RU2526508C1 - Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors - Google Patents

Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors Download PDF

Info

Publication number
RU2526508C1
RU2526508C1 RU2013119774/28A RU2013119774A RU2526508C1 RU 2526508 C1 RU2526508 C1 RU 2526508C1 RU 2013119774/28 A RU2013119774/28 A RU 2013119774/28A RU 2013119774 A RU2013119774 A RU 2013119774A RU 2526508 C1 RU2526508 C1 RU 2526508C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
angular speed
frequency
angular velocity
rotary table
Prior art date
Application number
RU2013119774/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Геннадиевич Грязин
Анатолий Иванович Скалон
Ольга Олеговна Величко
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор"
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 "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор"
Priority to RU2013119774/28A priority Critical patent/RU2526508C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2526508C1 publication Critical patent/RU2526508C1/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: method is based on using a double centrifuge with independent drives of two platforms - a rotor and a rotary table installed on it. The investigated angular speed sensor is installed onto the rotary table so that the axis of rotation of the small table matches the axis of sensitivity of the angular speed sensor. When rotor rotation speed is set to provide for impact of static acceleration and speed of rotary table rotation, varying in accordance with the harmonic law, in the direction opposite to the direction of the centrifuge rotor, onto the investigated sensor of angular speeds a modulated signal of angular speed of the specified frequency will arrive. Determination of amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the sensor is carried out by means of serial variation of frequency of the set harmonic angular speed, and also comparison of signals at the inlet and outlet of the investigated sensor.
EFFECT: possibility to assess dynamic characteristics of angular speed sensors under impact of static acceleration at them.

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения динамических характеристик датчиков угловых скоростей в условиях воздействия на них статического ускорения путем измерения их частотных характеристик.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to determine the dynamic characteristics of angular velocity sensors under the influence of static acceleration on them by measuring their frequency characteristics.

Известен способ определения частотных характеристик акселерометров с использованием двойной центрифуги с независимыми приводами двух платформ, представляющей собой ротор с установленным на нем поворотным столом. Исследуемый датчик помещают на некотором фиксированном расстоянии r от оси вращения поворотного стола, при этом двойная центрифуга воспроизводит одновременно постоянные и гармонические линейные ускорения, пропорциональные скорости вращения центрифуги, амплитуда которых зависит от расстояния от центра вращения до первичного преобразователя датчика. Исключение погрешностей, вызванных чувствительностью некоторых типов акселерометров к угловой скорости, достигается путем задания скорости вращения поворотного стола, равной скорости вращения основной оси центрифуги в обратном направлении [Синельников А..Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Методы и средства поверки и градуировки. - М.: Изд-во стандартов, 1979, с.87-89].A known method for determining the frequency characteristics of accelerometers using a double centrifuge with independent drives of two platforms, which is a rotor with a rotary table mounted on it. The sensor under study is placed at a fixed distance r from the axis of rotation of the rotary table, while the double centrifuge reproduces simultaneously constant and harmonic linear accelerations proportional to the speed of rotation of the centrifuge, the amplitude of which depends on the distance from the center of rotation to the sensor transducer. The elimination of errors caused by the sensitivity of some types of accelerometers to angular velocity is achieved by setting the rotation speed of the turntable equal to the rotation speed of the main axis of the centrifuge in the opposite direction [Sinelnikov A..E. Low-frequency linear accelerometers. Methods and means of verification and calibration. - M .: Publishing house of standards, 1979, p.87-89].

Данный способ выбран за прототип предлагаемого изобретения.This method is selected for the prototype of the invention.

Указанный способ позволяет производить определение частотных характеристик акселерометров, однако не применим для датчиков угловой скорости, поскольку обеспечивается гармоническое изменение линейного ускорения, а не угловой скорости.The specified method allows the determination of the frequency characteristics of accelerometers, but is not applicable for angular velocity sensors, since a harmonic change in linear acceleration, rather than angular velocity, is provided.

Задачей изобретения является совершенствование способа оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости, в частности, при воздействии на них статических ускорений более lg путем измерения их частотных характеристик (амплитудно-частотной и фазочастотной).The objective of the invention is to improve the method for assessing the dynamic characteristics of angular velocity sensors, in particular, when exposed to static accelerations of more than lg by measuring their frequency characteristics (amplitude-frequency and phase-frequency).

