Способ определения нулевого сигнала акселерометра

(50 б 01 Р 21 0 ИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТ НИ чМОД д в ошнико ФЕа иоМпю 46 ВИОЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1211 3388419/18-1022 21.01.82(56) 1. Патент США Р 3570315,кл,01 Р 21/00, опублик. 1971,2. Авторское свидетельство СССР9 625166, кл,01 Р 21/00, 1977,3, Авторское свидетельство СССРР 390454, кл. Ц 01 Р 15/02, 1971(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НУЛЕВОГОСИГНАЛА АКСЕЛЕРОМЕТРА, заключающий;ся в установке акселерометра. на платформе и определении его выходныхсигналов при двух взаимно противоположных направлениях оси чувствительности, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьааения точности определения за счет. исключенияпогрешности ориентации оси чувствительности относительно базовой пб- .верхности акселерометра и погрешности отклонения оси поворота платфор"мы от горизонтали, акселерометрзакрепляют на платформе, ориентируяего ось чувствительности в горизонтальной плоскости, перпендикулярнооси поворота платформы и, осуществляя поворот платформы, находятдва взаимно противоположных положения акселерометра, в которых еговыходные сигналы минимально отличаются друг от друга, затем разворачивают акселерометр на базовой поверхности на 180 относительно егооси чувствительности илн относительно оси, перпендикулярной оси чувствительности и оси поворота платформы, повторно находят два.взаимно щпротивоположных положения акселерометра, в которых его выходные сигналм минимвльно огличвюгои.,диуг ог диу- Сга, и по полученным . значениям выходных сигналов определяют нулевой сигнал аксе- . Ялерометра.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для градуировки линейныхакселерометров малых диапазонов, вчастности при определении нулевогосигнала в лабораторных условиях. 5Для определения нулевого сигналаакселерометра выходного сигнала,соответствующего нулевому ускорению)в лабораторных условиях наибольшийинтерес представляют методы градуировки, при которых гравитационноеполе компенсируют в локалиэированной области пространСтва.Известны флотационный метод 1и метод свободного падения акселерометра в вакууме 2 .Однако реализация. этих способовсущественно затруднена иэ-за сложности градуировочной аппаратуры.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ определения нулевого сигнала акселерометров в гравитационном полеЗемли путем измерения выходныхсигналов нескольких акселерометров, осичувствительности которых параллельныдруг другу, при котором поочередновычитают иэ сигнала каждого акселерометра с направлением оси чувствительности, совпадающим с ним, и пооочередно складывают с сигналом каждого иэ акселерометров с противоположным направлением оси чувствительностис последующим вычислением искомогопараметра 3,Недостатками известного способа, 35являются необходимость использованиянескольких акселерометров, от числакоторых зависит точность, а такжепринципиальная невозможность определения нулевого сигнала акселерометров 40с диапазоном измерения меньше 1.Цель изобретения - повьваение точ)ности определения нулевого сигналаза счет исключения погрешности ориентации оси чувствительности относительно базовой поверхности акселерометраи погрешности отклонения оси поворотаплатформы от горизонталй.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определениянулевого сигнала, заключающемусяв установке акселерометра на платформе и определении его выходных сигналов при двух взаимно противоположныхнаправлениях оси чувствительности,акселерометр закрепляют на платформе, ориентируя его ось чувствительности в горизонтальной. плоскости,перпендикулярно оси поворота платфорьщ и, осуществляя поворот платформы, находят два взаимно противоположных положения акселерометра,в которых его выходные сигналы минимально отличаются друг от друга,затем разворачивают акселерометрна базовой поверхности на 180 отно 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 Х, из которых Х - ось чувствительности, представлено на фиг.1.Оси Х, У, 3 - система координат, связанная с базовой поверхностью акселерометра.- угол Ьтклонения оси поворота ОДГ от горизонта. Рассмотрим исходное положение акселерометра по стрелке А (фиг,1) представленное на Фиг.2, где- направление силы тяжести.В исходном положении ось чувстви- тельности Х акселерометра не горизонтальна и выходной сигнал акселерометра меньше нуля на величину погрешности Ь М , пропорциональной Ып у . После поворота акселерометра на 180 осью чувствительности в вертикальной плоскостифиг. 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(1 относительно базовой поверхности акселерометра (фиг.4) . Но действительная ось чувствительности Хне расположена строго под прямым углом к оси поворота градуировочного средства (фиг.5,вид по стрелке Б на фиг,1),ОПри повороте акселерометра на Зб 0 относительно оси чувствительности Х действительная ось чувствительности Х 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 1 постоянный, то повернув акселерометр на базовой1049814 Уст Ьеон поверхность ЩГ 1 ЮСРФЩЮ охаю поЬрхнюпь ОК 50305 ай псерхнссщ акеелерометррг.5 Ось лодорота г.7 Составитель И. ПолунинаРедактор Н. Бобкова ТехредМ.Гергель Корректор О.ТигоФ Заказ 8407/41 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушПодписноеСССРйб д, 4/5 ите ткр кая Филиал ППП "Патентф, г.Ужгород, ул. Проект поверхности на 180 относительно оси чувствительностиХ 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 средства (фиг,71. На практике реализуется тот или иной поворот на 180 ф в зависимости от ориентации базовой поверхности по отношению к оси чувствительности. После усреднения полученных четы-рех значений выходных напряжений получают искомый нулевой сигнал акселерометра, при определении которого исключена не только-погрешность иэго товления акселерометра и крепежногоприспособления, но и погрешностьнеточной выставки горизонтальной осиповорота градуировочного средства.Кроме того, предлагаемый способ 10 позволяет определять нулевой сигналлинейных акселерометров практическилюбых диапазонов и не требует дополнительных затрат на реализацию, таккак основан на использовании стандартных измерительных средств.