RU2524687C2 - Space incremental velocity gauge - Google Patents

Space incremental velocity gauge Download PDF

Info

Publication number
RU2524687C2
RU2524687C2 RU2012147158/11A RU2012147158A RU2524687C2 RU 2524687 C2 RU2524687 C2 RU 2524687C2 RU 2012147158/11 A RU2012147158/11 A RU 2012147158/11A RU 2012147158 A RU2012147158 A RU 2012147158A RU 2524687 C2 RU2524687 C2 RU 2524687C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mass
ball
axes
emitters
photodetectors
Prior art date
Application number
RU2012147158/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012147158A (en
Inventor
Сергей Михайлович Афанасьев
Александр Владимирович Анкудинов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority to RU2012147158/11A priority Critical patent/RU2524687C2/en
Publication of RU2012147158A publication Critical patent/RU2012147158A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2524687C2 publication Critical patent/RU2524687C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: instrumentation.
SUBSTANCE: invention relates to a spacecraft (SC) instrumentation and can be used for high-accuracy determination of minor incremental velocity of the SC progressive motion. The gauge has a hollow spherical body (1) on the outer surface whereof electric magnets (2) are positioned. Position on the body (1) is a network of targeted photoreceivers with an inertial mass (5) contained inside the body. The mass electromagnetic suspension (5) is designed in the form of embedded electric magnets (6) interacting with the electric magnets (2). The mass position sensor (5) represents an optocoupler composed of three optocouples. The radiators in the optocouples are represented by LEDs inside the mass (5) with optic axes (27). Radiation along the said axes falls onto the said photoreceivers of the body. The LEDs are powered from a helium battery embedded into the mass (5). It is charged from currents in the electric magnets (6) windings. The device operation modes are set by the operator (10) via the software (9) control and administration unit (7). Power is supplied from the source (8).
EFFECT: invention technical effect consists in creation of a high precision device (error less than 6%) for measurement of incremental velocity with acceleration of non-gravitational nature in effect equal to approximately (10-6-10-10) m/s2.
2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и предназначено для измерения приращения скорости поступательного движения в условиях невесомости в бортовых системах навигации и управления движением космических аппаратов (КА).The invention relates to space technology and is intended to measure the increment of the speed of translational motion in zero gravity conditions in on-board navigation and spacecraft motion control systems.

Настоящее изобретение предназначено для достоверного и точного измерения приращения скорости КА. Измеритель приращения скорости в навигации - устройство, которое при знании времени приложения импульса можно считать акселерометром.The present invention is intended for reliable and accurate measurement of the increment of the speed of the spacecraft. A speed increment meter in navigation is a device that, given the knowledge of the application time of the pulse, can be considered an accelerometer.

Известно множество схем устройств акселерометров. В качестве основных направлений разработок, для сравнения с предлагаемым устройством, можно привести следующие:Many accelerometer device circuits are known. As the main areas of development, for comparison with the proposed device, the following can be cited:

1. Известен интегральный микромеханический автоэмиссионный акселерометр (RU 2390031 С1), содержащий подложку, четыре неподвижных электрода, жестко закрепленных относительно подложки, инерционную массу, расположенную с зазором относительно подложки, четыре подвижных электрода, жестко соединенных с инерционной массой, образующих с неподвижными электродами четыре пары туннельных контактов, используемых в качестве преобразователей перемещения, якорную область, жестко закрепленную относительно подложки, четыре вспомогательных неподвижных электрода, жестко закрепленных относительно подложки, четыре вспомогательных подвижных электрода, расположенных с зазором над вспомогательными неподвижными электродами, образуя с ними четыре плоских конденсатора, дополнительно содержащий крестообразный подвес, центральная часть которого закреплена относительно якорной области, и опорную рамку, соединенную с крестообразным подвесом и закрепленную относительно инерционной массы, при этом вспомогательные подвижные электроды закреплены по углам опорной рамки, подложка и инерционная масса выполнены из диэлектрического материала, подвижные и неподвижные электроды и вспомогательные неподвижные электроды выполнены из металла, а якорная область, крестообразный подвес, опорная рамка и вспомогательные подвижные электроды выполнены из полупроводникового материала единым элементом. При возникновении ускорения подложки в направлении одной из осей, опорная рамка вместе с инерционной массой и закрепленными на ней подвижными электродами под действием сил инерции перемещается вдоль этой оси, что приводит к деформации крестообразного подвеса. Туннельные токи, протекающие между подвижными электродами и неподвижными электродами, получают равные приращения вследствие одновременного изменения ширины всех зазоров, характеризуя величину ускорения. При работе в компенсационном режиме, сила, воздействующая на опорную рамку с закрепленной на ней инерционной массой, вызванная измеряемым ускорением, уравновешивается с помощью вспомогательных неподвижных электродов и вспомогательных подвижных электродов, что позволяет поддерживать постоянными туннельные токи, протекающие между подвижными и неподвижными электродами. Выходным сигналом при этом является величина напряжения, прикладываемого между вспомогательными электродами. В данном аналоге используют то, что «вследствие малости зазора, разделяющего области подвижных и неподвижных электродов, электроны, имеющие достаточную вероятность прохождения сквозь потенциальные барьеры, образованные зазорами, туннелируют из неподвижных электродов в соответствующие подвижные электроды и тем самым создают туннельные токи, которые являются выходными сигналами устройства».1. Known integrated micromechanical field emission accelerometer (RU 2390031 C1) containing a substrate, four stationary electrodes rigidly fixed relative to the substrate, an inertial mass located with a gap relative to the substrate, four movable electrodes rigidly connected to the inertial mass, forming four pairs with stationary electrodes tunnel contacts used as displacement transducers, an anchor region rigidly fixed relative to the substrate, four auxiliary fixed the electrode, rigidly fixed relative to the substrate, four auxiliary movable electrodes, located with a gap above the auxiliary fixed electrodes, forming four flat capacitors with them, additionally containing a cross-shaped suspension, the central part of which is fixed relative to the anchor region, and a support frame connected to the cross-shaped suspension and fixed relative to the inertial mass, while the auxiliary movable electrodes are fixed at the corners of the supporting frame, the substrate and the inertial m PAS made of a dielectric material, and movable and fixed electrodes fixed auxiliary electrodes are made of metal, and the anchor region, the cross-shaped hanger, the support frame and supporting the movable electrodes are made of a single element semiconductor material. When acceleration of the substrate in the direction of one of the axes occurs, the support frame, together with the inertial mass and the movable electrodes fixed on it, moves along this axis under the action of inertia forces, which leads to deformation of the cross suspension. The tunneling currents flowing between the movable electrodes and the stationary electrodes receive equal increments due to the simultaneous change in the width of all the gaps, characterizing the magnitude of the acceleration. When operating in the compensation mode, the force acting on the support frame with an inertial mass fixed on it, caused by measured acceleration, is balanced with the help of auxiliary stationary electrodes and auxiliary mobile electrodes, which makes it possible to maintain constant tunnel currents flowing between movable and fixed electrodes. The output signal in this case is the magnitude of the voltage applied between the auxiliary electrodes. This analogue uses the fact that “due to the smallness of the gap separating the regions of the movable and fixed electrodes, electrons that have a sufficient probability of passing through the potential barriers formed by the gaps tunnel from the stationary electrodes into the corresponding movable electrodes and thereby create tunneling currents that are output device signals. "

