Устройство для измерения угловой скорости

(46) 72) (56) В 8 (54) ЛО СТРОЙСТВООЙ СКОРОСТИ спользование СТИ С ПОМОЩЬ в бесплатфоационных сис Я ИЗМЕРЕНИ стеи, 1 и нав ия вы- ннОГО МНОГОДИдрменных тем, име- арактериическим импульсния углоД, НОЕ ПАТЕНТНОЕ ОМСТВО СССР1 АТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗО 4948367/10 24.06.91 07.02.93. Бюл, М 5 Б.И. Назаров и Л,А, Вертяноввторское свидетельство ССС8584, кл. О 01 Р 9/02, 1979. для измерения угловой о гироскопических устменных инерциальных ем. Сущность иэобретеэобретение относится к гироскопически устройствам бесплатформенных инерьных навигационных систем иназначено для измерения угловой скорос и обьекта.зоестно устройство для измерения углов й скорости обьекта, построенное на основ, двух гирокамер с гиромоторами, пог уженными в вязкую жидкость, датчиков углов, датчиков моментов, цепи обратной связи типа "электрическая пружина", цепи электрического спаривания, которая ликоидир)ет методические погрешности, вызванные влиянием "боковой" составляющей а 1 неравномерным воащением основания с угловой скоростью вя. Однако данное устр йстоо имеет один диапазон измерений, большие габаритно-массовые характеристики и малую стойкость к механическим ооз ущениям в полете,наиболее близким по технической сущнос и и достигаемому эффекту к изобретенио является устройство для измерения угловой скорости обьекта, состоящие из корпуса со слабовязкой жидкостью, в которую погружен гироуэел с гиромотором, дат"-ч Р, у ния: сигналы с первого и второго датчиков угла суммируются. Разность сигналов Л/3 через усилитель цепи подается на второй, третий сумматоры и добавки Кс ЛР разных знаков подаются на первый и второй датчики момента, которые производят выравнивание движения первого и второго гиромоторов, тем самым компенсируя неидентич ность параметров гиромоторов, что обеспечивает повышение точности измерения за счет уменьшения методических погрешно л,чика угла, датчика момента, генератора тактовых импульсов, блока формирован ходного сигнала, блока задания време интервала, блока управления,Данное устройство являетсяпазонным прибором бесплатфоинерциальных навигационных сисющим малые габаритно-весовые хстики и устойчивым к механвозмущениям в полете благодаряно-инерциальному способу измеревОЙ скорости.Однако данное устройство при применении в составе навигационной системы имеет методические погрешности из-за влияния "боковой" составляющей угловой скорости а и вращения основания вокруг оси подвеса гиромотора ОХ, которая проявляется в данном устройстве даже при равномерном вращении основания и увеличивается со временем.Целью изобретения является повышение точности устройства путем ликвидации его методических погрешностей, обуслов-ленных вращением основания с угловой ;.скоростьюаяи влиянием в.Цель достигается тем, что устройство для измерения угловой скорости, содержащее корпус, заполненный слабовяэкой жидкостью, в которой размещен гироуэел, датчик угла, датчик момента, генератор тактовых импульсов, а также последовательно соединенные блок формирования выходного сигнала, блок задания временного интервала, блок управления, отличается тем, что с целью повышения точности измерений путем уменьшения методических погрешностей в него введены второй гироузел с противоположно направленным вектором кинетического момента, второй датчик угла, второй датчик момента, первый, второй, третий и четвертый сумматоры и усилитель, при этом первый и второй датчики угла соединены соответственно с первым и вторым входами первого и четвертого сумматоров, выход первого сумматора соединен через усилитель с первыми входами второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом блока управления, выход второго сумматора соединен с первым датчиком момента, выход третьего сумматора - с вторым датчиком момента, а выход четвертого сумматора соединен с входом блока формирования выходного сигнала;Заявляемое устройство отличается от прототипа наличием новых элементов: второго гироузла с гиромотором, датчика угла, датчика моментов, цепи электрического спаривания. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".В научно-технической литературе не обнаружено технических решений с указанной совокупностью признаков. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия",На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения угловой скорости.Устройство имеет корпус со слабовязкой жидкостью, в которую погружены гироузлы с первым 4 и вторым 6 гиромоторами. Информация о положении гиромоторов снимается с первого 1 и второго 3 датчиков углов, Цепь обратной связи предназначена для приведения гиромоторов в исходное состояние и выбора диапазона измерений. Цепь состоит из первого 1, второго 3 датчиков углов, первго 7, второго 10 датчиков моментов, блока 11 управления, блока 12 задания временного интервала,. блока 13 формирования выходного сигнала, четвертого 14 сумматора. Первый 7 и второй 10 датчики моментов предназначены для приведения в исходное состояние первого 4, 510 второго 6 гиромоторов и удержания их в этом положении до начала следующего измерительного цикла. Блок 13 формирования выходного сигнала преобразует углы отклонения