Акселерометр угловой

В составе аппаратуры для экспериментального исследования динамики машин и их отдельных конструктивных элементов важное место занимают акселерометры, измеряющие линейные и угловые ускорения. Измерительные акселерометры, установленные на исследуемом объекте, обычно подвергаются комплексному воздействию ряда влияющих факторов изменяющемуся во времени полю ускорений, вибрации, температуры и др. Поэтому при изготовлении акселерометры подвергают всесторонним испытаниям. Для механических испытаний служат различные вибрационные и ударные стенды. Методика таких испытаний и оборудование для них достаточно хорошо разработаны в СССР и за рубежом [1, 21. [c.145]

Акселерометр, как и всякий измерительный прибор, необходимо подвергнуть градуировке. С целью обеспечения единства измерений градуировка и поверка акселерометров должны осуществляться в соответствии с общесоюзными поверочными схемами (ГОСТ 8.138-75, ГОСТ 8.179-76, ГОСТ 8.289-78). Воспроизведение линейных и угловых ускорений для целей градуировки и поверки измерительных акселерометров осуществляется специальными аттестованными образцовыми и рабочими средствами — центрифугами и стендами. Большой опыт в разработке и исследовании градуировочных стендов накоплен в Ленинградском политехническом институте им. М. И. Калинина. [c.145]

К чувствительным элементам подобного рода относятся подвижные системы гальвано.метров, лого.метров, акселерометров, магнитных и центробежных тахометров, гироскопических датчиков угловой скорости и др. [c.55]

Демпфирующий момент в поплавковом акселерометре создается трением поплавка о жидкость. Этот момент пропорционален угловой скорости поворота поплавка. [c.49]

Таким образом, стремление многих экспериментаторов уменьшать собственную частоту виброметра может оказаться неоправданным. По-видимому, при наличии угловых колебаний более надежно применение акселерометра, с последующим двойным электрическим интегрированием отклика. [c.155]

ТП.5 угловые акселерометры рассчитаны на измерение ускорений до [c.227]

Рис. 15. Угловой тензорезисторный акселерометр (разрез)

Рис. 10. Угловой пьезоэлектрический акселерометр

В области ускорений > 10 м/с для градуировки акселерометров применяют центрифуги. При угловой скорости ротора центрифуги ш ускорение точки, удаленной на расстояние от оси вращения, а= и направлено по радиусу. [c.305]

Последний член этого выражения может быть реализован либо с помош ью пассивных дифференцирующих контуров, устанавливаемых на выходе тахометра, либо с помощью углового акселерометра с линейной статической характеристикой. Подставив выражение (4.20) в уравнение движения (4.2), получим [c.151]

В ряде гироскопических приборов, таких, как гирополукомпасы,. указатели направления ортодромии, гиромагнитные компасы, гироскопические акселерометры-интеграторы, также находят применение одноосные гироскопические стабилизаторы для уменьшения их кинематических погрешностей принимаются специальные меры I M. гл. 8). В практических приложениях при малой амплитуде периодических угловых колебаний летательного аппарата и малых относительных углах Др поворота гироскопа можно пользоваться [c.49]

Как уже предварительно отмечалось в гл. 1, благодаря различной физической природе и различным принципам формирования навигационного алгоритмического обеспечения, спутниковые и инерциальные навигационные системы хорошо дополняют друг друга. Их совместное использование позволяет, с одной стороны, ограничить рост погрешностей ИНС и, с другой стороны, снизить шумовую составляющую ошибок СНС, повысить темп выдачи информации бортовым потребителям, существенно поднять уровень помехозащищенности. На современном этапе ядром интегрированной системы является ИНС благодаря своей автономности и возможности с высокой скоростью обновления давать потребителю как позиционную, так и угловую информацию. В составе интегрированных инерциально-спутниковых систем, как уже указывалось в гл. 1, чаще всего используются бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС). Это объясняется их повышенной надежностью, меньшим весом и габаритами, меньшим потреблением энергии. Отсутствие платформы определяет, как правило, и меньшее время выставки системы — обязательной процедуры первоначального задания (для платформенных ИНС) или определения (для БИНС) ориентации осей чувствительности акселерометров и инициализации координат и скоростей. Эта процедура предшествует переходу ИНС в рабочий режим и во многом определяет время ее готовности к работе (подробно алгоритмы выставки рассматриваются в гл. 4). Таким образом, основной задачей БИНС является обеспечение навигационными параметрами (координаты и высота ЛА, составляющие вектора скорости), а также параметрами ориентации бортовых потребителей в реальном масштабе времени в режиме коррекции от спутниковой навигационной системы. [c.27]