Недостатком данного устройства является низкая чувствительность, поднять которую в данном направлении техники достаточно трудно, поскольку теория туннельного эффекта сложна, а формулы плотности и силы тока имеют специфический для каждого вещества коэффициент и степенную форму, в степени стоят напряженность внешнего электрического поля и величина в тех же единицах, включающая в себя достаточно много нелинейной специфики, относящейся к свойствам электрона. Отсюда следует, что функция изменения силы тока (что можно интерпретировать как ускорение от внешних сил) также не линейна - одни и те же условия опыта не гарантируют качества определения ускорения.The disadvantage of this device is its low sensitivity, which is difficult to raise in this area of technology, since the theory of the tunneling effect is complicated, and the density and current formulas have a coefficient and power-specific form for each substance, the degree of the external electric field strength and the magnitude of the same units, which includes a lot of non-linear specificity related to the properties of an electron. It follows that the function of changing the current strength (which can be interpreted as acceleration from external forces) is also not linear - the same experimental conditions do not guarantee the quality of determining the acceleration.

2. Известен трехосевой акселерометр с переменной осевой чувствительностью (RU 2390030 С2), содержащий инерциальную массу и опорную систему для инерциальной массы, причем опорная система содержит основание и множество опорных элементов, проходящих между основанием и инерциальной массой для подвешивания инерциальной массы в ортогональных направлениях, обеспечивая статически неопределенную конструкцию, датчики напряжений, предназначенные для измерения обусловленного напряжением ускорения в опорных элементах посредством определения параметра ускорения массы. Вместо тензодатчиков возможно использование других датчиков, например пучковых резонаторных систем, в которых частоты колебаний изменяются при изменении нагрузки пропорционально ускорению, формируя соответствующий выходной сигнал.2. Known three-axis accelerometer with variable axial sensitivity (RU 2390030 C2), containing an inertial mass and a support system for inertial mass, and the support system contains a base and many support elements passing between the base and inertial mass to suspend the inertial mass in orthogonal directions, providing statically indefinite design, voltage sensors designed to measure the acceleration due to voltage in the supporting elements by determining pairs tra mass acceleration. Instead of strain gauges, it is possible to use other sensors, for example, beam resonator systems, in which the oscillation frequencies change when the load changes in proportion to the acceleration, forming the corresponding output signal.

В данном аналоге возможно применение широкого спектра различных чувствительных элементов, параметры которых изменяются пропорционально ускорению от нагрузки, таких как тензорезисторы, кристаллические диэлектрики, резонаторные системы. Недостатком данного устройства является то, что ни одна модификация данного технического решения не приближает точность определения ускорения к точности показаний единичного хорошего датчика, скажем, 2-3%, так как этому препятствует наличие длинной цепочки датчиковой аппаратуры, преобразовательных цепей и часов от внешнего усилия до результата.In this analogue, it is possible to use a wide range of various sensitive elements, the parameters of which vary in proportion to the acceleration from the load, such as strain gages, crystal dielectrics, resonator systems. The disadvantage of this device is that not a single modification of this technical solution brings the accuracy of determining acceleration closer to the accuracy of the readings of a single good sensor, say, 2-3%, as this is prevented by the presence of a long chain of sensor equipment, converter circuits, and clocks from external force to result.

В отношении тензодатчиков. Они работают обычно в области упругих деформаций при ε·10-3, изменяя свое сопротивление пропорционально начальному, е и коэффициенту тензочувствительности k=2-200, при этом в области малых нагрузок (k - единицы), что имеет место при включениях двигателей коррекции в космосе, собственно эффект исчезает на фоне температурного изменения сопротивления даже при изменении температуры на несколько градусов. Такую теплоизоляцию в условиях космоса обеспечить проблематично.In relation to load cells. They usually work in the field of elastic deformations at ε · 10 -3 , changing their resistance in proportion to the initial, e and the coefficient of strain sensitivity k = 2-200, while in the region of small loads (k are units), which occurs when the correction motors are switched on space, the effect itself disappears against the background of a temperature change in resistance even when the temperature changes by several degrees. Such thermal insulation in space is problematic.

В отношении пьезоэлектрических датчиков. Под действием давления возникают электрические сигналы (суммарная ЕДС пропорциональна давлению) за счет поляризации диэлектрика, пропорциональной некоторому коэффициенту (для кварца, например, 3·10-8), сильно зависящему от условий работы. В общем, эффект, с одной стороны, тонкий (небольшая величина поляризации), с другой, грубоватый - (большие внешние нагрузки). И главное, ввиду того что при относительно постоянном давлении (ускорении), что требуется в космических условиях при определении ускорения движения центра масс КА, эффект быстро исчезает, т.к. электрические заряды «стекают». Поэтому пьезодатчики в принципе не применимы.With regard to piezoelectric sensors. Under the action of pressure, electrical signals arise (the total EMF is proportional to the pressure) due to the polarization of the dielectric, which is proportional to a certain coefficient (for quartz, for example, 3 · 10 -8 ), which greatly depends on the operating conditions. In general, the effect, on the one hand, is subtle (a small amount of polarization), on the other hand, it is gross - (large external loads). And most importantly, due to the fact that at relatively constant pressure (acceleration), which is required in space conditions when determining the acceleration of the motion of the center of mass of the spacecraft, the effect quickly disappears, because electric charges "drain". Therefore, piezosensors are not applicable in principle.

В отношении применения резонаторных систем. Данное техническое решение основано на том, что элемент-камертон, подверженный колебанию от генератора частоты, под действием растяжения-сжатия от воздействия инерционной массы изменяет частоту своих колебаний пропорционально ускорению. Пропорциональность возможна еще при колебательном движении инерционной массы и маловероятна при поступательном движении. В любом случае точность определения изменения результирующего колебания резонатора весьма низкая либо технически сложная задача.Regarding the use of resonator systems. This technical solution is based on the fact that the tuning fork element, subject to oscillation from the frequency generator, under the influence of tension-compression from the action of inertial mass changes the frequency of its oscillations in proportion to acceleration. Proportionality is possible even with the oscillatory motion of the inertial mass and is unlikely with translational motion. In any case, the accuracy of determining the change in the resulting oscillation of the resonator is very low or technically difficult.

