Способ определения нулевого сигнала акселерометра

Способ определения нулевого сигнала акселерометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНШ НУЛЕВОГО СИГНАЛА АКСЕЛЕРОМЕТРА, заключающийся в установке акселерометра.на платформе и определении его выходных сигналов при двух взаимно противо положных направлениях оси чувствйтельности , отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения за счет, исклкэчения шогрешности ориентации оси чувствительности относительно базовой по-. верхности акселерометра и погрешнбс„- .-.„, п I -П:Лй,::Г. ,- .ь йЛ1г0 ;№ .д ; ти отклонения оси поворота платформы от горизонтали, акселерометр закрепляют на платформе, ориентируя его ось чувствительности в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси поворота платформы и, осуществляя поворот платформы, находят два взаимно противоположных положения акселерометра, в которых его выходные сигнёшы минимально отличаются друг от друга, затем разворачивают акселерометр на базовой поверхности на 180° относительно его оси чувствительности или относительно оси, перпендикулярной оси чувствительности и оси поворота платформы , повторно находят два.взаимно противоположных положения акселеро (Л метра, в которых его выходные сигналы минимально отличаются-друг от друга и по полученным значениям выходных сигналов определяют нулевой сигнал акселерометра .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

3(51) G 01 Р 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ 1 вииииими

ÔÉ4 юМ 46

ЯОГ6ИОЛЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 21) 3388419/18-10

22 21.01.82 (46) 23.10.83. Бюл.Ð39 (7?) Д.В. Игошин и В.A. Сошников (53) 531,768(088.8) (56) 1. Патент C(OA 9 3570315, кл. Ci 01 Р 21/00, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 625166, кл.Cj 01 P 21/00, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 390454, кл. Q 01 P 15/()2, 1971 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НУЛЕВОГО

СИГНАЛА АКСЕЛЕРОМЕТРА, заключающий; . ся в установке акселерометра. на платформе и определении его выходных сигналов при двух взаимно противоположных направлениях оси чувствительности, отличающийся тем, что, с целью повью)ения точности определения за счет. исключения погрешности ориентации оси чувствительности относительно базовой пб- . верхности акселерометра и погрешности отклонения оси поворота платфор" мы ат горизонтали, акселерометр закрепляют на платформе, ориентируя его ось чувствительности в горизонтальной плоскости, перпендикулярно оси поворота платформы и, осуществляя поворот платформы, находят два взаимно противоположных положения акселерометра, в которых его выходные сигналы минимально отличаются друг от друга, затем разворачивают акселерометр на базовой поверхности на 180 относительно его оси чувствительности илн относительно оси, перпендикулярной оси чувствительности и оси поворота платфор мы, повторно находят два,взаимно g противоположных положения акселерометра, в которых его выходные сигналм минимвльно огличвюгои,друг ог дру-и

ra, и по полученным . значениям выходных сиги алов определяют нулевой сигнал акселерометра.

1049814

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для градуировки линейных акселерометров малых диапазонов, в частности при определении нулевого сигнала в лабораторных условиях.

Для определения нулевого сигнала акселерометра (выходного сигнала, соответствующего нулевому ускорению) в лабораторных условиях наибольший интерес представляют методы градуи- 10 ровки, при которых гравитационное поле компенсируют в локалиэированной области rIpocTpaHCTBa.

Известны флотационный метод (1) и метод свободного падения акселе- 15 рометра в вакууме f2) .

Однако реализация. этих способов существенно затруднена иэ-за сложности градуировочной аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения нулевого сигнала акселерометров в гравитационном поле

Земли путем измерения выходных сигналов нескольких акселерометров, оси чувствительности которых параллельны друг другу, при котором поочередно вычитают иэ сигнала каждого акселерометра с направлением оси чувствительности, совпадающим с ним, и пооочередно складывают с сигналом каждого иэ акселерометров с противоположным направлением оси чувствительности с последующим вычислением искомого параметра (3) .

Недостатками известного способа, З5 являются необходимость использования нескольких акселерометров, от числа которых зависит точность, а также принципиальная невозможность определения нулевого сигнала акселерометров40 с диапазоном измерения меньше 1.