первого 4 и второго 6 гиромоторов в величину угловой скорости по заданному алгоритму, задает необходимый диапазон работы устройства. Блок 12 задания временного интервала настраивается на заданный диапазон измерения и выдает время измерения т. Блок 11 управления отключает обратную связь на время измерения и выдает команду на приведение в исходное состояние гиромоторов и удержание 1 гих в нем до начала следующего этапа измерений,Схема электрического спаривания первого 4 и второго 6 гиромоторов предназначена для выравнивания неидентичности 20 параметров гиромоторов, первого 1 и второго 3 датчиков углов, первого 7 и второго 10 датчиков моментов и ликвидации методических погрешностей, образующихся из-за влияния в и й) . Схема состоит из первого 2 сумматора, первый вход которого прямой и подключен к первому выходу первого датчика 1 угла, а второй - инверсный, подключенный к первому выходу второго 3 датчика угла, усилителя 5 цепи спаривания, второго 8 сумматора, на первый инверсный вход которого подается сигнал с выхода усилителя 5, на второй прямой подключен выход блока 11 управления, а выход подключен к входу первого датчика 7 моментов, Выход усилителя 5 цепи спаривания соединен также с первым входом третьего 9 сумматора, к второму входу которого подключен выход блока 11 управления, а выход третьего 9 сумматора соединен с первым входом второго датчика 10 моментов,Устройство работает следующим образом,Блок 11 управления "разрывает" цепьобратной связи, первый 4 и второй 6 гиромоторы движутся свободно относительно корпуса устройства. Первый 1 и второй 3 датчики углов снимают значения в трех точках измерений ф 1, ф 2,/Ь), выходной сигнал через четвертый 14 сумматор подается на блок 13 формирования выходного сигнала, где обрабатывается по заданному алгоритму, аналогичному алгоритму прототипа, значение угловой скорости а, поступает в вычислительное устройство, кроме того, блок 13 выбирает необходимый диапазон измерений и выдает сигнал на блок 12 задания временного интервала. Блок 12 задает измерительный интервал Ь. Блок 11 управления по сигналу с блока 12 управляет рабо1793382 т й гиромоторов через первый 7 и второй 10 д тчика моментов, В процессе работы устр йства сигналы с первого 1 и второго 3 д тчиков углов суммируются на первом сумм торе 2. Разность сигналов Лф через уси л тель 5 цепи спаривания подается на в арой 8, третий 9 сумматоры и добавки Ксх х/3 разных знаков подаются на первый 7, второй 10 датчики моментов, которые проиводят выравнивание движения первого 4, 10 второго б гиромоторов, тем самым компенсруя неидентичность параметров гиромот ров, полученную при их изготовлении.При исследовании устройства установл но, что погрешность измерения угловой 15 с орости от вращения основания вокруг оси и двеса составитКс Ксг Н, Ло = - (1 -- )вти,Н Кс Н 2 г е Ло) р - погрешность измерения угловой с орости;Н, Нг - кинематические моменты перв го и второго гиромоторов;Кс, Ксг - коэффициенты усиления цепи с аривания "первый - второй" гиромотор и "в орой - первый";- угловая скорость вращения основ ния, на котором установлено устройство;т, - временной интервал измерений. 30 Формула изобретения Устройство для измерения угловой скордсти, содержащее корпусзаполненный слабовязкой жидкостью, в которой рэзмещ и гироузел, датчик угла, датчик момента, ге ератор тактовых импульсов, а также посл довательно соединенные блок формирования выходного сигнала, блок задания временного интервала, блок управления, ол и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьшения методических погрешностей, в него введены второй гироузел с противополо но направленным вектором кинетичеПринимая допустимый разброс параметров Ни Н 2, Кс, и Ксг не более 1%, полКсг Нучаем - = 1,Кс Нгследовательно, Ьв = О. Погрешность отвращения основания вокруг оси подвеса исчезает, Цепь спаривания в процессе измерения устраняет нейдентичнбстьпараметров гиромоторов Н и Н 2, А и А 2,Кду и Кдуг, Кдм и Кдл 2. УстановленодКдНг А2, 224 А гАКдуАН 2где Кду, Кдуг - коэффициенты датчиков углов;А, А 2 - моменты инерции роторов гиромоторов;в - составляющая угловой скоростипо оси (с);Кдм), Кдмг - коэффициенты датчиков мо-ментов.Следовательно, погрешность измере- "ний Ло = О, Методические погрешностиданных видов для устройства устраняются.точность измерения в, повышается на3% ского момента, второй датчик угла, второй датчик момента; с первого по четвертый сумматоры и усилитель, при этом первый и второй датчики угла соедйнены соответственно с первым и вторым входами первого и четвертого сумматоров. выход первого сумматора соединен через усилитель с первыми входами второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединенй с выходом блока управления, выход второго сумматора соединен с первым датчиком момента, выход третьего сумматора - с вторым датчиком момента, а выход четвертого сумматора - с входом блока формирования выходного сигнала.1793382 Составитель Л. ВертяновТехред М,Моргентал Корректор И, Мус едакт изводственно-издательский комбинат "Патент", г, У агарина, 10 Заказ 502 Тир ВНИИПИ Государственного 113035,МПодписноемитета по изобретениям и открытиям при ГКНсква, Ж, Раушская наб., 4/5