3. Наиболее близким из известных технических решений является угловой акселерометр (RU 2399915 С1), содержащий инерционную массу на упругих подвесах, датчик положения, основание и крышку, два постоянных магнита, компаратор, ключ и источник постоянного тока, инерционная масса выполнена из монокристаллического кремния в виде диска с оптическими щелями и размещена в зазоре между постоянными магнитами с возможностью углового перемещения, магниты закреплены на основании и крышке, датчик положения выполнен из двух излучателей и двух фотоприемников, оптические оси которых проходят через оптические щели и закреплены в отверстиях на основании и крышке, на поверхности инерционной массы радиально напылены токопроводящие дорожки, начала и концы которых соединены между собой напыленными токопроводящими кольцами, и каждое из колец токопроводами через упругие подвесы соединено с выходами ключа, к первому входу которого подключен источник постоянного тока, а ко второму входу подключен выход компаратора, к входу которого подключены выходы фотоприемников, а излучатели подключены к источнику постоянного тока. Данное техническое решение взято за прототип.3. The closest known technical solutions is an angular accelerometer (RU 2399915 C1) containing an inertial mass on elastic suspensions, a position sensor, a base and a cover, two permanent magnets, a comparator, a key and a direct current source, the inertial mass is made of monocrystalline silicon in in the form of a disk with optical slots and placed in the gap between the permanent magnets with the possibility of angular movement, the magnets are fixed on the base and the cover, the position sensor is made of two emitters and two photodetectors the optical axes of which pass through the optical slots and are fixed in the holes on the base and the cover, conductive tracks are radially sprayed on the surface of the inertial mass, the beginnings and ends of which are interconnected by sprayed conductive rings, and each of the rings is connected through the elastic suspensions to the outputs of the key, to the first input of which a DC source is connected, and the output of a comparator is connected to the second input, the outputs of photodetectors are connected to its input, and the emitters are connected to the source Iku of a direct current. This technical solution is taken as a prototype.

Опускаем рассмотрение чисто механических всякого рода пружинных систем со стрелками - они явно непригодны для такого деликатного дела, как определение ускорения от слабых возмущающих движение центра масс КА факторов.We omit the consideration of purely mechanical all kinds of spring systems with arrows - they are obviously unsuitable for such a delicate matter as determining acceleration from weak factors perturbing the motion of the center of mass of the spacecraft.

Прототип, в принципе, дает хорошие результаты и обладает приемлемыми массогабаритными характеристиками, однако устройство предназначено строго для определения угловых ускорений от внешних сил и должно находиться в центре инерции, отступление от которого вносит значительные погрешности определения углового ускорения. Это большой недостаток данного решения. И данное техническое решение по своей функциональности непригодно для вышеуказанной задачи определения поступательного ускорения.The prototype, in principle, gives good results and has acceptable weight and size characteristics, however, the device is designed strictly to determine angular accelerations from external forces and should be in the center of inertia, deviation from which introduces significant errors in determining angular acceleration. This is a big disadvantage of this solution. And this technical solution in its functionality is unsuitable for the above task of determining translational acceleration.

Задачей является создание прибора, измеряющего приращение скорости либо ускорение поступательного движения, в зависимости от характера действия факторов возмущений негравитационной природы порядка 10-6-10-10 омметров в секунду за секунду [1]. Погрешность прибора (см. обоснование методической точности) должна быть заведомо меньше 6%, при любом уровне ускорения или приращения скорости. В настоящее время в РФ приборы такого класса отсутствуют, более того, отсутствует и система метрологического обеспечения измерений такой величины. Однако подход к созданию космического измерителя приращения скорости (КИПС) снимает актуальность вопроса метрологического обеспечения.The task is to create a device that measures the increment of speed or the acceleration of translational motion, depending on the nature of the action of disturbance factors of non-gravitational nature of the order of 10 -6 -10 -10 ohmmeters per second per second [1]. The error of the device (see justification of methodological accuracy) must be deliberately less than 6%, at any level of acceleration or increment of speed. At present, there are no devices of this class in the Russian Federation; moreover, there is no system for metrological support of measurements of this magnitude. However, the approach to creating a space velocity increment meter (CIPS) removes the relevance of the issue of metrological support.

Цель достигается тем, что КИПС, содержащий инерционную массу (ИМ), датчик положения, имеет корпус в виде полого шара, на внутренней поверхности корпуса закреплена сеть фотоприемников, замкнутая на цифровую аппаратуру вне шара, на корпусе расположены равномерным разнесением в пространстве четыре одинаковых внешних электромагнита (ВЭМ), при этом оси ВЭМ пересекаются в центре сферы и строго «привязаны» к спутниковой орбитальной системе координат (ОСК), внутри корпуса находится ИМ - полый шарик не ферромагнетик с тремя отверстиями, оборудованными линзами, главные оптические оси которых являются основными осями подвижной системы координат (ИСК) с началом в центре масс шарика, внутри шарика: четыре одинаковых электромагнита (ЭМ), равномерно разнесенные в пространстве так, что оси ЭМ пересекаются в центре масс шарика; три излучателя (светодиоды) по числу основных осей подвижной системы координат, установленные в главных фокусах линз; источник питания; блок коммутации (БК); цепь индуктивной подзарядки источника питания (ИП) от ВЭМ; датчик заряда ИП; массовый баланс;The goal is achieved in that the CIPS, which contains an inertial mass (MI), a position sensor, has a body in the form of a hollow ball, a network of photodetectors fixed to digital equipment outside the ball is fixed on the inner surface of the body, four identical external electromagnets are uniformly spaced in space (VEM), while the VEM axes intersect in the center of the sphere and are strictly “attached” to the satellite orbital coordinate system (OSK), inside the case there is an IM - a hollow ball is not a ferromagnet with three holes, it is equipped lenses whose main optical axes are the main axes of the moving coordinate system (ICS) with the origin in the center of mass of the ball, inside the ball: four identical electromagnets (EM) uniformly spaced in space so that the axis of the EM intersect in the center of mass of the ball; three emitters (light emitting diodes) according to the number of main axes of the moving coordinate system, installed in the main focal points of the lenses; source of power; switching unit (BC); inductive recharging circuit of a power source (IP) from a VEM; SP charge sensor; mass balance;

эпоксидный наполнитель шарика с каналами прохождения лучей от излучателей до линз, датчик положения выполнен как оптрон из трех оптопар, излучателями и приемниками излучений в которых являются соответственно светодиоды внутри ИМ и сеть адресных фотоприемников на внутренней поверхности корпуса.an epoxy filler of a ball with channels for the passage of rays from emitters to lenses, the position sensor is made as an optocoupler of three optocouplers, emitters and radiation emitters in which are respectively the LEDs inside the MI and the network of addressable photodetectors on the inner surface of the housing.