В обоих рассмотренных вариантах, которые можно считать типовыми, показания акселерометров предварительно приводились к осям навигационного базиса (инерциального или вращающегося). Можно предложить алгоритмы, когда ведется прямое интегрирование показаний акселерометров в связанных с ЛА осях. Однако, в этом случае, потребуется большая скорость обработки навигационных данных, поскольку угловое движение беспилотных маневренных ЛА рассматриваемых классов является достаточно динамичным и, как следствие, проекции вектора кажущегося ускорения п на связанные с ЛА оси меняются быстро (угловые скорости могут достигать 360 град/с). В приведенных выше схемах эта проблема в известной степени снимается за счет про- [c.82]

Следует, однако, заметить, что при повороте тела на ось чувствительности акселерометра проектируется только часть ускорения g. Для определения проекций этого вектора необходимо знать угловые координаты (например, углы Эйлера) аппарата. Такую информацию могут дать другие бортовые приборы —гироскопы. [c.161]

Через ах, ау обозначены показания акселерометров при горизонтальном положении платформы эти величины равны соответствующим проекциям абсолютного ускорения объекта. При соответствующем подборе коэффициентов и 2 платформа всегда следует за плоскостью горизонта и, следовательно, имеет одинаковую с ней угловую, скорость. Известно, что проекции последней на оси х я у равны [c.63]

J — ротор 2 — базовый угольник з — градуируемый линейный акселерометр 4 — шпиндельный узел 5,6 — электродвигатели с полым якорем 7 — контейнер для углового акселерометра S — муфта 9, 10 — ртутные токосъемы 11, 12 — датчики обратной связи (12 — дифференциальный датчик) 13 — подставка 14 — юстпровочное устройство СУ — системы управления роторов ИРК — пзмеритепьно-регистрирующий комплекс [c.149]

Они служат для установки градуируемых приборов. Общ ими требованиями к ним являются стабильность геометрической формы под действием весовых и инерционных нагрузок, статическая и динамическая уравновешенность, хорошие аэродинамические свойства, демпфирующая способность к вибрации, удобство установки и съема градуируемых приборов. Конструкции роторов центрифуг чрезвычайно разнообразны. Радиусы установки градуируемых приборов измёняются от десятых долей метра до нескольких метров. Однако для градуировки измерительных линейных акселерометров радиус их установки может выбираться в пределах 0,3— 0,5 м. В этом случае технологичными в изготовлении и отвечающими перечисленным выше требованиям являются роторы, выполненные в виде плоских или конических дисков. Вспомогательные платформы, столы и контейнеры, служащие для установки линейных и угловых акселерометров, обычно ил1еют небольшие габариты (0120—300 мм) и малый момент инерции относительно оси вращения. [c.151]

Рассматривается возможность применения оптико-электронных преобразователей для регистрации одного из основных динамических параметров — ускорения. Показано, что благодаря высокой чувствительности и большой жесткости оптико-электронные акселерометры пригодны для исследования механизмов линейного и углового позиционирования и механизмов фиксации. Применение таких акселерометров упрощает проведение экспериментальных исследований. Илл. 3, библ. 3 назв. [c.93]

Характерной особенностью роботов с электроприводом является наличие высокочастотной составляющей на осциллограммах ускорения, что связано с применением редукторов, поэтому при экспериментальном исследовании роботов этого типа необходимо использование акселерометров с собственной частотой не менее 250—300 Гц. Осциллограммы скорости, записанные на захвате и с тахогенератора обратной связи, несколько отличаются друг от друга, что объясняется упругими свойствами руки и наличием зазоров в элементах передачи движения. Закон движения руки у роботов с электроприводом, как правило, близок к треугольному, причем время разгона занимает большую часть цикла. Особенно это характерно для механизмов углового позиционирования. В связи с несимметричностью характеристик элементов привода наблюдается различие средних скоростей перемещения руки в зависимости от направления движения. На рис. 6.12 показаны зависимости средних скоростей поворота руки робота от угла поворота с учетом колебаний в конце хода — соср и без учета колебаний — D p . [c.97]

