится параллельной оси вращения Земли.
4. Приводят в рабочее состояние гиростабилизатор. Для этого замыкают две его следующие системы: первый выход (1) датчика 3 угла - суммирующий усилитель 4, первый усилитель - преобразователь 5 (усилитель 4 и усилитель 5 могут быть выполнены в одном блоке) - двигатель 7 стабилизации, установленный по оси OYi наружного карданового кольца 6 подвеса платформы 2, второй выход датчика 3 угла - второй суммирующий усилитель 8 - второй усилитель-преобразователь 9 - двигатель 10 стабилизации, установленный по оси OXi внутреннего карданового кольца 11 (совмещенно с платформой 2). При этом после замыкания следящих систем перемещение (дрейф) ротора относительно корпуса (из-за технологических погрешностей изготовления прибора i) исключается. Происходит отслеживание движения ротора разворотом корпуса с помощью соответствующих двигателей стабилизации.
5. По второму входу суммирующего усилителя 4 через переключатель 12 подсоединяют источник 13 эталонного напряжения (напряжение на выходе источника изменяется ступеньками с регулируемой дискретностью изменения амплитуды и регулируемой длительностью ступеньки).
6. Замыкают цепь источника 13 эталонного напряжения. При этом на двигатель 7 через усилители 4 и 5 поступает ступенька напряжения амплитудой Uэ= ΔUэ (фиг. 2) и длительностью τ. При подаче ступеньки напряжения на двигатель 7 происходит разворот платформы 2 с корпусом относительно ротора вокруг оси OYi наружного кольца.
7. Одновременно с разворотом корпуса осуществляют измерение амплитуды UXi выходного сигнала датчика 3 угла и амплитуды Uэ ступеньки. Производят сравнение амплитуд.
8. В момент достижения равенства амплитуд осуществляют измерение углового положения (угла αi ) платформы 2 (измерение сигнала датчика угла 14).
9. Повторяют операции по пп. 6 - 8, осуществляя ступенчатое изменение эталонного напряжения на входе усилителя 4. При этом дискретность изменения амплитуды эталонного напряжения определяют, исходя из заданной (требуемой) дискретности определения калибровочной кривой, длительность - исходя из максимального времени установления равенства амплитуд сигнала на входе усилителя 4. В результате выполнения указанных операций получают зависимость (калибровочную кривую) αi= f(Uдуii) = f(Uэтi).
10. Осуществляют переключение источника 13 на второй вход суммирующего усилителя 8.
10. Осуществляют переключение источника 13 на второй вход суммирующего усилителя 8.
11. Повторяют операции по пп. 6 - 9, определяя зависимость (калибровочную кривую) βi= f(Uэтi) = f(Uду2i).
В результате выполнения предлагаемых операций осуществляется калибровка угла электростатического гироскопа, при этом из результатов измерений (калибровки) исключается погрешность, обусловленная перемещением ротора относительно корпуса. Точность калибровки повышается. Поставленная цель достигнута.
В результате выполнения предлагаемых операций осуществляется калибровка угла электростатического гироскопа, при этом из результатов измерений (калибровки) исключается погрешность, обусловленная перемещением ротора относительно корпуса. Точность калибровки повышается. Поставленная цель достигнута.
На предприятии ЦНИИ "Электроприбор" предлагаемый способ проверен, получены положительные результаты. В настоящее время разрабатывается техническая документация, в которой этот способ будет использоваться при производстве электростатических гироскопов со сферическим ротором.
Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности гироскопа, что в свою очередь ведет к повышению точности инерциальных систем, в которой он используется.
В связи с отсутствием сведений о потребностях промышленности в таких гироскопах экономический эффект изобретения подсчитать не представляется возможным.