Поставленная задача решается тем, что датчик угловой скорости устанавливают на поворотный стол двойной центрифуги таким образом, что ось вращения малого стола совпадает с осью чувствительности исследуемого датчика Статическое ускорение, воздействующее на исследуемый прибор, при этом будет составлятьThe problem is solved in that the angular velocity sensor is installed on the rotary table of a double centrifuge in such a way that the axis of rotation of the small table coincides with the sensitivity axis of the sensor under study. The static acceleration acting on the device under study will be

Figure 00000001
, где Ωротора - угловая скорость вращения ротора центрифуги, R - расстояние между осями вращения ротора и поворотного стола. Погрешности воспроизведения ускорения, вызванные неточностью установки датчика на оси стола, можно считать несущественными. При этом скорость вращения поворотного стола задается равной скорости вращения основной оси центрифуги в обратном направлении.
Figure 00000001
where Ω of the rotor is the angular velocity of the rotor of the centrifuge, R is the distance between the axes of rotation of the rotor and the turntable. Acceleration reproduction errors caused by inaccurate sensor installation on the table axis can be considered insignificant. The rotational speed of the turntable is set equal to the speed of rotation of the main axis of the centrifuge in the opposite direction.

Для обеспечения возможности определения частотных характеристик датчиков угловой скорости поворотный стол кроме постоянного вращения реализует гармонические колебания угловой скорости. В результате скорость вращения поворотного стола изменяется по гармоническому закону Ωстола=sin(ωt)-Ωротора. При этом на вход исследуемого датчика будет поступать модулированный сигнал угловой скорости заданной частоты Ω=sin(ωt), где ω - частота гармонических колебаний угловой скоростиTo ensure the possibility of determining the frequency characteristics of the angular velocity sensors, the rotary table, in addition to constant rotation, implements harmonic oscillations of the angular velocity. As a result, the rotational speed of the rotary table changes according to the harmonic law Ω of the table = sin (ωt) -Ω of the rotor . In this case, the modulated signal of the angular velocity of a given frequency Ω = sin (ωt), where ω is the frequency of harmonic oscillations of the angular velocity, will be input to the sensor under study

Определение частотных характеристик исследуемого датчика производится путем последовательного изменения частоты ω задаваемых гармонических колебаний угловой скорости поворотного стола. Получение амплитудно-частотной характеристики производится путем сравнения амплитуд сигнала на входе и на выходе датчика угловой скорости на различных частотах задаваемых гармонических колебаний: A ( ω ) = A в ы х ( ω ) A в х ( ω )

Figure 00000002
, где Aвых(ω) - амплитуда сигнала на выходе датчика, Aвх(ω) - амплитуда сигнала на входе датчика. Получение фазочастотной характеристики производится путем сравнения фазы сигнала на входе и на выходе датчика угловой скорости на различных частотах задаваемых гармонических колебаний: ψ ( ω ) = ψ в ы х ( ω ) ψ в х ( ω )
Figure 00000003
, где Ψвых(ω) - фаза сигнала на выходе датчика, Ψвх(ω) - фаза сигнала на входе датчика.The frequency characteristics of the studied sensor are determined by successively changing the frequency ω of the given harmonic oscillations of the angular velocity of the turntable. The amplitude-frequency characteristic is obtained by comparing the amplitudes of the signal at the input and output of the angular velocity sensor at various frequencies of the given harmonic oscillations: A ( ω ) = A at s x ( ω ) A at x ( ω )
Figure 00000002
where A o (ω) is the amplitude of the signal at the output of the sensor, A in (ω) is the amplitude of the signal at the input of the sensor. Obtaining the phase-frequency characteristic is performed by comparing the phase of the signal at the input and output of the angular velocity sensor at various frequencies of the specified harmonic oscillations: ψ ( ω ) = ψ at s x ( ω ) ψ at x ( ω )
Figure 00000003
where Ψ o (ω) is the phase of the signal at the sensor output, Ψ in (ω) is the phase of the signal at the sensor input.

В результате появляется возможность производить определение динамических характеристик датчиков угловой скорости в условиях воздействия на них статических линейных ускорений более lg путем измерения их частотных характеристик.As a result, it becomes possible to determine the dynamic characteristics of the angular velocity sensors under the influence of static linear accelerations of more than lg on them by measuring their frequency characteristics.