Измерение скоростей осуществляется следующими основными типами ИПП угловые скорости — индукционные ИПП, типа та-хогенераторов и тахометров, причем первые имеют аналоговый выходной сигнал, а вторые — импульсные линейные скорости — индукционные, непосредственно измеряющие линейную скорость, либо с промежуточным преобразованием в угловую скорость. Кроме того, для измерения скоростей могут быть использованы оптоэлектронные, радио-СВЧ и ультразвуковые измерительные приборы и системы, что, однако, значительно дороже обычных ИПП, поэтому их применение не может быть массовым. Перспективным для измерения скоростей является использование акселерометров с последующим численным интегрированием их сигналов в мини-или микро-ЭВМ, что позволяет получить высокие метрологические характеристики практически без дополнительных затрат. [c.164]

Такими примерами могут служить а) гироскоп с двумя степенями свободы без демпфера и пружины внешними силами здесь являются гироскопические силы, пропорциональные угловой скорости переносного движения гироскопа б) неуравновешенный груз акселерометра без демпфера и пружины здесь внешние силы иро-иорциональиы линейному ускорению переносного движения системы. [c.63]

Приборы для измерения перемещений, скоростей, ускорений и сил. Для непосредственных измерений применяются следующие приборы 1) одометры для измерения перемещений (путей), в том числе деформаций, длин, амплитуд 2) тахометры (велосиметры) для измерения угловых и линейных скоростей 3) акселерометры для измерения угловых и линейных ускорений 4) динамометры для измерения сил. [c.670]

Описание работы датчиков. На рис. 16 показана схема устройства, содержащего Два инерционных элемента (п = 2). В работе такого устройства используют малость относительных линейных и угловых перемещений, а устройство, как правило, работает в режиме акселерометра, когда спектр частот измеряемых сигналов лежит существенно ниже частоты первого резонанса устройства. Вынуждающими силами упругоинерционной системы устройства являются инерционные силы, пропорциональные угловому ускорению е корпуса и кажущимся ускорением (а — g) центров масс инерционных элементов [см. правые части формул (5) и (68)]. Ввиду малости относительных перемещений инерционных элементов можно рассматривать векторы относительных линейных 6 и угловых б перемещений, являющиеся линейными векторными функциями векторных аргументов ей (а — g). Если в рассматриваемом устройстве использовать й(й 1) механоэлектрических преобразователей, электрнческие сигналы которых представляют собой линейные скалярные функции векторных аргументов 6 и 9 , то для каждого нз преобразователей при /г = 2 можно записать [5, И, 12] [c.155]

Характеристики угловой вибрации часто измеряют в условиях установившегося или изменяющегося вращения с большой угловой скоростью и, следовательно, больших осестремительных ускорений. Это накладывает отпечаток на конструкцию угловых датчиков. Менее жесткие требования предъявляются к датчикам для измерения угловой вибрации невращающихся объектов — станков с мягкой виброизоляцией, автомобилей, сидений операторов и др. Большинство описываемых и изготовляемых датчиков предназначено для измерения крутильных колебаний валов и связанных с ними деталей [40]. Для измерения угловых ускорений чаще используют датчики инерционного действия (см. гл. VII). В них применяют упругий элемент, работающий на кручение, или несколько симметрично расположенных упругих элементов работающих на изгиб или растяжение-сжатие (рис. 15). В угловых акселерометрах используют как параметрические МЭП, чувствительные к де( рмации, перемещению, напряжению (тензорезистивные, индуктивные,. магнитоупругие), так и генератор- [c.226]

Гироскопические чувствительные элементы существенно ограничивают ресурс и время готовности КА. В ракетной технике исследуются вопросы, связанные с заменой гироскопов -акселерометрами (безгироскопные системы). Для КА в ряде случаев такая замена может оказаться вполне оправданной. Принцип измерения углового положения космического аппарата при помощи акселерометров-описан в работе [30]. [c.16]