Цель изобретения — повьнаение точ) ности определения нулевого сигнала за счет исключения погрешности ориентации оси чувствительности относитель- 45 но базовой поверхности акселерометра и погрешности отклонения оси поворота платформы от горизонталй.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения нулевого сигнала, заключающемуся в установке акселерометра на платформе и определении его выходных сигналов при двух взаимно противоположных направлениях оси чувствительности, акселерометр закрепляют на платформе, ориентируя его ось чувствительности в горизонтальной. плоскости, перпендикулярно оси поворота платформи и, осуществляя поворот платформы, находят два взаимно противо- 60 положных положения акселерометра, в которых его выходные сигналы минимально отличаются друг от друга, затем разворачивают акселерометр на базовой поверхности на 180 отно- 65 сительно его оси чувствительности или относительно оси, перпендикулярной оси чувствительности и оси поворота платформы, повторно находят два взаимно противоположных положения акселерометра, в которых его выходные сигналы минимально отличаются друг от друга, и по полученным значениям выходных сигналов определяют нулевой сигнал акселерометра.

Реализация предлагаемого способа легко осуществима, например, с помощью оптической делительной головки (ОДГ).

На фиг. 1-7 показана последовательность операций осуществления предлагаемого способа.

Исходное положение акселерометра, имеющего три оси Х, у и К, из которых Х вЂ” ось чувствительности, представлено: на фиг.1.

Оси Х, У, Z — система координат, связанная с базовой поверхностью акселерометра. — угол Ьтклонения оси поворота ОДГ от горизонта. Рассмотрим исходное положение акселерометра по стрелке A (фиг.1)> представленное на фиг.2, где — направление силы тяжести.

В исходном положении ось чувстви- тельности Х акселерометра не горизонтальна и выходной сигнал акселероt метра меньше нуля на величину погрешности Ь Х, пропорциональной sin g .

После поворота акселерометра на 180 осью чувствительности в вертикальной плоскости (фиг. 3) погрешность изменяет знак и выходной сигнал оказывается больше нуля на величину погрешности Х.

Поиск двух взаимно противоположных положений путем поворота акселерометра осью чувствительности в вертикальной плоскости ведется до. тех пор пока выходные сигналы минимально не отличаются друг от друга. В этом слу-. чае действительная ось чувствительности оказывается в горизонтальной плоскости независимо от угла разориен; тации() ) относительно базовой поверхности акселерометра (фиг.4) . Но действительная ось чувствительности X ) не расположена строго под прямым углом к оси поворота градуировочного средства (фиг.5,вид по стрелке Б на фиг.1).

О

При повороте акселерометра на Зб0 относительно оси чувствительности Х действительная ось чувствительности

Xi описывает конус..При наличии угла (фиг.1) погрешность от разориентации оси чувствительности акселерометра и негоризонтальности оси поворота ОДГ пропорциональна произведению.

Поскольку угол отклонения оси поворота от горизонта постоянный, то повернув акселерометр на базовой

1049814

Зсп анвоочная пооерх ность ЩГ

mp оооюаю пооерхность ЩТ разооай пооерхнссав акселерометра фиг.Z чиг.5

Ось а дорота фТ

Х1 фиад

Фиг. 7

Составитель И. Полунина

Редактор H. Бобкова ТехредМ.Гергель Корректор О.Тигор

Заказ 8407/41 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ЮЮ °

Филиал ППП "Патент", r. Óæãoðîä, ул. Проектная, 4 поверхности на 180 относительно оси чувствительности

Х (фиг. б ) знак погрешности изменяется.

Такая же компенсация погрешности происходит, если осуществить разворот акселерометра на 180 относительно нормали к оси чувствительности, являющейся одновременно нормалью к оси поворота градуировочного сред-ства (фиг,7). На практике реализуется тот или иной поворот на 180 в зависимости от ориентации базовой поверхности по отношению к оси чувствительности.

После усреднения полученных четы- рех значений выходных напряжений по лучают искомый нулевой сигнал акселерометра, при определении которого исключена не только-погрешность иэго5 товления акселерометра и крепежного приспособления, но и погрешность неточной выставки горизонтальной оси поворота градуировочного средства.

Кроме того, предлагаемый способ

10 позволяет определять нулевой сигнал линейных акселерометров практически любых диапазонов и не требует дополнительных затрат на реализацию, так как основан на использовании стандартных измерительных средств.