Технический результат достигается за счет того, что перед началом рабочего цикла осуществляется притягивание на старт ИМ с последующим переводом ИМ в центр КИПС и выключение всех ЭМ КИПС. Зная начальную привязку ПСК к ОСК и годограф - характер отображения движения лучей от ПСК по поверхности сферы (внутренней поверхности корпуса КИПС) посредством сети адресных фотоприемников, каждый из которых имеет свои номинальные координаты в ОСК, следовательно, зная расстояние, которое проходит инерционная масса внутри сферы, проекции этого расстояния на оси ОСК и время прохождения этих расстояний, будем иметь значение результирующего приращения скорости от слабых возмущающих факторов в проекциях на оси ОСК с относительной погрешностью менее 7%. Время прохождения расстояния инерционной массой есть:The technical result is achieved due to the fact that before the start of the work cycle, the MI is pulled to the start with the subsequent transfer of the IM to the KIPS center and the switching off of all KIPS EMs. Knowing the initial binding of the UCS to the CSC and the hodograph — the nature of the display of the movement of rays from the CSC along the surface of the sphere (the inner surface of the CIPS housing) through a network of addressable photodetectors, each of which has its own nominal coordinates in the CSC, therefore, knowing the distance that the inertial mass travels inside the sphere projection of this distance on the axis of the USC and the travel time of these distances, we will have the value of the resulting increment of velocity from weak perturbing factors in the projections on the axis of the USC with a relative error Tew less than 7%. The travel time of the inertial mass is:

Δ t = t 1 t 0 ,                                                  (1)

Figure 00000001
Δ t = t one - t 0 , (one)
Figure 00000001

где t1 - шаг рабочего цикла прибора, с;where t 1 - step of the operating cycle of the device, s;

t0 - момент отключения всех электромагнитов, с.t 0 - the moment of shutdown of all electromagnets, s.

Времена t1 и t0 считываются по бортовой шкале времени - в секундах от начала опорного года с максимально возможной точностью (0,25 с).Times t 1 and t 0 are read on the on-board time scale - in seconds from the beginning of the reference year with the highest possible accuracy (0.25 s).

При работе всех ЭМ КИПС в начале измерений проекция каждой из геометрических осей ЭМ ИМ на сферу равноудалена от ближайших к ним центров посадочных мест ВЭМ. Так взаимодействуют магнитные поля ЭМ КИПС - так достигается стабильная фиксация осей ПСК в пространстве в начале рабочего цикла.During the operation of all CIPS EMs at the beginning of measurements, the projection of each of the geometric axes of the EM MI on the sphere is equidistant from the centers of the VEM seats closest to them. This is how magnetic fields of EM KIPS interact - this is how stable fixation of PSC axes in space is achieved at the beginning of the working cycle.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 представлена электрокинематическая схема КИПС, на фиг.2 представлено устройство инерционной массы, на фиг.3 представлена принципиальная электрическая схема БК ИМ, на фиг.4, фиг.5, фиг.6 представлены принципиальные электрические схемы активной ИМ соответственно в режимах:The invention is illustrated by drawings. Figure 1 presents the electrokinematic diagram of KIPS, figure 2 shows the device of inertial mass, figure 3 shows the circuit diagram of the BC IM, figure 4, figure 5, figure 6 shows the circuit diagram of the active MI, respectively, in modes :

- измерений;- measurements;

- начальной и точной арретации (на постоянном токе);- initial and accurate arrest (direct current);

- заряда.- charge.

Описание всех режимов работы КИПС приведено ниже.A description of all CIPS operating modes is given below.

Введены следующие обозначения:The following notation is introduced:

1 - экранно-вакуумная теплоизоляция;1 - screen-vacuum thermal insulation;

2 - внешние электромагниты (ВЭМ);2 - external electromagnets (VEM);

3 - корпус КИПС;3 - KIPS case;

4 - лучи от светодиодов;4 - rays from LEDs;

5 - корпус инерционной массы;5 - body inertial mass;

6, 11 - электромагниты инерционной массы (ЭМ ИМ);6, 11 - electromagnets of inertial mass (EM IM);

7 - блок контроля и управления (БКУ);7 - control and management unit (BKU);

8 - внешний источник питания (ВИП);8 - external power source (VIP);

9 - бортовое программное обеспечение КИПС;9 - on-board software KIPS;

10 - оператор на командно-измерительном пункте;10 - operator at the command and measurement point;

12 - источник питания - аккумуляторная батарея (АБ);12 - power source - rechargeable battery (AB);

13 - блок коммутации (БК);13 - switching unit (BC);

14 - линза;14 - lens;

15 - массовый баланс;15 - mass balance;

16 - эпоксидный наполнитель;16 - epoxy filler;

17 - канал прохождения лучей от излучателей;17 - channel passage of rays from the emitters;

18 - излучатель - светодиод;18 - emitter - LED;

19-24 - входы-выходы в БК-из БК;19-24 - inputs and outputs to the BK from the BK;

25 - выпрямитель;25 - rectifier;

26 - датчик заряда АБ ИМ;26 - battery charge sensor;

27 - оси ПСК.27 - axis CPM.

Размер ячейки сети фотоприемников (0,9÷1) мм2. Сеть фотоприемников совмещают со сферической, предохраняющей от случайных механических повреждений решеткой высотой (0,1-0,3) мм над активной поверхностью фотоприемника, ячейка которой имеет тот же размер, что ячейка сети фотоприемников ((0,9÷1) мм2). Толщина стенок решетки 1 мм. Таким образом, расстояние между центрами фотоприемников на сфере будет около 2 мм в зависимости от принятой схемы регуляризации ячеек.The cell size of the network of photodetectors (0.9 ÷ 1) mm 2 . The network of photodetectors is combined with a spherical array that protects against accidental mechanical damage with a height of (0.1-0.3) mm above the active surface of the photodetector, the cell of which has the same size as the cell of the network of photodetectors ((0.9 ÷ 1) mm 2 ) . Lattice wall thickness 1 mm. Thus, the distance between the centers of the photodetectors on the sphere will be about 2 mm, depending on the adopted cell regularization scheme.

ИМ со всем ее оборудованием, за исключением малой центральной области, где расположены разъемы излучателей, заливают эпоксидным непрозрачным составом 16, который при затвердевании создает идеальные условия эксплуатации ИМ.MI with all its equipment, with the exception of the small central region where the emitter connectors are located, is filled with an epoxy opaque composition 16, which, when solidified, creates ideal operating conditions for the MI.

ВИП работает в двух режимах:VIP works in two modes:

- создает постоянный ток;- creates a direct current;

- создает переменный ток.- creates alternating current.

Фактически ВИП - набор из двух источников тока: аккумуляторной батареи КА, заряжающейся от солнечных батарей КА, и генератора переменного тока.In fact, a VIP is a set of two current sources: a spacecraft battery charging from solar panels, and an alternator.