В случае комплексного использования системы для ориентации и навигации для вращения платформы гиростабилизатора в соответствии с изменением направления заданной ортодромии по отношению к абсолютному пространству на моментный датчик гироскопа МДз поступает сигнал, пропорциональный U sin ф вертикальной составляющей угловой скорости суточного вращения Земли. При этом в показания акселерометров Ах и Л2, корректирующих отклонение оси Oz платформы от направления истинной вертикали, следует вводить поправку на величину VU sin ф/ё о половины отношения кориолисова ускорения к ускорению силы земного тяготения. Если платформу гиростабилизатора используют только для ориентации, то более целесообразна стабилизация платформы гиростабилизатора по азимутально-свободному гироскопу и ввод поправки на вращение Земли, например путем вращения статора сельсина Дь а не платформы с угловой скоростью U sin ф. В этом случае нет необходимости вводить поправку в показания акселерометров на величину У Уsiпф/g o половины кориолисова ускорения- [c.127]

В последнее время получают широкое развитие бескарданные или бесплатформенные системы ориентации и навигации ЛА, которые не имеют карданова подвеса и гиростабилизированной платформы. Чувствительные элементы такой системы акселерометры, гироскопические датчики угловых скоростей или одноосные гиростабилизаторы в этом случае располагают непосредственно на борту ЛА. Тогда н е представляется возможным непосредственно отсчитывать углы курса крена и тангажа. Принцип действия бескардан-ной системы ориентации и навигации заключается в том, что данные, получаемые с акселерометров и гироскопов, определяющих ускорения Wx, Wy и Wz, углы г]), 6, 7 и угловые скорости со , со и сог поворота ЛА вокруг связанных осей, поступают в вычислительное устройство, которое на основании этих данных вычисляет значения углов курса, крена и тангажа и координаты центра масс (ЦМ) ЛА относительно опорной системы координат (например, дальность полета, боковое отклонение и высоту). Бескарданные системы ориентации и навигации строят с использованием трех одноосных силовых гиростабилизаторов и трех акселерометров на базе шести акселерометров, на базе двух электростатических гироскопов, имеющих три степени свободы, и трех акселерометров, с тре- [c.127]

Если платформа гировертикали, а вместе с ней акселерометры и вектор скорости V разворачиваются в азимуте с угловой скоростью [c.159]

Функциональная схема инерциальной системы без гиростабилизированной платформы [7] приведена на рис. 25. Назначение отдельных блоков понятно из рисунка. Видно, что в системе для счисления пути используются датчики первичной информации и вычислительные устройства. Такими датчиками являются блок гироскопов, блок акселерометров (измерителей ускорений), блок оптических телескопов. Поступаю щая информация обрабатывается в вычислительном устройстве и поступает на органы летательного аппарата, управляющие и регулирующие его движение (рулевые органы, двигательную установку). Все вычисления при работе БИС разбивают на две группы вычисление ориентации объекта и навигационные вычисления. Для коррекции БИС используются оптические телескопические системы типа солнечных или звездных ориентаторов. БИС наиболее чувствительна к ошибкам группы приборов, выдающей информацию об угловом движении объекта. Поэтому использование лазерных датчиков угловой скорости вращения дает существенные преимущества. Ожидается, что с их применением можно построить высокоточную, простую, малогабаритную БИС, пригодную к использованию в быстром а не врирующих объектах. В иностранной печати сообщалось, что если БИС, построенная на роторных гироскопах, стоит 90 000 дол., то использование Лазерных датчиков при сохранении той же точности по- [c.63]

Немецкий изобретатель И. Бойков с 1928 по 1933 г. также вел разработку инерциальной системы навигации для кораблей и самолетов. Примечательно, что она закончилась обширным патентом Измерителя пути , в котором описывалась система, в основных своих чертах совпадавшая с предложением Коф-мана и Левенталя. Отличия состояли в том, что для стабилизации площадки с акселерометрами предлагались двухстепенные гироскопы с поплавковым подвесом, а для измерения и интегрирования горизонтальных ускорений объекта — двойной роторный акселерометр. В последнем момент сил относительно оси маятника, обусловленных измеряемым ускорением, автоматически, с помощью асинхронного электродвигателя, уравновешивался моментом сил, приводивших в движение маховик. Благодаря этому угловое ускорение маховика оказывалось пропорциональным измеренному линейному ускорению объекта, и прибор позволял дважды йнтегрировать по времени ускорение объекта, выдавая показания, пропорциональные пути последнего в виде угла поворота маховика. Азимутальный гироскоп йвтор предполагал периодически корректировать от гирокомпаса. [c.182]

