Способ определения смещения нуля акселерометра

 

Изобретение относится к области приборостроения, производству и эксплуатации акселерометров. Способ определения смещения нуля акселерометра путем установки его в два взаимно противоположных положения в поле тяготения Земли и измерения выходных сигналов, причем перед определением смещения нуля отклоняют подвижную часть акселерометра в одно предельное положение и выдерживают ее в этом положении на время релаксации напряжений в токоподводах, а после измерения смещения нуля отклоняют подвижную часть в другое предельное положение, выдерживают ее в этом положении на время релаксации напряжения в токоподводах и вновь измеряют смещение нуля. Технический результат - определение максимальной величины смещения.

Настоящее изобретение относится к области приборостроения, а именно: производству и эксплуатации акселерометров.

Известны способы определения погрешностей акселерометров путем установки их в два взаимно противоположные положения (см. например "Инерциальные системы управления" под ред. Д.Питтмана, Воениздат, Москва, 1964, стр.104-106).

Недостатком этих способов является невозможность определения полной величины смещения нуля, т.е. возможное для данного прибора поле изменения величины смещения нуля.

Известен также способ определения смещения нуля, основанный на использовании ускорения силы тяжести Земли, путем установки акселерометра в два взаимно противоположных положения и измерении выходных сигналов (см. например а.с. №1840661 от 05.06.73 г. G01p 15/08 СССР).

Недостатком приведенного выше способа также является невозможность определения для каждого конкретного прибора в процессе эксплуатации поля изменения величины смещения нуля, т.е. известные способы определяют текущее значение величины смещения нуля, без учета возможной нестабильности.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения смещения нуля акселерометра.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что акселерометр устанавливают в гравитационном поле Земли таким образом, чтобы подвижная часть находилась на одном из упоров, выдерживают его в этом положении при воздействии факторов старения и определяют величину смещения нуля путем установки его в два взаимно противоположных положения и измерения выходных сигналов, затем устанавливают акселерометр таким образом, чтобы подвижная часть находилась на другом упоре, выдерживают его в этом положении при воздействии факторов старения, вновь определяют величину смещения нуля и по полуразности этих величин судят о нестабильности смещения нуля.

Способ содержит следующие операции:

- устанавливают акселерометр таким образом, чтобы подвижная часть опиралась на один из упоров;

- выдерживают его в этом положении при воздействии факторов старения;

- определяют величину смещения нуля путем установки акселерометра в два взаимно противоположных положения при максимальном входном сигнале и измерения выходных сигналов;

- устанавливают акселерометр таким образом, чтобы подвижная часть находилась на другом упоре;

- выдерживают его в этом положении при воздействии факторов старения;

- определяют величину смещения нуля;

- определяют величину нестабильности смещения нуля как полуразность ранее определенных величин.

Наиболее просто установку акселерометра можно осуществить при разомкнутой обратной связи, чтобы подвижная часть опиралась на один из упоров. Положение подвижной части при замкнутой обратной связи в нуле датчика перемещения отличается от положения при разомкнутой обратной связи, когда подвижная часть находится на одном из упоров.

Проверка величины смещения нуля и регулировка этого параметра производятся при замкнутой обратной связи, т.е. практически в нуле датчика угла. В то же время в космических полетах, а также при других условиях эксплуатации, прибор может длительное время быть выключенным, при этом подвижная часть находится на одном из упоров, причем не известно, на котором из двух, т.к. современные гиростабилизированные платформы, в которых используются акселерометры, не имеют арретиров.

Металлические токоподводы закреплены одним концом на корпусе, а другим на подвижной части. Перемещение подвижной части из одного положения в другое вызывает возникновение в металле токоподвода напряжений, а так как токоподвод закреплен на подвижной части, то осуществляется воздействие на подвижную часть, приводящее к смещению нуля акселерометра. Акселерометр регулируют таким образом, чтобы свести к минимуму величину смещения нуля при замкнутой обратной связи, т.е. в нуле датчика перемещения.

В космических полетах обратная связь бывает разомкнута и подвижная часть находится на упоре, возникающее вследствие изменения положения токоподвода напряжение со временем (а оно может исчисляться месяцами) уменьшается или снимается вообще, т.е. происходит релаксация. Включение акселерометра приводит к перемещению подвижной части в нулевое положение датчика перемещения и теперь уже в этом положении возникает напряжение в материале токоподвода. Токоподвод, воздействуя на подвижную часть, вызывает ее смещение, которое и проявляется как нестабильность параметра "смещение нуля".

Воздействуя на акселерометр, подвижная часть которого находится на одном из упоров, факторами старения, в течение промежутка времени, достаточного для релаксации токоподводов, определяют величину смещения нуля. Затем повторяют эти же операции после пребывания подвижной части на другом упоре. Знаки замеренных величин смещения нуля будут разными, т.к. смещение подвижной части от нулевого положения датчика перемещения происходит в разные стороны.

О нестабильности этого параметра судят по полуразности определенных величин, что позволяет исключить постоянную составляющую смещения нуля. Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить величину смещения нуля с учетом нестабильности, а также выделить эту нестабильность, что повышает точность измерения.

Формула изобретения

Способ определения смещения нуля акселерометра путем установки его в два взаимно противоположных положения в поле тяготения Земли и измерения выходных сигналов, отличающийся тем, что, с целью определения его максимальной величины, перед определением смещения нуля отклоняют подвижную часть акселерометра в одно предельное положение и выдерживают ее в этом положении на время релаксации напряжений в токоподводах, а после измерения смещения нуля отклоняют подвижную часть в другое предельное положение, выдерживают ее в этом положении на время релаксации напряжения в токоподводах и вновь измеряют смещение нуля.