Claims (1)
- Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа, заключающийся в ориентации оси вращения ротора гироскопа параллельно оси вращения Земли, в дискретных разворотах корпуса последовательно вокруг двух его экваториальных осей, параллельных осям чувствительности датчика, измерениях углового положения платформы и сигналов датчика угла гироскопа, отличающийся тем, что дискретные развороты корпуса осуществляют при установке гироскопа на платформе двухосного гиростабилизатора и включении его в качестве чувствительного элемента гиростабилизатора, путем поочередной подачи на вход усилителя-преобразователя соответствующей следящей системы гиростабилизатора эталонного сигнала в виде ступенчато изменяющегося напряжения, причем во время подачи каждой ступеньки производят сравнение ее амплитуды с амплитудой сигнала датчика угла гироскопа, а измерение углового положения платформы производят в момент достижения равенства этих амплитуд.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94024867/28A RU2114396C1 (ru) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94024867/28A RU2114396C1 (ru) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94024867A RU94024867A (ru) | 1996-05-10 |
RU2114396C1 true RU2114396C1 (ru) | 1998-06-27 |
Family
ID=20157987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94024867/28A RU2114396C1 (ru) | 1994-07-01 | 1994-07-01 | Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2114396C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637186C1 (ru) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ определения погрешности двухстепенного гироблока |
RU2688915C1 (ru) * | 2018-09-07 | 2019-05-22 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ определения погрешности двухстепенного гироблока |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2592734C1 (ru) * | 2015-05-26 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Способ калибровки углового датчика |
-
1994
- 1994-07-01 RU RU94024867/28A patent/RU2114396C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Инструкция по проверке и контролю КФ2.562.098И2. Предприятие ЦНИИ "Электр оприбор", 1991. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637186C1 (ru) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ определения погрешности двухстепенного гироблока |
RU2688915C1 (ru) * | 2018-09-07 | 2019-05-22 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Способ определения погрешности двухстепенного гироблока |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94024867A (ru) | 1996-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2325522A (en) | Device for the calibration of several gyroscope systems | |
WO2004046649A2 (en) | Method of calibrating bias drift with temperature for a vibrating structure gyroscope | |
US3584513A (en) | Self-calibrating system for navigational instruments | |
US4458554A (en) | Apparatus for and method of compensating dynamic unbalance | |
CN111829503B (zh) | 一种光纤陀螺阈值测试方法及装置 | |
Finley et al. | Model attitude measurements at NASA Langley research center | |
US4442723A (en) | North seeking and course keeping gyro device | |
RU2114396C1 (ru) | Способ калибровки датчика угла электростатического гироскопа | |
Wang et al. | Rate integrating hemispherical resonator gyroscope detection error analysis and compensation | |
CN104949669A (zh) | 一种基于磁阻传感器扩大光纤陀螺量程的方法 | |
RU2256880C1 (ru) | Способ комплексных испытаний бесплатформенных инерциальных измерительных блоков на основе микромеханических гироскопов и акселерометров и устройство для его осуществления | |
US8701297B2 (en) | Method of determining heading by turning an inertial device | |
RU2427801C2 (ru) | Способ прогнозирования переменной составляющей выходного сигнала электромеханического датчика угловой скорости (дус) на этапе изготовления его гиромотора по характеристикам угловых вибраций, возбуждаемых гиромотором, и установка для реализации способа | |
US2969681A (en) | Gyroscopic apparatus | |
US3470730A (en) | Accelerometer calibration method | |
RU2193162C1 (ru) | Способ определения погрешности электростатического гироскопа | |
Dzhandzhgava et al. | Strapdown inertial navigation system based on a hemispherical resonance gyro | |
JP2520894B2 (ja) | 方位検出方法 | |
RU2300078C1 (ru) | Способ измерения проекций горизонтальной составляющей вектора угловой скорости вращения земли для определения азимутального направления (компасирования) | |
CN109489686A (zh) | 四频差动激光陀螺带宽与角分辨率测试方法 | |
RU2117917C1 (ru) | Способ проверки работоспособности трехстепенного гироскопа с электрической пружиной | |
RU2738824C1 (ru) | Способ измерения угловой скорости с помощью волнового твердотельного гироскопа | |
RU2781433C1 (ru) | Система и способ калибровки и проверки скважинного датчика направления, компьютерное устройство и компьютерочитаемый носитель | |
RU2515424C1 (ru) | Установка для измерения собственной частоты колебаний роторов силовых гироскопов | |
Zhang et al. | High precision locking control based on fiber optic gyro and photoelectric encoder for rotational inertial navigation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050702 |