КИПС имеет шесть режимов работы и работает следующим образом:KIPS has six operating modes and works as follows:

1. Режим начальной арретации ИМ:1. The mode of initial arrest of MI:

- включают АБ 12;- include AB 12;

- отключают от ВИП 8 все ВЭМ 2;- disconnect all VEM 2 from VIP 8;

- на один из ВЭМ 2 подают постоянный ток того же направления, что и во всех ЭМ ИМ 6;- one of the VEM 2 is supplied with direct current in the same direction as in all EM 6;

- по положению светового пятна на сетке фотоприемников фиксируют примыкание одного из ЭМ ИМ к ВЭМ. Тем самым устанавливают ИМ на старт для «выстрела» в центральную область КИПС;- the position of the light spot on the grid of photodetectors fix the adjacency of one of the EM IM to the VEM. Thus, they set the MI on the start for a “shot” in the central region of KIPS;

- меняют направление постоянного тока в ВЭМ, тем самым производя «выстрел» в центральную область КИПС;- change the direction of the direct current in the VEM, thereby making a "shot" in the central region of the KIPS;

- через расчетное (известное) время постоянный ток подают на все ВЭМ. Это время зависит от силы отталкивания между ВЭМ и ЭМ ИМ. Арретация ИМ происходит при взаимодействии магнитных полей всех ВЭМ и ЭМ ИМ в варианте взаимоотталкивания как наиболее эффективном т (см. фиг.5).- after the estimated (known) time, direct current is supplied to all VEM. This time depends on the repulsive force between the VEM and the EM. IM arrest occurs during the interaction of the magnetic fields of all VEM and EM IM in the variant of mutual repulsion as the most effective m (see Fig. 5).

2. Режим арретации ИМ:2. IM arrest mode:

- выключают АБ;- turn off the battery;

- подключают все ВЭМ к ВИП от переменного тока.- connect all VEM to VIP from alternating current.

В дальнейшем ИМ будет находиться в центре КИПС в варианте взаимопритяжения за счет явления взаимной индукции под влиянием переменных магнитных потоков ВЭМ, проходящих через ЭМ ИМ, либо будет примкнута к одному из ВЭМ.In the future, the MI will be located in the center of the KIPS in the variant of mutual attraction due to the phenomenon of mutual induction under the influence of alternating magnetic fluxes of the VEM passing through the EM of the IM, or it will be joined to one of the VEM.

3. Режим точной арретации ИМ:3. The mode of accurate arrest of MI:

- включают светодиоды 18;- turn on the LEDs 18;

- оператор 10 (или программа программного обеспечения 9) фиксирует наступление устойчивости положения световых пятен на сетке фотоприемников;- the operator 10 (or software program 9) records the onset of stability of the position of light spots on the grid of photodetectors;

- переходят к режиму измерений.- go to the measurement mode.

4. Режим измерений:4. Measurement mode:

- выключают все (восемь) ЭМ 2,6 КИПС. ИМ начинает свое движение внутри корпуса КИПС, высвечивая тот или иной пронумерованный фотоприемник-фотодиод на сферической поверхности внутренней стенки корпуса КИПС (см. фиг.4).- turn off all (eight) EM 2.6 KIPS. The MI begins its movement inside the KIPS case, highlighting one or another numbered photodetector-photodiode on the spherical surface of the internal wall of the KIPS case (see Fig. 4).

Все внешние факторы, за исключением тех, от которых и измеряют возмущения, исключены.All external factors, with the exception of those from which disturbances are measured, are excluded.

5. Режим зарядки АБ:5. AB charging mode:

- отключают светодиоды 18;- turn off the LEDs 18;

- если КИПС находился в режиме измерений, то выполняются работы по начальной арретации ИМ, затем арретации ИМ, при этом АБ остается во включенном положении. АБ получает заряд за счет явления взаимной индукции под влиянием переменных магнитных потоков ВЭМ, проходящих через ЭМ ИМ (см. фиг.6).- if the CIPS was in the measurement mode, then work is performed on the initial arrest of the MI, then the arrest of the MI, while the AB remains in the on position. AB receives a charge due to the phenomenon of mutual induction under the influence of alternating magnetic fluxes of VEM passing through EM EM (see Fig.6).

Режим зарядки применяется при разрядке АБ до нижнего уровня.Charging mode is used when discharging the battery to the lower level.

6. Режим ожидания:6. Standby time:

АБ выключена. Этот режим необходим в связи с возможными длительными перерывами работы КИПС по целевому назначению. КИПС находится в режиме арретации.AB is off. This mode is necessary due to possible long interruptions in the operation of CIPS for its intended purpose. KIPS is in the mode of arrest.

Итак, ВЭМ находятся всегда в рабочем состоянии, за исключением периодов, когда КИПС находится в режиме измерений, - через них проходит постоянный или сглаженный переменный ток. Режим точной арретации (когда используется постоянный ток) всегда предшествует режиму измерений, режим арретации (дежурный режим; когда используется переменный ток) всегда следует за режимом измерений и предшествует режиму начальной арретации, режим начальной арретации предшествует режиму точной арретации.So, VEMs are always in working condition, with the exception of periods when the CIPS is in the measurement mode — a constant or smoothed alternating current passes through them. The exact arrest mode (when direct current is used) always precedes the measurement mode, the arrest mode (standby mode; when alternating current is used) always follows the measurement mode and precedes the initial arrest mode, the initial arrest mode precedes the exact arrest mode.

БКУ 7 имеет электрическую связь с ВЭМ, радиосвязь с БК 13 ИМ и с датчиком уровня заряда-разряда АБ ИМ. БКУ связан телеметрически с оператором 10 на командно-измерительном пункте и (или) информационно - с соответствующим бортовым программным обеспечением 9 КИПС.BKU 7 has an electrical connection with the VEM, radio communication with the BK 13 IM and with the sensor of the level of charge-discharge AB IM. BKU is connected telemetrically with the operator 10 at the command and measurement point and (or) information - with the corresponding on-board software 9 KIPS.

В состав программного обеспечения КИПС входят следующие программы:KIPS software includes the following programs:

- программа расчета вектора приращения скорости;- a program for calculating the velocity increment vector;

- программа расчета пройденного ИМ расстояния по активации фотоприемников в привязке к ОСК;- a program for calculating the distance traveled by the MI for activation of photodetectors in conjunction with the USC;

- программа контроля за длительностью начальной арретации и точной арретации по состоянию активации фотоприемников;- a program for monitoring the duration of initial arrest and accurate arrest according to the state of activation of photodetectors;

- программа рекомендации плана компенсации результирующего приращения скорости КА от возмущающих факторов, меньших, чем солнечное давление и эксцентриситет орбиты КА, включением двигателей малой тяги.- a program for recommending a plan for compensating the resulting increment of the spacecraft speed from disturbing factors smaller than the solar pressure and the eccentricity of the spacecraft’s orbit by turning on small thrust engines.

Обоснование методической точности предлагаемого решенияJustification of the methodological accuracy of the proposed solution

Если фиксировать только относительное расстояние, пройденное ИМ (КА), и время, то получим величину приращения скорости - важную для оценок и навигации величину. Если будет достоверно известно, что возмущающий фактор (возмущающие факторы) имеет (имеют) перманентный характер, то получим к тому величину ускорения (результирующего ускорения).If we fix only the relative distance traveled by the MI (spacecraft) and time, then we obtain the magnitude of the increment of speed - an important value for estimates and navigation. If it is reliably known that the perturbing factor (perturbing factors) has (have) a permanent character, then we obtain the value of the acceleration (resulting acceleration).