Claims (1)

Способ оценки динамических характеристик датчиков угловой скорости при воздействии на них статических ускорений путем измерения их частотных характеристик, заключающийся в том, что исследуемый датчик угловой скорости помещают на поворотном столе двойной центрифуги, при этом угловая скорость вращения поворотного стола задается равной скорости вращения основной оси центрифуги в обратном направлении, отличающийся тем, что поворотный стол наряду с постоянным вращением реализует гармонические колебания, при этом изменяют частоту гармонических колебаний угловой скорости поворотного стола и сравнивают сигналы на входе и выходе датчика угловой скорости. A method for assessing the dynamic characteristics of angular velocity sensors when subjected to static accelerations by measuring their frequency characteristics, namely, that the angular velocity sensor under study is placed on a rotary table of a double centrifuge, while the angular velocity of the rotary table is set equal to the speed of rotation of the main axis of the centrifuge in in the opposite direction, characterized in that the rotary table along with constant rotation implements harmonic oscillations, while changing the frequency of the harmonic ble oscillation angular velocity of the turntable and comparing signals at the input and the output of the angular velocity sensor.
RU2013119774/28A 2013-04-22 2013-04-22 Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors RU2526508C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119774/28A RU2526508C1 (en) 2013-04-22 2013-04-22 Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119774/28A RU2526508C1 (en) 2013-04-22 2013-04-22 Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2526508C1 true RU2526508C1 (en) 2014-08-20

Family

ID=51384883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119774/28A RU2526508C1 (en) 2013-04-22 2013-04-22 Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2526508C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU547698A2 (en) * 1975-07-25 1977-02-25 Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Калинина М.И. Accelerometer Centrifuge
SU744332A1 (en) * 1978-03-14 1980-06-30 Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина Centrifugal apparatus
RU2302009C1 (en) * 2005-10-10 2007-06-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Arrangement for measuring of the vector of linear acceleration

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU547698A2 (en) * 1975-07-25 1977-02-25 Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Калинина М.И. Accelerometer Centrifuge
SU744332A1 (en) * 1978-03-14 1980-06-30 Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина Centrifugal apparatus
RU2302009C1 (en) * 2005-10-10 2007-06-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственный заказчик - Федеральное агентство по атомной энергии Arrangement for measuring of the vector of linear acceleration

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Синельников А.Е. Низкочастотные линейные акселерометры. Методы и средства поверки и градуировки - М.: Изд-во стандартов, 1979, с.87-89. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9453760B2 (en) Device and method for evaluation of vibrations
CN105426644B (en) Modal damping recognition methods, device and system
TWI482946B (en) Vibrationskompensation fuer drehratensensoren
JP5237042B2 (en) Vibration speed sensor calibration method and apparatus
D'Emilia et al. Calibration of tri-axial MEMS accelerometers in the low-frequency range–Part 2: Uncertainty assessment
CN104090126B (en) A kind of method of testing of accelerometer bandwidth
CN103712794B (en) Gear train assembly impact shock energy slippages rate detection system and method
RU2526508C1 (en) Method to assess dynamic characteristics of angular speed sensors
CN103913271B (en) Method for extracting dynamic unbalance signals of rotor at non-stable rotational speed
CN103823083B (en) Improve the method and system of accelerometer calibration precision
Badri et al. A method to calibrate the measured responses by MEMS accelerometers
Onuorah et al. Development of a Vibration Measurement Device based on a MEMS Accelerometer
CN203705121U (en) Integrated shafting used for wheel dynamic balancing machine
KR100203178B1 (en) Torsional vibration measuring device of crank shaft
RU2642155C1 (en) Bench for models of vibration systems of ship engine room power plants vibro-acoustic tests
SU1756826A1 (en) Method of determining dynamic characteristics of accelerometers on a double centrifuge
CN109579973A (en) A kind of vibrating speed sensors sensitivity coefficient method of calibration
JPH0477244B2 (en)
JP6406218B2 (en) Torque measuring device accuracy judgment method
US6959688B2 (en) Method for monitoring engine order forcing frequency
Tomaszewski et al. Analysis of the use of integrated IMU module for vibration measurements
RU2791836C1 (en) Device for concrete strength measurement
RU2546983C2 (en) Method for determining dynamic errors of micromechanical inertial sensors and inertial measurement modules on their basis
US20230183058A1 (en) Robust inertial sensor self-test
US20200116752A1 (en) Radio Frequency Accelerometer

Legal Events

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

Effective date: 20180423