Устройство для тарировки измерителей угловой скорости и ускорения
Патент 694817
Авторы
Классы МПК
Устройство для тарировки измерителей угловой скорости и ускорения
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1i Ц 694817
Союз Советских
Социалистических
Республик рПТБ я $8. ойдо® (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.78 (21) 2612607/18-10 с присоединением заявки № (51) М. Кл. б 01Р 21/00 (43) Опубликовано 30.10.79. Бюллетень № 40 (53) УДК 531.768 (088.8) по делам изобретении и открытий (45) Дата опубликования описания 30.10.79 (72) Авторы изобретения
Г. И. Авруцкий, В. К. Гросс и М. Д. Замятин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТАРИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ
УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ
Уду: Кду. (Р ° $1п cot
ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет
Изобретение относится к области контроля точных гироскопических приборов, применяемых в авиационном приборостроении, в частности, предназначено для контроля и регулировки угловой скорости и ускорения.
Известны устройства для регулировки и контроля крутизны характеристик датчиков угловой скорости и углового ускорения с использованием стенда гармонических колебаний (1).
l0
Наиболее близкое к изобретению техническое решение — устройство, содержащее стенд гармонических колебаний с установленным на нем измерителем и измерительный прибор (осциллограф) i(2).
Такие устройства имеют невысокую точность измерения характеристики измерителя, так как используется принцип непосредственного (прямого) измерения сигнала, при котором на результаты измерений влияют изменения амплитуды и искажения формы кривой колебаний стенда, а также точность измерительного прибора, особенно при малой крутизне характеристики датчика.
Цель изобретения — повысить точность тарировки.
Эта цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком угла, установленным на стенде гармонических колебаний, переменным резистором, операционным усилителем и фазосдвигающей цепочкой, при этов вход операционного усилителя через па. раллельно соединенные переменный резистор и фазосдвигающую цепочку соединен с датчиком угла и испытуемым измерителем а выход — с регистрирующим прибором.
На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит стенд 1 гармонических колебаний, на столе которого устанавливается испытуемый датчик 2, датчик
3 угла колебаний стенда, операцпонный усилитель 4 постоянного тока с отрицательной обратной связью, измерительный прибор (нуль-индикатор) 5, фазосдвпгающую цепочку 6 и переменный резистор 7.
Устройство для регулировки и контроля датчиков угловой скорости и ускорения работает следующим образом.
При измерении, например, крутизны характеристик датчика угловой скорости испытуемый датчик 2 устанавливается на столе стенда 1. Стенду задают сннусоидальные колебания, воспринимаемые датчиком угловой скорости и датчиком угла. При этом выходной сигнал датчика угла (ДУ):
694817 а выходной сигнал датчика угловой ш<орости (ДУС)
Удус = Кд с .q. cos Ot, (2) где Кд — крутизна характеристик
ДУ, В/град; крутизна характеристики
ДУС, В/с; круговая частота колебаний, 1/с; частота колсбашш стенда, Гц; амплитуда стенда, град. /„с—
<о=2л/—
Выходные сигналы ДУС и ДУ через соответствующие входные сопротивления 6 и
7 подключаются к общему суммирующему входу операционного усилителя 4 постоянного тока, охваченного отрицательной обратной связью. Для организации принципа компенсапионного измерения необходимо, чтобы фазы ДУС 2 и ДУ 3 совпадали. С этой целью входное сопротивление 6 усилителя 4 и в цепи сигнала ДУС представляет собой фазосдвпгающую (например, интегрирующую) цепочку с полным (комплексным) сопротивлением Z. При этом выходной сигнал усилителя ду + " 7д с
R Z (3) Z=2R@ 1+ j— лф С, ыф 2 где — постоянная времени фильтра, с;
R,ð — сопротивление резистора одного плеча фильтра, МОм;
C4, — емкость конденсатора фильтра, мФ.
При условии оф<«о данный фильтр на частоте колебаний стенда работает как идеальный интегратор, т. е.
Z= Яф С4, о>. (4)
Подставляя в формулу (3) выра:кения (1), (2) и (4), получаем 7оых: Кду 9 s>n«+ X
Я
Рф Сфи
Q Кдус y cos«.
Домножив числитель и знаменатель второго слагаемого на (— t) и учтя, что
/ cos « = sin «; а (— j) = 1, На практике операцию интегрирования на входе операционного усилителя выполняют с помощью Т-образного фильтра, при этом получаем
U,„, Кду csin i —— < ос,, ос
Л С4
Х Кдь:с Фз1п«, (о) откуда следует, что подбором коэффициентов усилителя 4 по сигналам ДУС и ДУ выходной сигнал усилителя можно свести к нулю, прп этом крутизна характеристш<и
ДУС определяется следующим образом:
АФСФ
Кдус = Кдь"
Я (6)
15 При выбранных значениях Яф, Сф и Кду измерение крутизны характеристики ДУС производят в процессе колебаний стенда при скомпснспрованном выходном сигнале
ДУС на выходе усилителя. Компенсацию
20 осуществляют изменением коэффициента усиления в цепи датчика угла с помощью псрсменного входного резистора 7. Изменение выходного сигнала усилителя до нуля (или допустимого минимума) фиксируют с помощью измерительного прибора 5. 5Келаемая точность компенсации может быть достигнута повышением общего коэффициента усиления суммы сигналов ДУС и ДУ за счет увеличения сопротивления обратной связи усилителя.
Проградуировав положение движка переменного резистора 7 в процентах изменения крутизны датчика относительно его номинального значения по окончании процесса компенсации получают действительное значение крутизны характерпстпки испытуемого датчика.
Формула изобретения
Устройство для тарировки измерителей угловой скорости и ускорения, содержащее стенд гармонических колебаний с испытуемым измерителем п регистрирующий прил бор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности тарцровки, оно снабжено датчиком угла, установленным на стенде, переменным резистором, операционным усилителем и фазосдвигающей цспочвр кой, при этом вход операционного усилителя через параллельно сосдпненные переменный резистор и фазосдвигающую цепь соединен с датчиком угла и тарируемым измерителем, а выход — с регистрируюшпм прибором.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 426159, кл. G 01Р 21/00, 1973.
2. Патент Великобритании № 1112241, кл. G 1К, опублик. 1970 (прототип).
694817! г
Составитель В. Ковнисаренко
Техред А. Камышникова
Корректор 3. Тарасова
Редактор Т. Рыбалова
Заказ 2652/6 Изд. № 659 Тираж 1074
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное и открытий
Типография, пр. Сапунова, 2
Г
Фггчт гг
1