1. Приращение скорости, ввиду ничтожно малой длительности возмущающего импульса по сравнению с рабочим циклом измерений КИПС (когда возмущения действуют постоянно, см. п.2), рассчитывают по формуле равномерного движения при отсутствии начальной скорости:1. The speed increment, due to the negligible duration of the disturbing pulse compared to the operating cycle of the CIPS measurements (when the disturbances are constant, see Section 2), is calculated by the formula for uniform motion in the absence of the initial speed:

Δ V = S Δ t ,                                                  (2)

Figure 00000002
Δ V = S Δ t , (2)
Figure 00000002

где S - пройденное расстояние, м.where S is the distance traveled, m

Пронумеруем координатные оси ПСК:We number the coordinate axes of the UCS:

i , j = ( 1,2,3 ) ( X , Y , Z )                               (3)

Figure 00000003
i , j = ( 1,2,3 ) ( X , Y , Z ) (3)
Figure 00000003

i j 12,13,23.                                              (3`)

Figure 00000004
i j 12,13,23. (3`)
Figure 00000004

Проекцию (ПSij) расстояния, пройденного центром ИМ в процессе измеренийThe projection (П Sij ) of the distance traveled by the center of the MI in the measurement process

КИПС, на выбранную координатную плоскость ПСК на начальный момент рабочего цикла измерений (НПСК), фиксированную в начале рабочего цикла, определяют по соотношению:CIPS, to the selected coordinate plane of the UCS at the initial moment of the measurement working cycle (NPSC), fixed at the beginning of the working cycle, is determined by the ratio:

П S i j = R sin ( L i R ) ,                                         (4)

Figure 00000005
P S i j = R sin ( L i R ) , (four)
Figure 00000005

где R - радиус внутренней сферы КИПС (0,075-0,125) м;where R is the radius of the inner sphere of KIPS (0,075-0,125) m;

Li - проекция на внутреннюю сферу КИПС пройденного центром ИМ пути, высвеченного лучом от i-го светодиода и зафиксированного адресными фотоприемниками, м.L i - projection onto the internal sphere of CIPS traveled by the center of the MI path, highlighted by a beam from the i-th LED and recorded by addressable photodetectors, m

Следует иметь в виду, что нумерация лучей (li) (или координатных осей ПСК) соотносится с нумерацией Пs так: (l1S23); (l2S13); (l3S12). Поскольку речьIt should be borne in mind that the numbering of the rays (l i ) (or coordinate axes of the UCS) is related to the numbering of P s as follows: (l 1 -P S23 ); (l 2 -P S13 ); (l 3 -P S12 ). Since speech

идет о параллельном переносе ПСК ИМ на текущий момент времени относительно НПСК ИМ и последняя имеет строгую привязку к ОСК через матрицу косинусов установочных углов поворота в режимах начальной и точной арретации ИМ, всегда можно иметь любой набор данных, связанных с положением ИМ в инерциальном пространстве. Адресность фотоприемников снимает все вопросы определения положения ИМ в пространстве КИПС на любой момент времени.We are talking about the parallel transfer of the IMCS IM at the current time relative to the IMCS IM and the latter has a strict reference to the USC through the matrix of cosines of the set rotation angles in the modes of initial and accurate arrest of the IM, you can always have any data set related to the position of the IM in inertial space. The targeting of the photodetectors removes all the questions of determining the position of the MI in the space of CIPS at any time.

Можно было бы обойтись и двумя излучателями, дающими излучение только вдоль двух координатных осей, поскольку на момент окончания рабочего цикла измерений всегда напрямую, через адресность фотоприемников получаем координаты конца пути ИМ. Однако избыточное независимое измерение позволяет выявлять систематические ошибки установок излучателей, т.е. систематические уклонения лучей l1, l2 и l3 от номинальных направлений. Уравнение (4) позволяет находить линейные, а через них и угловые невязки. Юстировка КИПС не входит в состав отличительных признаков изобретения - устройства, - важна лишь идея работоспособности технического решения.It would be possible to dispense with two emitters that give radiation only along two coordinate axes, because at the time the measurement cycle ends, we always obtain the coordinates of the end of the MI path through the addressing of the photodetectors. However, excessive independent measurement makes it possible to identify systematic errors in the settings of the emitters, i.e. systematic deviations of the rays l 1 , l 2 and l 3 from the nominal directions. Equation (4) allows us to find linear, and through them, angular residuals. Adjustment of KIPS is not included in the distinguishing features of the invention - the device - only the idea of the operability of a technical solution is important.

Дифференцируем (2) и переходим к уравнению независимых ошибок:We differentiate (2) and go to the equation of independent errors:

δ V = 1 Δ t δ S + S Δ t 2 δ t ,                                    (5)

Figure 00000006
δ V = one Δ t δ S + S Δ t 2 δ t , (5)
Figure 00000006

иand

δ V 1 = δ S Δ t ,                                                      (6)

Figure 00000007
δ V one = δ S Δ t , (6)
Figure 00000007

δ V 2 = δ S Δ t 2 .                                                      (7)

Figure 00000008
δ V 2 = δ S Δ t 2 . (7)
Figure 00000008

Примем, что расстояние, которое может пройти центр ИМ внутри КИПС (точнее КА, относительно неподвижной в инерциальном пространстве ИМ), составляет (0,05-0,10) м. Примем, что время прохождения этого расстояния находится в реальном диапазоне [360-36000] с, т.е. [6 мин - 10 час]. Тогда приращение скорости ΔV составит (1,4·10-4-2,8·10-6) м/с, что, при наличии постоянного ускорения, составит соответственно (3,9-10-7-7,7-10-11) м/с2.We assume that the distance that the center of the MI can travel inside the CIPS (more precisely, the spacecraft that is relatively motionless in the inertial space of the MI) is (0.05-0.10) m. Let us assume that the travel time of this distance is in the real range [360- 36000] s, i.e. [6 minutes - 10 hours]. Then the velocity increment ΔV will be (1.4 · 10 -4 -2.8 · 10 -6 ) m / s, which, in the presence of constant acceleration, will be respectively (3.9-10 -7 -7.7-10 - 11 ) m / s 2 .

Величина δV1 - составляющая погрешности приращения скорости от действующих на пройденное расстояние ИМ факторов: плотности размещения фотоприемников (δS1); работы системы ориентации и стабилизации (СОС) КА (δS2); и точности начальной арретации ИМ (δS3). Последние два фактора обуславливают точность привязки ПСК к ОСК.The value of δV 1 is the component of the error of the increment of speed from the factors acting on the distance traveled: the density of the photodetectors (δS 1 ); operation of the orientation and stabilization system (SOS) of the spacecraft (δS 2 ); and accuracy of initial MI arrest (δS 3 ). The last two factors determine the accuracy of binding UCS to USC.