Анализ систем с горизонтируемой платформой связан с выбором ее ориентации в азимуте. Если оси чувствительности акселерометров направлены по касательной к меридиану и параллели, упрощается вычисление скоростей изменения географических координат по показаниям акселерометров. Однако возникают и осложнения. Гироскопу, стабилизирующему платформу в азимуте, необходимо сообщать управляемое прецессионное движение, что, естественно, связано с соответствующими погрешностями. При плавании в 187 высоких широтах это прецессионное движение азимутального гироскопа может быть быстрым и с приближением объекта к полюсу требуемая угловая скорость прецессии устремляется в бесконечность. Ввиду этого системы с географическим направлением осей ньютонометров требуют их переориентации при навигации в высоких широтах. По указанным соображениямвыгодно оставлять платформу свободной в азимуте , т. е. стабилизировать ее таким образом, чтобы проекция ее абсолютной угловой скорости на вертикальную ось оставалась равной нулю. В 50-х годах А. Ю. Ишлинским впервые был построен алгоритм идеальной работы такой системы . [c.187]

Здесь вычисляются начальные значения элементов матрицы направляющих косинусов, определяющей взаимное положение связанной с ЛА и географической систем координат. Алгоритм используется при начальной выставке БИНС на Земле. Выставка осуществляется методом векторного согласования по измерениям двух неколлинеар-ных векторов измерительными элементами БИНС (акселерометрами, гироскопами) — вектора абсолютной угловой скорости вращения ВС, равного угловой скорости вращения Земли и, и вектора ускорения свободного падения g. Более подробно алгоритм выставки БИНС рассмотрен в гл. 4, посвященной вопросам реализации интегрированных навигационных систем. [c.88]

Моделирование бортового измерительного комплекса. Бортовой измерительный комплекс маневренного ЛА включает в себя, как правило, блок чувствительных элементов ориентации в пространстве (инерциальные указатели направлений — гиростабилизиро-ванная платформа на гироскопах, блок датчиков угловых скоростей), блок инерциальных измерителей (акселерометры), высотомеры, датчики угла атаки и т. п. Состав конкретной аппаратуры определяется целевой функцией ЛА и алгоритмом интегрированной системы навигации и управления. [c.229]

Measurement s — отображаются числовые значения измерений, осуществляемых бортовыми измерительными устройствами (датчиками угловых скоростей, датчиками угла атаки, акселерометрами и т. п.). [c.251]

Вначале изготовляют опытный образец кабины, который оборудуют различными датчиками, месдозами и акселерометрами. Все сигналы от них записываются на магнитную ленту четырнадцатиканального магнитографа. При испытательных заездах автомобиля с опытным образцом кабины регистрируются все данные о нагрузках, их частота, частота угловых колебаний кабины и крен в горизонтальной и вертикальной плоскостях. [c.58]

Добавив к этим датчикам еще два аналогичных датчика и ориентировав их нужным образом, можно в принципе построить измеритель низкочастотной составляющей векторов линейного микроускорения и углового ускорения. Построенные по описанному принципу конвективные акселерометры могут применяться в мониторинге микрогравитационной обстановки на борту космических аппаратов для оценки условий выполнения космических технологических экспериментов. [c.614]

Заключение. Показания датчика конвекции при типичных микроускорениях на борту спутника допускают простую интерпретацию — они пропорциональны линейным комбинациям квазистатических составляюш их в векторных компонентах линейного микроускорения и углового ускорения. Используя комбинации показаний двух (четырех) датчиков, можно получить низкочастотные двухкомпонентные (трехкомпонентные) акселерометр и датчик углового ускорения. Такие конвективные измерительные приборы могут применяться для мониторинга микрогравитационной обстановки на борту спутника. [c.617]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...