Способ определения нелинейности характеристики аксселерометров с обратным преобразователем

 

мат

ОПИС

ИЗОБР ЕТЕ Н.И Я

АНИЕ т,1 11 4 79 033

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 295086 (22) Заявлено 05.01.73 (21) 1877495/18-10 с присоединением заявки № ,(23) Приоритет

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 02.12.75 (51) М. Кл. С 01р 15/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.768(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Баженов и К. А. Гурович (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ НЕЛИНЕЙНОСТИ

ХАРАКТЕРИСТИКИ АКСЕЛ ЕРОМЕТРОВ С ОБРАТНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ р >+9. п 4 — 4

2 9 3

Ка ЗКа д

2 .. 2

Известен способ измерения величины нелинейности характеристики акселерометров с обратным преобразователем по авт. св.

¹ 295086, в соответствии с которым устанавливают ось чувствительности акселерометра в направлении поля земного тяготения в двух взаимно противоположных направлениях, подают в обратный преобразоватсль переменный ток и измеряют в обоих положениях гкселсрометра изменения выходных сигналов при подаче переменного тока. Изменение выходного сигнала происходит за счет детектиро вания на нелинейности переменного тока, что эквивалентно воздействию вибровозмущений.

Однако такой способ характеризуется низкой точностью о пределения коэффициента кубической нелинейности вследствие зависимости величины изменения выходного сигнала от частоты переменного тока. Кроме того, известный способ не позволяет разделить составляющие коэффициентов нелинейности, определяемые прохождением тока обратной связи по обмотке обратного преобразователя и неоднородностью магнитной индукции в его зазоре.

По предлагаемому способу измерение изменений выходного сигнала произ водят при двух различных значениях частоты переменного тока и при этом определяют фазовые сдвиги между возмущающим переменным током и токами обратного преобразования и нагрузочного резистора.

Благодаря этому повышается точность определения коэффициентов нелинейности.

При воздействии вибрационных ускорений на нелинейности характеристики следящей системы происходит детектирование переменного тока обратной связи, что приводит к из® менению постоянной составляющей и появлению погрешности. Действие вибрационных ускорений имитируется пропусканием по обмотке обратного преобразователя переменного тока. Для обеспечения равенства. реакций акселерометра на имитируемые ускорения и на реальные вибрационные ускорения необходимо выполнить равенства токов обратного преобразователя, перемещений подвижной системы и выходных токов акселерометра в этих двух режимах работы. Тогда коэффициенты Р2, Р9 квадратической и кубической нелиней ностей будут равны где g — статическое измеряемое ускорение; ау — амплитуда вибрационного ускорения;

К вЂ” коэффициент преобразования акселезо ро метра

479033

Л1 — разность между постоянными сигнала; ми акселерометра при действии ускорений (a,+a) и только а;

Лг — разность при (а — a) и — a

Поскольку величины Л,, Лг зависят от частоты, то необходимо также выполн ить условие

cos (8, + О,) ..==- -— 1, (2) где 01 — сдвиг фаз возмущающего и выходного (в нагрузочном резисторе) токов акселерометра;

02 — сдвиг фаз возмущающего тока и тока обратного преобразователя.

Условие разенства токов обратного преобразователя перемещений и выходных токов выполняется на частоте -2(1+ 400)»1 + 8-."(1+ 2Ез) ч — — 2vi + 2vi — 1 = О, (3) где — степень демпфирования. Условие (2) выполняется на частоте 2 2 0>

4 .,02

v2+ 8"v2+ 2 (8c — 1) v2 — 8iv2+ 1 = О, (4)

Измерения произ водят следующим образом.

А кселерометр устанавливают в положение, при котором его ось чувствительности совпадает с направлением поля земного тяготения, измеряют выходной сигнал (ток в нагрузочном резисторе), подают в обмотку обратного преобразователя переменный ток с частотой а и измеряют выходной сигнал, ток обратного преобразователя I, смещение $1 подвижной части акселерометра и фазовые сдвиги

)i и Ог. При этом

cos(0„+ 0„) =- g,. (5)

Затем ось чувствительности акселерометра поворачивают на 180, измеряют выходные сипналы при отсутствии и наличии переменного тока с частотой в в обмотке обратного преобразователя и находят приращения

» (g), Лв (— g) выходных сигналов акселерометра в двух противоположных статических положениях при частоте возмущения а1.

Задав частоту сог возмущающего тока, изменением его ампл итуды устанавливают прежнее значение 1,„ тока обратного преобразователя, измеряют смещение Лг подвижной части акселерометра, фазовые сдвиги О, и 02 и находят приращения»2(a), »2(— a) выходных сигналов акселерометра.

При этом

cos(д„+ 8„) =- д„ (6,a) — Из.

S0 (6,б)

S, Затем находят вспомогательные коэффициенты а — Л011 (g) — 1 С01 (g)

2

Ка-д а,— — з (g) 2 (g) Ка у (7) 2 (g) + 012 (g) а,—

Ка

Величина коэффициента квадратичной нелинейности определяется на частоте о и равна

2 р . Л"1()+ " (g) (8)

Ка

Величина коэффициента куоической нелиней ности

20 (Зд з + 2g, — 1) а1 — 2 (g1 + 1) а, Рз= (9) 2д, — (2g — 1) дз р з — аз

2S = з

2 (11,а) 35

P2r = Р, — P2s

2 рзу 3 2 (11,б) (2g1 — 1) g2 — (2g0 — 1) Рзs=р,+Pas

Предлагаемый способ позволяет, повысить точность определения коэф фициентов нели45 нейности компенсационного акселерометра и выделить их составляющие от тока обратного преобразователя и смещения подвижной части, 50 Предмет изобретения

Способ определения величины нелинейности характеристики акселерометров с обратным преобразователем по авт. св. № 295О86, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности определения коэффициентов нелиней ности, измерение изменений выходного сигнала произ водят при двух различных значениях частоты переменного тока и при этом

60 определяют фазовые сдвиги между возмущающим переменным током и токами обратного преобразователя и нагрузочного резистора, Коэффициенты квадратичной и кубической нелинейности имеют составляющие, определяемые влиянием тока в катушке обратного преобразователя и смещением подвижной части. Они могут быть представлены в виде

Р, = P2r + P2s, Р, = Pas — Par. (10)

ЗО

При необходимости эти составляющие определяют по формулам