Плотность сети фотоприемников с учетом предохраняющей решетки составляет 1 фотоприемник на 4 мм2 площади, или центры фотоприемников отстоят друг от друга на расстоянии 2 мм. Это составляющая δS1.The density of the photodetector network, taking into account the safety grating, is 1 photodetector per 4 mm 2 area, or the centers of the photodetectors are separated by 2 mm from each other. This is the component δS 1 .

КА в процессе эксплуатации производит эволюции вокруг центра масс согласно логике работы СОС. КИПС может быть расположен от центра масс КА на удалении, гарантированно не превышающем 1 м. Погрешность поддержания ориентации КА в пространстве не превышает 0,10. Это значит, что в предельном случае точка соприкосновения ИМ со стенкой КИПС может отстоять от точки радиального направления на расстоянии, не превышающем l=1000·sin(0,10)=1,75 мм, что, в свою очередь, означает погрешность в знании пройденного расстояния:The spacecraft during operation produces evolution around the center of mass according to the logic of the SOS. CIPS can be located from the center of mass of the spacecraft at a distance guaranteed not to exceed 1 m. The error in maintaining the orientation of the spacecraft in space does not exceed 0.1 0 . This means that in the limiting case, the point of contact of the MI with the KIPS wall can be separated from the point of radial direction at a distance not exceeding l = 1000 · sin (0.1 0 ) = 1.75 mm, which, in turn, means an error in knowledge of the distance traveled:

δ S 2 = ( R r ) [ 1 cos ( arcsin ( l R r ) ) ] ,                      (8)

Figure 00000009
δ S 2 = ( R - r ) [ one - cos ( arcsin ( l R - r ) ) ] , (8)
Figure 00000009

где r - радиус внешней поверхности ИМ, 0,025 м.where r is the radius of the outer surface of the MI, 0,025 m

Тогда δS2=(0,012-0,031)мм.Then δS 2 = (0.012-0.031) mm.

Итак, δS1,2=2,031 мм.So, δS 1.2 = 2.031 mm.

Точность арретации ИМ (δS3) как вполне эффективного действия, оценивается в 1 мм при r=25 мм.The accuracy of IM arrest (δS 3 ) as a completely effective action is estimated at 1 mm at r = 25 mm.

Итак, δS=3,031 мм. Тогда, δV1=0,003031/360=8,4·10-6 м/с при 6 мин полного рабочего цикла измерений - когда ИМ касается решетки с фотоприемниками, и 8,4·10-8 м/с - при 10 ч полного рабочего цикла.So, δS = 3.031 mm. Then, δV 1 = 0.003031 / 360 = 8.4 · 10 -6 m / s at 6 min of the full working cycle of measurements - when the MI touches the array with photodetectors, and 8.4 · 10 -8 m / s - at 10 h full duty cycle.

Рассмотрим второе слагаемое (7) в уравнении (5) - составляющую погрешности ускорения от точности привязки событий, т.е. от точности фиксации времен t1 и t0. Эта точность определяется погрешностью снятия бортового времени, которое составляет на борту КА порядка 0,25 с (δt=0,25). Тогда δV2 равно 9,6·10-8 м/с и 1,9·10-11 м/с при соответственно 6 мин и 10 ч полного рабочего цикла измерений. Значения величины δV2 на два порядка меньше значений δV1, следовательно, значениями величины δV2 всегда можно пренебрегать.Consider the second term (7) in equation (5) - the component of the acceleration error from the accuracy of event binding, i.e. on the accuracy of fixing times t 1 and t 0 . This accuracy is determined by the error of the onboard time taking, which is about 0.25 s onboard the spacecraft (δt = 0.25). Then δV 2 is equal to 9.6 · 10 -8 m / s and 1.9 · 10 -11 m / s at 6 minutes and 10 hours, respectively, of the full working cycle of the measurements. The values of δV 2 are two orders of magnitude smaller than the values of δV 1 ; therefore, the values of δV 2 can always be neglected.

Отношение δV/ΔV вне зависимости от градаций степеней приращения скорости в процентах составляет от 3% до 6%.The ratio δV / ΔV, regardless of the gradation of the degrees of speed increment in percent, is from 3% to 6%.

2. Постоянно действующее на интервале рабочего цикла измерений достоверное ускорение, интересующее чисто теоретически, определяется из уравнения равноускоренного движения при отсутствии начальной скорости движения тела:2. Reliable acceleration constantly acting on the interval of the measurement work cycle, which is of purely theoretical interest, is determined from the equation of uniformly accelerated motion in the absence of the initial body velocity:

a = 2 S Δ t 2 ,                                                  (9)

Figure 00000010
a = 2 S Δ t 2 , (9)
Figure 00000010

где S - пройденное расстояние, м;where S is the distance traveled, m;

Δt=t1-t0, с.Δt = t 1 -t 0 , s.

Дифференцируем (9) и переходим к уравнению независимых ошибок:We differentiate (9) and proceed to the equation of independent errors:

δ a = 2 Δ t 2 δ S + 4 S Δ t 3 δ t .                                   (10)

Figure 00000011
δ a = 2 Δ t 2 δ S + four S Δ t 3 δ t . (10)
Figure 00000011

Набор факторов, влияющих на точность измерений КИПС, тот же, крайние значения длительности измерений (Δt) и расстояния, которое может пройти центр ИМ внутри КИПС (R-r), те же, что и в п.1. Имеем δa=2·0,003031/(360)2=4,7·10-8 м/c2, при 6 мин полного рабочего цикла измерений, и 4,7·10-12 м/c2 - при 10 ч полного рабочего цикла. Отношение δа/а вне зависимости от градаций степеней возмущающих ускорений в процентах составляет так же от 3% до 6%.The set of factors affecting the accuracy of CIPS measurements is the same, the extreme values of the measurement duration (Δt) and the distance that the center of the MI inside CIPS (Rr) can go are the same as in item 1. We have δa = 2 · 0.003031 / (360) 2 = 4.7 · 10 -8 m / s 2 , at 6 min of the full working cycle of measurements, and 4.7 · 10 -12 m / s 2 - at 10 h full duty cycle. The ratio δа / а, regardless of the gradations of the degrees of disturbing accelerations in percent, is also from 3% to 6%.

КИПС является именно космической техникой, поскольку в условиях гравитации он работать не может, что позволяет именовать данный измеритель космическим.KIPS is precisely space technology, since it cannot work under gravity conditions, which allows us to call this meter space.

Следует отметить, что для вычленения того или иного возмущающего орбитальное движение КА фактора необходимо исключать или ответственно учитывать в прогнозе движения все другие возмущающие факторы того же порядка воздействия.It should be noted that in order to isolate a factor disturbing the orbital motion of the spacecraft, it is necessary to exclude or responsibly take into account in the motion forecast all other disturbing factors of the same order of influence.

Claims (2)

1. Космический измеритель приращения скорости, содержащий инерционную массу и датчик положения, отличающийся тем, что корпус измерителя представляет собой полый шар, на внутренней поверхности которого закреплена сеть фотоприемников, замкнутая на цифровую аппаратуру вне шара, на корпусе расположены равномерным разнесением в пространстве четыре одинаковых внешних электромагнита, при этом оси электромагнитов пересекаются в центре сферы и строго привязаны к спутниковой орбитальной системе координат, внутри корпуса находится инерционная масса - полый шарик, не являющийся ферромагнетиком, с тремя отверстиями, оборудованными линзами, главные оптические оси которых являются основными осями подвижной системы координат с началом в центре масс шарика, внутри шарика находятся: четыре одинаковых электромагнита, равномерно разнесенных в пространстве так, что их оси пересекаются в центре масс шарика, три излучателя (светодиоды) по числу основных осей подвижной системы координат, установленные в главных фокусах линз, источник питания, блок коммутации, цепь индуктивной подзарядки источника питания от внешних электромагнитов, датчик заряда источника питания, массовый баланс; эпоксидный наполнитель шарика с каналами прохождения лучей от излучателей до линз, при этом датчик положения выполнен как оптрон из трех оптопар, излучателями и приемниками излучений в которых являются соответственно светодиоды внутри инерционной массы и сеть адресных фотоприемников на внутренней поверхности корпуса.1. A space speed increment meter containing an inertial mass and a position sensor, characterized in that the meter body is a hollow ball, on the inner surface of which a network of photodetectors is fixed, closed to digital equipment outside the ball, four identical external electromagnet, while the axis of the electromagnets intersect in the center of the sphere and are strictly attached to the satellite orbital coordinate system, the inertia is inside the case mass - a hollow ball, not a ferromagnet, with three holes equipped with lenses, the main optical axes of which are the main axes of the moving coordinate system with the origin in the center of mass of the ball, inside the ball are: four identical electromagnets uniformly spaced so that their axes intersect at the center of mass of the ball, three emitters (LEDs) in the number of main axes of the moving coordinate system, installed in the main foci of the lenses, power supply, switching unit, inductive charging circuit power source from external electromagnets, power source charge sensor, mass balance; an epoxy filler of a ball with channels for transmitting rays from emitters to lenses, while the position sensor is made as an optocoupler of three optocouplers, emitters and radiation emitters in which are respectively the LEDs inside the inertial mass and the network of addressable photodetectors on the inner surface of the housing. 2. Измеритель по п.1, отличающийся тем, что функцию датчика заряда источника питания выполняет миллиамперметр во внешней цепи, по которой проходит фототок. 2. The meter according to claim 1, characterized in that the function of the charge sensor of the power source is performed by a milliammeter in the external circuit through which the photocurrent passes.
RU2012147158/11A 2012-11-06 2012-11-06 Space incremental velocity gauge RU2524687C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147158/11A RU2524687C2 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Space incremental velocity gauge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147158/11A RU2524687C2 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Space incremental velocity gauge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012147158A RU2012147158A (en) 2014-05-20
RU2524687C2 true RU2524687C2 (en) 2014-08-10

Family

ID=50695346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147158/11A RU2524687C2 (en) 2012-11-06 2012-11-06 Space incremental velocity gauge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2524687C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593935C1 (en) * 2015-04-22 2016-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Method of measuring linear accelerations, angular speeds and accelerations aboard the spacecraft in conditions close to zero gravity and device for its implementation

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU845102A1 (en) * 1979-08-03 1981-07-07 Харьковское Высшее Военное Командноеучилище Им. Маршала Советского Союзакрылова H.И. Accelerometer
US20020036251A1 (en) * 2000-06-28 2002-03-28 Ulrich Johann Inertial sensor for the mounting and checking of an inertial reference in a satellite
US20020104927A1 (en) * 2001-01-29 2002-08-08 Nelson Pedreiro Spacecraft architecture for disturbance-free payload
US6574534B2 (en) * 1999-03-30 2003-06-03 Nec Corporation 6-degree-of-freedom control apparatus for spacecraft
EP2020381A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-04 Astrium GmbH Device and method for orbit determination and prediction of satellites providing signals to users
RU2399915C1 (en) * 2009-04-28 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет Аэрокосмического приборостроения" Angular accelerometre

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU845102A1 (en) * 1979-08-03 1981-07-07 Харьковское Высшее Военное Командноеучилище Им. Маршала Советского Союзакрылова H.И. Accelerometer
US6574534B2 (en) * 1999-03-30 2003-06-03 Nec Corporation 6-degree-of-freedom control apparatus for spacecraft
US20020036251A1 (en) * 2000-06-28 2002-03-28 Ulrich Johann Inertial sensor for the mounting and checking of an inertial reference in a satellite
US20020104927A1 (en) * 2001-01-29 2002-08-08 Nelson Pedreiro Spacecraft architecture for disturbance-free payload
EP2020381A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-04 Astrium GmbH Device and method for orbit determination and prediction of satellites providing signals to users
RU2399915C1 (en) * 2009-04-28 2010-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет Аэрокосмического приборостроения" Angular accelerometre

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2593935C1 (en) * 2015-04-22 2016-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Method of measuring linear accelerations, angular speeds and accelerations aboard the spacecraft in conditions close to zero gravity and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012147158A (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4892189B2 (en) Diamagnetic levitation system
US7328616B2 (en) Digital angular velocity detection device
US9329039B2 (en) Non-magnetic azimuth sensing with MET electrochemical sensors
US10585150B2 (en) Magnetic field detector system
US2869851A (en) Apparatus adapted to measure accelerations and inclinations
US3839904A (en) Magnetic fluid level detector and vibration transducer
KR100334229B1 (en) Compensation pendulous accelerometer
GB2125163A (en) Angular rate and position transducer for borehole survey instrument
US20140157897A1 (en) Hung Mass Accelerometer With Differential Eddy Current Sensing
JP3089399B2 (en) 3-component seismometer
Picard et al. The BIPM watt balance
US4384487A (en) Dynamically restrained inertial reference instrument and reliability sensor
CN109541257A (en) A kind of pendulous accelerometer
US4372162A (en) Three-axis accelerometer having dynamic bias compensation
US20210302160A1 (en) Apparatus for measuring slope change amount of structure and method for measuring slope change amount of structure using same
Zhang et al. Cross-coupling coefficient estimation of a nano-g accelerometer by continuous rotation modulation on a tilted rate table
RU2524687C2 (en) Space incremental velocity gauge
CN110221100A (en) A kind of quiet magnetic suspension accelerometer of high-precision using multiple quadrupole coil independence rehabilitation control technology
Kurzych et al. Investigation of rotational motion in a reinforced concrete frame construction by a fiber optic gyroscope
Efimovskaya et al. Compact roll-pitch-yaw gyroscope implemented in wafer-level epitaxial silicon encapsulation process
RU2291450C1 (en) Compensation pendulum type accelerometer
US11835333B2 (en) Rotational oscillation sensor with a multiple dipole line trap system
KR100887737B1 (en) Six degree of freedom - detection sensor
Evstifeev et al. Results of MEMS gyro mechanical tests
RU2721589C1 (en) Space accelerometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191107